广东省2023-2024学年高二下学期期中联考物理试卷（解析版）

这是一份广东省2023-2024学年高二下学期期中联考物理试卷（解析版），共15页。试卷主要包含了单选题，多选题，实验题，计算题等内容，欢迎下载使用。
1. 医学上用“彩超”进行身体检查时，向人体内发射频率已知的超声波，超声波被血液反射后又被仪器接收，根据接收到的反射波的频率变化，就能知道血流的速度。该技术重点应用了（ ）
A. 共振B. 多普勒效应C. 干涉D. 衍射
【答案】B
【解析】该技术重点应用了多普勒效应。
故选B。
2. 法拉第电动机原理如图所示，条形磁铁（N极向上）竖直固定在圆形水银槽中心，斜插在水银中的金属杆上端与固定在水银槽圆心正上方的铰链相连，电源负极与金属杆上端相连，与电源正极连接的导线插入水银中。此时从正面看，金属杆受到的安培力（ ）
A. 在纸面内斜向上
B. 在纸面内斜向下
C. 垂直纸面向里
D. 垂直纸面向外
【答案】C
【解析】电源、金属棒、导线和水银组成闭合电路，金属杆中有斜向上方的电流通过，磁感线方向斜向上，根据左手定则可知，题中图示位置导电金属杆受到的安培力垂直纸面向里。
故选C。
3. 无线话筒是一个将声信号转化为电信号并发射出去的装置，其内部电路中有一部分是LC振荡电路。若话筒使用时，某时刻话筒中LC振荡电路中的磁场方向如图所示，且电流正在增大，则下列说法正确的是（ ）

A. 电容器正在充电
B. 电容器下板带正电
C. 从上往下看，线圈中的电流沿顺时针方向
D. 电场能正在转化为磁场能
【答案】D
【解析】C．根据安培定则可知，从俯视的视角观察线圈，线圈中的电流沿逆时针方向，故C错误；
ABD．电流正在增大，则电容器正在放电，电场能正在转化为磁场能，电容器下板带负电，故AB错误，D正确。
故选D。
4. 如图所示，A是地球赤道上方的一颗地球同步卫星，B是一颗地球遥感卫星，它们都绕着地球做匀速圆周运动，下列说法正确的是（ ）
A. A卫星与地球球心的连线在8小时内转过的圆心角为
B. 在相同时间内，A卫星转过的弧长比B卫星转过的弧长长
C. B卫星的运行周期一定小于24小时
D. B卫星的运行速度大于第一宇宙速度
【答案】C
【解析】A．A是地球赤道上方的一颗地球同步卫星，故其周期为，是其周期的，故小时其转过的圆心角为，A错误；
B．根据万有引力提供向心力可知
解得
故轨道半径越大，线速度越小，卫星的线速度小于卫星的线速度，相同时间内，卫星转过的弧长小于卫星转过的弧长，B错误；
C．根据万有引力和圆周运动的规律可知
解得
由此可知，轨道半径越大，周期越大，卫星的轨道半径大于卫星的轨道半径，且其周期为小时，故卫星的周期一定小于小时，C正确；
D．由于卫星的线速度
轨道半径越大，线速度越小，故卫星的线速度小于第一宇宙速度，D错误。
5. 在打糍粑的过程中，质量为m的木锤，以速度v竖直打在糍粑上，经过∆t时间后停止，则在打击过程中（ ）
A. 糍粑受到木锤的冲量大小为mv，方向竖直向下
B. 木锤受到糍粑的冲量大小为，方向竖直向上
C. 木锤受到糍粑的平均冲力大小为
D. 糍粑受到木锤的平均冲力大小为
【答案】B
【解析】木锤竖直打在糍粑上，以木锤为对象，向上为正方向，根据动量定理则有
木锤受到糍杷的冲量大小为
方向竖直向上；木锤受到糍杷的平均冲力大小为
方向竖直向上；糍粑受到木锤的平均冲力大小与木锤受到糍粑的冲量大小相等，方向相反，糍粑受到木锤的平均冲力大小与木锤受到糍粑的平均冲力大小相等，方向相反，故B正确，ACD错误；
故选B。
6. 如图所示，一细束单色光从半圆形玻璃砖上的P点沿半径方向射向圆心O，刚好在玻璃砖的底面发生全反射后从玻璃砖射出，单色光在玻璃砖下表面的反射角为37°，取，玻璃砖对该单色光的折射率为（ ）
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】根据折射率及全反射的临界条件可知
B正确。
故选B。
7. 如图甲所示，一个20匝的圆形线圈图中只画了2匝，面积为，电阻为，在线圈外接一个阻值为的电阻R。整个线圈均处于垂直线圈平面指向纸内的匀强磁场中，磁场的磁感应强度随时间变化的规律如图乙所示，下列说法正确的是（ ）
A. 内Q点电势高于P点电势
B. 内P、Q两点间的电势差为2V
C. 内通过R的电荷量为
D. 内电阻R的功率为
【答案】D
【解析】AC．内穿过线圈的磁通量向里增大，根据楞次定律可知，线圈中感应电流方向为逆时针方向，则Q点电势低于P点电势；根据法拉第电磁感应定律可得内感应电动势大小为
则回路电流为
则内通过R的电荷量为
故AC错误；
BD．根据法拉第电磁感应定律可得内感应电动势大小为
则回路电流为
则内P、Q两点间的电势差为
内电阻R的功率为
故B错误，D正确。
二、多选题：本大题共3小题，共12分。
8. 生活中的传感器有很多种，其中有一种电容式风力传感器，是通过改变极板间的距离来改变电容的，如图所示，将电容式风力传感器连接在电路中组成回路，电源电动势恒定不变，闭合开关S，可动电极在风力作用下能够向左移动，风力越大，向左移动的距离越大。下列说法正确的是（ ）
A. 风力越大，电容式风力传感器的电容越小
B. 风力越大，电容式风力传感器的电容器存储的电荷越多
C. 风力越大，电容式风力传感器两极板间电场强度越大
D. 风力越大，电容式风力传感器两极板间的电压越大
【答案】BC
【解析】A．根据题意可知，风力越大，则越小，由电容器的决定式
可得电容器电容变大，故A错误；
BD．电源电动势恒定不变，电容器一直接着电源，则器电压不变，由
可知风力越大，电容越大，电容器存储的电荷越多，故B正确，D错误；
C．电容器两极板间为匀强电场，由
风力越大，距离越小，而电压不变，则电容式风力传感器两极板间的电场强度越大，故C正确。
9. 如图所示，理想变压器的原、副线圈的匝数比，原线圈与的正弦交变电源相连，副线圈所接负载的电阻，电流表和电压表均为理想交流电表，下列说法正确的是（ ）
A. 交流电的频率为50Hz
B. 电压表V的示数为220V
C. 电流表A示数为0.64A
D. 变压器的输入功率为880W
【答案】AC
【解析】A．根据正弦交变电源表达式可知，交流电的频率为
故A正确；
B．根据正弦交变电源表达式可知，原线圈输入电压有效值为
则副线圈输出电压有效值为
即电压表V的示数为，故B错误；
CD．副线圈电流为
则原线圈电流为
变压器的输入功率为
故C正确，D错误。
10. 2023年12月在我国甘肃临夏州积石山县发生了6.2级地震，地震局记录了该次地震的情况。假设地震中的一组简谐横波在时刻的波形如图甲所示，M是此波上的一个质点，其平衡位置为，质点M的振动图像如图乙所示，下列说法正确的是（ ）
A. 该列波沿x轴负方向传播
B. 质点M在0~2s内通过的路程为1m
C. 该列波的传播速度为3.75km/s
D. 质点M在时运动到了处
【答案】AC
【解析】A．根据波动图像以及M点的振动图像可知，时质点M沿y轴正方向振动，由同侧法可知该波沿x轴负方向传播，故A正确；
B．由题图乙可知周期
即内质点M通过的路程
故B错误；
C．由题图甲得波长
由波速计算公式
解得该列波的传播速度
故C正确；
D．机械波中的质点不随时间迁移，只在平衡位置附近振动，故D错误。
三、实验题：本大题共2小题，共18分。
11. 徐同学进行“用单摆测定重力加速度”的实验装置如图甲所示。

（1）该同学为了探究单摆振动的周期与单摆的振幅（摆幅）的关系，在保持其他要素不变的情况下，第1次使单摆在摆动过程中的摆角等于4°，第2次使摆角等于3°，若该同学正确操作，则第1次测得的周期________（填“大于”“小于”或“等于”）第2次测得的周期。
（2）该同学用游标卡尺测量摆球的直径，示数如图乙所示，该摆球的直径_______mm。
（3）实验结束后，该同学思考如何能够提高测量结果的精确度时，提出了以下想法，其中可行的是______。
A.当单摆经过最高位置时开始计时
B.选择不易伸长的细线作为摆线
C.选择质量和体积较大的球作为摆球
D.摆角应尽可能小些
【答案】（1）等于 （2）9.8 （3）B
【解析】（1）[1]由单摆周期公式可知，单摆的周期与摆角无关，故两次测得周期相等；
（2）[2]由图示游标卡尺可知，主尺的示数是9mm，游标尺的示数是8×0.1mm=0.8mm，则游标卡尺示数，即小球直径
（3）[3]为了提高测量结果的精确度，可以选择不易伸长的细线作为摆线，应该在单摆经过最低位置时开始计时，选择体积小密度较大的小球。
故选B。
12. 实验小组的同学正在测定某石墨烯电池的电动势E和内阻r，已知该电池的电动势在11V~13V之间，内阻小于2Ω。为了尽量减小实验误差，同学们经过讨论设计的实验电路如图甲所示。

（1）实验用的电流表的量程为0~0.6A，为了精确测量该电流表的内阻，实验小组的同学又向实验室申领了定值电阻R0和另一个电流表，实验电路如图乙所示。已知定值电阻R0比电流表的内阻略小，则电流表应选用的量程为________ A（填“0～0.6”或“0～3”），正确连接电路后闭合开关S，调节滑动变阻器的滑片使两表均有适当的示数，记录下此时电流表的示数和电流表的示数，则电流表的内阻为________（用、和表示）。
（2）若实验小组在上述实验中测得电流表的内阻为3.0Ω，他们接着连接图甲电路并正确操作，多次改变滑动变阻器的阻值，读出电流表和电压表的示数，得到多组数据，根据实验数据绘制的图线如图丙所示。由此可知该石墨烯电池的电动势________V、内阻________Ω。（计算结果均保留一位小数）
【答案】（1）0~3 （2）12.6 1.6
【解析】（1）[1]定值电阻R0比电流表A的内阻略小，则流过R的电流比流过电流表A的电流大，则干路中的电流表A1应选用的量程为0~3A；
[2]根据并联电路的特点有
解得电流表A的内阻为
（2）[3][4]根据闭合电路欧姆定律有
可得
可知图丙中图像的纵轴截距等于电动势，则有
图像的斜率绝对值为
解得内阻为
四、计算题：本大题共3小题，共30分。
13. 如图所示，固定光滑斜面的倾角，与斜面底边平行的PQ、MN为斜面上有界匀强磁场的两条边界，宽度的匀强磁场的磁感应强度大小、方向垂直于斜面向下。质量、电阻的矩形导体框abcd置于斜面上，ab边长，bc边长，cd边水平且与磁场边界PQ、MN平行，初始时cd边与PQ间的距离也为。现将导体框由静止开始释放，导体框在ab边进入磁场时仍然在加速，导体框在经过边界MN的过程中恰好做匀速运动，直至离开磁场区域，取重力加速度大小，求：
（1）导体框的cd边刚进入磁场时，cd边切割磁感线产生的感应电动势；
（2）导体框在经过边界MN的过程中的速度大小v。
【答案】（1）3.2V；（2）5m/s
【解析】（1）当导体框的cd边刚进入磁场时，设其速度大小为，根据动能定理可得
解得
导体框的cd边切割磁感线产生的感应电动势为
解得
（2）导体框在经过边界线MN的过程中做匀速运动，产生的感应电动势为
根据闭合电路的欧姆定律可知，回路中的电流
导体框ab边受到的安培力大小
根据受力平衡有
联立解得
14. 如图所示，在竖直平面内xOy坐标系的的空间中存在沿y轴负方向（竖直向下）的匀强电场，在的空间中存在方向垂直于xOy平面向里、磁感应强度大小为B的匀强磁场。一电荷量为q、质量为m的带正电的粒子从y轴上的P点由静止开始释放，一段时间后从原点O进入磁场，经磁场偏转一次后从x轴上的C点返回电场。已知，不计粒子受到的重力。求：
（1）匀强电场的电场强度大小E；
（2）粒子从P点到第一次经过C点所用的时间t。
【答案】（1）；（2）
【解析】（1）设粒子在磁场中运动的速度大小为，做匀速圆周运动的半径为，根据洛伦兹力提供向心力有
根据几何关系有
设粒子在电场中做匀加速运动的加速度大小为，根据牛顿第二定律有
根据运动规律有
解得
（2）设粒子从点运动到点的时间为，根据运动规律有
粒子在磁场中做完整的圆周运动的周期
粒子从点到第一次经过点所用的时间
解得
15. 如图所示，轻质弹簧的左端与固定在水平轨道上的竖直挡板相连，在外力作用下小物块A缓慢将弹簧右端压缩至O点并保持静止，小物块B静置于水平轨道上的P点，P点与挡板间的水平轨道光滑，P点右侧的水平轨道粗糙。现由静止释放小物块A，弹簧恢复原长一段时间后，A、B发生弹性碰撞，碰撞前瞬间A的速度大小。A、B均可视为质点，它们的质量分别为、，它们与P点右侧的水平轨道间的动摩擦因数均为，重力加速度大小，弹簧始终在弹性限度内，水平轨道足够长。
（1）求A静止在O点时，弹簧的弹性势能；
（2）求A、B发生碰撞后瞬间，B的速度大小；
（3）若A、B第二次发生碰撞时B已经静止，求A、B第二次发生碰撞前瞬间A的动能。
【答案】（1）；（2）；（3）
【解析】（1）A由O点到P点过程中，根据机械能守恒定律有
解得
（2）设A、B发生碰撞后瞬间，A、B的速度分别为、，根据动量守恒定律有
根据能量守恒定律有
解得
（3）设A、B发生碰撞后，B滑行位移x后静止，根据动能定理有
在（2）中解得
从A、B发生第一次碰撞后瞬间到A、B第二次发生碰撞前瞬间，根据动能定理有
解得