内容正文:
2025~2026学年第二学期高二年级物理学科阶段检测
一、单选题(每题5分,共25分)
1. 物理知识在生活中有广泛的应用,下列说法中正确的是( )
A. 甲图,雷达使用的微波衍射现象不明显,有利于进行准确定位
B. 乙图,内窥镜利用了光的偏振现象
C. 丙图,肥皂膜上的彩色条纹是光的衍射产生的
D. 丁图,将中间的纸片拿掉一张后,从上往下看条纹间距变小
2. 光纤通信采用的光导纤维由内芯和外套组成。如图所示,一束复色光以一定的入射角从轴心射入光导纤维后分为、两束单色光。下列说法正确的是( )
A. 内芯的折射率小于外套的折射率
B. 从空气射入光导纤维,、光的波长都变长
C. 、光在内芯中传播时,光的传播速度更大
D. 若、光分别作为同一双缝干涉装置光源时,光的干涉条纹间距更大
3. 天津装机容量最大的北疆电厂,其向用户输电原理如图所示。升压变压器的原、副线圈匝数比为,原、副线圈两端电压分别为、,电流分别为、;降压变压器的原、副线圈匝数比为,原、副线圈两端电压分别为、,电流分别为、,输电线上电阻为。发电厂的输出电压始终保持不变,各变压器均可视为理想变压器。下列说法正确的是( )
A.
B.
C. 若变为原来的K倍,则输电线上损耗的功率变为原来的K倍
D. 用户端用电器增加导致总电阻变小时,与的比值不变
4. 波源在同一均匀介质中以不同频率做简谐运动,先后形成沿x轴正方向传播的4列不同简谐横波,如图为在波的传播方向上,介质中平衡位置相距为s的a、b两质点间形成的4种不同波形图,从图中各自所示时刻开始计时,4列简谐横波中质点b到达波谷所用时间最短的是( )
A. B.
C. D.
5. 如图甲所示,匝数为N的闭合矩形线圈abcd处于磁感应强度大小为B的匀强磁场中,绕着与磁场垂直且与线圈共面的固定轴OO'以角速度匀速转动。线圈的ad边长为,ab边长为。线圈经过某位置时开始计时,通过线圈的磁通量随时间t的变化规律如图乙所示。下列说法正确的是( )
A. 时刻,线圈中产生的感应电动势的瞬时值大小为
B. 时刻,穿过线圈的磁通量的变化率大小为
C. 时刻,线圈平面与中性面垂直
D. 时刻,穿过线圈的磁通量大小为
二、多选题(每题5分,漏选得3分,错选不得分,共15分)
6. 对于原子、原子核,人们无法直接观察到其内部结构,只能通过对各种实验事实提供的信息进行分析、猜想、提出微观模型,并进一步接受实验事实的检验,进而再对模型进行修正。下列正确的是( )
A. 电子的发现说明原子本身是有结构的
B. 汤姆孙的枣糕模型说明原子具有核式结构
C. 玻尔的原子理论成功地解释了氢原子光谱的实验规律
D. 在散射实验中,少数粒子发生大角度偏转是由于它与金属原子中的电子发生了碰撞
7. 图甲为一列简谐横波在t=0.20s时刻的波形图,此时质点P的位置横坐标为x=1m,质点Q的位置横坐标为x=4m。图乙为质点Q的振动图像。则下列说法正确的是( )
A. 该波的传播速度是50cm/s
B. 该波沿x轴的负方向传播
C. t=0.10s时,质点P的振动方向向上
D. 从t=0.10s到t=0.20s内,质点P通过的路程为20cm
8. 如图所示,甲、乙为两束光经过同一双缝干涉装置后产生的干涉条纹,丙图为光电效应实验图,实验中得到的光电流I与光电管两端电压关系如图丁所示,下列说法正确的是( )
A. 若甲光能使丙图中产生光电流,则乙光一定能使丙图中产生光电流
B. 当小于0,但没有达到截止电压时,流经电流表方向为从上到下
C. 若甲光对应丁图中曲线b,则乙光可能对应丁图中曲线c
D. a光照射光电效应管产生的光电子动能,一定小于b光照射光电效应管产生的光电子动能
三、填空题(每空2分,共18分)
9. 如图所示的螺旋测微器,读数是__________mm。
10. 在通过“插针法”测量玻璃的折射率实验中:
(1)关于该实验(甲图),有以下操作步骤:
A.摆好玻璃砖,确定玻璃砖上、下边界aa',bb'
B.任意画出一条入射光线,在光路上插上大头针P1、P2
C.在确定P3、P4位置时,应使P3挡住P1、P2的像,P4挡住______________;
D.在确定P3、P4位置时,二者距离应适当______(选填“近”或“远”),以减小误差。
(2)如用乙所示,过P3、P4,作直线交bb'于O',过O'作垂直于bb'的直线NN',连接OO'。用量角器测量图乙中角α=30°和β=60°的大小,则玻璃的折射率n=_______。
(3)小丹同学在实验中虽测出了入射角和折射角。但苦于无法得知非特殊角的正弦值,不能准确计算出折射率,她利用实验室提供的圆规和刻度尺,以入射点O为圆心作圆,与入射光线、折射光线分别交于A、B点,再过A、B点作法线MN'的垂线,垂足分别为C、D,如图丙所示,则玻璃的折射率为_____(选填比例式前的字母)。
A. B. C.
11. 用普通小灯泡作为光源完成“用双缝干涉测量光的波长”实验,首先将实验仪器按图甲所示的方式安装在光具座上。
(1)下列做法,有助于减小实验误差的是___________;
A. 将单缝拆下
B. 将单缝与双缝的位置互换
C. 增大单缝与双缝间的距离
D. 一次测出多条亮条纹间的距离,再算出相邻亮条纹的间距
(2)某同学选用红色滤光片进行测量,使测量头分划板中心刻线与某一亮条纹A的中心对齐,此时测量头上的游标卡尺如图乙所示(图乙为50分度游标卡尺),其读数x1=___________ mm。然后转动手轮,使分划板中心刻线与另一亮条纹B的中心对齐,此时游标卡尺的读数为x2(x2>x1),已知亮条纹A、B间还有4条亮条纹,则相邻亮条纹的间距为___________(用x1和x2表示);
(3)若相邻亮条纹的间距记为Δx,双缝间距、屏与双缝间的距离分别记为d和l,则测量得到的单色光波长λ=___________(用Δx、d和l表示)。
四、计算题(共42分)
12. 如图所示,半径的圆弧轨道固定在竖直平面内,轨道的一个端点B和圆心O的连线与水平方向间的夹角,另一端点C为轨道的最低点,C点右侧的光滑水平路面上紧挨C点放置一足够长的木板,木板质量,上表面与C点等高。质量的物块(可视为质点)从空中A点以的速度水平抛出,恰好从轨道的B端沿切线方向进入轨道,沿轨道滑行,之后又滑上木板,木板获得的最大速度为,取,求:
(1)A、B两点间的竖直高度h;
(2)物块刚到达轨道上的C点时对轨道的压力;
(3)在圆弧轨道运动过程摩擦力对物块做的功。
13. 利用电场和磁场可以控制带电粒子的轨迹。如图所示,半径为R的圆形区域内存在垂直纸面向外的匀强磁场,MN为过圆心O的竖直轴,纸面内边长也为R的正方形abcd内存在与ab边平行的匀强电场,bc边所在直线与MN重合,ab边与圆相切。质量为m、电荷量为q的粒子从P点正对圆心O以大小为的速度垂直射入磁场,速度方向与MN夹角为,之后从MN与圆的交点b射出磁场立即进入电场,最后恰好从d点射出电场,打在ad边左侧距离为R处的竖直照相底片上,不计粒子重力,求:
(1)匀强磁场的磁感应强度B;
(2)粒子打到照相底片上时的速度大小;
(3)粒子从进入磁场到打到照相底片上的运动总时间t。
14. 如图甲所示,固定光滑平行金属导轨MN、PQ与水平面成倾斜放置,其电阻不计,导轨间距,导轨顶端与电阻相连。垂直导轨水平放置一根质量、电阻的导体棒ab,ab距导轨顶端,距导轨底端距离为(未知)。在装置所在区域加一个垂直导轨平面向上的匀强磁场,其磁感应强度B和时间t的函数关系如图乙所示。0~2s内,导体棒在外力作用下保持静止;2s后由静止释放导体棒,导体棒滑到导轨底部的过程,通过导体棒横截面的电荷量。导体棒始终与导轨垂直并接触良好,且导体棒滑到底部前已经做匀速运动,重力加速度,。求:
(1)0~2s内通过导体棒的电流的大小和方向;
(2)导体棒滑到底部前的最大速度;
(3)导体棒由静止开始下滑到导轨底部的过程,电阻R上产生的焦耳热QR。
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2025~2026学年第二学期高二年级物理学科阶段检测
一、单选题(每题5分,共25分)
1. 物理知识在生活中有广泛的应用,下列说法中正确的是( )
A. 甲图,雷达使用的微波衍射现象不明显,有利于进行准确定位
B. 乙图,内窥镜利用了光的偏振现象
C. 丙图,肥皂膜上的彩色条纹是光的衍射产生的
D. 丁图,将中间的纸片拿掉一张后,从上往下看条纹间距变小
【答案】A
【解析】
【详解】A.甲图,雷达使用的微波波长较短,衍射现象不明显,有利于进行准确定位,故A正确;
B.乙图,内窥镜利用了光的全反射现象,故B错误;
C.丙图,肥皂膜上的彩色条纹是光的干涉产生的,故C错误;
D.丁图,将中间的纸片拿掉一张后,顶角减小,根据可知,从上往下看条纹间距x变大,故D错误。
故选A。
2. 光纤通信采用的光导纤维由内芯和外套组成。如图所示,一束复色光以一定的入射角从轴心射入光导纤维后分为、两束单色光。下列说法正确的是( )
A. 内芯的折射率小于外套的折射率
B. 从空气射入光导纤维,、光的波长都变长
C. 、光在内芯中传播时,光的传播速度更大
D. 若、光分别作为同一双缝干涉装置光源时,光的干涉条纹间距更大
【答案】D
【解析】
【详解】A.发生全反射的条件是光从光密介质进入光疏介质,所以内芯的折射率大于外套的折射率,故A错误;
B.从空气射入光导纤维,频率不变,但是速度减小,根据可知,a、b光的波长都变短,故B错误;
C.由图可知b光的折射角更小,由
可知,由可知,b光的传播速度更小,故C错误;
D.b光折射率大,则b光频率大,波长短,根据可知a光的条纹间距更大,故D正确。
故选D。
3. 天津装机容量最大的北疆电厂,其向用户输电原理如图所示。升压变压器的原、副线圈匝数比为,原、副线圈两端电压分别为、,电流分别为、;降压变压器的原、副线圈匝数比为,原、副线圈两端电压分别为、,电流分别为、,输电线上电阻为。发电厂的输出电压始终保持不变,各变压器均可视为理想变压器。下列说法正确的是( )
A.
B.
C. 若变为原来的K倍,则输电线上损耗的功率变为原来的K倍
D. 用户端用电器增加导致总电阻变小时,与的比值不变
【答案】B
【解析】
【详解】AB.根据变压器电压、电流和匝数的关系可知,
结合电路特点可知
显然,故A错误,B正确;
C.若变为原来的K倍,根据
可知,通过输电线的电流变为原来的倍,根据
可知,输电线损失的功率变为原来的倍,故C错误;
D.若用户端用电器增加导致总电阻变小时,则用户端的电流增大,结合变压器的原理
可知增大,结合电流特点可知
因此增大,则与的比值增大,故D错误。
故选B。
4. 波源在同一均匀介质中以不同频率做简谐运动,先后形成沿x轴正方向传播的4列不同简谐横波,如图为在波的传播方向上,介质中平衡位置相距为s的a、b两质点间形成的4种不同波形图,从图中各自所示时刻开始计时,4列简谐横波中质点b到达波谷所用时间最短的是( )
A. B.
C. D.
【答案】B
【解析】
【详解】介质不变,则波速不变,根据可知,波谷距b最近,则时间最短。
故选B。
5. 如图甲所示,匝数为N的闭合矩形线圈abcd处于磁感应强度大小为B的匀强磁场中,绕着与磁场垂直且与线圈共面的固定轴OO'以角速度匀速转动。线圈的ad边长为,ab边长为。线圈经过某位置时开始计时,通过线圈的磁通量随时间t的变化规律如图乙所示。下列说法正确的是( )
A. 时刻,线圈中产生的感应电动势的瞬时值大小为
B. 时刻,穿过线圈的磁通量的变化率大小为
C. 时刻,线圈平面与中性面垂直
D. 时刻,穿过线圈的磁通量大小为
【答案】B
【解析】
【详解】A.线圈经过中性面时磁通量最大,由乙图可知,线圈经过中性面时开始计时,线圈中产生的感应电动势的瞬时值表达式
其中,
解得
由乙图可知
所以时刻,线圈中产生的感应电动势的瞬时值大小为
故A错误;
B.由乙图可知,时刻线圈平面与磁场平行,有
又
联立,解得
故B正确;
C.由乙图可知,时刻,穿过线圈的磁通量最大,线圈平面与中性面重合,故C错误;
D.由图乙可知,时刻,穿过线圈的磁通量大小为
故D错误。
故选B。
二、多选题(每题5分,漏选得3分,错选不得分,共15分)
6. 对于原子、原子核,人们无法直接观察到其内部结构,只能通过对各种实验事实提供的信息进行分析、猜想、提出微观模型,并进一步接受实验事实的检验,进而再对模型进行修正。下列正确的是( )
A. 电子的发现说明原子本身是有结构的
B. 汤姆孙的枣糕模型说明原子具有核式结构
C. 玻尔的原子理论成功地解释了氢原子光谱的实验规律
D. 在散射实验中,少数粒子发生大角度偏转是由于它与金属原子中的电子发生了碰撞
【答案】AC
【解析】
【详解】A.19世纪末电子被发现,打破了此前“原子不可再分”的传统认知,直接证明原子内部存在更小的组成部分,说明原子本身是有结构的,故A正确;
B.汤姆孙的枣糕模型认为正电荷均匀分布在原子内,电子像枣子一样镶嵌在原子中;原子的核式结构模型是卢瑟福通过α散射实验提出的,故B错误;
C.玻尔在卢瑟福核式结构模型的基础上引入了量子化假设,成功解释了氢原子光谱的分立特征与实验规律,故C正确;
D.α粒子质量远大于电子,和电子碰撞几乎不会改变运动轨迹;少数α粒子大角度偏转是因为它靠近了原子内部体积极小、质量和正电荷极大的原子核,受到了极强的库仑斥力,故D错误。
故选 AC。
7. 图甲为一列简谐横波在t=0.20s时刻的波形图,此时质点P的位置横坐标为x=1m,质点Q的位置横坐标为x=4m。图乙为质点Q的振动图像。则下列说法正确的是( )
A. 该波的传播速度是50cm/s
B. 该波沿x轴的负方向传播
C. t=0.10s时,质点P的振动方向向上
D. 从t=0.10s到t=0.20s内,质点P通过的路程为20cm
【答案】CD
【解析】
【详解】A.由图甲知,由图乙知T=0.2s,则波速为
故A错误;
B.由乙图读出,Q点在t=0.20s时的速度方向向上,由同侧法可知,该波沿x轴正方向的传播,故B错误;
C.根据同侧法可知,t =0.2s时P质点的振动方向向下,0.10s恰好为周期的,故0.10s时P点的振动情况与t=0.2s时的振动方向相反,所以t=0.10s时,质点P的振动方向向上,故C正确;
D.从0.10s到0.20s的时间内,即
质点P通过的路程
故D正确。
故选CD。
8. 如图所示,甲、乙为两束光经过同一双缝干涉装置后产生的干涉条纹,丙图为光电效应实验图,实验中得到的光电流I与光电管两端电压关系如图丁所示,下列说法正确的是( )
A. 若甲光能使丙图中产生光电流,则乙光一定能使丙图中产生光电流
B. 当小于0,但没有达到截止电压时,流经电流表方向为从上到下
C. 若甲光对应丁图中曲线b,则乙光可能对应丁图中曲线c
D. a光照射光电效应管产生的光电子动能,一定小于b光照射光电效应管产生的光电子动能
【答案】AB
【解析】
【详解】A.根据干涉条纹公式
可知甲光波长较乙光长,频率小于乙光,若甲光能使丙图中产生光电流,则乙光一定能使丙图中产生光电流,A正确;
B.没有达到截止电压时,光电子运动方向由右至左,电流方向由上至下,B正确;
C.发生光电效应产生光电子最大初动能
要想使得光电流为零,即反向截止电压电场力做功
因此根据图像可知,b、c两种光射向同一光电管,反向截止电压是一样的,说明b、c是同一种频率的光,但是甲图和乙图通过同一双缝干涉的条纹间隔不同,说明波长不同,两者是矛盾的,因此选项C错误;
D.根据上述分析可知,a光反向截止电压小,说明光子频率比b光频率低,由爱因斯坦光电效应方程可知,光电子的最大初动能a光照射的一定小于b光照射的,但是a光照射光电效应管产生的光电子动能不一定小于b光照射光电效应管产生的光电子动能,选项D错误。
故选AB。
三、填空题(每空2分,共18分)
9. 如图所示的螺旋测微器,读数是__________mm。
【答案】4.700
【解析】
【详解】螺旋测微器的固定刻度为4.5mm,可动刻度为20.0×0.01mm=0.200mm,所以最终读数为4.5mm+0.200mm=4.700mm。
10. 在通过“插针法”测量玻璃的折射率实验中:
(1)关于该实验(甲图),有以下操作步骤:
A.摆好玻璃砖,确定玻璃砖上、下边界aa',bb'
B.任意画出一条入射光线,在光路上插上大头针P1、P2
C.在确定P3、P4位置时,应使P3挡住P1、P2的像,P4挡住______________;
D.在确定P3、P4位置时,二者距离应适当______(选填“近”或“远”),以减小误差。
(2)如用乙所示,过P3、P4,作直线交bb'于O',过O'作垂直于bb'的直线NN',连接OO'。用量角器测量图乙中角α=30°和β=60°的大小,则玻璃的折射率n=_______。
(3)小丹同学在实验中虽测出了入射角和折射角。但苦于无法得知非特殊角的正弦值,不能准确计算出折射率,她利用实验室提供的圆规和刻度尺,以入射点O为圆心作圆,与入射光线、折射光线分别交于A、B点,再过A、B点作法线MN'的垂线,垂足分别为C、D,如图丙所示,则玻璃的折射率为_____(选填比例式前的字母)。
A. B. C.
【答案】 ①. P3以及P1、P2的像 ②. 远 ③. ④. A
【解析】
【详解】(1)[1]在确定P3、P4位置时,应使P3挡住P1、P2的像,P4挡住P3以及P1、P2的像;
[2]折射光线是通过隔着玻璃砖观察成一条直线确定的,大头针间的距离太小,引起的角度会较大,故P1、P2及P3、P4之间的距离适当大些,可以提高准确度;
(2)[3]根据折射定律有
解得折射率为
(3)[4]因为
则该玻璃砖的折射率为
故选A。
11. 用普通小灯泡作为光源完成“用双缝干涉测量光的波长”实验,首先将实验仪器按图甲所示的方式安装在光具座上。
(1)下列做法,有助于减小实验误差的是___________;
A. 将单缝拆下
B. 将单缝与双缝的位置互换
C. 增大单缝与双缝间的距离
D. 一次测出多条亮条纹间的距离,再算出相邻亮条纹的间距
(2)某同学选用红色滤光片进行测量,使测量头分划板中心刻线与某一亮条纹A的中心对齐,此时测量头上的游标卡尺如图乙所示(图乙为50分度游标卡尺),其读数x1=___________ mm。然后转动手轮,使分划板中心刻线与另一亮条纹B的中心对齐,此时游标卡尺的读数为x2(x2>x1),已知亮条纹A、B间还有4条亮条纹,则相邻亮条纹的间距为___________(用x1和x2表示);
(3)若相邻亮条纹的间距记为Δx,双缝间距、屏与双缝间的距离分别记为d和l,则测量得到的单色光波长λ=___________(用Δx、d和l表示)。
【答案】(1)D (2) ①. ②.
(3)
【解析】
【小问1详解】
AB.将单缝拆下,或将单缝与双缝的位置互换,则无法获得相干光源,实验无法完成,AB错误;
C.增大单缝与双缝间的距离,不影响双缝到屏之间的距离,对实验结果没有影响,C错误;
D.一次测出多条亮条纹间的距离,再算出相邻亮条纹间距,这样有助于减小实验误差,D正确。
故选D。
【小问2详解】
[1]由题可知,游标卡尺的精确度为
故游标卡尺的读数为
[2]由于条纹A、B间还有4条亮条纹,则相邻两亮条纹的间距为
【小问3详解】
由干涉条纹的间距公式
解得单色光的波长为
四、计算题(共42分)
12. 如图所示,半径的圆弧轨道固定在竖直平面内,轨道的一个端点B和圆心O的连线与水平方向间的夹角,另一端点C为轨道的最低点,C点右侧的光滑水平路面上紧挨C点放置一足够长的木板,木板质量,上表面与C点等高。质量的物块(可视为质点)从空中A点以的速度水平抛出,恰好从轨道的B端沿切线方向进入轨道,沿轨道滑行,之后又滑上木板,木板获得的最大速度为,取,求:
(1)A、B两点间的竖直高度h;
(2)物块刚到达轨道上的C点时对轨道的压力;
(3)在圆弧轨道运动过程摩擦力对物块做的功。
【答案】(1)
(2),方向竖直向下。
(3)
【解析】
【小问1详解】
由平抛运动可知到达B点时竖直速度
又
可得
【小问2详解】
在木板上滑行过程,有
在C点,有
由牛顿第三定律
可得
方向竖直向下。
【小问3详解】
在BC上滑动过程,由动能定理有
其中
可得
13. 利用电场和磁场可以控制带电粒子的轨迹。如图所示,半径为R的圆形区域内存在垂直纸面向外的匀强磁场,MN为过圆心O的竖直轴,纸面内边长也为R的正方形abcd内存在与ab边平行的匀强电场,bc边所在直线与MN重合,ab边与圆相切。质量为m、电荷量为q的粒子从P点正对圆心O以大小为的速度垂直射入磁场,速度方向与MN夹角为,之后从MN与圆的交点b射出磁场立即进入电场,最后恰好从d点射出电场,打在ad边左侧距离为R处的竖直照相底片上,不计粒子重力,求:
(1)匀强磁场的磁感应强度B;
(2)粒子打到照相底片上时的速度大小;
(3)粒子从进入磁场到打到照相底片上的运动总时间t。
【答案】(1)
(2)
(3)
【解析】
【小问1详解】
粒子在磁场中运动,根据洛伦兹力提供向心力有
由几何关系
解得
【小问2详解】
在电场中,粒子做类平抛运动有,
又
解得
【小问3详解】
粒子在磁场中的运动时间
其中
粒子在电场中的运动时间
粒子离开电场后的运动时间
可得
14. 如图甲所示,固定光滑平行金属导轨MN、PQ与水平面成倾斜放置,其电阻不计,导轨间距,导轨顶端与电阻相连。垂直导轨水平放置一根质量、电阻的导体棒ab,ab距导轨顶端,距导轨底端距离为(未知)。在装置所在区域加一个垂直导轨平面向上的匀强磁场,其磁感应强度B和时间t的函数关系如图乙所示。0~2s内,导体棒在外力作用下保持静止;2s后由静止释放导体棒,导体棒滑到导轨底部的过程,通过导体棒横截面的电荷量。导体棒始终与导轨垂直并接触良好,且导体棒滑到底部前已经做匀速运动,重力加速度,。求:
(1)0~2s内通过导体棒的电流的大小和方向;
(2)导体棒滑到底部前的最大速度;
(3)导体棒由静止开始下滑到导轨底部的过程,电阻R上产生的焦耳热QR。
【答案】(1)0.8A;电流方向由a流向b
(2)3m/s (3)1.68J
【解析】
【小问1详解】
由法拉第电磁感应定律可得前2s产生的感应电动势
由闭合电路欧姆定律
解得
根据楞次定律知感应电流的方向为a到b。
【小问2详解】
当导体棒达最大速度后匀速下滑,根据平衡方程
,,
其中
解得
【小问3详解】
导体棒滑到底端过程中
,,
解得
设下滑过程中系统产生的热量Q,根据动能定理有
,
解得
电阻R产生的热量为
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