2025-2026学年天津市南开中学高二（下）期中物理试卷（一）（含解析）

第=page11页，共=sectionpages11页2025-2026学年天津市南开中学高二（下）期中物理试卷（一）一、单选题：本大题共5小题，共25分。1.在匀强磁场中，一矩形金属线框绕与磁感线垂直的转轴匀速转动，产生的交变电流i−t图象如图所示，则(

)

A.t=0时，线圈平面与中性面重合

B.交变电流的瞬时表达式为i=10cos50πt(A)

C.在t=0.01s时，穿过交流发电机线圈的磁通量最大

D.若发电机线圈电阻为0.4Ω，则其产生的热功率为5W2.如图，ABC为半圆柱体透明介质的横截面，AC为直径，B为ABC的中点。真空中一束单色光从AC边射入介质，入射点为A点，折射光直接由B点出射。不考虑光的多次反射，下列说法正确的是(

)A.入射角θ小于45°

B.该介质折射率大于2

C.增大入射角，该单色光在BC上可能发生全反射

D.减小入射角，该单色光在AB3.图甲为用手机和轻弹簧制作的一个振动装置。手机加速度传感器记录了手机在竖直方向的振动情况，以向上为正方向，得到手机振动过程中加速度a随时间t变化的曲线为正弦曲线，如图乙所示。下列说法正确的是(

)

A.t=0时，弹簧弹力为0

B.t=0.2s时，手机位于平衡位置上方

C.从t=0至t=0.2s，手机的动能增大

D.a随t变化的关系式为a=4sin(2.5πt)m/4.关于生活中遇到的各种波，下列说法正确的是(

)A.电磁波可以传递信息，声波不能传递信息

B.手机在通话时涉及的波既有电磁波又有声波

C.太阳光中的可见光和医院“B超”中的超声波传递速度相同

D.遥控器发出的红外线波长和医院CT中的X射线波长相同5.如图所示，甲是远距离输电线路的示意图，乙是发电机输出电压随时间变化的图像，则(

)

A.用户用电器上交流电的频率是100Hz

B.发电机输出交流电的电压有效值是500V

C.当用户用电器的总电阻增大时，输电线上损失的功率减小

D.输电线上的电流为直流电二、多选题：本大题共3小题，共15分。6.如图所示，沿x轴正向传播的一列简谐波在某时刻的波形图为一正弦曲线，其波速为200m/s，则可推出(

)A.再经过0.01s，图中质点a的速度方向与加速度方向相同

B.图中质点b此时动能正在减小，其加速度正在增大

C.若发生稳定干涉现象，该波所遇到的波的频率为50Hz

D.若发生明显衍射现象，该波所遇到的障碍物的尺寸必须小于1m7.某同学采用图甲所示的实验装置研究光的干涉与衍射现象，狭缝S1，S2的宽度可调，狭缝到屏的距离为L。同一单色光垂直照射狭缝，实验中分别在屏上得到了图乙，图丙所示图样。下列描述正确的是A.图乙是光的双缝干涉图样

B.遮住一条狭缝，其他条件不变，图丙中亮条纹中间窄，两边宽

C.照射两条狭缝时，增加L，其他条件不变，图乙中相邻暗条纹的中心间距增大

D.照射两条狭缝时，若光从狭缝S1、S2到屏上P点的路程差为半波长的奇数倍，8.位于x=0.25m的波源P从t=0时刻开始振动，形成的简谐横波沿x轴正负方向传播，在t=2.0s时波源停止振动，t=2.1s时的部分波形如图所示，其中质点a的平衡位置xa=1.75m，质点b的平衡位置xb=−0.5mA.沿x轴正负方向传播的波发生干涉

B.t=0.42s时，波源的位移为正

C.t=2.25s时，质点a沿y轴负方向振动

D.在0到2s内，质点b运动总路程是2.55m三、实验题：本大题共2小题，共12分。9.如图，在“测量玻璃的折射率”的实验中，当光线AO以一定入射角穿过两面平行的玻璃砖时，通过插针法找到跟入射光线AO对应的出射光线O′B，从而确定玻璃中的折射光线OO′。

(1)在图中标记了四个角，分别为θ1、θ2、θ3、θ4，则玻璃的折射率n=

。

(2)下列措施中，能减小实验误差的是

。

A.玻璃砖界面aa′与bb′间的距离越小越好

B.入射角不能太小

C.大头针应竖直地插在纸面上

D.针P1与P2、P3与P4的间距要适当远些

E.针P1与10.某学生小组用以下器材测量了校园附近的重力加速度。为了便于携带，该组同学将一单摆固定于某一开口向下的透明塑料杯顶端(单摆的下半部分露于杯外)，塑料杯的深度h，如图甲所示。每次实验前，组内同学测出杯子的下端口到小球球心的距离L，并通过改变L而测出对应的摆动周期T。实验开始时，将悬线拉离平衡位置一个小角度后由静止释放，且单摆在摆动过程中悬线不会碰到杯口，最后利用测得的数据，以T2为纵轴、L为横轴作出函数关系图像，如图乙所示。

(1)实验时用10分度的游标卡尺测量摆球直径，示数如图丙所示，该摆球的直径d=

mm。

(2)在正确操作且不考虑偶然误差的情况下，重复实验所得到的T2−L关系图线应是图乙中的a、b、c中的某一条线，由此可得当地的重力加速度g=

m/s2(π取3.14四、计算题：本大题共3小题，共48分。11.如图所示，在容器A中有同一种元素的两种同位素正粒子，它们的初速度几乎为0，粒子可从容器A下方的小孔S1飘入加速电场，然后经过S3沿着与磁场垂直的方向进入匀强磁场中，最后第一种同位素粒子打到照相底片D上的M点，第二种同位素粒子打到照相底片D上的N点。不计同位素粒子的重力及粒子间的相互作用。量出M点、N点到S3的距离分别为x1、x12.如图所示，AB为半径很大的一段光滑小圆弧轨道，圆心位于B点正上方，最低点B与水平轨道BC平滑连接，圆弧A点距水平面高度h=0.128m。现从A点由静止开始释放一质量m=2kg的小滑块(可视为质点)，小滑块滑至圆弧最低点B时，测得小滑块对B点的压力为F=20.128N，滑过B点后，接着在水平面上滑过x=0.26m时与静止在C点的另一个完全相同的小滑块发生碰撞并粘在一起，碰撞时间极短。已知小滑块与水平面间的动摩擦因数μ=0.3，g取10m/s2。求：

(1)两滑块碰撞中损失的机械能；

(2)小滑块自A点释放到碰撞前经历的时间。13.如图所示，水平放置的两根平行金属导轨间距l=1m，右端通过R=3Ω的电阻相连。导轨间存在垂直纸面向里，磁感应强度B=0.5T的匀强磁场。一根质量m=0.8kg的金属杆垂直放在导轨上并与导轨接触良好，与导轨间动摩擦因数μ=0.1。以金属杆所在位置为坐标原点，沿导轨方向建立x轴。现对杆施加沿x轴正方向的外力，使杆沿x轴正方向在导轨上做a=2m/s2的匀加速直线运动。当运动到x=9m时，电阻R上产生的热量Q=4J，已知除电阻R外其余电阻均不计，g取10m/s2。求：

(1)金属杆运动到x=9m处时流过电阻R的电流方向和外力F的大小；

(2)金属杆从x=0到x=9m过程中外力F做的功和F冲量的大小；

(3)若两金属杆间的磁场沿x轴方向的大小按B=2sin(2πx)变化，B的单位为特斯拉，沿杆方向大小相等，且金属杆始终以v=3m/s做匀速直线运动，计算杆从

答案解析1.【答案】D

【解析】解：A.t=0时电流达到最大值，说明此时感应电动势也达到最大值，可知此时线圈平面与中性面垂直，故A错误。

B.由图像可知，交变电流的周期T=0.02s，可得角速为ω=2πT=2π0.02rad/s=100πrad/s；电流的最大值Im=5A，且t=0时电流为最大值，可知交变电流的瞬时表达式为i=5cos(100πt)(A)，故B错误。

C.由图像可知，t=0.01s时电流达到负向最大值，说明此时感应电动势也达到最大值，此时线圈平面与中性面垂直，穿过线圈的磁通量为0，故C错误。

D.电流的有效值为I=Im2=52.【答案】D

【解析】AB.根据题意，画出光路图，如图所示

由几何关系可知，折射角为θ′=45°，则由折射定律有n=sinθsinθ′=sinθsin45∘=2sinθ

由n>1

则有sinθ>22，可得n<2

解得θ>45°

故AB错误；

C.根据题意，由sinC=1n

可知sinC>22

即C>45°

增大入射角，光路图如图所示

由几何关系可知，光在BC上的入射角小于45°，则该单色光在BC上不可能发生全反射，故C错误；

D.减小入射角，光路图如图所示

由几何关系可知，光在AB3.【答案】D

【解析】解：A、由图乙可知，t=0时刻，手机加速度为0，由牛顿第二定律可得弹簧弹力大小为：Fk=mg，故A错误；

B、t=0.2s时，手机的加速度为正值，可知手机的加速度向上，指向平衡位置，根据简谐运动的特点可知手机位于平衡位置下方，故B错误；

C、从t=0至t=0.2s过程，手机的加速度增大，可知手机从平衡位置向最大位移处运动，手机的速度减小，动能减小，故C错误；

D、由图乙知，T=0.8s，则ω=2πT=2π0.8rad/s=2.5πrad/s，可知a随t变化的关系式为：a=4sin(2.5πt)m/s2，故D正确。

故选：D。

A、根据t=0时刻手机a=0，由牛顿第二定律可知弹簧弹力大小；

B、根据手机加速度的正负、简谐运动的特点分析；

C、根据做简谐运动的物体远离平衡位置，加速度越大，速度越小分析；

D、根据图像可得周期，根据4.【答案】B

【解析】A、电磁波可以传递信息，如电视信号；声波也可以传递信息，如人说话；故A错误；

B、手机用电磁波传递信息，人用声波说话，故B正确；

C、太阳光中的可见光是电磁波，真空中为3×108m/s；“B超”中的超声波是声波，常温下，空气中大约为340m/s；故C错误；

D、遥控器发出的红外线波长和医院CT中的X射线频率不同，波速相同，根据c=λf，波长不同，故D错误；

5.【答案】C

【解析】解：A、发电机的输出电压随时间变化的关系，由图可知，T=0.02s，故f=1T=10.02Hz=50Hz，故A错误；

B、由图象可知交流的最大值为Um=500V，因此其有效值为U=Um2=5002V，故B错误；

6.【答案】BC

【解析】解：A、由图像可知λ=4m，所以T=λv=4200s=0.02s

因波沿x轴正向传播，故经0.01s即T2，质点a位于负位移处且向下运动，速度方向与加速度方向相反，故A错误；

B、波沿x轴正向传播，根据同侧法可知b点此时向y轴负向运动，动能正在减小，加速度在增大，故B正确；

C、由于波的频率f=1T=10.02Hz=50Hz，若发生稳定干涉，所遇波的频率也须为50Hz，故C正确；

D、据发生明显衍射的条件，需障碍物的尺寸比4m小或与4m差不多，不一定小于1m，故D7.【答案】ACD

【解析】解：A.双缝干涉图样的典型特征是明暗条纹等间距、等宽度分布；而单缝衍射图样的特征是中央亮条纹最宽最亮，两侧条纹宽度和亮度均递减，间距不等。图乙中的条纹呈现均匀等间距的分布特征，符合双缝干涉图样的特点，故A正确。

B.遮住一条狭缝后，装置将形成单缝衍射，其图样的特点是中间亮条纹宽且亮，两侧亮条纹窄且暗，即亮条纹中间宽、两边窄，故B错误。

C.双缝干涉的相邻条纹中心间距为Δx=Lλd，当其他条件不变、仅增大L时，相邻暗条纹的中心间距Δx会随之增大，故C正确。

D.在双缝干涉现象中，当两束相干光的路程差为半波长的奇数倍时，两列波在该点的振动相位相反，叠加后相互削弱，对应位置会出现暗条纹，所以P点处一定是暗条纹，故D正确。

故选：ACD。

根据条纹分布特征区分双缝干涉与单缝衍射图样；分析遮住一条狭缝后形成的单缝衍射图样特点；利用双缝干涉条纹间距公式，分析条纹间距与缝屏距的关系；根据双缝干涉中暗条纹的形成条件，判断某点是否为暗条纹。8.【答案】BD

【解析】解：A、沿x轴正负方向传播的波不会相遇，因而不能发生干涉，故A错误；

B、由图可知，2.0−2.1s内波传播的距离为x=0.50m−0.25m=0.25m，则波速为v=xt=0.250.1m/s=2.5m/s，由图可知波长为λ=1m，则周期为T=λ v=12.5s=0.4s。

在t=2.0s时间内，波传播的距离为x=vt=2.5×2m=5m=5λ，即形成5个波长波形，则知波源的起振方向沿y轴正方向。因t=0.42s=118T，所以t=0.42s时，波源的位移为正，故B正确；

C、t=2.1s时质点a位于波谷，t=2.1s到t=2.25s经历时间Δt=0.15s=38T，则t=2.25s时，质点a沿y轴正方向振动，故C错误；

D、波从波源传到质点b的时间为t1=xbPv=0.752.5s=0.3s，在0到2s内，质点b振动时间为t2=2s−0.3s=1.7s=49.【答案】sinBCD

【解析】解：(1)由题图可知，入射角为θ1，折射角是θ3，根据折射定律可得玻璃的折射率为：n=sinθ1sinθ3

(2)A、为了减小实验的相对误差，玻璃砖界面aa′与bb′间的距离要适当大些，这样由于相同视觉距离误差所引起的角度误差要小一些，故A错误；

B、如果入射角太小，则对角度的测量产生的误差较大，故角度不能太小，故B正确；

C、大头针应竖直地插在纸面上，这样可以减小实验误差，故C正确；

DE、针P1与P2、P3与P4的间距要适当远些，这样可减小标记入射光线以及折射光线时所引起的误差，故D正确，E错误。

故选：BCD。

故答案为：(1)sinθ1sinθ3；

10.【答案】12.09.86

【解析】解：(1)图中游标卡尺的最小分度值为0.1mm，则该摆球的直径d=12mm+0×0.1mm=12.0mm。

(2)由单摆周期公式T=2πh+L+d2g

整理得T2=4π2gL+4π2g(h+d2)11.【答案】两种同位素粒子在磁场中运动的时间之比为x12【解析】解：设加速电场的电压为U，磁场的磁感应强度为B，粒子的电荷量为q、质量为m。

粒子在电场中被加速，由动能定理可得qU=12mv2，解得粒子进入磁场时的速度v=2qUm

粒子进入匀强磁场后，洛伦兹力提供圆周运动的向心力，有qvB=mv2r，解得轨道半径r=mvqB。

粒子在磁场中做圆周运动的周期T=2πrv=2πmqB，两种同位素粒子在磁场中运动的轨迹均为半圆，运动时间均为半个周期，即t=T2=πmqB

根据几何关系，粒子打在照相底片上的点到S3的距离为轨道直径，即x=2r；代入轨道半径r=mvqB、速度v=12.【答案】两滑块碰撞中损失的机械能为0.5J

小滑块自A点释放到碰撞前经历的时间为(π+0.2)s

【解析】解：(1)小滑块从A点运动到B点过程中，根据机械能守恒定律有mgh=12mvB2，代入数据解得：vB=1.6m/s。

小滑块从B点运动到C点过程中，根据牛顿第二定律有μmg=ma，解得：a=3m/s2，根据运动学公式vC2−vB2=−2ax，代入数据解得：vC=1m/s。

两滑块碰撞过程中，根据动量守恒定律有mvC=2mv，解得碰后共同速度v=0.5m/s，根据能量守恒定律，碰撞中损失的机械能ΔE=12mvC2−12(2m)v2，代入数据解得：ΔE=0.5J。

(2)小滑块在B点时，根据牛顿第二定律有FN−mg=mvB2R，其中支持力大小FN等于压力F=20.128N，代入数据解得：R=40m。

由于R>h，小滑块在圆弧轨道上的运动可视为单摆模型做简谐运动，其周期T=2πRg，自A点释放到B点经历