北京市育才学校2024-2025学年高二（下）期中物理试卷（含解析）

北京市育才学校2024-2025学年高二（下）期中物理试卷
一、单选题：本大题共10小题，共30分。
1.弹簧振子在光滑的水平面上做简谐运动，在振子向着平衡位置运动的过程中( )
A. 振子所受的回复力逐渐增大 B. 振子离开平衡位置的位移逐渐增大
C. 振子的速度逐渐增大 D. 振子的加速度逐渐增大
2.悬挂在竖直方向上的弹簧振子，周期为，从最低点的位置向上运动时开始计时，它的振动图象如图所示，由图可知( )
A. 时振子的加速度为正，速度为正
B. 时振子的加速度为负，速度为负
C. 时振子的速度为零，加速度为负的最大值
D. 时振子的速度为零，加速度为负的最大值
3.下列说法不正确的是( )
A. 在机械波传播过程中，介质中的质点随波的传播而迁移
B. 波的周期或频率，只取决于波源，而与、无直接关系
C. 波速取决于介质的性质，与、无直接关系
D. 一切波都能发生衍射现象
4.如图是以质点为波源的机械波在绳上刚传到质点时的波形。下列说法正确的是( )
A. 点即将开始向上振动
B. 点从平衡位置刚开始振动时，运动方向向下
C. 若点停止振动，绳上的波会立即消失
D. 当波传到点时，点恰好振动了个周期
5.有一个小型发电机，机内的矩形线圈匝数为匝，电阻为线圈在匀强磁场中，以恒定的角速度绕垂直于磁场方向的固定轴转动穿过每匝线圈的磁通量随时间的变化规律如图所示由此可知发电机电动势瞬时值表达式为( )
A. B.
C. D.
6.如图所示，理想变压器的原线圈接在的交流电源上，副线圈接的电阻。原、副线圈的匝数比为：，电压表为理想电表。下列说法正确的是( )
A. 交流电的频率为 B. 电压表的示数约为
C. 原线圈电流的有效值为 D. 原线圈的输入功率为
7.如图，电路中完全相同的三个灯泡、、分别与电阻、电感、电容串联，然后再并联到“ ”的交流电路上，三只灯泡的亮度相同．若保持交变电压不变，将交变电流的频率增大到，则发生的现象( )
A. 三灯亮度不变 B. 三灯均变亮
C. 不变、变亮、变暗 D. 不变、变暗、变亮
8.麦克斯韦在前人研究的基础上，创造性地建立了经典电磁场理论，进一步揭示了电现象与磁现象之间的联系。他大胆地假设：变化的电场就像导线中的电流一样，会在空间产生磁场，即变化的电场产生磁场。以平行板电容器为例：圆形平行板电容器在充、放电的过程中，板间电场发生变化，产生的磁场相当于一连接两板的板间直导线通以充、放电电流时所产生的磁场。如图所示，若某时刻连接电容器的导线具有向上的电流，则下列说法中正确的是( )
A. 电容器正在充电
B. 两平行板间的电场强度在减小
C. 该变化电场产生顺时针方向俯视的磁场
D. 两极板间电场最强时，板间电场产生的磁场最强
9.如图所示，是空气与某种液体的分界面，一束红光由空气射到分界面，一部分光被反射，一部分光进入液体中。当入射角是时，折射角为，则以下说法正确的是( )
A. 反射光线与折射光线的夹角为
B. 该液体对红光的折射率为
C. 该液体对红光的全反射临界角为
D. 当紫光以同样的入射角从空气射到分界面时，折射角也是
10.阳光下的肥皂膜呈现彩色条纹，下列说法正确的是( )
A. 这是干涉现象 B. 这是衍射现象
C. 该现象说明光具有粒子性 D. 该现象说明光是横波
二、多选题：本大题共4小题，共16分。
11.如图所示。曲轴上挂一个弹簧振子，转动摇把，曲轴可带动弹簧振子上下振动。开始时不转动摇把，让振子自由振动，测得其频率为现匀速转动摇把，转速为。则( )
A. 当振子稳定振动时，它的振动周期是
B. 当振子稳定振动时，它的振动频率是
C. 当转速增大时，弹簧振子的振幅增大
D. 当转速减小时，弹簧振子的振幅增大
12.如图所示，实线表示两个相干波源、产生的波的波峰位置，则图中、两点( )
A. 为振动加强位置 B. 为振动减弱位置 C. 为振动加强位置 D. 为振动减弱位置
13.下列关于电磁波的说法中正确的是( )
A. 麦克斯韦电磁场理论预言了电磁波的存在
B. 电磁波从真空传入水中时，波长将变长
C. 雷达可以利用自身发射电磁波的反射波来对目标进行定位
D. 医院中用于检查病情的“超”利用了电磁波的反射原理
14.如图所示用单色光照射透明标准板来检查平面的上表面是否平整，观察到的现象如图所示的条纹中的和的情况，这说明( )
A. 的上表面处向上凸起
B. 的上表面处向上凸起
C. 的上表面处向下凹陷
D. 的上表面处向下凹陷
三、实验题：本大题共1小题，共6分。
15.某同学利用“插针法”测量玻璃的折射率，所用的玻璃砖两面平行。正确操作后，作出的光路图及测出的相关角度如图甲所示。
此玻璃砖的折射率计算式为 ______用图中的、表示。
如果有几块宽度大小不同的平行玻璃砖可供选择，为了减小误差，应选用宽度______选填“大”或“小”的玻璃砖来测量。
实验中，已画好玻璃砖界面和，放置玻璃砖时不慎将玻璃砖向上平移了一些，放在如图所示的位置上，而实验中其他操作均正确，测得的折射率将______。
A.偏大
B.偏小
C.不变
D.无法确定
四、简答题：本大题共1小题，共12分。
16.某同学用可拆变压器探究“变压器原、副线圈电压与匝数的关系”。
该同学将原线圈接一学生电源的交流电压挡，并使用交流电压表分别测量原、副线圈两端的电压，得到的实验数据如表所示。
实验序号 原线圈匝数 副线圈匝数 原线圈电压 副线圈电压
根据实验数据，得到的结论为：在误差允许的范围内，______。
该同学利用问中第组数据时的副线圈给一标有“”字样的小灯泡供电，发现小灯泡并没有被烧坏。测量此时小灯泡两端的电压约为，并不是，其原因主要是______。
可拆变压器铁芯是由相互绝缘的薄硅钢片叠压而成。如图所示，原线圈接交流电源，副线圈接入小灯泡。第一次，缓缓移动铁芯横条使铁芯完全闭合；第二次，另取一块与变压器铁芯横条尺寸相同的普通铁块替换铁芯横条，重复上述实验。两次均观察到小灯泡由暗变亮。以下说法正确的是______。
A.第二次实验中小灯泡更亮些
B.用普通铁块和用铁芯横条相比，普通铁块更容易发热
C.无论用普通铁块还是用铁芯横条，流经小灯泡的电流均为交变电流
如图所示的电路中，电压为的交流电源通过阻值为的定值电阻与一理想变压器的原线圈连接，一可变电阻与该变压器的副线圈连接，原、副线圈的匝数分别为、。若保持不变，将可变电阻的阻值增大，则流经原线圈的电流______选填“增大”“减小”或“不变”；当可变电阻的阻值为______时用、和表示，可变电阻的功率最大。
五、计算题：本大题共4小题，共36分。
17.一质点做简谐运动，其位移和时间关系如图所示．
求时的位移；
在到的振动过程中，质点的位移、回复力、速度、动能、势能如何变化？
在至时间内，质点的路程、位移各多大？
18.已知一列简谐横波在时刻的波形图像如图所示，再经过，点第次出现波峰。求：
波速为多少？
由图示时刻起，点再经过多长时间第一次出现波峰？
从此时刻开始计时，试写出坐标为的质点的位移与时间的关系式。
19.一台发电机最大输出功率为，电压为，经变压器升压后向远方输电。输电线路总电阻。到目的地经变压器降压，负载为多个正常发光的灯泡、。若在输电线路上消耗的功率为发电机输出功率的，变压器和的损耗可忽略，发电机处于满负荷工作状态，若变压器均为理想变压器，问：
原、副线圈电流、分别为多少？
和的变压比分别为多少？
最多能有多少盏灯泡、正常发光？
20.直角棱镜的折射率，其横截面如图所示，图中，。截面内一细束与边平行的光线，从棱镜边上的点射入，经折射后射到边上。
画出光路图；
光线在边上是否会发生全反射？说明理由；
不考虑多次反射，求从边射出的光线与最初的入射光线夹角的正弦值。
答案和解析
1.【答案】
【解析】A、回复力与位移成正比，在振子向着平衡位置运动的过程中回复力减小，A错误；
B、振子的位移指由平衡位置指向振动物体所在位置的有向线段，因而向平衡位置运动时位移逐渐减小，B错误；
C、物体向着平衡位置运动时，回复力与速度方向一致，故物体的速度逐渐增大，C正确。
D、由牛顿第二定律可知，加速度也减小，D错误；
故选：。
2.【答案】
【解析】、时，位移为正，加速度为负；图象上某点切线的斜率表示速度，故速度为负；故A错误；
B、时，位移为负，加速度为正；图象上某点切线的斜率表示速度，故速度为负；故B错误；
C、时，位移为正，加速度为负；图象上某点切线的斜率表示速度，故速度为零；故C正确；
D、时，位移为零，故加速度为零；图象上某点切线的斜率表示速度，故速度为负；故D错误；
故选：．
3.【答案】
【解析】、介质中的质点只是随波源在各自的平衡位置附近做简谐运动，并不随波形的移动而迁移，故A错误；
B、机械波在传播过程中，介质中的质点都在做受迫振动，质点振动的周期或频率，还有波传播的周期或频率，只取决于波源，而与、无直接关系，故B正确；
C、机械波的波速取决于介质的性质，与、无直接关系，同一机械波在不同介质中的波速不同，比如声波，在空气中的速度和在钢铁中的速度就差异非常大，但是周期、频率不变；介质不同波的波长也不同，故C正确；
D、一切波都能发生衍射现象，这是波的特征，故D正确。
本题选错误的，故选：。
4.【答案】
【解析】由题知，该波向左传播，由题图及“同侧法”可知，点即将开始向下振动，故A错误；
B.结合前面分析可知，点从平衡位置刚开始振动时，运动方向向下，故B正确；
C.若点停止振动，不再产生新的波，而、之间已经产生的波会继续向左传播，所以绳上的波不会立即消失，故C错误；
D.由题图可知，、相距个波长，则当波传到点时，点恰好振动了个周期，故D错误；
故选：。
5.【答案】
【解析】根据图象可知，，所以，
所以
所以发电机电动势瞬时值表达式为
故选：。
6.【答案】
【解析】、由：，可知，可得交流电的频率为：，故A错误；
B、原线圈的电压有效值为：，根据：，可得副线圈的电压有效值为：，即电压表的示数为，故B错误；
C、副线圈的电流有效值为：，解得：，根据：，可得原线圈电流的有效值为：，故C错误；
D、原线圈的输入功率为：，故D正确。
故选：。
7.【答案】
【解析】将交变电流的频率增大时，电阻的阻值不随频率而变化，交变电压不变，灯泡的电压不变，亮度不变。电感的感抗增大，流过的电流减小，变暗。电容的容抗减小，流过的电流减大，变亮。故D正确，ABC错误。
故选：。
8.【答案】
【解析】根据极板间电场强度的方向可知，电容器的下极板带正电荷，根据导线中电流的方向可知，电容器是正在充电，所以极板所带电荷量正在增加，根据可知，极板间的电势差正在增大，根据可知，两平行板间的电场强度正在增加，根据安培定则可以判断，该变化的电场产生逆时针俯视方向的磁场；当两板间电场最强时，极板带电荷量最多，电流最小，则板间的电场变化最慢，相应的产生的磁场也是最弱的，故A正确，BCD错误。
故选：。
9.【答案】
【解析】、根据反射定律可知反射角为，则反射光线与折射光线的夹角为，故A错误；
B、根据折射定律可得，故B错误；
C、全反射的临界角满足：，可得临界角，故C正确；
D、液体对紫光的折射率大于对红光的折射率，根据折射定律得知，则紫光以同样的入射角从空气射到分界面，折射角小于故D错误。
故选：。
10.【答案】
【解析】阳光下肥皂膜上的呈彩色条纹，是薄膜干涉，说明光具有波动性，不能说明光是横波还是纵波，故A正确，BCD错误。
故选：。
阳光下肥皂膜上的呈彩色条纹，是薄膜干涉。
本题考查光的干涉的基础知识，难度不大。
11.【答案】
【解析】解、：现匀速转动摇把转速为。知驱动力的周期，则，知振子稳定振动时，它的振动周期为，振动频率为故A错误，B正确。
C、当转速减小时，驱动力的周期增大，驱动力的频率减小，接近于振子的固有频率，发生共振，振幅增大。故C错误，D正确。
故选：。
12.【答案】
【解析】根据波的叠加原理，两列波的波峰与波峰相遇、波谷与波谷相遇为振动的加强点，波峰与波谷相遇为振动的减弱点；
由题图可以看出，在图示时刻，在点，传到的是波峰，传到的是波谷，因此以点为振动减弱点，故A错误，D正确；
由题图可以看出，在图示时刻，两列波的波谷在点相遇，因此点为振动加强点，故B错误，C正确。
故选：。
13.【答案】
【解析】、麦克斯韦电磁场理论预言了电磁波的存在，赫兹证实了电磁波的存在。故A正确。
B、电磁波从真空进入水中，波速变小，频率不变，根据知波长的变小。故B错误。
C、雷达可以利用自身发射电磁波的反射波来对目标进行定位。故C正确。
D、医院中用于检查病情的“超”利用了超声波的反射原理。故D错误。
故选：。
14.【答案】
【解析】、、薄膜干涉是等厚干涉，即同一条明纹处空气膜的厚度相同；从弯曲的条纹可知，点与点在同一条纹上，厚度相同，点厚度小于点的厚度，故点的厚度小于点的厚度，故知处空气薄膜凹陷，即的上表面处向上凸起，故A正确，C错误；
B、、薄膜干涉是等厚干涉，即明条纹处空气膜的厚度相同；从弯曲的条纹可知，点与点在同一条纹上，厚度相同，点厚度小于点的厚度，故点的空气厚度大于点的空气厚度，知处空气凸起，即的上表面处向下凹陷，故B错误，D正确；
故选：。
15.【答案】； 大； 不变
【解析】根据折射定律可知
为了减小误差，应选用宽度大为了减小误差，应选用宽度；
玻璃砖向上平移了一些，测定折射率时，玻璃中折射角仍不变，则由知，折射率不变。
故答案为：；大；不变
16.【答案】变压器原、副线圈两端电压之比等于原、副线圈匝数之比 相对于小灯泡电阻，副线圈电阻不可以忽略，分去了大部分电压 减小
【解析】分析表格中的数据：
第一组数据，变压器原、副线圈线圈匝数比，电压比
第二组数据，变压器原、副线圈线圈匝数比，电压比
第三组数据，变压器原、副线圈线圈匝数比，电压比
由此得到的实验结论为：在误差允许范围内变压器原、副线圈两端的电压比等于变压器原、副线圈匝数比；
表格中第组数据时的副线圈两端电压为，而小灯泡两端的电压约为，因此相对于小灯泡的电阻，副线圈电阻不可忽略，分去了大部分电压相当于电源的内电压，所以灯泡两端得到的电压比小得多；
第二次，另取一块与变压器铁芯横条尺寸相同的普通铁块替换铁芯横条后，普通铁块产生涡流增大了，变压器能量损失增大，灯泡变暗，故A错误；
B.用普通铁块和用铁芯横条相比，普通铁块产生涡流增大，更容易发热，故B正确；
C.根据变压器的工作原理可知，无论用普通铁块还是用铁芯横条，流经小灯泡的电流均为交变电流，故C正确。
故选：。
把变压器和负载电阻等效为一个电阻，当作电源内阻
根据理想变压器电压与匝数比的关系，得
根据理想变压器电流与匝数比的关系得
变压器原线圈等效电阻
当可变电阻增大，变压器的等效电阻增大
根据欧姆定律，通过原线圈的电流减小
当内外电阻相等即时，输出功率最大
解得可变电阻的值为
故答案为：原、副线圈两端的电压比等于变压器原、副线圈匝数比；相对于小灯泡的电阻，副线圈电阻不可忽略，分去了大部分电压；；减小；。
17.【解析】由题图可知，，则
振动方程为
当时，．
由题图可知在内，质点的位移变大，回复力变大，速度变小，动能变小，势能变大．
从至的时间内，因
则质点的路程为，位移为 ．
答：时的位移是
在到的振动过程中，质点的位移变大，回复力变大，速度变小，动能变小，势能变大．
在至时间内，质点的路程为，位移为 ．
18.【解析】由波形图可得到波长，
由传播方向可知第一次出现波峰所需的时间为：，根据题意可知第次出现波峰所需时间与周期的关系：，解得周期：，
由波长和周期即可得波速：，解得：；
由波的传播方向及波速，即可知点第一次出现波峰时，即处的质点，将振动形式传给时，所需的时间满足：，解得：；
由波形图及传播方向，即可知图示时刻处的质点位移为，初相位为；
根据波形图可知振幅，结合中的周期，可得：，即可得到位移与时间的关系式：。
答：波速为；
点再经过，第一次出现波峰；
处的质点的位移与时间关系式为。
19.【解析】由，可得升压变压器输入电流为，由，代入数据得升压变压器的输出电流为；
由，得，输电线上的电压损失为，降压变压器的输入电压为，故变压器的变压比为，降压变压器的变压比；
用户得到的功率，可供灯泡正常发光的盏数，得盏。
答：原、副线圈电流分别为A、；
的变压比为，的变压比为；
能使盏灯泡、正常发光。
20.【解析】如图
设光线在点的入射角为，折射角为，折射光线射到边的点，设光线在点的入射角为，根据几何关系有
根据题中所给数据
即大于全反射的临界角，因此光线在边上的点会发生全反射；
设光线在边上的点射出棱镜，光线的入射角为，折射角为，根据几何知识、反射定律以及折射定律有
解得：
答：光路图见解析；
光线在边上会发生全反射，理由见解析；
从边射出的光线与最初的入射光线夹角的正弦值为。
第5页，共14页