【物理】浙江省七彩阳光新高考研究联盟2024-2025学年高二下学期4月期中试题（解析版）

这是一份【物理】浙江省七彩阳光新高考研究联盟2024-2025学年高二下学期4月期中试题（解析版），共12页。试卷主要包含了选择题Ⅰ，选择题Ⅱ，非选择题等内容，欢迎下载使用。
一、选择题Ⅰ（本题共10小题，每小题3分，共30分。每小题列出的四个备选选项中只有一个是符合题目要求的，不选、多选、错选均不得分）
1. 三星的OLED屏幕通过微型像素点技术提高了亮度均匀性，其亮度功率的单位是瓦特每平方微米（）．改用国际单位制的基本单位表示正确的是（ ）
A. B.
C. D.
【答案】A
【解析】根据单位的推导可知
故选A。
2. 在军事科技日新月异的今天，隐身技术作为战场上的“隐形斗篷”，一度让敌方雷达束手无策。然而，反隐形雷达的崛起，正逐步揭开这层神秘面纱，成为未来战场上的“透视眼”。反隐形雷达一般采用毫米波段雷达及米波段雷达联合工作，毫米波段雷达工作在30GHz-300GHz频段，波长较短，分辨率高；米波段雷达工作在30MHz-300MHz频段，波长较长，可以与机体某些部位发生共振，增大雷达反射面。下列说法正确的是（ ）
A. 这两种雷达波在空中相遇能发生干涉现象
B. 这两种雷达波在真空中的传播速度相等
C. 米波雷达的波长（1m-10m）较长衍射能力强，可绕过隐身飞机的吸波涂层，在飞机金属表面发生反射
D. 米波雷达的电磁波波长与隐身飞机表面涂层的厚度匹配，引发薄膜干涉相消现象，降低回波强度
【答案】B
【解析】A．这两种雷达波因频率不同，则在空中相遇时不能发生干涉现象，选项A错误；
B．这两种雷达波在真空中的传播速度相等，均为3×108m/s，选项B正确；
C．米波雷达的波长（1m-10m）较长衍射能力强，可绕过隐身飞机的吸波涂层，不能在飞机金属表面发生反射，选项C错误；
D．若米波雷达的电磁波波长与隐身飞机表面涂层的厚度匹配，薄膜干涉使得反射增强，即增强了回波强度，选项D错误。
故选B。
3. 如图甲所示，一个质量为0.1kg的物体静止在光滑的水平地面上。在与水平方向成θ角的外力F作用下，物块从静止开始沿水平地面做直线运动，F的方向不变，大小随时间t变化的图像如图乙所示。已知，重力加速度g取。下列说法正确的是（ ）
A. 0~4s内外力F的冲量大小为
B. 2s末物体的动量大小为
C. 3s末物体的动量大小为
D. 0~4s内地面对物体支持力的冲量大小为1
【答案】D
【解析】A．0~4s内外力的冲量大小为
故A错误；
BC．物体受力分析如图所示
由动量定理可知2s末物体的动量为
3s末物体的动量为
故BC错误；
D．0~2s内地面对物体支持力N
2~4s内地面对物体的支持力N
0~4s内地面对物体的支持力的冲量大小为
故D正确；
故选D。
4. 某企业应用电磁感应产生的涡流加热金属产品，其工作原理图如图甲所示。线圈中通过的电流i与时间t的关系如图乙所示（图甲中所示的电流方向为正）。则置于线圈中的圆柱形金属导体在各段时间内产生的涡流情况正确的是（从左向右观察）（ ）
A. 逆时针方向，逐渐增大B. 顺时针方向，逐渐减小
C. 顺时针方向，逐渐减小D. 逆时针方向，逐渐增大
【答案】A
【解析】A．由题图可知时间内电流（正方向）逐渐减小，根据楞次定律可知圆柱形金属导体在时间内产生的涡流（从左向右观察）与电流方向相同，即为逆时针方向，电流的变化率增大，则圆柱形金属导体内磁通量的变化率增大，根据法拉第电磁感应定律可知涡流逐渐增大，故A正确；
B．由题图可知时间内电流（负方向）逐渐增大，根据楞次定律可知圆柱形金属导体在时间内产生的涡流（从左向右观察）与电流方向相反，即为逆时针方向，电流的变化率减小，则圆柱形金属导体内磁通量的变化率减小，根据法拉第电磁感应定律可知涡流逐渐减小，故B错误；
C．由题图可知时间内电流（负方向）逐渐减小，根据楞次定律可知圆柱形金属导体在时间内产生的涡流（从左向右观察）与电流方向相同，即为顺时针方向，电流的变化率增大，则圆柱形金属导体内磁通量的变化率增大，根据法拉第电磁感应定律可知涡流逐渐增大，故C错误；
D．由题图可知时间内电流（正方向）逐渐增大，根据楞次定律可知圆柱形金属导体在时间内产生的涡流（从左向右观察）与电流方向相反，即为顺时针方向，电流的变化率减小，则圆柱形金属导体内磁通量的变化率减小，根据法拉第电磁感应定律可知涡流逐渐减小，故D错误。
故选A。
5. 2025年1月7日，西藏定日县发生6.8级地震，地震后仅10分钟，救援飞机便出现在天空，物资源源不断从四面八方运往灾区，见证了中国速度与国家温度。假设地震中的一组简谐横波在t=0.4s时刻的波形如图甲所示，M是此波上的一个质点，其平衡位置为x=1.5km，质点M的振动图像如图乙所示，下列说法正确的是（ ）
A. 该列波沿x轴正方向传播
B. 质点M在0~2s内通过的路程为2m
C. 该列波的传播速度为4.75km/s
D. 质点M在t=0.8s时运动到了x=4.5km处
【答案】B
【解析】A．根据波动图像以及M点的振动图像可知，t=0.4s时质点M沿y轴正方向振动，由同侧法可知该波沿x轴负方向传播，故A错误；
B．由题图乙可知周期为0.8s，由于2s=，即2s内质点M通过的路程为m
故B正确；
C．由题图甲得波长为3.0km，由波速计算公式
解得该列波的传播速度km/s
故C错误；
D．机械波中的质点不随时间迁移，只在平衡位置附近振动，故D错误。
故选B。
6. 如图甲，单摆在竖直面内的A、C之间做简谐运动。小南利用传感器得到了单摆的摆球沿摆线方向的关系图（图乙）。为了进一步研究单摆的特性，小华继续实验。先使摆球（视为质点）带正电（摆线是绝缘的），然后分别将其放在垂直纸面向外的匀强磁场和竖直向上的匀强电场中。对于研究，小华的猜想正确的是（ ）
A. 由图像可得单摆摆动的周期为
B. 摆球运动到最低点B时，回复力为零，所受合力为零
C. 加上匀强磁场后，A与C不在同一水平面
D. 加上匀强电场后，单摆周期变大
【答案】D
【解析】A．单摆运动的过程在A点时沿细绳方向的加速度最小，在B点时沿细绳方向的加速度最大，到达C点沿细绳方向的加速度又最小，所以单摆的一个周期为A-B-C-B-A，结合图乙可知，单摆摆动的周期为，故A错误；
B．摆球运动到最低点B时，质点相对平衡位置的位移为0，则回复力为零，由于沿绳方向的合力提供向心力，则沿绳方向的加速度不为零，即所受合力不为零，故B错误；
C．加上匀强磁场后，根据左手定则可知，小球所受洛伦兹力方向与速度方向垂直，垂直绳方向的运动不受影响，即A与C仍然在同一水平面，故C错误；
D．加上竖直向上的匀强电场后，小球受竖直向上的电场力，可知等效重力加速度变小，根据可知单摆周期变大，故D正确。
故选D。
7. 如图所示，电解槽和电阻丝R并联后接到电源上，电源内阻r = 1Ω，电阻丝电阻R = 20Ω，电解槽内阻r′ = 0.5Ω。当S1闭合、S2断开时，电阻丝消耗功率为720W；S1、S2都闭合时，电阻丝消耗功率为500W，下列说法正确的是（ ）
A. 电源电动势为120V
B. S1、S2闭合时，流过电解槽的电流大小为26A
C. S1、S2闭合时，1s内电解槽中有1879.5J的电能转化为化学能
D. S1、S2闭合时，电解槽中电能转化成化学能的效率为87%
【答案】C
【解析】A．当S1闭合、S2断开时，电阻丝消耗功率为720W，则电路中的电流
电源电动势为
故A错误；
BCD．S1、S2闭合时，电阻丝消耗功率为，则路端电压
电路的总电流
流过电解槽的电流大小为
内电解槽中的电能转化为化学能的量
电解槽中电能转化成化学能的效率为
故C正确，BD错误。
故选C。
8. 如图所示，为x轴上各点电势随位置变化的图像。一质量为m、带电荷量为+q的粒子（不计重力），以初速度从O点开始沿x轴正方向做直线运动。下列叙述正确的是（ ）
A. 粒子从运动到的过程中做变减速运动
B. 粒子从0运动到的过程中，电势能先减小后增大
C. 粒子在整个运动过程中，在处速度最大
D. 若，则粒子运动到处时速度大小为
【答案】D
【解析】A．图像的斜率等于场强，粒子从运动到的过程中电势减小，根据可知，电势能减小，则动能增大，粒子做变加速运动，故A错误；
BC．0运动到的过程中，电势先增大，后减小，则电势能先增大后减小，粒子在处电势能最小，动能最大，故BC错误；
D．若，从O到由能量关系
解得粒子运动到处时速度大小为
故D正确。
9. 静电场中有一水平光滑绝缘桌面，桌面上有一电场线与x轴重合，将一个质量为m、电荷量为-q可视为点电荷的带电小球从桌面上坐标处由静止释放后，小球沿x轴向正方向运动，其加速度a随坐标x变化的图像如图所示。小球在运动过程中电荷量不发生变化，下列说法正确的是（ ）
A. 该电场为匀强电场
B. 该电场线上电场的方向沿x轴正方向
C. 小球运动到处速度大小
D. 小球运动到处速度减为0
【答案】C
【解析】A．由牛顿第二定律可知，小球的加速度为
因为小球的加速度先增大后减小，故电场强度先增大后减小，不是匀强电场，故A错误；
B．由图像可知，加速度的方向一直沿x轴正方向，负电荷受力方向与场强方向相反，故电场方向沿x轴负方向，故B错误；
C．由可知，图像的面积为
故
解得
故C正确；
D．小球从至一直做加速度运动，故小球运动到处速度最大，故D错误。
故选C。
10. 某兴趣小组对劈尖干涉条纹进行研究时将两平板玻璃叠放，在右端夹入一薄片，如图所示。当波长为λ的可见光从玻璃板正上方入射后可观察到明暗相间的条纹，a、b两点均为亮条纹中心位置，a、b间还有n条亮纹，则a、b两处空气劈的厚度差为（ ）
A. B.
C. D.
【答案】C
【解析】由于从空气膜上下表面分别反射的两列光形成干涉，所以光程差为（d为空气劈的厚度）
当时出现亮条纹，则此时
那么相邻的两条亮条纹满足
所以
所以厚度差为
由于a、b间还有n条亮纹，则a、b两处空气劈的厚度差为
故选C。
二、选择题Ⅱ（本题共3小题，每小题4分，共12分。每小题列出的四个备选选项中至少有一个是符合题目要求的。全部选对得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分）
11. 关于元电荷，下列论述正确的是（ ）
A. 把质子或电子称为元电荷
B. 元电荷是一个电子所带电荷量的大小，没有正负之分
C. 电子带有最小的负电荷，其电荷量的绝对值称为元电荷
D. 物体所带的电荷量称为元电荷
【答案】BC
【解析】A．质子或电子是带电粒子，所带的电荷量的绝对值称为元电荷，选项A错误；
BCD．物体带电是因为得失电子，所带电荷量均为电子电荷量的整数倍，故把电子所带电荷量的大小称为元电荷，电子带有最小的负电荷，选项BC均正确，选项D错误。
故选BC。
12. 夜晚公园景观池有可变化形状的灯光秀，其原理如图甲所示，将一个半圆形线状光源水平放在水池水面下，通过支架（图中未画出）可以调节光源距离水面的深度h，随着h不同，人们在水面上会看到不同形状的发光区域。已知半圆形线光源的半径为R，水的折射率为，下列说法中正确的有（ ）
A. h越小，水面上发光区域面积越大
B. 当时，水面上的发光区域恰会呈现类似丙图所示的“爱心”形状
C. 当时，水面上的发光区域恰会呈现类似丙图所示的“爱心”形状
D. 当时，水面上的发光区域会呈现类似乙图所示的“月牙”形状
【答案】CD
【解析】BCD．取线光源上某一点作为点光源，点光源发出的光在水面上有光射出的水面形状为圆形，设此圆形的半径为r，点光源发出的光线在水面恰好发生全反射的光路图如图所示
由
可得
根据几何关系可得
则一个点发出的光在水面上能看到半径的圆，对于半圆形线光源在水面上的发光区域，可看作是圆的圆心沿半圆弧移动时圆扫过的区域，如图所示
可得当，即时，水面上的发光区域会呈现类似“月牙”形状，当，即时，水面上的发光区域恰会呈现类似丙图所示的“爱心”形状，故CD正确，B错误；
A．结合上述分析可知，h越大，水面上发光区域的面积越大，故A错误。
故选CD。
13. 如图，匀强磁场Ⅰ、Ⅱ的边界P、Q、M水平，两磁场的方向相反，磁感应强度大小均为B，磁场Ⅰ的宽度为L，磁场Ⅱ的宽度大于L。边长为L、质量为m、电阻为R的正方形金属线框abcd自距磁场边界P上方L处自由下落，当ab边刚进磁场Ⅱ时线框的加速度为零；当ab边刚出磁场Ⅱ时，线框的加速度也为零。重力加速度大小为g，线框运动过程中，磁场始终与线框平面垂直，ab边始终水平，下列说法正确的是（ ）
A. 当线框ab边刚进磁场Ⅱ时，线框的速度大小为
B. 线框ab边通过磁场Ⅰ的过程中，通过线框截面的电荷量为
C. 当线框ab边刚出磁场Ⅱ时，线框的速度大小为
D. 线框通过磁场过程中，线框中产生的焦耳热为
【答案】BC
【解析】A．设线框ab边刚进磁场Ⅱ时速度为，根据题意可得
解得
故A错误；
B．线框ab边通过磁场Ⅰ的过程中，通过线框截面的电荷量
故B正确；
C．设线框ab边刚出磁场Ⅱ时，线框的速度大小为，则
解得
故C正确；
D．设磁场Ⅱ的宽度为d，则
根据能量守恒，线框通过磁场过程中
解得
故D错误。
故选BC。
三、非选择题（本题共5小题，共58分）
实验题
14. 某实验小组做“用单摆测量重力加速度”的实验。所用实验器材有：带孔小钢球一个、长度可调的轻质摆线、铁架台、刻度尺、停表、10分度的游标卡尺等。实验装置如图甲所示。实验时，将摆球拉起较小角度后释放，使之做简谐运动，利用停表测出摆球摆动的周期。
（1）组装好装置后，用毫米刻度尺测量摆线长度L，用游标卡尺测量小钢球直径d如图乙。小钢球直径d=______mm。
（2）多次改变摆线长度，在小摆角下测得不同摆长l对应的小钢球摆动周期T，并作出图像，如图丙。根据图线斜率可计算重力加速度g=______（保留3位有效数字，取9.87）．
（3）若将摆线长度误认为摆长，仍用上述图像法处理数据，得到的重力加速度值将______（填“偏大”“偏小”或“不变”）。
【答案】（1）18.5 （2）9.87 （3）不变
【解析】（1）游标卡尺的读数为主尺读数与游标尺读数之和，所以d=18mm+mm=18.5mm
（2）根据单摆的周期公式
可得
结合图像斜率可知
解得
（3）将摆线长度误认为摆长，则有
解得
仍用上述图像法处理数据，图像斜率不变，得到的重力加速度值将不变。
15. 某物理活动小组自制了西红柿电池组，现在要测量该西红柿电池组的电动势和内阻（内阻约为一千多欧姆）。
（1）该小组同学先用多用电表直流电压“0~2.5V”挡粗测了西红柿电池组的电动势，指针稳定时如图甲所示，其示数为___________ V；
（2）现有实验器材：
A.电压表（0~3V，RV约为3000Ω）
B.电流表（0~300μA，RA为300Ω）
C.电阻箱R（0~9999Ω）
D.滑动变阻器R1（0~20Ω）
E.开关，导线若干
①为了更准确测量西红柿电池组的电动势和内阻，选择合适的器材并按电路图___________完成电路连接；
A.B.
C.D.
②通过数据处理画出相应的西红柿电池组的图像如图乙中图线1所示，可知该电池组的内阻为___________Ω，电动势为___________V；将该电池组静置数小时后再次测量获得的图像如图乙中图线2所示，可知该西红柿电池组的电动势___________。（选填“增大”“减小”或“不变”）
【答案】（1）0.50 （2）D 1700 0.50 不变
【解析】（1）直流电压表最小刻度为0.05V，则读数为0.50V；
（2）①[1]因电压表量程过大，且电流表内阻已知，则实验选择电路D即可；
②[2][3]根据电路可得
即
由图像可得
[4]将该电池组静置数小时后再次测量获得图像如图乙中图线2所示，可知图像的斜率不变，则该西红柿电池组的电动势不变。
16. 如图所示，在光滑的水平面上放有两个小球A和B，其质量、，B球上固定一水平轻质弹簧。若A球以速率向右运动去碰撞静止的B球，则：
（1）求碰撞过程中弹簧最大的弹性势能值；
（2）求碰撞结束时，B球速度大小。
【答案】（1）6.4J （2）1.6m/s
【解析】（1）当A、B速度相等时弹簧的弹性势能达到最大，设此时共同速度为，由动量守恒及能量守恒分别可得，
联立可得：
（2）当弹簧恢复原长时，碰撞结束，设此时A、B的速度分别为、，规定向右为正方向，由动量守恒及能量守恒分别可得，
联立可得，
所以碰撞结束时，B球速度大小为1.6m/s。
17. 如图，一根长为L=1m的细绝缘线，上端固定于O点，下端系一个质量为m=0.4kg的带电小球，将整个装置放入一匀强电场当中，电场强度大小为，方向为水平向右，已知：当细线偏离竖直方向为时，小球处于平衡状态，重力加速度为，试求：
（1）小球带何种电荷，带电量为多少；
（2）若将小球拉至最低点C无初速度释放，当小球运动到B点时的速度大小；
（3）若小球从最低点C以水平向右的初速度出发，为多大时小球恰能在竖直平面上做完整的圆周运动？
【答案】（1）正电， （2） （3）
【解析】（1）小球受电场力方向和场强方向相同，可知小球带正电；电场力
对小球在B点时受力分析可知
解得
（2）小球从C点运动到B点过程中，有重力做功和电场力做功
由动能定理得
解得
（3）由题意可知恰好能做完整圆周运动时，对D点受力分析可知
得
小球从C点运动到D点过程中，有重力做功和电场力做功，由动能定理得
得
18. 电磁阻拦是新一代航母关键技术之一，其工作原理如图甲所示，舰载机钩上绝缘阻拦索后，拖着与绝缘阻拦索相连的金属杆一起做初速度为的减速运动。为了保证着舰平稳，最大限度降低着舰过程中飞行员和舰载机受到的冲击，一种设计方案是磁感应强度B的大小随位移改变来实现舰载机着舰过程做匀减速直线运动。与位移x的关系如图乙所示，直线与轴的交点为p，与x轴的交点为q。已知舰载机、阻拦索和金属杆的总质量为M，金属杆滑行的轨道间距为L。若着舰过程中回路总电阻R保持不变，除受电磁阻力外其他阻力不计，求：
（1）舰载机着舰减速过程时间；
（2）用总电阻R与加速度a，及其他已知条件写出与位移x的关系式（要求结论中不含p，q）；
（3）回路中的总电阻R的大小。
【答案】（1） （2） （3）
【解析】（1）由图乙可知舰载机减速到停止的位移大小
又初速度为，全程匀减速，解得
（2）总电阻为R，金属杆加速度大小为a，速度为v时感应电动势为，， ，
解得
（3）由上一小题
结合图乙得，或
解得
19. 利用磁场和电场实现离子偏转是科学仪器中广泛应用的技术，如图所示，Oxy平面内有一半径为R的圆形磁场，与x轴相切于坐标原点O，圆心在y轴上。在圆形磁场左侧放置一沿y轴方向且长度为的放射源ABC，其中A、C是放射源两个端点，B是其中间点，且与纵坐标相同，放射源ABC各点沿x轴正方向均匀发射电荷量为q、质量为m，速率均为v的正电荷，这些粒子通过圈形磁场后均由O点飞出。在处平行x轴放置两块间距极小、厚度忽略不计的足够长的金属网P、Q，其中金属网P接地，金属网Q的电势为，Q下方存在垂直纸面向里的匀强磁场，磁感应强度为B，不计粒子重力，不考虑粒子间相互作用以及粒子对磁场和电势分布的影响。
（1）求判断圆形磁场磁感应强度的大小及方向；
（2）求从A点射出的粒子通过圆形磁场的时间及离开磁场瞬间的速度方向；
（3）当金属网Q电势，求这些粒子在磁场中运动的所有轨迹中的最低点坐标y。
【答案】（1） （2），速度方向为与y轴负方向成45°角向左下方 （3）
【解析】（1）由于粒子通过圈形磁场后均由O点飞出，根据磁焦距模型可知，轨道半径为R，由洛伦兹力提供向心力有
可知
由左手定则判断可知，磁场方向为垂直纸面向外。
（2）作图可知，A点射出的粒子通过圆形磁场的角度，因此运动的时间，而圆周运动的周期
可得：，速度方向为与y轴负方向成45°角向左下方。
（3）由金属网P接地，金属网Q电势
可知，正电荷在PQ之间做匀减速运动，假设离开Q极板的速度大小为，由动能定理，可知
所有粒子的轨迹中的最低点应对应，的情形，即下图所示：
可知此时圆周半径为
因此