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2025-2026学年北京市第五十五中学高二（下）期中物理试卷
一、单选题：本大题共14小题，共42分。
1.如图所示,a是由红、紫两种单色光组成的一束复色光,射向半圆形玻璃砖,折射后分成了光束b和光束c,下列判断正确的是( )
A. b是红光,c是紫光 B. b的频率大于c的频率
C. b和c在玻璃中的传播速度相等 D. 在真空中b的波长等于c的波长
2.两束单色光a、b从水下面射向A点，光线经折射后合成一束光ab。则下列说法正确的是（　　）
A. 用同一双缝干涉实验装置分别以a、b光做实验，a光的干涉条纹间距小于b光的干涉条纹间距
B. a光在水中的传播速度比b光慢
C. a光在真空中的传播速度比b光快
D. 若a光与b光以相同入射角从水射向空气，在不断增大入射角时水面上首先消失的是b光
3.一简谐机械横波沿x轴正方向传播，波长为λ，周期为T．t=0时刻的波形如图甲所示，a、b是波上的两个质点。图乙是波上某一质点的振动图象。下列说法中正确的是（　　）
A. t=0时质点a的速度比质点b的大 B. t=0时质点a的加速度比质点b的小
C. 图乙可以表示质点a的振动 D. 图乙可以表示质点b的振动
4.一列简谐横波沿x轴正方向传播，在t1=0和t2=0.2s时的波形分别如图中实线和虚线所示。已知该波的周期T＞0.2s。下列说法正确的是（　　）
A. 波速一定为0.4m/s B. 振幅一定为0.04m C. 波长可能为0.08m D. 周期可能为0.8s
5.如图所示，在一根张紧的水平绳上挂几个单摆，其中B、D的摆长相等，当单摆B振动起来后，其余各摆也振动起来，达到稳定后，下列说法正确的是（　　）
A. 单摆E的摆长最长，故周期最大
B. 每个单摆按各自的固有频率振动
C. 各单摆振动周期均与单摆B的周期相等，其中单摆D的振幅最大
D. 每个单摆按各自的固有频率振动，其中单摆D的振幅最大
6.气流流动的过程中都会发出噪声，如图所示的消声器可以用来削弱高速气流产生的噪声。波长为λ的声波沿水平管道自左向右传播，在声波到达a处时，分成上下两束波，这两束声波在b处相遇时可削弱噪声，则（　　）
A. 该消声器在b处可削弱噪声，是因为上下两束波到达b处的波速不同
B. 该消声器在b处可削弱噪声，是因为上下两束波在b处振幅不同
C. 该消声器在b处削弱噪声时，上下两束波从a到b的路程差可能为λ
D. 该消声器在b处削弱噪声时，上下两束波a到b的路程差可能为
7.某同学用如图所示的可拆变压器完成“探究变压器原、副线圈电压与匝数的关系”实验，可拆变压器上各接线柱对应的数字表示倍率为“×100”的匝数。将原线圈的“0”和“1”接线柱与学生电源连接，将副线圈的“0”和“8”接线柱与电压表连接，测得副线圈的输出电压为15V。下列说法正确的是（　　）
A. 原线圈接的是学生电源的直流电压挡
B. 原线圈的输入电压可能是2V
C. 原、副线圈之间靠铁芯导电来传输能量
D. 若将电源改接原线圈的“0”和“4”接线柱，则副线圈的输出电压将大于15V
8.如图所示是变压器通过降压给用户供电的示意图。变压器的输入电压是市区电网的电压，负载变化时输入电压不会有大的波动（V1的示数不变）。输出电压通过输电线输送给用户，两条输电线的总电阻用R0表示，变阻器R代表用户用电器的总电阻，当用电器增加时，相当于R的值减小。如果变压器上的能量损失可以忽略，当用户的用电器增加时，图中各表的读数变化情况说法正确的是（　　）
A. 电流表A1的示数不变 B. 电流表A2的示数变小
C. 电压表V2的示数变大 D. 电压表V3的示数变小
9.在某个趣味物理小实验中，几位同学手拉手与一节电动势为1.5V的干电池、导线、开关、一个有铁芯的多匝线圈按如图所示方式连接，实验过程中人会有触电的感觉。下列说法正确的是（　　）
A. 人有触电感觉是在开关闭合瞬间
B. 人有触电感觉时流过人体的电流大于流过线圈的电流
C. 断开开关时流过人的电流方向从B→A
D. 断开开关时线圈中的电流突然增大
10.如图所示，一轻质弹簧上端固定在天花板上，下端连接一质量为m的小钢球。以弹簧原长时钢球所在的位置为坐标原点O，竖直向下为正方向建立坐标轴Ox。将钢球从O点处由静止释放，钢球在O、P间做往复运动。弹簧劲度系数为k,且弹簧始终处于弹性限度内，重力加速度为g,不计空气阻力。下列说法正确的是（　　）
A. 在P点处，小球的加速度最小
B. 在P点处，小球所受弹力的大小为mg
C. 小钢球从O运动到P的过程，系统的重力势能和弹性势能之和先减小后增大
D. O、P两点间的距离为
11.如图所示，宽为L的足够长U形光滑导轨放置在绝缘水平面上，整个导轨处于竖直向上、磁感应强度大小为B的匀强磁场中，将一质量为m、有效电阻为R、长度略大于L的导体棒垂直于导轨放置。某时刻给导体棒一沿导轨向右、大小为v0的水平速度，不计导轨电阻，棒在运动过程中始终与导轨垂直且接触良好，则下列说法正确的是（　　）
A. 导体棒中感应电流方向为由a到b B. 导体棒的加速度始终不变
C. 导体棒中的最大发热量为 D. 通过导体棒的电荷量最大值为
12.空间中存在竖直方向的匀强磁场，取竖直向下为正方向，磁场中有一单匝矩形金属线框。情况一：将线框固定在水平面内，穿过线框的磁通量随时间的变化情况如图甲所示。情况二：线框绕过其中心的轴OO′以某一角速度转动，穿过线框的磁通量随时间的变化情况如图乙所示。下列说法正确的是（　　）
A. 图甲情况中t=1s时刻线框中无电流
B. 图甲情况下0到2s内线框内电流方向改变一次
C. 情况一与情况二中线框产生的感应电流最大值之比为
D. 情况一与情况二在2s内线框产生的热功率之比为
13.如图甲表示某压敏电阻的阻值R随压力F变化的情况，将它平放在电梯地板上并接入图乙所示的电路中，在其受压面上放一物体，即可通过电路中数字电流表的示数I来探查电梯的运动情况。电梯静止时数字电流表示数为I0。下列说法正确的是（　　）
A. 若示数I不变，说明电梯正在匀速运动
B. 若示数I在均匀增大，说明电梯在做匀变速运动
C. 若示数I＞I0，说明电梯一定在加速向上运动
D. 若示数I＜I0，说明电梯一定处于失重状态
14.音爆是当飞行体速度超过音速时，其产生的声波压缩堆积在一个锥形区域、形成强烈的冲击波所致。如图甲所示，飞行体飞行至O1位置时，扰动空气产生的声波向空间各个方向传播，波的前端围成球面，又称球面波。假定飞行体沿直线匀速飞行，同样，飞行体依次飞行至O2、O3……位置时，也均能引发球面波，如图乙所示。如果飞行体的飞行速度v超过介质中的声速u（空气中约340m/s）时，随着飞行体的前进，这些持续产生的球面波将无法传播到飞行体前方区域，被限制在其后方一个特定的圆锥形区域内，飞行体为圆锥顶点，飞行体航线为圆锥轴线，这个圆锥形区域被称为马赫锥。马赫锥的半顶角称为马赫角，记作α，其大小由飞行体速度与声速u的比值决定，sinα==，图乙中u、v分别表示其引发的声波和飞行体在同一时间内传播的距离。声波的能量主要集中在马赫锥面附近，马赫锥随着飞行体前移，当锥面扫过观测者时就会听到音爆。根据上述信息结合所学的相关知识，推断下列说法正确的是（　　）
A. 飞行体在太空中超音速飞行时，也会产生音爆
B. 飞行体超音速匀速飞行的速度越大，其引发的声波传播速度也越大
C. 飞行体低于音速水平飞行时，也会产生马赫锥
D. 飞行体在4km上空以2倍音速水平飞行，其正下方地面观测者经过约10s后可听到音爆
二、实验题：本大题共2小题，共18分。
15.（1）某同学在“测量玻璃的折射率”实验中做了如下操作：在木板上面铺一张白纸，把玻璃砖放在白纸上，描出玻璃砖的两个边a和a′。在玻璃砖的一侧竖直插上两枚大头针A、B，用“+”表示大头针的位置，然后在另一侧透过玻璃砖观察，并依次插上大头针C和D。在插C和D时，应使 （选填选项前的字母）。
A.C只挡住A的像
B.D只挡住C
C.C同时挡住A、B的像
（2）过AB的连线与的交点为O，请在图甲中补充上述操作的光路图，并在界面a标出入射角θ1和折射角θ2。此玻璃的折射率n= 。（用θ1和θ2表示）
（3）如图乙所示，A同学在实验中将玻璃砖界面aa′和bb′的间距画得过宽了。若其他操作正确，则折射率的测量值 准确值（选填“大于”、“小于”或“等于”）。
16.某实验小组的同学们利用单摆来测量某地的重力加速度，按如图甲安装好实验仪器。
（1）该小组成员在实验过程中有如下说法，其中正确的是 ；
A.尽量选择质量大、体积小的摆球
B.测量摆球通过最低点100次的时间，则单摆周期为
C.用悬线长度加摆球的直径作为摆长，代入单摆周期公式计算得到的重力加速度值偏小
D，实验中，先测量摆长，再测量周期，代入单摆周期公式计算g。如果球摆动过程中，悬线出现松动，g的测量值偏小。
（2）实验过程中测量小球直径时游标卡尺读数如图乙所示，其读数为 mm；小组同学通过改变摆线的长度，获得了多组摆长L和对应的单摆周期T的数据，作出了T2-L图像如图丙所示，可测得重力加速度g= m/s2（π2=9.87，结果保留三位有效数字）；
（3）在实验中，有三位同学作出的T2-L图线分别如图丁中的a、b、c所示，其中a和b平行，b和c都过原点，图线b对应的g值最接近当地重力加速度的值，则相对于图线a和c,下列分析正确的是 ；
A.图线c对应的g值小于图线b对应的g值
B.图线a对应的g值大于图线b对应的g值
C.出现图线c的原因可能是误将49次全振动记为50次
D.出现图线a的原因可能是误将悬点到小球下端的距离记为摆长L
（4）另一小组同学用如图戊实验装置测量重力加速度，力传感器可以测量细线的拉力大小随时间变化的规律，测得单摆的摆长为L。让小球在竖直面内做小角度摆动，根据力传感器记录细线拉力随时间变化的图像，求得当地的重力加速度g= （用L、t1、t0表示）。
三、计算题：本大题共4小题，共40分。
17.一列简谐横波沿x轴传播，已知t=0时刻的波形如图甲所示，图中M点此刻正经过平衡位置沿y轴正方向运动，在t=0.1s时，M点第一次达到波峰位置。
（1）判断该波的传播方向，并求出波的传播速度v；
（2）求质点M在0.3s内通过的路程s和t=0.3s时的位移x；
（3）在给定区域内画出t=0.5s时的波形。
18.55中学学习小组模拟风力发电机发电的简易模型如图所示。风轮机叶片通过升速齿轮箱带动发电机线圈在磁感应强度大小B=0.1T的匀强磁场中绕垂直于磁场的转轴OO′以角速度ω=rad/s匀速转动，其中矩形线圈匝数为N=100匝，面积为0.2m2，线圈总电阻r=2Ω，小灯泡电阻R=8Ω，电流表为理想表。求：
（1）从图所示位置开始计时，线圈中产生的电动势的瞬时值表达式；
（2）该发电机的输出功率P；
（3）线圈从图示位置转过90°过程中，流过灯泡的电荷量。
19.类比是研究问题的常用方法。
（1）情境1：如图1所示光滑水平面上弹簧振子，钢球质量为m、弹簧劲度系数为k，建立如图1中所示的坐标轴。t=0时，将钢球拉至x=A处由静止释放，小钢球只在弹力作用下往复运动，此过程中弹性势能与钢球动能相互转化。
求t=0时刻小钢球的加速度a；
情境2：如图2所示为LC振荡电路，回路中电感线圈的自感系数为L，电容器的电容为C。
如图2所示，t=0时闭合开关，此时电容器两极板带电量分别为+Q、-Q。忽略电磁辐射与回路电阻的热损耗，此后LC电路自由振荡。
求t=0时刻电容器两极板间的电势差U；
（2）在情境1中小球做简谐振动过程中位置x（t）随时间t周期性变化，根据速度和加速度的定义v=和a=，可得加速度a=。设任意时刻钢球的位置坐标为x时，由牛顿第二定律-kx=ma，将加速度代入化简可得m +k x（t）=0，结合小球初始位置为A，可得情景1钢球随时间变化的函数表达式：。
情境2中电容器左极板上的电荷q（t）随时间t周期性变化，根据电流的定义i=，自感线圈的自感电动势大小EL=L ，可得自感电动势大小EL=L 。LC振荡电路中，任意时刻满足L =0。
类比情境1，请写出情境2中电容器左极板电荷q（t）随时间t变化的函数表达式，并求出LC振荡电路的振荡频率f。
20.秋千由踏板和绳构成，人在秋千上的摆动过程可以简化为单摆的摆动，等效“摆球”的质量为m，人蹲在踏板上时摆长为l1，人站立时摆长为l2。不计空气阻力，重力加速度大小为g。
（1）如果摆长为l1，“摆球”通过最低点时的速度为v，求此时“摆球”受到拉力T的大小。
（2）在没有别人帮助的情况下，人可以通过在低处站起、在高处蹲下的方式使“摆球”摆得越来越高。
a．人蹲在踏板上从最大摆角θ1开始运动，到最低点时突然站起，此后保持站立姿势摆到另一边的最大摆角为θ2。假定人在最低点站起前后“摆球”摆动速度大小不变，通过计算证明θ2＞θ1。
b．实际上人在最低点快速站起后，“摆球”摆动速度的大小会增大。随着摆动越来越高，达到某个最大摆角θ后，如果再次经过最低点时，通过一次站起并保持站立姿势就能实现在竖直平面内做完整的圆周运动，求在最低点“摆球”增加的动能ΔEk应满足的条件。
1.【答案】B
2.【答案】D
3.【答案】D
4.【答案】A
5.【答案】C
6.【答案】D
7.【答案】B
8.【答案】D
9.【答案】C
10.【答案】C
11.【答案】C
12.【答案】C
13.【答案】D
14.【答案】D
15.【答案】C
小于

16.【答案】AD
22.6
9.87
C

17.【答案】该波向x轴负方向传播，波的传播速度v为50m/s 质点M在0.3s内通过的路程s为15cm，t=0.3s时的位移x为-5cm 在给定区域内画出t=0.5s时的波形如下

18.【答案】从图所示位置开始计时，线圈中产生的电动势的瞬时值表达式为e=（V） 该发电机的输出功率P为0.32W 线圈从图示位置转过90°过程中，流过灯泡的电荷量为0.2C
19.【答案】解：（1）弹簧弹力提供小球加速度
-kA=ma
解得：a=；
电容器电容
C=
解得：U=；
（2）类比弹簧振子钢球位置x随时间t变化的函数表达式
x（t）=Acos（）
可得电容器两极板电荷量q随时间t变化的函数表达式
q（t）=Qcos（）
振荡周期：T==2
振荡频率：f==。
答：（1）t=0时刻小钢球的加速度a为；t=0时刻电容器两极板间的电势差U为；
（2）LC振荡电路的振荡频率f为。
20.【答案】解：（1）根据牛顿运动定律：T-mg=
解得：T=mg+
（2）a．设人在最低点站起前后“摆球”的摆动速度大小分别为v1、v2，根据功能关系得：mgl1（1-cosθ1）=，mgl2（1-cosθ2）=
已知v1=v2，得：mgl1（1-cosθ1）=mgl2（1-cosθ2）
因为l1＞l2，故cosθ1＞cosθ2，所以θ2＞θ1。
b．设“摆球”由最大摆角θ摆至最低点时动能为Ek，根据功能关系得：Ek=mgl1（1-cosθ）
“摆球”在竖直平面内做完整的圆周运动，通过最高点最小速度为vm，根据牛顿运动定律得：mg=
“摆球”在竖直平面内做完整的圆周运动，根据功能关系得：Ek+ΔEk≥2mgl2+
得ΔEk≥mgl2-mgl1（1-cosθ）。
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