2025-2026学年北京师范大学附属实验中学高二（下）期中物理试卷

这是一份2025-2026学年北京师范大学附属实验中学高二（下）期中物理试卷，共19页。试卷主要包含了单选题，多选题，实验题，简答题，计算题等内容，欢迎下载使用。
1.如图中属于明显衍射现象的是（ ）
A. B.
C. D.
2.关于光现象和声现象的应用，下列说法正确的是（ ）
A. 佩戴特制的眼镜观看立体电影，是利用光的折射
B. 医学上用光纤制成内窥镜做人体内部检查，是利用光的偏振
C. 红外线的频率高于紫外线，可利用其热效应给物体加热
D. 用彩超对人体进行检查，是利用超声波的多普勒效应
3.要使做简谐运动的单摆的周期变大，下列操作中可行的是（ ）
A. 增大摆长B. 增大摆球的质量
C. 增大单摆的振幅D. 将单摆从广州移到北京
4.关于光现象，下列说法正确的是（ ）
A. 在光导纤维束内传送图像是利用光的衍射现象
B. 因为激光的方向性好，所以激光不能发生衍射现象
C. 雨后公路积水表面漂浮的油膜是彩色的，这是光的干涉现象
D. 透过平行于日光灯管的单道窄缝观察正常发光的日光灯时，能观察到彩色条纹，这是光的干涉现象
5.长方体木块A、B叠在一起，放在粗糙水平桌面上。B木块受到一个水平恒力F的作用，两木块始终保持相对静止。下列说法正确的是（ ）
A. 若A、B在桌面上静止不动，A受到向右的摩擦力
B. 若A、B一起向右加速运动，A受到向右的摩擦力
C. 若A、B一起向右加速运动，B受到5个力
D. 无论A、B一起向右匀速还是加速运动，B受到的摩擦力都相同
6.一个单摆做受迫振动，其共振曲线（振幅A与驱动力的频率f的关系）如图所示，则（ ）
A. 此单摆的固有周期约为0.5s
B. 若摆长增大，共振曲线的峰将向右移动
C. 若摆长增大，单摆的固有频率增大
D. 此单摆的摆长约为1m
7.如图所示，弹簧振子在B、C两点之间做简谐运动，其平衡位置为O点。已知B、C相距50cm。从小球经过O点时开始计时，经过0.3s首次到达B点。取向右为正方向，下列说法正确的是（ ）
A. 小球振动的周期一定为1.2s
B. 小球振动的振幅为0.5m
C. 弹簧振子振动方程可能为x=-0.25sin（5πt）m
D. 0.6s末，小球可能不在平衡位置
8.如表是在20℃时，波长为589.3mm的光在几种介质中的折射率，根据表中数据结合所学知识，下列判断正确的是（ ）
A. 这种光在玻璃中的速度小于在水中的速度
B. 水晶对不同颜色的光的折射率都是1.55
C. 这种波长的光从水射入玻璃中可能发生全反射
D. 这种波长的光从水射入空气比从水晶射入空气更容易发生全反射
9.在煤矿的井下生产中，巷道内的甲烷与纯净空气的体积百分比超过1%时常引起井下火灾、爆炸和人员窒息等灾难性事故。因此，及时准确监测井下甲烷气体的体积百分比对煤矿的安全性生产是极其重要的。如图所示利用双缝干涉监测井下甲烷气体体积百分比的原理图。S为光源。发出的光经透镜L1后变成平行光进入T1、T2两个气室。若两气室内均为纯净空气，两列光经过的路程相等，因此在O点出现中心明条纹，若在T1气室中混合甲烷气体，同一温度下纯净甲烷气体折射率大于纯净空气的折射率，由于折射率不同，光的传播速度会发生变化，引起中心明条纹发生移动。干涉条纹移动的位移与甲烷的浓度有关，测出中心明条纹移动的位移即可测出甲烷的浓度。针对以上信息下面判断中错误的是（ ）
A. 由于T1气室中混合甲烷气体，光进入气室后光的频率不变
B. 同一单色光在甲烷气体中的波长比在空气中波长短
C. T1气室中混合甲烷气体浓度越高，中心明条纹移动的位移越小
D. T1气室中混合甲烷气体浓度越高，光的传播速率越小
10.“反向蹦极”是一种新型竖直游乐设施，其简化模型如图甲所示。将游戏者视为质点，初始时静止于A点并与地面扣环锁止，弹性绳上端固定于悬点P，此时弹性绳处于伸长状态。打开扣环后，游戏者从A点由静止开始竖直向上运动，上升至B点时弹性绳恰好恢复原长（完全松弛），C为游戏者能到达的最高点。整个过程中弹性绳形变始终在弹性限度内，弹力遵从胡克定律，不计空气阻力。以A点为坐标原点，竖直向上为正方向，游戏者上升过程中加速度a随位移x的变化规律如图乙所示。已知x1、x2、x3和重力加速度g均为已知量，下列说法正确的是（ ）
A. 游戏者在B点的速度为上升过程的最大速度
B. 游戏者最大速度为
C. a0值可能会小于g
D. 弹性绳的劲度系数与游戏者质量的比值为
二、多选题：本大题共4小题，共12分。
11.如图所示，在“测定玻璃砖的折射率”的实验中，将玻璃砖在白纸上放好，aa′和bb′分别是玻璃砖与空气的两个界面，图中两界面平行。在玻璃砖的一侧画直线AO与aa′交于O，在AO上插两枚大头针P1和P2，用“+”表示大头针的位置，b然后在另一侧透过玻璃砖观察，并依次插上大头针P3和P4。下列说法正确的是（ ）
A. P4只需挡住P1、P2的像
B. 入射光线AO与其射出玻璃砖的光线O′B是平行的
C. 若玻璃砖厚度增加，则沿AO入射的光线经过玻璃砖后的侧移会增加
D. 若两个界面aa′和bb′不平行，将不能完成实验
12.如图甲为一列简谐横波在t=2s时的波动图像，图乙为该波中x=2m处质点P的振动图像。下列说法正确的是（ ）
A. 该波的波速大小为1m/s
B. 该波沿x轴正方向传播
C. t=1s时，质点P的速度最小，加速度最大
D. 在0～2s内，质点P的速度和加速度的方向均未发生改变
13.为了节能和环保，一些公共场所用光敏电阻制作光控开关来控制照明系统，图1为电路原理图。图1中，直流电源电动势为3V，内阻可不计，R1和R2其中一个是定值电阻，另一个是光敏电阻。光敏电阻的阻值随照度变化的规律如图2所示（照度是描述光的强弱的物理量，光越强照度越大，lx是它的单位）。控制开关两端电压高于2V时照明系统将自动开启。下列说法正确的是（ ）
A. R2是光敏电阻
B. 若定值电阻的阻值为20kΩ，则当照度降低到1.0lx时照明系统将开启
C. 若要使照明系统在照度降低到0.6lx时开启，则定值电阻的阻值应为15kΩ
D. 定值电阻的阻值越大，开启照明系统时的光照越暗
14.在芯片制造或细胞手术的微纳操作平台上，工程师通过双模态末端执行器对悬浮微粒进行亚微米级定位。微粒由仿生“光阱细绳”约束。光阱约束方向平行于微粒和约束中心的连线方向，且与物体沿光阱约束移动趋势方向相反。该约束可瞬间改变约束强弱，使得粒子沿光阱约束方向移动距离忽略不计。光阱约束作用大小与微粒重力大小在同一数量级。初始状态下，微粒在重力和光阱共同作用下保持静止状态，后采用不同模式牵引粒子。模式A即施加水平匀强电场力F1进行牵引，使微粒恰好能达到所在位置的光阱连线方向与初始连线方向夹角为θ的位置；模式B则采用自适应切向变力F2——其方向始终与光阱约束力垂直，同时系统通过实时反馈控制，使微粒“缓慢”移动至与初始方向的夹角为θ的位置。则下列判断正确的是（ ）
A. 模式A中，微粒恰好能达到所在位置的光阱连线方向与初始连线方向夹角为θ的位置时，光阱约束强度大小等于微粒的重力大小
B. 在模式B中，微粒移动至与初始方向的夹角为θ的位置时，光阱约束强度大小大于重力大小
C. 模式A施加的水平匀强电场力F1做的功等于模式B采用的自适应切向变力F2做的功
D. 模式A光阱约束做的功比模式B光阱约束做的功多
三、实验题：本大题共2小题，共20分。
15.同学们利用图示装置测量某种单色光的波长。实验时，接通电源使白炽灯正常发光，调整仪器从目镜中可以观察到干涉条纹。
（1）下列说法中正确的是（ ）
A.光源发出的光要经滤光片成为单色光，滤光片一般装在单缝前
B.实验中要注意使单缝与双缝相互平行，以便在光屏上观察到清晰干涉条纹
C.为了减小测量误差，最好测量相邻条纹间的中心距离
D.如果把普通光源换成激光光源，则光具座上透镜、滤光片、单缝均可以撤去
（2）若想增加从目镜中观察到的条纹个数，下列操作可行的是（ ）
A.将单缝向双缝靠近
B.使用间距更小的双缝
C.将毛玻璃屏向远离双缝的方向移动
D.将毛玻璃屏向靠近双缝的方向移动
（3）若双缝的间距为d,屏与双缝间的距离为l,测得第1条亮纹中央到第n条亮纹中央间的距离为x,则单色光的波长λ= 。
（4）若只将滤光片去掉，下列说法正确的是（ ）
A.屏上出现彩色衍射条纹，中央是紫色亮纹
B.屏上出现彩色衍射条纹，中央是白色亮纹
C.屏上出现彩色干涉条纹，中央是白色亮纹
D.屏上出现彩色干涉条纹，中央是红色亮纹
16.某同学在“用单摆测定重力加速度”的实验中：
（1）该同学用游标卡尺测得单摆小球的直径为 cm；同学用秒表记录的时间如图1所示，则秒表的示数为 s；
（2）如果该同学只使用了一组数据，且测得的g值偏大，可能的原因是 。
A.测摆线长时摆线拉得过紧
B.开始计时时，秒表按下稍晚
C.实验中将51次全振动误记为50次
D.摆线上端未牢固地系于悬点，振动中出现松动，使摆线长度增加了
（3）如果某同学在实验时，用的摆球质量分布不均匀，无法确定其重心位置。他第一次量得悬线长为L1（不计摆球半径），测得周期为T1；第二次量得悬线长为L2，测得周期为T2。根据上述数据，可求得g值为 。
A.
B.
C.
D.
该同学又想出另一个办法测重力加速度，他测出多组摆线长L与周期T的数据，根据实验数据，作出了T2-L的关系图象如图2所示理论上T2-L是一条过坐标原点的直线，根据图中数据，可算出重力加速度其值为 m/s2（取π2=9.86，结果保留三位有效数字），仅考虑该数据处理方法，他得到的加速度g与真实值相比 （填偏大、偏小或相同）。
四、简答题：本大题共1小题，共10分。
17.简谐运动是一种常见且重要的运动形式。它是质量为m的物体在受到形如F=-kx的回复力作用下，物体的位移x与时间t遵循x=Asinωt变化规律的运动，其中角频率ω==（k为常数，A为振幅，T为周期）。弹簧振子的运动就是其典型代表。
如图所示，一竖直光滑的管内有一劲度系数为k的轻弹簧，弹簧下端固定于地面，上端与一质量为m的小球A相连，小球A静止时所在位置为O，另一质量也为m的小球B从距A为H的P点由静止开始下落，与A发生瞬间碰撞后一起开始向下做简谐运动。两球均可视为质点，在运动过程中，弹簧的形变在弹性限度内，当其形变量为x时，弹性势能为Ep=kx2，已知H=，重力加速度为g。求：
（1）B与A碰撞后瞬间一起向下运动的速度；
（2）小球A被碰后向下运动离O点的最大距离。
（3）小球A从O点开始向下运动到第一次返回O点所用的时间。
五、计算题：本大题共3小题，共28分。
18.一列简谐横波在t=0时的波形图如图所示。介质中x=2m处的质点P沿y轴方向做简谐运动的表达式为y=10sin（4πt）（y的单位是cm,本题直接写出答案，不需要写过程）。
（1）由图确定这列波的波长λ与振幅；
（2）求出这列波的波速v的大小；
（3）试判定这列波的传播方向。
19.如图，轻绳上端固定在O点，下端将质量M=3kg的小球悬挂在A点。质量m=10g的玩具子弹，以v0=20m/s的速度射向小球，与小球碰撞后，又以v1=10m/s的速度弹回。已知绳长为L=1m,g取10m/s2，π2=10。求：
（1）碰撞后瞬间小球达到的速度v2。
（2）碰撞过程中系统发的热。
（3）碰撞后，小球向右摆动到最高点时相对于A点的高度。
（4）从碰撞后瞬间开始计时，小球经过多长时间第一次回到A点。
20.运动的合成与分解是处理二维物理问题时常用的方法。
（1）动量定理可以表示为Δp=FΔt,其中动量p和力F都是矢量，在运用动量定理处理二维问题时，可以在相互垂直的x、y两个方向上分别研究。例如，质量为m的小球斜射到木板上，入射的角度是θ，碰撞后弹出的角度也是θ，碰撞前后的速度大小都是v,如图所示，碰撞过程中忽略小球所受重力。
a.分别求出碰撞前后x、y方向小球的动量变化Δpx、Δpy；
b.分析说明小球对木板的作用力的方向。
（2）量子理论认为，光在一些情况下可看作是一束粒子流，成为光子。光子兼具能量与动量，单个光子的能量为ε，其在真空中的动量大小为（c为真空中的光速）。当光子入射到介质界面时，会同时发生反射与折射，动量的变化会对界面产生持续的作用力，这是光压的微观本质。真空中一束光强为I0（单位时间内通过与传播方向垂直的单位面积的光能）的平行激光，以入射角i入射到某无限大透明介质的分界面上。已知该界面的光反射率为η（即占比η的光子发生镜面反射，占比1-η的光子发生折射，无能量损失），折射角为r。已知光子在进入介质发生折射时，其在介质中的动量（n为该介质折射率，题目中未知）。设入射光子速度的法向分量方向为正方向。
a.求Δt时间内在介质表面单位面积上全部折射光子的法向（垂直于界面）动量变化量。
b.求单位面积的介质界面受到的激光作用力的法向分量F。
1.【答案】B
2.【答案】D
3.【答案】A
4.【答案】C
5.【答案】B
6.【答案】D
7.【答案】C
8.【答案】C
9.【答案】C
10.【答案】D
11.【答案】BC
12.【答案】AC
13.【答案】ACD
14.【答案】AC
15.【答案】ABD
D
C

16.【答案】1.070
96.8
AB
B
9.86
相同

17.【答案】解：（1）小球B自由下落H的速度为vB
根据动能定理可得：
解得：
小球B与小球A碰撞过程动量守恒，取向下为正，则有：
mvB+0=（m+m）v1
解得：；
（2）小球A在O位置，弹簧被压缩x0，则
小球A与小球B共同体继续向下运动离O点的最大距离为xm，根据机械能守恒定律可得：
=
由mg=kx0
整理得：
解得：xm=3x0，xm=-x0（舍去）
即：；
（3）由题意振动周期：，又振幅
所以平衡位置在弹簧压缩2x0处，从碰撞后开始到再次回到O点的振动图象如图：
从O点开始到平衡位置经过的时间t1=T=
所求时间t=2t1+=
解得：t==。
答：（1）小球B与小球A碰撞后瞬间一起向下运动的速度为；
（2）小球A被碰后向下运动离O点的最大距离；
（3）小球A从O点开始向下运动到第一次返回O点所用的时间。
18.【答案】由图确定这列波的波长λ为4m，振幅为10cm 这列波的波速v的大小为8m/s 这列波的传播方向为向x轴正方向
19.【答案】解：（1）以水平向右为正方向，子弹和小球组成的系统动量守恒：mv0=-mv1+Mv2
解得：v2=0.1m/s
方向水平向右。
（2）对碰撞前后，子弹和小球组成的系统能量守恒：
解得碰撞过程中系统发的热：Q=1.485J
（3）碰撞后，小球向右摆动到最高点，由机械能守恒定律：
解得最高点相对于A点的高度：h=5×10-4m
（4）由于最高点的高度和绳长相比h≪L，所以小球被碰撞后的运动属于单摆运动，由单摆周期公式：
解得：
所以从碰撞后，小球经过多长时间第一次回到A点的时间：
答：（1）碰撞后瞬间小球达到的速度为0.1m/s,水平向右；
（2）碰撞过程中系统发的热为1.485J；
（3）碰撞后，小球向右摆动到最高点时相对于A点的高度为5×10-4m；
（4）从碰撞后瞬间开始计时，小球经过多长1s时间第一次回到A点。
20.【答案】a.碰撞前后x方向小球的动量变化为0；沿y轴的正方向小球的动量变化为2mvcsθ；b.小球对木板的作用力的方向为沿y轴的负方向 a.Δt时间内在介质表面单位面积上全部折射光子的法向动量变化量为；b.单位面积的介质界面受到的激光作用力的法向分量为得 表：几种介质的折射率（λ=589.3nm,t=20℃）
介质
折射率
介质
折射率
金刚石
2.42
玻璃
1.5～1.8
氯化钠
1.54
水
1.33
二硫化碳
1.63
水晶
1.55
酒精
1.36
空气
1.00028