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阳泉市第一中学校2025-2026学年高二年级第二学期期中考试物理试卷
一、单选题
1．如图所示是我国新一代09IV系列战略核潜艇，它通过声呐信号探测敌方舰船的位置，并通过雷达信号纠正导弹的弹道轨迹。下列说法正确的是( )
A.声呐信号和雷达信号传播速度均是光速
B.雷达发射的信号可以在真空中传播，且是横波
C.声呐发射的信号在水中发生衰减，指其频率不断减小
D.若声呐接收到的信号频率大于发射频率，说明敌方舰船正在远离
2．卫星未发射时静置在赤道上随地球转动，地球半径为R，卫星发射后在地球同步轨道上做匀速圆周运动，轨道半径为r。则卫星未发射时和在轨道上运行时( )
A.角速度之比为 B.线速度之比为
C.向心加速度之比为 D.受到地球的万有引力之比为
3．如图所示，水平地面上放置一滚筒内径为40cm的洗衣机，现将搓衣球放入滚筒内。滚筒绕水平转动轴转动。某次脱水过程中搓衣球紧贴筒壁，在竖直平面内做匀速圆周运动，下列说法正确的是( )
A.搓衣球在运动过程中机械能守恒
B.搓衣球在滚筒最低点时处于超重状态
C.搓衣球在滚筒最高点的线速度约为
D.衣服上的水因为受到的向心力太大而被甩出
4．如图所示，电荷量为的均匀带电圆盘B，固定在竖直面内，绝缘细线一端固定在A点，另一端连接电荷量为、质量为m的金属小球C。小球静止于圆盘的轴线上，到圆心O的距离为d，OC之间的电势差为U，细线与水平面的夹角为，重力加速度为g。则小球静止处的电场强度大小为( )
A. B. C. D.
5．如图甲所示，用蓝色光照射透明标准板M来检查平面N的上表面的平滑情况，观察到A处如图乙所示条纹中O的情况，下列说法正确的是( )
A.条纹是光在标准板M的上表面反射和N的上表面反射叠加而成的
B.N的上表面A处向上凸起
C.将之间的薄片向右拉出一些，条纹会变密集
D.若改用绿光照射，条纹会变密集
6．中国高速铁路是封闭电气化铁路，架设空中接触网为列车供电。如图为高铁供电系统的简化图，假设此时只有一辆动车在铁轨上。牵引变电所内的理想变压器原、副线圈的匝数和电流分别为 动力车厢内的理想变压器原、副线圈的匝数和电流分别为 ，受电弓可在架空线上滑动，某时刻架空线和铁轨在回路中的总电阻为r，电路中各部分两端的电压如图所示，下列关系式正确的是( )
A.
B.
C.若发电厂输出电功率为P，则动车得到的功率为
D.发电厂输出功率确定的情况下，减小可以提高动车获得的电功率
7．如图所示，三角形ACD区域内有垂直于纸面向里的匀强磁场，磁感应强度为B，，，AO垂直于CD，OA长度为L。O点有一电子源，在ACD平面内向磁场内各个方向均匀发射速率均为的电子，速度方向用与OC的夹角表示，电子质量为m，电荷量为，且满足。下列说法中正确的是( )
A.从AC边射出的电子占总电子数的
B.从AD边射出的电子中，速度方向与OC的夹角的取值范围为
C.从CD边（含OC、OD段）射出的电子中，最长运动时间为
D.所有从AC边射出的电子中，当时，所用的运动时间最短
二、多选题
8．如图所示，两列频率相同、相向传播的机械横波。某时刻分别传到了坐标为的P点，和的Q点，已知两列波的传播速度均为，则下列说法正确的是( )
A.该机械横波的振动频率为
B.经过，质点P沿x轴正方向移动了
C.两列波叠加稳定后，之间（不包括）共有2个振动减弱点
D.两列波叠加达到稳定后，点的振幅为零
9．水平地面上固定一段光滑绝缘圆弧轨道，过轨道左端N点的竖直线恰好经过轨道的圆心（图上未画出），紧贴N点左侧还固定有绝缘竖直挡板。自零时刻起将一带正电的小球自轨道上的M点由静止释放。小球与挡板碰撞时无能量损失，碰撞时间不计，运动周期为T，MN间的距离为L并且远远小于轨道半径，以下说法正确的是( )
A.圆弧轨道的半径为
B.空间加上竖直向下的匀强电场，小球的运动周期会增大
C.空间加上垂直纸面向里的匀强磁场，若小球不脱离轨道，运动周期会增大
D.时小球距N点的距离约为
10．2023年4月15日，神舟十五号航天员乘组进行了第四次出舱活动。如图所示，假设一航天员在距离空间站舱门为d的位置与空间站保持相对静止，某一时刻航天员启动喷气背包，压缩气体通过横截面积为S的喷口以相对空间站的速度v向后持续喷出，若喷出的压缩气体密度恒为，航天员连同整套舱外太空服的质量为M，不计喷出气体后航天员和装备总质量的变化，则下列说法正确的是( )
A.航天员此操作与喷气式飞机飞行的原理相同
B.喷气过程中，航天员受到喷出气体的作用力恒为
C.喷气过程中航天员相对空间站做加速度逐渐减小的加速运动
D.航天员到达空间站时相对空间站的速度为
三、实验题
11．如图甲，用“碰撞”实验验证动量守恒定律，用天平测得A、B球的质量分别为和，O点是轨道末端在白纸上的投影点，M、P、N为三个落点的平均位置。测出M、P、N与O的距离分别为、、，如图乙所示。
(1)实验中，入射小球和出射小球应满足的条件是( )
A.， B.，
C.， D.，
(2)下列说法正确的是( )
A.斜槽末端必须水平
B.斜槽必须光滑
C.A球每次必须从同一位置由静止释放
D.实验前应该测出斜槽末端距地面的高度
(3)在实验误差允许范围内，若满足关系式__________________，则可以认为两球碰撞前后在水平方向上动量守恒；（用题中测量量表示）
(4)若该碰撞是弹性碰撞，则小球落点距离应满足的定量关系为_________ （用表示）。
12．某实验小组要测量两节干电池的电动势和内阻，小组成员根据实验室提供的器材设计了如图甲所示的电路。
(1)闭合开关，将开关拨至1，调节电阻箱。当电阻箱接入电路的电阻为时，电流表的示数为，电压表（量程为）指针所指的位置如图丙所示，则电压表的示数为___________V，电流表的内阻为______________________。
(2)闭合开关，将开关拨至2，多次调节电阻箱，记录每次调节后电压表和电流表的示数U和I，根据测得的数据作图像，获得的图像如图丁所示，则两节干电池的电动势为___________V，内阻为______________________。
四、计算题
13．如图为圆柱体光导纤维可简化为长玻璃丝的示意图，玻璃丝的长度为、CD代表端面。已知玻璃丝对光的折射率为n，光在真空中的传播速度为c。
(1)求从AB端面射入，从CD端面射出的光，在玻璃丝中传播的最短时间；
(2)若光以任意角度入射到玻璃丝的端面AB的圆心，光均能从另一个端面射出而不会从侧壁泄露出来，求玻璃丝折射率应满足的大小范围。
14．如图所示，光滑平行金属导轨由水平部分和圆弧部分及水平部分组成，固定于高度差为的两绝缘水平台面上。导轨间距均为，圆弧部分圆心角为半径为，水平部分足够长。右侧有竖直向上的匀强磁场，磁感应强度大小为。导体棒a静置于右侧边缘处，导体棒b静置于水平导轨上距为处。的质量分别为和，接入电路中的电阻分别为和。现给a一水平向右的瞬时冲量，使其从水平抛出，恰无碰撞地从沿切线滑入圆弧轨道。导体棒在轨道上时始终与两导轨垂直且接触良好，不计摩擦和空气阻力，导轨电阻不计，重力加速度取。
(1)求a开始运动时的初速度大小；
(2)求b的最大加速度的大小：
(3)a从进入磁场，经过一段时间后，求达到的最终速度。
15．如图所示，质量为m的物块B静止在水平面上P点，半径为的四分之一光滑圆弧体静止在光滑水平面上，圆弧面与水平面刚好在圆弧面的最低点C相切，质量为的小球A用长为L（未知）的轻绳连接于点，点正下方点固定一颗钉子，将轻绳水平拉直，由静止释放A，A运动到最低点时刚好与B沿水平方向发生弹性正碰，碰撞后A刚好绕钉子做半径为R的完整的圆周运动，B恰能运动到圆弧体的最高点D，B与Q点左侧水平面间的动摩擦因数为0.5，Q点右侧水平面光滑，开始时C点与Q点对齐，P、Q间距离，A、B可视为质点，重力加速度为g，求：
(1)A、B碰撞后瞬间，A的速度大小；
(2)细线长度L
(3)圆弧体的质量
参考答案
1．答案：B
解析：A.声呐信号是声波（机械波），在水中传播速度约 ；雷达信号是电磁波，传播速度为光速。二者速度不同，A 错误；
B.雷达发射的是电磁波，电磁波可以在真空中传播，且属于横波（振动方向与传播方向垂直），B 正确；
C.声呐信号在水中衰减是指振幅，频率由振源决定，不会随传播而减小，C 错误；
D.根据多普勒效应，当接收到的信号频率大于发射频率时，说明敌方舰船正在靠近（声源与观察者距离减小），D 错误。
故选 B。
2．答案：C
解析：A.同步卫星的角速度与地球自转角速度相等，赤道上静置的卫星随地球自转，角速度也等于地球自转角速度，因此二者角速度之比为，故A错误；
B.由线速度公式，二者角速度相等，因此线速度之比等于运动半径之比，为，故B错误；
C.由向心加速度公式，二者角速度相等，因此向心加速度之比等于运动半径之比，为，故C正确；
D.由万有引力公式，万有引力大小与到地心距离的平方成反比，因此引力之比为，故D错误。
故选C。
3．答案：B
解析：A.搓衣球在运动过程中动能不变，重力势能改变，则机械能不守恒，故A错误；
B.搓衣球在滚筒最低点时加速度指向圆心，即加速度竖直向上，处于超重状态，故B正确；
C.搓衣球恰好能过最高点时，重力恰好能够提供向心力
解得速度为
则最小速度为，故C错误；
D.衣服上的水因为和衣服之间的附着力不足以提供向心力而被甩出，故D错误。
故选B。
4．答案：B
解析：根据平衡条件可知，小球受到的电场力为
则小球静止处的电场强度大小为
故选B。
5．答案：B
解析：A.条纹是光在标准板M的下表面反射和N的上表面反射叠加而成的。故A错误；
B.空气薄膜厚度从左向右依次增大，又因为同一条纹上各处空气薄膜厚度相同，所以N的上表面A处空气厚度与左边相同，即向上凸起。故B正确；
C.将之间的薄片向右拉出一些，空气薄膜厚度依次减小，观察到的条纹宽度会变大，所以条纹会变稀疏。故C错误；
D.若改用绿光照射，入射光的波长变长，相邻明（暗）条纹宽度会变大，所以条纹变稀疏。故D错误。
故选B。
6．答案：C
解析：A.输电线两端的电压降为
根据欧姆定律可得，故A错误；
B.对于理想变压器，输入功率等于输出功率，即，故B错误；
C.若发电厂输出电功率为P，对于理想变压器，牵引变电所副线圈输出功率也为P，即
解得输电线电流
输电线上损失的功率
动车得到的功率等于总功率减去损耗功率，即，故C正确；
D.若发电厂输出功率P确定，且发电厂电压及变压器匝数比不变，则不变。由可知输电线电流恒定，输电线损耗功率恒定，因此动车获得的功率也是确定的，与无关。减小会改变动车变压器副线圈的电压和电流，但不会改变动车获得的总电功率，故D错误。
故选C。
7．答案：C
解析：AB.由于粒子源发射的电子速率相同，电子在磁场中做匀速圆周运动，洛伦兹力提供向心力，有
解得
即所有电子的半径都相等，由左手定则可知，电子进入磁场后顺时针做圆周运动，所以其从AC边射出的一个临界位置为从A点射出，此时，如图所示
由题意及分析可知，当范围内，电子从AC边上射出，当电子从AC边射出时，由几何关系可知从边射出的电子占总电子的
由题意及几何关系可知，当粒子在范围内，电子从AD边射出，故AB错误；
C.从CD边射出的电子，经过D点对应的弦长最长，根据几何关系可知，运动轨迹对应的最大圆心角为，因此最长运动时间为
故C正确；
D.电子在磁场中做匀速圆周运动，其周期为T，有
在磁场中运动的时间为t，有
整理有
即电子运动的圆心角越小，其在磁场中运动的时间就越短，圆心角所对应的弦长越长，其圆心角越大，所以最短时间即为弦长的最小值，当弦长 与AC边垂直时，弦长最短，有几何关系可知此时对应的入射角不等于，故D错误。
故选C。
8．答案：AC
解析：A.波长为，根据可得振动周期为，可得振动频率为，故A正确；
B.质点只能在自己平衡位置附近振动，但不随波迁移，故B错误；
C.设距离P点x处为减弱点，则
因，则将代入可知、，即两列波叠加稳定后，之间（不包括）共有2个振动减弱点，故C正确；
D.两列波到达M点时，振动方向相同，可知M点为振动加强点，可知M点的振幅不为零，故D错误。
故选AC。
9．答案：AD
解析：A.由MN间的距离为L并且远远小于轨道半径，则小球在圆弧轨道过程，可看成单摆模型，其周期为单摆的半个周期，根据单摆的周期公式有
，
解得圆弧轨道的半径为
所以A正确；
B.空间加上竖直向下的匀强电场，等效重力加速度增大，根据单摆的周期公式可知小球的运动周期将减小，所以B错误；
C.空间加上垂直纸面向里的匀强磁场，小球下滑时由洛伦兹力总是于速度方向垂直，洛伦兹力总不做功，不改变速度大小，所以若小球不脱离轨道，运动周期将不改变，则C错误；
D.由MN间的距离为L并且远远小于轨道半径，则小球在圆弧轨道过程，可看成单摆模型。单摆离开平衡位置的位移与时间的关系为
其中单摆的周期为2T，所以角速度为
因此单摆离开平衡位置的位移与时间的关系为
从M到N的时间为
因此对应从平衡位置N点离开的时间为
代入关系式解得
D正确。
故选AD。
10．答案：AD
解析：A.航天员此操作的原理为反冲，与喷气式飞机飞行的原理相同，故A正确；
B.设在极短的时间内喷出的气体的质量为
设对压缩气体的作用力为，则对压缩气体有
解得
可知喷气过程中，航天员受到喷出气体的作用力恒为
故B错误；
CD.由于喷气过程中，气体的密度和速度恒定，且不考虑航天员和装备总质量的变化，因此航天员受力恒定，做初速度为零的匀加速直线运动，根据
解得
故C错误，D正确。
故选AD。
11．答案：(1)D
(2)AC
(3)
(4)
解析：（1）为满足对心正碰，且碰后球A不反弹，则实验中必须满足，。
故选D。
（2）AB.为保证小球做平抛运动，斜槽末端必须水平，斜槽无需光滑，故A正确，B错误；
C.为保证A球每次碰撞前的速度相等，A球每次必须从同一位置由静止释放，故C正确；
D.根据实验原理可知，斜槽末端距地面的高度相同，则运动时间相同，可用水平位移代替水平初速度，无需测量地面的高度，故D错误。
故选AC。
（3）根据动量守恒定律，有
结合平抛运动规律，在水平方向，有
在竖直方向，有
联立可得。
（4）若这个碰撞是弹性碰撞，则由能量守恒可得
联立（３）可解得
12．答案：(1)2.50；2.5
(2)2.91； 0.30
解析：（1）由图丙，可知电压表示数为；
根据
解得
（2）根据闭合电路欧姆定律有
变形得
结合丁图， 图像的纵截距为电源电动势，可得
图像斜率的绝对值为
解得
13．答案：(1)
(2)
解析：（1）介质中速度
时间
解得
（2）光路图如图所示
AB面发生折射
当时，光在侧壁刚好发生全反射，此时
角度关系
即
解得
折射率越大，光越容易在侧壁发生全反射，折射率应满足的大小范围为。
14．答案：(1)
(2)
(3)，方向水平向右
解析：（1）导体棒a从N到A做平抛运动，在竖直方向上做自由落体运动，则有
根据几何关系有
联立解得
（2）导体棒a从N到C，根据动能定理有
解得
又导体棒a刚进入磁场时速度最大，感应电动势最大，感应电流最大，则b所受的安培力最大，即加速度最大。根据法拉第电磁感应定律有
根据闭合电路的欧姆定律得
对b分析，根据牛顿第二定律有
联立解得
（3）a从进入磁场开始计时，经过一段时间后，达到共同速度，根据动量守恒定律有
解得，方向水平向右。
15．答案：(1)
(2)
(3)m
解析：（1）碰撞后，A绕钉子做完整圆周运动，在圆周最高点满足重力提供向心力，则有
解得最高点速度
在碰撞后，A从最低点到圆周最高点，上升高度为，根据机械能守恒有
解得
（2）A下摆到碰撞前过程机械能守恒，下落高度为L，则有
解得
A与B发生弹性正碰，根据动量守恒和机械能守恒有，
解得碰撞后，A的速度
即
联立解得
（3）碰撞后，B的速度为
B从P到Q过程，根据动能定理有
代入，
解得
B滑到圆弧最高点D时，B与圆弧共速，根据水平方向动量守恒和机械能守恒有，
联立解得

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