山西省2024-2025学年高二下学期期中联考物理试卷（解析版）

这是一份山西省2024-2025学年高二下学期期中联考物理试卷（解析版），共13页。试卷主要包含了本试卷主要考试内容等内容，欢迎下载使用。
本试卷满分100分，考试用时75分钟。
注意事项：
1.答题前，考生务必将自己的姓名、考生号、考场号、座位号填写在答题卡上。
2.回答选择题时，选出每小题答案后，用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。回答非选择题时，将答案写在答题卡上。写在本试卷上无效。
3.考试结束后，将本试卷和答题卡一并交回。
4.本试卷主要考试内容：人教版必修第三册，选择性必修第一、二册，选择性必修第三册第一章。
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. 下列关于布朗运动的说法正确的是（ ）
A. 布朗运动是液体分子的无规则运动
B. 液体温度越低，悬浮微粒越大，布朗运动越剧烈
C. 悬浮在液体或气体中的微粒所做的永不停息的无规则运动叫作布朗运动
D. 微粒的运动是生命现象
【答案】C
【解析】A．布朗运动固体颗粒的无规则运动，反映了液体分子的无规则运动，故A错误；
B．液体温度越高，悬浮微粒越小，布朗运动越剧烈，故B错误；
C．悬浮在液体或气体中的微粒所做的永不停息的无规则运动叫作布朗运动，故C正确；
D．微粒的运动是受液体分子无规则撞击导致的，不是生命现象，故D错误。
故选C。
2. 一根导体棒的长度为，该导体棒以的速度垂直切割磁感应强度大小为的匀强磁场，则产生的瞬时电动势的大小为（ ）
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】由可得，
3. 一弹簧振子的位移随时间变化的关系式为，位移的单位为，时间的单位为，则下列说法正确的是（ ）
A. 弹簧振子的频率为
B. 弹簧振子振幅为
C. 在时，振子的运动速度最大
D. 在任意时间内，振子的路程均为
【答案】D
【解析】AB．一弹簧振子的位移随时间变化的关系式为，则弹簧振子的振幅为，周期为
则弹簧振子的频率为
故AB错误；
C．在时，有
可知此时振子处于最大位移处，振子的运动速度最小，故C错误；
D．由于周期为，则在任意时间内，振子的路程均为
故D正确。
故选D。
4. 如图所示，L为电感线圈，C为电容器，R为定值电阻，线圈及导线的电阻均不计。先闭合开关S，稳定后，再将其断开，并规定此时t＝0。已知LC电路的振荡周期T＝0.4s，则下列说法正确的是（ ）
A. t＝0.1s时，通过电感线圈L的电流I最大
B. t＝0.3s时，电容器中的电场强度最小
C. 在0.5s~0.6s时间内，回路中电场能增大，磁场能减小
D. t＝0.15s时，回路中电流沿逆时针方向
【答案】D
【解析】A．时，电感线圈对电容器顺时针充电完毕，电路中电流为零，通过电感线圈L的电流I最小，故A错误；
B．时，线圈对电容器逆时针充电完毕，电容器中的电场强度最大，故B错误；
C．在0.5s~0.6s时间内，相当于在时间内，电容器放电，回路中电场能减小，磁场能增大，故C错误；
D．时，电容器放电，回路中电流沿逆时针方向，故D正确。
故选D。
5. 如图所示，真空中带电荷量分别为和的点电荷A、B相距，静电力常量为，则两点电荷连线的中点处的电场强度大小为（ ）
A. B.
C. D.
【答案】D
【解析】正电荷A在O点产生的电场强度方向水平向右，负电荷B在O点产生的电场强度方向也是水平向右，根据电场强度的叠加原理可得点处的电场强度大小为
故选D。
6. 一列简谐横波沿轴正方向传播，在和时的波形分别如图中实线和虚线所示，已知该波的周期，下列说法正确的是（ ）
A. 该波的波速一定为
B. 该波的振幅一定为
C. 该波的波长可能为
D. 该波的周期为
【答案】D
【解析】ACD．已知该波的周期，则有
解得周期为
由题图可知波长为，则波速为
故AC错误，D正确；
B．由题图可知，该波的振幅为
故B错误。
7. 重离子回旋加速器示意图如图所示，所谓重离子，是指重于2号元素氦并被电离的粒子。重离子回旋加速器的核心部分是两个相距很近的金属D形盒，它们分别和高频交流电源连接，在两个D形盒的窄缝中产生匀强电场使重离子加速。下列说法正确的是（ ）
A. 电场和磁场的变化周期相同，交替进行，使重离子加速
B. 只减小电场电压，不改变其他条件，则重离子在D形盒中运动的时间变短
C. 只减小电场电压，不改变其他条件，则重离子离开D形盒时的速度不变
D. 保持D形盒中的磁场不变，加速比荷较小的重离子所需的交流电源的周期一定较小
【答案】C
【解析】A．在回旋加速器中，只有电场的周期与粒子在磁场中做圆周运动周期相同时，粒子才能在电场中不断被加速，但磁场不能对粒子加速，粒子在磁场中做匀速圆周运动，故A错误；
BC．粒子的半径最大等于D形盒的半径R时粒子的速度最大，根据洛伦兹力提供向心力可得：
则
若只减小加速电场的电压，其余条件不变，则粒子被引出时速度不变，动能也不变，根据动能定理：nqU=Ek
n为粒子被电场加速的次数，Ek 不变，U变小，n变大，则带电粒子在D形盒中运行的圈数将变大，则运动的时间
而
周期T不变，所以运动时间变长，故B错误，C正确；
D．在偏转磁场中，带电粒子的偏转运动的周期为，比荷越大，周期越小，加速电场的交流电源周期等于粒子做圆周运动的周期，故保持D形盒中磁场不变，要加速比荷较小的重离子所需的交流电源的周期一定较大，故D错误；
故选C。
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. 两分子间的斥力和引力的合力与分子间距离的关系如图中曲线所示，曲线与轴交点的横坐标为。相距很远的两分子在分子力作用下，由静止开始相互接近。若两分子相距无穷远时分子势能为零，则下列说法正确的是（ ）
A. 两分子间同时存在引力和斥力，随着分子间距离的减小，引力和斥力都增大
B. 在阶段，分子动能增大，分子势能减小
C. 两分子间的最小距离小于
D. 在时，分子势能为零，分子动能最大
【答案】ABC
【解析】A．两分子间同时存在引力和斥力，随着分子间距离的减小，引力和斥力都增大，故A正确；
BCD．在阶段，分子力表现为引力，随着分子距离减小，分子力做正功，分子动能增大，分子势能减小；当时，此时分子动能最大，分子势能最小，但为负值；在阶段，分子力表现为斥力，随着分子距离减小，分子力做负功，分子动能减小，分子势能增大；综上分析可知两分子间的最小距离小于；故BC正确，D错误。
故选ABC。
9. 压敏电阻的阻值随所受压力的增大而减小，有位同学设计了利用压敏电阻判断竖直升降机运动状态的装置，其工作原理图如图甲所示，将压敏电阻固定在升降机底板上，其上放置一个物块，在升降机运动的过程中，电流表示数如图乙所示。已知升降机静止时电流表的示数为，下列判断正确的是（ ）
A 0到时间内，升降机可能静止
B. 到时间内，升降机可能做匀变速直线运动
C. 到时间内，升降机运动时的加速度在减小
D. 到时间内，升降机的加速度不变
【答案】AD
【解析】A．从0 到t1时间内，电流不变，根据欧姆定律
可知电路中的总阻值不变，升降机可能静止也可能匀速运动，故A正确；
BC．t1到t2时间内，电流增大，电阻减小，因为压敏电阻的阻值随所受压力的增大而减小，所以压力增大，电流大于静止时的5A，压力的反作用力即对物块的支持力大于物块的重力，t1到t2时间内，对物块根据牛顿第二定律
合力向上，加速度向上增加，升降机可能向上做加速度增大加速运动，也可能向下做加速度增大的减速运动，故BC错误；
D．t2到t3时间内，电流大小不变，电阻不变，压力不变，电流大于静止时的电流，压力大于静止时的压力，对物块受力分析，受到重力和支持力不变，加速度不变，故D正确。
故选AD 。
10. 小型水力发电站的发电机的输出功率为，输出电压为，输电线的总电阻为，为了使输电线损耗的功率为发电机输出功率的，需在发电机处设升压变压器，用户所需电压为，所以在用户处需安装降压变压器。输电的电路图如图所示，则下列说法正确的是（ ）
A. 输电线上的电流为
B. 升压变压器的原、副线圈的匝数之比为
C. 降压变压器的原、副线圈的匝数之比为
D. 若副线圈增加用电器，则输电线上损失的功率变小
【答案】AB
【解析】A．根据
解得，故A正确；
B．根据，
解得，故B正确；
C．根据
结合B项分析可得
，再由，
根据
解得根据，故C错误；
D．若副线圈增加用电器，则副线圈并联支路增加，副线圈电流I3增加，根据
则I2增加，则输电线上损失的功率变大，故D错误。
故选AB 。
三、非选择题：共54分。
11. “祖冲之”学习小组在用电压表和电流表测量某种金属丝的电阻率时，用刻度尺测得金属丝的长度为60cm；如图甲所示，用螺旋测微器测得金属丝的直径为_________mm；两电表的示数分别如图乙、丙所示（电压表量程为0～3V，电流表量程为0～0.6A），电压表读数为_________V，电流表读数为_________A。该金属丝的电阻率是_________（取，此空结果保留三位有效数字）。
【答案】
【解析】[1] 螺旋测微器读数为
[2]电压表读数为
[3]电流表读数为
[4]根据欧姆定律，可得
根据电阻定律
解得
12. “吴有训”研究小组在“用双缝干涉测量光的波长”实验中，将实验器材按要求安装在光具座上，如图所示。在实验前已获知的数据有：双缝的间距为，双缝到屏的距离为。
（1）为了达到实验目的，根据已标明的实验器材，可判断出处的实验器材是_____。
（2）分别选用黄色和绿色滤光片做实验，得到的干涉图样是如下四幅图中的两幅。则用绿色滤光片做实验得到的干涉图样是其中的_____。
A. B.
C. D.
（3）经测量，绿光相邻两条干涉暗条纹间的距离为，请据此写出能够反映绿光波长大小的表达式_____。（用相关物理量符号表示）
【答案】（1）双缝 （2）C （3）
【解析】（1）为获取单色光源，白色光源后面要有滤光片、单缝，然后让单色光源通过双缝在光屏上形成干涉图样，处的实验器材是双缝。
（2）干涉图样应是间距相等明暗相间的条纹，由于黄光的波长大于绿光的波长，根据
可知，绿光干涉图样的明暗相间的条纹更窄，选项C正确。
（3）根据
可得绿光波长的表达式
13. 如图所示，质量的金属圆环用细绳竖直悬挂于水平横梁上，虚线ab平分圆环，ab以上部分有垂直纸面向外的匀强磁场。磁感应强度随时间变化的关系满足，已知圆环的半径，电阻，取重力加速度大小，细绳能承受的最大拉力，从时刻开始计时，求：
（1）感应电流的大小及方向；
（2）细绳断裂瞬间的时刻。
【答案】（1），感应电流方向沿顺时针方向 （2）
【解析】感应电流的大小及方向；
由楞次定律可知，感应电流方向沿顺时针方向
根据法拉第电磁感应定律有
根据闭合电路欧姆定律有
解得
（2）根据安培力公式有
细绳断裂瞬间，则有
其中，
解得
14. 如图所示，一粒子的质量为、电荷量为（），它从左极板附近由静止向右做匀加速直线运动，后由水平轴上的点进入方向垂直纸面向外、磁感应强度大小为的匀强磁场中，已知极板中线与轴在同一水平线，点到右极板的距离和两极板的间距都为，不计粒子所受重力，磁场只存在于点所在的竖直虚线的右侧，电场两端的电压为，极板足够长，求：
（1）粒子在电场中的加速度大小；
（2）粒子在磁场中运动半径；
（3）粒子由开始运动至打到极板上的时间。
【答案】（1） （2） （3）
【解析】（1）由牛顿第二定律得
又
解得
（2）粒子在电场中，由动能定理得
解得
粒子在磁场，由洛伦兹力提供向心力得
解得
（3）粒子在电场中做匀加速直线运动，有
设粒子在磁场中及匀速运动的时间为，有
粒子由开始运动至打到极板上的时间为
联立解得
15. 一独木舟长，质量，停在湖面，其右端紧贴等高的水平湖岸，一质量的人从独木舟的左端走向右端，取重力加速度大小，不计水的阻力。
（1）当人走到独木舟的右端时，求人离岸的距离；
（2）人走到独木舟的右端停下来后，以的速度腾空跃起，恰好落到岸上，求跃起的速度方向与水平方向的夹角及人落到岸上瞬间与独木舟间的距离；
（3）人走到独木舟的右端相对独木舟静止后，以做功最少的方式从独木舟的右端跳到岸上，求起跳过程人做的功及跳离瞬间人的速度方向与水平方向夹角的正切值。
【答案】（1） （2）， （3），
【解析】（1）人和独木舟组成的系统动量守恒，则
两边同时乘以得
即
又因为
联立，解得，
人离岸的距离
（2）人在竖直方向的分速度大小为
则，人在空中运动的时间为
人在水平方向的分速度大小为
水平方向的位移
联立，解得，，
人跳起的瞬间，在水平方向上动量守恒
解得
独木舟在这段时间内运动的距离为
人落到岸上瞬间与独木舟间距离
（3）设人做的功最小时人的速度方向与水平方向夹角为，速度大小为，则人在竖直方向的分速度大小为
人在空中运动的时间为
人在水平方向的分速度大小为
水平方向的位移
整理可得
人跳离独木舟时，系统水平方向动量守恒
根据能量守恒可得人做的功为
联立得
根据数学知识可得当时，即时，W取最小值，代入数值得此时