精品解析：浙江省温州市瑞安中学2024-2025学年高二下学期期中考试物理试题

瑞安中学2023级高二第二学期期中 物理试卷 命题人： 审题人： 考生须知： 1．本卷满分100分，考试时间90分钟； 2．所有答案必须写在答题卷上，写在试卷上无效； 3．本卷中无特殊说明，重力加速度g均取10m/s2。 第Ⅰ卷（选择题 共42分） 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. 电容器具有“通交流、隔直流；通高频，阻低频”的特点，在许多领域有广泛的应用。电容器对交流阻碍作用的大小叫做容抗，记为，下列是容抗单位符号的是（　　） A. C B. F C. Ω D. H 【答案】C 【解析】 【详解】容抗是衡量电容器对交流电流阻碍作用的大小，类似于电阻对电流阻碍作用的大小，单位都是欧姆（）。 故选C。 2. 2024年11月14日，央视新闻联播关注了金义东市域轨道交通。该线路目前运营总里程达99km，列车最高运行速度120km/h。下列说法正确的是（ ） A. 题目中“99km”指的是位移 B. 计算列车经过站台的时间时可以将列车看成质点 C. “120km/h”指的是瞬时速率 D. 列车启动瞬间，速度为0，加速度也为0 【答案】C 【解析】 【详解】A．题目中“99km”指的是路程，故A错误； B．计算列车经过站台的时间时，列车的大小不能忽略，不能将其看成质点，故B错误； C．“120km/h”指的是瞬时速率，故C正确； D．列车启动瞬间，速度为0，加速度不为0，故D错误。 故选C。 3. 一只无人机做直线运动的位移时间图像如图所示，关于无人机的运动，下列说法正确的是（　　） A. 0~5s内的位移为5m B. 1s~3s内处于静止状态 C. 0~1s内速度大小为5m/s D. 距离出发点的最远距离为2m 【答案】B 【解析】 【详解】A．0~5s内的位移为，故A错误； B．1s~3s内无人机的位置不变，处于静止状态，故B正确； C．0~1s内速度大小为，故C错误； D．无人机距离出发点的最远距离为3m，故D错误。 故选B。 4. 如图为甲、乙两人打夯简化示意图，目的是把松散的地面夯实。已知夯体重量为G，绳子质量不计，则下列说法正确的是（　　） A. 若夯体在加速上升，甲对地面的压力大小大于地面对甲的支持力大小 B. 若夯体在加速上升，甲对地面的摩擦力大小等于地面对甲的摩擦力大小 C. 若夯体在空中静止不动，乙对绳子的拉力大小等于G D. 若夯体在空中静止不动，乙对绳子的拉力大小大于G 【答案】B 【解析】 【详解】A．人对地面的压力与地面对人的支持力是一对相互作用力，大小相等，与夯体的运动无关，故A错误； B．人对地面的摩擦力与地面对人的摩擦力是一对相互作用力，大小相等，与夯体的运动无关，故B正确； CD．由于不知道绳子与地面的夹角，无法判断乙对绳子的拉力大小，故CD错误。 故选B。 5. 在干燥的冬天，人们身体常常会带有大量静电，当手靠近金属时，经常会有一种被电击的感觉。原理如图所示，带负电的手在缓慢靠近金属板，下列说法正确的是（　　） A. 金属板和手间的空气被电离形成向右的电流 B. 金属板左端电势低于右端电势 C. 离金属板越近场强越大 D. 手上的负电荷在金属板内产生的场强为零 【答案】A 【解析】 【详解】A．若手带负电，金属板靠近受的一面（右侧）感应出正电荷，电势较高，则放电时空气被电离，按“正电流”方向看，电流由金属板流向手（即向右），A项正确； B．金属板为导体，静电平衡时整块金属板处于等势状态，不存在“左端电势低于右端电势”，B项错误； C．手和金属板间电场线类似于等量异种点电荷右侧电场，手越靠近金属板（相当于等量异种点电荷电场的中垂线），电场强度越小，C项错误； D．在静电平衡中，导体内部电场为零指的是外部电场与导体表面感应电荷在内部场强的矢量和为零，手上负电在金属板内部产生的电场不为零，D项错误。 故选A 。 6. 有关四幅图的描述，下列说法正确的是（　　） A. 图1中，农民用拖拉机耕地是利用毛细现象让灌溉水能更好地渗入到地下 B. 图2中，碎裂钢化玻璃的裂缝处由于进入了空气发生了薄膜干涉，因此特别亮 C. 图3中的核反应是一种链式反应，其中的质量大于与一个中子的质量之和 D. 图4为等离子体极化子在晶体薄膜中的传播，因其图像具有较高的对称性可判断其各向同性 【答案】C 【解析】 【详解】A．拖拉机耕地主要是为了松土、增加土壤通气与透水性，并非利用“毛细现象”来让水渗入地下，故A错误； B．碎裂的钢化玻璃裂缝处明亮通常是由于内部应力释放后形成的多重反射效应，不是由薄膜干涉引起，故B错误； C．发生核反应时，其质量大于生成的和中子质量的总和，正是这种质量亏损转化为核能释放出来，故C正确。 D．等离子体极化子属较高层次的凝聚态物理研究，且简单的图像对称性并不能说明材料各向同性，故D错误。 故选C。 7. “天问二号”探测器即将出征，将再次创造中国航天新高度。假设“天问二号”绕地球的运动可视为匀速圆周运动，距地面的高度为h，飞行n圈所用时间为t，“天问二号”的总质量为m，地球半径为R，引力常量为G，则（　　） A. 地球的质量 B. 地球表面的重力加速度 C. 探测器的向心加速度 D. 探测器的线速度 【答案】B 【解析】 【详解】A．“天问二号”绕地球做圆周运动的周期 根据 可得地球的质量 选项A错误； B．根据 地球表面的重力加速度 选项B正确； C．根据 探测器的向心加速度 选项C错误； D．探测器的线速度 选项D错误。 故选B。 8. 如图所示，以水平向右为轴，以竖直向上为轴建立直角坐标系，发射器能把小球以和的速度从坐标原点射出，射出方向均与轴正向成角，过原点放置一块很长的倾斜挡板，以射出的小球沿轴正向击打在挡板上点，点坐标（x，y）。不计空气阻力，下列说法正确的是（　　） A. 射出的小球离斜面最远时经过的位置的纵坐标为 B. 射出的小球击打斜面上的点的坐标为（2x，2y） C. 挡板所在的直线方程是 D. 以和的速度射出的两小球击打到挡板的速度不平行 【答案】C 【解析】 【详解】D．设挡板与水平方向成角，根据平抛运动推论：平抛运动物体运动轨迹上某点速度与水平方向夹角的正切值等于此时位移与水平方向夹角正切值的2倍，可得打在挡板上时有 可推知以和的速度射出的两小球击打到挡板的速度平行，故D错误。 A．设挡板与水平方向成角，以射出的小球沿轴正向击打在挡板上点，可把小球的运动等效看作初速度为的平抛运动，当小球的速度与挡板平行时，射出的小球离斜面最远。将该速度和小球的重力加速度分别沿垂直挡板和平行挡板方向分解，在垂直挡板方向上有 求得 小球竖直下落的距离为 由于 把代入，联立可得射出的小球离斜面最远时经过的位置的纵坐标为 故A错误； C．根据平抛运动速度偏转角与位移偏转角关系推论，可知射出的小球击打斜面上时，满足 可得挡板所在的直线方程是 故C正确； B．结合前面选项分析，可知射出的小球击打斜面上时，则有 可得 则 根据挡板所在的直线方程，可知，则射出的小球击打斜面上的点的坐标为（4x，4y），故B错误； 故选C。 9. 如图所示，某商场采用的电源驱动电机带动阶梯式电梯以的恒定速度运行，质量为的顾客静立在电梯上随电梯向上运动，若电梯的倾角为，运送顾客向上运动所需的功完全来自电机。下列说法正确的是（　　） A. 顾客向上运动的过程中机械能守恒 B. 顾客重力的平均功率为 C. 顾客受到电梯给予的静摩擦力 D. 电梯站顾客时通过电机的电流比未站顾客时至少要增加0.5A 【答案】D 【解析】 【详解】A．顾客向上运动的过程中动能不变，重力势能增加，则机械能增加，选项A错误； B．顾客重力的平均功率为 C．顾客匀速上升时不受电梯给予的静摩擦力，选项C错误； D．由能量关系电梯站顾客时 解得 即电梯站顾客时通过电机的电流比未站顾客时至少要增加0.5A，选项D正确。 故选D。 10. 某自行车的车灯发电机如图1所示，其结构如图2。绕有300匝线圈的匚形铁芯开口处装有磁铁。车轮转动时带动半径为2cm的摩擦小轮转动，摩擦小轮又通过传动轴带动磁铁一起转动，从而使铁芯中磁通量发生变化，其变化图像如图3所示，其中为摩擦小轮转动的角速度。线圈两端c、d作为发电机输出端与标有“12V，6W”的灯泡L相连。当自行车以速度v匀速行驶时，小灯泡恰好正常发光。假设灯泡阻值不变，线圈的总电阻为，摩擦小轮与轮胎间不打滑，发电机输出电压可视为正弦交流电压。则（　　） A. 自行车的速度 B. 小灯泡正常发光时 C. 若自行车的速度减半，则小灯泡的功率也减半 D. 磁铁处于图2位置时，小灯泡两端的电压为 【答案】A 【解析】 【详解】B．令感应电动势的最大值为，则有 则感应电动势的有效值 小灯泡恰好正常发光，则有 对小灯泡有 解得 故B错误； A．车轮转动时带动半径为2cm的摩擦小轮转动，根据 结合上述解得 故A正确； C．若自行车的速度减半，结合上述可知，摩擦小轮转动的角速度减半，感应电动势的最大值减半，感应电动势的有效值减半，根据闭合电路欧姆定律可知，感应电流的有效值减半，则小灯泡的功率减为先前的，故C错误； D．磁铁处于图2位置时，穿过线圈的磁通量达到最大值，根据图3可知，此时磁通量的变化率为0，即磁铁处于图2位置时，小灯泡两端的电压为0，故D错误。 故选A。 二、选择题Ⅱ（本题共3小题，每小题4分，共12分，在每小题给出的四个选项中，有一个或一个以上答案符合题意，全部选对的得4分，选对但不全的得2分，选错或不选的得0分。） 11. 图（a）为一列简谐横波在t=1s时刻的波形图，P、Q分别是平衡位置为x=2m和x=8m处的质点，图（b）为质点P的振动图像。则下列说法正确的是（　　） A. 该波沿x轴正方向传播 B. t=1.5s时，质点Q处于平衡位置向y轴正方向运动 C. 该波的传播速度大小为3m/s D. 0∼2s内，质点Q运动的路程为40cm 【答案】AD 【解析】 【详解】A．由质点P的振动图像可知，t=1s时刻质点P向上振动，可知该波沿x轴正方向传播，选项A正确； B．波的周期为T=2s，则t=1.5s时，质点Q处于平衡位置向y轴负方向运动，选项B错误； C．该波的传播速度大小为 选项C错误； D．0∼2s内，即一个周期内质点Q运动的路程为s=4A=40cm 选项D正确。 故选AD。 12. 如图1所示，一束由两种频率的光组成的复色光照射阴极，调节滑动变阻器，记录电流表与电压表的示数，并用图像表示两者的关系（图2所示）。若用光单独照射，可得到遏止电压分别为，饱和电流分别为；若用光分别照射处于第一激发态的氢原子，只有光能使氢原子电离。下列说法正确的是（　　） A. B. C. D. 【答案】BD 【解析】 【详解】若用光分别照射处于第一激发态的氢原子，只有光能使氢原子电离，可知P光的光子能量大于Q光的光子能量，根据 则P光的遏止电压较大，即，则由两种频率的光组成的复色光照射阴极时的遏止电压； 由两种频率的光组成的复色光照射阴极时，单位时间逸出光电子数等于两种光产生的光电子数之和，可知饱和光电流I0等于两种光单独照射时的饱和光电流之和，即。 故选BD。 13. 在冰雕展上有一块边长为2m的立方体冰块，冰块内上下底面中心连线为，在立方体底面内安装了一盏可视为圆形平面的面光源灯，面光源灯半径为0.5m，圆心在处，光源为单色光源，冰块的折射率取，不考虑反射光线的影响，由于全发射，在立方体冰面上有些位置没有光射出，下列四幅图表示对应的表面有光射出的情况，阴影部分表示有光射出的部分，下列正确的是（　　） A. B. C. D. 【答案】BD 【解析】 【详解】AB．根据全反射临界角公式有 在ABCD表面上A点处，从面光源上G点发出的光照射到A点时有最小入射角，如图中光线GA所示 由几何关系得， 则 所以由灯直接发出的光着到冰块上表面时全部能从上表面射出，故A错误，B正确； 在ABFE表面上A点处，从面光源上与EF相距最远的点发出的光照射到A点时有最小入射角，由几何关系可得， 则 所以由灯直接发出的光照到冰块四个侧面都只能从部分侧面射出（靠近A和B点处无光可以射出），故C错误，D正确。 故选BD。 第Ⅱ卷（非选择题 共58分） 三、非选择题（本题共7小题，共58分） 14. 如图为一种利用气垫导轨“验证机械能守恒定律”的实验装置，主要实验步骤如下： a．将气垫导轨放在水平桌面上，将导轨调至水平。 b．在导轨上间隔一定距离设置两个光电门1和2。 c．用天平测出滑块和遮光条的质量m。 d．在导轨的单脚螺丝下垫上一定厚度的垫片，让滑块从最高处由静止开始下滑，用数字计时器测出滑块经过光电门1和2时遮光条的遮光时间和 e．取下垫片，用游标卡尺测量所用垫片的厚度h和遮光条的宽度d。 f．用钢卷尺测量单脚螺丝到双脚螺丝连线的距离L及两光电门之间的距离x。 g.…… 请回答下列问题： （1）（多选）关于该实验，以下说法不正确的是（　　） A. 遮光条宽度适当小些 B. 滑块和遮光条的质量m可以不要测量 C. 滑块和遮光条的质量m轻一点可以减小误差 D. 实验时需要倾斜导轨以平衡摩擦力 （2）该同学用游标卡尺测量垫片的厚度如图所示，则垫片的厚度h=______mm； （3）若要得出机械能守恒定律的结论，以上测得的物理量应该满足的关系式为______ （4）（多选）多次实验发现动能的增加量总是略小于重力势能的减小量，其原因可能是（　　） A. 遮光条宽度d的测量值偏小 B. 导轨没有调水平，导轨左端略低于右端 C. 空气阻力的影响 D. 两光电门之间的距离x的测量值偏小 【答案】（1）CD （2）21.5 （3） （4）ABC 【解析】 【小问1详解】 A．光条的宽度相对小点时，其通过光电门的平均速度越接近其瞬时速度，A正确，不符题意； B．验证机械能守恒时质量可以约去，故不需测量滑块和遮光条的质量m，B正确，不符题意； C．结合上述分析可知，滑块和遮光条的质量m对实验没有影响，C错误，符合题意； D．气垫导轨可以使滑块无摩擦的在其表面滑动，故不需要平衡摩擦力，D错误，符合题意。 故选CD。 【小问2详解】 根据游标卡尺的读法，可得垫片的厚度 【小问3详解】 设导轨垫高后与水平面的倾角为，则有 滑块下落的高度 滑块通过光电门1的速度 滑块通过光电门2的速度 若机械能守恒，则有 整理可得 【小问4详解】 A．光条宽度d的测量值偏小，会导致滑块速度测量偏小，动能偏小，A正确； B．根据上述分析可知，重力势能的变化了为 由于导轨左端略低于右端，导致偏小，实际转化的动能偏小，B正确； C．空气阻力的影响会使重力势能有一部分克服空气的阻力做功，转化为其他形式的能，C正确； D． x 测量偏小，则重力势能的变化了偏小，不会导致动能的增加量总是略小于重力势能的减小量，D错误。 故选ABC。 15. 某课外活动小组利用铜片、锌片和橙子制成一个水果电池，他们想测量该水果电池的电动势E和内阻r。 （1）将多用电表的选择开关拨至直流电压2.5V挡，将红、黑表笔与铜、锌片直接接触，多用电表的表盘指针位置如图甲所示，其电压的示数为______V，这样测定的结果和电动势相比______（选填“偏大”、“偏小”或“相同”）。 （2）有以下实验器材可供选择： A．电流表A1（量程0~100µA，内阻为100Ω） B．电流表A2（量程0~600µA，内阻不计） C．电压表V（量程0~3V，内阻约为15kΩ） D．定值定阻R0（阻值9900Ω） E．电阻箱R（阻值可调范围0~9999Ω） F．滑动变阻器R1（阻值变化范围0~20Ω） G．滑动变阻器R2（阻值变化范围0~5kΩ） H．开关和导线若干 ①小明同学选用了其中的一些器材，设计了图乙所示的电路进一步测定电动势和内电阻。滑动变阻器应选择_______（选填“R1”或“R2”）。正确连接电路，闭合开关，调节滑动变阻器，获得电流表A1和A2的多组I1和I2数据，并作出I1-I2图像如图丙所示，该水果电池的电动势E=_______V，内阻r =_______Ω。（计算结果均保留两位有效数字） ②从提供的实验器材中选择合适的器材，在相应方框中再画出一种测定该水果电池的电动势和内阻的电路图_______、_____。 【答案】（1） ①. 0.85 ②. 偏小 （2） ①. R2 ②. 0.95 ③. 1.0×103 ④. ⑤. 【解析】 【小问1详解】 [1]由于多用电表为直流电压2.5V挡，所以每一小格为0.05V，所以图示读数为 [2]由于多用电表测量的是电源两端的电压，即路端电压，其小于电源电动势，所以这样测定的结果和电动势相比偏小。 【小问2详解】 [1]由于水果电池内阻较大，所以滑动变阻器应选择阻值较大的R2方便实验调节； [2][3]根据闭合电路欧姆定律可得 变形整理可得 结合图像可得， 联立解得， [4][5]根据测定电源电动势和内阻的实验原理可知，可以采用伏阻法进行测量，但由于现有电压表量程太大，需要用电流表A1和定值电阻串联改装电压表，电路如图所示 同时也可以采用安阻法进行测量，电流表选用量程较大的A2，电路如图所示 16. 杨氏双缝干涉实验被誉为史上“最美”的十大物理实验之一。在“用双缝干涉测光的波长”实验中，将双缝干涉实验仪按要求安装在光具座上，如图甲所示。 （1）下列说法正确的是（　　） A. 将屏移近双缝，干涉条纹间距变窄 B. 若仅增大单缝与双缝的间距，干涉条纹间距变窄 C. 将滤光片由蓝色的换成红色的，干涉条纹间距变宽 D. 去掉滤光片后，干涉现象消失 （2）双缝间距为d，毛玻璃光屏与双缝间的距离为L。从目镜中看到的干涉图样如图乙所示。使分划板的中心刻线对齐亮条纹的中心，此时游标尺上的示数情况如图丙所示，其读数为________mm。若两条亮纹中央间距为x，则所测光的波长为________（用所给物理量的字母表示）。 （3）若测量头中观察到的图样如图丁所示，波长的测量值________真实值（填“大于”、“小于”或“等于”）。 【答案】（1）AC （2） ①. 9.15 ②. （3）大于 【解析】 【小问1详解】 A．将屏移近双缝，L变小，根据干涉条纹间距公式 可知，条纹间距变窄，故A正确； B．若仅增大单缝与双缝的间距，干涉条纹间距不变，故B错误； C．根据干涉条纹间距公式 将滤光片由蓝色的换成红色的，波长变大，则干涉条纹间距变宽，故C正确； D．去掉滤光片后，干涉屏上出现彩色的干涉条纹，故D错误。 故选AC。 【小问2详解】 [1]由于游标尺为20分度，其精确度为0.05mm，所以游标卡尺的示数为 [2]若A、B两条亮纹中央间距为x，则条纹间距为 根据干涉条纹间距公式 解得 【小问3详解】 条纹与分划板中心刻线不平行时，实际值 为条纹与分划板中心竖直刻线间的夹角，则有 根据干涉条纹间距公式 可知波长的测量值大于实际值。 17. 一同学在水上乐园戏水时，用反扣的塑料盆提水。简化模型如下，质量未知的塑料盆近似看成底面积为S的圆柱形容器。刚开始时盆倒扣在水中，松手后盆底恰好与水面齐平，如图甲所示，盆内有高度为h的空气。现用拉力F缓慢向上提起盆，盆口一直没有脱离水面。忽略盆的厚度及形变，大气压强为，重力加速度为g，水的密度为，盆内空气可视为理想气体，不考虑温度的变化。 （1）求盆的质量以及刚开始时盆内空气的压强； （2）当在水面上方盆内有高度为H的水时，如图乙所示，求此时盆底离水面的高度； （3）向上提升盆的过程中，盆内空气是吸热还是放热，请说明理由。 【答案】（1）， （2） （3）体积增大，气体对外做功，等温变化，内能不变，根据热力学第一定律，可知气体吸热。 【解析】 【小问1详解】 受力分析有 解得 联立解得，盆内空气的压强 【小问2详解】 当盆内的水高度为H时，盆内空气的压强满足 缓慢拉升，充足时间热交换，发生等温变化，根据玻意耳定律有 联立解得 【小问3详解】 等温过程，内能不变，，由第（2）问可知，提升过程中，盆内空气的压强减小，体积增大，气体对外做功，，根据热力学第一定律有 可知Q>0，故吸热。 18. 如图所示，倾角为的斜面与长度为的水平面平滑连接，，光滑细管道是由两个半径均为的四分之一圆弧组成，为两圆弧的连接点，入口和出口处切线均水平，出口的右侧是光滑水平台阶，台阶右侧地面（足够长）上放置长度，质量下表面光滑的木板，木板紧靠台阶右侧且水平上表面与台阶齐平。质量的滑块从斜面上高度的点由静止释放，恰好能到达点。滑块与斜面及水平面间的动摩擦因数均为，整个装置位于竖直平面内，滑块可以看成质点，经过连接点时无机械能损失，不计空气阻力，最大静摩擦力等于滑动摩擦力。 （1）求水平面的长度； （2）求滑块经过点时对管道的压力大小； （3）若滑块能滑上木板，且不滑离木板，求滑块释放的高度和滑块与木板间的动摩擦因数应满足的关系。 【答案】（1）1.2m （2）6N （3） 【解析】 【小问1详解】 滑块恰好能到达点，即到达点时速度恰为零。对滑块从到的过程，根据动能定理有 解得 【小问2详解】 对滑块从到的过程，根据动能定理得 解得 在点根据牛顿第二定律有 解得 根据牛顿第三定律可知，滑块对管道的压力大小为6N 【小问3详解】 滑块恰不能滑上木板时，释放高度为。要使滑块恰不滑离木板，即滑块恰能运动到木板右端，此时两者速度相同。对滑块从到，根据动能定理有 滑块与木板组成的系统动量守恒，有 由能量守恒定律有 联立解得 故 19. 如图所示是研究小组设计的一种“圆盘电动机”。半径为的导体圆环竖直放置，圆环附近存在水平向右且垂直圆环平面的匀强磁场，磁感应强度大小为，它通过三根阻值均为的辐条与转轴固连。圆环左侧的电阻通过导线与辐条并联，电源是恒流源，能提供恒定不变的电流（箭头表示电流方向），电阻与电源S之间接有开关K；圆环的右侧有一个半径为且能与圆环随转轴一起转动的圆盘，其上绕有不可伸长的细线，下端悬挂铝块。除铝块外，其他物体质量忽略不计，不考虑任何摩擦阻力，重力加速度为。 （1）当开关K断开时，细线下面悬挂质量为的铝块，经足够长时间铝块未落地，求： ①流过电阻的电流方向； ②铝块下落的最终速度； （2）当开关K闭合时，圆盘转动，带动铝块向上运动，求 ①开关接通瞬间，单根辐条上的安培力的大小； ②此电动机可能输出的最大机械功率为多少？此时铝块质量为多大？ 【答案】（1）①从到，② （2）①，②； 【解析】 【小问1详解】 ①铝块下落时，从右向左看，辐条顺时针转动，由右手定则，流过辐条的电流从圆环流向转轴，故两端的电流为从到 ②设此时辐条转动的角速度为 则三根辐条产生的等效电动势为 等效电阻为，对于铝块，速度 在最终运动过程中，铝块的重力做功功率等于电路的电功率 代入可得 【小问2详解】 ①流过三根辐条的总电流为，流过单根辐条的电流 单根辐条上的安培力 ②设流过三根辐条的总电流为 代入得 当时， 根据 代入得 物体上升的速度 得 20. 如图所示，将粒子注入到加速电场的三等分点P（忽略各粒子的初速度），部分粒子经电场加速从加速电场负极板上的小孔N射出；然后沿以为圆心、R为半径的圆弧通过静电分析器，再经速度选择器筛选后，从通道入口的中缝进入磁分析器，该通道的上下表面是内半径为0.5R、外半径为1.5R的半圆环，磁感应强度为的匀强磁场垂直于半圆环，粒子恰好能击中照相底片的正中间位置。加速电场两极板间的电压大小为；静电分析器中与圆心等距离的各点场强大小相等，方向指向圆心，且与速度选择器中的场强大小也相同。设原子核中每个核子的质量均为，已知元电荷为e（整个系统处于真空中，不计粒子重力和粒子间的相互作用力）。 （1）卢瑟福通过粒子轰击氮（）的实验发现了质子并产生氧（O）原子核，写出该实验的核反应方程； （2）①求静电分析器中，与圆心距离为R处的电场强度的大小； ②求速度选择器中的磁感应强度B的大小； （3）若加速电压在之间变化，且静电分析器中场强大小和速度选择器中的场强大小及磁感应强度大小可调，使得粒子依旧从通道入口的中缝进入磁分析器，求粒子在磁分析器中运动的半径范围以及最短时间。 【答案】（1） （2）①；② （3）， 【解析】 【小问1详解】 根据质量数与核电荷数守恒可得 【小问2详解】 粒子的质量：，电荷量 ①由电场力提供向心力可得 在加速电场中，由动能定理得 联立可得，静电分析器中，与圆心距离为R处的电场强度的大小为 ②在速度选择器中 结合 联立可得，速度选择器中的磁感应强度B的大小为 【小问3详解】 若，粒子的半径范围 粒子打在内圆环上，轨迹与内圆环交于C点。当时，圆弧MC对应的圆心角最小，用时最短，则有 根据可得 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 瑞安中学2023级高二第二学期期中 物理试卷 命题人： 审题人： 考生须知： 1．本卷满分100分，考试时间90分钟； 2．所有答案必须写在答题卷上，写在试卷上无效； 3．本卷中无特殊说明，重力加速度g均取10m/s2。 第Ⅰ卷（选择题 共42分） 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. 电容器具有“通交流、隔直流；通高频，阻低频”的特点，在许多领域有广泛的应用。电容器对交流阻碍作用的大小叫做容抗，记为，下列是容抗单位符号的是（　　） A. C B. F C. Ω D. H 2. 2024年11月14日，央视新闻联播关注了金义东市域轨道交通。该线路目前运营总里程达99km，列车最高运行速度120km/h。下列说法正确的是（ ） A. 题目中“99km”指的是位移 B. 计算列车经过站台的时间时可以将列车看成质点 C. “120km/h”指的是瞬时速率 D. 列车启动瞬间，速度为0，加速度也为0 3. 一只无人机做直线运动的位移时间图像如图所示，关于无人机的运动，下列说法正确的是（　　） A. 0~5s内的位移为5m B. 1s~3s内处于静止状态 C. 0~1s内速度大小为5m/s D. 距离出发点的最远距离为2m 4. 如图为甲、乙两人打夯简化示意图，目的是把松散的地面夯实。已知夯体重量为G，绳子质量不计，则下列说法正确的是（　　） A. 若夯体在加速上升，甲对地面的压力大小大于地面对甲的支持力大小 B. 若夯体在加速上升，甲对地面的摩擦力大小等于地面对甲的摩擦力大小 C. 若夯体在空中静止不动，乙对绳子的拉力大小等于G D. 若夯体在空中静止不动，乙对绳子的拉力大小大于G 5. 在干燥的冬天，人们身体常常会带有大量静电，当手靠近金属时，经常会有一种被电击的感觉。原理如图所示，带负电的手在缓慢靠近金属板，下列说法正确的是（　　） A. 金属板和手间的空气被电离形成向右的电流 B. 金属板左端电势低于右端电势 C. 离金属板越近场强越大 D. 手上的负电荷在金属板内产生的场强为零 6. 有关四幅图的描述，下列说法正确的是（　　） A. 图1中，农民用拖拉机耕地是利用毛细现象让灌溉水能更好地渗入到地下 B. 图2中，碎裂钢化玻璃的裂缝处由于进入了空气发生了薄膜干涉，因此特别亮 C. 图3中的核反应是一种链式反应，其中的质量大于与一个中子的质量之和 D. 图4为等离子体极化子在晶体薄膜中的传播，因其图像具有较高的对称性可判断其各向同性 7. “天问二号”探测器即将出征，将再次创造中国航天新高度。假设“天问二号”绕地球的运动可视为匀速圆周运动，距地面的高度为h，飞行n圈所用时间为t，“天问二号”的总质量为m，地球半径为R，引力常量为G，则（　　） A. 地球的质量 B. 地球表面的重力加速度 C. 探测器的向心加速度 D. 探测器的线速度 8. 如图所示，以水平向右为轴，以竖直向上为轴建立直角坐标系，发射器能把小球以和的速度从坐标原点射出，射出方向均与轴正向成角，过原点放置一块很长的倾斜挡板，以射出的小球沿轴正向击打在挡板上点，点坐标（x，y）。不计空气阻力，下列说法正确的是（　　） A. 射出的小球离斜面最远时经过的位置的纵坐标为 B. 射出的小球击打斜面上的点的坐标为（2x，2y） C. 挡板所在的直线方程是 D. 以和的速度射出的两小球击打到挡板的速度不平行 9. 如图所示，某商场采用的电源驱动电机带动阶梯式电梯以的恒定速度运行，质量为的顾客静立在电梯上随电梯向上运动，若电梯的倾角为，运送顾客向上运动所需的功完全来自电机。下列说法正确的是（　　） A. 顾客向上运动的过程中机械能守恒 B. 顾客重力的平均功率为 C. 顾客受到电梯给予的静摩擦力 D. 电梯站顾客时通过电机的电流比未站顾客时至少要增加0.5A 10. 某自行车的车灯发电机如图1所示，其结构如图2。绕有300匝线圈的匚形铁芯开口处装有磁铁。车轮转动时带动半径为2cm的摩擦小轮转动，摩擦小轮又通过传动轴带动磁铁一起转动，从而使铁芯中磁通量发生变化，其变化图像如图3所示，其中为摩擦小轮转动的角速度。线圈两端c、d作为发电机输出端与标有“12V，6W”的灯泡L相连。当自行车以速度v匀速行驶时，小灯泡恰好正常发光。假设灯泡阻值不变，线圈的总电阻为，摩擦小轮与轮胎间不打滑，发电机输出电压可视为正弦交流电压。则（　　） A. 自行车的速度 B. 小灯泡正常发光时 C. 若自行车的速度减半，则小灯泡的功率也减半 D. 磁铁处于图2位置时，小灯泡两端的电压为 二、选择题Ⅱ（本题共3小题，每小题4分，共12分，在每小题给出的四个选项中，有一个或一个以上答案符合题意，全部选对的得4分，选对但不全的得2分，选错或不选的得0分。） 11. 图（a）为一列简谐横波在t=1s时刻的波形图，P、Q分别是平衡位置为x=2m和x=8m处的质点，图（b）为质点P的振动图像。则下列说法正确的是（　　） A. 该波沿x轴正方向传播 B. t=1.5s时，质点Q处于平衡位置向y轴正方向运动 C. 该波的传播速度大小为3m/s D. 0∼2s内，质点Q运动的路程为40cm 12. 如图1所示，一束由两种频率的光组成的复色光照射阴极，调节滑动变阻器，记录电流表与电压表的示数，并用图像表示两者的关系（图2所示）。若用光单独照射，可得到遏止电压分别为，饱和电流分别为；若用光分别照射处于第一激发态的氢原子，只有光能使氢原子电离。下列说法正确的是（　　） A. B. C. D. 13. 在冰雕展上有一块边长为2m的立方体冰块，冰块内上下底面中心连线为，在立方体底面内安装了一盏可视为圆形平面的面光源灯，面光源灯半径为0.5m，圆心在处，光源为单色光源，冰块的折射率取，不考虑反射光线的影响，由于全发射，在立方体冰面上有些位置没有光射出，下列四幅图表示对应的表面有光射出的情况，阴影部分表示有光射出的部分，下列正确的是（　　） A. B. C. D. 第Ⅱ卷（非选择题 共58分） 三、非选择题（本题共7小题，共58分） 14. 如图为一种利用气垫导轨“验证机械能守恒定律”的实验装置，主要实验步骤如下： a．将气垫导轨放在水平桌面上，将导轨调至水平。 b．在导轨上间隔一定距离设置两个光电门1和2。 c．用天平测出滑块和遮光条的质量m。 d．在导轨的单脚螺丝下垫上一定厚度的垫片，让滑块从最高处由静止开始下滑，用数字计时器测出滑块经过光电门1和2时遮光条的遮光时间和 e．取下垫片，用游标卡尺测量所用垫片的厚度h和遮光条的宽度d。 f．用钢卷尺测量单脚螺丝到双脚螺丝连线的距离L及两光电门之间的距离x。 g.…… 请回答下列问题： （1）（多选）关于该实验，以下说法不正确的是（　　） A. 遮光条宽度适当小些 B. 滑块和遮光条的质量m可以不要测量 C. 滑块和遮光条的质量m轻一点可以减小误差 D. 实验时需要倾斜导轨以平衡摩擦力 （2）该同学用游标卡尺测量垫片的厚度如图所示，则垫片的厚度h=______mm； （3）若要得出机械能守恒定律的结论，以上测得的物理量应该满足的关系式为______ （4）（多选）多次实验发现动能的增加量总是略小于重力势能的减小量，其原因可能是（　　） A. 遮光条宽度d的测量值偏小 B. 导轨没有调水平，导轨左端略低于右端 C. 空气阻力的影响 D. 两光电门之间的距离x的测量值偏小 15. 某课外活动小组利用铜片、锌片和橙子制成一个水果电池，他们想测量该水果电池的电动势E和内阻r。 （1）将多用电表的选择开关拨至直流电压2.5V挡，将红、黑表笔与铜、锌片直接接触，多用电表的表盘指针位置如图甲所示，其电压的示数为______V，这样测定的结果和电动势相比______（选填“偏大”、“偏小”或“相同”）。 （2）有以下实验器材可供选择： A．电流表A1（量程0~100µA，内阻为100Ω） B．电流表A2（量程0~600µA，内阻不计） C．电压表V（量程0~3V，内阻约为15kΩ） D．定值定阻R0（阻值9900Ω） E．电阻箱R（阻值可调范围0~9999Ω） F．滑动变阻器R1（阻值变化范围0~20Ω） G．滑动变阻器R2（阻值变化范围0~5kΩ） H．开关和导线若干 ①小明同学选用了其中的一些器材，设计了图乙所示的电路进一步测定电动势和内电阻。滑动变阻器应选择_______（选填“R1”或“R2”）。正确连接电路，闭合开关，调节滑动变阻器，获得电流表A1和A2的多组I1和I2数据，并作出I1-I2图像如图丙所示，该水果电池的电动势E=_______V，内阻r =_______Ω。（计算结果均保留两位有效数字） ②从提供的实验器材中选择合适的器材，在相应方框中再画出一种测定该水果电池的电动势和内阻的电路图_______、_____。 16. 杨氏双缝干涉实验被誉为史上“最美”的十大物理实验之一。在“用双缝干涉测光的波长”实验中，将双缝干涉实验仪按要求安装在光具座上，如图甲所示。 （1）下列说法正确的是（　　） A. 将屏移近双缝，干涉条纹间距变窄 B. 若仅增大单缝与双缝的间距，干涉条纹间距变窄 C. 将滤光片由蓝色的换成红色的，干涉条纹间距变宽 D. 去掉滤光片后，干涉现象消失 （2）双缝间距为d，毛玻璃光屏与双缝间的距离为L。从目镜中看到的干涉图样如图乙所示。使分划板的中心刻线对齐亮条纹的中心，此时游标尺上的示数情况如图丙所示，其读数为________mm。若两条亮纹中央间距为x，则所测光的波长为________（用所给物理量的字母表示）。 （3）若测量头中观察到的图样如图丁所示，波长的测量值________真实值（填“大于”、“小于”或“等于”）。 17. 一同学在水上乐园戏水时，用反扣的塑料盆提水。简化模型如下，质量未知的塑料盆近似看成底面积为S的圆柱形容器。刚开始时盆倒扣在水中，松手后盆底恰好与水面齐平，如图甲所示，盆内有高度为h的空气。现用拉力F缓慢向上提起盆，盆口一直没有脱离水面。忽略盆的厚度及形变，大气压强为，重力加速度为g，水的密度为，盆内空气可视为理想气体，不考虑温度的变化。 （1）求盆的质量以及刚开始时盆内空气的压强； （2）当在水面上方盆内有高度为H的水时，如图乙所示，求此时盆底离水面的高度； （3）向上提升盆的过程中，盆内空气是吸热还是放热，请说明理由。 18. 如图所示，倾角为的斜面与长度为的水平面平滑连接，，光滑细管道是由两个半径均为的四分之一圆弧组成，为两圆弧的连接点，入口和出口处切线均水平，出口的右侧是光滑水平台阶，台阶右侧地面（足够长）上放置长度，质量下表面光滑的木板，木板紧靠台阶右侧且水平上表面与台阶齐平。质量的滑块从斜面上高度的点由静止释放，恰好能到达点。滑块与斜面及水平面间的动摩擦因数均为，整个装置位于竖直平面内，滑块可以看成质点，经过连接点时无机械能损失，不计空气阻力，最大静摩擦力等于滑动摩擦力。 （1）求水平面的长度； （2）求滑块经过点时对管道的压力大小； （3）若滑块能滑上木板，且不滑离木板，求滑块释放的高度和滑块与木板间的动摩擦因数应满足的关系。 19. 如图所示是研究小组设计的一种“圆盘电动机”。半径为的导体圆环竖直放置，圆环附近存在水平向右且垂直圆环平面的匀强磁场，磁感应强度大小为，它通过三根阻值均为的辐条与转轴固连。圆环左侧的电阻通过导线与辐条并联，电源是恒流源，能提供恒定不变的电流（箭头表示电流方向），电阻与电源S之间接有开关K；圆环的右侧有一个半径为且能与圆环随转轴一起转动的圆盘，其上绕有不可伸长的细线，下端悬挂铝块。除铝块外，其他物体质量忽略不计，不考虑任何摩擦阻力，重力加速度为。 （1）当开关K断开时，细线下面悬挂质量为的铝块，经足够长时间铝块未落地，求： ①流过电阻的电流方向； ②铝块下落的最终速度； （2）当开关K闭合时，圆盘转动，带动铝块向上运动，求 ①开关接通瞬间，单根辐条上的安培力的大小； ②此电动机可能输出的最大机械功率为多少？此时铝块质量为多大？ 20. 如图所示，将粒子注入到加速电场的三等分点P（忽略各粒子的初速度），部分粒子经电场加速从加速电场负极板上的小孔N射出；然后沿以为圆心、R为半径的圆弧通过静电分析器，再经速度选择器筛选后，从通道入口的中缝进入磁分析器，该通道的上下表面是内半径为0.5R、外半径为1.5R的半圆环，磁感应强度为的匀强磁场垂直于半圆环，粒子恰好能击中照相底片的正中间位置。加速电场两极板间的电压大小为；静电分析器中与圆心等距离的各点场强大小相等，方向指向圆心，且与速度选择器中的场强大小也相同。设原子核中每个核子的质量均为，已知元电荷为e（整个系统处于真空中，不计粒子重力和粒子间的相互作用力）。 （1）卢瑟福通过粒子轰击氮（）的实验发现了质子并产生氧（O）原子核，写出该实验的核反应方程； （2）①求静电分析器中，与圆心距离为R处的电场强度的大小； ②求速度选择器中的磁感应强度B的大小； （3）若加速电压在之间变化，且静电分析器中场强大小和速度选择器中的场强大小及磁感应强度大小可调，使得粒子依旧从通道入口的中缝进入磁分析器，求粒子在磁分析器中运动的半径范围以及最短时间。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $