【物理】广东省部分学校2024-2025学年高二下学期期中联考试题（解析版）

这是一份【物理】广东省部分学校2024-2025学年高二下学期期中联考试题（解析版），共17页。试卷主要包含了选择题的作答，非选择题的作答等内容，欢迎下载使用。
本试卷共8页，15题。全卷满分100分。考试用时75分钟。
注意事项：
1．答题前，先将自己的姓名、准考证号填写在答题卡上，并将准考证号条形码粘贴在答题卡上的指定位置。
2．选择题的作答：每小题选出答案后，用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。写在试题卷、草稿纸和答题卡上的非答题区域均无效。
3．非选择题的作答：用签字笔直接答在答题卡上对应的答题区域内。写在试题卷、草稿纸和答题卡上的非答题区域均无效。
4．考试结束后，请将本试题卷和答题卡一并上交。
一、单项选择题：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，只有一项是符合题目要求的。
1. 下列四幅图是光学中的常见现象，说法正确的是（ ）
A. 图甲是白光通过狭小的双缝发生的干涉现象
B. 图乙是激光射向不透明圆盘产生的衍射图样
C. 图丙是红光通过单缝发生的衍射现象
D. 图丁是通过3D眼镜看电脑显示器的照片，是由于两侧镜片为透振方向不同的偏振片造成的
【答案】D
【解析】A．图甲是中间宽两边对称变窄的单缝衍射图样，故A错误；
B．根据衍射条纹的特点可知，图乙属于圆孔衍射，故B错误；
C．图丙是等间距的明暗相间的条纹，这是双缝干涉形成的，故C错误；
D．3D眼镜的两个镜片是两个透振方向互相垂直的偏振片，图中电脑显示屏发出的偏振光的透振方向与左侧镜片垂直，没有光穿过左侧镜片，通过左侧镜片看不见电脑显示屏，电脑显示屏发出的偏振光的透振方向与右侧镜片平行，有光穿过右侧镜片，通过右侧镜片能看见电脑显示屏，故D正确。
故选D。
2. 某种风力发电机的原理如图甲所示，发电机线圈固定，磁体在外力驱动下绕线圈对称轴逆时针转动。两磁体间的磁场可视为匀强磁场，从图甲所示位置开始计时，向外输出的电压u随时间t变化的关系图像如图乙所示，下列说法正确的是（ ）
A. 该交流电输出电压的有效值为
B. 磁体转动的角速度为
C. 图甲所示位置为感应电动势最大的位置
D. 图甲所示位置线圈ab边的感应电流方向由a指向b
【答案】C
【解析】A．该交流电是正弦式交流电，可得输出电压的有效值为，故A错误；
B．交流电的周期为，则磁体转动的角速度为
故B错误；
C．图甲所示位置线圈平面与中性面垂直，此时磁通量为零，磁通量的变化率最大，感应电动势最大，故C正确；
D．根据楞次定律可知，图甲所示位置感应电流的方向由b指向a，故D错误。
故选C。
3. 如图甲所示，“笑脸弹簧小人”由头部、轻弹簧及底座组成，将弹簧小人静置于桌面上，其简化模型如图乙所示，头部在O点时刚好静止。现将头部压到B点由静止释放，头部在AB之间上下振动，底座始终未离开地面，不计空气阻力，且弹簧始终在弹性限度内，下列说法正确的是（ ）
A. 头部在上下振动的过程中受到重力、弹力和回复力
B. 头部从O点向A点运动过程中，速度逐渐减小
C. 头部从O点向A点运动过程中，加速度逐渐减小
D. 头部在上下振动过程中，头部的机械能守恒
【答案】B
【解析】A．头部在上下振动时，做简谐运动，重力和弹力的合力提供回复力，故A错误；
BC．头部从O点向A点运动过程中，是从平衡位置向最大位移位置运动，速度减小，加速度增大，故B正确，C错误；
D．在整个运动过程中，头部和弹簧组成的系统机械能守恒，故D错误。
4. 如图所示，颠球是足球运动中的一项基本功，若某次颠球中，颠出去的足球竖直向上运动之后又落回到原位置，设整个运动过程中足球所受阻力大小不变。下列说法正确的是（ ）
A. 球从颠出到落回的时间内，重力的冲量为零
B. 球从颠出到落回的时间内，阻力的冲量为零
C. 球上升阶段与下降阶段合外力的冲量大小相等
D. 球上升阶段动能的减少量大于下降阶段动能的增加量
【答案】D
【解析】AB．力和力的作用时间的乘积叫做力的冲量，重力的方向不变，故重力冲量的大小不为零，由于上升阶段足球的加速度较大，下降阶段足球的加速度较小，由运动学规律知上升阶段的时间比下降阶段的时间短，且整个过程中阻力的大小不变，故阻力的冲量也不为0，故AB错误；
C．球上升时合力为重力加阻力，下降时合力为重力减阻力，故上升时合外力比下降时合外力大，上升时加速度大于下降时加速度，设上升阶段球的初速度为，末速度为0，则动量的变化量大小
下降阶段初速度为0，由于上升时加速度比下降时加速度大，根据可知，其末速度
则动量的变化量大小，则球上升阶段动量的变化量大小大于下降阶段动量的变化量大小，由动量定理可知，球上升阶段动量的变化量即球上升阶段所受的合外力的冲量，球下降阶段动量的变化量即球下降阶段所受的合外力的冲量，则球上升阶段合外力的冲量大于下降阶段合外力的冲量，故C错误；
D．根据C分析，落回时的速度小于上升时的速度，根据动能定理，上升时的动能减少量等于，下降时的动能增加量等于，所以球上升阶段动能的减少量大于下降阶段动能的增加量，故D正确。
故选D。
5. 如图所示为某简谐横波在时刻的波形图，图乙为质点P的振动图像，则下列说法正确的是（ ）
A. 该波的波长为
B. 该波的波速为1.5m/s
C. 该波沿x轴负方向传播
D. 0~1s时间内，质点P沿x轴运动了
【答案】A
【解析】AB．由图甲可知，该波的波长，由图乙可知，该波的周期
该波的波速，故A正确，B错误；
C．由图乙可知，在时刻，质点P的速度沿y轴正方向，根据上下坡法可知，该波沿x轴正方向传播，故C错误；
D．质点P在平衡位置附近上下振动，不会随波迁移，故D错误。
故选A。
6. 如图所示，在水平虚线上方空间存在着垂直于纸面向外的匀强磁场，质子（）从O点以速度水平向右射入磁场，沿轨迹OA从下边界飞出磁场，飞出时相对入射方向的偏转角为90°；粒子（）从O点以速度水平向右射入磁场，沿轨迹OB从下边界飞出磁场，飞出时相对入射方向的偏转角为60°，不计质子和粒子的重力，则质子和粒子在磁场中运动的（ ）
A. 轨迹半径之比为2∶1B. 速率之比为2∶1
C. 周期之比为1∶2D. 时间之比为2∶1
【答案】C
【解析】A．质子和粒子的圆心和如图所示
设质子的轨迹半径，对粒子，由几何关系可得
解得
故质子和粒子的轨迹半径之比为1∶2，故A错误；
B．由牛顿第二定律可得
化简可得
已知质子和粒子的比荷之比为2∶1，则速率之比为1∶1，故B错误；
C．周期
可知质子和粒子的周期之比为1∶2，故C正确；
D．速度偏转角即圆心角，则质子的运动时间
粒子的运动时间
故质子和粒子在磁场中运动的时间之比为3∶4，故D错误。
故选C。
7. 如图所示，将厚度为h和宽度为d的金属板放在匀强磁场中，以金属板的一个顶点为坐标原点建立Oxyz坐标系。当金属板中通有沿z轴正方向的恒定电流I时，金属板的上、下表面之间产生稳定的电压。已知该金属板单位体积内自由电子的个数为n，电子的电荷量为，匀强磁场的磁感应强度大小为B，方向沿x轴负方向，下列说法正确的是（ ）
A. 金属板上表面的电势高于下表面的电势
B. 金属板的上、下表面之间产生的稳定电压的大小为
C. 金属板内自由电子所受洛伦兹力的大小为
D. 金属板内载流子定向移动的速率为
【答案】B
【解析】A．沿z轴正方向通有恒定电流，则电子移动方向沿z轴负方向，磁感应强度方向沿x轴负方向，根据左手定则可知，负电荷向上偏转，故金属板上表面的电势低于下表面的电势，故A错误；
B．根据平衡条件得
又因为，
解得稳定电压的大小
故B正确；
C．金属板内载流子所受洛伦兹力的大小
联立以上解得
故C错误；
D．由B项分析可得，金属板内载流子定向移动的速率
故D错误。
故选B。
二、多项选择题：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. 近年来，机械振动采收机因其高效、节省人力成本的优点，逐渐成为橄榄采摘的主流工具。如图所示是拖拉机背负式橄榄果液压振动采收机振动树干工作的场景，下列说法正确的是（ ）
A. 在同一棵树上采集橄榄，采收机的振动频率越高，采集效果越好
B. 随着采收机的振动频率的增加，树干振动的幅度一定增大
C. 针对不同树木，落果效果最好的振动频率可能不同
D. 振动稳定后，不同粗细树干的振动频率与采收机的振动频率相同
【答案】CD
【解析】A．当采收机的振动频率等于树木的固有频率时产生共振，此时树干的振幅最大，采集效果最好，故A错误；
B．随着采收机振动频率的增加，树干振动的幅度不一定增大，采集效果不一定越好，故B错误；
C．不同树木的固有频率不同，针对不同树木，落果效果最好的振动频率可能不同，故C正确；
D．树干在采收机的振动下做受迫振动，则稳定后，不同粗细树干的振动频率与采收机的振动频率相同，故D正确；
故选CD。
9. 将绳的两端、分别用手捏住以相同的频率上下振动，在图示时刻，绳波a、b刚好分别传到A、B两点。绳波a的振幅为1.5d，绳波b的振幅为d，P是的中点，下列说法正确的是（ ）
A. 两端、的起振方向均向上
B. 若减小端的振动频率，绳波a的传播速度变慢
C. 若停止端的振动，绳中b波的波形立即消失
D. 两端、的振动形式会同时传到P点，且P点的振幅为2.5d
【答案】AD
【解析】A．由绳波的振动方向和传播方向的同侧垂直法可知，A、B两点的起振方向向上，振源、的起振方向和A、B两点的起振方向相同，故A正确；
B．机械波的波速由介质决定，故B错误；
C．振源的振动停止后，绳中b波的波形会继续向左传播，故C错误；
D．由可知，两端、的振动形式同时传到P点，且起振方向相同，故P点是振动加强点，振幅为两振源振幅之和，即2.5d，故D正确。
故选AD。
10. 如图所示，玩具小炮车发射质量为的弹珠A，初速度大小，发射角。它飞行到最高点时与大小相同、质量为的弹珠B发生碰撞，碰撞时间极短。碰后弹珠A、B平抛的水平位移大小之比为1∶2，空气阻力忽略不计，重力加速度，，。下列说法正确的是（ ）
A. 碰前瞬间弹珠A的速度大小为4m/s
B. 碰后瞬间弹珠A的速度大小为2m/s，方向向左
C. 碰后瞬间弹珠B的速度大小为2m/s，方向向右
D. 弹珠A、B碰撞过程中机械能守恒
【答案】AC
【解析】A．弹珠A做斜抛运动，由运动的合成和分解得，碰前瞬间弹珠A的速度大小为
故A正确；
BC．弹珠A、B碰撞过程水平方向动量守恒，可得
碰后弹珠A、B平抛的水平位移大小之比为1∶2
则或
解得，或者，（不符合碰撞的能量关系，舍去），故B错误，C正确；
D．弹珠A、B碰撞过程中机械能的变化量
解得
故D错误。
故选AC。
三、非选择题：本题共5小题，共54分。
11. 下列是两位同学做实验的部分步骤。
（1）在“用单摆测量重力加速度”实验中：
①某同学组装单摆时，用一块开有狭缝的橡皮夹牢摆线的上端，再用铁架台的铁夹将橡皮夹紧，如图甲所示，这样做的目的是保证______（填“A”或“B”）。
A.摆动过程中摆长不变 B.摆球在同一竖直平面内摆动
②两位同学用游标卡尺测量小球的直径如图乙、丙所示，测量方法正确的是图______（填“乙”或“丙”）。
（2）如图丁所示，在“用双缝干涉测光的波长”实验中，将实验仪器按要求安装在光具座上，观察到清晰的干涉条纹。若他对实验装置进行了调整后，在光屏上仍能观察到清晰的条纹，且条纹数目有所增加，则该调整可能是______（填正确答案标号）。
A. 仅增加光源与滤光片间的距离
B. 仅增加单缝与双缝间的距离
C. 仅将单缝与双缝的位置互换
D. 仅将红色滤光片换成绿色滤光片
【答案】（1）A 丙 （2）D
【解析】（1）[1]用一块开有狭缝的橡皮夹牢摆线，再用铁架台的铁夹将橡皮夹紧，从而保证摆动过程中摆长不变，上述做法并不能保证摆球在同一竖直平面内摆动。
故选A。
[2]游标卡尺应该用两外测量爪对齐的地方测量，正确的是图丙。
（2）该同学对实验装置调节后，在光屏上仍能观察到清晰的条纹，且条纹数目有所增加，可知相邻条纹间的宽度减小，由公式可知，该调节可能是更换波长更短的光做实验，即将红色滤光片换成绿色滤光片，其他选项的调节都达不到该实验效果。
故选D。
12. 如图甲所示为验证碰撞中的动量守恒的实验装置，其中AB是斜槽，BC是水平槽，斜槽与水平槽平滑相接，实验操作如下：
①利用重垂线，记录水平槽末端在白纸上的投影点O；
②取小球1，使小球1从斜槽上某一位置由静止释放，落在垫有复写纸的白纸上留下痕迹，重复本操作多次；
③把小球2放在水平槽的末端，小球1从原位置由静止释放，与小球2碰撞后，落在白纸上留下各自的落点痕迹，重复本操作多次；
④在白纸上确定平均落点位置M、N、P。
（1）实验中小球1的质量为，半径为，小球2的质量为，半径为，则两小球的质量和半径关系需满足（ ）（填正确答案标号）。
A. ，B. ，
C. ，D. ，
（2）已知刻度尺的零刻度线与O点对齐，由图乙读得______cm。
（3）图甲中M点为碰撞后小球______（填“1”或“2”）的落点平均位置，正确操作实验后，测量出各落点距O点的水平距离OM、ON、OP，则在实验误差允许的范围内本实验中用来验证动量守恒定律的表达式为______（用、、OM、OP、ON表示，、较小，可忽略不计）。
（4）如图甲所示，若实验小组在记录投影点O后，由于失误将白纸水平向右移动了一段距离，再进行上述②③④步骤，则计算得到的碰撞前系统的总动量______（填“大于”“等于”或“小于”）碰撞后的总动量。
【答案】（1）C （2）45.00 （3）1 （4）大于
【解析】（1）为使两小球发生正碰且碰撞后不发生反弹，小球1的质量应大于小球2的质量，且半径相同，即，，C项符合题意。
故选C。
（2）刻度尺最小分度值为0.1cm，读数保留到百分位，故该刻度尺的读数规则可得
（3）[1][2]M点的水平位移最小，是碰撞后小球1平均落点的位置，根据动量守恒定律可得
可得
（4）如图甲所示，若实验小组在记录投影点O后，由于失误将白纸水平向右移动了一段距离，则测量的小球的水平位移都变小，设白纸水平向右移动的距离为x，则碰撞前系统的总动量减小
碰撞后系统的总动量减小
则
可知，所以计算得到的碰撞前系统的总动量大于碰撞后的总动量。
13. 如图所示为玻璃砖的横截面ABCD，其中边长，。某同学用激光笔以角度射向玻璃砖AD边的中点O。已知玻璃砖对该激光的折射率为，激光在空气中传播的速度为c。
（1）求激光进入玻璃砖的折射角的大小；
（2）试计算分析激光能否从玻璃砖的AB边射出；
（3）求激光在玻璃砖中传播的最短时间t 。
【答案】（1） （2）否 （3）
【解析】（1）由折射定律可得
代入数据解得
（2）激光在玻璃砖中的光路图如图所示。
由几何关系知激光在AB边的入射角
玻璃砖发生全反射的临界角满足
由于
故，激光会在玻璃砖AB边发生全反射，不能从AB边射出。
（3）由几何关系可得
激光在玻璃砖中传播的最短路程
激光在玻璃砖中传播时间
又
联立解得激光在玻璃砖中传播的最短时间
14. 如图甲所示为高铁动力系统供电流程的简化图，发电厂输出电压为、电流为的正弦交流电，牵引变电所的理想变压器将发电厂的高压电进行降压，动力车厢内的理想变压器再次降压，为动力系统供电，驱动高铁运行。已知牵引变电所的变压器的原、副线圈匝数之比为，动力车厢内的理想变压器的原、副线圈匝数之比为，架空线的总内阻为r。
（1）架空线损耗的功率；
（2）动力系统的电压；
（3）若动力系统可看成图乙所示的简化模型，通过整流器使AB端输出电压恒为U的直流电，在足够长的区域ABCD存在磁感应强度大小为B、垂直纸面方向的匀强磁场（图中未画出），导体棒MN的长度为L，电阻为R，通过导体棒连接车轮间的车轴，驱动动力车厢向右运行，运动过程中动车所受阻力的大小恒为f，求动力车厢最终稳定运行的速度大小v和动力车厢受到的安培力大小F。
【答案】（1） （2） （3），
【解析】（1）由变压器规律可得
由题意可得
架空线损耗的功率
联立解得
（2）由变压器规律和欧姆定律可得
因为，
由题意可得
联立解得
（3）图乙中，当动力车厢受到安培力F和阻力f等大反向时，动力车厢匀速稳定运行，有
因为 ，，
联立解得
15. 滑雪是人们在冬季喜爱的户外运动。如图所示，斜面的倾角为，滑车（含坐在上面的人）的总质量，从距斜面底端高度处的A点沿斜面由静止开始下滑，然后从B点进入水平滑道，水平滑道上C处有一儿童坐在雪橇上静止，总质量。已知B、C两点的距离，滑车和雪橇与斜面和水平滑道间的动摩擦因数均为，不计滑车通过B点时的机械能损失，重力加速度为，，，不计空气阻力，滑车和雪橇均可视为质点。
（1）求滑车运动到B点时的速度大小；
（2）若滑车和雪橇相碰，碰后一起滑动，求二者一起在水平滑道滑行的距离s；
（3）为使滑车与雪橇不相撞，若从滑车滑到B点时，狗开始以恒定的作用力F水平向右拉雪橇，求F的最小值。
【答案】（1） （2） （3）
【解析】（1）滑车从A点到B点过程，根据动能定理可得
解得
（2）设与雪橇碰前滑车的速度大小为v，根据动能定理可得
解得
根据动量守恒定律可得
解得滑车与雪橇碰后瞬间速度大小
滑车与雪橇碰后滑行的距离
（3）要使滑车不撞上儿童，则追上时刚好速度相等，设为，则有 ，
因为 ， ，
对，由牛顿第二定律有
联立解得