云南省保山市2024-2025学年高二下学期4月期中物理试卷（解析版）

这是一份云南省保山市2024-2025学年高二下学期4月期中物理试卷（解析版），共16页。
第I卷（选择题，共46分）
注意事项：
1、答题前，考生务必用黑色碳素笔将自己的姓名、学校、班级、考场号、座位号、准考证号在答题卡上填写清楚。
2、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。如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其他答案标号。在试题卷上作答无效。
一、选择题（本大题共10小题，共46分。在每小题给出的四个选项中，第1~7题只有一项符合题目要求，每小题4分；第8~10题有多项符合题目要求，每小题6分，全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分）
1. 2024年6月1日，我国月球探测器嫦娥六号在月球着陆（如图）。这次月球探测器成功登月为我国在2030年前实现航天员登陆月球奠定了坚实的基础。已知月球质量约是地球质量的、半径约为地球半径的。设地球的半径为R，地球表面重力加速度为g，则月球表面重力加速度为（ ）
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】由
可得
故选A。
2. 如图所示为我国最大的射电望远镜“中国天眼”，它是一种用于接收和研究天体发射的电磁波的特殊装置。下列关于电磁波的说法正确的是（ ）
A. 赫兹最早预言了电磁波的存在，并通过实验证实了电磁波的存在
B. 电磁波可由周期性变化的电场或磁场产生
C. 电磁波是纵波且能够发生干涉和衍射现象
D. 电磁波是一种波，机械波也是一种波，理论上它们是同种性质的波
【答案】B
【解析】A．麦克斯韦最早预言了电磁波的存在，赫兹通过实验证实了电磁波的存在，故A错误；B．周期性变化的电场或磁场产生电磁波，故B正确；C．电磁波是横波，故C错误；D．电磁波是一种波，机械波也是一种波，它们具有波的共同特征，机械波是由于机械振动而产生的，因此它们不是同种性质的波，故D错误。
故选B。
3. 如图所示为一列沿x轴正方向传播的简谐波，时刻质点P处于波谷位置。从该时刻开始，质点P的速度v、加速度a、位移y、回复力F随时间变化的规律正确的是（ ）
A. B.
C. D.
【答案】A
【解析】A．由波形图知时刻质点P的速度为零，在0至时间内，质点P沿y轴正方向向平衡位置移动，速度增大，故A正确；
BCD．时刻，质点P的位移沿y轴负方向最大，由公式
可知时质点P的回复力沿y轴正方向最大，由
可知质点P的加速度也沿y轴正方向最大，故BCD错误。
故选A。
4. 无线充电技术在新能源汽车领域应用前景广阔，无线充电利用电磁感应，即变化的磁场在导体中产生电流。系统由发射端（地面充电板）和接收端（车载充电板）组成。如图甲所示，与蓄电池相连的受电线圈置于地面供电线圈正上方，供电线圈输入如图乙所示的正弦式交变电流，下列说法正确的是（ ）
A. 时，线圈之中的感应电动势最小
B. 时，受电线圈中感应电流最大
C. 时两线圈之间的相互作用力最大
D. 受电线圈中的电流方向每秒钟改变50次
【答案】B
【解析】AB．根据图乙可知，0.005s时，电流随时间的变化率最大，即线圈之中磁通量的变化率最大，此时，线圈之中的感应电动势最大，可知，该时刻受电线圈中感应电流最大，故A错误，B正确。
C．根据图乙可知，0.01s时，电流随时间的变化率为0，即线圈之中磁通量的变化率为0，此时，线圈之中的感应电动势最小，可知该时刻受电线圈中感应电流最小，没电流，安培力为零，可知，0.01s时两线圈之间的相互作用力为0，故C错误。
D．交流电的周期，一个周期内电流方向改变两次，则受电线圈中的电流方向每秒钟改变次数为
故D错误。
故选B。
5. 如图，虚线表示位于O点的点电荷Q产生的电场的等势面，相邻等势面间电势差大小相等且为，一氢离子（电荷量为e）仅在电场力作用下的运动轨迹如图中实线所示。已知氢离子经过a点时的动能为，经过f点时电势能为，下列说法正确的是（ ）
A. 点电荷Q带正电B. 氢离子经过b点时动能为
C. 氢离子经过d点时电势能为D.
【答案】B
【解析】AD．由于氢离子做曲线运动，氢离子所受电场力要指向轨迹的凹侧，则氢离子受到吸引力，所以场源点电荷应带负电，点的电势高于点电势，故AD错误；
B．氢离子从 a点运动到f点过程有，
解得
所以
氢离子从点运动到点过程有
解得
故B正确；
C．氢离子从 点运动到点过程有，
解得
故C错误。
6. 如图所示，矩形区域内存在垂直于纸面向外的匀强磁场，磁感应强度大小为B，磁场宽度为。质量为m、边长为L的正方形线框以速度v匀速穿过磁场区域，则以下说法正确的是（ ）
A. 线框进入磁场过程中产生感应电流方向为cbadc
B. 线框离开磁场过程时a点的电势高于d点的电势
C. 线框进入和离开磁场的过程中外力F大小相等、方向相反
D. 线框进入和离开磁场过程中bc两端的电压大小之比为
【答案】D
【解析】A．线框进入磁场过程中由右手定则知感应电流方向，故A错误；
B．线框离开磁场过程中边切割磁感线，边相当于电源，电源方向a到d，即点相当于电源的正极，故点的电势高于点电势，故B错误；
C．线框进入磁场和离开磁场的过程中，线框受到的安培力
（左手定则可知安培力方向始终向左）
由平衡条件知，线框受到的外力F与等大反向，故C错误；
D．线框进入磁场过程中bc边切割磁感线，bc边相当于电源，则
线框离开磁场过程中ad边切割磁感线，ad边相当于电源
故线框进入与离开磁场过程中bc两端的电压大小之比为3∶1，故D正确。
7. 甲、乙两车在同一条平直道路上行驶，其图像如图所示，已知甲是抛物线，在0时刻切线的斜率为0，则（ ）
A. 乙做匀减速直线运动B. 甲的加速度大小为
C. 时，两车相距D. 两车相遇时两车速度相同
【答案】C
【解析】A．由题图可知，乙做匀速直线运动，故A错误；
B．甲是抛物线，在0时刻切线的斜率为0，则甲车做初速度为零的匀加速直线运动，在内的位移为，由得，甲车的加速度，故B错误；
C．由图知乙车的速度大小为
时两车的位置坐标分别为，
故两车相距，故C正确
D．甲、乙两车运动方向相反，故D错误。
故选C。
8. B超是以灰阶即亮度（brightness）模式形式来诊断疾病的，称“二维显示”，因亮度第一个英文字母是B，故称B超，又称二维超声或灰阶超声。B超成像的基本原理是探头向人体发射一组超声波，遇到人体组织会产生不同程度的反射，探头接收到的超声波信号由计算机处理，从而形成B超图像（如图甲）。如图乙所示为时刻血管探头沿x轴正方向发送的简谐超声波图像，M、N是这列超声波上两个质点，已知超声波频率为，则下列说法正确的是（ ）
A. 经一个周期，质点N到达M所在位置
B. 血管探头发出的超声波在血管中的传播速度为
C. 该超声波遇到尺寸约为的人体组织时会发生明显衍射
D. 从时刻起质点M振动的方程为
【答案】BD
【解析】A．质点M只会在自己的平衡位置附近做周期性振动，不会随波迁移，故A错误。
B．由图可知波长为
则波速为
故B正确。
C．由于，当缝、孔或障碍物的尺寸与波长相比相差不多，或者比波长更小时，才会发生明显衍射，则该超声波遇到尺寸约为的人体组织时不会发生明显衍射，故C错误。
D．因
可知质点振动的方程为m
故D正确。
故选BD。
9. 如图甲所示，理想变压器原线圈与两根平行金属导轨相连，副线圈与定值电阻和热敏电阻相连（其电阻随温度升高而减小），所有电表都是理想电表，已知在原线圈所接导轨的虚线间有垂直导轨平面的匀强磁场，磁感应强度大小，导轨间距为，导轨电阻不计，在磁场中两导轨间有一根金属棒垂直横跨在导轨间，棒的电阻，棒在磁场内沿导轨运动的图像如图乙所示，原副线圈匝数之比，定值电阻的阻值，初始时。在金属棒运动过程中，则下列说法正确的是（ ）
A. 金属棒在磁场中运动，产生的感应电动势瞬时值为
B. 当处温度升高后，电流表的示数为
C. 处温度升高后，电压表V的数值不变
D. 处温度升高后，变压器的输入功率变大
【答案】AD
【解析】A．图乙可知周期为2s，导体棒在磁场中运动速度
故产生的感应电动势瞬时值为
故A正确；
B．理想变压器匝数不变，输入电压有效值
由于不变，根据
由于不知道升温后的阻值，无法判断电流大小，故B错误；
C．由于副线圈两端的电压不变，处温度升高时，的阻值减小，根据欧姆定律可知，副线圈回路中的电流增大，则电压表示数
可知U减小，故C错误；
C．由于副线圈回路中的电流增大，根据
可知原线圈电流增大，根据
可知变压器的输入功率变大，故D正确。
10. 如图所示，一轻质弹簧两端连着木块A和B，放在光滑水平面上，一颗子弹以水平速度射入木块A并留在其中（时间极短），已知A的质量为m，B的质量为，子弹的质量为m，则（ ）
A. 子弹射入木块A时，子弹和木块A组成的系统动量守恒
B. 子弹射入木块A时，子弹和木块A组成的系统机械能守恒
C. 当弹簧压缩最短时，系统的共同速度是
D. 当弹簧压缩最短时，弹簧的弹性势能
【答案】ACD
【解析】AB．子弹射入木块时，时间极短，弹簧还没有来得及发生形变，故子弹和木块A组成的系统动量守恒，但子弹在木块内要克服阻力做功，故子弹和木块A组成的系统机械能不守恒，故A正确，B错误；
CD．子弹射入木块A，由动量守恒得
解得
当弹簧压缩最短时，木块A、B共速，子弹、木块A和B组成的系统动量守恒，则有
解得系统的共同速度为
根据能量守恒可得
解得弹簧的弹性势能为
故CD正确。
第Ⅱ卷（非选择题，共54分）
注意事项：
第Ⅱ卷用黑色碳素笔在答题卡上各题的答题区域内作答，在试题卷上作答无效。
二、填空、实验题（本大题共2小题，共16分）
11. 如图甲所示为“用双缝干涉测量光的波长”的实验装置。
（1）将实验仪器按要求安装在光具座上，在图中A、B处安装的器材名称是__________、__________。
（2）测量头是一个螺旋测微器，实验中，选用红色滤光片测量红光波长，读数时移动测量头上的手轮，使分划板的中心刻线对准第2条亮纹的中心，记下此时手轮上的读数；转动测量头，使分划板的中心刻线向右移动对准第8条亮纹的中心，此时手轮上的读数为，如图乙所示，则读数__________。
（3）已知双缝与屏的距离为L，双缝间距为d，则单色光的波长__________（用题目中给出的字母表示）。
（4）为减小误差，该实验并未直接测量相邻亮条纹间的距离，而是先测量多个条纹的间距再求出。下列实验采用了类似方法的有__________。
A. “探究两个互成角度的力的合成规律”的实验中合力的测量
B. “用单摆测重力加速度”的实验中单摆周期的测量
C. 卡文迪什在扭秤实验中测量万有引力常数
D. “探究弹簧弹力与形变量的关系”的实验中弹簧的形变量的测量
【答案】（1）单缝 双缝 （2）13.870 （3） （4）B
【解析】（1）在图中A、B处安装的器材名称是单缝、双缝。
（2）根据螺旋测微器的读数可得
（3）相邻条纹间的距离
故
（4）该实验测量相邻亮条纹间的距离，采用了累计测量取平均值法。“探究两个互成角度的力的合成规律”的实验中合力的测量采用了等效替代法；“用单摆测重力加速度”的实验中单摆周期的测量，采用了累计测量取平均值法；卡文迪什在扭秤实验中测量万有引力常数采用了放大法；“探究弹簧弹力与形变量的关系”的实验中弹簧的形变量的测量采用了多次测量取平均值法，故B正确。
12. 在“测量金属丝的电阻率”实验中，某学习小组采用的电路图如图甲所示。
（1）闭合开关前，滑动变阻器的滑片应置于最__________（填“左”或“右”）端。闭合开关后，有同学发现当调节滑动变阻器时，电压表的示数会随之变化但始终不为零，可能是因为__________（填“a”或“b”）点接触不良。
（2）电路确认无误后，调节滑动变阻器，可获取多组U、I数据，通过图像的斜率可求金属丝的电阻，再通过测量金属丝的长度和直径，便可计算金属丝的电阻率。
（3）该学习小组想进一步探究，用铜丝将满偏电流的表头G改装成电流表，设计了如图乙所示的电路，在表头G两端并联长为L的铜丝，调节滑动变阻器使表头G满偏，毫安表示数为I。改变L，重复上述步骤，获得多组I、L数据，作出图像如图丙所示，则图像斜率_________。若要把该表头改装成量程为的电流表，需要把长__________m的铜丝并联在表头G的两端。（计算结果均保留2位有效数字）
【答案】（1）左 a （3）3.0 0.53
【解析】（1）[1][2]为了让闭合开关时加在R两端的电压为零，流过R的电流为零，保护电表不被烧坏，滑动变阻器滑片应置于最“左”端。电压表示数会变化但始终不为零，说明滑动变阻器是限流式接法，故“a”点接触不良。
（3）[3][4]由图像知（2m−1，6.3mA）、（2.5m−1，7.8mA）、（5m−1，15.3mA）是三组易于读取的数据，根据
可得
由图甲可知
将，，代入公式，即可求出
亦或是在图像中找到时，，故。
三、计算题（本大题共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，在平面的第一象限内存在方向垂直纸面向里，磁感应强度大小为B的匀强磁场。一带负电的粒子从y轴上的M点射入磁场，速度方向与y轴正方向的夹角，粒子经过磁场偏转后在N点（图中未画出）垂直穿过x轴。已知，粒子电荷量大小为q，质量为m，不计粒子重力，求：
（1）粒子的速度大小；
（2）粒子在磁场中运动的时间。
【答案】（1） （2）
【解析】（1）带电粒子垂直磁场进入，在洛仑兹力作用下做圆周运动，则

由几何关系知

解得

（2）在磁场中
由几何关系知，带电粒子在磁场中运动的圆心角
由
得
14. 如图所示，距离地面一定高度的光滑水平桌面上，放置甲、乙两物块（均视为质点），用细线连接并使中间的轻弹簧处于压缩状态（弹簧与两物块未拴接），在水平地面上固定一半径为的竖直光滑圆管轨道，轨道与水平地面相切于D点，直径DB垂直水平地面，C为圆管的入口，其中。现将甲、乙两物块间的细线烧断（时间极短），甲、乙两物块沿水平方向分别向左、向右运动。已知弹簧的弹性势能为，甲、乙两物块的质量分别为、，随后物块乙无碰撞地进入圆管。重力加速度g取，，。求：
（1）细线烧断后，物块甲、乙的速度大小；
（2）B、C两点的水平间距；
（3）物块乙运动到D点时对圆管的压力大小。
【答案】（1）， （2） （3）139N
【解析】（1）细线烧断后，由能量守恒定律与动量守恒，
解得，
（2）物块乙离开点后做平拋运动，设运动到点的速度为，由于物块乙无碰撞地进入圆管，则有

解得
物块乙在点的竖直分速度大小为

物块从到的时间为
两点间的水平距离为
（3）设滑块乙运动到点的速度为，由到的过程由动能定理得
滑块乙在点时，由牛顿第二定律得

解得
由牛顿第三定律，物块乙在点时对圆管的压力大小为139N
15. 如图，光滑的金属导轨由间距为和L的水平部分及圆弧部分组成，它们平滑连接并固定在水平面上。水平部分离地高度，并处于磁感应强度、方向竖直向下的匀强磁场中。长度、质量、电阻的导体棒b放在间距为L的水平导轨上，距离导轨右端。长度为、质量为、电阻为的导体棒a从圆弧轨道上距离地面高度处由静止开始下滑。导体棒b滑离导轨时，导体棒a仍在间距为的导轨上运动，导体棒b落地时与导轨末端的水平距离也为h。导体棒与导轨接触良好，导轨电阻不计，不计空气阻力，g取。求：
（1）导体棒b滑离导轨时，导体棒a的速度大小；
（2）导体棒a中产生的焦耳热（不考虑电流变化产生的电磁辐射）；
（3）导体棒b滑离导轨时，导体棒a在磁场中运动的距离。
【答案】（1） （2） （3）
【解析】（1）导体棒b滑离导轨后做平抛运动，有 ，
代入数据得
对导体棒a从静止滑至圆弧轨道末端的过程应用动能定理
代入数据得
对地向右为正方向，对导体棒a、b在磁场中的运动过程分别列动量定理有 ，
代入数据，联立解得
（2）根据能量守恒与转化，可知整个电路的焦耳热
代入数据得
故
代入数据得
（3）通过串联电路导体棒a或b的电荷量 ，
由电磁感应知
闭合回路面积的减少量 ，代入数据得