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2025-2026学年黑龙江省大庆铁人中学高二（下）开学物理试卷
一、单选题：本大题共7小题，共28分。
1.下列四图表示真空中不计重力的电子分别以速度按如图所示的方向进入匀强电场或匀强磁场中，下列说法正确的是( )
A. 图甲中带电粒子做匀速直线运动
B. 图乙中带电粒子做匀变速曲线运动
C. 图丙中带电粒子在纸面所在平面内做匀速圆周运动
D. 图丁中带电粒子做匀加速直线运动
2.如图电子枪射出的电子束进入示波管，在示波管正下方有竖直放置的通顺时针电流的环形导线，则示波管中的电子束将( )
A. 向上偏转
B. 向下偏转
C. 向纸外偏转
D. 向纸里偏转
3.如图所示，相同材质、粗细均匀的圆形线框处在垂直于框面的匀强磁场中，、两点用导线与直流电源相连。若劣弧所对应的圆心角为，且受到的安培力大小为，则整个圆形线框受到的安培力大小为( )
A.
B.
C.
D.
4.两列波叠加的示意图如图所示，这两列波的振动方向、振幅、频率等完全相同。、、为叠加区域的三个点，为两个波谷相遇，为两个波峰相遇，、、三点在同一条直线上，点为波峰和波谷相遇，则下列说法正确的是( )
A. 点为振动减弱点 B. 点始终静止不动
C. 经周期，质点传播到点 D. 点为振动加强点，过，此点振动减弱
5.如图所示，半径的圆盘在竖直平面内，小球固定在圆盘边缘，用竖直向下的平行光照射，圆盘的转轴和小球在水平地面上形成影子和，圆盘以角速度逆时针匀速转动。从图示位置开始计时，以点为坐标原点，以水平向右为轴正方向，重力加速度，，以下说法正确的是( )
A. 若一单摆摆角与同步振动，则其摆长约为
B. 若一单摆摆角与同步振动，则其摆长约为
C. 影子做简谐运动的表达式为
D. 影子做简谐运动的表达式为
6.如图所示，光滑绝缘直杆倾角为，杆上套一带负电的小球，匀强磁场的方向垂直于杆所在竖直平面。给小球一沿杆向上的初速度，不计空气阻力，小球从开始运动到返回出发点的过程中( )
A. 机械能减小
B. 最大上滑位移为
C. 上滑时间小于下滑时间
D. 下滑时受到杆的弹力一定先减小后增大
7.如图所示，边长为的等边三角形区域内有垂直纸面向里的匀强磁场，磁感应强度大小为，一束质量为电荷量为的同种带电粒子不计重力，从边的中点，以不同速率沿不同方向射入磁场区域均垂直于磁场方向射入，下列说法错误的是( )
A. 若粒子均平行于边射入，则从边射出的粒子最大速率为
B. 若粒子均平行于边射入，则从边射出的粒子最小速率为
C. 若粒子均垂直于边射入，则粒子可能从边上距点处射出
D. 若粒子射入时的速率为，则粒子从边射出的最短时间为
二、多选题：本大题共3小题，共18分。
8.关于下列四幅图像中物理现象的描述，说法正确的是( )
A. 图甲是光的色散现象，出射光线的折射率最小
B. 图乙被称为“泊松亮斑”，是光通过小圆板衍射形成的图样
C. 图丙是利用光的干涉来检查样板平整度，右侧小垫片厚度越大则干涉条纹越稀疏
D. 图丁中当固定不动，将从图示位置绕水平轴在竖直面内缓慢转动，光屏上的亮度增加
9.如图甲所示为沿着轴传播的简谐横波于时的波形图，、、三个质点的平衡位置分别在轴的、、处，图乙为质点的振动图像。下列说法正确的是( )
A. 波沿轴正方向传播
B. 从图甲时刻开始计时，质点经过第一次回到平衡位置
C. 从时刻计时，质点的振动方程为
D. 从图甲时刻开始计时，再经，质点的路程为
10.在水平向右的匀强电场中，一质量为、电荷量为的小球从点以初速度竖直向上抛出，其运动的轨迹如图所示。已知电场强度大小为，小球运动轨迹上、两点在同一水平线上，为轨迹的最高点，不计空气阻力，已知重力加速度为。下列说法正确的是( )
A. 小球水平位移：：
B. 小球运动至点时的速度为
C. 运动过程中的最小速度为
D. 到达点时，小球的速度方向与水平方向夹角为
三、实验题：本大题共2小题，共14分。
11.某实验小组对电热丝发热进行探究，其设计了一个测电热丝电阻率的实验。
用螺旋测微器测出电热丝的直径如图所示，其直径______。
先用欧姆表粗测电热丝的电阻，其电阻为。再用伏安法测电热丝的电阻，现有以下实验器材：
A.电流表量程，内阻；
B.电流表量程，内阻；
C.电压表量程，内阻；
D.滑动变阻器；
E.滑动变阻器；
F.定值电阻；
G.定值电阻；
H.稳压电源，内阻不计；
I.开关一个，导线若干。
为了尽可能精确地测量该电热丝的电阻，要求读数最大值可达到满偏刻度的三分之二以上，请回答以下问题：
以下四种方案，最适合本次实验的是______填图像下的数字；
为了更好地调节且满足要求，滑动变阻器选择______填器材前的字母；
若测出的电热丝长度为、电阻为，则其电阻率______用、、表示。
12.如图所示，某同学在“测定玻璃的折射率”的实验中，先将白纸平铺在木板上并用图钉固定，平行玻璃砖平放在白纸上，然后在白纸上确定玻璃砖的界面和。为直线与的交点。在直线上竖直地插上，两枚大头针。
该同学接下来要完成的两个必要步骤是 。
A.插上大头针，使仅挡住的像
B.插上大头针，使挡住的像和的像
C.插上大头针，使仅挡住
D.插上大头针，使挡住和、的像
过、作直线交于，连接，过作垂直于的直线，测量图中角和的大小。则玻璃砖的折射率 。
对实验中的一些具体问题，下列说法中正确的是 。
A.入射角越小，折射率的测量越准确
B.为了减小作图误差，和的距离应适当取大些
C.如果在界面光的入射角大于临界角，光将不会进入玻璃砖
D.不论光以什么角度从射入，经一次折射后达到界面都能射出
E.如图所示，如果误将玻璃砖的边画到与平行，折射率的测量值将偏大
F.如图所示，如果画线正确，也就是，与玻璃砖的宽度相同且平行，但做实验时不小心玻璃与所画的线，向上平行错位了，则折射率的测量值将偏小。
四、计算题：本大题共3小题，共40分。
13.如图所示，水平面上固定两根平行导轨，间距为，导轨内部空间存在竖直向下的匀强磁场，磁感应强度为，一质量为，长为，电阻为的均匀金属棒恰好垂直对称静置在导轨上，如图中实线所示，电源电动势为，内阻也为，闭合开关，导体棒恰好静止不动。重力加速度为，其他处电阻忽略不计，求：
金属棒所受安培力的大小；
当将金属棒与导轨间夹角为静置如图中虚线所示，闭合开关瞬间导体棒的加速度大小。
14.年月日，王亚平在太空实验授课中，进行了水球光学实验。在空间站中的微重力环境下有一个水球，如果在水球中心注入空气，形成球形气泡，内外两球面球心均在点，如图所示。一束单色光从外球面上的点以与连线成角度射入球中。已知水的折射率为，内球面半径为，外球面半径为，光速为，。求：
光在水中的传播速度；
能使光在内球表面上发生全反射的入射角的取值范围。
15.如图所示，平面直角坐标系的第一象限中存在沿轴负方向的匀强电场大小未知；第二象限中存在沿轴正方向、电场强度大小为的匀强电场；第四象限内有边界均平行于轴的区域Ⅰ和区域Ⅱ，区域Ⅰ的上边界与轴重合，两区域足够长且宽度均为。区域Ⅰ内没有电场，区域Ⅱ内存在沿轴正方向的匀强电场。一质量为、电荷量为的带正电粒子在点由静止释放，从轴上点进入第四象限，此时速度方向与轴正方向的夹角为，进入第四象限后粒子恰好不能从区域Ⅱ的下边界穿出。已知点坐标为，不计粒子重力。求：
粒子经过轴时的速度的大小；
第一象限中的电场强度大小；
区域Ⅱ中的电场强度大小；
粒子第次经过轴时到点的距离的大小。
答案解析
1.【答案】
【解析】解：、电子在匀强电场中运动，受恒定的电场力，加速度大小不变，方向水平向左，图甲中加速度方向与初速度方向相反，故电子做匀减速直线运动，然后再反向匀加速，图乙中加速度方向与初速度方向垂直，电子做匀变速曲线运动，故A错误，B正确；
、电子在匀强磁场中运动，由左手定则可知，图丙中电子受垂直纸面向外的洛伦兹力，在垂直纸面的平面内做匀速圆周运动，图丁中电子电子不受洛伦兹力，做匀速直线运动，故CD错误。
故选：。
、电子在匀强电场中运动，受与电场方向相反的电场力，根据加速度方向与速度方向关系分析；
、电子在匀强磁场中运动，根据左手定则判断洛伦兹力的方向，再分析电子的运动情况。
考查了带电粒子在匀强电场和匀强磁场中的运动状态分析方法，熟练应用左手定则判断洛伦兹力。
2.【答案】
【解析】解：由安培定则可知，在示波管下方环形电流的磁场在环形区域内磁感线方向垂直纸面向里，根据磁感线是闭合的曲线可知，在环形电流外侧磁感线方向垂直纸面向外；
电子束由左向右运动，电子束形成的电流方向水平向左，
由左手定则可知，电子束受到的安培力竖直向上，则电子束向上偏转；
故选：．
由安培定则判断出环形导线中的电流在示波管位置的磁场方向；然后由左手定则判断出电子束受到的安培力方向，最后根据电子束的受力方向判断电子束如何偏转．
知道电流方向与电子运动方向相反，熟练掌握安培定则、左手定则是正确解题的关键．
3.【答案】
【解析】解：劣弧所对应的圆心角为，且受到的安培力大小为，设劣弧的电流为，有效长度为，则，优弧所对应的圆心角为，电阻是劣弧的倍，并联时电流是劣弧的，计算安培力的有效长度也为，故优弧的安培力，故整个圆形线框受到的安培力大小为，故D正确，ABC错误。
故选：。
根据安培力的计算公式结合并联电路的特点进行分析解答。
考查安培力的计算公式结合并联电路的特点，会根据题意进行准确分析解答。
4.【答案】
【解析】解：、点为波峰与波峰相遇，点为波谷与波谷相遇，均属于振动加强点，所有加强点构成的连线形成以波源为中心的加强线。由于点位于、两加强点的连线上，因此点也为振动加强点，故A错误；
B、点为波峰与波谷相遇，属于振动减弱点。因两列波振幅相同，在减弱点处合位移始终为零，所以点始终保持静止，故B正确；
C、波在传播时，介质中各质点仅在其平衡位置附近振动，并不会随波迁移，故C错误；
D、点由波峰与波峰叠加而成，始终是振动加强点，经过后，该点依然为加强点，故D错误。
故选：。
两列波在介质中叠加形成干涉图样，已知两列波振动方向相同、振幅相等且频率一致，因此满足干涉条件。点对应两波峰相遇，点对应两波谷相遇，均属于振动加强点；点为波峰与波谷相遇，属于振动减弱点。分析点位置时需注意其位于两个加强点的连线上，因此同样为加强点。振动加强点与减弱点的位置由波程差决定，一旦确定后不会随时间变化，质点本身只在平衡位置附近振动而不会随波迁移。
本题以波的干涉为背景，考查学生对振动加强点与减弱点判断、干涉图样特征以及波传播过程中质点运动特点的理解。题目涉及的核心知识点包括波的叠加原理、干涉条件、加强点与减弱点的定义及其稳定性。题目难度中等，计算量小，但概念辨析要求高，能有效检验学生对机械波干涉现象本质的掌握程度，特别是对“质点不随波迁移”和“加强点始终加强”等关键点的理解。学生需准确识别图中各点的叠加情况，并依据干涉规律进行逻辑推理，从而排除干扰选项。
5.【答案】
【解析】解：、运动的周期
单摆周期与其相等，由
可得摆长
代入数值得
故A正确，B错误；
、做简谐运动的表达式为，其中
解得
故CD错误。
故选：。
先根据圆盘的角速度确定影子简谐运动的角频率，结合简谐运动的表达式规律推导的振动方程；再利用单摆共振的条件角频率与单摆角频率相等，结合单摆周期公式求摆长，进而判断各选项。
这道题将圆周运动的投影简谐运动与单摆共振结合，以圆盘转动的影子为情境，考查简谐运动表达式的推导、单摆周期与共振条件，既联系了圆周运动与简谐运动的关联，又融合了振动的共振知识点，是“机械振动”模块的综合应用题，考点跨接自然、情境新颖，难度中等，能较好地考查对简谐运动本质及共振条件的理解。
6.【答案】
【解析】解：、由于洛伦兹力不做功，运动过程中只有重力做功，机械能守恒，故A错误；
B、根据动能定理可得：，解得最大上滑位移为，故B正确；
C、上滑过程中的加速度大小等于下滑过程中加速度大小，则上滑时间等于下滑时间，故C错误；
D、根据左手定则可知，下滑时洛伦兹力方向垂直于杆向上，速度增大、洛伦兹力增大，受到杆的弹力一定先减小，但不一定后增大，故D错误。
故选：。
洛伦兹力不做功，机械能守恒；根据动能定理解得最大上滑位移；根据加速度大小分析运动时间；下滑时洛伦兹力方向垂直于杆向上，速度增大、洛伦兹力增大，由此分析。
本题主要是考查了带电粒子在复合场中的运动。对于此类问题，要掌握粒子的受力特点，根据受力情况结合运动学公式等进行分析。
7.【答案】
【解析】解：若粒子均平行于边射入，从边射出的粒子速度最大时，半径最大，此时轨迹经过点，如图所示
由几何关系得
解得
根据洛伦兹力提供向心力，解得，故A正确；
B.若粒子均平行于边射入，当从边射出的粒子速率最小时，半径最小，此时轨迹与边相切，则
根据洛伦兹力提供向心力，解得最小速度为，故B正确；
C.若粒子均垂直于边射入，则当轨迹与相切时，如图所示
由几何关系可得
解得
则粒子不可能从边上距点处射出，故C错误；
D.若粒子射入时的速率为，则轨道半径为
粒子从边射出的时间最短时，轨迹对应的弦最短，最短弦为射入点到的距离，长度为，如图所示
由几何关系可知，轨迹对应的圆心角为，则最短时间为，故D正确。
本题选择说法错误的，故选：。
根据洛伦兹力提供向心力，结合粒子不同的入射边与速度，利用几何关系分析求解。
本题考查了带电粒子在磁场中的运动，理解粒子在磁场中的运动状态，理解洛伦兹力和向心力的关系是解决此类问题的关键。
8.【答案】
【解析】解：由图甲得，入射角相同，而光的折射角小，根据
光的折射率最大。故A错误；
B.图乙为泊松亮斑，是光通过小圆板衍射形成的，故B正确；
C.图丙是利用薄膜干涉来检查样板平整度，右侧小垫片厚度越小则干涉条纹越稀疏，故C错误；
D.从图示位置开始转动的过程中，光的偏振方向与狭缝趋于平行，通过的光越多，光屏上的亮度逐渐变亮，故D正确。
故选：。
结合光的色散、衍射、薄膜干涉、偏振的核心原理，逐一分析各图像对应的物理现象及选项描述的合理性，判断各选项正误。
本题以四幅光学图像为载体，综合考查光的色散、衍射、薄膜干涉与偏振等基础光学现象，侧重对现象本质和规律的辨析能力。
9.【答案】
【解析】解：由图乙可知，时质点沿正方向振动，根据“上、下坡”法可知简谐波沿轴正方向传播，故A正确；
B.由图甲和图乙可以分别得到波长和周期分别为，
则波速
从图甲时刻开始计时，点的振动形式第一次传到点时，点第一次回到平衡位置，因此点第一次回到平衡位置所用时间，故B正确；
C.由图甲可知，时点位于平衡位置且正在向轴负方向振动，可知时点位于平衡位置且正在向轴正方向振动，则初相由图乙可知，振幅角频率为
因此质点的振动方程为，故C错误；
D.因为，故从计时，再经，质点的路程为，故D错误。
故选：。
结合时质点的振动图像判断其振动方向，确定波的传播方向，再根据波形图与振动图像的周期、波长，分析各质点的运动时间、振动方程及路程。
学生易混淆波形图与振动图像对应的时刻，误判波的传播方向，或在计算质点路程时错误估算周期倍数。
10.【答案】
【解析】解：对小球进行受力分析，小球在竖直方向仅受重力的作用，所以小球在竖直方向上做竖直上抛运动，根据竖直上抛的特点可知从到的时间与从到的时间相等；小球在水平方向仅受电场力作用，小球做初速度为零的匀加速直线运动，由题图可知水平方向的两段位移、所用的时间相等，根据初速度为零的匀变速直线运动规律，小球水平位移：：，故A正确；
B.结合选项的分析可知，小球从点运动至点的过程中，竖直方向做竖直上抛运动，小球运动至点时竖直方向的速度为零，则运动时间为
故小球运动至点只有水平方向的速度，而小球在水平方向做初速度零的匀加速直线运动，故小球运动至点的速度为，故B正确；
C.将重力与电场力合成一个合力，设合力与水平方向的夹角为，则有
解得
将小球初速度沿垂直合力方向分解为
故小球沿垂直合力方向做匀速直线运动；沿平行合力方向分解为
其方向与合力方向相反，故小球沿平行方向的速度先减小再增大；当运动过程中速度最小时，沿平行合力方向的速度为，此时只有沿垂直合力方向的分速度，故最小速度为，故C错误；
D.到达点时，在竖直方向，根据对称性原理，可知小球沿竖直方向的速度大小为，方向竖直向下，小球沿水平方向的速度为
设小球的速度方向与水平方向夹角为，则小球的速度方向与水平方向夹角的正切值为，故D正确。
故选：。
将小球的运动分解为竖直方向的竖直上抛运动和水平方向的匀加速直线运动，结合两个方向的运动规律，逐一分析各选项的表述是否正确。
本题考查带电小球在重力场与匀强电场复合场中的曲线运动，核心是运用运动分解法，结合匀变速运动规律分析位移、速度及极值问题，需准确把握分运动的独立性。
11.【答案】
【解析】解：电热丝的直径为；
电压表的量程小于电源电动势，电压表无法满足实验要求；需要将内阻已知的电流表串联一个电阻改装为电压表，通过电热丝的最大电流约为，可以使用电流表测量电流，则需要串联的电阻值为：，故需要将与电流表串联测量电热丝两端的电压；实验过程中要求精确测量电热丝的电阻，滑动变阻器应采用分压式接法。故最适合本次实验的是；
为了更好地调节且满足要求，滑动变阻器选择阻值较小的；
根据电阻定律有
根据几何知识有
联立解得
故答案为：；；；。
螺旋测微器的读数为固定刻度与可动刻度读数之和；
根据实验要求和误差分析判断选择电流表和滑动变阻器的接法；
根据方便调节选择滑动变阻器；
根据电阻定律、欧姆定律和几何知识推导。
本题关键掌握测量金属丝的电阻率的实验原理，电学器材的选择方法，测量电路和控制电路的选择方法，螺旋测微器的读数方法，电阻率表达式的推导方法。
12.【答案】

【解析】解：利用插针法测定玻璃的折射率时，插上大头针，要使挡住的像和的像，插上大头针，要使挡住和、的像，使得四个大头针在同一条光路上，故BD正确，AC错误。
故选：。
由折射定律可知，玻璃砖的折射率为
为使折射率测量准确，入射角不能太小，应该适当大一些，但也不能太大，否则容易发生色散现象，故A错误；
B.和的距离应适当取大些能减小作图误差，故B正确；
C.根据发生全反射的条件可知临界角是在光密介质中射入光疏介质时发生全反射的临界角度，而从光疏介质射入光密介质时不会发生全反射，故C错误；
D.只要光能射进玻璃砖，根据光路可逆可知，经一次折射后达到界面都能射出，故D正确；
E.做出对应的光线，由图可知此时折射角偏大，入射角不变，根据折射定律可知折射率测量值偏小，故E错误；
F.做出对应的光路图，根据几何关系可知此时入射角和折射角均不变，则折射率测量值不变，故F错误。
故选：。
故答案为：；；。
根据实验中做入射光线和出射光线的方法逐项分析即可；
根据折射定律计算；
入射角不能太小，应该适当大一些，但也不能太大；和的距离应适当取大些；根据发生全反射的条件分析；根据光路可逆分析；做出对应的光路图，分析折射角的变化；做出对应的光路图，分析入射角和折射角的变化即可。
掌握“测定玻璃的折射率”的实验注意事项，实验基本原理和基本步骤是解题的基础，能够做出对应的光路图是解题的关键。
13.【答案】金属棒所受安培力的大小等于；
闭合开关瞬间导体棒的加速度大小等于
【解析】当闭合开关时，接入电路的电阻为，
安培力为
当垂直放置时，导体棒恰好静止不动，二力平衡
当夹角为时，接入电路的电阻为，
安培力
由牛顿第二定律
答：金属棒所受安培力的大小等于；
闭合开关瞬间导体棒的加速度大小等于。
根据闭合回路欧姆定律求出电路电流大小，根据安培力计算公式求解安培力大小；
当垂直放置时，导体棒恰好静止不动，二力平衡，求解摩擦力大小，将金属棒与导轨间夹角为静置如图中虚线所示，根据闭合回路欧姆定律求出电路电流大小，根据安培力计算公式求解安培力大小，根据牛顿第二定律求解加速度大小。
本题考查安培力计算公式和牛顿第二定律的应用，解题关键是能根据闭合回路欧姆定律求解电流，分析受力时注意导体棒受摩擦力。
14.【答案】解：根据光速与折射率关系有：
代入数据解得：
光在内球面上恰好发生全反射时的光路如图所示。
根据全反射临界角公式有：
则：
在内由正弦定理可得：
解得：
光在外球面根据折射定律有：
解得：
可得：
当折射光线与内球面相切时，入射角取最大值设为，如图所示。
由几何关系得：
又
解得：
故能使光在内球表面上发生全反射的入射角的取值范围为．
答：光在水中的传播速度为；
能使光在内球表面上发生全反射的入射角的取值范围为。
【解析】根据光速与折射率关系解答；
作出光路图，根据几何关系求解折射角和入射角，再根据正弦定理及全反射规律进行解答。
本题主要是考查光的折射，解答此类问题的关键是画出光路图，根据折射定律和几何关系列方程联立求解。
15.【答案】粒子经过轴时的速度的大小为 第一象限中的电场强度大小为 区域Ⅱ中的电场强度大小为 粒子第次经过轴时到点的距离的大小为
【解析】解：设粒子经过轴的速度为，根据动能定理
解得
粒子从点以速度进入第四象限，速度方向与水平方向夹角，，所以
沿电场方向上，粒子做匀加速直线运动：，，，即
解得
粒子区域Ⅰ内做匀速直线运动，进入区域Ⅱ时竖直方向的速度仍为
，，
解得
粒子在第一象限内做类平抛运动，水平方向的位移，
解得
粒子区域Ⅰ内做匀速直线运动，水平方向的位移，
粒子区域Ⅱ内做曲线运动，
根据运动的周期性和对称性可得，粒子第次经过轴的坐标为
答：粒子经过轴时的速度的大小为；
第一象限中的电场强度大小为；
区域Ⅱ中的电场强度大小为；
粒子第次经过轴时到点的距离的大小为。
根据动能定理求粒子经过轴时的速度大小；
根据速度的分解和沿电场方向上，粒子做匀加速直线运动的规律求第一象限中的电场强度大小；
粒子区域Ⅰ内向做匀速直线运动，根据分速度关系求出粒子进入区域Ⅱ时竖直方向的速度。若粒子恰好无法穿过区域Ⅱ时，到达该区域下边界的竖直方向速度为，根据牛顿第二定律和速度位移公式求区域Ⅱ的电场强度的最小值；
粒子在第一象限内做类平抛运动，由分位移关系求出水平方向的位移。粒子区域Ⅰ内做匀速直线运动，求出水平方向的位移。粒子区域Ⅱ内做曲线运动，根据分运动规律求出水平方向的位移，结合运动的周期性和对称性求粒子第次经过轴时到点的距离。
解答本题时，要理清粒子的运动情况，把握每个过程的运动规律，熟练运用运动的分解法处理类平抛运动和匀变速曲线运动。
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