福建省宁德市多校2023-2024学年高二下学期期中联考物理试题（解析版）

高二期中物理试卷本试卷满分100分，考试用时75分钟。注意事项：1．答题前，考生务必将自己的姓名、考生号、考场号、座位号填写在答题卡上。2．回答选择题时，选出每小题答案后，用铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其他答案标号。回答非选择题时，将答案写在答题卡上。写在本试卷上无效。3．考试结束后，将本试卷和答题卡一并交回。4．本试卷主要考试内容：鲁科版选择性必修第一册前两章，选择性必修第二册第3章至第5章。一、单项选择题：本题共4小题，每小题4分，共16分。在每小题给出的四个选项中，只有须是符合题目要求的。1.汽车在设计过程中为了保障安全，需要进行碰撞测试，如果汽车发生剧烈碰撞，车内的安全气囊会被弹出并瞬间充满气体。若碰撞后汽车的速度在很短时间内减小到零，关于安全气囊在此过程中的作用，下列说法正确的是（）A.减少了碰撞前后司机动量的变化量 B.增加了司机受冲击的时间C.增大了司机对汽车（方向盘）的作用力 D.减少了碰撞过程中司机的能量损失【答案】B【解析】【详解】由于气囊被瞬间充满气体，司机压缩气体对气体做功，动能一部分转化为气体的内能，相当于人撞到气囊上，延长了停止的时间，根据动量定理Ft=mΔv可见有没有气囊，司机的速度变化量相同，所以动量变化量相同，司机受的冲量相同。但延长作用时间，从而减小了司机受到的冲击力。故选B。2.蜘蛛会根据蜘蛛网的振动情况感知是否有昆虫“落网”，若蜘蛛网的固有频率为，一只“落网”的昆虫正在振动翅膀试图挣脱蛛网，下列说法正确的是（）A.若昆虫翅膀振动的频率为，则此时蛛网振动的频率为B.若昆虫翅膀振动的频率为，则此时蛛网会发生共振现象C.若昆虫翅膀振动的周期为，则此时蛛网的振幅最大D.昆虫翅膀振动的频率越大，蛛网的振幅越大【答案】B【解析】【详解】A．若昆虫翅膀振动的频率为150Hz，则此时蛛网振动的频率与驱动力的频率相同，即与昆虫翅膀振动的频率相同，即为150Hz，故A错误；B．根据共振的条件可知，系统的固有频率等于驱动力的频率时，系统达到共振，故B正确；C．根据共振的条件可知，系统的固有频率等于驱动力的频率时，系统达到共振，振幅达最大，若昆虫翅膀振动的周期为0.99s，则此时频率为故C错误；D．根据共振的条件可知，系统的固有频率等于驱动力的频率时，系统达到共振，振幅达最大，故D错误。故选B。3.交流发电机模型如图所示，矩形线圈ABCD在匀强磁场中绕其中心轴匀速转动，从线圈平面与磁场垂直时开始计时，已知线圈转动的角速度，下列说法正确的是（）A.时，线圈位于中性面B.时，穿过线圈的磁通量变化率最大C.时，线圈的感应电动势最小D.线圈中产生余弦变化规律的交变电流【答案】A【解析】【详解】AB．时，线圈处于中性面，穿过线圈的磁通量最大，产生的电流为零，根据则和时，线圈均位于中性面，产生的感应电动势等于零，磁通量的变化率最小，故A正确，B错误；C．时，穿过线圈的磁通量为零，磁通量的变化率最大，产生的感应电动势最大，故C错误；D．线圈从中性面开始周期性转动，产生正弦变化规律的交变电流，故D错误。故选A。4.生活中的传感器有很多种，其中有一种电容式风力传感器，是通过改变极板间的距离来改变电容的，如图所示，将电容式风力传感器连接在电路中组成回路，电源电动势恒定不变，闭合开关S，可动电极在风力作用下能够向左移动，风力越大，向左移动的距离越大。下列说法正确的是（）A.风力越大，电容式风力传感器的电容越小B.风力越大，电容式风力传感器的电容器存储的电荷越少C.风力越大，电容式风力传感器两极板间的电场强度越大D.风力越大，电容式风力传感器两极板间的电压越大【答案】C【解析】【详解】A．根据风力越大，越小，电容式风力传感器的电容越大，故A错误；BD．电源电动势恒定不变，电容器一直接着电源，则电容式风力传感器两极板间的电压不变，根据风力越大，电容式风力传感器的电容越大，电容式风力传感器的电容器存储的电荷越多，故BD错误；C．根据风力越大，越小，电容式风力传感器两极板间的电场强度越大，故C正确。故选C。二、双项选择题：本题共4小题，每小题6分，共24分。每小题有两项符合题目要求，全部选又的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。5.各种电磁波在日常生活和生产中被应用。下列关于电磁波的说法中，正确的是（）A.频率越大的电磁波，在真空中的传播速度越大B.控制电视、空调的遥控器使用的是红外线C.机场、车站用来检查旅客行李包的透视仪使用的是X射线D.医院里常用X射线对病房和手术室进行消毒【答案】BC【解析】【详解】A．电磁波在真空中的传播速度为光速，一样大，故A错误；B．控制电视、空调的遥控器使用的是红外线，故B正确；C．机场、车站用来检查旅客行李包的透视仪使用的是X射线，故C正确；D．医院里常用紫外线对病房和手术室进行消毒，故D错误故选BC。6.如图甲所示，弹簧振子以O点为平衡位置，在光滑的水平面上的A、B两点之间做简谐运动，取向右为正方向，振子的位移x随时间t的变化如图乙所示。下列说法正确的是（）A.t=0.2s时，振子的位移为B.0.1s末和0.7s末，振子的速度相同C.在0.4s~0.8s时间内，振子的速度和加速度方向始终相同D.振子做简谐运动的表达式为【答案】AC【解析】【详解】B．由图可得0.3s未弹簧振子速度为正方向，0.7s未弹簧振子速度为负方向，0.3s末和0.7s未振子的速度方向相反，故B错误；C．由图可得在0.4s~0.8s时间内，振子的速度和加速度方向始终相同，均指向平衡位置，故C正确；D．由图像得振幅为A=12cm所以振子做简谐运动的表达式为故D错误；A．t=0.2s时，振子的位移为故A正确。故选AC。7.如图甲所示，理想变压器的原线圈a、b端接入如图乙所示的正弦交流电，副线圈接有阻值为Ω的定值电阻，已知原、副线圈的匝数比，各电表均为理想交流电表。下列说法正确的是（）A.电压表的示数为60V B.电流表的示数为2AC.原、副线圈消耗功率之比为3∶1 D.理想变压器的输入功率为0.36kW【答案】AD【解析】【详解】A．原线圈两端电压的有效值为根据理想变压器原副线圈电压与线圈匝数的关系解得电压表的示数为故A正确；CD．理想变压器输入功率等于输出功率，故原、副线圈消耗的功率之比为，变压器输出功率为故理想变压器的输入功率为0.36kW，故C错误，D正确；B．电流表的示数为故B错误。故选AD。8.如图所示，小球A、B均可视为质点，先将小球A从距离水平地面高度处由静止释放，A球释放后将小球B从同一位置由静止释放，A球与地面碰撞后以原速率反弹，并立即与B球发生碰撞，碰后B球的速度大小为，方向竖直向上，A球与地面碰撞的时间为，A球与B球发生碰撞的时间极短可忽略不计。A球的质量为，B球的质量为，取重力加速度大小，下列说法正确的是（）A.A球与B球发生碰撞的过程中，B球对A球的冲量与A球对B球的冲量相同B.A球与地面碰撞的过程中，地面对A球的平均作用力为C.A球与B球碰撞后瞬间，A球的速度大小为D.A球与B球发生的碰撞是弹性碰撞【答案】BD【解析】【详解】A．A球与B球发生碰撞的过程中，B球对A球的冲量与A球对B球的冲量大小相等，方向相反，故A错误；B．A球落地时的速度大小为A球反弹时的速度大小为方向竖直向上，A球与地面碰撞的过程中，规定竖直向上为正方向，由动量定理代入数据解得，地面对A球的平均作用力为故B正确；C．规定竖直向上为正方向，A球与B球碰撞过程中，由动量守恒定律其中，，解得所以A球与B球碰撞后瞬间，A球的速度大小为0，故C错误；D．A球与B球碰撞前，系统的机械能为A球与B球碰撞后，系统的机械能为因为所以碰撞过程中机械能守恒，故A球与B球发生的碰撞是弹性碰撞，D正确。故选BD。三、非选择题：共60分，其中9、10、11题为填空题，12、13题为实验题，14~16题为计算题。考生根据要求作答。9.无线话筒是一个将声信号转化为电信号并将信号发射出去的装置，其内部电路中有一部分是LC振荡电路，若话筒使用时，某时刻话筒中LC振荡电路的磁场方向如图所示，且电流正在减小，则电容器正在______（填“充电”或“放电”），电容器下板带______（填“正电”或“负电”），电场能正在______（填“增加”或“减少”）。【答案】①.充电②.正电③.增加【解析】【详解】[1][2][3]振荡电路电流正在减小，则电容器正在充电，磁场能正在转化为电场能，则电场能在增加，且根据安培定则可知，从俯视的视角观察线圈，线圈中电流沿逆时针方向，电容器下板带正电。10.如图所示，劲度系数k=50N/m的轻弹簧左端固定，右端与静止在光滑水平面上的小球相连，将小球向右缓慢拉至C点后由静止释放，振子（小球）在水平面上的B、C两点之间做简谐运动，O点为平衡位置，P点为OC的中点。某次振子从左向右经过OC间的P点时开始计时，t=6.0s后振子第四次返回到P点，其间通过的路程s=48cm。则该简谐运动的周期T=______s，振幅A=______cm，振子经过P点时回复力的大小F=______N。【答案】①.3②.6③.1.5【解析】【详解】[1]根据题意有t=2T解得T=3s根据题意有s=8A解得A=6cm[2]振子经过P点时偏离平衡位置O的位移大小x=0.5A[3]根据回复力公式有F=－kx解得F=1.5N11.意大利物理学家伽利略在研究打击现象时，最早定义了类似“动量”的概念。现用质量为m的铁锤沿水平方向将钉子敲入木板，铁锤以水平速度敲击钉子，随即以大小的速度沿水平方向反弹。铁锤反弹后瞬间的动量大小为______，铁锤敲击钉子前后的动量变化量大小为______，若铁锤与钉子的作用时间为t，则钉子对铁锤的平均作用力大小为______。【答案】①.②.③.【解析】【详解】[1]铁锤反弹后瞬间的动量大小为[2]以铁锤反弹后速度为正方向，铁锤敲击钉子前后的动量变化量大小为[3]根据动量定理则钉子对铁锤的平均作用力大小为12.熊同学在实验室用可拆式变压器进行“探究变压器线圈两端的电压与匝数的关系”的实验。（1）对于实验过程，下列说法正确是______。A.为确保实验安全，应使用低压直流电源B.实验所用电压较低，通电情况下可用手接触裸露的导线、接线柱C.使用多用电表测电压时，先用最大量程挡试测，再选用适当的挡位进行测量（2）用原线圈N1=400匝的变压器实验，测得的实验数据记录如表所示：U1/V5.206.107.6510.08U2/V2.553.023.804.95根据实验数据可知，该次实验时副线圈的匝数为______（填“200”“800”或“1600”）。（3）熊同学多次实验后发现原线圈与副线圈的电压之比总是稍大于原线圈与副线圈的匝数之比，试分析其原因：____________。【答案】（1）C（2）200（3）铁芯在交变磁场的作用下会发热；交变电流产生的磁场不可能完全限制在铁芯内；理想变压器是一个理想模型，实际用的变压器会有铜损和铁损【解析】【小问1详解】A．变压器的工作原理是必须使用交流电源，故A错误；B．虽然实验所用电压较低，但是为了安全，通电情况下也不可用手接触裸露的导线、接线柱，故B错误；C．使用多用电表测电压时，应先用最大量程挡试测，然后再选用适当的挡位进行测量，故C正确。故选C。【小问2详解】由于铁芯发热、漏磁、铜损铁损等原因，副线圈交流电压表的读数应小于理想电压表的读数，而忽略误差后U2总是U1的一半，所以可判断出原线圈匝数为200匝。【小问3详解】由于铁芯在交变磁场的作用下会发热，交变电流产生的磁场不可能完全限制在铁芯内，存在着漏磁现象，理想变压器是一个理想模型，实际用的变压器会有铜损和铁损等原因，所以原线圈与副线圈的电压之比总是稍大于原线圈与副线圈的匝数之比。13.“争先”物理兴趣小组正在进行“用单摆测量重力加速度”的实验，同学们的实验装置如图甲所示。（1）小组的李同学用游标卡尺测量摆球直径，读数如图乙所示，则摆球的直径为______cm。（2）关于实验操作，下列说法正确的是______。A.摆线要选择适当细些、长些、弹性好的细线B.摆球尽量选择质量大些，体积小些的C.为了方便测量单摆的周期，摆角应尽可能接近10°D.从摆球经过平衡位置开始计时，记下摆球做40次全振动所用的时间t，则单摆周期为（3）为为了提高实验精度，在实验中多次改变摆长L并测出相应的周期T，从而绘制出L—T2图线，进一步计算得到L—T2图线的斜率为k，则当地的重力加速度g=______（结果用k表示）。【答案】（1）1.060（2）BD（3）4π2k【解析】【小问1详解】根据游标卡尺的读数规则有1cm＋12×0.05mm=1.060cm【小问2详解】A．摆线要选择适当细些、长些、弹性差的细线，故A错误；B．为了减小空气阻力的影响，摆球尽量选择质量大些、体积小些的，故B正确；C．为了使单摆做简谐运动，摆角不能大于5°，故C错误；D．从摆球经过平衡位置开始计时，记下摆球做40次全振动所用的时间，则单摆周期为，故D正确。故选BD。【小问3详解】根据单摆周期公式可得可得L—T2图线的斜率为可得当地的重力加速度为14.远距离输电示意图如图所示，其中变压器为理想变压器，水电站发电机的输出功率为440kW，发电机的电压为220V。通过升压变压器升高电压至11kV后向远处输电，在用户端用降压变压器把电压降为220V，使用户得到的功率为408kW。求：（1）输电线的总电阻r；（2）降压变压器的原、副线圈的匝数比。【答案】（1）；（2）【解析】【详解】（1）输电线上的电流输电线上损失的功率又解得（2）降压变压器的输入电压降压变压器原、副线圈的匝数比为15.如图所示，长度的不可伸长的细线的一端固定于O点，另一端系一质量的小球，质量的长木板静止在光滑水平面上，质量的物块放在