内容正文:
2025~2026学年下学期期中试卷
高二物理
(考试时间:75分钟 满分:100分)
一、单选题(本题共7小题,每小题4分,共28分)
1. 如图甲所示,为一小型交流发电机示意图。为了便于观察,图甲中只画出其中的一匝线圈。线圈匀速转动时与电阻构成闭合回路。从图甲所示位置开始计时,通过电阻的交变电流如图乙所示,则下列判断正确的是( )
A. 此交变电流的频率为
B. 此交变电流的表达式为
C. 线圈平面从甲图所示位置转动时,穿过线圈的磁通量变化最快
D. 线圈平面从甲图所示位置开始转动的过程,磁通量变化量为0
【答案】C
【解析】
【详解】A.交变电流频率,故A错误;
B.角速度,峰值,且时,因此电流表达式为,故B错误;
C.由题意,甲图位置是、电流为0的位置,即中性面;线圈转动后,到达与中性面垂直的位置,此时磁通量为0,感应电动势最大,磁通量变化率越大(磁通量变化越快),故C正确;
D.设甲图位置磁通量,转动后磁通量,磁通量变化量,故D错误。
故选C。
2. 如图所示,水平地面上放置着用竖直轻质弹簧拴接的物块A、B,弹簧的劲度系数为k,A的质量为m,B的质量为M,重力加速度为g。用力向下缓慢压物块A至某一位置,放手后物块A在竖直方向做简谐运动,物块A运动到最高点时,物块B恰好不离开地面,下列说法正确的是( )
A. 物块A的动能最大时,弹簧的弹性势能为0
B. 物块A做简谐运动的振幅为
C. 物块A的最大加速度为g
D. 物块B对地面的最大压力为
【答案】D
【解析】
【详解】A.物块A处于平衡位置时动能最大,A的平衡位置满足:弹簧弹力等于A的重力,即,弹簧的压缩量为,弹性势能不为0,A错误;
B.A在最高点时,B恰好不离开地面,说明弹簧拉力,弹簧处于伸长状态,伸长量,物块A做简谐运动的振幅为,B错误;
C.简谐运动中,最低点和最高点的加速度大小相等,均为最大值,最高点时
,C错误;
D.最低点时,设B对地面的压力为,地面对B的支持力为,根据牛顿第三定律
此时弹簧的弹力为,物块B 处于平衡状态
研究物块A,根据牛顿第二定律
解得,D正确;
故选D。
3. 下图是我们现实生活、生产和科研中遇到的现象。下列说法中正确的是( )
A. 图甲中医用纤维式内窥镜,光信号在光导纤维中发生全反射,则光导纤维内芯是光疏介质,外套是光密介质
B. 图乙中肥皂膜在阳光下呈现彩色条纹,这是光的干涉现象
C. 图丙中单色光通过狭缝可以在光屏上呈现条纹状图样,这是光的干涉现象
D. 图丁表示声源远离观察者时,观察者接收到的声音频率增大
【答案】B
【解析】
【详解】A.光发生全反射的条件是从光密介质射向光疏介质,因此光导纤维的内芯折射率更大,是光密介质,外套是光疏介质,故A错误;
B.肥皂膜在阳光下呈现彩色条纹,是因为肥皂膜前后两个表面反射的光发生薄膜干涉,不同波长的可见光干涉条纹间距不同,从而呈现出彩色图案,属于光的干涉现象,故B正确;
C.单色光通过狭缝后呈现出条纹状图样,是光绕过狭缝发生衍射的结果,属于光的衍射现象,故C错误;
D.根据多普勒效应,声源远离观察者时,观察者接收到的声波波长变长,频率减小,故D错误。
故选B。
4. 如图表示一弹簧振子做受迫振动时的振幅与驱动力频率的关系,由图可知判断错误的是( )
A. 让振子做自由振动时,频率可以为、、
B. 驱动力频率为时,振子处于共振状态
C. 驱动力频率为时,振子的振动频率为
D. 假如让振子自由振动,它的频率为
【答案】A
【解析】
【分析】
【详解】B.由题意可知,当驱动力的频率变化时,做受迫振动的弹簧振子的振幅在变化,当驱动力频率为时,受迫振动的振幅最大,即发生共振,故B正确,不符合题意;
C.弹簧振子做受迫振动的频率等于驱动力的频率,故C正确,不符合题意;
AD.假如让振子自由振动,其频率为固有频率,由系统本身决定,应为,故A错误,符合题意;D正确,不符合题意。
故选A。
5. 如图所示,在悬点的下方有一个光滑的销钉,摆线。质量为的小球从点由静止释放后在之间摆动,与竖直方向的夹角小于5°(图示做了放大处理),重力加速度为,忽略空气阻力,则小球摆动的周期为( )
A. B. C. D.
【答案】D
【解析】
【详解】根据单摆的周期公式
可得此单摆的周期为
故选D。
6. 劈尖干涉是一种薄膜干涉,其装置如图甲所示,单色光从上方射入,俯视可以看到图乙的条纹,利用此装置可以检查工件的平整度,下列说法正确的是( )
A. 发生干涉的两束光是标准样板上表面的反射光和被检查平面上表面的反射光
B. 薄片向右移动少许,条纹间距变小
C. 图乙中条纹弯曲处表明被检查的平面在此处是凸的
D. 增大单色光的频率,条纹间距变小
【答案】D
【解析】
【详解】A.干涉条纹是利用了标准样板下表面的反射光和被检查平面上表面的反射光形成的薄膜干涉图样,故A错误;
B.劈尖倾角,为薄片厚度不变,薄片向右移动,(棱到薄片的水平距离)增大,因此减小。根据,减小则条纹间距增大,故B错误;
C.由于同一干涉条纹处于同一空气层厚度,根据图乙条纹可知被检查的平面在此处是凹陷的,故C错误;
D.增大单色光的频率,由可知,波长减小。根据,减小则条纹间距变小,故D正确;
故选D。
7. 一列简谐横波沿x轴方向传播,传播速度为,振幅为。图甲为图乙中质点P的振动图像,图乙是时刻波的图像。则( )
A. 该波沿x轴负方向传播
B. 质点P平衡位置的坐标
C. 图乙中质点Q比质点P先回到平衡位置
D. 从图乙时刻再过,质点P通过的路程
【答案】B
【解析】
【详解】A.由图乙可知,波长为
由
可知
则在,由图甲可知,P在y轴正半轴,且向平衡位置移动,则根据“上坡下”可知该波沿x轴正方向传播,故A错误;
B.P不随波的传播改变其在x轴上的横坐标,则由图乙可知
解得
故B正确;
C.根据“上坡下”可知,P向平衡位置移动,而Q远离平衡位置,则质点P先回到平衡位置,故C错误;
D.从图乙时刻再过,则
5个完整周期的路程为
在剩下的相对于图像乙向右平移,则平移后P的纵坐标为
则质点P通过的路程为
故D错误。
故选B。
二、多选题(本题共3小题,每小题6分,共18分。在每小题给出的选项中,有多项符合题目要求。全部选对的得6分,部分选对的得3分,有选错的得0分。)
8. 如图,光源S从水下向空气中射出一束由红光、黄光和蓝光组成的复色光,在水面上的P点分裂成a、b、c三束单色光,下列说法正确的是( )
A. c光为红色光
B. 在水中传播时a光速度最大,c光波长最小
C. 逐渐增大入射角,c光最先发生全反射
D. b光比a光更容易发生明显的衍射现象
【答案】BC
【解析】
【详解】A.红光频率最小,则折射率最小,从水中射向空气时偏折程度最小,则a光为红色光,选项A错误;
B.根据
可知,在水中传播时a光速度最大,c光为蓝光,频率最大,则波长最小,选项B正确;
C.根据
可知,c光折射率最大,临界角最小,则逐渐增大入射角,c光最先发生全反射,选项C正确;
D.因a光波长最长,则a光比b光更容易发生明显的衍射现象,选项D错误。
故选BC。
9. “西电东送”是中国的一项重大能源战略工程,旨在将西部地区丰富的煤炭、水能、风能资源转化为电力资源,并通过电网输送到电力需求较大的东部沿海地区。若某发电厂电能输送示意图如图所示,发电厂的输出电压、输电线的电阻及理想升压、降压变压器的匝数都不变,当用户数量增多时,下列说法正确的是( )
A. 输电线上的电流减小
B. 输电线上的损耗功率减小
C. 升压变压器副线圈的电压不变
D. 降压变压器原线圈的电压减小
【答案】CD
【解析】
【详解】A.当用户数量增多时,降压变压器副线圈的电流增大。
根据
降压变压器的匝数不变,所以输电线上的电流增大,故A错误;
B.根据
输电线上的电流增大,所以输电线上的损耗功率增大,故B错误;
C.根据
发电厂的输出电压不变、升压变压器的匝数不变,所以升压变压器副线圈的电压不变,故C正确;
D.用户数量增多时,输电线上的电流增大。
根据
可得输电线上损失的电压增大。
根据
升压变压器副线圈的电压不变,所以降压变压器原线圈的电压减小,故D正确。
故选CD。
10. 图甲为一列沿x轴传播的简谐横波在某时刻的波形图,图乙为处质点的振动图像,则下列说法正确的是( )
A. 该波的波长为
B. 从图甲所示时刻起再过,处的质点运动的路程为
C. 若这列波向右传播,图甲可能是时刻的波形图
D. 若这列波向左传播,从图甲所示时刻起再过,处质点的位移为
【答案】CD
【解析】
【详解】A.由图甲可知
解得
故A错误;
B.由图乙可知,周期为,则有
处的质点运动的路程为
故B错误;
C.若这列波向右传播,根据同侧法可知,此时刻处质点沿轴正方向振动,根据图乙可知,在时刻,质点位于平衡位置,且沿轴正方向振动,即若这列波向右传播,图甲可能是时刻的波形图,故C正确;
D.若这列波向左传播,从图甲所示时刻起再过3s,波传播的距离为
即处质点的波形传播到了质点处,令
将上述波形左移0.01m得到甲波形,则甲波的函数为
当时,解得
故D正确。
故选CD。
三、实验题(共15分)
11. 某实验小组,采用单摆实验装置测定当地重力加速度的大小。实验装置如图所示:摆线上端固定于O点,下端悬挂一个质量分布均匀的小钢球,光电门传感器固定在O点正下方,用于记录摆球经过最低点时的时间间隔,从而测定单摆的周期。实验步骤如下:
a.用毫米刻度尺测量摆线的长度;
b.用游标卡尺测量小钢球的直径d;
c.让摆球做小角度摆动(摆角小于5°),通过光电门测得单摆的周期T;
d.改变摆线长度,重复上述实验,记录多组不同摆长L和对应的周期平方的数据,拟合得出的图线如图所示:
(1)单摆的摆长_______(用和d表示);
(2)下列关于实验操作或原理的说法中,正确的是________;
A. 小球相邻两次通过光电门的时间间隔为一个周期
B. 实验中摆角控制在小于5°的目的是使单摆的运动近似为简谐运动
C. 多次改变摆长测量的目的是为了减小系统误差
(3)利用图线,计算当地重力加速度的值为_______(结果保留2位有效数字,取9.87)。
(4)若实验小组在实验过程中,误将摆线长度当作摆长L(未加入小钢球的半径),其他操作均正确,则根据本次实验结果计算出的重力加速度与真实值g相比________(填“偏大”“偏小”或“不变”)。
【答案】(1)
(2)B (3)9.9
(4)不变
【解析】
【小问1详解】
单摆摆长定义为悬点到小球重心的距离。已知摆线长度为,小球直径为d,小球重心在球心,则小球半径为。因此,摆长公式为
【小问2详解】
A.根据小球运动特征,小球相邻两次通过光电门的时间间隔为半个周期,A错误;
B.摆角小于5°时,单摆回复力近似满足,运动视为简谐运动,B正确;
C.多次改变摆长测量周期,目的是通过多次实验减小偶然误差,C错误。
故选B。
【小问3详解】
根据单摆周期公式
变形得
图像的斜率
解得
【小问4详解】
误将摆线长度当作摆长L,则有
可得
图线斜率不变,则根据本次实验结果计算出的重力加速度与真实值g相比不变。
12. 如图1所示是“用双缝干涉测量光的波长”实验的装置。实验时,将双缝干涉实验仪按要求安装在光具座上,接通电源使光源正常发光,调整光路,使得从目镜中可以观察到干涉条纹。回答下列问题:
(1)在组装仪器时单缝和双缝应该相互________放置。(选填“垂直”或“平行”)
(2)在某次测量绿光的波长实验中,将测量头的分划板中心刻线与某条亮条纹中心对齐,将该亮条纹记为第1条亮条纹,此时手轮上的示数如图2所示,则此时的示数为________ mm,然后同方向转动测量头的手轮,使分划板中心刻线与第6条亮条纹中心对齐,此时手轮上的示数如图3所示,由此可求得相邻亮条纹的间距Δx=________ mm。
(3)若双缝间距d=0.25 mm,双缝到屏的距离l=75.00 cm,则所测绿光的波长为________ nm。
【答案】(1)平行 (2) ①. ②.
(3)
【解析】
【小问1详解】
该实验中单缝的作用获得线光源,而双缝的作用获得相干光源,二者应相互平行
【小问2详解】
[1]螺旋测微器的读数为固定刻度与可动刻度之和,所以第1条亮条纹中心所在刻度为
[2]第6条亮条纹中心所在刻度为
所以相邻亮条纹的间距为
【小问3详解】
根据
代入数据解得
四、计算题(共39分)
13. 如图所示为半圆形玻璃砖的截面图。已知半圆形玻璃砖的半径为R,圆心为O,P为玻璃砖平面界面上一点,玻璃砖折射率为,光在空气中的传播速度为c。
(1)若光线从P点垂直玻璃砖平面界面入射,恰好在圆形界面发生全反射,求OP之间的距离;
(2)光线从P点垂直射入玻璃砖恰好经多次全反射后离开玻璃砖,求光线在玻璃砖中经历的时间。
【答案】(1)
(2)
【解析】
【小问1详解】
设,光线恰好在圆形表面发生全反射,则有
根据几何关系
联立解得
【小问2详解】
做出光路图所示
根据几何关系,可得光在玻璃砖中走过的路程
设光在玻璃砖中的速度为v,则
则光在玻璃砖中经历的时间
联立解得
14. 一列简谐横波在x轴上传播,在t1=0和t2=0.05s时,其波形图分别用如图所示的实线和虚线表示,求:
(1)这列波可能具有的波速;
(2)当波速为280m/s时,波的传播方向如何?以此波速传播时,x=8m处的质点P从平衡位置运动至波谷所需的最短时间是多少?
【答案】(1)(40+160n)m/s,(120+160n)m/s(n=0,1,2,3…)
(2)沿x轴负向传播,2.1×10-2s
【解析】
【小问1详解】
若波沿x轴正向传播,则(n=0,1,2,3…)
所以(n=0,1,2,3…)
若波沿x轴负向传播,则(n=0,1,2,3…)
所以(n=0,1,2,3…)
【小问2详解】
当波速为280m/s时,有
解得
所以波沿x轴负向传播,所以质点P第一次达到波谷所需最短时间为
15. 风力发电机的工作原理可以简化为如图所示的模型:风轮通过齿轮箱带动矩形线圈在匀强磁场中匀速转动产生交变电流,并通过变压器和远距离输电线路给用户供电。若发电机的矩形线圈处于磁感应强度大小为 的水平匀强磁场中,线圈面积、匝数N = 200匝、总电阻 线圈绕垂直于磁场的水平轴匀速转动,其输出端通过电刷与升压变压器的原线圈相连,输出的电压 降压变压器原、副线圈的匝数比为5:1,降压变压器的副线圈连接用电户,两变压器间的输电线损耗的功率占发电机输出功率的 两变压器均为理想变压器。若用这个供电设备给某学校供电,该校获得的工作电压220V、电功率5.5kW。求
(1)输电线的总电阻R;
(2)升压变压器原、副线圈匝数比∶;
(3)发电机线圈绕轴的转速n。
【答案】(1);(2);(3)27r/s
【解析】
【详解】(1)降压变压器两端的电功率相等,即
W
用电户的电流为
根据电流之比与线圈匝数之比的关系有
输电线损耗的功率占发电机输出功率的 则
解得
(2)根据电压之比与线圈匝数之比的关系有
,
其中
解得
(3)升压变压器原、副线圈的电流满足
发电机的总电压为
V
根据最大值的计算公式有
其中
解得
r/s
第1页/共1页
学科网(北京)股份有限公司
$
2025~2026学年下学期期中试卷
高二物理
(考试时间:75分钟 满分:100分)
一、单选题(本题共7小题,每小题4分,共28分)
1. 如图甲所示,为一小型交流发电机示意图。为了便于观察,图甲中只画出其中的一匝线圈。线圈匀速转动时与电阻构成闭合回路。从图甲所示位置开始计时,通过电阻的交变电流如图乙所示,则下列判断正确的是( )
A. 此交变电流的频率为
B. 此交变电流的表达式为
C. 线圈平面从甲图所示位置转动时,穿过线圈的磁通量变化最快
D. 线圈平面从甲图所示位置开始转动的过程,磁通量变化量为0
2. 如图所示,水平地面上放置着用竖直轻质弹簧拴接的物块A、B,弹簧的劲度系数为k,A的质量为m,B的质量为M,重力加速度为g。用力向下缓慢压物块A至某一位置,放手后物块A在竖直方向做简谐运动,物块A运动到最高点时,物块B恰好不离开地面,下列说法正确的是( )
A. 物块A的动能最大时,弹簧的弹性势能为0
B. 物块A做简谐运动的振幅为
C. 物块A的最大加速度为g
D. 物块B对地面的最大压力为
3. 下图是我们现实生活、生产和科研中遇到的现象。下列说法中正确的是( )
A. 图甲中医用纤维式内窥镜,光信号在光导纤维中发生全反射,则光导纤维内芯是光疏介质,外套是光密介质
B. 图乙中肥皂膜在阳光下呈现彩色条纹,这是光的干涉现象
C. 图丙中单色光通过狭缝可以在光屏上呈现条纹状图样,这是光的干涉现象
D. 图丁表示声源远离观察者时,观察者接收到的声音频率增大
4. 如图表示一弹簧振子做受迫振动时的振幅与驱动力频率的关系,由图可知判断错误的是( )
A. 让振子做自由振动时,频率可以为、、
B. 驱动力频率为时,振子处于共振状态
C. 驱动力频率为时,振子的振动频率为
D. 假如让振子自由振动,它的频率为
5. 如图所示,在悬点的下方有一个光滑的销钉,摆线。质量为的小球从点由静止释放后在之间摆动,与竖直方向的夹角小于5°(图示做了放大处理),重力加速度为,忽略空气阻力,则小球摆动的周期为( )
A. B. C. D.
6. 劈尖干涉是一种薄膜干涉,其装置如图甲所示,单色光从上方射入,俯视可以看到图乙的条纹,利用此装置可以检查工件的平整度,下列说法正确的是( )
A. 发生干涉的两束光是标准样板上表面的反射光和被检查平面上表面的反射光
B. 薄片向右移动少许,条纹间距变小
C. 图乙中条纹弯曲处表明被检查的平面在此处是凸的
D. 增大单色光的频率,条纹间距变小
7. 一列简谐横波沿x轴方向传播,传播速度为,振幅为。图甲为图乙中质点P的振动图像,图乙是时刻波的图像。则( )
A. 该波沿x轴负方向传播
B. 质点P平衡位置的坐标
C. 图乙中质点Q比质点P先回到平衡位置
D. 从图乙时刻再过,质点P通过的路程
二、多选题(本题共3小题,每小题6分,共18分。在每小题给出的选项中,有多项符合题目要求。全部选对的得6分,部分选对的得3分,有选错的得0分。)
8. 如图,光源S从水下向空气中射出一束由红光、黄光和蓝光组成的复色光,在水面上的P点分裂成a、b、c三束单色光,下列说法正确的是( )
A. c光为红色光
B. 在水中传播时a光速度最大,c光波长最小
C. 逐渐增大入射角,c光最先发生全反射
D. b光比a光更容易发生明显的衍射现象
9. “西电东送”是中国的一项重大能源战略工程,旨在将西部地区丰富的煤炭、水能、风能资源转化为电力资源,并通过电网输送到电力需求较大的东部沿海地区。若某发电厂电能输送示意图如图所示,发电厂的输出电压、输电线的电阻及理想升压、降压变压器的匝数都不变,当用户数量增多时,下列说法正确的是( )
A. 输电线上的电流减小
B. 输电线上的损耗功率减小
C. 升压变压器副线圈的电压不变
D. 降压变压器原线圈的电压减小
10. 图甲为一列沿x轴传播的简谐横波在某时刻的波形图,图乙为处质点的振动图像,则下列说法正确的是( )
A. 该波的波长为
B. 从图甲所示时刻起再过,处的质点运动的路程为
C. 若这列波向右传播,图甲可能是时刻的波形图
D. 若这列波向左传播,从图甲所示时刻起再过,处质点的位移为
三、实验题(共15分)
11. 某实验小组,采用单摆实验装置测定当地重力加速度的大小。实验装置如图所示:摆线上端固定于O点,下端悬挂一个质量分布均匀的小钢球,光电门传感器固定在O点正下方,用于记录摆球经过最低点时的时间间隔,从而测定单摆的周期。实验步骤如下:
a.用毫米刻度尺测量摆线的长度;
b.用游标卡尺测量小钢球的直径d;
c.让摆球做小角度摆动(摆角小于5°),通过光电门测得单摆的周期T;
d.改变摆线长度,重复上述实验,记录多组不同摆长L和对应的周期平方的数据,拟合得出的图线如图所示:
(1)单摆的摆长_______(用和d表示);
(2)下列关于实验操作或原理的说法中,正确的是________;
A. 小球相邻两次通过光电门的时间间隔为一个周期
B. 实验中摆角控制在小于5°的目的是使单摆的运动近似为简谐运动
C. 多次改变摆长测量的目的是为了减小系统误差
(3)利用图线,计算当地重力加速度的值为_______(结果保留2位有效数字,取9.87)。
(4)若实验小组在实验过程中,误将摆线长度当作摆长L(未加入小钢球的半径),其他操作均正确,则根据本次实验结果计算出的重力加速度与真实值g相比________(填“偏大”“偏小”或“不变”)。
12. 如图1所示是“用双缝干涉测量光的波长”实验的装置。实验时,将双缝干涉实验仪按要求安装在光具座上,接通电源使光源正常发光,调整光路,使得从目镜中可以观察到干涉条纹。回答下列问题:
(1)在组装仪器时单缝和双缝应该相互________放置。(选填“垂直”或“平行”)
(2)在某次测量绿光的波长实验中,将测量头的分划板中心刻线与某条亮条纹中心对齐,将该亮条纹记为第1条亮条纹,此时手轮上的示数如图2所示,则此时的示数为________ mm,然后同方向转动测量头的手轮,使分划板中心刻线与第6条亮条纹中心对齐,此时手轮上的示数如图3所示,由此可求得相邻亮条纹的间距Δx=________ mm。
(3)若双缝间距d=0.25 mm,双缝到屏的距离l=75.00 cm,则所测绿光的波长为________ nm。
四、计算题(共39分)
13. 如图所示为半圆形玻璃砖的截面图。已知半圆形玻璃砖的半径为R,圆心为O,P为玻璃砖平面界面上一点,玻璃砖折射率为,光在空气中的传播速度为c。
(1)若光线从P点垂直玻璃砖平面界面入射,恰好在圆形界面发生全反射,求OP之间的距离;
(2)光线从P点垂直射入玻璃砖恰好经多次全反射后离开玻璃砖,求光线在玻璃砖中经历的时间。
14. 一列简谐横波在x轴上传播,在t1=0和t2=0.05s时,其波形图分别用如图所示的实线和虚线表示,求:
(1)这列波可能具有的波速;
(2)当波速为280m/s时,波的传播方向如何?以此波速传播时,x=8m处的质点P从平衡位置运动至波谷所需的最短时间是多少?
15. 风力发电机的工作原理可以简化为如图所示的模型:风轮通过齿轮箱带动矩形线圈在匀强磁场中匀速转动产生交变电流,并通过变压器和远距离输电线路给用户供电。若发电机的矩形线圈处于磁感应强度大小为 的水平匀强磁场中,线圈面积、匝数N = 200匝、总电阻 线圈绕垂直于磁场的水平轴匀速转动,其输出端通过电刷与升压变压器的原线圈相连,输出的电压 降压变压器原、副线圈的匝数比为5:1,降压变压器的副线圈连接用电户,两变压器间的输电线损耗的功率占发电机输出功率的 两变压器均为理想变压器。若用这个供电设备给某学校供电,该校获得的工作电压220V、电功率5.5kW。求
(1)输电线的总电阻R;
(2)升压变压器原、副线圈匝数比∶;
(3)发电机线圈绕轴的转速n。
第1页/共1页
学科网(北京)股份有限公司
$