2024-2025学年广东省梅州市高二上学期1月期末物理试卷（解析版）

这是一份2024-2025学年广东省梅州市高二上学期1月期末物理试卷（解析版），共16页。
1．答题前，考生务必用黑色字迹的签字笔在答题卡上填写姓名、考号和座位号，再用2B铅笔将与考号和座位号对应的信息点涂黑．
2．答题卡上第一部分必须用2B铅笔作答，将选中项涂满涂黑，黑度以遮住框内字母为准，修改时用橡皮擦除干净．第二部分必须用黑色字迹的签字笔按照题号顺序在各题目的答题区域内作答，未在对应的答题区域内作答或超出答题区域作答的均无效．
3．考生务必将答案写在答题卡上，在试卷上作答无效．
一、单选题：本题共7小题，每小题4分，共28分．在每小题给出的四个选项中，只有一个选项符合题目要求，选对的得4分，选错或不答的得0分．
1. 物理学是一门以实验为基础，紧密联系生活的学科．图是教材中出现的插图，说法正确的是（ ）
A. 图甲中，若在两端接上大小和方向周期性变化的电流，则接在端的电流表指针将会发生偏转
B. 图乙中，使用微波炉加热食物，微波是一种电磁波，微波具有可连续变化的能量
C. 图丙中，奥斯特利用该实验装置发现了电磁感应现象
D. 图丁中，用酒精灯加热金属电阻丝，发现小灯泡变亮
【答案】A
【解析】A．图甲中，若在两端接上大小和方向周期性变化的电流，则根据电磁感应原理，则在cd端会产生感应电动势，即接在端的电流表指针将会发生偏转，选项A正确；
B．图乙中，使用微波炉加热食物，微波是一种电磁波，微波具有不连续变化的能量，选项B错误；
C．图丙中，奥斯特利用该实验装置发现了电流的磁效应，法拉第在此实验的启示下发现了“磁生电”，即发现了电磁感应现象，选项C错误；
D．图丁中，用酒精灯加热金属电阻丝，电阻变大，则小灯泡变暗，选项D错误。
故选A。
2. 荡秋千是深受小朋友喜欢的游乐活动。如图所示，秋千由坐板和绳构成，人在秋千上小幅度摆动时可以简化为单摆模型，人和坐板可视为“摆球”，忽略空气阻力。下列说法正确的是（ ）
A. “摆球”所受重力和绳的拉力的合力提供“摆球”做简谐运动的回复力
B. 远离最低点运动的过程中，“摆球”的回复力逐渐增大
C. 经过最低点时“摆球”处于平衡状态
D. “摆球”经过最低点时开始计时，则经过半个周期“摆球”相对最低点的位移最大
【答案】B
【解析】A．“摆球”所受重力在垂直摆线方向的分力提供“摆球”做简谐运动的回复力，选项A错误；
B．远离最低点运动的过程中，“摆球”重力在垂直摆线方向的分力逐渐变大，可知“摆球”的回复力逐渐增大，选项B正确；
C．经过最低点时“摆球”有向心加速度，可知不是处于平衡状态，选项C错误；
D．“摆球”经过最低点时开始计时，则经过四分之一周期“摆球”相对最低点的位移最大，选项D错误。
故选B。
3. 我国特高压直流输电是世界上最先进的输电技术之一．特高压电网的强电流会在周围空间产生很强的磁场．两根等高、相互平行的水平特高压直流输电线分别通有大小相等、方向相反的电流，从上往下观察的示意图如图所示．、、三点在一条直线上，且与两根输电线等高并垂直，点位于两根输电线间的中点，、两点与点距离相等，点位于点正下方．P为与两根导线同平面的圆形线圈，圆心位置处于点．不考虑其他磁场的影响，则（ ）
A. 点的磁感应强度与点的磁感应强度大小相等，方向相反
B. 点的磁感应强度为0
C. 将线圈P向下平移到圆心与点重合位置，穿过线圈的磁通量变化为0
D. 点的磁感应强度方向竖直向下
【答案】D
【解析】A．根据安培定则，由磁场叠加原理可知，点的磁感应强度与点的磁感应强度大小相等，方向相同，均向上，选项A错误；
B．根据安培定则，由磁场叠加原理可知，两根通电导线在b点的磁场方向均向下，可知点的磁感应强度方向向下，不为零，选项B错误；
C．将线圈P在b位置时穿过线圈的磁通量向下且最大，向下平移到圆心与点重合位置时磁通量减小，可知该过程中穿过线圈的磁通量变化不为0，选项C错误；
D．两根通电导线在d点的磁场方向为左偏下和右偏下方向，且大小相等，可知点的磁感应强度方向竖直向下，选项D正确。
故选D。
4. 太阳光通过云层时，经冰晶的折射或反射会形成日晕现象．如图所示为一束太阳光射到截面为六角形的冰晶上发生折射的光路图，、为其折射出的光线中两种单色光，下列说法正确的是（ ）
A. 、光在冰晶中传播时，光的速度较大
B. 从同种玻璃中射入空气发生全反射时，光的临界角较大
C. 用同一装置做双缝干涉实验，光的条纹间距比光的窄
D. 遇到同样的障碍物，光比光更容易发生明显的衍射现象
【答案】C
【解析】A．由题图可知光的偏折程度比光的偏折程度小，根据折射定律可知，六角形冰晶对光的折射率小于对光的折射率，由可知、光在冰晶中传播时，光的速度较大，故A错误；
B．根据全反射临界角公式，同种玻璃对光的折射率比对光的折射率小，可知从同种玻璃中射入空气发生全反射时，光的临界角较大，故B错误；
C．因光的折射率小于对光的折射率，则光的频率小于光的频率，由可知光的波长比光的波长大，根据条纹间距公式可知，用同一装置做双缝干涉实验光的条纹间距比光的宽，故C正确；
D．波长越小，衍射现象越不明显，因光的波长比光的波长大，则光比光更容易发生明显的衍射现象，故D错误。
故选C。
5. 如图所示为电容式话筒的简化示意图，振膜与基板组成电容器。声波引起振膜的震动，会改变振膜和固定基板之间的距离，从而把声信号转变为电信号。下列说法正确的是（ ）
A. 当声波使振膜向右运动时，振膜和基板间的电场强度不变
B. 当声波使振膜向右运动时，电容器的电压不变
C. 当声波使振膜向左运动时，电容器的电容不变
D. 当声波使振膜向左运动时，电容器的电量不变
【答案】B
【解析】AB．当声波使振膜向右运动时，振膜和基板间的距离减小，电容器两板间电压不变，根据
可知电场强度变大，选项A错误，B正确；
CD．当声波使振膜向左运动时，振膜和基板间的距离增加，根据
电容器的电容减小，根据Q=CU
可知，电容器电量减小，选项CD错误；
故选B
6. 在电荷量为的点电荷产生的电场中，将无限远处的电势规定为零时，距离该点电荷处的电势为，其中为静电力常量，多个点电荷产生的电场中某点的电势，等于每个点电荷单独在该点的电势的代数和。电荷量分别为和的两个点电荷产生的电场的等势线如图中曲线所示（图中数字的单位是伏特），则（ ）
A. ，B. ，
C. ，D. ，
【答案】C
【解析】根据两点电荷周围的电势分布可知带正电，带负电，即，
由图中电势为0的等势线可得
由图中距离关系可知
联立解得
故选C。
7. 《天工开物》中记载了一种舂（chōng）米装置，曾在农村广泛应用，如图所示．某次操作时，人将谷物倒入石臼内，然后通过杆杠的运作，把质量为的碓抬高后从静止释放，碓在重力作用下向下运动打在石臼内，碓的下落过程可简化为自由落体．设碓与谷物作用后静止，从而将谷物碾磨成米粒．取，不计空气阻力，则下列说法中正确的是（ ）
A. 碓向下运动过程中的最大速度约为
B. 碓从释放到静止的过程中，合外力冲量向下
C. 碓与谷物相互作用中，碓和谷物组成的系统动量守恒
D. 碓与谷物相互作用中，碓对谷物的平均作用力约为
【答案】D
【解析】A．碓向下运动只有重力做功，由动能定理有
可知最大速度约为
故A错误；
B．碓从释放到静止的过程中，初末速度为零，则动量的变化为零，故合外力的冲量为零，故B错误；
C．碓与谷物相互作用中，碓和谷物组成的系统初动量不为零，末动量为零，动量不守恒，故C错误；
D．对碓，取向上为正方向，根据动量定理
解得
由牛顿第三定律可知，碓对谷物的平均作用力约为，故D正确。
故选D。
二、多选题：本题共3小题，每小题6分，共18分．在每小题给出的四个选项中，有多项符合题目要求．全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分．
8. 在机场等强噪声环境下佩戴降噪耳机可以保护人们的健康．降噪耳机内设有麦克风，用来收集周围环境中的噪声信号，耳机的处理器能够预测下一时刻噪声的情况，并产生相应的抵消声波，再由耳机放出，可以有效降低噪音，如图所示。下列相关说法正确的是（ ）
A. 降低噪音的原理是利用了声波的多普勒效应
B. 噪声声波与反噪声波叠加会产生振动加强点与振动减弱点相间的稳定干涉波形
C. 噪声声波与反噪声波相位相反
D. 若耳机的处理器出现问题，产生的反噪信号发生变化，有可能会听到更强的噪声
【答案】CD
【解析】A ．降低噪音的原理是利用声波的干涉，而不是多普勒效应，多普勒效应是指波源和观察者有相对运动时，观察者接收到的频率与波源发出的频率不同的现象，与降噪原理无关，故A错误；B．要产生稳定干涉波形，两列波需要频率相同、相位差恒定、振动方向相同，而这里只是说产生相应的抵消声波，未提及满足稳定干涉的条件，所以不能确定会产生振动加强点与振动减弱点相间的稳定干涉波形，故B错误；C．因为要产生抵消效果，所以噪声声波与反噪声波相位相反，这样才能相互抵消达到降噪目的，故C正确；D．若耳机的处理器出现问题，产生的反噪信号发生变化，可能无法与噪声声波有效抵消，甚至有可能与噪声叠加后使声音更强，故D正确。
故选CD。
9. 静电喷涂是一种利用高压静电场使带负电的涂料微粒定向运动，并吸附在工件表面的喷涂方法，某一静电喷涂装置接上高压电源后在喷口和被涂物间产生强电场，电场线分布如图所示，一微粒从M沿直线运动到N，以喷口为原点，以MN方向为正方向建立x轴，该过程中微粒重力不计，那么微粒的加速度大小a、速度大小v、电势φ、电势能Ep随x变化的图像可能正确的是（ ）
A B.
C. D.
【答案】BD
【解析】A．根据电场分布特点可知，由M到N电场线越来越疏，则电场强度不断减小，微粒所受电场力不断减小，加速度不断减小，且加速度减小的越来越慢，故A错误；
B．由于电场力对微粒做正功，则微粒的速度不断增大，由于加速度减小，所以速度增大的越来越慢，故B正确；
C．沿电场方向电势降低，所以由M到N电势升高，且图线切线的斜率表示电场强度的大小，所以图线的斜率减小，故C错误；
D．图线切线的斜率表示电场力，由于电场力不断减小，则斜率减小，且电场力对微粒做正功，微粒的电势能不断减小，故D正确。
故选BD。
10. 某同学为了研究水波的传播特点，在水面上放有稳定波源，如图甲所示，为波源位置产生的水波沿水平方向传播（视为简谐波），由该时刻开始计时，在波源的右侧某位置放有浮标，内有速度传感器，图像如图乙所示，向上为正方向，则（ ）
A. 浮标的振动的频率为
B. 水波的传播速度大小为
C. 浮标的振动方程为
D. 浮标放置的位置可能为
【答案】ABD
【解析】A．浮标的振动的周期T=0.2s，则频率为
选项A正确；
B．水波的传播速度大小为
选项B正确；
C．浮标的振幅不能确定，可知振动方程不能确定，选项C错误；
D．根据乙图可知，0时刻质点的速度为零，且向上做加速度减小的加速运动，则知乙图记录的质点0时刻位于负向位移最大处，结合甲图可知浮标放置的位置可能为x=15cm，故D正确。
故选ABD。
三、实验题：本题共2小题，共16分．
11. 在第四次“天宫课堂”中，航天员演示了动量守恒实验．受此启发，某同学用如图甲所示的装置“验证动量守恒定律”，部分实验步骤如下：
（1）用螺旋测微器测P、Q上固定的遮光条宽度分别为和．测示数如图乙所示，其读数为________；
（2）在调节气垫导轨水平时，开启充气泵，将其中一个滑块轻放在导轨中部后，发现它向右加速运动。此时，可以调节左支点使其高度________（选填“升高”或“降低”），直至滑块能静止在导轨上。
（3）用天平测得、的质量（含遮光条）分别为和。实验时，将两个滑块压缩轻弹簧后用细线栓紧，然后烧断细线，轻弹簧将两个滑块弹开，测得它们通过光电门的时间分别为、。则动量守恒应满足的关系式为________（用、、、、、表示）。
【答案】（1）6.860（6.858-6.862） （2）降低 （3）
【解析】（1）螺旋测微器精确值为，由图乙可得
（2）在调节气垫导轨水平时，开启充气泵，将其中一个滑块轻放在导轨中部后，发现它向右加速运动，可知此时左端高，右端低，可以调节左支点使其高度降低，直至滑块能静止在导轨上。
（3）两滑块被弹簧弹开后的速度分别为，
若动量守恒，则有
联立可得动量守恒应满足的关系式为
12. 某实验小组要探究一热敏电阻的阻值随温度变化的规律，设计了如下实验．
（1）测热敏电阻在某一温度下的阻值．保持热敏电阻温度为，用多用电表的欧姆挡“”倍率测量热敏电阻的阻值，正确操作指针偏转如图甲所示．实验小组应将倍率更换至________（选填“”或“”）倍率，正确操作并读出热敏电阻的阻值。
（2）用多用电表粗略测热敏电阻阻值后，为了准确测量热敏电阻在温度下的阻值．设计了如图乙所示测量电路图．电流表示数为，电压表量程为，表盘如图丙所示，示数为________V，此时热敏电阻的测量值为________（保留3位有效数字）；
（3）经测量热敏电阻与温度的关系部分数据如下表所示：
实验小组利用该热敏电阻制作温控报警器，其电路原理如图所示，恒压电源两端的电压为，报警系统接在之间，当之间的输出电压低于时，便触发报警器报警，若要求开始报警时环境温度为60℃，则图中电阻箱的阻值应为________．测试发现温度达到58℃时报警器就开始报警，则应________（选填“调小”或“调大”）电阻箱的阻值．
【答案】（1） （2）1.23##1.24##1.25##1.26##1.27 （） （3）60 调小
【解析】（1）欧姆表指针偏角偏小，则倍率档偏低，可知实验小组应将倍率更换至“”倍率；
（2）[1][2]电流表示数为，电压表量程为，表盘最小刻度0.1V，示数为1.25V；此时热敏电阻的测量值
（3）环境温度为60℃时RT=120Ω，则
解得电阻箱
测试发现温度达到58℃时报警器就开始报警，说明电阻R偏大，所以应调小电阻箱的阻值，使其在要求温度下报警。
四、计算题：本题共3小题，共38分．解答应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤．只写出最后答案的不能得分，有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位．
13. 如图所示，一对间距、竖直放置的平行金属板、分别接于电路中电阻箱的两端，平行金属板间产生的电场可视为匀强电场。现将一质量为、带电量绝对值为的带电小球，用质量不计的绝缘细线悬挂于电场中某点。闭合，电阻箱的阻值调到，小球静止时悬线与竖直方向的夹角。电源电动势，内阻，取，。求：
（1）判断小球的电性，并简要说明判断依据；
（2）平行金属板、间的电压；
（3）此时电源的总功率和小灯泡的功率。
【答案】（1）带正电，见解析 （2） （3），
【解析】（1）根据图示可知，小球受电场力方向向右，与电场强度方向相同，则小球带正电。
（2）根据小球的平衡条件有
代入数据可得
（3）回路中的电流
电源总功率
小灯泡两端的电压
小灯泡的功率
14. 冰壶运动是冰上进行的一种投掷性竞赛项目，它考验参与者的体能与脑力，展现动静之美，取舍之智慧，已列入冬奥会比赛项目．在一次冰壶运动训练中，如图所示，使用的红冰壶和黄冰壶的质量都是，开始时黄冰壶静止在冰面上，红冰壶以一定速度向前运动并和黄冰壶发生对心正碰，碰撞时间极短，碰撞后红冰壶速度为，黄冰壶速度为．它们与冰面的动摩擦因数均为0.05，重力加速度取．求：
（1）红冰壶碰撞前瞬间的速度大小；
（2）两冰壶在碰撞过程中损失的机械能；
（3）若碰撞之后两冰壶一直匀减速到0，那么最终两冰壶之间的距离．
【答案】（1） （2） （3）
【解析】（1）选红冰壶原来速度方向为正方向，由动量守恒有
代入数据可得
（2）由能量守恒定律
代入数据可得
（3）碰撞后红冰壶滑行过程中
碰撞后黄冰壶滑行过程中
静止时两冰壶相距
代入数据可得
15. 如图甲所示，真空中的电极能连续不断均匀地放出初速度为零、质量为、电荷量为的粒子，经加速电场加速，由小孔穿出，沿两个彼此绝缘且靠近的水平金属板A、B间的中线平行于极板射入偏转电场，A、B两板距离为，A、B板长为，AB两板间加周期为的变化电场，如图乙所示，已知，能从偏转电场板间飞出的粒子在偏转电场中运动的时间也为。忽略极板边缘处电场的影响，不计粒子的重力以及粒子之间的相互作用，粒子打到极板上后即消失．求：
（1）加速电场中的；
（2）若时刻粒子进入偏转电场两极板之间，粒子能否飞出极板？如果能，那么粒子的偏移量是多少？如果不能，那么粒子在偏转电场里平行于极板方向的位移是多少？
（3）若发射时间足够长，则能够从两极板间飞出的粒子占总入射粒子数的百分率。
【答案】（1）， （2） （3）
【解析】（1）粒子在加速电场中有
粒子在偏转电场中有
联立解得，
（2）时刻进入偏转电场的粒子在至时间内做类平抛运动，有，
联立解得，
因，粒子在时还未打到极板上，此时
假设粒子能飞出极板。粒子在至时间内做匀速直线运动
解得，
故粒子的偏移量为
因，假设不成立，粒子不能飞出极板。
设粒子在时刻打到极板上，则有
又
解得
（3）电场周期性变化，现研究第一个周期内哪个时间段进入偏转电场的粒子能够从两极板间飞出。
设粒子在时刻进入偏转电场，如果粒子运动时间后的偏移量
随增大，增大，当时，解得
设粒子在时刻进入偏转电场，如果粒子运动时间后的偏移量
随增大，减小，当时，解得
所以在第一个周期内，当和时，能从两极板间飞出。飞出的粒子占总入射粒子数的百分率10.0
20.0
30.0
40.0
50.0
60.0
2400.0
1500.0
1150.0
860.0
435.0
120.0