内容正文:
2025~2026学年度高二年级第一学期期中学情检测
物理
注意事项
考生在答题前请认真阅读本注意事项及各题答题要求
1.本试卷共6页,满分为100分,考试时间为75分钟。考试结束后,请将本试卷和答题卡一并交回。
2.答题前,请务必将自己的姓名、准考证号用0.5毫米黑色墨水的签字笔填写在试卷及答题卡的规定位置。
3.请将考试证号用2B铅笔将答题卡上考试证号相应的数字涂黑。
4.作答选择题,必须用2B铅笔把答题卡上对应选项的方框涂满、涂黑;如需改动,请用橡皮擦干净后,再选涂其他答案。作答非选择题,必须用0.5毫米黑色墨水的签字笔在答题卡上的指定位置作答,在其它位置作答一律无效。
5.如需作图,必须用2B铅笔绘、写清楚,线条、符号等须加黑、加粗。
一、单项选择题:共10题,每题4分,共40分。每题只有一个选项最符合题意。
1. 关于简谐运动,下列说法正确的是( )
A. 用球拍颠乒乓球,球的运动是简谐运动
B. 做简谐运动的物体,轨迹一定是正弦曲线
C. 物体做简谐运动,其回复力与偏离平衡位置位移的关系符合
D. 物体做简谐运动,某一过程其速度逐渐增大,则所受的回复力逐渐增大
2. 为了解释地球的磁性,19世纪安培假设:地球的磁场是由绕过地心的轴的环形电流I引起的。在下列四个图中,正确表示安培假设中环形电流方向的是( )
A. B.
C. D.
3. 如图所示,一物块在与水平方向成角的恒定拉力F的作用下保持静止状态,作用时间为t,则物块所受( )
A. 合力冲量为0 B. 重力冲量为0
C. 摩擦力冲量为0 D. 拉力冲量为
4. 一个质量为2kg的物体在合力F的作用下从静止开始沿直线运动。F随时间t变化的图像如图所示,则时物体的( )
A. 动量大小为1kg·m/s B. 动量大小为2kg·m/s
C. 动量方向将变化 D. 动量变化率最大
5. 下列现象中没有利用全反射现象的是( )
A. 筷子产生侧移 B. 水中气泡变亮
C. 内窥镜 D. 水流导光
6. 下列说法正确的是( )
A. 如图甲,耳机中的主动降噪技术是通过波的衍射起到消音作用
B. 如图乙,用手掌摩擦“洗”的盆耳,力越大,溅起的水花越高
C. 如图丙,所示泊松亮斑是由于光的干涉而产生的一种光学现象
D. 如图丁,相机的偏振滤光片能减弱玻璃表面反射光产生的影响
7. 在下列各图中导体棒ab均静止在导轨上,通过导体棒ab的电流及其所在位置的磁感应强度大小均相等,则导体棒ab对轨道压力最大的是( )
A. 磁场垂直水平面 B. 磁场与竖直方向成角
C. 磁场竖直向上 D. 磁场垂直斜面
8. 在如图所示的装置中原来夹有两张纸片,现抽去一张纸片,则当光入射到劈形空气薄膜后,从上往下可以观察到干涉条纹( )
A. 间距不变 B. 变密 C. 变疏 D. 消失
9. 小华同学进行“用单摆测定重力加速度”的实验。最合理的装置是( )
A. B.
C. D.
10. 如图所示,一轻质弹簧左端与墙壁连接,右端连接在物块上,物块放在粗糙的水平地面上。现把物块推到A点由静止释放,运动到B点时速度刚好为零。已知物块在A点弹簧压缩量是B点压缩量的三倍,弹簧始终处在弹性限度内。下列说法正确的是( )
A. 从A到B过程中物块做匀变速直线运动
B. 从A到B过程中物块所受合力一直减小
C. 物块运动到B点之后保持静止状态
D. 物块运动到B点之后仍能继续运动
二、非选择题:共5题,共60分。其中第12题~第15题解答时请写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤,只写出最后答案的不能得分;有数值计算时,答案中必须明确写出数值和单位。
11. 在“验证动量守恒定律”实验中,借助于平抛运动模型来研究,实验装置及原理图甲所示。
(1)实验室只有A、B、C、D四个小球,则入射小球应该选取______;被碰小球选取______进行实验(填字母代号);
A.直径;质量 B.直径;质量
C.直径;质量 D.直径;质量
(2)下列说法中符合本实验要求的有______【多选】
A. 安装轨道时,轨道末端必须水平
B. 可以利用秒表记录小球下落时间
C. 实验过程中,白纸可以自由移动
D. 同组实验中入射球须从同一高度由静止释放
(3)小球释放后落在复写纸上会在白纸上留下印迹。多次实验,白纸上留下了7个印迹,如果用画圆法确定小球的落点P,图乙中画的三个圆最合理的是______(填字母代号)。
(4)入射小球从轨道上滑下时,轨道的粗糙程度对实验结论______(选填“有影响”或“无影响”)。
(5)实验中用刻度尺测量P、M、N距O点的距离分别为、、,结合第(1)题选择的实验小球(参数如图中标识),若满足关系式______(用题中所给字母、、表示),从而验证该碰撞前后动量守恒。
12. 某波源S发出一列简谐横波,波源的振动图像如图所示。在波的传播方向上有A、B两点,它们到的距离分别为和。测得A、B两点开始振动的时间间隔为。
(1)求这列波的波长。
(2)当B点离开平衡位置的位移为时重新开始计时,写出A点的振动方程。
13. 如图所示,手机防窥膜的原理可以解释为“超微细百叶窗技术”,某种防窥屏由透明介质和对光完全吸收的屏障构成,其中屏障垂直于屏幕平行排列,可实现对每一个像素单元的可视角度的控制。发光像素单元紧贴手机屏幕,可视为点光源,位于相邻两屏障的正中间。若屏障的高度为,相邻屏障的间隙为。求:
(1)从介质射向空气中的光线的最大入射角;
(2)若要使最大入射角的光线能从透明介质射入空气中,透明介质的折射率的最大值?
14. 如图所示,光滑水平轨道上放置长板A(上表面粗糙)和滑块C,滑块B置于A的左端,三者质量分别为,,。开始时C静止,A、B一起以的速度匀速向右运动。A与C发生碰撞(时间极短)后,C向右运动。经过一段时间,A、B再次达到共同速度一起向右运动,且恰好不再与C碰撞。求:
(1)A、B、C系统的总动量;
(2)C最终的速度大小;
(3)整个过程中, A、B系统因摩擦产生的内能Q。
15. 某一具有速度选择器的质谱仪原理如图所示,A为粒子加速器,加速电压为;B为速度选择器,磁场与电场正交,磁感应强度为,两板间距离为;C为偏转分离器,磁感应强度为。今有一质量为、电荷量为的正粒子(不计重力),由静止经加速后,该粒子恰能通过速度选择器,粒子进入分离器后做匀速圆周运动。
(1)求粒子的速度大小;
(2)求速度选择器两板间电压;
(3)实际上加速电压的大小会在范围内微小变化。若撤掉速度选择器,电荷量相同的铀235和铀238两种离子(其质量之比为)经电场加速后进入磁场中会发生分离,为使这两种离子在磁场中运动的轨迹不发生交叠,应小于多少?(结果用百分数表示,保留两位有效数字)
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2025~2026学年度高二年级第一学期期中学情检测
物理
注意事项
考生在答题前请认真阅读本注意事项及各题答题要求
1.本试卷共6页,满分为100分,考试时间为75分钟。考试结束后,请将本试卷和答题卡一并交回。
2.答题前,请务必将自己的姓名、准考证号用0.5毫米黑色墨水的签字笔填写在试卷及答题卡的规定位置。
3.请将考试证号用2B铅笔将答题卡上考试证号相应的数字涂黑。
4.作答选择题,必须用2B铅笔把答题卡上对应选项的方框涂满、涂黑;如需改动,请用橡皮擦干净后,再选涂其他答案。作答非选择题,必须用0.5毫米黑色墨水的签字笔在答题卡上的指定位置作答,在其它位置作答一律无效。
5.如需作图,必须用2B铅笔绘、写清楚,线条、符号等须加黑、加粗。
一、单项选择题:共10题,每题4分,共40分。每题只有一个选项最符合题意。
1. 关于简谐运动,下列说法正确的是( )
A. 用球拍颠乒乓球,球的运动是简谐运动
B. 做简谐运动的物体,轨迹一定是正弦曲线
C. 物体做简谐运动,其回复力与偏离平衡位置位移的关系符合
D. 物体做简谐运动,某一过程其速度逐渐增大,则所受的回复力逐渐增大
【答案】C
【解析】
【详解】A.简谐运动的动力学判定条件是回复力满足,颠乒乓球时,球运动过程中合力不满足该关系,不属于简谐运动,故A错误;
B.做简谐运动的物体,位移随时间变化的规律为正弦(或余弦)函数,而非运动轨迹是正弦曲线,例如水平弹簧振子的运动轨迹为直线,故B错误;
C.回复力与偏离平衡位置的位移成正比、方向相反,即是简谐运动的动力学定义,故C正确;
D.简谐运动中速度逐渐增大时,物体正朝向平衡位置运动,偏离平衡位置的位移减小,由可知回复力大小随减小而逐渐减小,故D错误。
故选C。
2. 为了解释地球的磁性,19世纪安培假设:地球的磁场是由绕过地心的轴的环形电流I引起的。在下列四个图中,正确表示安培假设中环形电流方向的是( )
A. B.
C. D.
【答案】B
【解析】
【详解】地磁的南极在地理北极的附近,故在用安培定则判定环形电流的方向时右手的拇指必需指向南方;而根据安培定则:拇指与四指垂直,而四指弯曲的方向就是电流流动的方向。
故选B。
【点睛】
3. 如图所示,一物块在与水平方向成角的恒定拉力F的作用下保持静止状态,作用时间为t,则物块所受( )
A. 合力冲量为0 B. 重力冲量为0
C. 摩擦力冲量为0 D. 拉力冲量为
【答案】A
【解析】
【详解】D.根据冲量的定义可知,拉力F的冲量大小,故D错误;
C.根据平衡条件可知,物体受到的摩擦力
所以摩擦力的冲量,故C错误;
A.物体保持静止,动量变化为零,根据动量定理可知,物体所受合力的冲量大小为零,故A正确;
B.根据冲量的定义可知,重力的冲量大小,不为零,故B错误。
故选A。
4. 一个质量为2kg的物体在合力F的作用下从静止开始沿直线运动。F随时间t变化的图像如图所示,则时物体的( )
A. 动量大小为1kg·m/s B. 动量大小为2kg·m/s
C. 动量方向将变化 D. 动量变化率最大
【答案】B
【解析】
【详解】AB.F-t图线与坐标轴所围的面积表示冲量,所以0-2s的冲量为
根据动量定理,有
可得动量大小为2kg·m/s,方向与正方向相同,故A错误,B正确;
C.t=2s后物体做减速运动,速度方向不变,动量方向不变,故C错误;
D.根据动量定理
动量的变化率
时,F=0,变化率为零,为最小,故D错误。
故选B。
5. 下列现象中没有利用全反射现象的是( )
A. 筷子产生侧移 B. 水中气泡变亮
C. 内窥镜 D. 水流导光
【答案】A
【解析】
【详解】A.筷子在水中产生侧移,是光从水射入空气时发生光的折射形成的,没有利用全反射,故A正确;
B.水中气泡看起来更亮,是光从光密的水射向气泡内光疏的空气时,界面发生全反射导致的,利用了全反射,故B错误;
C.医用内窥镜依靠光导纤维工作,光导纤维利用光在纤维内部界面不断发生全反射来传输光和图像,利用了全反射,故C错误;
D.水流导光利用了光在水流与空气的界面不断发生全反射,将光约束在水流中传播,利用了全反射,故D错误。
故选A。
6. 下列说法正确的是( )
A. 如图甲,耳机中的主动降噪技术是通过波的衍射起到消音作用
B. 如图乙,用手掌摩擦“洗”的盆耳,力越大,溅起的水花越高
C. 如图丙,所示泊松亮斑是由于光的干涉而产生的一种光学现象
D. 如图丁,相机的偏振滤光片能减弱玻璃表面反射光产生的影响
【答案】D
【解析】
【分析】
【详解】A.主动降噪耳机是利用波的干涉原理,通过产生一列与噪声频率相同、相位相反的声波,使两者叠加后振动减弱,从而消除噪声,而不是利用波的衍射,选项A错误;
B.用手掌摩擦盆耳使水溅起,这是利用了共振原理。当摩擦产生的驱动力频率等于盆的固有频率时,盆发生共振,振幅最大,水花溅起最高,这与力的大小无直接决定关系,选项B错误;
C.泊松亮斑是光照射在不透明圆盘上,光绕过障碍物传播到阴影中心形成的亮斑,这是光的衍射现象,不是光的干涉,选项C错误;
D.玻璃表面的反射光是偏振光(或部分偏振光),在相机镜头前加装偏振滤光片,并调整其透振方向与反射光的偏振方向垂直,可以阻挡反射光进入镜头,从而减弱反射光的影响,使影像更清晰,选项D正确。
故选D。
【点睛】
7. 在下列各图中导体棒ab均静止在导轨上,通过导体棒ab的电流及其所在位置的磁感应强度大小均相等,则导体棒ab对轨道压力最大的是( )
A. 磁场垂直水平面 B. 磁场与竖直方向成角
C. 磁场竖直向上 D. 磁场垂直斜面
【答案】B
【解析】
【详解】选项A安培力为水平方向,竖直方向受力平衡,得
选项B根据左手定则,安培力方向斜向右下,存在竖直向下的分量,竖直方向平衡得
选项C导轨倾角为,安培力水平向右,垂直导轨方向受力平衡得
选项D安培力沿斜面方向,垂直导轨方向受力平衡得
综上可得,对轨道压力最大的是。
故选B。
8. 在如图所示的装置中原来夹有两张纸片,现抽去一张纸片,则当光入射到劈形空气薄膜后,从上往下可以观察到干涉条纹( )
A. 间距不变 B. 变密 C. 变疏 D. 消失
【答案】C
【解析】
【详解】从空气膜的上下表面分别反射的两列光是相干光,其光程差为△x=2d
即光程差为空气层厚度的2倍,当光程差△x=2d=nλ
时此处表现为亮条纹,故相邻亮条纹之间的空气层的厚度差λ,显然抽去一张纸片后空气层的倾角变小,故相邻亮条纹(或暗条纹)之间的距离变大,故干涉条纹变疏。
故选C。
9. 小华同学进行“用单摆测定重力加速度”的实验。最合理的装置是( )
A. B.
C. D.
【答案】D
【解析】
【详解】A.单摆的摆长在摆动过程中必须保持不变,弹性绳在受力时长度会发生变化,导致摆长不稳定,故A错误;
B.细绳缠绕在金属杆上,会导致在摆动过程中细绳悬点不固定、摆长发生变化,故B错误;
C.为了减小空气阻力对实验的影响,摆球应选择密度大、体积小的球,塑料球密度小,受空气阻力影响较大,故C错误;
D.铁夹固定悬点保证悬点不动,细绳不可伸长保证摆长不变,铁球密度大体积小可减小空气阻力影响,符合单摆实验装置要求,故D正确。
故选D。
10. 如图所示,一轻质弹簧左端与墙壁连接,右端连接在物块上,物块放在粗糙的水平地面上。现把物块推到A点由静止释放,运动到B点时速度刚好为零。已知物块在A点弹簧压缩量是B点压缩量的三倍,弹簧始终处在弹性限度内。下列说法正确的是( )
A. 从A到B过程中物块做匀变速直线运动
B. 从A到B过程中物块所受合力一直减小
C. 物块运动到B点之后保持静止状态
D. 物块运动到B点之后仍能继续运动
【答案】C
【解析】
【分析】设物块在 点时弹簧的压缩量为 ,则在 点时弹簧的压缩量为 。物块从 运动到 的过程中,位移大小为 。
【详解】A.物块在水平方向受到弹簧弹力 ( 为瞬时压缩量)和滑动摩擦力 的作用
根据牛顿第二定律,加速度
随着物块向右运动,压缩量 减小,弹力减小,加速度 发生变化,所以物块做变加速直线运动,故A错误;
B.从 到 过程,根据动能定理有,
解得滑动摩擦力
在 点,合力 ,方向向右; 当弹簧压缩量为 时,弹力 ,合力为零;
在 点,合力大小 ,方向向左。 可见,从 到 过程中,合力先减小后增大,故B错误;
CD.物块运动到 点时速度为零,此时弹簧弹力 ,方向向右。而物块受到的最大静摩擦力 。因为 ,所以物块在 点受力平衡,将保持静止状态,故C正确,D错误。
故选C。
二、非选择题:共5题,共60分。其中第12题~第15题解答时请写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤,只写出最后答案的不能得分;有数值计算时,答案中必须明确写出数值和单位。
11. 在“验证动量守恒定律”实验中,借助于平抛运动模型来研究,实验装置及原理图甲所示。
(1)实验室只有A、B、C、D四个小球,则入射小球应该选取______;被碰小球选取______进行实验(填字母代号);
A.直径;质量 B.直径;质量
C.直径;质量 D.直径;质量
(2)下列说法中符合本实验要求的有______【多选】
A. 安装轨道时,轨道末端必须水平
B. 可以利用秒表记录小球下落时间
C. 实验过程中,白纸可以自由移动
D. 同组实验中入射球须从同一高度由静止释放
(3)小球释放后落在复写纸上会在白纸上留下印迹。多次实验,白纸上留下了7个印迹,如果用画圆法确定小球的落点P,图乙中画的三个圆最合理的是______(填字母代号)。
(4)入射小球从轨道上滑下时,轨道的粗糙程度对实验结论______(选填“有影响”或“无影响”)。
(5)实验中用刻度尺测量P、M、N距O点的距离分别为、、,结合第(1)题选择的实验小球(参数如图中标识),若满足关系式______(用题中所给字母、、表示),从而验证该碰撞前后动量守恒。
【答案】(1) ①. C ②. A (2)AD
(3)C (4)无影响
(5)
【解析】
【小问1详解】
[1][2]为保证碰撞为对心碰撞,两小球的直径应相等,且为了保证入射小球碰撞后不反弹,入射球的质量要大于被碰球的质量,故入射小球选C,被碰小球选A。
【小问2详解】
A.轨道末端水平才能保证小球做平抛运动,故A正确;
B.本实验利用“下落高度相同,平抛时间相等,用水平位移代替初速度”,因此不需要测量时间,故B错误;
C.实验过程中,白纸必须固定,不能自由移动,否则落点定位出错,故C错误;
D.同组实验中,入射球从同一高度静止释放,才能保证每次碰撞前入射速度相同,故D正确。
故选AD。
【小问3详解】
采用画圆法确定小球的落点,应该让所画的圆尽可能把大多数落点包进去,且圆的半径最小,这样所画圆的圆心即为小球落点的平均位置。
故选C。
【小问4详解】
不管轨道是否粗糙,对同一装置,只要入射小球每次从同一位置由静止释放,每次入射小球到达斜槽末端的速度都相同,因此轨道粗糙程度对实验结论无影响。
【小问5详解】
设平抛运动时间为,则碰撞前入射球速度
碰撞后入射球及被碰球速度分别为,
若碰撞过程系统动量守恒,则有
代入,
联立解得
12. 某波源S发出一列简谐横波,波源的振动图像如图所示。在波的传播方向上有A、B两点,它们到的距离分别为和。测得A、B两点开始振动的时间间隔为。
(1)求这列波的波长。
(2)当B点离开平衡位置的位移为时重新开始计时,写出A点的振动方程。
【答案】(1)
(2)
【解析】
【小问1详解】
由题意,A、B两点到波源的距离差
两质点开始振动的时间差
因此波速
由波源的振动图像可得波的周期
根据波长公式
得
【小问2详解】
A、B两点到波源的距离差
因此A、B两点振动相位差为,振动情况始终相反。 振动的振幅
角频率
当B点离开平衡位置的位移为时重新开始计时,则此时质点A离开平衡位置的位移为,设A点振动方程为
代入,,
得初相位
故A点的振动方程
13. 如图所示,手机防窥膜的原理可以解释为“超微细百叶窗技术”,某种防窥屏由透明介质和对光完全吸收的屏障构成,其中屏障垂直于屏幕平行排列,可实现对每一个像素单元的可视角度的控制。发光像素单元紧贴手机屏幕,可视为点光源,位于相邻两屏障的正中间。若屏障的高度为,相邻屏障的间隙为。求:
(1)从介质射向空气中的光线的最大入射角;
(2)若要使最大入射角的光线能从透明介质射入空气中,透明介质的折射率的最大值?
【答案】(1)
(2)2
【解析】
【小问1详解】
当光线沿着屏障上边缘射向透明介质与空气的分界面时入射角最大,如图所示
由几何关系可得,最大入射角满足
可得最大入射角为
【小问2详解】
若要使最大入射角的光线能从透明介质射入空气中,则有
可得
可知透明介质的折射率的最大值为2。
14. 如图所示,光滑水平轨道上放置长板A(上表面粗糙)和滑块C,滑块B置于A的左端,三者质量分别为,,。开始时C静止,A、B一起以的速度匀速向右运动。A与C发生碰撞(时间极短)后,C向右运动。经过一段时间,A、B再次达到共同速度一起向右运动,且恰好不再与C碰撞。求:
(1)A、B、C系统的总动量;
(2)C最终的速度大小;
(3)整个过程中, A、B系统因摩擦产生的内能Q。
【答案】(1),方向水平向右
(2)
(3)
【解析】
【小问1详解】
水平面光滑,系统水平方向合外力为零,总动量守恒,总动量等于初始总动量,即
方向水平向右。
【小问2详解】
最终A、B共速后恰好不再与C碰撞,说明三者最终速度相等,设为,对整个系统由动量守恒可得
代入数据,解得
【小问3详解】
A与C碰撞时间极短,碰撞过程A、C系统动量守恒,碰撞时B的速度不变,仍为;设碰撞后A的速度为,对A、C碰撞过程由动量守恒
代入数据,解得
之后A、B因速度不同,产生相对滑动,直至共速。摩擦产生的内能等于A、B系统损失的动能,即
代入数据,解得
15. 某一具有速度选择器的质谱仪原理如图所示,A为粒子加速器,加速电压为;B为速度选择器,磁场与电场正交,磁感应强度为,两板间距离为;C为偏转分离器,磁感应强度为。今有一质量为、电荷量为的正粒子(不计重力),由静止经加速后,该粒子恰能通过速度选择器,粒子进入分离器后做匀速圆周运动。
(1)求粒子的速度大小;
(2)求速度选择器两板间电压;
(3)实际上加速电压的大小会在范围内微小变化。若撤掉速度选择器,电荷量相同的铀235和铀238两种离子(其质量之比为)经电场加速后进入磁场中会发生分离,为使这两种离子在磁场中运动的轨迹不发生交叠,应小于多少?(结果用百分数表示,保留两位有效数字)
【答案】(1)
(2)
(3)
【解析】
【小问1详解】
粒子在加速器中加速,由动能定理得
解得粒子的速度大小
【小问2详解】
粒子恰能通过速度选择器,电场力与洛伦兹力平衡,满足
可知速度选择器内电场强度
联立得
代入
解得
【小问3详解】
对于质量为、电荷量为的正粒子,进入偏转分离器后,洛伦兹力提供向心力,满足
代入
解得
可知对于电荷相同的粒子,在偏转分离器中的半径与粒子的质量平方根成正比。对于铀235和铀238两种离子,设其质量分别为,,电荷量均为,则要使轨迹不发生交叠,需满足质量较小的铀235的最大轨迹半径小于质量较大的铀238的最小轨迹半径,铀235最大半径对应加速电压为,铀238最小半径对应加速电压,可知
整理得
解得
时,这两种离子在磁场中运动的轨迹不发生交叠。
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