【物理】广东省部分高中2024-2025学年高二下学期期中考试试题（解析版）

这是一份【物理】广东省部分高中2024-2025学年高二下学期期中考试试题（解析版），共15页。试卷主要包含了题前，考生务必用直径0，卷命题范围等内容，欢迎下载使用。
考生注意：
1.试卷满分100分，考试时间75分钟。
2.题前，考生务必用直径0.5毫米黑色墨水签字笔将密封线内项目填写清楚。
3.考生作答时，请将答案答在答题卡上。选择题每小题选出答案后，用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑；非选择题请用直径0.5毫米黑色墨水签字笔在答题卡上各题的答题区域内作答，超出答题区域书写的答案无效，在试题卷、草稿纸上作答无效。
4.卷命题范围：必修第一册、第二册、第三册；选择性必修第一册、第二册。
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. 陀螺仪的工作原理中常用到角动量的概念，角动量的大小为L = rmvsinθ，其中L是质点的角动量，r是质点到旋转轴的的距离，m是质点的质量，v是质点的速度大小，θ是r与v的夹角，则角动量用国际制基本单位表示为（ ）
A. kg∙m2/sB. kg∙m/sC. N∙m/sD. N∙m·s
【答案】A
【解析】CD．由于国际制基本单位没有牛顿，故CD错误；
AB．根据角动量的公式可得
距离r的单位为m，质量m的单位为kg，速度v的单位为m/s，故角动量的单位为kg∙m2/s，故A正确，B错误。
故选A。
2. 如图甲所示为某机械波在t=0时刻的波形图，如图乙所示为波上质点P的振动图像。下列说法正确的是（ ）
A. 该波沿x轴正方向传播
B. 该波的传播速率为20 m/s
C. 经过一个周期，质点P沿传播方向的位移大小为2m
D. 0~0.55s内，x=2m处的质点通过的路程为22 cm
【答案】D
【解析】A．根据图乙的振动图像，结合图甲可知，在t=0时刻质点P沿y轴负向振动，可知该波沿x轴负方向传播，A错误；
B．由图甲可知，该波波长λ=2m，由图乙可知，该波周期T=0.2s，故波的传播速率，B错误；
C．质点不随波移动，只在平衡位置上下运动，C错误；
D．振幅A=2cm，0~0.55s内，x=2m处的质点通过的路程，D正确。
故选D。
3. 如图所示，光滑的水平面上有大小相同、质量不等的小球P、Q，小球P以速度v0向右运动时与静止的小球Q发生正碰，碰后小球P速度反向、大小为，小球Q的速率为，则小球P、Q的质量之比等于（ ）
A. 3：8B. 8：3C. 3：4D. 4：3
【答案】A
【解析】以P、Q两球组成系统为研究对象，两球碰撞过程动量守恒，以P球的初速度方向为正方向，由动量守恒定律得
解得两球的质量之比
故选A。
4. 中国计划在2030年前实现载人登月。航天器先在月球表面附近的圆轨道上绕月球做周期为T的匀速圆周运动，然后逐渐调整并安全登月。航天员出舱后沿竖直方向做了一次跳跃，他腾空的高度为h，腾空的时间为t。已知引力常量为G，则月球的质量为（ ）
A. B.
C. D.
【答案】D
【解析】设月球的半径为，月球表面的重力加速度大小为，根据自由落体有
解得
根据万有引力提供向心力，有
结合
联立解得月球质量
故选D。
5. 如图所示，倾角、长和宽均为l的光滑斜面固定在地面上，一质量的小物块（可视为质点）由斜面左上方顶点P静止释放，同时对小物块施加一外力F，小物块恰好可沿PQ连线滑到Q点。重力加速度g取，则外力F的最小值为（ ）
A 5NB. 10NC. D.
【答案】D
【解析】对小物块受力分析，受到重力，支持力和外力，将重力分解到沿斜面向下和垂直于斜面方向，沿斜面方向的合力与共线，根据矢量三角形法则可知，当外力和垂直时，外力最小，故对小物块施加的外力的最小值
故选D。
6. 如图所示，平行板电容器的金属板M、N水平放置，始终与电源两极相连，电路中接有电流计G，极板N接地，极板间有一带电液滴静止在P点。现将M极板沿竖直方向向上平移一小段距离，则下列说法正确的是（ ）
A. 电容器的电容增大
B. 液滴向下运动
C. P点的电势增大
D. G中有从b到a的电流
【答案】B
【解析】A．电容器的电容
M极板上移，导致d增大，可知电容器的电容减小，A错误；
B．板间电场强度
由于板间距离增大，电压保持不变，所以板间电场强度减小，液滴受到的电场力减小，液滴向下运动，B正确；
C．PN间的电势差
又
由于P点与下极板距离不变，板间电场强度减小，可知P点的电势减小，C错误；
D．根据
可知Q减小，电容器放电，由图可知，G中有从a到b的电流，D错误。
7. 如图所示，两根间距为的平行金属导轨间接有电动势为、内阻为的电源，导轨平面与水平面间的夹角为。质量为、有效阻值为的金属杆垂直导轨放置，导轨与金属杆接触良好，整个装置处于垂直导轨平面向上的匀强磁场中。当滑动变阻器的阻值为和时，金属杆均恰好处于静止状态，重力加速度g取。下列说法正确的是（ ）
A. 金属杆所受安培力方向沿斜面向下
B. 匀强磁场的磁感应强度大小为
C. 金属杆与导轨间的动摩擦因数为
D. 将电源正、负极对调，改变滑动变阻器的阻值，金属杆可能静止
【答案】C
【解析】A．电流方向从a到b，由左手定则，可知金属杆所受安培力方向沿斜面向上，A错误；
BC．当滑动变阻器阻值为时，对金属杆受力分析，有
当滑动变阻器阻值为时，有
联立解得
，
B错误、C正确；
D．将电源正、负极对调，安培力方向沿导轨平面向下，有

此时金属杆不可能静止，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. 我国的无人机在各行各业中有着广泛的应用。在一次高空摄影过程中，地面测控系统测出无人机从地面起飞，其竖直方向上的速度v随时间t的变化规律如图所示，t4时刻无人机回到地面。关于无人机，下列说法正确的是（ ）
A. 0~t2时间内，无人机先超重后失重
B. t2时刻，无人机上升到最高位置
C. t3~t4时间内，无人机的加速度方向先向上后向下
D. 0~t2时间内与t3~t4时间内的平均速度大小相等
【答案】AB
【解析】A．v-t图像的斜率等于加速度，可知0~t2时间内，无人机的加速度先向上后向下，故无人机先超重后失重，A正确；
B．0~t2时间内速度一直为正，则无人机一直上升，故t2时刻无人机上升到最高位置，B正确；
C．t3~t4时间内，无人机向下先加速后减速，故加速度方向先向下后向上，C错误；
D．0~ t2时间内无人机上升，t3~ t4时间内无人机下降并回到地面，可知0~t2时间内与t3~ t4时间内的位移大小相等，但时间关系未知，故无法确定平均速度大小关系，D错误。
故选AB。
9. 如图所示，圆心角为90°的扇形区域MON内存在方向垂直纸面向外的匀强磁场，P点为半径ON的中点。现有比荷大小相等的两个带电粒子a、b，以不同的速度先后从P点沿OM方向射入磁场，并分别从M、N两点射出磁场，粒子a、b在磁场中的运动轨迹如图所示。不计粒子所受重力及粒子间相互作用，下列说法正确的是（ ）
A. 粒子a带正电，粒子b带负电
B. 粒子a、b在磁场中做圆周运动的周期之比为1：1
C. 粒子a、b在磁场中的速度大小之比为1：5
D. 粒子a、b在磁场中的加速度大小之比为5：1
【答案】BD
【解析】A．由左手定则可知，粒子a带负电，粒子b带正电，A错误；
B．由可知，粒子a、b的比荷相等，则，B正确；
C．由几何关系可得
解得
可知
根据，
可得，C错误；
D．由qvB= ma
得
可得，D正确。
故选BD。
10. 如图所示，理想变压器原线圈接在电压的交流电源上，原线圈中的电流表为理想电表，副线圈接“6V，3W”的灯泡．闭合开关S，灯泡恰好正常发光，下列说法正确的是（ ）
A. 原、副线圈匝数之比为2:1
B. 电流表的示数为1A
C. 原线圈的输入功率为3W
D. 副线圈中的电流每秒钟方向改变50次
【答案】AC
【解析】A．由表达式可知，原线圈的电压最大值
则原线圈电压的有效值
根据理想变压器电压与匝数关系可得
故A正确；
B．灯泡正常发光，故副线圈中的电流有效值为
由理想变压器电流与匝数关系有
解得
则电流表示数为0.25A，故B错误；
C．理想变压器没有能量损失，原线圈的输入功率等于副线圈的输出功率，即
故C正确；
D．原线圈中交变电压的周期
交变电流在一个周期内方向改变2次，理想变压器不改变交流电的周期，故副线圈中的电流每秒钟方向改变100次，故D错误。
故选AC。
三、非选择题：本题共5小题，共54分。
11. 用如图甲所示的装置进行“探究加速度与力、质量的关系”实验。已知打点计时器使用的交流电源的频率为50Hz。
（1）关于本实验，下列说法正确的是______。
A. 本实验采用的科学方法是控制变量法
B. 小车的质量应远大于砝码盘及砝码的总质量
C. 实验时，先放开小车，再接通打点计时器的电源
D. 平衡摩擦力时，应将盘及盘中的砝码用细绳通过定滑轮系在小车上
（2）某次实验得到如图乙所示的纸带，相邻两计数点之间还有四个点未画出。因某同学不小心将墨汁滴到纸带上，导致B点模糊不清，现测得OA和CD的距离分别为和，可知小车运动的加速度大小________（保留三位有效数字）
（3）若实验选用的是电火花打点计时器，实验完毕后，某同学发现实验时交变电流的频率小于50Hz，那么加速度的测量值________（填“大于”“小于”或“等于”）实际值。
【答案】（1）AB （2）2.40 （3）大于
【解析】（1）A．该实验中有三个变化的物理量，研究其中两个量的关系，需要控制第三个量不变，故本实验采用的科学方法是控制变量法，故A正确；
B．本实验无法准确测出小车所受的合力，故可以用砝码盘及砝码的总重力来代替小车所受的合力，故小车的质量应远大于砝码盘及砝码的总质量，故B正确；
C．每次实验时应先接通打点计时器的电源，再放开小车，故C错误；
D．平衡摩擦力的实质是让重力的下滑分力等于阻力，只需将纸带挂上，不用悬挂砝码盘及盘中砝码，故D错误。
（2）由题意可知，纸带上相邻计数点时间间隔
根据逐差法可得小车运动的加速度大小
（3）若实验时交变电流的频率小于50Hz，则打点计时器的打点周期大于0.02s，由（2）问中加速度表达式可知，加速度的测量值大于实际值。
12. 在“测量电源电动势和内阻”的实验中，由于电流表和电压表内阻的影响，会产生系统误差，为了消除电表的内阻产生的系统误差，某兴趣小组用如图甲所示的电路来测量电源电动势和内阻，其中，实验操作步骤如下：
①将滑动变阻器滑到最左端位置，单刀双掷开关S与1接通，闭合开关S0，调节滑动变阻器R，记录下若干组数据U、I的值，断开开关S0；
②单刀双掷开关S与2接通，闭合开关S0，调节滑动变阻器R，记录下若干组数据U、I值，断开开关S0；
③在图乙中分别作出两种情况所对应的U-I图像。
（1）某次电压表读取时，指针如图丙所示，则读数U=___________V。
（2）图丙中的曲线Ⅱ是开关与___________（填“1”或“2”）接通时相对应的图线。
（3）根据图乙中的U-I图线，综合图线Ⅰ和Ⅱ的数据，可消除电流表和电压表内阻的影响，可知电源电动势E=___________V，内阻r=___________Ω。（结果均保留三位有效数字）
（4）该兴趣小组经讨论认为，利用图乙还可以计算出电流表的内阻，则电流表的内阻RA=___________Ω。
【答案】（1）1.10 （2）2 （3）1.80 2.50 （4）0.5
【解析】（1）由图乙可知，电压表的量程为3 V，其分度值为0.1V，需要估读到分度值的下一位，由图丙可知，电压表读数U=1.10 V。
（2）当单刀双掷开关接1时，电动势测量值（图像与纵轴的交点）准确，内阻测量值（图像的斜率）偏大；当单刀双掷开关接2时，电动势测量值偏小，内阻测量值偏小。曲线Ⅰ与纵轴的交点大于曲线Ⅱ与纵轴的交点，并且曲线Ⅰ的斜率大于曲线Ⅱ的斜率，可知曲线Ⅱ是开关与2接通时相对应的图线。
（3）[1][2]当单刀双掷开关接1时，电流表示数为零时，电压表测量准确；当单刀双掷开关接2，电压表示数为零时，电流表测量准确。如图所示的虚线为电源U-I曲线的准确值，由虚线可得，2.50Ω。
（4）图线Ⅰ的斜率
结合图乙可知，图线Ⅰ的斜率
解得0.5Ω
13. 如图所示，将半径为R的透明介质球固定在水平面上，一束单色光水平入射到介质球上，单色光进入介质球后恰好能照射到和圆心等高的点。已知球心到入射光束的竖直距离，光在真空中的传播速率为c，不考虑反射，求：
（1）单色光在该介质球中的折射率；
（2）单色光在该介质球中的传播时间。
【答案】（1） （2）
【解析】（1）设入射角为θ，折射角为α，光路如图所示
由数学知识，有
解得
由几何关系，有
解得
则单色光在该介质球中的折射率为
（2）单色光在介质球中的传播速率为
单色光在介质球中的传播路程
则单色光在介质球中的传播时间
14. 如图所示为一高端全自动传送带，AB为半径的光滑四分之一圆弧轨道，A点和圆心O等高，圆弧的底端B与水平传送带平滑相接，传送带以顺时针匀速运行，B点到传送带右端C点的距离为。一质量为的滑块从A处由静止滑下，并从传送带的右端C飞出。已知滑块与传送带间的动摩擦因数，C点到地面的高度为，重力加速度g取，求：

（1）滑块到达圆弧轨道底端B时对轨道的压力大小；
（2）滑块从C点飞出后的水平位移大小；
（3）此过程中，由于滑块与传送带之间的摩擦而产生的热量Q。
【答案】（1）30N；（2）；（3）
【解析】（1）滑块从A到B，由机械能守恒定律得
在B点，对滑块，由牛顿第二定律可得
代入数据解得
，
由牛顿第三定律，压力与支持力等大反向，则滑块到达底端B时对轨道的压力为30N，方向竖直向下；
（2）已知滑块与传送带间的动摩擦因数，设BC段滑块加速度大小为a，B到C，由匀变速直线运动可得
由牛顿第二定律可得
联立解得
从C点飞出后滑块做平抛运动，可得
，
解得
（3）设滑块由B到C所用时间为，则有
解得
在此时间内传送带转动距离为
由于滑块与传送带之间的摩擦而产生的热量
15. 如图所示，间距、半径的两条竖直圆弧导轨与两足够长的平行金属直导轨、相切于、点，轨道固定在绝缘水平面上，右侧存在方向竖直向上、磁感应强度大小的匀强磁场。质量、长，电阻的金属棒跨放在圆弧导轨的最高点，质量、电阻、边长的匀质正方形金属线框水平放置在两直导轨上。忽略导轨的电阻及所有摩擦，金属棒、金属线框均与导轨始终接触良好，重力加速度取。现将金属棒由静止释放，求：
（1）金属棒刚到达时的速度大小；
（2）金属棒刚到达时，金属棒两端的电势差；
（3）若金属棒与金属线框恰好不接触，则金属线框的焦耳热及金属线框初始时左边到的距离。
【答案】（1） （2） （3）
【解析】（1）对金属棒，由动能定理有
解得
（2）金属棒刚到达时产生的感应电动势
分析可知，正方形金属线框的左边导线与右边导线并联，则金属线框接入电路的总电阻
金属棒两端的电压
根据楞次定律可知，感应电流的方向由，则点电势低于点电势，故金属棒两端的电势差
（3）分析可知，当金属棒与金属线框恰好不接触时共速，金属棒与金属线框水平方向动量守恒，根据动量守恒定律有
解得
根据能量守恒定律有
解得
则金属线框的焦耳热
对金属棒，根据动量定理
通过金属棒的电荷量
联立解得