【物理】广东省江门两校2024-2025学年高二下学期期中联考试题（解析版）

这是一份【物理】广东省江门两校2024-2025学年高二下学期期中联考试题（解析版），共14页。
1．本试卷满分100分，考试时间75分钟。
2．答题前，考生务必将自己的姓名、准考证号等填写在答题卡的相应位置。
3．全部答案在答题卡上完成，答在本试题卷上无效。
4．回答选择题时，选出每小题答案后，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。
5．考试结束后，将本试题卷和答题卡一并交回。
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. 随着通信技术的更新换代，无线通信使用的电磁波频率更高，频率资源更丰富，在相同时间内能够传输的信息量更大。第5代移动通信技术（简称5G）意味着更快的网速和更大的网络容载能力，“4G改变生活，5G改变社会”。与4G相比，5G使用的电磁波（ ）
A. 波长更长B. 衍射能力更强
C 传播速率更大D. 波长更短，穿透能力更弱
【答案】D
【解析】A．因5G使用的电磁波频率更高，根据可知，5G使用的电磁波波长更短，故A错误；
B．发生明显衍射的条件是障碍物（或孔）的尺寸可以跟波长相比，甚至比波长还小，因5G使用的电磁波频率更高，即波长更短，故5G越不容易发生明显衍射，故B错误；
C．5G和4G的电磁波在真空中的传播速度都是相同的为光速，故C错误；
D．5G信号波波长更短，绕射能力差，遇到障碍物时衰减更明显，则穿透能力比4G电磁波弱，故D正确。
2. 某新能源汽车开启最新技术的“隐私声盾”功能后，司机将无法听到后排乘客说话的内容。“隐私声盾”系统能采集后排乘客的声音信号，并通过司机头枕音箱发出自适应的抵消声波，将对话声音抵消，从而屏蔽90%以上的后排对话信息，提高驾驶员的专注度，同时保护后排乘客的隐私。下列说法正确的是（ ）
A. “隐私声盾”技术运用了多普勒效应
B. 抵消声波与后排说话声波的频率相同
C. 抵消声波比后排说话声波的传播速度快
D. 抵消声波与后排说话声波的相位差为零
【答案】B
【解析】A．“隐私声盾”利用是两列声波相互干涉的原理，故A错误；
B．由于两列声波需要相互干涉，故抵消声波与后排说话声波的频率相同，故B正确；
C．机械波的传播速度与介质有关，故抵消声波与后排说话声波的传播速度一样快，故C错误；
D．抵消声波与后排说话声波相互抵消，在干涉点处的振动相位差为的奇数倍，故D错误。
故选B。
3. 三位科学家由于在发现和合成量子点方面的突出贡献，荣获了2023年诺贝尔化学奖。不同尺寸的量子点会发出不同颜色的光。现有两种量子点分别发出蓝光和红光，下列说法正确的是（ ）
A. 在真空中传播时，蓝光的波长小于红光的波长
B. 蓝光和红光能直接发生稳定干涉现象
C. 在玻璃中传播时，蓝光的速度大于红光的速度
D. 蓝光在玻璃中传播时的频率小于它在空气中传播时的频率
【答案】A
【解析】A．因蓝光的频率大于红光的频率，根据
可知在真空中传播时，蓝光的波长小于红光的波长，故A正确；
B．两光的频率不相等，不能发生稳定干涉现象，故B错误；
C．因红光的折射率小于蓝光，根据
可知在玻璃中传播时，蓝光速度小于红光的速度，故C错误；
D．光从一种介质射入另一种介质中频率不变，故D错误。
4. 如图所示，把一个小球套在光滑细杆上，球与轻弹簧相连组成弹簧振子，弹簧中心轴线与细杆平行，弹簧与细杆间无接触，小球沿杆在水平方向做简谐运动，小球在A、B间振动，O为平衡位置，如图所示，下列说法正确的是（ ）
A. 小球振动的振幅等于A、B间的距离
B. 小球在A、B位置时，动能和加速度都为零
C. 小球从B到O的过程中，弹簧振子振动的机械能保持不变
D. 小球从O到B的过程中，回复力做负功，弹簧弹性势能减小
【答案】C
【解析】A．小球振动的振幅等于A、O间的距离，故A错误；
B．在A、B位置时，速度为零，动能最小，位移最大，回复力最大，加速度最大，故B错误；
C．振子的动能和弹簧的势能相互转化，且总量保持不变，即弹簧振子振动的机械能保持不变，故C正确；
D．小球从O到B的过程中，回复力做负功，弹簧弹性势能增加，故D错误。
故选C。
5. 现代军舰多利用声呐探测水下目标。图甲是某舰搭载的声呐发出的一列超声波在t=0时刻的波形图，图乙是质点P的振动图像，则（ ）
A. 超声波沿x轴负方向传播
B. 超声波波速为1500m/s
C. 舰艇行驶速度越快，声呐发出超声波的频率越大
D. 超声波遇到大尺寸障碍物可以发生明显的衍射现象
【答案】B
【解析】A．由乙图可知，t=0时，质点P向下振动，根据“上波下、下波上”的方法可知，超声波沿x轴正方向传播，故A错误；
B．超声波波速为
故B正确；
C．声呐发出超声波的频率由声源决定的，与舰艇的行驶速度无关，故C错误；
D．机械波遇到与波长相近或小于波长的障碍物时可能会发生衍射现象，而超声波的波长较短，遇到大尺寸的障碍物时不能发生明显的衍射现象，故D错误。
故选B。
6. 分子力随分子间距离的变化如图所示。将两分子从相距处释放，仅考虑这两个分子间的作用力，下列说法正确的是（ ）
A. 从到分子间引力、斥力都在减小
B. 从到分子力的大小先减小后增大
C. 从到分子势能先减小后增大
D. 从到分子动能先增大后减小
【答案】D
【解析】A．从到分子间引力、斥力都在增加，但斥力增加得更快，故A错误；
B．由图可知，在时分子力为零，故从到分子力的大小先增大后减小再增大，故B错误；
C．分子势能在时分子势能最小，故从到分子势能一直减小，故C错误；
D．从到分子势能先减小后增大，故分子动能先增大后减小，故D正确。
故选D。
7. 风力发电将成为福建沿海实现“双碳”目标的重要途径之一。如图甲，风力发电装置呈现风车外形，风吹向叶片驱动风轮机转动，风轮机带动内部匝数为N的矩形铜质线圈在水平匀强磁场中，以角速度ω绕垂直于磁场的水平转轴顺时针匀速转动产生交流电，发电模型简化为图乙。已知N匝线圈产生的感应电动势的最大值为。则（ ）
A. 当线圈转到图示位置时产生的感应电流方向为
B. 当线圈转到竖直位置时电流表的示数为零
C. 当线圈转到图示位置时磁通量的变化率最大
D. 穿过线圈的最大磁通量为
【答案】C
【解析】A．当线圈转到题图示位置时，根据右手定则判断知产生的感应电流方向为，A错误；
B．当线圈转到竖直位置时，感应电流的瞬时值为零，但电流表测量的是有效值，示数不为零，B错误；
C．当线圈转到题图示位置时，线圈与中性面垂直，感应电动势最大，磁通量的变化率最大，C正确；
D．由得，穿过线圈的最大磁通量为
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。每小题有多个选项符合要求。全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有错选的得0分。
8. 如图甲所示，装有砂粒的试管竖直静浮于水中，将其提起一小段距离后释放，一段时间内试管在竖直方向的振动可视为简谐运动。取竖直向上为正方向，以某时刻作为计时起点，试管振动图像如图乙所示，则试管（ ）
A. 振幅为2.0cmB. 振动频率为2.5Hz
C. 在t=0.1s时速度为零D. 在t=0.2s时加速度方向竖直向上
【答案】BD
【解析】A．振幅为A=1.0cm，选项A错误；
B．振动周期为0.4s，则频率为，选项B正确；
C．在t=0.1s时在平衡位置，此时速度最大，选项C错误；
D．在t=0.2s时位移为负向最大，则加速度方向竖直向上，选项D正确。
故选BD。
9. 图甲是一定质量的某种气体在不同温度下的气体分子速率分布曲线；图乙是两分子系统的势能与两分子间距离r的关系曲线。下列说法正确的是（ ）
A. 图甲：在一定温度下，气体分子的速率都呈“中间多、两头少”的分布
B. 图甲：气体在①状态下的内能小于②状态下的内能
C. 图乙：当r大于时，分子间作用力表现为引力
D. 图乙：在r由变到的过程中分子力逐渐变小
【答案】ACD
【解析】A．图甲可知，在一定温度下，气体分子速率分布规律都呈“中间多、两头少” ，故A正确；
B．温度越高，分子平均动能越大，分子大速率占比增加，可知①状态温度高于②状态，一定质量理想气体内能由温度决定，所以①状态内能大于②状态，故B错误；
C．分子间平衡距离对应分子势能最小处，即为平衡距离，时分子力表现为引力，故C正确；
D．是平衡位置，时分子力表现为斥力，r从变到，分子力逐渐变小，故D正确。
故选ACD。
10. 如图所示为苹果自动分拣装置的示意图。该装置把大小不同的苹果，按一定质量标准自动分拣为大苹果和小苹果。该装置的托盘秤压在压力传感器上。所受压力越大阻值越小，当两端电压超过某一值时，使控制电路接通，电磁铁吸动分拣开关的衔铁。该控制电路中包含保持电路，能够确保苹果在分拣板上运动时电磁铁始终保持吸动状态。下列说法正确的是（ ）
A. 质量大的苹果将进入下通道
B. 为了选出质量更大的苹果可以增大的阻值
C. 为了选出质量更大的苹果可以将电源A的输出电压减小
D. 为了选出质量更大的苹果可以增加缠绕电磁铁线圈的匝数
【答案】AC
【解析】A．大苹果通过托盘秤时，R1电阻较小，则两端的电压变大，当该电压达到放大电路的激励电压，使放大电路中的电磁铁吸动分拣开关的衔铁，大苹果进入下面的通道，故A正确；
B．为了选出质量更大的苹果，就要使得R2两端电压保持不变，因压力越大，电阻R1越小，此时回路中的电流就越大，R2的电压就会变得更大，则要想保持R2的电压和原来一致，则只适当减小R2的阻值，故B错误；
C．为了选出质量更大的苹果，就要使得R2两端电压保持不变，因R1减小，而其他条件不变的情况下，只能减小和传感器R1相连接电路中电源A的输出电源，故C正确；
D．为了选出质量更大的苹果，就要保持电磁铁的磁性不变，而因压力越大，电阻R1越小，此时回路中的电流就越大，而要保持电磁铁的磁性不变，只需要减小缠绕电磁铁线圈的匝数，故D错误。
三、实验题：本题共2小题，每题8分，共16分。
11. 实验课中，同学们用单摆测量当地的重力加速度，实验装置如图1所示。
（1）实验过程有两组同学分别用了图2、图3的两种不同方式悬挂小钢球，你认为______（选填“图2”或“图3”）悬挂方式较好。
（2）实验中，某同学用主尺最小分度为1mm，游标尺上有20个分度的游标卡尺测量金属球的直径，结果如图4所示，读出小球直径为______cm。
（3）用秒表测量单摆的周期。当单摆振动稳定且到达最低点时开始计时并记为，单摆每经过最低点记一次数，当数到时秒表的示数为35.3s，该单摆的周期是_______s（结果保留三位有效数字）。
（4）某同学测量5种不同摆长与单摆的振动周期的对应情况，并将记录的结果描绘在如图5所示的坐标系得到图线。由图像可知重力加速度_______。（结果保留三位有效数字）
【答案】（1）图3 （2）2.240 （3）1.41 （4）9.86
【解析】（1）实验过程有两组同学分别用了图2、图3的两种不同方式悬挂小钢球，图2中单摆摆动时摆长会发生变化，则图3悬挂方式较好。
（2）20分度游标卡尺的精确值为0.05mm，由图可知小球直径为
2.2cm+0.05mm×8=2.240cm
（3）单摆的周期是
（4）根据
可得
由图像可知
解得g=9.86m/s2
12. 某同学利用如图甲所示的装置测量某种单色光的波长。实验时，光源正常发光，调整仪器从目镜中可以观察到干涉条纹。
（1）该同学在测量相邻亮条纹的间距时，并不是直接测量某相邻亮条纹的间距，而是先测量多个亮条纹的间距再求出。下列测量采用了类似方法的有______（填标号）；
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. “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
C. “探究加速度与力、质量的关系”的实验中加速度的测量
D. “探究用单摆测量重力加速度”的实验中单摆周期的测量
（2）该同学转动手轮，使测量头的分划板中心刻线与某亮纹中心对齐，将该亮纹定为第1条亮纹，此时手轮上的示数如图乙所示，然后同方向转动手轮，使分划板中心刻线与第6条亮纹中心对齐，记下此时手轮上的示数，如图丙所示，求得相邻亮纹间距为______mm（计算结果保留三位有效数字）；
（3）此实验中，在光源和单缝之间放置滤光片的作用是：__________；
（4）关于此实验，下面几种说法正确的是______（填标号）；
A. 仅把滤光片由黄色变成蓝色，将观察到亮条纹间距变小
B. 仅将单缝移近双缝，光屏上观察到的条纹数变少
C. 仅把屏到双缝的距离变大，光屏上观察到的条纹数变多
D. 仅把滤光片靠近单缝，光屏上观察到的条纹数变少
【答案】（1）D （2）2.28 （3）把光源的光过滤成单色光 （4）A
【解析】（1）（1）该同学在测量相邻亮条纹的间距△x时，并不是直接测量某相邻亮条纹的间距，而是先测量多个亮条纹的间距再求出Δx。使用了积累法，减小了测量误差，“探究用单摆测量重力加速度”的实验中单摆周期的测量，测量n次全振动的时间从而算出周期同样使用了积累法，减小了测量误差。
故选D。
（2）螺旋测微器的最小分度值为0.01mm，图乙的读数为
图丙的读数为
相邻亮纹的间距为
（3）在光源和单缝之间放置滤光片的作用是把光源的光过滤成单色光。
（4）A．根据干涉条纹间距公式有，仅把滤光片由黄色变成蓝色，波长变短，则将观察到亮条纹间距变小，故A正确；
BD．根据干涉条纹间距公式有，光屏上观察到的条纹数与单缝和双缝距离无关，光屏上观察到的条纹数与滤光片和单缝距离无关，则条纹数均不变，故BD错误；
C．由可知，仅把屏到双缝的距离变大，条纹间距变大，光屏上观察到的条纹数变少，故C错误。
故选A。
四、计算题：本题共3小题，共38分。作答时应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤。只写出最后答案的不能得分。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，容器中盛有某种液体，PM为液面，从容器底部A点发出单色光，射到液面上的O点，折射后照到器壁上的B点。已知，，，液体的折射率为，光在空气中的传播速度为c。求：
（1）B点到液面的距离d；
（2）光从A到B的传播时间t。
【答案】（1） （2）
【解析】（1）如图所示，设光线从A射向O点入射角为，折射角为，
则根据几何关系有，
又
得
（2）光在液体中传播的时间
且
光在空气中传播的时间
得
14. 如图所示是某同学模拟远距离输电的实验示意图，矩形线圈abcd电阻不计，面积，匝数匝，在匀强磁场中绕垂直于磁场的轴以角速度匀速转动。已知磁感应强度大小，输电线路等效电阻，输电功率保持不变，电压表是理想交流电压表，升压变压器和降压变压器均为理想变压器。从图示位置开始计时。
（1）写出感应电动势随时间变化的关系式；
（2）求电压表的示数；
（3）若用户得到的功率为，求升压变压器原、副线圈的匝数比。
【答案】（1） （2）4V （3）1:50
【解析】（1）当t=0时，矩形线圈平面平行于磁感线，线圈ab和cd正好垂直切割磁感线，所以t=0时，感应电动势为最大值，即感应电动势的瞬时表达式为，
代入数据可得
整理可得
（2）因为线圈内阻不计，所以发电机输出的有效值U即为感应电动势的有效值，所以
即电压表的示数为4V；
（3）由输电功率P=400W，用户得到的功率P'=360W
可知导线消耗的功率
导线上的电流I线满足
即
升压变压器T1原线圈中的电流I满足关系
即
升压变压器T1原线圈中的电流I和副线圈中的电流I线的关系为
所以
15. 资料记载，海啸波是重力长波，波长可达100千米以上；它的传播速度等于重力加速度g与海水深度乘积的平方根，使得在开阔的深海区低于几米的一次单个波浪，到达浅海区波长减小，振幅增大，掀起10~40米高的拍岸巨浪，有时最先到达的海岸的海啸可能是波谷，水位下落，暴露出浅滩海底；几分钟后波峰到来，一退一进，造成毁灭性的破坏。
（1）在深海区有一海啸波（忽略深海深度变化引起的波形变化）如图甲所示，实线是某时刻的波形图，虚线是t=900s后首次出现的波形图。已知波沿x轴正方向传播，波源到浅海区的水平距离万千米，求海啸波到浅海区的时间；
（2）海啸波从深海区传到浅海区（忽略浅海深度变化引起的波形变化）如图乙所示（波到浅海区经1个周期的波形），波从进入浅海区到达海岸的水平距离为，从波传到x=0开始计时。写出图乙x=0质点振动的位移y与时间t的表达式和波谷最先到达海岸的时间与关系式。
【答案】（1） （2）
【解析】（1）由图甲可知波长
依题意有
解得
根据公式有
解得
根据
解得
（2）由乙图可知波的振幅A=20m，波长，波的周期
根据
解得
根据
可得
海啸波在浅海区的传播速度
波谷最先到达海岸的关系式
解得波谷最先到达海岸的时间关系式