湖北黄冈中学等校2025-2026学年高二年级春季学期期中考试物理试题（含解析）期中下学期

这是一份湖北黄冈中学等校2025-2026学年高二年级春季学期期中考试物理试题（含解析）期中下学期，共49页。试卷主要包含了请将答案正确填写在答题卡上等内容，欢迎下载使用。
考试时间：75分钟；满分：100分
注意事项：
1．答题前填写好自己的姓名、班级、考号等信息
2．请将答案正确填写在答题卡上
一、单选题（每题4分，共28分）
1. 在下列情况中，发生的是光的哪一种现象，说法错误的是（ ）
A. 通过狭缝看日光灯可见彩色花纹，是光的衍射现象
B. 增透膜是利用的是光的干涉现象制成的
C. 炎热夏日中午，干燥的柏油马路上看上去有水，能显示车辆的倒影，是光的全反射现象
D. 阳光下水面上的油膜会出现彩色花纹是光的偏振现象
【答案】D
【解析】
【详解】A．通过狭缝看日光灯可见彩色花纹，是光的衍射现象，故A正确；
B．增透膜是利用的是光的干涉现象制成的，故B正确；
C．炎热夏日中午，越靠近柏油马路的位置温度越高，空气越稀薄，从而造成空气对光的折射率呈现“上高下低”的分布规律，此时远处的光线斜射向靠近柏油路面附近且入射角大于临界角时将发生全反射，使其看上去像是有水，能显示车辆的倒影，故C正确；
D．阳光下水面上的油膜会出现彩色花纹是光的薄膜干涉现象，故D错误。
本题选错误的，故选D。
2. 三位科学家由于在发现和合成量子点方面的突出贡献，荣获了2023年诺贝尔化学奖。不同尺寸的量子点会发出不同颜色的光。由红、蓝两种单色光组成的复色光以一定的入射角从空气斜射向平行玻璃砖，射出时形成如图中a、b所示的两束光，下列说法正确的是（ ）
A. a光为蓝光
B. b光频率较大
C. b光在玻璃砖中传播的速度更大
D. a、b光通过同一狭缝时b光的衍射现象更明显
【答案】B
【解析】
【详解】A．由图可知，复色光进入玻璃砖后，b光的偏折程度较大（折射角较小），根据折射定律可知，玻璃对b光的折射率较大，即。蓝光的频率高于红光，折射率也大于红光，所以b光为蓝光，a光为红光，故A错误；
B．由A分析可知，b光为蓝光，a光为红光，蓝光的频率大于红光的频率，所以b光频率较大，故B正确；
C．根据，因为，所以b光在玻璃砖中的传播速度较小，故C错误；
D．b光频率大，根据可知b光在真空中的波长较短。波长越长，衍射现象越明显，所以通过同一狭缝时a光衍射现象更明显，故D错误。
故选B。
3. 图甲为用手机和轻弹簧制作的一个振动装置。手机加速度传感器记录了手机在竖直方向的振动情况，以向上为正方向，得到手机振动过程中加速度a随时间t变化的曲线为正弦曲线，如图乙所示。下列说法正确的是（ ）
A. 时，弹簧弹力为0
B. 时，手机位于平衡位置下方
C. 从至，手机的动能增大
D. a随t变化的关系式为
【答案】B
【解析】
【详解】A．由题图乙知，时，手机加速度为0，由牛顿第二定律得弹簧弹力大小为，故A错误；
B．由题图乙知，时，手机的加速度为正，则手机位于平衡位置下方，故B正确；
C．由题图乙知，从至，手机的加速度增大，手机从平衡位置向最大位移处运动，速度减小，动能减小，故C错误；
D．由题图乙知，周期，则角频率
则随变化的关系式为，故D错误。
故选B。
4. 图甲中理想变压器的原、副线圈的匝数比为10：1，为阻值随温度升高而减小的热敏电阻，为定值电阻，电压表和电流表均为理想电表。原线圈所接电压u随时间t按正弦规律变化，如图乙所示。下列说法正确的是（ ）
A. 变压器输入、输出功率之比为10：1
B. 电压表的示数为311V
C. 变压器原线圈两端的电压u随时间t变化的规律为
D. 若热敏电阻的温度升高，则电流表的示数变大
【答案】D
【解析】
【详解】A．理想变压器的输入、输出功率相等，A错误；
B．电压表的示数等于输入电压的有效值，则为，B错误；
C．因，可得变压器原线圈两端的电压u随时间t变化的规律为，C错误；
D．变压器次级电压不变，若热敏电阻的温度升高，则阻值减小，次级电阻减小，则次级电流变大，即电流表的示数变大，D正确。
故选D。
5. 利用霍尔元件可以进行微小位移的测量。如图甲所示，将固定有霍尔元件的物体置于两块磁性强弱相同、同极相对放置的磁体缝隙中，建立如图乙所示的空间坐标系。保持沿x方向通过霍尔元件的电流I不变，当物体沿z轴方向移动时，由于不同位置处磁感应强度B不同，霍尔元件将在y轴方向的上、下表面间产生不同的霍尔电压UH。当霍尔元件处于中间位置时，磁感应强度B为0，UH为0，将该点作为位移的零点。在小范围内，磁感应强度B的大小和坐标z成正比，这样就可以把电压表改装成测量物体微小位移的仪表。下列说法中正确的是（ ）
A. 该仪表只能测量位移的大小，无法确定位移的方向
B. 该仪表的刻度线是不均匀的
C. 若霍尔元件中导电的载流子为电子，则当∆z>0时，上表面电势高
D. 电流I越大，霍尔电压UH越大
【答案】D
【解析】
【分析】
【详解】设载流子的电荷量为q，沿电流方向定向运动的平均速率为v，单位体积内自由移动的载流子数为n，导体板横截面积为S，霍尔元件沿z轴厚度为a，霍尔元件沿y轴厚度为b，则电流的微观表达式为
载流子在磁场中受到洛伦兹力
载流子在洛伦兹力作用向上或向下移动，上下表面出现电势差，则载流子受到的电场力为
当达到稳定状态时，洛伦兹力与电场力平衡，联立得出
A．由
可知，B的方向不同时，霍尔电压的正负不同，而位移方向不同时，B的方向也不同，因此该仪表可以确定位移方向，故A错误；
B．小范围内，磁感应强度B的大小和坐标z成正比，由
可知，与B 成正比，故与坐标z成正比，故刻度是均匀的，故B错误；
C．在∆z>0区域，B方向沿z轴负方向，用左手定则可判断电流受力方向沿y轴正方向，故载流子向上移动，因载流子带负电，故上表面电势低，故C错误；
D．由
可知，电流I越大，霍尔电压越大，故D正确。
故选D。
6. 如图所示，在某种均匀弹性介质中的x轴上坐标分别为和的Q、P两点有两波源，时两波源同时开始沿y轴方向振动，产生的两列简谐横波沿x轴相向传播，时的波形如图所示。质点M的平衡位置坐标为，下列说法正确的是（ ）
A. P点发出的乙波波速较大
B. 两列波不会产生稳定的干涉现象
C. M点为振动减弱点，振幅为
D. 0~10s内质点M通过的路程为
【答案】D
【解析】
【详解】A．波速由介质决定，故两列波的波速相等，故A错误；
B．由波形图知两列波的波长均为，又
故两波源的频率相同，相位差恒定，是相干波，故两列波相遇会产生稳定的干涉现象，故B错误；
C．两波源的振动步调相反，又波程差
故M点为振动加强点，振幅为，故C错误；
D．由题意知，P波源产生的波先经传至M点，而Q波源产生的波传至
M点需要时间为
在时间内，P波源产生的波引起M点通过的路程为
在最后，两列波叠加共同引起M点通过的路程为
故0~10s内质点M通过的路程共为，故D正确。
故选D。
7. 有关下列四幅图的描述，正确的是（ ）
A. 图甲，交变电流的有效值为
B. 图乙，变压器为理想变压器，滑动可以改变接入电路的线圈匝数，图中，从上向下滑的过程中变压器的输出功率一直变大
C. 图丙，条形磁铁竖直向下靠近干簧管时，可以让电路导通
D. 图丁，振荡电路线圈中磁场的方向如图所示，且磁场正在减弱，可以判断此时板带正电
【答案】C
【解析】
【详解】A．根据有效值的定义有
由图甲可知周期，在内，在内，在内，在内，代入数据解得，故A错误；
B．将变压器及副线圈负载等效为原线圈侧的电阻
当时变压器输出功率最大，解得
图中初始状态，当滑片P从上向下滑动时，原线圈接入电路的匝数减小，减小，当时，输出功率最大，之后减小，故输出功率先增大后减小，故B错误；
C．条形磁铁竖直向下靠近干簧管时，干簧管内的两个铁磁性簧片被磁化，靠近端产生异名磁极相互吸引，使电路导通，故C正确；
D．由图丁可知线圈中磁场方向向下，根据安培定则可知电流从端流入线圈。磁场正在减弱，说明电路中电流正在减小，电容器正在充电，电流流向正极板，即电流从端流出流向板，所以板带正电，板带负电，故D错误。
故选C。
二、多选题（每题4分，共12分。全对得4分，漏选得2分，错选得0分）
8. 下列选项中现象和原理表述正确的是（ ）
A. 图甲中，救护车从路人身边经过时，路人耳中救护车笛声的频率发生变化，是波的干涉现象
B. 图乙中，水波绕过挡板继续传播，是波的衍射现象
C. 图丙中，主动降噪耳机发出降噪声波来实现降噪的效果，是多普勒效应
D. 图丁中，单摆a被拉离平衡位置后开始摆动，其余三个单摆中单摆c的振幅最大，是共振现象
【答案】BD
【解析】
【详解】A．图甲中，救护车从路人身边经过时，路人耳中救护车笛声的频率发生变化，是多普勒效应现象，故A错误；
B．图乙中，水波绕过挡板继续传播，是波的衍射现象，故B正确；
C．图丙中，主动降噪耳机发出降噪声波来实现降噪的效果，是波的干涉现象，故C错误；
D．图丁中，单摆a被拉离平衡位置后开始摆动，其余三个单摆中单摆c的振幅最大，是共振现象，故D正确。
故选BD。
9. 艺术体操的主要项目有绳操、球操、圈操、带操和棒操五项。下图为某运动员进行带操比赛的照片。某段过程中彩带的运动可简化为沿轴方向传播的简谐横波，时的波形图如图甲所示，质点的振动图像如图乙所示。下列判断正确的是（ ）

A. 简谐波沿轴正方向传播
B. 时刻，点的位移为
C. 时刻后，再经过点到达波峰位置
D. 质点的振动方程为
【答案】AD
【解析】
【详解】A．由乙图可知，时，质点向上运动，根据同侧法，波沿轴正方向传播，故A正确；
B．由图甲可知，波长，由点和点平衡位置相距可知，时点的位移，故B错误；
C．波速为，再经过，波将沿轴正方向前进，波谷刚好传到质点所在位置，即点到达波谷位置，故C错误；
D．时点向下振动，故质点的振动方程为，故D正确。
故选AD。
10. 如图所示，线圈abcd在匀强磁场中绕固定轴OO′匀速转动，产生的正弦式交流电通过自耦变压器给灯泡和滑动变阻器供电。已知线圈abcd的电阻不可忽略，自耦变压器可看作理想变压器，下列说法正确的是（ ）
A. 图示时刻线圈abcd中感应电流最大
B. 将滑动变阻器的滑片Q向上移动，灯泡变亮
C. 将自耦变压器的滑片P逆时针转动，自耦变压器的输入电流变大
D. 将滑动变阻器的滑片Q向上移动，自耦变压器的输出功率一定减小
【答案】AC
【解析】
【详解】A．图示时刻线圈平面与磁场平行，磁通量变化率最大，感应电动势最大，因线圈有电阻但此时电动势最大，感应电流最大，故A正确；
B．滑片Q上移，滑动变阻器接入电阻减小，副线圈所在电路的总电阻减小。把自耦变压器及副线圈电路看作等效电阻，根据理想变压器的等效电阻公式
因为、不变，减小，所以减小，原线圈电路中，线圈产生的电动势E不变，线圈电阻r不可忽略，根据闭合电路欧姆定律
则增大，此时原线圈电压U1 = E－I1r减小，再根据
可知U2减小，灯泡的实际功率减小，灯泡变暗，故B错误；
C．将自耦变压器的滑片P逆时针转动，副线圈匝数增大。根据闭合电路的欧姆定律有
副线圈所在电路的电阻不变，可知I1增大，则自耦变压器的输入电流变大，故C正确。
D．根据以上分析，线圈abcd的输出功率为
当时，线圈abcd的输出功率最大，即自耦变压器的输出功率最大，但因滑动变阻器和小灯泡的总电阻与线圈匝数比和线圈abcd的内阻未知，所以无法判断自耦变压器的输出功率的变化情况，故D错误。
故选AC。
三、实验题（每空2分，共16分）
11. 某学习小组用图甲装置测量当地重力加速度。
将细绳一端固定在点，另一端系一磁性小球（质量很大，体积很小），在摆球的正下方放置一手机。打开手机中测量磁感应强度的软件，调整手机位置使手机磁传感器恰好位于磁性小球的悬挂点正下方。用毫米刻度尺测出细绳悬挂点到摆球球心的长度；
（1）使磁性球做小角度摆动，手机呈现出沿轴方向磁感应强度随时间变化曲线，当磁感应强度测量值最大时，磁性小球位于最高点，当磁感应强度约为0时，小球所在位置为________（选填“最低点”或“最高点”）。
（2）实验采集到磁感应强度随时间变化的图像如图乙，可知内有________个周期；
（3）通过计算得到当地重力加速度大小为________（取，结果保留三位有效数字）；
（4）另一组同学多次改变摆长，根据测得数据，画出单摆周期平方与摆长的关系图线，发现其延长线未过原点，如图丙所示，原因可能是（ ）（选填正确选项前的字母）。
A. 将摆线的长度作为摆长
B. 将摆线的长度与小球半径的和作为摆长
C. 将摆线的长度与小球直径的和作为摆长
【答案】（1）最低点 （2）5
（3）9.87 （4）C
【解析】
【小问1详解】
根据题意，手机位于悬挂点正下方，测量的是水平方向（轴）的磁感应强度。当小球位于最高点时，摆线与竖直方向夹角最大，磁场在水平方向的分量最大，故磁感应强度测量值最大。当小球经过最低点时，摆线竖直，磁场方向沿竖直方向，水平分量为零，故磁感应强度约为0。
【小问2详解】
由图乙可知，在和时，磁感应强度均达到正向最大值。从正向最大值到相邻正向最大值是一个周期，观察到之间的波形，共包含5个周期。
【小问3详解】
由第（2）问分析可知，单摆周期
根据题中图片信息，摆长。根据单摆周期公式
可得
代入数据得
【小问4详解】
根据单摆周期公式
变形得
理论上，将摆线的长度与小球半径的和作为摆长，图像应是通过原点的直线。图丙中图线不过原点，且在轴上有截距，即纵截距为负，是因为将摆线的长度与小球直径的和作为摆长，多加了一个半径，即
所以
这会导致纵轴截距为负。同理将摆线的长度作为摆长，纵截距为正。
故选C。
12. 某同学利用如图甲所示的装置做“用双缝干涉测量光的波长”的实验。
（1）该小组同学在目镜中观察到的干涉图样为________（填“A”或“B”）。
（2）下列说法正确的是________。
A.若仅将蓝色滤光片换成红色滤光片，则相邻干涉条纹间距变宽
B.若仅将单缝向双缝移动一小段距离，则相邻干涉条纹间距变宽
C.若仅增大双缝间的距离，则相邻干涉条纹间距变小
D.若去掉滤光片，则干涉现象消失
（3）实验中，选用红色滤光片测量红光的波长，测得双缝间的距离，双缝与屏之间的距离，通过测量头观察第1条亮条纹的读数为3.645mm，转动手轮，使分划线向一侧移动，使分划板的中心刻线对齐第6条亮条纹的中心，观察第6条亮条纹的位置如图乙所示，其读数为________mm，由此求得红光的波长为________m（计算结果保留三位有效数字）。
【答案】 ①. A ②. AC##CA ③. 4.945 ④.
【解析】
【详解】（1）[1]干涉条纹是明暗相间的等间距条纹。观察到的干涉图样为A。
（2）[2] A．相邻两亮条纹间距
蓝光的波长小于红光的波长，若将蓝色滤光片换成红色滤光片，则相邻干涉条纹间距变宽，A正确；
B．条纹间距与单缝和双缝间的距离无关，B错误；
C．相邻两亮条纹间距
双缝间距变大，条纹间距变小，C正确；
D．如果光源发出的光不是单色光，去掉滤光片，仍能发生干涉现象，则是复色光的干涉，D错误。
故选AC。
（3）[3][4]读数为
由题图可知，条纹间距
双缝与屏之间的距离m，双缝间的距离mm，由
得
代入数据得
四、解答题（解答题要有必要的文字说明，本题共3大题，共计44分）
13. 如图所示，在面积足够大的水池中注满水，水深为1.4m，在水池底部中央水平固定一个半径为0.15m的圆形单色光源灯，灯的发光面朝上。已知该单色光在空气中的传播速度为c，在水中的传播速度为。试计算（结果均保留两位有效数字）
（1）求该单色光在水中的折射率；
（2）在水池边的观察者能看到水面上发光区域的最大面积是多大？
【答案】（1）
（2）
【解析】
【小问1详解】
由光的传播速度与介质折射率的关系得
又该单色光在水中的传播速度为，可知该单色光在水中的折射率
【小问2详解】
临界角满足
可知水面上的发光区域是一个半径为的圆形，如图所示
几何关系，
解得发光区域的最大面积
14. 水电站是具有发电、灌溉、供水和旅游等综合经济效益的综合性水利工程，如图所示，水电站用一交流发电机组向远处电动机供电。已知发电机线圈的面积，匝数，匀强磁场的磁感应强度大小，线圈匀速转动的角速度，用电器与线圈串联。输电导线的总电阻，升压变压器原、副线圈的匝数比，降压变压器原、副线圈的匝数比。电动机正常工作且铭牌上标有“、”字样。
（1）求输电线路上的发热功率；
（2）升压变压器原线圈的输入电压和电流；
（3）若发电机线圈电阻可忽略不计，求用电器Y消耗的功率。
【答案】（1）
（2），50A
（3）11300W
【解析】
【小问1详解】
设降压变压器原、副线圈的电流分别为、，电动机正常工作，则
根据理想变压器的原理有
解得
根据焦耳定律可知
解得
【小问2详解】
根据理想变压器的原理有
解得
升压变压器副线圈两端电压
根据理想变压器的原理有
解得
根据理想变压器的原理有
解得
【小问3详解】
线圈产生的感应电动势的最大值
线圈产生的感应电动势
用电器消耗的功率
解得
15. 如图所示，竖直放置的劲度系数为的轻弹簧下端固定在水平地面上，上端连接质量为的小物块A，另一质量也为的小物块B叠放在A上，系统开始处于静止状态。已知弹簧振子简谐运动周期（其中为振子质量，为弹簧劲度系数），弹簧的弹性势能为（为弹簧的形变量，弹簧始终在弹性限度内），重力加速度大小为，不计一切阻力。
（1）现对物块B施加一竖直向下的恒力，使小物块A、B一起由静止开始做简谐运动，求A、B运动的振幅。
（2）现对物块B施加一竖直向上的恒力，使小物块A、B一起由静止开始做简谐运动始终不分离，求的最大值。
（3）现对B施加一竖直向上的恒力，以A、B分离为计时起点，分离位置为坐标原点向上建立轴，写出分离后小物块A的振动方程。
【答案】（1）
（2）
（3）
【解析】
【小问1详解】
施加恒力之前，系统处于平衡状态，有
施加向下恒力后A、B一起做简谐运动的平衡位置有
则振幅
【小问2详解】
为使小物块A、B一起做简谐运动，当最大时两物块在最高点恰好不分离。设两物块在最低点时加速度大小为，在最高点加速度大小为
在最高点，对物块B由牛顿第二定律有
在最低点，对两物块A、B整体由牛顿第二定律有
根据简谐运动的对称性有
解得
【小问3详解】
加竖直向上恒力后，分离时对物块B有
对物块A有
解得，
恰好在平衡位置分离。分离前对A、B系统
分离后A做简谐运动，由能量守恒有
解得
且
则A的振动方程：