精品解析：天津市第七中学2024-2025学年高二下学期期中物理试卷

高二物理2024-2025第二学期期中试卷 一、单选题：本大题共5小题，共25分。 1. 1998年6月18日，清华大学对富康轿车成功地进行了中国轿车史上的第一次碰撞安全性实验，成为“中华第一撞”，从此，我国汽车整体安全性碰撞试验开始与国际接轨，在碰撞过程中，关于安全气囊的保护作用认识正确的是（　　） A. 安全气囊的作用减小了驾驶员的动量的变化 B. 安全气囊减小了驾驶员受到撞击力的冲量 C. 安全气囊主要是延长接触时间，从而减小冲力 D. 安全气囊延长了撞击力的作用时间，从而使动量变化更大 2. 图甲是小型交流发电机的示意图，两磁极N、S间的磁场可视为水平方向的匀强磁场，A为交流电流表。线圈绕垂直于磁场的水平轴OO'沿逆时针方向匀速转动，从图甲所示位置开始计时，产生的交变电流随时间变化的图像如图乙所示。下列说法正确的是（　　） A. 该交流电的频率为100Hz B. 电流表的示数为10A C. t=0.01s时，线圈平面与磁场方向垂直 D. t=0.005s到t=0.015s这段时间，通过电阻R的电荷量为0 3. B超成像的基本原理是探头向人体发射一组超声波，遇到人体组织会产生不同程度的反射。探头接收到的超声波信号形成B超图像。如图为血管探头沿x轴正方向发送的简谐超声波图像， 时刻波恰好传到M质点。已知此超声波的周期为，下列说法正确的是（　　） A. 质点开始振动的方向沿y轴正方向 B. 内质点M运动的位移为0.4mm C. 超声波在血管中的传播速度为340m/s D. 时质点N恰好处于波峰 4. 下列关于机械波和电磁波的说法正确的是（　　） A. 发生多普勒效应时，波源的频率发生了变化 B. 用红外遥感技术可以在飞机或人造地球卫星上勘测地热、寻找水源 C. 机械波和电磁波都可以在真空中传播，都可以传递信息和能量 D. 发生明显衍射的条件是缝、孔的宽度或障碍物的尺寸比波长大或差不多 5. 下列各图所描述的物理情境中，没有感应电流的是（　　） A. 开关S闭合稳定后，线圈N中 B. 磁铁向铝环A靠近，铝环A中 C. 金属框从A向B运动，金属框中 D. 铜盘在磁场中按图示方向转动，电阻R中 二、多选题：本大题共3小题，共15分。 6. 如图所示，质量为M的木块放在光滑的水平面上，质量为m的子弹(可视为质点)以水平速度v0射中木块，并最终留在木块中与木块一起以速度v运动，已知当子弹相对木块静止时，木块前进距离为L，子弹进入木块的深度为s，此过程经历的时间为t。若木块对子弹的阻力大小Ff视为恒定，则下列关系式中正确的是（　　） A. B. Fft＝mv0－mv C. D. 7. 图甲为一列简谐横波在某一时刻的波形图，a、b两质点的横坐标分别为xa=2m和xb=6m，图乙为质点b从该时刻开始计时的振动图像，下列说法正确的是（　　） A. t=1s时，质点a的位移沿y轴负向 B. t=1s时，质点a的加速度方向与速度方向相同 C. 质点a经过4s振动的路程为1m D. 该波沿x轴的负方向传播，波速为0.5m/s 8. 如图所示的理想变压器，原、副线圈的匝数分别为8和5，且原线圈两端的输入电压U0不变，所接的电表均为理想交流电表，两个定值电阻的阻值均为R0，滑动变阻器的最大阻值为R0，两个端点分别是M、N，滑片为P，下列说法正确的是（　　） A. 滑片P由M向N移动的过程中，电压表的示数会逐渐减小 B. 滑片P由M向N移动的过程中，电流表A1、A2的示数均逐渐增大 C. 滑片P由M向N移动的过程中，流过滑动变阻器的电流会增大 D. 当滑片P位于M点时，电源输出的功率为 三、实验题：本大题共2小题，每小空2分，共12分。 9. 如图所示，用“碰撞实验器”可以验证动量守恒定律。 （1）图中O点是小球抛出点在地面上的垂直投影。实验时，先让入射球m1多次从斜轨上S位置由静止释放，找到其平均落点的位置P，测量平抛射程OP。然后，把被碰小球m2静置于轨道的水平部分，再将入射球m1从斜轨上S位置由静止释放，与小球m2相碰，并多次重复。接下来要完成的必要步骤是______ A. 用天平分别测量两个小球的质量m1、m2 B. 测量小球m1开始释放时的高度h C. 测量抛出点距地面的高度H D. 分别找到m1、m2相碰后平均落点的位置M、N，测量OM、ON的长度 （2）为了尽量减小实验误差，两个小球的质量应满足m1______m2（选填“>”“<”或“=”）； （3）若两球相碰前后的动量守恒，其表达式可表示为______（用前面测量的量表示）。 10. 小明同学想用单摆来测量重力加速度，设计的实验装置如图甲所示，在摆球的平衡位置处安放一个光电门，连接数字计时器，记录小球经过光电门的次数。 （1）在摆球自然悬垂的情况下，用毫米刻度尺测得从悬点至摆球顶端的长度为，再用螺旋测微器测量摆球直径（图乙），则摆球直径_____； （2）将摆球从平衡位置拉开一个合适的角度，静止释放摆球，摆球在竖直平面内稳定摆动后，启动数字计时器，摆球通过平衡位置时从1开始计数，同时开始计时，当摆球第次（为大于3的奇数）通过光电门时停止计时，记录的时间为，此单摆的周期________（用、表示），重力加速度的大小为________（用、和表示）。 四、计算题：本大题共3小题，共48分（评分要求：按步骤书写，字迹清晰工整，按照题目中给出的字母书写公式，结果要带单位）。 11. 饭卡是学校等单位最常用的辅助支付手段，其内部主要部分是一个多匝线圈，当刷卡机发出电磁信号时，置于刷卡机上的饭卡线圈的磁通量发生变化，发生电磁感应，产生电信号，其原理可简化为如图所示。设线圈的匝数为1000匝，每匝线圈面积均为，线圈的总电阻为，线圈连接一电阻，其余部分电阻不计。线圈处磁场的方向不变，其大小按如图所示的规律变化， （1）请计算时间内MN间的电压和电阻R产生的焦耳热； （2）请计算时间内，通过电阻R的电荷量。 12. 质量为的木板B静止于光滑水平面上，质量为的物块A停在B的左端，质量为的小球用长为的轻绳悬挂在固定点上；将轻绳拉直至水平位置后，由静止释放小球，小球在最低点与A发生碰撞，碰撞时间极短且无机械能损失，物块与小球可视为质点，不计空气阻力。已知间的动摩擦因数，重力加速度。求： （1）小球与A碰撞前的瞬间，绳子对小球的拉力的大小； （2）小球与A碰撞后的瞬间物块A的速度的大小； （3）为使A恰好不滑离木板时木板的长度s。 13. 如图所示，两根平行光滑足够长金属导轨固定在倾角θ=30°的斜面上，其间距L=1m。导轨间存在垂直于斜面向上的匀强磁场，磁感应强度B=1T。两根金属棒NQ和ab与导轨始终保持垂直且接触良好，NQ棒通过一绝缘细线与固定在斜面上的拉力传感器连接（连接前，传感器已校零），细线平行于导轨。已知ab棒和NQ棒的质量均为1kg，NQ棒和ab棒接入电路的电阻均为0.5Ω，导轨电阻不计。将ab棒从静止开始释放，其v—t图像如图乙所示，同时拉力传感器开始测量细线拉力FT，当ab棒的位移为x=10m时，其速度已达到了最大速度vm=5m/s，重力加速度g取10m/s2。求： （1）金属棒ab的速度为v=2m/s时拉力FT的大小； （2）金属棒ab的位移为10m过程中NQ棒上产生的焦耳热； （3）金属棒ab的位移为10m过程中所用时间为多少。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 高二物理2024-2025第二学期期中试卷 一、单选题：本大题共5小题，共25分。 1. 1998年6月18日，清华大学对富康轿车成功地进行了中国轿车史上的第一次碰撞安全性实验，成为“中华第一撞”，从此，我国汽车整体安全性碰撞试验开始与国际接轨，在碰撞过程中，关于安全气囊的保护作用认识正确的是（　　） A. 安全气囊的作用减小了驾驶员的动量的变化 B. 安全气囊减小了驾驶员受到撞击力的冲量 C. 安全气囊主要是延长接触时间，从而减小冲力 D. 安全气囊延长了撞击力的作用时间，从而使动量变化更大 【答案】C 【解析】 【详解】在碰撞过程中，人的动量的变化量是一定的，而用安全气囊后增加了作用的时间，根据动量定理 可知，可以减小驾驶员受到的冲击力，即减小了驾驶员的动量变化率。 故选C。 2. 图甲是小型交流发电机的示意图，两磁极N、S间的磁场可视为水平方向的匀强磁场，A为交流电流表。线圈绕垂直于磁场的水平轴OO'沿逆时针方向匀速转动，从图甲所示位置开始计时，产生的交变电流随时间变化的图像如图乙所示。下列说法正确的是（　　） A. 该交流电的频率为100Hz B. 电流表的示数为10A C. t=0.01s时，线圈平面与磁场方向垂直 D. t=0.005s到t=0.015s这段时间，通过电阻R的电荷量为0 【答案】B 【解析】 【详解】A．该交流电的频率为 选项A错误； B．电流表的示数为 选项B正确； C．t=0.01s时，感应电动势最大，此时线圈平面与磁场方向平行，选项C错误； D．t=0.005s到t=0.015s这段时间，线圈从中性面位置转过半周回到中性面，磁通量的变化量为2BS，则根据 通过电阻R的电荷量不为0，选项D错误。 故选B。 3. B超成像的基本原理是探头向人体发射一组超声波，遇到人体组织会产生不同程度的反射。探头接收到的超声波信号形成B超图像。如图为血管探头沿x轴正方向发送的简谐超声波图像， 时刻波恰好传到M质点。已知此超声波的周期为，下列说法正确的是（　　） A. 质点开始振动的方向沿y轴正方向 B. 内质点M运动的位移为0.4mm C. 超声波在血管中的传播速度为340m/s D. 时质点N恰好处于波峰 【答案】D 【解析】 【详解】A．根据同侧法可知，质点开始振动的方向沿轴负方向，故A错误； B．由题可知，质点M运动了，因此M的位移为，故B错误； C．根据图像读出波长为 根据波长与波速的关系 解得 故C错误； D．由图可知，M左侧的波峰与N之间的距离为 则波峰传播到N的时间为 可知在2.0×10-7s时质点N恰好处于波峰，故D正确。 故选D。 4. 下列关于机械波和电磁波的说法正确的是（　　） A. 发生多普勒效应时，波源的频率发生了变化 B. 用红外遥感技术可以在飞机或人造地球卫星上勘测地热、寻找水源 C. 机械波和电磁波都可以在真空中传播，都可以传递信息和能量 D. 发生明显衍射的条件是缝、孔的宽度或障碍物的尺寸比波长大或差不多 【答案】B 【解析】 【详解】A．产生多普勒效应的原因是接收者与波源的距离发生了变化，而波源频率不变，故A错误； B．不同物体辐射红外线的强度和波长分布不同，利用红外遥感技术可以在飞机或人造地球卫星上勘测地热、寻找水源，故B正确； C．电磁波的传播不需要介质，机械波的传播需要介质，则机械波不能在真空中传播，机械波和电磁波都可以传递信息和能量，故C错误； D．发生明显衍射的条件是波长比缝、孔的宽度或障碍物的尺寸大或差不多，故D错误。 故选B。 5. 下列各图所描述的物理情境中，没有感应电流的是（　　） A. 开关S闭合稳定后，线圈N中 B. 磁铁向铝环A靠近，铝环A中 C. 金属框从A向B运动，金属框中 D. 铜盘在磁场中按图示方向转动，电阻R中 【答案】A 【解析】 【详解】A．开关S闭合稳定后，线圈N中磁通量不变，没有感应电流，选项A符合题意； B．磁铁向铝环A靠近，铝环A中磁通量变大，有感应电流，选项B不符合题意； C．金属框从A向B运动，穿过金属框中的磁通量发生变化，由感应电流产生，选项C不符合题意； D．铜盘在磁场中按图示方向转动，圆盘切割磁感线产生感应电流，即电阻R中有感应电流，选项D不符合题意。 故选A。 二、多选题：本大题共3小题，共15分。 6. 如图所示，质量为M的木块放在光滑的水平面上，质量为m的子弹(可视为质点)以水平速度v0射中木块，并最终留在木块中与木块一起以速度v运动，已知当子弹相对木块静止时，木块前进距离为L，子弹进入木块的深度为s，此过程经历的时间为t。若木块对子弹的阻力大小Ff视为恒定，则下列关系式中正确的是（　　） A. B. Fft＝mv0－mv C. D. 【答案】AB 【解析】 【详解】A．由动能定理，对木块可得 故A正确； B．以向右为正方向，由动量定理，对子弹可得 －Fft＝mv－mv0 则 Fft＝mv0－mv 故B正确； C．对木块、子弹整体，根据动量守恒定律得 mv0＝(M＋m)v 解得 故C错误； D．对整体，根据能量守恒定律得 故D错误。 故选AB。 7. 图甲为一列简谐横波在某一时刻的波形图，a、b两质点的横坐标分别为xa=2m和xb=6m，图乙为质点b从该时刻开始计时的振动图像，下列说法正确的是（　　） A. t=1s时，质点a的位移沿y轴负向 B. t=1s时，质点a的加速度方向与速度方向相同 C. 质点a经过4s振动的路程为1m D. 该波沿x轴的负方向传播，波速为0.5m/s 【答案】AC 【解析】 【详解】D．根据质点b从该时刻开始计时的振动图像可知，t=0时刻质点b在平衡位置向上振动，结合波形图可知，波沿x轴负向传播，波速为 选项D错误； AB．因t=0时刻质点a从平衡位置向下振动，可知t=1s时，质点a在平衡位置与最低点之间向下振动，此时质点a的位移沿y轴负向，加速度方向向上，速度方向向下，即t=1s时，质点a的加速度方向与速度方向相反，选项A正确，B错误； C．质点a经过4s=0.5T振动的路程为2A=1m，选项C正确。 故选AC。 8. 如图所示的理想变压器，原、副线圈的匝数分别为8和5，且原线圈两端的输入电压U0不变，所接的电表均为理想交流电表，两个定值电阻的阻值均为R0，滑动变阻器的最大阻值为R0，两个端点分别是M、N，滑片为P，下列说法正确的是（　　） A. 滑片P由M向N移动的过程中，电压表的示数会逐渐减小 B. 滑片P由M向N移动的过程中，电流表A1、A2的示数均逐渐增大 C. 滑片P由M向N移动的过程中，流过滑动变阻器的电流会增大 D. 当滑片P位于M点时，电源输出的功率为 【答案】CD 【解析】 【详解】A．电压表的示数等于变压器的次级电压，由初级电压和匝数比决定，总是不变的，选项A错误； BC．滑片P由M向N移动的过程中，滑动变阻器阻值减小，则次级总电阻减小，总电流变大，即电流表A1的示数逐渐增大、与A1串联的电阻R0的电压变大，则与A2串联的电阻R0上的电压减小，即电流表A2示数减小，则流过滑动变阻器的电流会增大，选项B错误，C正确； D．变压器次级电压 当滑片P位于M点时，次级电阻 次级功率为 则电源输出的功率为，选项D正确。 故选CD。 三、实验题：本大题共2小题，每小空2分，共12分。 9. 如图所示，用“碰撞实验器”可以验证动量守恒定律。 （1）图中O点是小球抛出点在地面上的垂直投影。实验时，先让入射球m1多次从斜轨上S位置由静止释放，找到其平均落点的位置P，测量平抛射程OP。然后，把被碰小球m2静置于轨道的水平部分，再将入射球m1从斜轨上S位置由静止释放，与小球m2相碰，并多次重复。接下来要完成的必要步骤是______ A. 用天平分别测量两个小球的质量m1、m2 B. 测量小球m1开始释放时的高度h C. 测量抛出点距地面的高度H D. 分别找到m1、m2相碰后平均落点的位置M、N，测量OM、ON的长度 （2）为了尽量减小实验误差，两个小球的质量应满足m1______m2（选填“>”“<”或“=”）； （3）若两球相碰前后的动量守恒，其表达式可表示为______（用前面测量的量表示）。 【答案】（1）AD （2）> （3） 【解析】 【小问1详解】 实验要验证的关系式为 因小球碰撞后均做平抛运动，且下落的高度相同，则运动时间相同，则水平位移与初速度成正比，可知可以由水平射程代替小球的水平速度，则要验证的关系可写成 接下来要完成的必要步骤是：用天平分别测量两个小球的质量m1、m2 ；分别找到m1、m2相碰后平均落点的位置M、N，测量OM、ON的长度，故选AD； 【小问2详解】 为了尽量减小实验误差，防止入射球碰后反弹，则两个小球的质量应满足m1>m2； 【小问3详解】 若两球相碰前后的动量守恒，其表达式可表示为 10. 小明同学想用单摆来测量重力加速度，设计的实验装置如图甲所示，在摆球的平衡位置处安放一个光电门，连接数字计时器，记录小球经过光电门的次数。 （1）在摆球自然悬垂的情况下，用毫米刻度尺测得从悬点至摆球顶端的长度为，再用螺旋测微器测量摆球直径（图乙），则摆球直径_____； （2）将摆球从平衡位置拉开一个合适的角度，静止释放摆球，摆球在竖直平面内稳定摆动后，启动数字计时器，摆球通过平衡位置时从1开始计数，同时开始计时，当摆球第次（为大于3的奇数）通过光电门时停止计时，记录的时间为，此单摆的周期________（用、表示），重力加速度的大小为________（用、和表示）。 【答案】（1）7.883 （2） ①. ②. 【解析】 【小问1详解】 由图乙，可知摆球直径 【小问2详解】 [1]单摆的周期 [2]根据单摆周期公式有 其中 解得 四、计算题：本大题共3小题，共48分（评分要求：按步骤书写，字迹清晰工整，按照题目中给出的字母书写公式，结果要带单位）。 11. 饭卡是学校等单位最常用的辅助支付手段，其内部主要部分是一个多匝线圈，当刷卡机发出电磁信号时，置于刷卡机上的饭卡线圈的磁通量发生变化，发生电磁感应，产生电信号，其原理可简化为如图所示。设线圈的匝数为1000匝，每匝线圈面积均为，线圈的总电阻为，线圈连接一电阻，其余部分电阻不计。线圈处磁场的方向不变，其大小按如图所示的规律变化， （1）请计算时间内MN间的电压和电阻R产生的焦耳热； （2）请计算时间内，通过电阻R的电荷量。 【答案】（1），；（2） 【解析】 【详解】（1）0～0.1s时间内,由法拉第电磁感应定律,线圈产生的感应电动势为 根据闭合电路欧姆定律，则有 解得 时间内 电阻R产生的焦耳热为 （2）0.1～0.4s时间内，根据法拉第电磁感应定律有 根据闭合电路欧姆定律有 则通过电阻R的电荷量为 结合图像可得 12. 质量为的木板B静止于光滑水平面上，质量为的物块A停在B的左端，质量为的小球用长为的轻绳悬挂在固定点上；将轻绳拉直至水平位置后，由静止释放小球，小球在最低点与A发生碰撞，碰撞时间极短且无机械能损失，物块与小球可视为质点，不计空气阻力。已知间的动摩擦因数，重力加速度。求： （1）小球与A碰撞前的瞬间，绳子对小球的拉力的大小； （2）小球与A碰撞后的瞬间物块A的速度的大小； （3）为使A恰好不滑离木板时木板的长度s。 【答案】（1）30N （2）3m/s （3）1.05m 【解析】 【小问1详解】 小球下摆过程机械能守恒，根据机械能守恒定律有 解得 小球与A碰撞前的瞬间，根据牛顿第二定律有 解得 【小问2详解】 小球与A碰撞过程系统动量守恒，以小球的初速度方向为正方向，根据动量守恒定律有 根据机械能守恒有 联立解得 【小问3详解】 由题知，A恰好不滑离木板B，则A与B最后共速，块A与木板B相互作用过程，系统动量守恒，以A的速度方向为正方向，根据动量守恒定律有 根据能量守恒有 联立解得 13. 如图所示，两根平行光滑足够长金属导轨固定在倾角θ=30°的斜面上，其间距L=1m。导轨间存在垂直于斜面向上的匀强磁场，磁感应强度B=1T。两根金属棒NQ和ab与导轨始终保持垂直且接触良好，NQ棒通过一绝缘细线与固定在斜面上的拉力传感器连接（连接前，传感器已校零），细线平行于导轨。已知ab棒和NQ棒的质量均为1kg，NQ棒和ab棒接入电路的电阻均为0.5Ω，导轨电阻不计。将ab棒从静止开始释放，其v—t图像如图乙所示，同时拉力传感器开始测量细线拉力FT，当ab棒的位移为x=10m时，其速度已达到了最大速度vm=5m/s，重力加速度g取10m/s2。求： （1）金属棒ab的速度为v=2m/s时拉力FT的大小； （2）金属棒ab的位移为10m过程中NQ棒上产生的焦耳热； （3）金属棒ab的位移为10m过程中所用时间为多少。 【答案】（1）；（2）；（3） 【解析】 【详解】（1）金属棒ab的速度为v=2m/s时，产生的电动势为 根据右手定则可知，电动势方向从b指向a。回路中的电流为 电流方向从N流向Q，对NQ棒受力分析，由平衡条件可知 解得 （2）金属棒ab的位移为10m过程中，由能量守恒定律可得 可得NQ棒上产生的焦耳热为 （3）对ab棒分析，由动量定理可得 又因为 ， 联立解得 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $