广东省广州市广东实验中学越秀学校2024-2025学年高二（下）期中物理试卷（含解析）

这是一份广东省广州市广东实验中学越秀学校2024-2025学年高二（下）期中物理试卷（含解析），共20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。
一、单选题：本大题共7小题，共28分。
1.使用蓝牙耳机接听手机来电，信号传输示意图如图所示，以下说法正确的是( )
A. 蓝牙通信的电磁波是可见光
B. 在同种介质中，蓝牙通信的电磁波波长比手机通信的电磁波波长短
C. 两束蓝牙通信的电磁波在任何情况下都不会发生干涉
D. 蓝牙通信的电磁波在真空中的传播速度小于光速
2.关于教材中插图所涉及的物理知识，下列描述正确的是( )
A. 图甲为关于麦克斯韦电磁场理论，变化的磁场周围空间一定产生变化的电场
B. 图乙为共振筛，增加筛子质量，一定能使筛子振幅增大
C. 图丙为真空冶炼炉，通入线圈的高频电流在线圈中产生热量，从而冶炼金属
D. 图丁为钳型电流表，其变压器是一个升压变压器
3.某小组用图a的风速仪研究交流电，风杯在风力作用下带动与其连在一起的永磁铁转动；某一风速时，线圈中产生的交变电流如图b所示，则( )
A. 该交变电流的周期为t0B. 该交变电流的频率为2t0
C. 该交变电流的有效值为 22ImD. 该交变电流的峰值为 2Im
4.如图所示为远距离交流输电的简化电路图。发电厂的输出电压是U，用等效总电阻是r的两条输电线输电，输电线路中的电流是I1，其末端间的电压为U1。在输电线与用户间连有一理想变压器，流入用户端的电流为I2。则下列说法错误的是( )
A. 用户端的电压I1U1I2B. 发电厂的输出功率为I1U+I12r
C. 输电线路上损失的电功率为I12rD. 输电线上的电压降为U−U1
5.弹簧振子以点O为平衡位置，在A、B两点之间做简谐运动。取向右为正方向，振子的位移x随时间t的变化如图所示，下列说法正确的是( )
A. t=0.2s时，振子正在做加速度减小的加速运动
B. t=0.4s到t=0.8s的时间内，振子的速度逐渐减小
C. t=0.8s时，振子的速度方向向左
D. t=0.4s和t=1.2s时，振子的加速度完全相同
6.我国的YLC−2E型反隐形米波雷达能探测到450公里外超音速飞行的各类隐形战斗机，堪称隐形战斗机的克星，它标志着我国雷达研究又创新的里程碑。米波雷达发射无线电波的波长在1m∼10m范围内，一列米波在t=0时刻的波形图如图所示，P、Q是波上的两个质点，接下来质点Q比质点P先到达波峰，再经过t0时间，质点Q在t=0时刻后第一次到达波谷。下列说法正确的是( )
A. 该波沿x轴负方向传播
B. t=0时刻后的一小段时间内质点P的速度将减小
C. 该波的频率为34t0
D. 该波的波速为10mt0
7.地动仪是世界上最早的感知地震装置，由我国杰出的科学家张衡在洛阳制成，早于欧洲1700多年如图所示，为一现代仿制的地动仪，龙口中的铜珠到蟾蜍口的距离为ℎ，当感知到地震时，质量为m的铜珠(初速度为零)离开龙口，落入蟾蜍口中，与蟾蜍口碰撞的时间约为t，则铜珠对蟾蜍口产生的冲击力大小约为( )
A. m 2gℎt+mgB. m 2gℎtC. m gℎtD. m gℎt−mg
二、多选题：本大题共3小题，共18分。
8.下列对各图的叙述，正确的是( )

A. 图甲是小区门口利用光敏电阻R1及定值电阻R2设计的行人监控装置，光敏电阻无光照时，阻值较大，阻值随光照的增强而减小。当有人通过而遮住光线时，A、B之间电压增大
B. 图乙为一个单摆做受迫振动的振幅A与驱动力频率f的曲线，此单摆的固有周期约为2s
C. 图丙中两个相干简谐横波在同一区域传播，b、d连线的中点始终是振动加强点
D. 图丁为移动的振动片上金属丝周期性触动水面形成水波的多普勒效应，表明振动片正向左移动
9.如图所示是LC振荡电路和通过点P的电流随时间变化的规律。若把流过点P向右的电流规定为正方向，则( )
A. 在t1∼t2内，电容器C在充电
B. 在t1∼t2内，电容器C的上极板带正电
C. 在t2∼t3内，磁场能正在转化为电场能
D. 在t2∼t3内，点Q的电势比点P的电势高
10.两块小木块A和B中间夹着一轻质弹簧，用细线捆在一起，放在光滑的水平台面上，将细线烧断，木块A、B被弹簧弹出，最后落在水平地面上，落地点与平台边缘的水平距离分别为lA=1 m，lB=2 m，如图所示，则下列说法正确的是 ( )
A. 木块A、B离开弹簧时的速度大小之比vA:vB=1:2
B. 木块A、B的质量之比mA:mB=2:1
C. 木块A、B离开弹簧时的动能之比EA:EB=1:2
D. 弹簧对木块A、B的冲量大小之比IA:IB=1:2
三、实验题：本大题共2小题，共18分。
11.如图(a)所示，某同学用图装置做验证动量守恒定律的实验。先将a球从斜槽轨道上某固定点处由静止开始滚下，在水平地面上的记录纸上留下压痕，重复10次；再把同样大小的b球放在斜槽轨道末端水平段的最右端附近静止，让a球仍从原固定点由静止开始滚下，和b球相碰后，两球分别落在记录纸的不同位置处，重复10次。
(1)本实验必须测量的物理量有___________
A.斜槽轨道末端到水平地面的高度H
B.小球a、b的质量ma、mb
C.小球a、b的半径r
D.小球a、b离开斜槽轨道末端后平抛飞行的时间t
E.记录纸上O点到A、B、C各点的距离OA、OB、OC
F.a球的固定释放点到斜槽轨道末端水平部分间的高度差ℎ
(2)小球a、b的质量应该满足ma____mb。(填“大于”、“小于”或“等于”)：
(3)让a球仍从原固定点由静止开始滚下，和b球相碰后，下述正确的是___________
A.两小球碰后到落地在空中运动时间相同
B.为保证实验成功，斜槽轨道应尽量光滑
C.两小球碰后，小球a的落地点是图中水平面上的A点
D.两小球碰后，小球b的落地点是图中水平面上B点
(4)把米尺的零刻度跟记录纸上的O点对齐，图(b)可得OB距离为________cm
(5)按照本实验方法，验证动量守恒的验证式是_____________________(用题目提供的符号表示)
12.实验小组的同学在实验室做“用单摆测量重力加速度的大小”的实验。
(1)下列最合理的装置是___________
A. B．
C. D．
(2)用游标卡尺测量摆球直径，游标卡尺的示数如图所示，则摆球直径左d=__________mm
(3)该小组的同学测得小球的直径为d，悬点到小球上端绳长记为L，把小球拉开一个小角度，让小球在竖直平面内稳定摆动，某次经过平衡位置时，数1并开始计时，再次经过平衡位置时数2……，当数n时结束计时，
总时间记为t，则重力加速度大小为g=__________。(用题中物理量的符号表示)
(4)若该实验小组发现测得的g值偏大，可能的原因是___________
A.开始计时时，秒表提前按下了
B.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
C.把n当作单摆全振动的次数
四、简答题：本大题共1小题，共8分。
13.如图甲所示，两小球a、b在足够长的光滑水平面上发生正碰，碰撞时间不计，小球a、b质量分别为m1和m2，且m1=200g。两小球碰撞前后位移随时间变化的x−t图像如图乙所示。
(1)求解b小球质量m2；
(2)通过计算判断改碰撞为弹性还是非弹性碰撞。
五、计算题：本大题共2小题，共28分。
14.如图所示，面积为0.02m2，内阻不计的100匝矩形线圈ABCD，绕垂直于磁场的轴OO′匀速转动，转动的角速度为100rad/s，匀强磁场的磁感应强度为 22T。矩形线圈通过滑环与理想变压器相连，触头P可移动，副线圈所接电阻R=50Ω，电表均为理想交流电表。当线圈平面与磁场方向平行时开始计时，结果可用根号或π表示。求：
(1)线框中感应电动势的瞬时值表达式；
(2)由图示位置转过90 ∘角的过程产生的平均感应电动势；
(3)当原、副线圈匝数比为2:1时，电阻R上消耗的功率。
15.如图(a)所示，木板静止在光滑水平面上，木板右侧距离为x处固定弹性挡板。质量m=3kg的小物块以v0=4m/s的初速度从最左端冲上木板，一段时间后木板与挡板发生弹性碰撞(忽略碰撞时间)，木板以原速度大小反弹。木板与小物块之间的动摩擦因数μ=0.4。第一次碰撞完瞬间开始的0.25s内木板的v−t图像如图(b)所示，此过程木板的加速度大小为a，在以后的运动过程中，小物块始终没有滑离木板。重力加速度g=10m/s2，求：
(1)加速度a的大小和木板的质量M；
(2)木板与固定挡板碰撞瞬间，小物块的速度大小；
(3)初始时木板右侧与固定弹性挡板间的距离x；
(4)从小物块冲上木板到木板与弹性挡板碰后0.25s的过程中，由于摩擦而产生的内能。
答案解析
1.【答案】B
【解析】【分析】
根据信号传输的示意图，明确蓝牙通信所用电磁波的频率范围，结合公式c=λf判断；根据电磁波在真空中的传播速度均等于光速判断。
本题考查对电磁波谱的认识，要注意掌握分析电磁波谱的方法，明确各各种电磁波在电磁波谱中的位置，知道发生干涉的条件。
【解答】
A.蓝牙通信用的电磁波不在可见光频率范围内，不是可见光信号，故A错误；
B.蓝牙通信比手机通信的电磁波频率高，根据公式c=λf，可知蓝牙波长比手机通信的电磁波短，故B正确；
C.两束蓝牙通信的电磁波在频率相同时可以发生干涉，故C错误；
D.蓝牙通信使用的是电磁波，在真空中传播速度与光速相同，故D错误。
故选B。
2.【答案】D
【解析】A.图甲为关于麦克斯韦电磁场理论，均匀变化的磁场周围空间产生恒定的电场，故A错误；
B.图乙为共振筛，由于固有频率与驱动力频率大小未知，增加筛子质量，不一定能使筛子振幅增大，故B错误；
C.真空冶炼炉，当炉外线圈通入高频交流电时，在金属块中会产生涡流，金属块中就会产生大量热量，从而冶炼金属，故C错误；
D.钳形电流表中的实际电流I2小于被测通电导线中的电流I1，根据变压器电流与匝数比关系 n1n2=I2I1 可知，n10 ，即 ma−mb>0 ， ma>mb 。
故答案为“大于”。
(3)A.两小球碰后做平抛运动，竖直高度相同，则落地在空中运动时间相同，选项A正确；
B.斜槽轨道是否光滑，对实验无影响，只要到达底端的速度相等即可，选项B错误；
C.两小球碰后，小球a的落地点是图中水平面上的A点，选项C正确；
D.两小球碰后，小球b的落地点是图中水平面上C点，选项D错误。
故选AC。
(4)由图可知OB距离为 64.4cm ( 64.2∼64.5 )
(5)设落地时间为t，B为碰前入射小球落点的位置，A为碰后入射小球的位置，C为碰后被碰小球的位置，碰撞前入射小球的速度 v1=OBt ；碰撞后入射小球的速度 v2=OAt ；碰撞后被碰小球的速度 v3=OCt ；若 mav1=mav2+mbv3
则表明通过该实验验证了两球碰撞过程中动量守恒，代入数据得 maOB=maOA+mbOC
故答案为 maOB=maOA+mbOC
12.【答案】(1)D
(2)10.4
(3) (n−1)2π2(L+d2)t2
(4)C

【解析】(1)为减小空气阻力的影响，应选用密度较大铁球，同时用不可伸长的细丝线，将悬挂点固定。
故选D。
(2)游标卡尺的精确度为0.1mm，读数为10mm+ 4×0.1 mm=10.4mm
(3)由题可知单摆的周期为 T=tn−12=2tn−1
根据单摆周期公式有 T=2π L+d2g
解得 g=(n−1)2π2(L+d2)t2
(4)根据单摆的周期公式 T=2π Lg
得 g=4π2LT2
A.实验中开始计时，秒表提前按下，测得周期偏大，则测得的重力加速度偏小，故A错误；
B.摆动后出现松动，知摆长的测量值偏小，则测得的重力加速度偏小，故B错误；
C.把n当作单摆全振动的次数，测得周期偏小，则测得的重力加速度偏大，故C正确；
故选C。
13.【答案】(1)0.6kg；(2)为弹性碰撞
【解析】(1)根据 x−t 图像可知，碰撞前a、b的速度分别为
va=82m/s=4m/s ， vb=0
碰撞后a、b的速度分别为
v′a=−86−2m/s=−2m/s ， v′b=16−86−2m/s=2m/s
根据动量守恒可得
m1va=m1v′a+m2v′b
解得b小球的质量为
m2=0.6kg
(2)碰撞前a、b系统的动能为
Ek=12m1va2=12×0.2×42J=1.6J
碰撞后a、b系统的动能为
E′k=12m1v′a2+12m2v′b2=12×0.2×22J+12×0.6×22J=1.6J
由于
Ek=E′k
可知碰撞为弹性碰撞。
14.【答案】解：(1)感应电动势的最大值 Em=nBSω=100 2 V
线框中感应电动势的瞬时值表达式为 e=Emcsωt=100 2cs100t (V)
(2)线圈转过90°角过程中产生的平均感应电动势 E=nΔΦΔt=nBS14×2πω=200 2π V
(3)电压表示数为电压的有效值，则 U=Em 2=100 V
电阻R两端的电压满足 UU2=n1n2
则电阻R上消耗的功率 P=U22R=50 W

【解析】详细解答和解析过程见【答案】
15.【答案】解：(1)根据v−t图像的斜率表示加速度，可知木板的加速度大小为 a=ΔvΔt=30.25m/s2=12m/s2
对木板，根据牛顿第二定律得μmg=Ma
解得木板的质量为：M=1kg
(2)小物块在木板上滑行，取向右为正方向，根据动量守恒定律可得
mv0=Mv1+mv2
其中：v1=3m/s
解得：v2=3m/s
(3)由以上分析可知木板与挡板碰撞前已经共速，若共速时木板刚好与挡板碰撞，对木板，根据动能定理可得 μmgx=12Mv12
解得：x=0.375m
故 x≥0.375m
(4)木板与挡板碰撞前物块与木板摩擦生热 Q1=12mv02−12mv22−12Mv12=6J
木板与挡板碰撞后的0.25s内由动量守恒和能量关系 mv2−Mv1=mv3 ， Q2=12mv22−12Mv12−12mv32=3J
可知 Q=Q1+Q2=9J

【解析】详细解答和解析过程见【答案】