天津市第四十三中学2024-2025学年高二（下）期中物理试卷（含解析）

天津市第四十三中学2024-2025学年高二（下）期中物理试卷
一、单选题：本大题共12小题，共36分。
1.俗语说“未见其人，只闻其声”，描述的是波的( )
A. 反射现象 B. 衍射现象 C. 干涉现象 D. 多普勒效应
2.某同学观察到波长不同的水波通过三个宽度相同的狭缝时的现象，在甲、乙、丙三幅照片中，波长分别是狭缝宽度的如下图所示，下列说法正确的是( )
A. 水波通过狭缝后波长变短
B. 这是水波的衍射现象，有些波不能发生衍射现象
C. 此现象可以说明，波长一定，缝越窄衍射现象越明显
D. 此现象可以说明，缝宽一定，波长越长衍射现象越明显
3.关于下列四幅生活情景图，说法正确的是( )
A. 图甲中音乐喷泉中的光能“沿水传播”，主要是利用了光的折射原理
B. 图乙中肥皂膜呈现出彩色条纹，是光的衍射现象
C. 图丙中当声源远离观察者时，观察者接收到的声音的频率小于波源的频率
D. 图丁中观众观看电影时，戴的眼镜镜片利用了光的全反射原理
4.如图所示，在两根等长的细线下悬挂一个小球可视为质点组成了所谓的双线摆，若细线长为，两线与天花板的左、右两侧夹角均为，当小球垂直纸面做简谐运动时，其周期为( )
A. B. C. D.
5.图是钓鱼时使用的浮标，钓鱼时浮标竖直浮在水面上的上下振动可看做简谐运动。从时刻开始计时，以竖直向上为正方向，其振动的图像如图所示，下列说法正确的是( )
A. 浮标的振动周期为
B. 分钟内浮标上某点运动所经过的路程为
C. 时，浮标振动的加速度最大
D. 时，浮标的速度为
6.如图所示，将酒精灯放在附有肥皂膜的铁丝圈前面，在酒精灯的灯芯上撒一些食盐，灯焰就能发出明亮的黄光。则下列说法正确的是
A. 从肥皂膜后面观察时，可以看到黄黑相间的水平条纹
B. 从肥皂膜后面观察时，可以看到黄黑相间的竖直条纹
C. 从肥皂膜前面观察时，可以看到黄黑相间的水平条纹
D. 从肥皂膜前面观察时，可以看到黄黑相间的竖直条纹
7.如图是单摆做阻尼振动的位移时间图像，摆球在与时刻具有相同的( )
A. 速度 B. 加速度 C. 重力势能 D. 机械能
8.图甲所示是一个共振筛，该共振筛的共振曲线如图乙所示。已知增大电压，可使偏心轮转速提高，增加筛子质量，可增大筛子的固有周期。若当前偏心轮的转速是。下列说法正确的是( )
A. 当前共振筛的振动频率是
B. 减小电压，可使筛子振幅增大
C. 增加筛子质量，可使筛子振幅增大
D. 减小筛子质量，可使共振曲线峰值频率减小
9.图为一列简谐横波在时刻的波形图，、分别是平衡位置为和处的质点，图为质点的振动图像。则下列说法正确的是( )
A. 该波沿轴正方向传播
B. 时，质点处于平衡位置向轴正方向运动
C. 该波的传播速度大小为
D. 内，质点运动的路程为
10.波动现象在自然界中普遍存在，波的应用已深入到生产、生活的方方面面。一列简谐横波在某均匀介质中沿直线传播，波的传播方向是由传到，并且这两个质点平衡位置相距，图甲是质点的振动图像，图乙是质点的振动图像，时刻质点和质点间只有一个波峰。则( )
A. 质点位于平衡位置时，质点一定处于波谷
B. 该波的波长是
C. 该简谐横波的周期为
D. 波的传播速度为
11.如图所示，实线是沿轴传播的一列简谐波在时的波形图，虚线是这列波在时的波形图。已知波速是，下列说法正确的是( )
A. 波沿轴负方向传播
B. 振源的振动周期为
C. 与时的波形图相同
D. 处的质点在内运动的路程为
12.如图所示为两列同频率的简谐横波在同一绳上传播，实线表示波峰，虚线表示波谷。已知两列波的振幅均为，波速为，波长为，点是连线和连线的交点，下列说法正确的是( )
A. 、两点是振动加强点
B. 时刻图示时刻，、两点的竖直高度差为
C. 时，点正在向上振动
D. 时，点位于平衡位置
二、多选题：本大题共8小题，共24分。
13.如图所示，光滑弧形槽的弧长远小于半径，使与竖直的夹角小于。将质量分别为和的小球、从图示位置同时由静止释放，不计空气阻力，在两小球发生碰撞之前，则下列说法正确的是( )
A. 小球、运动过程中的回复力是重力和支持力的合力
B. 小球、在运动过程中机械能都守恒
C. 小球比小球先运动到点
D. 小球、同时到达点
14.图中各摆的摆长都相同，摆球视为质点，且均作小角摆动，当地的重力加速度为，下列图中的单摆周期为的是( )
A. B. C. D.
15.如图甲所示，弹簧振子以点为平衡位置，在、两点之间做简谐运动。取向右为正方向，振子的位移随时间变化的图像如图乙所示，下列说法正确的是( )
A. 该振子的振幅为
B. 时，振子的位移为
C. 到的时间内，振子的加速度逐渐增大
D. 到的时间内，振子通过的路程为
16.如图，一列简谐横波沿轴正方向传播，图中的实线和虚线分别为和时的波形图。已知该简谐波的周期大于。关于该简谐波，下列说法正确的是( )
A. 周期为
B. 波速为
C. 处的质点在时位于波峰
D. 介质中质点沿轴正方向迁移了
17.轴上有两波源分别位于和处，两波源时刻同时产生的简谐横波分别沿轴正方向和轴负方向传播，振幅均为，如图所示为时的波形图，此时和处的两质点刚开始振动，则下列说法正确的是( )
A. 内，质点运动的路程为
B. 时，处的质点位移为
C. 时，之间的质点位移均为
D. 时，质点的振动方向向上，质点的振动方向向下
18.振动和波存在于我们生活的方方面面，下列几幅图片描绘的情境分析正确的是( )
A. 图甲救护车向右运动的过程中，、两人听到警笛声的频率不同
B. 图乙在大山背面的人收听广播，波长越短的信号收听效果越好
C. 图丙某些动物会发出次声波，与人体内脏和身躯的固有频率接近，可能引起头痛、恶心、呕吐、胸痛、心悸等身体不适。
D. 图丁是干涉型消声器的结构示意图，波长为的同一声波通过上下两通道后相遇的路程差应该为的整数倍
19.如图所示，等腰直角三角形是某一透明棱镜的横截面，、分别为、边的中点。一束足够强且平行于截面的红光从空气射向点，折射后到达点。已知红光的入射方向与边的夹角为，光在真空中的传播速度为，下列说法正确的是( )
A. 该棱镜对红光的折射率为
B. 该棱镜对红光的折射率为
C. 红光在该棱镜中的传播速度
D. 若改用橙光沿相同的角度从点入射，将会折射到上的某个位置
20.如图所示，让一束复色光由空气射向一块足够长的平行平面玻璃砖，经折射分成两束单色光、，下列说法正确的是( )
A. 若增大入射角，则光可能消失
B. 入射角不为时，出射光线光与光总平行
C. 对于该玻璃，光的折射率比光的大
D. 在玻璃砖中，光的传播速度比光的大
三、计算题：本大题共3小题，共40分。
21.如图，不可伸长的轻绳将物块悬挂于点。现将轻绳拉至与竖直方向夹角，将物块由静止释放，当物块运动至最低点时，恰好与静止在水平面上的物块发生弹性碰撞。碰撞后物块在水平面上滑行一段距离后停下来。已知轻绳长度，物块、质量分别为、，物块与水平面间的动摩擦因数；、均视为质点，不计空气阻力。重力加速度取。
求碰撞前瞬间，轻绳对物块的拉力大小；
求物块在水平面上滑行的距离。
22.如图甲为某中小型水力发电站远距离输送单相交流电示意图，每根导线电阻为，远距离输电线的输送电流为，若升压变压器的输入电压如图乙所示，输入功率为，在用户端起点接有交流电压表，求：
升压变压器原副线圈匝数比；
设降压变压器原副线圈匝数比，求用户端交流电压表的示数；
若用户端全是照明用电，能使多少盏“、”的节能灯正常发光？
23.如图所示，在直角坐标系中，第一象限有竖直向上的匀强电场，第二、四象限有垂直纸面向里的匀强磁场。已知质量为、电荷量为的粒子从轴上的点以速度沿轴正方向进入第二象限，经轴上点沿轴正方向射入第一象限，再从轴上点进入第四象限，经轴上的点图中未画出射出磁场。已知第二、四象限匀强磁场的磁感应强度大小均为为已知量，粒子在点的速度与轴正方向成角，不计粒子的重力。求：
的长度；
匀强电场的场强大小和的长度；
的长度。
答案和解析
1.【答案】
【解析】“未见其人，只闻其声”反应了声波遇到障碍物或小孔后继续传播的现象，是声波的衍射现象，故B正确，ACD错误。
故选：。
2.【答案】
【解析】A.水波通过狭缝后波长不变，选项A错误；
B.这是水波的衍射现象，衍射是波特有的性质，任何波都能发生衍射现象，选项B错误；
该实验的狭缝宽度相等，波长不等，则此现象可以说明，缝宽一定，波长越长衍射现象越明显，选项C错误，D正确。
故选D。
3.【答案】
【解析】A.图甲中音乐喷泉中的光能“沿水传播”，主要是利用了光的全反射原理，故A错误；
B.图乙中肥皂膜呈现出彩色条纹，是光的干涉现象，故B错误；
C.图丙中根据多普勒效应可知当声源远离观察者时，观察者接收到的声音频率小于波源的频率，故C正确；
D.图丁中观众观看电影时，戴的眼镜镜片利用了光的偏振原理，故D错误。
故选C。
4.【答案】
【解析】单摆周期公式，本题中的等效摆长 ，则，D正确．
5.【答案】
【解析】根据题图可知浮标的振动周期为，A错误
一个周期内浮标上某点经过的路程为个振幅的大小之和，一分钟有个周期，所经过的路程为，B错误
时，浮标振动的位移最大，回复力最大，加速度最大，C正确
时浮标在平衡位置，速度最大，D错误。
故选C。
6.【答案】
【解析】肥皂膜上的干涉条纹是前后两层膜的反射光线发生干涉形成的，应从膜前面观察，由于重力影响，肥皂膜上下厚度不同，所形成的干涉条纹是水平的，选项 C 正确；故选C。
7.【答案】
【解析】A.由于有阻力做功，摆球在时刻的动能大于时刻的动能，摆球在时刻的速度大于时刻的速度，故A错误；
B.摆球在时刻和时刻的加速度方向不同，故B错误；
C.由于摆球在时刻和时刻的位移大小相同在同一高度，所以摆球的重力势能相同，故C正确；
D.由于有阻力做功，摆球的机械能不断减小，故D错误。
故选C。
8.【答案】
【解析】A.由题意可知，偏心轮的转速是 ，则周期为 ，则有偏心轮的频率为 ，A错误；
B.由题图乙可知，筛子的固有频率为，仅减小电压，可降低偏心轮转速，偏心轮频率减小，则由偏心轮产生的驱动力的频率减小，偏心轮产生的驱动力的频率会接近，可使筛子的振幅增大，B正确；
C.增加筛子质量，可增大筛子的固有周期，则筛子的固有频率减小，小于，则偏离更多，筛子振幅减小，C错误；
D.减小筛子质量，可减小筛子的固有周期，则筛子的固有频率增大，可使共振曲线峰值频率增大，D错误。
故选B。
9.【答案】
【解析】由图可知，波长由图可知，周期；
A、由图可知，当时，质点向上振动，根据“上下坡”法，该波沿轴正方向传播，故A正确；
B、由图可知，当时，质点在波峰。因此，时，质点处于平衡位置向轴负方向运动，故B错误；
C、，故C错误；
D、内，完成一次全振动，因此质点运动的路程为，故D错误。
10.【答案】
【解析】由甲、乙振动图像可知，位于平衡位置时，可能位于波谷也可能位于波峰，故 A错误
B.波的传播方向为由传到，时刻、间仅有一个波峰，则有解得故B错误
C.由题图知该简谐横波的周期，故 C错误
D.该简谐横波的波速为，故D正确。
故选D。
11.【答案】
【解析】B.根据图知波长
波的周期与质点的振动周期相同，根据
解得
故B错误；
A. 到 时间内
根据平移法知，波沿轴正方向传播，故A错误；
D. 到 时间内波传播的距离
又
故 处的质点在内运动的路程为
故D错误；
C. 与 间的时间间隔为
故 与 时的波形图相同，故C正确。
故选C。
12.【答案】
【解析】A.、两点分别为波峰与波谷叠加，为振动减弱点，故A错误；
B.时刻，点在该时刻波峰与波峰叠加，振动加强，偏离平衡位置的位移为，点在该时刻波谷与波谷叠加，振动加强，偏离平衡位置的位移为，则、两点在该时刻的竖直高度差为，故B正确；
C.波传播的周期
在时刻点在平衡位置向上振动，在 时点正在向下振动，故C错误；
D.在时刻点在波谷处，时，点位于波峰处，故D错误。
故选B。
13.【答案】
【解析】A.小球、沿弧形槽做简谐运动，也是单摆模型，故小球所受重力在垂直摆线方向的分力提供回复力，重力的另一个分力与支持力的合力提供向心力，故A错误；
B.以小球和地球组成的系统，只有重力做功，小球的机械能守恒，故B正确；
由单摆周期公式 ，可知小球、运动到点的时间相等，均为 ，故C错误，D正确。
故选BD。
14.【答案】
【解析】A.摆球的等效重力为
可得
代入单摆周期公式，可得
故A错误；
B.两小球间的电场力始终沿摆线方向，不产生回复力的效果，单摆的周期与重力场相同，即
故B正确；
C.设摆球的电荷量为，则摆球的等效重力
可得
代入单摆周期公式，可得
故C错误；
D.摆球所受洛伦兹力始终沿摆线方向，不产生回复力的效果，单摆的周期与重力场相同，即
故D正确。
故选BD。
15.【答案】
【解析】根据图乙振子的位移随时间变化的图像可知，该弹簧振子的振幅为，故A错误；
B.根据图乙振子的位移随时间变化的图像可知，该弹簧振子的周期为，则振子振动方程为
可知时，振子的位移为
故B正确；
C.该弹簧振子的周期为，到的时间内，相当于到的时间内，振子从最大位移处向平衡位置运动，回复力逐渐变小，加速度逐渐变小，故C错误；
D.到的时间内，经过了个周期，振子通过的路程为，解得
故D正确。
故选：。
16.【答案】
【解析】已知该简谐波的周期大于，所以
解得周期为
故A错误；
B.波速为
故B正确；
C.因时刻处的质点在平衡位置向下振动，可知时位于波峰，故C正确；
D.介质中质点只在自己平衡位置附近振动，不随波迁移，选项D错误。
故选：。
17.【答案】
【解析】A.根据题意可知波速
两列波的周期为
内，即半个周期，质点运动的路程为 ，故A错误；
B.时，两列波在图示位置，各自向前传播一个波长，由波的叠加可知，则 处质点的位移为，故B正确；
C.时，两列波在图示位置基础上各自向前传播 ，则根据叠加原理可知，平衡位置处于之间的质点位移均为，故C正确。
D.由“同侧法”可知，时，质点振动方向向下，质点振动方向向上，故D错误。
故选BC。
18.【答案】
【解析】甲救护车向右运动的过程中，根据多普勒效应，人听到警笛声的频率增大，人听到警笛声的频率减小，、两人听到警笛声的频率不同，故A正确；
B.波将发生明显的衍射现象的条件是障碍物或孔的尺寸比波长小或跟波长相差不多，图乙要在大山后面的房舍内收听到广播，发射台发出的信号波长越长效果越好，故B错误；
C.图丙某些动物会发出次声波，由于该频率与人体内脏和身躯的固有频率接近，所以容易使人体器官发生共振，可能引起头痛、恶心、呕吐、胸痛、心悸等身体不适，故C正确；
D.根据波的干涉，波长为的声波通过上下两通道后相遇的路程差应该为的奇数倍，故D错误。
故选：。
19.【答案】
【解析】根据几何关系可知红光在棱镜中的折射角为，棱镜对红光的折射率为
故A正确，B错误；
C.根据 ，可得红光在该棱镜中的传播速度
故C错误；
D.因橙光的折射率比红光的折射率大，所以橙光将会被折射到上的某个位置，故D正确。
故选AD。
20.【答案】
【解析】、根据光的可逆性可知，增大入射角，则光不会消失，故A错误；
B、根据折射定律可知，出射光线光与光总平行，故B正确；
、由图知两束的入射角相等，的折射角小于的折射角，通过折射定律可知，根据可知，光的传播速度比光的小，故C正确，D错误；
故选：。
21.【解析】下摆到最低点过程，由动能定理得：
在最低点，对，由牛顿第二定律得：
代入数据解得：
、发生弹性碰撞，碰撞过程系统动量守恒、机械能守恒，
以向右为正方向，由动量守恒定律得：
由机械能守恒定律得：
碰撞后，减速到零的过程中，对，由动能定理得：
代入数据解得：
答：碰撞前瞬间，轻绳对物块的拉力大小是；
物块在水平面上滑行的距离是。
22.【解析】由图乙知升压变压器输入端电压有效值为，
由于变压器为理想变压器，所以升压变压器的副线圈的功率也为，有
，
升压变压器的原副线圈之比为：
，
解得：；
由于远距离输电线每根电阻为，而远距离输电需要两根输电线，所以输电线的总电阻为：
，
降压变压器输入电压为：，
由于降压变压器，有：，
解得：；
输电线路损耗功率为：，
降压变压器输出功率为：，
设共能点亮盏节能灯，有：，
记得的：。
23.【解析】粒子的运动轨迹如图所示
设粒子在磁场中的轨迹半径为，则
解得
所以
粒子进入电场中做类平抛运动，则
，，
联立以上各式解得
水平方向有
联立以上各式解得
根据几何关系有
所以
又
联立以上各式可得
所以
答：的长度为；
匀强电场的场强大小为，的长度为；
的长度为。
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