福建省福州市第四中学2024-2025学年高二下学期期中物理试题

高二物理 试卷第 1页，共 6页 2024-2025 年福州四中第二学期第一学段试卷 高二物理 一、单选题（每题 4 分，共 16 分） 1．气垫鞋通过气垫的缓冲减小地面对脚的冲击力，某同学的重力为 G，穿着平底布鞋时 双脚竖直着地过程中与地面的作用时间为 0t ，受到地面的平均冲击力大小为 4G。若脚着 地前的速度保持不变，该同学穿上某型号的气垫鞋时，双脚竖直着地过程中与地面的作 用时间变为 02t ，则该同学受到地面的平均冲击力大小变为（ ） A．3.5G B．3.0G C．2.5G D．2.0G 2．有 a、b、c、d四种单色光，在水中的折射率分别为 na、nb、nc、nd。a光和 b光从水 中斜射向空气的折射光路如题图甲所示：b光和 c光从空气斜射向水中的折射光路如题图 乙所示；c光和 d光从水中斜射向空气，光路如题图丙所示。则可判断（ ） A．水对 a光的折射率最大 B．a光的频率最小 C．在水中的传播速度 c最小 D．a光的波长最大 3．如图所示，两条平行的足够长的光滑金属导轨与水平面成α角， 导轨间距离 L。其上端接一电动势为 E的电源和一定值电阻 R， 电源的内阻及导轨的电阻忽略不计。质量为 m的导体棒 ab与导 轨垂直且水平放置，其电阻为 r。整个装置处于竖直向上的匀强 磁场 B中。现将导体棒由静止释放，最终导体棒在轨道上以速度 v匀速下滑，电路中电流大小为 I。则下列说法正确的是（ ） A．释放瞬间棒所受安培力沿斜面向下 B．棒最终匀速运动时  BLv E I R r   C．由于棒切割磁感线产生了电动势，因此稳定时棒两端电压等于它产生的电动势大 小加上它电阻的分压 Ir D．棒开始匀速运动后，其减小的重力势能只有一部分转化为系统的生热 4．如图所示，光滑固定金属导轨 M、N水平放置，两根导体棒 P、 Q平行放于导轨上，形成一个闭合回路，当条形磁铁从高处下落接 近回路的过程中，下列说法正确的是（ ） A．P、Q将相互靠近 B．P、Q对导轨 M、N的压力小于自身重力 C．磁铁下落的加速度大于重力加速度 g D．磁铁动能的增加量等于重力势能的减少量 高二物理 试卷第 2页，共 6页 二、多选题（每题 6 分，共 24 分） 5．如图 a所示为 0t  时刻波的图像，b为波在 A点的振动图像，A点距离 B点 10米，C 点距离 B点 2米，下列说法正确的是（ ） A．该波向 x轴负方向传播 B．该波的波速为 4m / s C．0~14秒内质点 A所走过的路程为70cm D．再过一秒质点 C在波谷位置 6.如图所示，一长为 、宽为 的矩形导线框 ，在水 平外力作用下从紧靠磁感应强度为 的匀强磁场边缘处 以速度 向右匀速运动 ，规定水平向左为力的正方向。 下列关于水平外力的冲量 、导线框 、 两点间的电势差 、通过导线框的电荷量 及导线框所受安培力 随其运 动的位移 变化的图像正确的是（ ） A. B. C. D. 7．如图（a），长木板 A静止在光滑的水平面上，质量为 m=2kg的物体 B以水平速度 0 2m/sv  在长木板 A表面上滑行，由于 A、B间存在摩擦，之后 A、B速度随时间变化 情况如图（b）， 210m/sg  。下列说法正确的有（ ） 高二物理 试卷第 3页，共 6页 A．A、B间的动摩擦因数为 0.2 B．系统损失的机械能为 2J C．长木板 A的最小长度为 1m D．长木板 A获得的动能为 2J 8．新一代航母阻拦系统将采用电磁阻拦技术，基本原理如图所示，飞机着舰时关闭动力 系统，通过绝缘阻拦索钩住轨道上的一根金属棒 ab，导轨间距为 d，飞机质量为 M，金 属棒质量为 m，飞机着舰钩住金属棒后与金属棒以共同速度 0v 进入磁场，轨道端点 MP 间电阻为 R、金属棒电阻为 r，不计其他电阻和阻拦索的质量。轨道间有竖直向下的匀强 磁场，磁感应强度大小为 B。金属棒运动一段距离 x后飞机停下、测得此过程电阻 R上 产生的焦耳热为 Q，则（ ） A．金属棒 ab中感应电流方向由 a到 b B．通过金属棒 ab的电荷量为 Bdx R r C．金属棒 ab运动位移为 x0时的速度   2 2 0 0 B d xv v m R r    D．飞机和金属棒克服摩擦阻力和空气阻力所做的总功   20 1 2 R rM m v Q R    三、填空题（每空 2 分，共 10 分） 9.艺术体操运动员站在场地中以一定频率上下抖动 长绸带的一端，绸带自左向右呈现 波浪状起伏，某时刻绸带形状如图所示 符合正弦函数特征 ，此时绸带上 点 运动方向______ 填“向上”“向 下”“向左”或“向右” ，保持抖动 幅度不变，如果要在该绸带上产生更加 密集的波浪状起伏效果，运动员上下抖 动的频率应______ 填“增大”“减 小”或“保持不变” 。 10．如图甲，理想变压器原、副线圈匝数比为10 :1，电表为理想交流电表，在原线圈两 端接入如图乙所示的电压，电压表的读数为 V 。若滑片 P从 a端向b端滑动， 高二物理 试卷第 4页，共 6页 电流表读数将 （选填“增大”、“不变”或“减小”），电压表读数将 选填 “增大”、“不变”或“减小”）。 四、实验题（每空 2 分，共 12 分） 11．某物理兴趣小组用如图 1所示的可拆变压器探究变压器原、副线圈电压与匝数的关 系。 (1)本实验主要运用的科学方法是___________。 A．控制变量法 B．等效替代法 C．理想模型法 (2)关于实验操作，下列说法正确的是___________。 A．实验可以用多节干电池串联起来作为电源 B．实验中手不能接触裸露的导线、接线柱 C．用交流电压表测副线圈两端电压时，副线圈应接小灯泡 (3)若变压器为理想变压器，由原、副线圈若干组电压比 1 2 U U 与匝数比 1 2 n n 作出如图 2所示 的关系图像，该图像的斜率为 。 12．如图所示，用“碰撞实验器”可以验证动量守恒定律，即研究两个半径相同的小球在 轨道水平部分碰撞前后的动量关系。图中 O点是小球抛出点在地面上的垂直投影点。实 验时先让质量为 1m 的入射小球 A从斜槽轨道上某一固定位置 Q由静止开始滚下，从轨道 末端抛出，落到位于水平地面的复写纸上，在下面的白纸上留下痕迹。重复上述操作 10 次，得到 10个落点痕迹。再把质量为 2m 的被撞小球 B放在斜槽轨道末端，让 A球仍从 位置 Q由静止滚下，与 B球碰撞后，分别在白纸上留下各自的落点痕迹，重复操作 10 次。 高二物理 试卷第 5页，共 6页 (1)实验中，必须测量的物理量有_______。（填选项前的符号） A．两个小球的质量 1 2m m、 B．抛出点距地面的高度 H C．两小球做平抛运动的时间 t D．平抛的水平射程 OP、OM、ON (2)关于本实验，下列说法正确的有_______。（填选项前的符号） A．斜槽轨道必须光滑 B．斜槽轨道末端切线必须水平 C．入射小球的质量 1m 必须大于被撞小球的质量 2m D．实验过程中，白纸可以移动 (3)用天平测量两个小球的质量 1 2m m、 ，实验中分别找到， 1m 碰前和 1 2m m、 相碰后平均落 地点的位置，测量平抛水平射程OP OM ON  、 、 。 则动量守恒的表达式可表示为 （用测量的量表示）。 五、解答题（共 38 分） 13．（10分）如图所示，abcd为交流发电机的矩形线圈，其面积 22mS  ，匝数 5N = ， 线圈内阻 2Ωr  ，外电阻 8ΩR= 。线圈在磁感应强度大小为 0.2TB  的匀强磁场中绕垂直 于磁场的转轴OO匀速转动，角速度 50rad/s  。图中的电压表、电流表均为理想交流 电表，取 3.14  ，求： （1）交流电压表的示数； （2）从图示位置转过 45，通过 R的电荷量； （3）线圈转一周，线圈内阻产生的焦耳热。 高二物理 试卷第 6页，共 6页 14．（12分）如图所示，两根足够长的平行光滑金属导轨 MN、PQ间距 1mL  ，其电阻 不计，两导轨及其构成的平面均与水平面成 30  角，N、Q两端接有 1R  的电阻。 一金属棒 ab垂直导轨放置，ab两端与导轨始终有良好接触，已知 ab的质量 0.2kgm  ， 电阻 1r  ，整个装置处在垂直于导轨平面向上的匀强磁场中，磁感应强度大小 1TB  。 ab在平行于导轨向上的拉力作用下，以初速度 1 0.5m / sv  沿导轨向上开始运动，可达到 最大速度 2m / sv  。运动过程中拉力的功率恒定不变，取重力加速度大小 210m / sg  。 (1)求 ab速度最大时所受到的安培力大小 AF 及两端的电压 U； (2)求拉力的功率 P； (3)ab开始运动后，经 0.09st  速度达到 2 1.5m / sv  ，此过程中 ab克服安培力做功为 0.06JW  ，求该过程中 ab沿导轨的位移大小 x。 15．（16分）如图所示，光滑水平面上有一质量 M=1.98kg的小车，车的 B点右侧的上表 面是粗糙水平轨道，车的 B点的左侧固定以半径 R=0.7m的 14 光滑圆弧轨道，圆弧轨道与 水平轨道在 B点相切，车的最右端 D点固定轻质弹簧弹簧处于自然长度其左端正好对应 小车的 C点，B与 C之间距离 L=0.9m，一个质量 m=2kg的小物块，置于车的 B点，车 与小物块均处于静止状态，突然有一质量 m0= 20g的子弹，以速度 v0=500m/s击中小车并 停留在车中，设子弹击中小车的过程时间极短，已知小物块与水平轨道间的动摩擦因数 μ=0.5，g取 10m/s2。求∶ （1）子弹刚停留在车中的瞬间，小车的速度； （2）小物块在圆弧轨道上的最大高度； （3）求当小物块再次回到 B点时，小物块的最大速度大小； （4）若已知弹簧被小物块压缩的最大压缩量 x=10cm，求弹簧的最大弹性势能。 高二物理 试卷第 7页，共 6页 2024-2025 年福州四中第二学期第一学段试卷 高二物理 1．C2．A3．D4．A5．AC6．AB7．BC8．BD 9.向上 增大 10． 10 2 增大 不变 11．(1)A (2)B (3)1 12．(1)AD (2)BC (3) 1 1 2m OP m OM m ON     13．【答案】（1） 40V；（2）0.1C；（3）6.28J 【详解】（1）交变电压的峰值为 m 50 2VE NBS  所以，交变电压的有效值为 m 50V 2 EE   根据欧姆定律，电压表示数为 40VR RU E R r    （2）从图示位置开始，线圈转过 45的过程中，磁通量的变化量为 Φ sin 45 0 0.2WbB S      根据法拉第电磁感应定律，有 ΔΦ Δ E N t  根据欧姆定律，有 EI R r   根据电流强度定义，有 ΔΦΔ 0.1Cq I t N R r     （3）回路中电流的有效值为 5AEI R r    线圈转一圈所用时间为 2 s 25 T      则线圈内阻产生的焦耳热为 2 6.28JQ I rT  高二物理 试卷第 8页，共 6页 14．(1) 1NAF  ， 1VU  (2) 4WP  (3) 0.1mx  【详解】（1） ab棒产生的感应电动势为 E BLv 设回路中感应电流为 I ，根据闭合电路欧姆定律得 EI R r   ab棒受到的安培力大小为 AF BIL ab两端的电压U IR 联立以上各式解得 A 1NF  ， 1VU  （2）在 ab棒运动过程中，由于拉力功率恒定， ab棒做加速度逐渐减小的加速运动，加 速度为零时，速度达到最大，设此时拉力大小为 F ，安培力大小为 AF ，由平衡条件得 AsinF mg F  拉力的功率 P Fv 解得拉力的功率为 4WP  （3）ab棒从 1v 到 2v 的过程中，由动能定理得 2 22 1 1 1sin 2 2 Pt W mgx mv mv    解得 0.1mx  15．（1） 5m/sv  ；（2） 0.625mh  ；（3） 1 5m / sv  ；（4） p 2.5JE  【详解】（1）取向右为正方向，对于子弹打小车，系统动量守恒可得 0 0 0( )m v m M v  可得 5m/sv  （2）当小物块运动到圆轨道的最高点时三者共速，系统水平方向动量守恒，有 0 0 0 1( )m v m M m    共 解得 1 2.5m/sv 共 设最大高度为 h，根据机械能守恒定律得 2 2 0 0 1 1 1( ) ( ) 2 2 m M v m M m v mgh    共 解得 0.625m 0.7mh R   所以小物块不能达到圆弧轨道的最高点 A；则最大高度为 0.625mh  ； （3）当小物块再次回到 B点时，小物块速度为 1v ，车和子弹的速度为 2v 高二物理 试卷第 9页，共 6页 系统水平方向动量守恒，则有 0 1 0 2( ) ( )m M mv m M v    系统能量守恒，则有 2 2 2 0 1 0 2 1 1 1( ) ( ) 2 2 2 m M m m M   v v v 解得 1 5m / sv  ， 2 0v  （3）当弹簧具有最大弹性势能 pE 时三者速度相同，由动量守恒定律得 0 0 0 2( )m v m M m    共 可得 12 2.5m/sv v 共 共 根据能量守恒定律得 2 2 p 0 0 2 1 1( ) ( ) ( ) 2 2 mg L x E m M v m M m v        解得 p 2.5JE 