精品解析：广东省广州市执信中学2024-2025学年高二下学期期中考试物理试卷

2024-2025学年第二学期 高二级物理科期中考试试卷 本试卷分选择题和非选择题两部分，共6页，满分100分。考试用时75分钟。 注意事项： 1、答卷前，考生务必将自己的姓名、班级、考生号和座位号填写在答题卡上，用2B铅笔在答题卡相应位置上填涂考生号。 2、作答选择题时，选出每小题答案后，用2B铅笔把答题卡上对应题目选项的答案信息点涂黑；如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其他答案，答案不能答在试卷上。 3、非选择题必须用黑色字迹的钢笔或签字笔作答，答案必须写在答题卡上各题目指定区域内相应位置上；如需改动，先划掉原来的答案，然后再写上新答案；不准使用铅笔和涂改液。不按以上要求作答无效。 4、考生必须保证答题卡的整洁。考试结束后，将试卷和答题卡一并交回。 一、选择题（本题共10小题，共46分。在每小题给出的四个选项中，第1-7题只有一项符合题目要求，每小题4分；第8-10题有多项符合题目要求，全选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分） 1. 图甲、乙分别表示两种电流的波形，其中图乙所示电流按正弦规律变化。若将甲、乙两种电流分别通过同一阻值的定值电阻，则在相同时间内电阻产生的焦耳热之比为（　　） A. B. C. D. 2. 如图一所示，在匀强磁场中，一矩形金属线框绕与磁感线垂直的转轴转动，产生的正弦式交变电动势在一个周期内的图像如图二所示，则下列说法正确的是（　　） A. t=0时穿过线框的磁通量为零 B. t=0~0.005s内，矩形金属线框的转速逐渐增大 C. 交变电流在1s内方向变化50次 D. t=0.01s时，金属线框处于中性面位置 3. 如图所示是振荡电路和通过点P的电流随时间变化的规律。若把流过点P向右的电流规定为正方向，则下列说法中正确的是（　　） A. 在内，电场能减小，磁场能增大 B. 在内，P的电势比点Q的电势高 C. 在内，电容器C处于充电过程中 D. 在内，电容器C的上极板带正电 4. 某水电站，用总电阻为2.5Ω的输电线输电给500km外的用户，其输出电功率是3×106kW．现用500kV电压输电，则下列说法正确的是（　　） A. 输电线上输送的电流大小为2×105A B. 输电线上由电阻造成的损失电压为15kV C. 若改用5kV电压输电，则输电线上损失的功率为9×108kW D. 输电线上损失的功率为，U为输电电压，r为输电线的电阻 5. 停在海面的驱逐舰向驶近的潜艇发射某频率的超声波，并接收该潜艇反射回的超声波。若不考虑海水流动对超声波的影响，则与发射的超声波相比（　　） A. 潜艇接收到的超声波频率变小，波速不变 B. 潜艇接收到的超声波频率变大，波速变大 C. 驱逐舰接收到的超声波频率变大，波速不变 D. 驱逐舰接收到的超声波频率变小，波速变小 6. 有一种光导纤维沿径向折射率的变化是连续的，称为连续型光导纤维。其折射率中心最大，沿径向逐渐减小，外表面附近的折射率最小。关于光在连续型光导纤维中的传播，下列四个图中能正确表示其传播路径的是（　　） A. B. C. D. 7. 如图所示，载有物资的热气球静止于距水平地面H的高处，现将质量为m的物资以相对地面的速度v0水平投出，落地时物资与热气球的距离为d。 已知投出物资后热气球的总质量为M，所受浮力与投出物资前相同，重力加速度为g，不计阻力，以下判断正确的是（　　） A. 投出物资后热气球做匀速直线运动 B. 投出物资后热气球做匀加速直线运动 C. D. 8. 关于电磁波，下列说法正确的是（　　） A. 电磁波在真空中的传播速度与电磁波的频率有关 B. 电磁波在真空中自由传播时，其传播方向与电场强度、磁感应强度垂直 C. 利用电磁波传递信号可以实现无线通信，但电磁波不能通过电缆、光缆传输 D. 电磁波可以由电磁振荡产生，若波源的电磁振荡停止，空间的电磁波仍然可以继续传播 9. 如图（a）所示，一列简谐横波以速度u沿x轴正方向传播，在波的传播方向上有P、Q两点，。 P、Q两处质点的振动图像分别如图（b）中实线和虚线所示。波速u可能是（　　） A. B. C. D. 10. 如图所示为一可调压式自耦变压器，线圈AB均匀绕在一个圆环形的铁芯上，CD之间输入交变电压，拨动滑动触头P就可以调节输出电压。图中变压器视为理想变压器，两电表均为理想交流电表，、为总阻值为的滑动变阻器。现在CD两端输入电压表达式为的正弦式交流电，下列说法正确的是（　　） A. 当变压器滑动触头P逆时针转动时，电流表，电压表示数均变大 B. 当滑动变阻器滑动触头向上滑动时，电压表读数不变，电流表读数变小 C. 若电压表与电流表示数分别是5V和1A，变压器原副线圈匝数比为 D. 若变压器滑动触头P拨至PB间线圈匝数是AB间线圈匝数的一半的位置，电压表示数不会超过5V 二、实验题（本题共2小题，共16分） 11. 一位同学想用平行玻璃砖做测量玻璃折射率的实验，他在实验室中没有找到平行玻璃砖，找到了一块一个角是30°的直角三角形玻璃砖，他决定用此玻璃砖做实验。操作如下： A．将一张白纸放在水平桌面上，将玻璃砖平放在水平桌面上； B．小心地画出玻璃砖的边界，注意别弄脏玻璃砖，边界线贴紧玻璃砖的边缘； C．让一束激光从上表面AC斜射入玻璃砖，从AB边可以看到有光线射出； D．不断改变入射角，使光线从AB边垂直射出； E．小心地描出从AC边入射的光线和从AB边射出的光线。 （1）在图中画出光路图。 （2）量出此激光在AC边的入射角是53°，则激光在此玻璃中的折射率是____。 12. 下列两个实验均应用了传感器，请完成以下填空。 （1）饮酒后驾驶严重危害交通安全，“喝酒不开车”已经成为安全驾驶的行为准则。酒精检测仪核心部件为酒精气体传感器，其电阻R与酒精气体浓度c的关系如图甲所示。利用酒精气体传感器设计一款酒精检测仪电路图如图乙所示。除了酒精气体传感器外，提供以下器材： A.干电池组（电动势E=3.0V，内阻很小，忽略不计） B.表头G（满偏电流6.0mA，内阻rg=200Ω） C.电阻箱R1（最大阻值9999.9Ω） D.电阻箱R2（最大阻值9999.9Ω） E.多用电表 F.开关及导线若干 ①为完成实验，先将表头G和电阻箱R1改装成量程为3V的电压表，作为改装酒精浓度表使用，则R1的阻值应调为___________Ω。 ②调整电阻箱R2的阻值为43.5Ω，并将酒精气体浓度为零的位置标注在表头G上2mA处。某次测试酒精浓度时，表头指针如图丙所示。已知酒精气体浓度在0.2mg/mL~0.6mg/mL之间属于饮酒驾驶，即酒驾；酒精气体浓度达到或超过0.6mg/mL属于醉酒驾驶，即醉驾。则该次测试的酒精气体浓度在___________（选填“酒驾”或“醉驾”）范围内。 ③使用较长时间后，干电池组电动势不变，内阻增大不可忽略，若直接测量，则此时所测的酒精气体浓度与真实值相比___________（选填“偏大”、“偏小”或“不变”）。 （2）某实验小组探究单摆运动规律时，采用微型加速度传感器（集成无线数据传输功能，尺寸为23.5 mm×18.7 mm×11.6 mm）进行测量。实验中需将传感器固定于摆球内部，故选用内径略大于传感器尺寸的摆球。用游标卡尺测量摆球内径，示数如图甲所示。实验装置示意图如图乙，传感器可实时测定摆球运动切向（x方向）和径向（y方向，指向悬点）的加速度分量，测得两方向加速度随时间变化曲线分别如图丙、丁所示。请回答下列问题： ①由图甲可知，摆球内径的测量值为__________mm； ②由图像数据可得单摆振动周期T=______s（保留3位有效数字）； ③根据单摆周期公式计算单摆摆长L=______m（取重力加速度g=10m/s²，结果保留2位有效数字）。 三、计算题（本题共3小题，共38分） 13. （1）一只青蛙在平静的水面上鸣叫时引起水面振动，形成如图甲所示的水波（把水波当成横波处理）。假设原点O处为青蛙所在位置，O处的波源垂直xOy平面振动后，产生的简谐横波在xOy平面内传播，周期为0.01s。实线圆、虚线圆分别表示时刻相邻的波峰和波谷，此时波恰好传到实线圆处。求实线圆传递到C点的时间。 （2）如图，同一水面上有一片圆形浮萍，水深。一渔民弯腰捕鱼时，鱼受到惊吓后躲在浮萍中心的正下方湖底处，渔民无论在湖面上哪个角度都没有发现鱼的踪影，已知湖水的折射率。求：浮萍的最小半径R。 14. 如图所示，游乐场有一种将蹦极运动和大型滑滑梯结合的游乐项目，一位质量的游客系一条原长的弹性绳，由静止从O点开始下落，弹性绳从开始张紧至最长状态B点所用时间，游客到达B点时弹性绳自动和人体分离，游客顺着滑梯BC来到安全区域，滑梯BC可看作半径为的光滑圆弧，C为圆弧的最低点，将此游客视为质点，不计下落过程中的空气阻力，取。求： （1）从开始张紧至最长状态的过程中，弹性绳所受的平均冲力的大小； （2）若游客在滑梯上运动的时间，求游客在滑梯上受到的支持力冲量的大小。 15. 如图甲所示为固定安装在机车头部的碰撞吸能装置，由一级吸能元件钩缓装置和二级吸能元件防爬装置（可压缩）构成。某次碰撞实验中，一辆总质量为40t的机车以6m/s的初速度与固定的刚性墙发生正碰。开始仅触发一级吸能元件钩缓装置（由缓冲器与吸能管组成），其弹力随作用行程（压缩量）的变化关系如图乙所示，缓冲阶段，缓冲器弹力与压缩量成正比，属于弹性变形。作用行程为100mm时，达到最大缓冲极限，缓冲器被锁定，钩缓装置中吸能管开始平稳变形，产生的弹力恒为，其作用行程为150mm。吸能管行程结束后，钩缓装置迅速刚化，此时启动二级吸能元件。（设每次碰撞过程中，该吸能装置的性能保持不变，忽略其它阻力影响。）求： （1）一级吸能元件钩缓装置通过缓冲与吸能管变形过程总共吸收的能量； （2）为了测试该吸能装置的一级吸能元件性能，将该套吸能装置安装在机车前端，与静止在水平面上无制动的质量为60t的货车发生正碰（不考虑货车的形变），碰撞时若钩缓装置的吸能管未启动，缓冲器则像弹簧一样工作。若测试中一级吸能元件的最大吸能量不超过吸能总量的75%，求货车被碰后的速率范围。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 2024-2025学年第二学期 高二级物理科期中考试试卷 本试卷分选择题和非选择题两部分，共6页，满分100分。考试用时75分钟。 注意事项： 1、答卷前，考生务必将自己的姓名、班级、考生号和座位号填写在答题卡上，用2B铅笔在答题卡相应位置上填涂考生号。 2、作答选择题时，选出每小题答案后，用2B铅笔把答题卡上对应题目选项的答案信息点涂黑；如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其他答案，答案不能答在试卷上。 3、非选择题必须用黑色字迹的钢笔或签字笔作答，答案必须写在答题卡上各题目指定区域内相应位置上；如需改动，先划掉原来的答案，然后再写上新答案；不准使用铅笔和涂改液。不按以上要求作答无效。 4、考生必须保证答题卡的整洁。考试结束后，将试卷和答题卡一并交回。 一、选择题（本题共10小题，共46分。在每小题给出的四个选项中，第1-7题只有一项符合题目要求，每小题4分；第8-10题有多项符合题目要求，全选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分） 1. 图甲、乙分别表示两种电流的波形，其中图乙所示电流按正弦规律变化。若将甲、乙两种电流分别通过同一阻值的定值电阻，则在相同时间内电阻产生的焦耳热之比为（　　） A. B. C. D. 【答案】A 【解析】 【详解】对图甲的交流电分析，可知一个周期内交流电的电流方向变化，而电流的大小不变，故图甲的电流有效值为 对图乙的交流电分析可知，其为正弦式交流电，故其有效值为 则有 根据 可知在相同时间内电阻产生的焦耳热之比为。 故选A。 2. 如图一所示，在匀强磁场中，一矩形金属线框绕与磁感线垂直的转轴转动，产生的正弦式交变电动势在一个周期内的图像如图二所示，则下列说法正确的是（　　） A. t=0时穿过线框的磁通量为零 B. t=0~0.005s内，矩形金属线框的转速逐渐增大 C. 交变电流在1s内方向变化50次 D. t=0.01s时，金属线框处于中性面位置 【答案】D 【解析】 【详解】A．由图二可知t=0时线圈产生的感应电动势为0，此时磁通量变化率为0，穿过线框的磁通量最大，故A错误； B．根据题意可知线框产生的感应电动势为正弦式交变电动势，可知线框的转速不变，故B错误； C．交变电流在0.02s内电流方向改变两次，则1s内方向变化100次，故C错误； D．t=0.01s时，线圈此时产生的感应电动势瞬时值为0，此时金属线框处于中性面，故D正确。 故选D。 3. 如图所示是振荡电路和通过点P的电流随时间变化的规律。若把流过点P向右的电流规定为正方向，则下列说法中正确的是（　　） A. 在内，电场能减小，磁场能增大 B. 在内，P的电势比点Q的电势高 C. 在内，电容器C处于充电过程中 D. 在内，电容器C的上极板带正电 【答案】D 【解析】 【详解】AB．在内，回路中的电流顺时针方向减小，则电容器正在充电，则电场能增加，磁场能减小；电容器下极板带正电，上极板带负电，则P的电势比点Q的电势低，选项AB错误； C．在内，回路中电流逆时针方向增加，可知电容器C处于放电过程中，选项C错误； D．在内，回路中电流逆时针方向减小，电容器正在充电，则电容器C的上极板带正电，选项D正确。 故选D。 4. 某水电站，用总电阻为2.5Ω的输电线输电给500km外的用户，其输出电功率是3×106kW．现用500kV电压输电，则下列说法正确的是（　　） A. 输电线上输送的电流大小为2×105A B. 输电线上由电阻造成的损失电压为15kV C. 若改用5kV电压输电，则输电线上损失的功率为9×108kW D. 输电线上损失的功率为，U为输电电压，r为输电线的电阻 【答案】B 【解析】 【分析】 【详解】A．由得输电线上输送的电流 故A错误； B．由得输电线路上的电压损失 故B正确； C．输电线上损失的功率为 由于损失的功率不能大于水电站的输出功率，故C错误。 D．输电线上损失的功率为计算时，U为输电线上的电压降，而不是输电电压。故D错误。 故选B。 【点睛】本题考查远距离输电中的能量损失及功率公式的应用，要注意功率公式中中的电压U应为输电电压。 5. 停在海面的驱逐舰向驶近的潜艇发射某频率的超声波，并接收该潜艇反射回的超声波。若不考虑海水流动对超声波的影响，则与发射的超声波相比（　　） A. 潜艇接收到的超声波频率变小，波速不变 B. 潜艇接收到的超声波频率变大，波速变大 C. 驱逐舰接收到的超声波频率变大，波速不变 D. 驱逐舰接收到的超声波频率变小，波速变小 【答案】C 【解析】 【详解】停在海面的驱逐舰向驶近的潜艇发射某频率的超声波，根据多普勒效应可知，与发射的超声波相比潜艇接收到的超声波频率变大；由于机械波的波速只由介质决定，所以波速不变。 故选C。 6. 有一种光导纤维沿径向折射率的变化是连续的，称为连续型光导纤维。其折射率中心最大，沿径向逐渐减小，外表面附近的折射率最小。关于光在连续型光导纤维中的传播，下列四个图中能正确表示其传播路径的是（　　） A. B. C. D. 【答案】A 【解析】 【详解】BC．光从空气进入光导纤维左侧界面时，令入射角、折射角分别为、，根据 由于折射率n大于1，则有 图中空气中的入射角均小于光导纤维中的折射角，不满足要求，故BC错误； AD．结合上述，图中光从空气进入光导纤维的入射角均大于折射角，满足要求，由于折射率中心最大，沿径向逐渐减小，外表面附近的折射率最小，可知，光在光导纤维中沿半径方向传播时，在每一个平行于中心轴线的界面均发生折射，当光沿半径方向向外侧传播时，光由光密介质进入光疏介质，对应的入射角小于折射角，导致光沿中心轴线偏折，最终发生全反射，当光沿半径方向向内侧传播时，光由光疏介质进入光密介质，对应的入射角大于折射角，导致光再次沿中心轴线偏折，可知，光在光导纤维内部传播的路径为一条曲线，即第一个选择项符合要求，故A正确，D错误。 故选A。 7. 如图所示，载有物资的热气球静止于距水平地面H的高处，现将质量为m的物资以相对地面的速度v0水平投出，落地时物资与热气球的距离为d。 已知投出物资后热气球的总质量为M，所受浮力与投出物资前相同，重力加速度为g，不计阻力，以下判断正确的是（　　） A. 投出物资后热气球做匀速直线运动 B. 投出物资后热气球做匀加速直线运动 C. D. 【答案】C 【解析】 【详解】AB．热气球开始携带物资时处于静止状态，所受合外力为0，初动量为0，水平投出重力为mg的物资瞬间，满足动量守恒定律 则热气球和物资的动量等大反向，热气球获得水平向左的速度v，热气球所受合外力恒为mg，竖直向上，所以热气球做匀加速曲线运动，故AB错误； CD．热气球和物资的运动示意图如图所示 热气球和物资所受合力大小均为mg，所以热气球在竖直方向上加速度大小为 物资落地H过程所用的时间t内，根据 解得落地时间为 热气球在竖直方向上运动的位移为 热气球和物资在水平方向均做匀速直线运动，水平位移为， 根据勾股定理可知热气球和物资的实际位移为 故C正确，D错误。 故选C。 8. 关于电磁波，下列说法正确的是（　　） A. 电磁波在真空中的传播速度与电磁波的频率有关 B. 电磁波在真空中自由传播时，其传播方向与电场强度、磁感应强度垂直 C. 利用电磁波传递信号可以实现无线通信，但电磁波不能通过电缆、光缆传输 D. 电磁波可以由电磁振荡产生，若波源的电磁振荡停止，空间的电磁波仍然可以继续传播 【答案】BD 【解析】 【详解】A．电磁波在真空中的传播速度即为光速，与电磁波的频率无关，故A错误； B．电磁波在真空中传播时，其传播方向与电场强度、磁感应强度方向均垂直，即电磁波是横波，故B正确； C．利用电磁波传递信号可以实现无线通信，且电磁波能通过电缆、光缆传输，故C错误； D．电磁波可以由电磁振荡产生，若波源的电磁振荡停止，空间的电磁波不会消失，会继续传播，故D正确。 故选BD。 9. 如图（a）所示，一列简谐横波以速度u沿x轴正方向传播，在波的传播方向上有P、Q两点，。 P、Q两处质点的振动图像分别如图（b）中实线和虚线所示。波速u可能是（　　） A. B. C. D. 【答案】AC 【解析】 【详解】根据图（b）可得 因为简谐横波以速度u沿x轴正方向传播，则 则波速为 当时，；当时，。 故选AC。 10. 如图所示为一可调压式自耦变压器，线圈AB均匀绕在一个圆环形的铁芯上，CD之间输入交变电压，拨动滑动触头P就可以调节输出电压。图中变压器视为理想变压器，两电表均为理想交流电表，、为总阻值为的滑动变阻器。现在CD两端输入电压表达式为的正弦式交流电，下列说法正确的是（　　） A. 当变压器滑动触头P逆时针转动时，电流表，电压表示数均变大 B. 当滑动变阻器滑动触头向上滑动时，电压表读数不变，电流表读数变小 C. 若电压表与电流表示数分别是5V和1A，变压器原副线圈匝数比为 D. 若变压器滑动触头P拨至PB间线圈匝数是AB间线圈匝数的一半的位置，电压表示数不会超过5V 【答案】AD 【解析】 【详解】A．变压器滑动触头P逆时针转动时，增大、输入电压不变，则增大、不变、增大，根据欧姆定律电压表示数增大、电流表示数增大，故A正确； B．当滑动变阻器滑动触头向上滑动时，增大，则增大，由于变压器滑动触头P不动、输入电压不变，则不变，则减小，由闭合电路的欧姆定律可知的电压减小，则电压表示数增大，电压表测量的是、并联部分电压，根据欧姆定律可知流过的电流增大，由于总电流减小，则流过电流即电流表示数减小，故B错误； D．由图乙可知输入电压的有效值为 若变压器滑动触头P拨至PB间线圈匝数是AB间线圈匝数的一半的位置，即变压器滑动触头P拔至线圈中间位置，根据原副线圈的电压比与匝数比的关系有 可计算出 当接入电路中的电阻最大时，电压表示数最大，为 故D正确； C．若电压表与电流表示数分别是5V和1A，则的电流为 由于、并联，则电阻比等于电流的反比，则可计算出总电流为 则 根据原副线圈的电压比与匝数比的关系有 可计算出 故C错误。 故选AD。 二、实验题（本题共2小题，共16分） 11. 一位同学想用平行玻璃砖做测量玻璃折射率的实验，他在实验室中没有找到平行玻璃砖，找到了一块一个角是30°的直角三角形玻璃砖，他决定用此玻璃砖做实验。操作如下： A．将一张白纸放在水平桌面上，将玻璃砖平放在水平桌面上； B．小心地画出玻璃砖的边界，注意别弄脏玻璃砖，边界线贴紧玻璃砖的边缘； C．让一束激光从上表面AC斜射入玻璃砖，从AB边可以看到有光线射出； D．不断改变入射角，使光线从AB边垂直射出； E．小心地描出从AC边入射的光线和从AB边射出的光线。 （1）在图中画出光路图。 （2）量出此激光在AC边的入射角是53°，则激光在此玻璃中的折射率是____。 【答案】（1） （2）1.6 【解析】 【小问1详解】 根据题意可得光路图如图所示 【小问2详解】 根据折射定律可得 12. 下列两个实验均应用了传感器，请完成以下填空。 （1）饮酒后驾驶严重危害交通安全，“喝酒不开车”已经成为安全驾驶的行为准则。酒精检测仪核心部件为酒精气体传感器，其电阻R与酒精气体浓度c的关系如图甲所示。利用酒精气体传感器设计一款酒精检测仪电路图如图乙所示。除了酒精气体传感器外，提供以下器材： A.干电池组（电动势E=3.0V，内阻很小，忽略不计） B.表头G（满偏电流6.0mA，内阻rg=200Ω） C.电阻箱R1（最大阻值9999.9Ω） D.电阻箱R2（最大阻值9999.9Ω） E.多用电表 F.开关及导线若干 ①为完成实验，先将表头G和电阻箱R1改装成量程为3V的电压表，作为改装酒精浓度表使用，则R1的阻值应调为___________Ω。 ②调整电阻箱R2的阻值为43.5Ω，并将酒精气体浓度为零的位置标注在表头G上2mA处。某次测试酒精浓度时，表头指针如图丙所示。已知酒精气体浓度在0.2mg/mL~0.6mg/mL之间属于饮酒驾驶，即酒驾；酒精气体浓度达到或超过0.6mg/mL属于醉酒驾驶，即醉驾。则该次测试的酒精气体浓度在___________（选填“酒驾”或“醉驾”）范围内。 ③使用较长时间后，干电池组电动势不变，内阻增大不可忽略，若直接测量，则此时所测的酒精气体浓度与真实值相比___________（选填“偏大”、“偏小”或“不变”）。 （2）某实验小组探究单摆运动规律时，采用微型加速度传感器（集成无线数据传输功能，尺寸为23.5 mm×18.7 mm×11.6 mm）进行测量。实验中需将传感器固定于摆球内部，故选用内径略大于传感器尺寸的摆球。用游标卡尺测量摆球内径，示数如图甲所示。实验装置示意图如图乙，传感器可实时测定摆球运动切向（x方向）和径向（y方向，指向悬点）的加速度分量，测得两方向加速度随时间变化曲线分别如图丙、丁所示。请回答下列问题： ①由图甲可知，摆球内径的测量值为__________mm； ②由图像数据可得单摆振动周期T=______s（保留3位有效数字）； ③根据单摆周期公式计算单摆摆长L=______m（取重力加速度g=10m/s²，结果保留2位有效数字）。 【答案】（1） ①. 300 ②. 醉驾 ③. 偏小 （2） ①. 25.6 ②. 1.44 ③. 0.52##0.53 【解析】 【小问1详解】 [1]要将表头G改装为3V电压表，需要串联电阻，阻值为 [2]由题意，表头G电流为2mA时，传感器电阻为80Ω，电阻箱R2电压为 传感器电压为 此时表头G中的实际电流为4.0mA，则电阻箱R2电压为2.0V，传感器电压为1V，此时传感器电阻为20Ω，酒精气体浓度为0.8mg/mL，属于醉酒驾驶。 [3]使用较长时间后，干电池电动势不变，内阻增大，同一酒精浓度下，电路中的总电流将偏小，传感器分压减小，故所测得的酒精浓度值偏小。 【小问2详解】 [1]由图甲可知，摆球内径的测量值为 [2]当小球在最高点时，径向加速度为零，所以小球连续两次径向加速度为零的时间间隔为其运动周期，由图像数据可得单摆振动周期 [3]根据单摆周期公式 代入数据可得 三、计算题（本题共3小题，共38分） 13. （1）一只青蛙在平静的水面上鸣叫时引起水面振动，形成如图甲所示的水波（把水波当成横波处理）。假设原点O处为青蛙所在位置，O处的波源垂直xOy平面振动后，产生的简谐横波在xOy平面内传播，周期为0.01s。实线圆、虚线圆分别表示时刻相邻的波峰和波谷，此时波恰好传到实线圆处。求实线圆传递到C点的时间。 （2）如图，同一水面上有一片圆形浮萍，水深。一渔民弯腰捕鱼时，鱼受到惊吓后躲在浮萍中心的正下方湖底处，渔民无论在湖面上哪个角度都没有发现鱼的踪影，已知湖水的折射率。求：浮萍的最小半径R。 【答案】（1）0.01s （2） 【解析】 【小问1详解】 实线圆、虚线圆分别表示时刻相邻的波峰和波谷，由图甲可知 可得波长为 则波在水中的传播速度 根据题意可知O处此时处于波峰位置，且 实线圆传递到C点的时间 【小问2详解】 鱼反射出的光在刚好水面上浮萍边缘发生全反射，人在湖面上观察不到鱼的踪迹，如图所示 由 由几何关系可得，设浮萍的最小半径为R，则 联立解得 14. 如图所示，游乐场有一种将蹦极运动和大型滑滑梯结合的游乐项目，一位质量的游客系一条原长的弹性绳，由静止从O点开始下落，弹性绳从开始张紧至最长状态B点所用时间，游客到达B点时弹性绳自动和人体分离，游客顺着滑梯BC来到安全区域，滑梯BC可看作半径为的光滑圆弧，C为圆弧的最低点，将此游客视为质点，不计下落过程中的空气阻力，取。求： （1）从开始张紧至最长状态的过程中，弹性绳所受的平均冲力的大小； （2）若游客在滑梯上运动的时间，求游客在滑梯上受到的支持力冲量的大小。 【答案】（1） （2） 【解析】 【小问1详解】 从跌落至安全带开始张紧时，游客做自由落体运动，则 得 从开始张紧至最长状态的过程中，规定竖直向下为正方向，由动量定理得 解得 【小问2详解】 设游客在C点的速度大小为，从点到C点，由动能定理得 解得 从点到C点，动量的变化量 方向水平向左；又从点到C点，重力的冲量 方向竖直向下； 由动量定理得，游客在滑梯上受到的支持力冲量的大小 15. 如图甲所示为固定安装在机车头部的碰撞吸能装置，由一级吸能元件钩缓装置和二级吸能元件防爬装置（可压缩）构成。某次碰撞实验中，一辆总质量为40t的机车以6m/s的初速度与固定的刚性墙发生正碰。开始仅触发一级吸能元件钩缓装置（由缓冲器与吸能管组成），其弹力随作用行程（压缩量）的变化关系如图乙所示，缓冲阶段，缓冲器弹力与压缩量成正比，属于弹性变形。作用行程为100mm时，达到最大缓冲极限，缓冲器被锁定，钩缓装置中吸能管开始平稳变形，产生的弹力恒为，其作用行程为150mm。吸能管行程结束后，钩缓装置迅速刚化，此时启动二级吸能元件。（设每次碰撞过程中，该吸能装置的性能保持不变，忽略其它阻力影响。）求： （1）一级吸能元件钩缓装置通过缓冲与吸能管变形过程总共吸收的能量； （2）为了测试该吸能装置的一级吸能元件性能，将该套吸能装置安装在机车前端，与静止在水平面上无制动的质量为60t的货车发生正碰（不考虑货车的形变），碰撞时若钩缓装置的吸能管未启动，缓冲器则像弹簧一样工作。若测试中一级吸能元件的最大吸能量不超过吸能总量的75%，求货车被碰后的速率范围。 【答案】（1）J （2）当时；当时 【解析】 【小问1详解】 由图可知， 可得J 【小问2详解】 当机车速度为时，两车碰撞后两车共速且刚好使一级吸能元件中的缓冲器锁定，此时两车速度设为，则有， 可得， 由题可知两车碰撞中当甲车速度时，碰撞过程一级吸能元件中的缓冲器末被锁定此时发生弹性碰撞，弹簧恢复形变后，甲车的速度为，乙车获得速度为，有， 可得 即当时 由题可知两车碰撞中当甲车速度时，碰撞过程一级吸能元件中的缓冲器被锁定后此时启动了吸能管，发生的碰撞为完全非弹性碰撞，吸能元件吸收能量最大且原件吸能总量为时，碰后两车速度相同为，有， 可得 综上所述：当时； 当时。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $