精品解析：广东省广州市第十六中学2024-2025学年高二下学期中段教学质量反馈物理试卷

广州市第十六中学2024学年第二学期高中中段教学质量反馈高二年级物理试卷 一、单项选择题（本题共7小题。每小题4分，共28分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的） 1. 2024年9月25日8时44分，中国人民解放军火箭军向太平洋相关公海海域，成功发射1发携载训练模拟弹头的洲际弹道导弹，导弹准确落入预定海域。导弹由静止升空的过程可以简化为：总质量为M的导弹在点火后的极短时间内，以相对地面的速度竖直向下喷出质量为m的炽热气体。忽略喷气过程中重力和空气阻力的影响，则喷气结束时导弹获得的速度大小为（　　） A. B. C. D. 2. 如图甲，理想变压器原、副线圈匝数比n1∶n2=2∶1，V和A均为理想电表，灯泡电阻RL=6Ω，AB端接入正弦交流电，电压u1随时间变化的规律如图乙。下列说法正确的是（　　） A. 流过灯泡L的电流的频率为12.5Hz B. V的读数为12V C. A的读数为1A D. 变压器输入功率为12W 3. 图甲所示为LC振荡电路，其电流随时间变化的规律如图乙所示。在时刻，电容器的M板带正电。在某段时间里，回路的磁场能在增大，且M板带负电，则这段时间对应图像中（　　） A Oa段 B. ab段 C. bc段 D. cd段 4. 某交流电的波形如下图所示，用I表示其有效值，则（　　） A. B. C. D. 5. 光滑水平桌面上有P、Q两个物块，Q质量是P的2倍，将一轻弹簧置于P、Q之间，用外力缓慢压P、Q，撤去外力后，P、Q开始运动，轻弹簧恢复原长时，P和Q的动能大小的比值为（　　） A. 1∶1 B. 2∶1 C. 4∶1 D. 1∶4 6. 微量振荡天平可测大气颗粒物浓度。右图为微量振荡天平的振动系统示意图，滤膜固定在空心锥形振荡管的顶部，锥形振荡管的底部固定在底座上。系统工作时，底座不振动，滤膜随振荡管在驱动系统（图中未画出）的驱动下一起振动。含尘大气通过滤膜时，颗粒物沉积在滤膜上，导致振动系统的固有频率变化。测量出振动系统一定时间间隔前、后的固有频率，就可推算出这段时间内大气颗粒物的平均浓度。假设驱动系统的频率始终可覆盖振动系统的固有频率变化范围，下列说法正确的是（　　） A. 驱动频率一直增大，振荡管的振幅一直增大 B. 驱动频率增大，锥形振荡管的振动频率不变 C. 锥形振荡管的振幅仅与驱动频率有关 D. 驱动频率越接近锥形振荡管的固有频率，锥形振荡管的振幅越大 7. 如图是某绳波形成过程的示意图。质点1在外力作用下沿竖直方向做简谐运动，带动质点2、3、4……各个质点依次上下振动，把振动从绳的左端传到右端。时，质点5刚要开始运动。下列说法正确的是（　　） A. 时，质点5开始向下运动 B. 时，质点3的加速度方向向上 C. 从开始一小段时间内，质点8的速度正在增大 D. 从开始的一小段时间内，质点8的加速度正在增大 二、多项选择题（本题共3小题。每小题6分，共18分。在每小题给出的四个选项中，有多项符合题目要求。全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分） 8. 如图（a）所示，两组同学在光滑水平面上做弹簧振子实验，以水平向右为正方向，得到甲、乙两弹簧振子的x-t图像如图（b），下列说法正确的是（　　） A. 甲、乙的频率之比为1：2 B. t =3s时甲的振动方向向右 C. 甲的位移-时间函数为 D. 在任意相同的时间内，甲、乙振子的路程相等 9. 一列沿x轴正方向传播的简谐横波在t =0时刻的波形如图所示，质点P的x坐标为3m。已知任意振动质点连续2次经过平衡位置的时间间隔为0.4s。下列说法正确的是（　　） A. 波的周期为0.8s B. 波速为4m/s C. 再经过一个周期，质点P沿x轴正方向移动4m D. x的坐标为2m的质点在t =0.2s时恰好位于波峰 10. 碓窝是“古代巴人”常用的食品加工工具，主要用途是舂米，如图所示。某次操作时，先将木杵提升0.45m后从静止释放，使其自由下落，木杵与谷物作用0.1s后静止。重复操作，从而将谷物碾磨成米粒。已知木杵质量约为5kg，取，不计空气阻力，则关于单次操作木杵，下列说法中正确的是（　　） A. 木杵从释放到静止的过程中，合外力冲量为零 B. 木杵与谷物相互作用中，木杵和谷物组成的系统动量守恒 C. 木杵与谷物相互作用中，木杵对谷物的平均作用力约为200N D. 木杵与谷物相互作用中，木杵对谷物的平均作用力约为150N 三、非选择题（共54分，考生根据要求作答） 11. 下列是《普通高中物理课程标准》列出的两个必做实验，请完成以下内容： （1）单摆法测量重力加速度： ①如图a，将强磁铁吸附于小钢球下侧，在单摆的正下方放置一磁传感器；使小球做小角度摆动，磁传感器采集到磁感应强度B随时间t变化的B−t图像如图b，则单摆的周期T=___________s； ②若将悬点到球心的距离作为单摆的摆长L，则重力加速度g=___________（用L、T及常数表示）； ③由于强磁铁质量相对于小球不可忽略，则测得的重力加速度与真实值相比会___________（选填“偏大”“偏小”或“相等”）。 （2）利用小灯泡定性判断变压器线圈两端的电压与匝数的关系： ①请在实物图中将a、b两条线延长至电源的合适的接线柱_______。 ②正确连线后，小灯泡发光，若此时将长导线一匝一匝地绕进左侧铁芯，则小灯泡的亮度将逐渐___________（选填“变亮”“变暗”）。 12. 如图是验证动量守恒的实验装置。 （1）用天平测得两滑块A、B（含挡光片）的质量m1、m2； （2）仅放滑块A，待气垫导轨充气后，轻推滑块A，使其以一定速度从左侧运动至右侧，若A通过光电门1时的挡光时间比通过光电门2时的挡光时间长，则应适当升高导轨底部的调节旋钮___________（选填“M”、“N”），再次重复操作，直到___________，说明气垫导轨已经调节水平。 （3）保持导轨充气，将滑块B放在两个光电门之间；滑块A以一定初速度由光电门1左侧向右运动，通过光电门1时的挡光时间为t₀，与滑块B相撞后，它们通过光电门1和光电门2时的挡光时间分别为t1、t2，则在实验误差允许的范围内，若表达式___________成立，则说明滑块A、B碰撞过程中动量守恒。若同时满足表达式___________，则说明两者是弹性碰撞（以上两空用测得的物理量表示）。 13. 某小型实验水电站输出功率P =19kW，输电线路总电阻r =5Ω。 （1）若采用U =380V输电，求输电线路中的电流I及损耗的功率P损； （2）若改用U =5000V高压输电，要求用户得到的电压U用=220V，求变压器原副线圈的匝数比（结果可用分数表示） 14. 如图所示，水平光滑地面静止放置一光滑圆弧形滑块B，在滑块B的右侧静止放置小球A、C，两球之间夹着处于压缩状态的轻弹簧，弹簧不与两球栓接，用细线固定。某时刻烧断细线，弹簧恢复原长时C球的速度大小，A球以一定的速度冲上B。已知B的质量M=2kg，半径R=0.5m，A球质量，C球质量，A、C两球均可看成质点，重力加速度g取，空气阻力不计。不研究A、B分离之后的运动，通过计算回答下列问题： （1）求弹簧恢复原长时A球的速度大小v1； （2）烧断细线前弹簧存储的弹性势能Ep； （3）A球冲上B后，在上升阶段是否会冲出圆弧。 15. 两球发生正碰，碰撞后分开的相对速度与碰撞前接近的相对速度成正比，比例系数e叫恢复系数（由两球材料决定），即：，为球1碰撞前、后相对地面的速度，为球2碰撞前、后相对地面的速度。计算e时，各速度需统一正方向。请结合恢复系数定义式及所学知识解决下述问题。 如图所示，竖直面内弧形轨道与足够长的水平轨道平滑连接，轨道面光滑。现有两个球（视为质点），球2在水平轨道上静止，让球1在弧形轨道高h处由静止滑下，球1与球2发生第一次正碰，碰后球1返回到弧形轨道某处再度滑下。已知球1的质量为m，两球碰撞的恢复系数e =0.8，重力加速度为g，空气阻力不计。 （1）如果球2的质量是球1质量的2倍，求 ①球1第一次滑到水平轨道的速度大小； ②球1与球2发生第一次正碰后两球的速度大小，及碰撞过程中损失的机械能。 （2）如果球2的质量是球1质量的k（k>0）倍，要求两球至少发生两次正碰，求k的取值范围。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $$ 广州市第十六中学2024学年第二学期高中中段教学质量反馈高二年级物理试卷 一、单项选择题（本题共7小题。每小题4分，共28分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的） 1. 2024年9月25日8时44分，中国人民解放军火箭军向太平洋相关公海海域，成功发射1发携载训练模拟弹头的洲际弹道导弹，导弹准确落入预定海域。导弹由静止升空的过程可以简化为：总质量为M的导弹在点火后的极短时间内，以相对地面的速度竖直向下喷出质量为m的炽热气体。忽略喷气过程中重力和空气阻力的影响，则喷气结束时导弹获得的速度大小为（　　） A. B. C. D. 【答案】C 【解析】 【详解】根据动量守恒定律有 解得 故选C。 2. 如图甲，理想变压器原、副线圈匝数比n1∶n2=2∶1，V和A均为理想电表，灯泡电阻RL=6Ω，AB端接入正弦交流电，电压u1随时间变化的规律如图乙。下列说法正确的是（　　） A. 流过灯泡L的电流的频率为12.5Hz B. V的读数为12V C. A的读数为1A D. 变压器输入功率为12W 【答案】C 【解析】 【详解】A．流过灯泡L的电流的频率为，故A错误； B．原线圈电压有效值 V的读数即变压器次级电压为，故B错误； C．A的读数为，故C正确； D．变压器输入功率等于输出功率为P=U2I2=6W，故D错误。 故选C。 3. 图甲所示为LC振荡电路，其电流随时间变化的规律如图乙所示。在时刻，电容器的M板带正电。在某段时间里，回路的磁场能在增大，且M板带负电，则这段时间对应图像中（　　） A. Oa段 B. ab段 C. bc段 D. cd段 【答案】C 【解析】 【详解】在时，电容器开始放电，且M极板带正电，结合i-t图像可知，电流以逆时针方向为正方向。某段时间里，回路的磁场能在增大，是电场能向磁场能的转化过程，说明回路中的电流在增大，电容器在放电，放电完毕时电流最大，而此时M板带负电，则电流方向为顺时针方向。因此这段时间内电流为负且正在增大，综合选项分析，符合条件的只有图像中的bc段。 故选C。 4. 某交流电的波形如下图所示，用I表示其有效值，则（　　） A. B. C. D. 【答案】A 【解析】 【详解】将交流与直流通过阻值都为R的电阻，取相同时间一个周期，设直流电流为I，则根据有效值的定义有 解得 即此交流电的有效值为。 故选A。 5. 光滑水平桌面上有P、Q两个物块，Q的质量是P的2倍，将一轻弹簧置于P、Q之间，用外力缓慢压P、Q，撤去外力后，P、Q开始运动，轻弹簧恢复原长时，P和Q的动能大小的比值为（　　） A. 1∶1 B. 2∶1 C. 4∶1 D. 1∶4 【答案】B 【解析】 【详解】由分析可知，撤去外力后系统所受合外力为零，则系统动量守恒。设P的动量方向为正方向，对P、Q列动量守恒定律方程有 解得 根据，则轻弹簧恢复原长时，P和Q的动能大小的比值为 故选B。 6. 微量振荡天平可测大气颗粒物浓度。右图为微量振荡天平的振动系统示意图，滤膜固定在空心锥形振荡管的顶部，锥形振荡管的底部固定在底座上。系统工作时，底座不振动，滤膜随振荡管在驱动系统（图中未画出）的驱动下一起振动。含尘大气通过滤膜时，颗粒物沉积在滤膜上，导致振动系统的固有频率变化。测量出振动系统一定时间间隔前、后的固有频率，就可推算出这段时间内大气颗粒物的平均浓度。假设驱动系统的频率始终可覆盖振动系统的固有频率变化范围，下列说法正确的是（　　） A. 驱动频率一直增大，振荡管的振幅一直增大 B. 驱动频率增大，锥形振荡管的振动频率不变 C. 锥形振荡管的振幅仅与驱动频率有关 D. 驱动频率越接近锥形振荡管的固有频率，锥形振荡管的振幅越大 【答案】D 【解析】 【详解】C．锥形振荡管做受迫振动，锥形振荡管的振幅与驱动频率和系统的固有频率都有关，故C错误； ABD．锥形振荡管做受迫振动，驱动频率越接近锥形振荡管的固有频率，锥形振荡管的振幅越大，故AB错误，D正确。 故选D 7. 如图是某绳波形成过程示意图。质点1在外力作用下沿竖直方向做简谐运动，带动质点2、3、4……各个质点依次上下振动，把振动从绳的左端传到右端。时，质点5刚要开始运动。下列说法正确的是（　　） A. 时，质点5开始向下运动 B. 时，质点3的加速度方向向上 C. 从开始的一小段时间内，质点8的速度正在增大 D. 从开始的一小段时间内，质点8的加速度正在增大 【答案】D 【解析】 【详解】A．质点1为波源，波向右传播， 时，质点5开始振动，振动方向向上，故A错误； B．从图中可以看出时质点3的位移为正，所以回复力方向向下，加速度方向向下，故B错误； C．在时，质点8的振动和时质点4的振动一致，所以在时质点8向上振动，速度减小，故C错误； D．从开始的一小段时间内，质点8向上振动，位移增大，加速度也正在增大，故D正确； 故选D。 二、多项选择题（本题共3小题。每小题6分，共18分。在每小题给出的四个选项中，有多项符合题目要求。全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分） 8. 如图（a）所示，两组同学在光滑水平面上做弹簧振子实验，以水平向右为正方向，得到甲、乙两弹簧振子的x-t图像如图（b），下列说法正确的是（　　） A. 甲、乙的频率之比为1：2 B. t =3s时甲的振动方向向右 C. 甲的位移-时间函数为 D. 在任意相同时间内，甲、乙振子的路程相等 【答案】AC 【解析】 【详解】A．由图（b）可知，甲、乙的周期之比为，所以频率之比为，故A正确； B．时甲的振动方向为负，即为向左，故B错误； C．甲周期等于8s，由，故甲的位移-时间函数为，故C正确； D．甲、乙周期不同，在任意相同时间内，完成的全振动次数不同，路程不一定不相等，故D错误。 故选AC。 9. 一列沿x轴正方向传播的简谐横波在t =0时刻的波形如图所示，质点P的x坐标为3m。已知任意振动质点连续2次经过平衡位置的时间间隔为0.4s。下列说法正确的是（　　） A. 波的周期为0.8s B. 波速为4m/s C. 再经过一个周期，质点P沿x轴正方向移动4m D. x的坐标为2m的质点在t =0.2s时恰好位于波峰 【答案】AD 【解析】 【详解】A．已知任意振动质点连续2次经过平衡位置的时间间隔为0.4s，可知波的周期为T=0.8s，选项A正确； B．波长为λ=4m，可知波速为，选项B错误； C．质点P只能在自己平衡位置附近振动，而不随波迁移，选项C错误； D．t =0时刻x的坐标为2m的质点在平衡位置向上振动，则在t =0.2s=时恰好位于波峰，选项D正确。 故选AD。 10. 碓窝是“古代巴人”常用的食品加工工具，主要用途是舂米，如图所示。某次操作时，先将木杵提升0.45m后从静止释放，使其自由下落，木杵与谷物作用0.1s后静止。重复操作，从而将谷物碾磨成米粒。已知木杵质量约为5kg，取，不计空气阻力，则关于单次操作木杵，下列说法中正确的是（　　） A. 木杵从释放到静止的过程中，合外力冲量为零 B. 木杵与谷物相互作用中，木杵和谷物组成的系统动量守恒 C. 木杵与谷物相互作用中，木杵对谷物的平均作用力约为200N D. 木杵与谷物相互作用中，木杵对谷物的平均作用力约为150N 【答案】AC 【解析】 【详解】A．木杵从释放到静止的过程中，根据动量定理 可知，木杵的动量变化量为零，所以合外力冲量为零，故A正确； B．木杵与谷物相互作用中，木杵和谷物组成的系统初动量不为零，末动量为零，动量不守恒，故B错误； CD．设向下为正方向，木杵在重力作用下向下运动，设木杵刚与谷物作用时的速度为，由动能定理可得 解得 木杵与谷物作用时，木杵与谷物作用过程，谷物对木杵的平均作用力为，木杵与谷物作用0.1s后静止，由动量定理可得 解得 根据牛顿第三定律可得木杵对谷物的平均作用力约为200N，故C正确，D错误。 故选AC。 三、非选择题（共54分，考生根据要求作答） 11. 下列是《普通高中物理课程标准》列出的两个必做实验，请完成以下内容： （1）单摆法测量重力加速度： ①如图a，将强磁铁吸附于小钢球下侧，在单摆的正下方放置一磁传感器；使小球做小角度摆动，磁传感器采集到磁感应强度B随时间t变化的B−t图像如图b，则单摆的周期T=___________s； ②若将悬点到球心的距离作为单摆的摆长L，则重力加速度g=___________（用L、T及常数表示）； ③由于强磁铁的质量相对于小球不可忽略，则测得的重力加速度与真实值相比会___________（选填“偏大”“偏小”或“相等”）。 （2）利用小灯泡定性判断变压器线圈两端的电压与匝数的关系： ①请在实物图中将a、b两条线延长至电源合适的接线柱_______。 ②正确连线后，小灯泡发光，若此时将长导线一匝一匝地绕进左侧铁芯，则小灯泡的亮度将逐渐___________（选填“变亮”“变暗”）。 【答案】（1） ①. 2 ②. ③. 偏小 （2） ①. ②. 变暗 【解析】 【小问1详解】 [1]当磁场最强时，摆球在手机的正上方，即单摆的最低点，根据磁感应强度随时间变化的图象，可知相邻两次磁场最强的时间为单摆的半个周期，由此可得单摆的周期为T=2s [2]根据单摆周期 解得 [3]由于强磁铁的质量相对于小球不可忽略，则将悬点到球心的距离作为单摆的摆长，导致单摆的摆长偏小，测得的重力加速度与真实值相比会偏小。 【小问2详解】 [1]根据变压器工作原理可知，变压器需要采用交变电流，故连接如下 [2]根据可知，若此时将长导线一匝一匝地绕进左侧铁芯，则变压器原线圈匝数n1增加，故变压器副线圈输出电压U2减小，则小灯泡的亮度将逐渐变暗。 12. 如图是验证动量守恒的实验装置。 （1）用天平测得两滑块A、B（含挡光片）的质量m1、m2； （2）仅放滑块A，待气垫导轨充气后，轻推滑块A，使其以一定速度从左侧运动至右侧，若A通过光电门1时的挡光时间比通过光电门2时的挡光时间长，则应适当升高导轨底部的调节旋钮___________（选填“M”、“N”），再次重复操作，直到___________，说明气垫导轨已经调节水平。 （3）保持导轨充气，将滑块B放在两个光电门之间；滑块A以一定初速度由光电门1左侧向右运动，通过光电门1时的挡光时间为t₀，与滑块B相撞后，它们通过光电门1和光电门2时的挡光时间分别为t1、t2，则在实验误差允许的范围内，若表达式___________成立，则说明滑块A、B碰撞过程中动量守恒。若同时满足表达式___________，则说明两者是弹性碰撞（以上两空用测得的物理量表示）。 【答案】 ①. N ②. A通过光电门1时的挡光时间与通过光电门2时的挡光时间相等 ③. ④. 【解析】 【详解】（2）[1] 若滑块A通过光电门1时的挡光时间比通过光电门2时的挡光时间长，说明滑块A从左向右做加速运动，说明导轨左端高，应适当升高导轨底部的调节旋钮N ； [2] 再次重复操作，直到A通过光电门1时的挡光时间与通过光电门2时的挡光时间相等，说明气垫导轨已经调节水平。 （3）[3] 若满足 即 两边消去，可得，则滑块A、B碰撞过程中动量守恒。 [4] 要使滑块A、B之间的碰撞为弹性碰撞，需要同时满足， 联立可得。 13. 某小型实验水电站输出功率P =19kW，输电线路总电阻r =5Ω。 （1）若采用U =380V输电，求输电线路中的电流I及损耗的功率P损； （2）若改用U =5000V高压输电，要求用户得到的电压U用=220V，求变压器原副线圈的匝数比（结果可用分数表示） 【答案】（1） （2） 【解析】 【小问1详解】 输电线路中的电流 损耗的功率 【小问2详解】 若改用U =5000V高压输电，则输电线路中的电流 则变压器原线圈电压 则变压器原副线圈的匝数比 14. 如图所示，水平光滑地面静止放置一光滑圆弧形滑块B，在滑块B右侧静止放置小球A、C，两球之间夹着处于压缩状态的轻弹簧，弹簧不与两球栓接，用细线固定。某时刻烧断细线，弹簧恢复原长时C球的速度大小，A球以一定的速度冲上B。已知B的质量M=2kg，半径R=0.5m，A球质量，C球质量，A、C两球均可看成质点，重力加速度g取，空气阻力不计。不研究A、B分离之后的运动，通过计算回答下列问题： （1）求弹簧恢复原长时A球的速度大小v1； （2）烧断细线前弹簧存储的弹性势能Ep； （3）A球冲上B后，在上升阶段是否会冲出圆弧。 【答案】（1） （2） （3）不会 【解析】 【小问1详解】 弹簧恢复原长过程中，A、C组成的系统动量守恒 代入数据，解得 【小问2详解】 弹簧恢复原长过程中，A、C、弹簧组成的系统机械能守恒 解得 【小问3详解】 A球冲上B过程中，A、B组成的系统在水平方向动量守恒，当A、B共速时，A运动到最高点，此过程根据动量守恒 解得 A、B组成的系统机械能守恒 解得 所以，A球冲上B后，在上升阶段不会冲出圆弧。 15. 两球发生正碰，碰撞后分开的相对速度与碰撞前接近的相对速度成正比，比例系数e叫恢复系数（由两球材料决定），即：，为球1碰撞前、后相对地面的速度，为球2碰撞前、后相对地面的速度。计算e时，各速度需统一正方向。请结合恢复系数定义式及所学知识解决下述问题。 如图所示，竖直面内的弧形轨道与足够长的水平轨道平滑连接，轨道面光滑。现有两个球（视为质点），球2在水平轨道上静止，让球1在弧形轨道高h处由静止滑下，球1与球2发生第一次正碰，碰后球1返回到弧形轨道某处再度滑下。已知球1的质量为m，两球碰撞的恢复系数e =0.8，重力加速度为g，空气阻力不计。 （1）如果球2的质量是球1质量的2倍，求 ①球1第一次滑到水平轨道的速度大小； ②球1与球2发生第一次正碰后两球的速度大小，及碰撞过程中损失的机械能。 （2）如果球2的质量是球1质量的k（k>0）倍，要求两球至少发生两次正碰，求k的取值范围。 【答案】（1）① ②， （2） 【解析】 【小问1详解】 ①球1从弧形轨道高h处由静止滑下，轨道光滑，机械能守恒。设球1滑到水平轨道的速度为，则有 得 ②球1与球2发生第一次正碰后两球的速度大小，及碰撞过程中损失的机械能球2静止，2球质量为2m。设碰撞后球1和球2的速度分别为和。以向右为正方向，根据动量守恒定律，有 根据恢复系数公式，且， 代入得 联立动量守恒方程和恢复系数方程，解得， 因此，碰撞后球1的速度为，球2的速度为 接下来计算碰撞过程中损失的机械能。碰撞前的总动能为 碰撞后的总动能为 损失的机械能为 【小问2详解】 设球1的质量为m，球2的质量为km。碰撞前，球1的速度为，球2的速度为0。碰撞后，球1的速度为，球2的速度为。以向右为正方向，根据动量守恒定律 化简得 根据恢复系数公式 化简得 联立整理得， 联立解得， 为了使两球至少发生两次正碰，球1在第一次碰撞后必须反向运动，其必须有 即且满足 综上讨论得k的取值范围为 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $$