2025-2026学年山东省潍坊市昌乐第一中学高二上学期第四次测试物理试卷 含解析

/2025-2026学年上学期高二年级第四次段测物理学科试题班级：________________姓名：________________考号：________________一、单项选择题：本题共8小题，每小题3分，共24分。每小题只有一个选项符合题目要求。1.对图中所列光学现象的认识，正确的是（）A.甲图中，用激光水平射向塑料瓶小孔，观察到光的传播路径沿水流方向是光的全反射现象B.乙图中，用白光照射不透明的小圆盘，在圆盘阴影中心出现亮斑是光的折射现象C.丙图中，用3D眼镜看3D电影感受到的立体影像是利用了光的干涉现象D.丁图中，阳光下吹出的肥皂泡呈现出彩色花纹是光的色散现象【答案】A【解析】【详解】A．甲图中，用激光水平射向塑料瓶小孔，观察到光的传播路径沿水流方向是光的全反射现象，故A正确；B．乙图中，用白光照射不透明的小圆盘，在圆盘阴影中心出现一个亮斑是光的衍射现象，故B错误；C．丙图中，看3D电影的特制眼镜的两镜片相当于两透振方向彼此垂直的偏振片，能够看到两种不同方向振动的光，形成了立体感，即戴上特制眼镜看3D电影有立体感是利用了光的偏振原理，故C错误；D．丁图中，太阳光下的肥皂泡呈现出彩色条纹，是由于肥皂膜上下表面反射回的光相遇发生干涉形成的，故是光的干涉现象，故D错误。故选A。2.如图甲所示，弹簧振子在竖直方向做简谐运动的图像如图乙所示，取向上为正方向，下列说法正确的是（）A.弹簧振子受重力、弹簧的弹力、回复力B.弹簧振子的振动方程为cmC.从t=0到t=1s的时间内，弹簧振子的动能持续地增加D.在t=1s与t=3s两个时刻，弹簧振子的回复力不相同【答案】D【解析】【详解】A．回复力是效果力，由弹簧弹力和重力的合力提供，故A错误；B．周期，弹簧振子的振动方程为

cm，故B错误；C．从t=0到t=1s的时间内，弹簧振子远离平衡位置，速度减小，动能减小，故C错误；D．在t=1s与t=3s两个时刻，位移大小相等，方向相反，所以回复力的大小相等，方向相反，即回复力不相同，故D正确。故选D。3.如图甲所示，单摆固定悬点为O，将摆球拉至A点（摆球可看成质点），然后由静止释放，摆球在竖直平面内的A、C之间来回摆动，摆角，B点为运动中的最低位置。从A点刚释放开始计时，摆球相对平衡位置的位移随时间变化的图像如图乙所示，不计空气阻力，重力加速度，。下列说法正确的是（）A.单摆的合力提供回复力B.摆球受到重力、拉力、向心力三个力的作用C.摆球在B点处，向心加速度最大，回复力也最大D.在1~1.5s的时间内，摆球从C点向B点运动【答案】D【解析】【详解】A．单摆所受重力和悬线拉力的合力在摆球运动方向上的分量即为其回复力，故A错误；B．摆球受到重力、拉力两个力的作用。向心力是一种效果力，在实际受力分析中不存在，故B错误；C．最低位置B是单摆做简谐运动的平衡位置，摆球在B点处，速度最大，向心加速度最大，但回复力最小，故C错误；D．从A点刚释放开始计时，根据图乙可知，在的时间内，摆球从C点向B点运动，故D正确。故选D。4.如图所示是水平面上两列频率相同的波在某时刻的叠加情况，图中实线为波峰，虚线为波谷。已知两列波的振幅均为2cm，波速均为2m/s，波长均为8cm，E点是B、D和A、C连线的交点，F点位于A、E之间，下列说法中正确的是（）A.A、C两处质点是振动加强点B.B、D两处质点在该时刻的竖直高度差是4cmC.E、F两处质点是振动加强的点D.经0.02s，B处质点通过的路程是8cm【答案】D【解析】【详解】A．A、C处两质点是两列波波峰与波谷叠加的地方，振动减弱，故A错误。B．B、D两点都是振动加强的点，振幅都是4cm，此时B点处于波峰，D点处于波谷，则B、D处两质点在该时刻的竖直高度差是8cm，故B错误。C．B、D两点都是振动加强的点，它们的连线上各点振动也加强，形成振动加强的区域，所以E点处质点是振动加强的点，但F不是振动加强点，故C错误。D．由时间t=0.02s为半个周期，则B点处质点通过的路程是S=2A=2×4cm=8cm。故D正确。故选D。5.图中a、b、c、d为四根与纸面垂直的长直导线，其横截面位于正方形的四个顶点上，导线中通有大小相同的电流，方向如图所示。一带正电的粒子从正方形中心O点沿垂直于纸面的方向向外运动时所受洛伦兹力的方向是（）A.向左 B.向下 C.向上 D.向右【答案】A【解析】【详解】根据右手定则结合磁场叠加可知，a、c两导线在O点的合磁感应强度为零；d、b两导线在O点的合磁感应强度方向为竖直向上，根据左手定则可知，带正电的粒子从正方形中心O点沿垂直于纸面的方向向外运动时所受洛伦兹力的方向向左。故选A。6.如图甲为研究单摆共振现象的装置，其中、、三个小球质量相等，且均可视为质点。球和球的摆长相同，球的摆长不同。图乙为球做受迫振动时振幅随驱动力频率变化的图像。初始时所有小球静止，将球向后拉开一个小角度释放，球做简谐运动。一段时间后，球和球也开始振动。关于此实验，下列哪些说法正确的是（）A.球和球做受迫振动，驱动力来自球的振动。B.球的振幅最大，因为球的固有频率与球的振动频率相同。C.球的振幅大于球的振幅，因为球的质量与球相同。D.图乙中，共振峰对应的频率等于球的固有频率。【答案】ABD【解析】【详解】A．a球通过横梁对b球和c球施加周期性作用力，使其发生受迫振动，驱动力来自a球的振动，故A正确；B．c球振幅最大，因为c球和a球的摆长相同，c球的固有频率与驱动力频率相同，c球发生共振，故B正确；C．受迫振动振幅大小取决于驱动力频率与固有频率的接近程度，与质量无关。b球与a球摆长不同，b球固有频率与驱动力频率不同，振幅小于c球，故C错误；D．图乙是a球受迫振动的共振曲线，共振峰对应的频率等于a球的固有频率，故D正确。故选ABD。7.如图所示，绝缘粗糙水平面位于垂直于纸面向里的匀强磁场中，一比荷始终保持不变的带负电小物块以初速度在绝缘粗糙水平面上滑行一段时间后停止运动，下列说法正确的是（）A.物块滑动过程中，物块的加速度恒定不变B.物块滑动过程中，物块的加速度逐渐增大C.物块滑动过程中，洛伦兹力对物做正功D.物块滑动过程中，物块克服洛伦兹力做功【答案】B【解析】【详解】AB．根据左手定则可知，小物块所受洛伦兹力竖直向上，根据牛顿第二定律有又联立得根据题意可知，v逐渐减小，所以加速度逐渐增大，故A错误，B正确；CD．物块滑动过程中，所受洛伦兹力始终与速度方向垂直，所以洛伦兹力不做功，故CD错误。故选B。8.图甲是用力传感器对单摆做小角度摆动过程进行测量的装置图，图乙是与力传感器连接的计算机屏幕所显示的F-t图像，其中F的最大值。已知摆球质量，重力加速度取，取9.8，不计摆线质量及空气阻力。下列说法正确的是（）A.单摆周期为0.8sB.单摆摆长为0.54mC.F的最小值D.若仅将摆球质量变为200g，单摆周期变小【答案】C【解析】【详解】A．单摆在最低点时速度最大，所需向心力最大，力传感器示数最大，且摆球在相邻两次通过最低点的时间间隔为半个周期，则由图乙可知单摆周期为，故A错误；B．根据单摆周期公式可得，单摆的摆长为，故B错误；C．摆球在最低点时，根据牛顿第二定律有设单摆的摆角为，则摆球从最低点运动至最高点的过程中，根据机械能守恒定律有联立解得摆球在最高点时，有，故C正确；D．单摆周期与摆球质量无关，若仅将摆球质量变为200g，单摆周期不变，故D错误。故选C。二、多项选择题：本题共4小题，每小题4分，共16分。每小题有多个选项符合题目要求。全部选对得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分。9.如图所示，沿水平方向做简谐振动的质点，依次通过相距L的A、B两点。已知质点在A点的位移大小为振幅的一半，B点位移大小是A点的倍，质点经过A点时开始计时，t时刻第二次经过B点，该振动的振幅和周期可能是（）A. B. C. D.【答案】BC【解析】【详解】AB．当AB两点在平衡位置的同侧时有可得；或者因此可知第二次经过B点时，解得此时位移关系为解得故A错误，B正确；CD．当AB两点在平衡位置两侧时有解得或者（由图中运动方向舍去），或者当第二次经过B点时，则解得此时位移关系为解得C正确D错误；故选BC。10.劈尖干涉是一种薄膜干涉，现将一薄片放在透明标准板M和待检工件N间形成一楔形空气薄层，如图（a）所示，当黄光从上方入射后，从上往下可以观察到如图（b）所示的明暗相间的条纹，条纹的弯曲处P和Q分别对应A和B处，下列说法中正确的是（）A.干涉条纹是由于光在M板的上下两表面反射的两列光叠加产生的B.若换用蓝光从上方入射，条纹变疏C.若放在同一位置的薄片厚度变小，则条纹间距将会变大D.N的上表面B处向上凸起【答案】CD【解析】【详解】A．劈尖干涉的相干光来源于空气薄膜的上下两个表面（即标准板M的下表面和待检工件N的上表面）的反射，而非M板的上下两表面。A错误；B．干涉条纹间距公式为：其中为入射光波长，为劈尖夹角。蓝光波长比黄光短（），因此换用蓝光后，条纹间距会变小，条纹变密。B错误；C．若薄片厚度变小，在同一长度内空气膜的厚度变化减小，劈尖夹角变小。根据条纹间距公式，变小则条纹间距变大。C正确；D．对于A处（P点）：条纹向左弯曲，说明此处空气膜厚度与左侧（更靠近劈尖）的厚度相同，因此A处向下凹陷。对于B处（Q点）：条纹向右弯曲，说明此处空气膜厚度与右侧（更远离劈尖）的厚度相同，因此B处向上凸起。D正确。故选CD。【点睛】高中阶段，劈尖干涉的条纹间距公式可近似表示为，其中为劈尖夹角。11.一列沿x轴传播的横波，从某时刻开始计时，图甲为简谐波在时的波形图，图乙为质点P从计时开始的振动图像，P、Q分别为简谐波上的一个质点，如图所示，下列说法正确的是（）A.波向右传播B.再经过，P点的位移是C.质点Q在t=0.55s时回到平衡位置D.质点Q在内运动的最小距离为【答案】BD【解析】【详解】A．由图乙可知，在时质点P正沿y轴正向振动，根据“上下坡”法，可知在图甲中质点P应处于“下坡”，故波向左传播，故A错误；B．设质点P的振动方程为由图甲可知，该波的振幅为由图乙可知，该波的周期为，则角速度为当时，则有解得故质点P的振动方程为图甲为简谐波在时的波形图，所以再经过，P点的位移为，故B正确；C．由甲图可知波长为，则波速为设波动方程为由甲图可知，时，则有解得故波动方程为将质点Q点的位置坐标为（，），代入波动方程，则有解得因波向左传播，设经时间质点Q点到达平衡位置，则有即质点Q在时回到平衡位置，故C错误；D．根据在同一列机械波中，所有质点的起振方向相同，可知质点Q的起振方向与质点P的起振方向相同，即都是先从平衡位置先向y轴负方向振动。设质点Q从某位置经过时间到波谷，再经时间返回原位置，该过程质点Q的平均速率最小，则在内运动的距离最小，则有根据简谐运动的对称性原理有解得质点Q从开始起振至某位置的时间为根据可得故从某位置至波谷的距离为根据对称性原理，可知再从波谷经相同的时间回到某位置的距离也为故质点Q在内运动的最小距离为，故D正确。故选BD。12.回旋加速器核心部分是分别与高频交流电源两极相连接的两个D型金属盒，两盒间的狭缝中形成周期性变化的电场，使粒子在通过狭缝时都能得到加速，两D型金属盒处于垂直于盒底的匀强磁场中，如图所示。位于D1圆心处的质子源A能不断产生质子（初速度可以忽略，重力不计），它们在两盒之间被电场加速，所加匀强磁场的磁感应强度为B。D型盒半径为R，两盒间所加高频交流电源电压的最大值为U，缝隙的宽度为d，质子的电量为q，质量为m。不考虑相对论效应，忽略缝隙间磁场对质子运动的影响。设质子每次都能在最高电压下加速。下列说法正确的是（）A.带电粒子分别从电场和磁场中获得能量B.两盒间所加交流电源的频率为，不用做任何调试，可以直接用该回旋加速器加速α粒子C.增大加速电压不能增大粒子获得的最大动能，粒子离开回旋加速器时获得的动能为D.每个质子在D型金属盒内部和缝隙间运行的时间分别为、【答案】CD【解析】【详解】A．磁场对运动带电粒子的洛伦兹力始终与速度方向垂直，不做功，因此粒子不能从磁场中获得能量，只有电场力做功使粒子获得能量。A错误；B．回旋加速器中，交变电源的频率需与粒子在磁场中做圆周运动的频率相等，即对于质子，频率为对于粒子（，），频率为两者频率不同，因此不能直接用该加速器加速粒子，需要调整电源频率。B错误；C．当粒子轨道半径达到D型盒半径时，速度最大。由得最大动能为：可见最大动能与加速电压无关，增大加速电压只会减少加速次数。C正确；D．粒子在D型盒内做匀速圆周运动，每次加速后轨道半径增大，总时间为所有半周期之和。最大动能，其中为加速次数，每个半周期，总时间为：粒子缝隙间做匀加速直线运动，总位移，加速度由得：，D正确。故选CD。三、非选择题：本题共6小题，共60分。13.在“用单摆测定重力加速度”的实验中，已知单摆摆角小于5°；在测量单摆的摆长时，先用毫米刻度尺测得悬挂后的摆线长为L，再用螺旋测微器测得摆球的直径为d；在测量单摆的周期时，从单摆运动到最低点开始计时且记数为0，到第100次经过最低点用时为t；。（1）该秒表读数为______s；（2）用上述物理量的符号写出求重力加速度的一般表达式______；（用t、L、d表示）（3）实验结束后，某同学发现他用测量值计算的g值总是偏大，其原因可能是______。A.单摆的悬点未固定紧，振动中出现松动，使摆线增长了B.把n次摆动的时间误记为次摆动的时间C.以摆线长与摆长来计算D.以摆线长与摆球的直径之和作为摆长来计算【答案】（1）99.7（2）（3）BD【解析】【小问1详解】秒表小针转一圈为，可知对应秒表的时间为【小问2详解】单摆在摆动过程中第100次经过最低点，经历的周期数是50个，周期为根据，代入，解得【小问3详解】A．单摆悬点未固定紧，振动中出现松动，使摆线增长了，摆长的测量值偏小，根据g的表达式，重力加速度的测量值偏小，故A错误；B．把n次摆动的时间误记为次摆动的时间，周期测量偏小，根据g的表达式，重力加速度的测量值偏大，故B正确；C．以摆线长作为摆长计算，摆长的测量值偏小，根据g的表达式，重力加速度的测量值偏小，故C错误；D．以摆线长与摆球的直径之和作为摆长来计算，摆长的测量值偏大，根据g的表达式，重力加速度的测量值偏大，故D正确。故选BD。14.杨氏双缝干涉实验被誉为史上“最美”的十大物理实验之一。在“用双缝干涉测光的波长”实验中，将双缝干涉实验仪按要求安装在光具座上，如图甲所示。（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）双缝间距为d，毛玻璃光屏与双缝间的距离为L。从目镜中看到的干涉图样如图乙所示。使分划板的中心刻线对齐A亮条纹的中心，此时游标尺上的示数情况如图丙所示，其读数为______mm。若A、B两条亮纹中央间距为x，则所测光的波长为______（用所给物理量的字母表示）。（3）若测量头中观察到的图样如图丁所示，波长的测量值______真实值（填“大于”、“小于”或“等于”）。【答案】（1）平行（2）①.9.15②.（3）大于【解析】【小问1详解】只有保证单缝和双缝互相平行，这样才能在屏上出现明暗相间的条纹；【小问2详解】[1]由于游标尺为20分度，其精确度为0.05mm，故游标卡尺的示数为[2]若A、B两条亮纹中央间距为x，则条纹间距为根据解得【小问3详解】条纹与分划板中心刻线不平行时，实际值为条纹与分划板中心竖直刻线间的夹角，则有由于可知波长的测量值大于实际值。15.一列简谐横波在x轴上传播，图甲和图乙分别为x轴上a、b两质点的振动图像，且为8m。试求出这列波的波长与波速。【答案】波长：或者（n=0，1，2，3…）；波速：或（n=0，1，2，3…）【解析】【详解】波的周期T=4s；若波由质点a传向b，结合题意可知（）则波长（）波速（）若波由质点b传向a，结合题意可知（）则波长（）波速（）16.导光管采光系统由采光装置、导光管和漫射装置组成，如图甲所示。某地铁站导光管采光系统中的半球形采光装置和圆柱形导光管过球心的截面如图乙所示，半球的直径，导光管长度，一束平行单色光在该竖直平面内从采光装置上方以与竖直方向成角的方向射入，已知采光装置对该单色光的折射率为，导光管底面到地铁站地面的距离为。求：（1）上有光照射到的区域长度是多少？（2）当无采光装置和漫射装置（如图丙所示）时地面上左、右两侧光斑的最远距离是多少？【答案】（1）（2）6.45m【解析】【小问1详解】根据题意，由折射定律画出光路图，如图所示根据题意，由折射定律可得，解得即r=45°，由几何关系可得则AB界面有光照射到的区域长度为AC=AO+OC=【小问2详解】无采光装置和漫射装置时，根据题意有可知单色光将在导光管中发生全反射，根据题意画出光路图，可得单色光由导光管中射出时的光路图如图所示根据几何知识可知CD=3mtan45°=3m由于对称性可得，无采光装置和漫射装置时地面上左、右两侧光斑