精品解析：天津市求真高级中学2024-2025学年高二下学期期中考试物理试卷

求真中学2024--2025学年度高二年级期中考试物理试卷 一、单项选择题（每小题5分，共25分。每小题给出的四个选项中，只有一个选项是正确的） 1. 景颇族的祖先发明的点火器如图所示，用牛角做套筒，木质推杆前端粘着艾绒．猛推推杆，艾绒即可点燃，对筒内封闭的气体，在压缩过程中 ( ) A. 气体温度升高，压强不变 B. 气体温度升高，压强变大 C 气体对外界做正功，其体内能增加 D. 外界对气体做正功，气体内能减少 2. 如图所示为半圆形玻璃砖的横截面，直径MN与水平面平行。由两种单色光组成的细光束沿aM从MN边射入玻璃砖，细光束进入玻璃砖后分成两束光分别打到玻璃砖截面的b、c两点处（入射到b、c两点的两束单色光分别称为单色光b和单色光c），b、c两点分别位于玻璃砖截面最低点的左右两侧。下列说法正确的是（　　） A. 图中b、c光线通过玻璃砖的时间相同 B. 在玻璃砖中，单色光b的速度比单色光c的大 C. 单色光b的波长比单色光c的长 D. 单色光b的频率比单色光c的小 3. 一定质量的理想气体由状态a经①过程到状态b，由状态b经②过程到状态c，由状态c又经③过程回到状态a，①过程气体不与外界发生热传递，③过程温度保持不变．整个过程压强p与体积V的关系如图所示，下列说法正确的是（　　） A. ①过程外界对气体做正功 B. ②过程气体从外界吸热 C. ③过程气体既不吸热也不放热 D. 整个过程初末状态气体体积相等，外界不对气体做功 4. 如图所示线圈匝数为n的小型旋转电枢式交流发电机的原理图，其矩形线圈面积为S，在磁感应强度为B的匀强磁场中绕垂直于磁场方向的固定轴匀速转动．矩形线圈电阻为r，矩形线圈通过两刷环接电阻R，理想电压表接在R两端．当线圈以角速度ω匀速转动，下列说法正确的是（ ） A. 从线圈与磁场平行位置开始计时瞬时电动势表达式为 B. 线圈转一周的过程中回路产生的焦耳热为 C. 当线圈平面转到与磁场垂直时电压表示数为零 D. 线圈从与磁场平行位置转过90°过程中通过电阻R的电荷量为 5. 一列沿x轴负方向传播的简谐横波，t=2s时的波形如图（a）所示，x=2m处质点的振动图像如图（b）所示，则波速可能是（　　） A. m/s B. m/s C. m/s D. m/s 二、多项选择题（每小题5分，共15分。每小题给出的四个选项中，都有多个选项是正确的。 全部选对的得5分，选对但不全的得3分，选错或不答的得0分） 6. 1934年，约里奥—居里夫妇用α粒子轰击铝箔，首次产生了人工放射性同位素X，反应方程为：。X会衰变成原子核Y，衰变方程为，则（　　） A. X的质量数与Y的质量数相等 B. X的电荷数比Y的电荷数少1 C. X的电荷数比的电荷数多2 D. X的质量数与的质量数相等 7. 如图甲所示为远距离输电示意图，变压器均为理想变压器.升压变压器原线圈匝数为150匝，副线圈匝数为1500匝，其输入电压如图乙所示，远距离输电线的总电阻为。降压变压器右侧电路中为一定值电阻，为滑动变阻器，电压表V为理想电压表，升压变压器的输入功率为75kW。则（　　） A. 降压变压器副线圈输出的交流电频率为50Hz B. 远距离输电线路损耗功率为9kW C. 当滑片向端滑动时，电压表V的示数变大 D. 当滑片向端滑动时，输电线上电流变大 8. 如图所示，某同学握住软绳的一端O点以周期T在竖直方向上做简谐运动，带动绳上的其他质点形成简谐波沿水平方向传播。a、b为绳上的质点，a、b的平衡位置的间距为L，水平、竖直方向的虚线均为等间距的平行线，此时a处于波谷。从图示时刻开始计时，下列判断正确的是（　　） A. 该简谐横波的波速为 B. 时，质点b的加速度最大 C. 该同学加快振动频率，波速将减小 D. 时，质点b的速度方向与加速度方向相同 三、实验题（每空2分，共2小题，12分） 9. 如图甲所示，为“用双缝干涉测量光的波长”的实验装置。 （1）实验前，应调节光具座上放置的各光学元件，并使各元件的中心位于遮光筒的轴线上，保证单缝和双缝平行。若从目镜中看到干涉条纹太密，要想减少从目镜中观察到的条纹数量，下列做法可行的是_________。 A. 仅换用间距更小的双缝 B. 仅将单缝向双缝靠近 C. 仅将屏向靠近双缝方向移动 D. 仅将红色滤光片换成紫色滤光片 （2）转动测量头手轮，使分划板中心刻线对准第1条亮纹，读出手轮的读数为1.030mm。继续转动手轮，使分划板中心刻线对准第10条亮纹如图乙所示，读出手轮的读数为___________mm。已知双缝间的宽度d=0.3mm，通过激光测距仪测量出双缝到投影屏间的距离L=1.0m，则该种色光的波长是_________m。 10. 某同学借助手机传感器利用单摆测重力加速度，装置如图甲所示，其中悬挂的小球为磁性小球。 （1）用游标卡尺测量小球的直径，示数如图乙所示，读数为______mm。 （2）打开手机的磁传感器，将手机放在静止小球的正下方，让小球做单摆运动，小球运动到最低点时，手机就接收到一个磁感应强度脉冲，若接收到连续的81个磁感应强度脉冲所用时间为80.40s，则单摆摆动的周期______s。（结果保留三位有效数字） （3）为了减小实验误差，该同学通过改变摆长多次实验，测得多组摆长L与对应的周期T，建立坐标系，做出的图像如图丙所示，测得图像的斜率为k，则求得的重力加速度______（用k和π表示）。 四、解答题（3小题，共48分） 11. 如图所示，质量为M=3kg的木板静置于光滑水平地面上，质量为m=2kg的小滑块（可视为质点）以的速度从木板左端滑上木板，小滑块最终未滑下木板，取重力加速度。 （1）求小滑块在木板上滑动过程中，它们总机械能损失量； （2）若小滑块与木板间的动摩擦因数0.5，求小滑块相对木板滑动的时间t和在这段时间内小滑块相对于地面的移动距离x。 12. 如图所示，匝数、横截面积、电阻的线圈处于竖直向上的变化磁场中，磁感应强度随时间变化规律。倾角，间距m、长度m的光滑平行导轨处在磁感应强度为的匀强磁场中倾斜放置，方向垂直导轨平面，开关S闭合时，一质量g、电阻的导体棒ab恰好能静止在倾斜导轨的上端处，定值电阻，导轨电阻忽略不计，空气阻力忽略不计，取．则： （1）求线圈中的感应电动势大小； （2）求磁感应强度的大小和方向； （3）断开S后导体棒开始沿导轨下滑，到达底端前速度已达到最大值，求导体棒滑到导轨底端所需的时间，及下滑过程中导体棒上产生的焦耳热。 13. 如图所示是中国科学院自主研制的磁约束核聚变实验装置中的“偏转系统”原理图。由正离子和中性粒子组成的多样性粒子束通过两极板间电场后进入偏转磁场。其中的中性粒子沿原方向运动，被接收板接收；一部分离子打到左极板，其余的进入磁场发生偏转被吞噬板吞噬并发出荧光。多样性粒子束宽度为L，各组成粒子均横向均匀分布。偏转磁场为垂直纸面向外的矩形匀强磁场，磁感强度为。已知离子的比荷为k，两极板间电压为U、间距为L，极板长度为2L，吞噬板长度为2L并紧靠负极板。若离子和中性粒子的重力、相互作用力、极板厚度可忽略不计，则 （1）要使的离子能沿直线通过两极板间电场，可在极板间施加一垂直于纸面的匀强磁场，求的大小； （2）若撤去极板间磁场，有n个速度为v1=的离子，能进入偏转磁场的离子全部能被吞噬板吞噬，求吞噬板上收集的离子个数及的取值范围； （3）重新在两极板间施加一垂直于纸面的匀强磁场并调整磁感应强度大小，使v2=的离子沿直线通过极板后进入偏转磁场，若此时磁场边界为矩形，如图所示，当时上述离子全部能被吞噬板吞噬，求偏转磁场的最小面积。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $$ 求真中学2024--2025学年度高二年级期中考试物理试卷 一、单项选择题（每小题5分，共25分。每小题给出的四个选项中，只有一个选项是正确的） 1. 景颇族的祖先发明的点火器如图所示，用牛角做套筒，木质推杆前端粘着艾绒．猛推推杆，艾绒即可点燃，对筒内封闭的气体，在压缩过程中 ( ) A. 气体温度升高，压强不变 B. 气体温度升高，压强变大 C. 气体对外界做正功，其体内能增加 D. 外界对气体做正功，气体内能减少 【答案】B 【解析】 【详解】在压缩过程中，外界对气体做正功，气体内能增大，温度升高，压强变大，选项B正确． 2. 如图所示为半圆形玻璃砖的横截面，直径MN与水平面平行。由两种单色光组成的细光束沿aM从MN边射入玻璃砖，细光束进入玻璃砖后分成两束光分别打到玻璃砖截面的b、c两点处（入射到b、c两点的两束单色光分别称为单色光b和单色光c），b、c两点分别位于玻璃砖截面最低点的左右两侧。下列说法正确的是（　　） A. 图中b、c光线通过玻璃砖的时间相同 B. 在玻璃砖中，单色光b的速度比单色光c的大 C. 单色光b的波长比单色光c的长 D. 单色光b的频率比单色光c的小 【答案】A 【解析】 【详解】B．根据折射定律 可知，单色光b与单色光c的入射角相同，但单色光b的折射角小于单色光c的折射角，所以单色光b的折射率大于单色光c的折射率，根据 可知，在玻璃砖中，单色光b的速度比单色光c的小，故B错误； CD．由于单色光b的折射率比单色光c的大，所以单色光b的频率比单色光c的大，根据 可知，单色光b的波长比单色光c的小，故CD错误； A．单色光在玻璃砖中传播的路程为 所以传播时间为 可知，图中b、c光线通过玻璃砖的时间相同，故A正确。 故选A。 3. 一定质量理想气体由状态a经①过程到状态b，由状态b经②过程到状态c，由状态c又经③过程回到状态a，①过程气体不与外界发生热传递，③过程温度保持不变．整个过程压强p与体积V的关系如图所示，下列说法正确的是（　　） A. ①过程外界对气体做正功 B. ②过程气体从外界吸热 C. ③过程气体既不吸热也不放热 D. 整个过程初末状态气体体积相等，外界不对气体做功 【答案】B 【解析】 【详解】A．①过程气体体积增大，外界对气体做负功，故A项错误； B．②过程为等容变化，温度升高，气体内能增大，外界没有对气体做功，气体从外界吸热，故B项正确； C．③过程温度不变，内能不变，外界对气体做的正功，据热力学第一定律，气体放热，故C项错误； D．②过程外界没有对气体做功，③过程外界对气体做的正功大于①过程外界对气体做的负功，因此全过程外界对气体做正功，故D项错误。 故选B。 4. 如图所示线圈匝数为n的小型旋转电枢式交流发电机的原理图，其矩形线圈面积为S，在磁感应强度为B的匀强磁场中绕垂直于磁场方向的固定轴匀速转动．矩形线圈电阻为r，矩形线圈通过两刷环接电阻R，理想电压表接在R两端．当线圈以角速度ω匀速转动，下列说法正确的是（ ） A. 从线圈与磁场平行位置开始计时瞬时电动势表达式为 B. 线圈转一周的过程中回路产生的焦耳热为 C. 当线圈平面转到与磁场垂直时电压表示数为零 D. 线圈从与磁场平行位置转过90°过程中通过电阻R的电荷量为 【答案】B 【解析】 【详解】A.交流发电机产生电动势的最大值Em＝nBSω，图示位置电动势最大，所以从线圈与磁场 平行位置开始计时瞬时电动势为e＝nBSωcosωt，故A错误； C.电压表示数显示的是电压有效值，不为零，故C错误； D.线圈从与磁场平行位置转过90°过程中通过电阻R的电荷量为，故D错误； B.线圈转一周的过程中回路产生的焦耳热为，故B正确． 5. 一列沿x轴负方向传播的简谐横波，t=2s时的波形如图（a）所示，x=2m处质点的振动图像如图（b）所示，则波速可能是（　　） A. m/s B. m/s C. m/s D. m/s 【答案】A 【解析】 【分析】 【详解】根据图b可知t=2s时x=2m处的质点正经过平衡位置向下振动；又因为该波向负方向传播，结合图a，利用“上下坡”法可知x=2m为半波长的奇数倍，即有 （n=1，2，3… …） 而由图b可知该波的周期为T=4s；所以该波的波速为 （n=1，2，3… …） 当n=3时可得波的速率为 故选A。 二、多项选择题（每小题5分，共15分。每小题给出的四个选项中，都有多个选项是正确的。 全部选对的得5分，选对但不全的得3分，选错或不答的得0分） 6. 1934年，约里奥—居里夫妇用α粒子轰击铝箔，首次产生了人工放射性同位素X，反应方程为：。X会衰变成原子核Y，衰变方程为，则（　　） A. X的质量数与Y的质量数相等 B. X的电荷数比Y的电荷数少1 C. X的电荷数比的电荷数多2 D. X的质量数与的质量数相等 【答案】AC 【解析】 【详解】设和的质子数分别为和，质量数分别为和，则反应方程为 ， 根据反应方程质子数和质量数守恒，解得 ， ， 解得 ， ， ， AC．的质量数（）与的质量数（）相等，比的质量数多3，故A正确，D错误； BC．X的电荷数（）比Y的电荷数（）多1，比的电荷数多2，故B错误，C正确； 故选AC。 7. 如图甲所示为远距离输电示意图，变压器均为理想变压器.升压变压器原线圈匝数为150匝，副线圈匝数为1500匝，其输入电压如图乙所示，远距离输电线的总电阻为。降压变压器右侧电路中为一定值电阻，为滑动变阻器，电压表V为理想电压表，升压变压器的输入功率为75kW。则（　　） A. 降压变压器副线圈输出的交流电频率为50Hz B. 远距离输电线路损耗功率为9kW C. 当滑片向端滑动时，电压表V的示数变大 D. 当滑片向端滑动时，输电线上的电流变大 【答案】AD 【解析】 【详解】A．由题图乙知交流电的周期为0.02s，所以频率为50Hz，故A正确： B．由题图乙知升压变压器输入端电压有效值为250V，根据电压与匝数成正比知副线圈电压为2500V，所以输电线中的电流为 输电线损失的电压为 输电线路损耗功率为 故B错误； C．当滑片向端滑动时其阻值减小，副线圈两端电压不变，副线圈中电流增大，定值电阻的分压增大，所以电压表V的示数变小，故C错误； D．由以上分析知副线圈电流增大，根据电流与匝数成反比知输电线上的电流变大，故D正确。 故选AD。 8. 如图所示，某同学握住软绳的一端O点以周期T在竖直方向上做简谐运动，带动绳上的其他质点形成简谐波沿水平方向传播。a、b为绳上的质点，a、b的平衡位置的间距为L，水平、竖直方向的虚线均为等间距的平行线，此时a处于波谷。从图示时刻开始计时，下列判断正确的是（　　） A. 该简谐横波的波速为 B. 时，质点b的加速度最大 C. 该同学加快振动频率，波速将减小 D. 时，质点b的速度方向与加速度方向相同 【答案】AD 【解析】 【详解】A．设该简谐横波的波长为，由题意可得 该简谐横波的波速为 解得 选项A正确； B．时，质点还没有运动到波峰，质点的加速度不是最大，选项B错误； C．波速由传播波的介质决定，因此该同学加快振动频率，波速不变，选项C错误； D．时，质点的速度方向、加速度方向均竖直向下，选项D正确。 故选AD。 三、实验题（每空2分，共2小题，12分） 9. 如图甲所示，为“用双缝干涉测量光的波长”的实验装置。 （1）实验前，应调节光具座上放置的各光学元件，并使各元件的中心位于遮光筒的轴线上，保证单缝和双缝平行。若从目镜中看到干涉条纹太密，要想减少从目镜中观察到的条纹数量，下列做法可行的是_________。 A. 仅换用间距更小的双缝 B. 仅将单缝向双缝靠近 C. 仅将屏向靠近双缝的方向移动 D 仅将红色滤光片换成紫色滤光片 （2）转动测量头的手轮，使分划板中心刻线对准第1条亮纹，读出手轮的读数为1.030mm。继续转动手轮，使分划板中心刻线对准第10条亮纹如图乙所示，读出手轮的读数为___________mm。已知双缝间的宽度d=0.3mm，通过激光测距仪测量出双缝到投影屏间的距离L=1.0m，则该种色光的波长是_________m。 【答案】（1）A （2） ①. 14.530 ②. 【解析】 【小问1详解】 A．根据双缝干涉条纹间距公式 从目镜中看到干涉条纹太密，要想减少从目镜中观察到的条纹数量，应增大双缝干涉条纹间距，仅换用间距更小的双缝，双缝干涉条纹间距增大，故A符合题意； B．仅将单缝向双缝靠近，双缝干涉条纹间距不变，故B不符合题意； C．仅将屏向靠近双缝的方向移动，双缝干涉条纹间距减小，故C不符合题意； D．仅将红色滤光片换成紫色滤光片，紫光的波长较小，双缝干涉条纹间距减小，故D不符合题意。 故选A。 【小问2详解】 [1]手轮的读数为 [2]双缝干涉条纹间距为 根据双缝干涉条纹间距公式 该种色光的波长为 10. 某同学借助手机传感器利用单摆测重力加速度，装置如图甲所示，其中悬挂的小球为磁性小球。 （1）用游标卡尺测量小球的直径，示数如图乙所示，读数为______mm。 （2）打开手机的磁传感器，将手机放在静止小球的正下方，让小球做单摆运动，小球运动到最低点时，手机就接收到一个磁感应强度脉冲，若接收到连续的81个磁感应强度脉冲所用时间为80.40s，则单摆摆动的周期______s。（结果保留三位有效数字） （3）为了减小实验误差，该同学通过改变摆长多次实验，测得多组摆长L与对应的周期T，建立坐标系，做出的图像如图丙所示，测得图像的斜率为k，则求得的重力加速度______（用k和π表示）。 【答案】（1）810 （2）2.01 （3） 【解析】 【小问1详解】 20分度游标卡尺的精确值为0.05mm，由图可知小球的直径为 8mm+mm=8.10mm 【小问2详解】 若接收到连续的81个磁感应强度脉冲所用时间为80.40 s，则单摆摆动的周期为 s=2.01s 【小问3详解】 根据单摆周期公式 可知图像的斜率为 可得重力加速度为 四、解答题（3小题，共48分） 11. 如图所示，质量为M=3kg的木板静置于光滑水平地面上，质量为m=2kg的小滑块（可视为质点）以的速度从木板左端滑上木板，小滑块最终未滑下木板，取重力加速度。 （1）求小滑块在木板上滑动过程中，它们总的机械能损失量； （2）若小滑块与木板间的动摩擦因数0.5，求小滑块相对木板滑动的时间t和在这段时间内小滑块相对于地面的移动距离x。 【答案】（1）；（2）0.6s； 【解析】 【详解】（1）小滑块在木板上滑动过程中，滑块和木板组成的系统动量守恒，由动量守恒定律得 系统损失的机械能为 联立解得 （2）对滑块，由动量定理得 解得 对滑块，由动能定理得 解得 12. 如图所示，匝数、横截面积、电阻的线圈处于竖直向上的变化磁场中，磁感应强度随时间变化规律。倾角，间距m、长度m的光滑平行导轨处在磁感应强度为的匀强磁场中倾斜放置，方向垂直导轨平面，开关S闭合时，一质量g、电阻的导体棒ab恰好能静止在倾斜导轨的上端处，定值电阻，导轨电阻忽略不计，空气阻力忽略不计，取．则： （1）求线圈中的感应电动势大小； （2）求磁感应强度的大小和方向； （3）断开S后导体棒开始沿导轨下滑，到达底端前速度已达到最大值，求导体棒滑到导轨底端所需的时间，及下滑过程中导体棒上产生的焦耳热。 【答案】（1）0.8V；（2）2T，方向垂直斜面向下；（3）3.08s；5.92J 【解析】 【详解】（1）线圈中的感应电动势大小 （2）导体棒和定值电阻R2并联后的总电阻为 R并=0.1Ω 则通过导体棒的电流为 对导体棒平衡时满足 解得 B2=2T 因导体棒中感应电流从a到b，则根据左手定则可知，B2方向垂直斜面向下。 （3）导体棒到达最大速度时满足 解得 vm=0.4m/s 由动量定理 其中 解得 t=308s 下滑过程中导体棒上产生的焦耳热 13. 如图所示是中国科学院自主研制的磁约束核聚变实验装置中的“偏转系统”原理图。由正离子和中性粒子组成的多样性粒子束通过两极板间电场后进入偏转磁场。其中的中性粒子沿原方向运动，被接收板接收；一部分离子打到左极板，其余的进入磁场发生偏转被吞噬板吞噬并发出荧光。多样性粒子束宽度为L，各组成粒子均横向均匀分布。偏转磁场为垂直纸面向外的矩形匀强磁场，磁感强度为。已知离子的比荷为k，两极板间电压为U、间距为L，极板长度为2L，吞噬板长度为2L并紧靠负极板。若离子和中性粒子的重力、相互作用力、极板厚度可忽略不计，则 （1）要使的离子能沿直线通过两极板间电场，可在极板间施加一垂直于纸面的匀强磁场，求的大小； （2）若撤去极板间磁场，有n个速度为v1=的离子，能进入偏转磁场的离子全部能被吞噬板吞噬，求吞噬板上收集的离子个数及的取值范围； （3）重新在两极板间施加一垂直于纸面的匀强磁场并调整磁感应强度大小，使v2=的离子沿直线通过极板后进入偏转磁场，若此时磁场边界为矩形，如图所示，当时上述离子全部能被吞噬板吞噬，求偏转磁场的最小面积。 【答案】（1）；（2），；（3） 【解析】 【详解】（1）粒子匀速通过极板，有 解得 （2）粒子在电场中偏转，有 ， 又 代入数据得 故能进入磁场区域收集的离子个数为 偏转磁场中，有 在磁场中偏转距离 离子射出偏转电场时，对于进入磁场的左右两边界离子而言，与吞噬板左右两端相距分别为2L、，设离子恰好打到吞噬板两端，由几何关系得 则 （3）洛伦兹力提供向心力，有 解得 上述离子全部能被吞噬板吞噬，分析可知偏转磁场为最小面积矩形时，紧贴负极板射入磁场的粒子射出磁场时，沿直线运动能恰打在吞噬板的最左端。 设该轨迹圆心到磁场左边界的距离为a，由相似三角形的几何关系得 解得 磁场的最小面积 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $$