广东省广州市（四中、三中、培正）三校联考2024-2025学年高二下学期期中考物理试题（含解析）

2024学年第二学期期中“三校联考”检测题高二级物理（问卷）考试时间:75分钟 总分:100分一、单项选择题（本题共7小题，每小题4分，共28分）1．如图所示，在轮船的船舷和码头的岸边一般都固定有橡胶轮胎，轮船驶向码头停靠时与码头发生碰撞，对于这些轮胎的作用，下列说法正确的是（

）

A．减小轮船与码头碰撞过程中所受的冲量B．减小轮船与码头碰撞过程中动量的变化量C．增大轮船与码头碰撞时受到的作用力D．延长轮船与码头碰撞时的作用时间，以减小碰撞时轮船与码头之间的作用力2．实验室有一单匝矩形闭合金属线框，线框总电阻，现使线框在匀强磁场中绕垂直于磁场方向的轴匀速转动，已知穿过线框的磁通量随时间的变化关系图像如图所示。下列说法正确的是（）A．线框转动一周外力所做的功为2JB．时间内，流过线框的电荷量为C．时线框中的感应电流最小D．时线框中产生的感应电动势最大3．在连续均匀的海浪冲击下，停在海面的浮船上下做受迫振动。如图，船下方通过长为L的绝缘轻杆连接着质量为m，长度为d的水平金属棒MN，位于纸面内。已知整个系统在竖直方向近似做简谐运动，浮船的运动速度随时间变化的关系式。若将海面下地磁场的水平分量视为磁感应强度大小为B、垂直于纸面向里的匀强磁场，忽略金属棒MN的电阻，则（）A．金属棒MN两端电压的最大值B．金属棒MN两端电压的最大值C．金属棒MN两端电压的有效值D．金属棒MN两端电压的有效值4．如图，理想变压器的原、副线圈匝数比为2:1，在a、b端接入一正弦式交流电源。L1、L2为两只规格为“22V，6W”的相同小灯泡，两电表均为理想交流电表，当滑动变阻器的滑片P处于中间位置时，两小灯泡恰好都正常发光。下列说法正确的是（）A．电流表的示数约为0.55AB．电压表的示数为66VC．滑片P向上移动时，电压表示数不变D．滑片P向下移动时，灯泡L2将变暗5．如图甲，轻质弹簧下端挂一质量为的小球，小球处于静止状态。现将小球向下拉动距离后由静止释放并开始计时，小球在竖直方向做简谐运动，弹簧弹力与小球运动时间的关系图像如图乙（余弦图像），重力加速度为。由此可知（

）A．小球做简谐运动的周期 B．小球做简谐运动的振幅为C．轻质弹簧的劲度系数 D．末小球的速度为06．2024年4月3日花莲发生规模7.2的地震，台北101大楼仅有轻微晃动，这是由于92楼到87楼间设有以多条钢缆悬挂重量660公吨的球形质量块，并以阻尼器与楼板连接所构成的减振系统。原理为：可将前述减振系统视为有效摆长约为的单摆式减振系统（示意图如图1），并设计其振动频率为接近大楼主结构的固有频率。当风力或地震使大楼以主结构的固有频率振动时，振动能量便能有效地转移到朝相反方向移动的球形质量块，使得阻尼器伸缩以吸收大楼的振动能量，如图2所示。估算101大楼主结构以固有频率的周期约为（可将减振系统视为理想单摆，且取重力加速度来估算）（）A． B． C． D．7．如图甲，物块a连接有轻弹簧静止于水平面上，物块b以一定初速度向左运动，通过弹簧与a发生相互作用。对于a、b两物块在相互作用过程中动量p随时间t的变化关系图像如图乙所示，下列说法正确的是（）A．物块a的质量小于物块b的质量B．乙图中的图线交点时刻弹簧压缩量最大C．a、b两物块在相互作用过程中总动能保持不变D．乙图中的图线交点时刻物块b的速度大于物块a的速度二、多项选择题（本题共3小题，每小题6分，共18分）8．如图所示，物体A与滑块B一起在光滑水平面上做简谐运动，A、B之间无相对滑动，已知轻质弹簧的劲度系数为k，A、B的质量分别为m和M，下列说法正确的是（）A．作用在A上的静摩擦力大小与弹簧的形变量成正比B．滑块B的回复力是由弹簧的弹力提供C．某时刻，B的速度为v，经过Δt后，B的速度再次为v，则Δt可能小于D．若A、B之间的动摩擦因数为μ，则A、B间无相对滑动的最大振幅为9．如图甲所示，将阻值为R＝5Ω的电阻接到内阻不计的正弦交变电源上，电流随时间变化的规律如图乙所示，电流表串联在电路中测量电流的大小。对此，下列说法正确的是（）A．电阻R两端电压变化规律的函数表达式为u＝2.5sin(200πt)VB．电阻R消耗的电功率为1.25WC．如图丙所示，若此交变电流由一矩形线框在匀强磁场中匀速转动产生，当线圈的转速提升一倍时，电流表的示数为1AD．这一交变电流与图丁所示电流比较，其有效值之比为10．2025年春节，我国产的烟花火遍全球，新的烟花研发设计层出不穷。现有某烟花筒的结构如图1所示，其工作原理为：点燃引线，引燃发射药燃烧发生爆炸，礼花弹获得一个竖直方向的初速度并同时点燃延期引线，当礼花弹到最高点时，延期引线点燃礼花弹并炸开形成漂亮的球状礼花。现假设某礼花弹在最高点炸开成a、b两部分，速度均为水平方向。炸开后a、b的轨迹图如图2所示。忽略空气阻力的作用，则（）A．a、b两部分落地时的速度大小之比为B．a、b两部分的初动能之比为C．从炸开到两部分落地的过程中，a、b两部分所受重力的冲量之比为D．a、b两部分落地时的重力功率之比为三、实验题（共16分）11．“验证动量守恒定律”的实验装置可采用图甲或图乙的方法，两个实验装置的区别在于：①悬挂重垂线的位置不同；②图甲中设计有一个支柱(通过调整，可使两球的球心在同一水平线上，上面的小球被碰离开后，支柱立即倒下)，图乙中没有支柱，图甲中的入射小球A和被碰小球B做平抛运动的抛出点分别在通过O、O′点的竖直线上，重垂线只确定了O点的位置．（球A的质量为m1，球B的质量为m2）(1)实验中，两球质量需满足m1m2（选填“大于”、“小于”或“等于”）(2)比较这两个实验装置，下列说法正确的是()A．采用图甲的实验装置时，需要测出两小球的直径B．采用图乙的实验装置时，需要测出两小球的直径C．采用图乙的实验装置时，斜槽轨道末端的切线要求水平的，而采用图甲的实验装置则不需要D．为了减小误差，无论哪个图，都要求入射球每次都要从同一高度由静止滚下E．为了减小误差，采用图乙的实验装置时，应使斜槽末端水平部分尽量光滑(3)若某同学按乙图做实验时所用小球的质量分别为mA=45g、mB=7.5g，下图所示的实验记录纸上已标注了该实验的部分信息，若两球碰撞为弹性碰撞，请将碰后A、B球落点的位置记为D、F标注在下图中。 12．智能手机内置许多传感器，某同学想到使用其中的光传感器，结合单摆原理测量当地的重力加速度。(1)实验操作步骤如下：①用螺旋测微器测量小钢球的直径d，测得结果如图甲所示，其读数d=mm；②将细绳一端固定在O点，另一端系上小钢球，用毫米刻度尺测量出摆线的长度L；③如图乙所示，实验前，使手机的光感元件位于小钢球的正下方，打开手机中测量亮度的应用软件；④使单摆摆动，每当小钢球经过最低点时，光感元件会采集到一个亮度的最小值。采集到亮度随时间变化的图像如图丙，则单摆的周期T=s（保留两位有效数字）；(2)若该同学把O点到钢球中心的距离作为单摆摆长，则重力加速度的表达式可表示为g=；（用含L、d、T的表达式表示）(3)若该同学没有游标卡尺，他多次改变摆线长度，在小摆角下测得不同摆线长度l对应的小钢球摆动周期T，并作出图像，如图丁所示。①利用A、B两点的坐标可得重力加速度的表达式g=；（用l1、T1、l2、T2表示）②图像没有过坐标原点，则由此方法计算得到的重力加速度的测量值（选填“大于”“等于”或“小于”）真实值。四、计算题（共38分）13．水平杆上振动的弹簧振子，如图所示，在AB范围内做简谐振动，已知AB间的距离为16cm，振子从A开始运动到第一次经过B的时间为0.3s，已知振子的质量m=0.5kg，弹簧的劲度系数k=50N/m，重力加速度g=10m/s2，不计球与杆间的摩擦，（取向右为正方向）求：（1）振子在6s内通过的路程是多少；（2）若从弹簧振子在A处开始计时，振子在2.1s时的加速度；（3）若从振子在A处开始计时，请在图中作出该振子简谐运动的图像（不要求推导过程，至少作出一个周期的图像）。14．某节能储能输电网络图如图甲所示，发电机的输出电压，输出功率，降压变压器的匝数比，输电线总电阻，其余线路电阻不计。电力负荷低谷期时，用户端电压，功率。一般这时抽水储能站通过蓄能机带动水泵，如图乙所示，把水抽至上库，在电力负荷高峰期再放水至下库发电，填补用电缺口。抽水储能站上库的最大容量是固定的，抽水储能的效率，储能站将水的势能转化为电能的效率。所有变压器均为理想变压器。求：（1）输电线上损失的功率P损以及升压变压器的匝数比；（2）发电机输送沿储能站的功率P储；（3）若开始时储能站上库处于干涸状态，在电力负荷低谷时抽水储能站给上水库蓄满水需要累积用时t=1×106s，请问在用电高峰期，把储能站上库蓄的水全部用来发电，能发出多少焦耳的电能？（计算结果保留一位有效数字）；。15．如图所示，光滑水平平台直轨道、固定，半径为的光滑半圆轨道固定在竖直平面内，在处与相切。在直轨道上放着质量分别为、的物块A、（均可视为质点），用轻质细绳将A、连接在一起，且A、间夹着一根被压缩的轻质弹簧（未被拴接）。一质量为，长的小车静止在光滑水平地面上，右端紧靠平台轨道，小车上表面与平台轨道、等高。现将细绳剪断，之后A向左滑上小车，向右滑动且对圆弧轨道最低点的压力大小为60N。已知物块A与小车之间的动摩擦因数，小车左端到平台右侧的距离为，小车运动到平台时立刻被粘住，重力加速度取。求：(1)物块能否到达圆弧轨道最高点；(2)细绳剪断之前弹簧的弹性势能；(3)物体A刚滑上平台时的动能与的函数表达式。

参考答案1．D【解析】AB．对轮船靠岸与码头碰撞的过程，轮船的初、末速度不会受轮胎影响，轮船的动量变化量相同，根据动量定理，轮船受到的冲量也相同，A、B不符合题意；CD．轮胎可以起到缓冲作用，延长轮船与码头碰撞时的作用时间，从而减小轮船因碰撞受到的作用力，C不符合题意、D符合题意。故选D。2．B【解析】A．感应电动势最大值感应电动势有效值线框转一周外力所做的功等于回路中产生的焦耳热故A不符合题意；B．时间内的平均电动势流过线框的电荷量为故B符合题意；C．时，此时磁通量为零，磁通量的变化率最大，感应电动势最大，感应电流最大，电流方向不变，故C不符合题意；D．时，此时磁通量最大，磁通量的变化率为零，感应电动势为零，故D不符合题意。故选B。3．C【解析】AB．根据题已知条件可知，金属棒速度的最大值为因此，可知金属棒MN两端产生的电压的最大值为故AB不符合题意；CD．因为金属棒运动的速度满足正弦函数，因此可知，产生的电动势同样满足正弦函数关系，可知金属棒MN两端产生的电压的有效值故C符合题意，D不符合题意。故选C。4．A【解析】A．小灯泡正常发光，根据公式P=UI解得原线圈上的电流根据电流与匝数关系有解得副线圈的电流表的示数故A符合题意；B．L1正常发光，可知副线圈两端的电压U2=22V根据电压匝数关系有解得原线圈两端的电压U1=44V即电压表的示数为44V，故B不符合题意；C．令变压器副线圈接入的总电阻为，将负载与变压器等效为一个电阻，则等效阻值为滑片P向上移动时，滑动变阻器接入电路中电阻增大，负载电阻增大，等效电阻增大，则原线圈通过的电流减小，即灯泡L2将变暗，其承担电压减小，则原线圈电压增大，电压表示数变大，故C不符合题意；D．令变压器副线圈接入的总电阻为，将负载与变压器等效为一个电阻，则等效阻值为若滑动变阻器的滑片P向下移动，滑动变阻器接入电路中电阻减小，负载电阻减小，等效电阻减小，则原线圈通过的电流增大，即灯泡L2将变亮，故D不符合题意。故选A。5．C【解析】A．小球从最低点运动至平衡位置的时间为1s，小球做简谐运动的周期故A不符合题意；B．小球做简谐运动的振幅为故B不符合题意；C．设初始时弹簧的伸长量为，则有将小球向下拉动距离，弹簧的伸长量为，弹力为，则有联立解得故C符合题意；D．在5s末，小球经过平衡位置，所受合力为0，加速度为0，但是速度最大，故D不符合题意。故选C。6．C【解析】由题可知101大楼主结构以固有频率振动的周期和有效摆长约为12.1m的单摆式减振系统的周期相等，则有故选C。7．D【解析】A．由图乙可知，任意时刻a、b两物块的动量之和均相等，因此a、b两物块在相互作用过程中总动量保持不变，由图乙可知稳定后b物块动量大小是b物块初始动量大小的一半，即稳定后a物块动量大小是b物块稳定后动量大小的三倍，即根据能量守恒可得根据可得故故A不符合题意；BD．乙图中的图线交点时刻a、b两物块的动量相等，由A选项分析可知，物块a的质量大于物块b的质量，因此乙图中的图线交点时刻物块b的速度大于物块a的速度，只有a、b两物块速度相等时弹簧压缩量才最大，故B不符合题意，D符合题意；C．a、b两物在相互作用的过程中，一部分动能会转化为弹簧的弹性势能，因此a、b两物的总动能是会变化的，故C不符合题意。故选D。8．ACD【解析】A．对整体由牛顿第二定律得对A，有联立解得故A符合题意；B．物体B做简谐运动的回复力是由弹簧的弹力和A对B的静摩擦力的合力提供，故B不符合题意；C．由简谐运动的对称性可知，质点连续经过相对平衡位置对称的任意两点时速度相等，而Δt可能小于，故C符合题意；D．设振幅为A，物体间的静摩擦力最大时，以整体为研究对象有以物体A为研究对象，由牛顿第二定律得联立解得A、B间无相对滑动的最大振幅为故D符合题意。故选ACD。9．AD【解析】A．由图可知，电流的最大值为Im=0.5A则电压的最大值为Um=Im•R=2.5V周期为T=0.01s角速度为电阻R两端电压变化规律的函数表达式为u=2.5sin(200πt)V故A符合题意；B．电流的有效值电阻R消耗的电功率为故B不符合题意；C．感应电动势的瞬时值表达式为e=Emsinωt其中Em=nBSω当线圈的转速提升一倍时，最大值提升一倍，所以电流表的示数为A。故C不符合题意；D．图乙为正弦式交流电，其有效值为图丁电流大小不变，有效值I′=0.5A所以这一交变电流与图丁所示电流比较，其有效值之比为故D符合题意。故选AD。10．BD【解析】A．a、b两部分水平方向做匀速运动，因水平位移之比1:3，竖直高度相等，则运动时间相等，可知落地时的水平速度大小之比为1:3，竖直速度相等，根据可知落地时速度大小之比不是1:3，选项A不符合题意；B．a、b两部分在最高点炸裂时由动量守恒根据则初动能之比为选项B符合题意；C．由于根据I=mgt则从炸开到两部分落地的过程中，a、b两部分所受重力的冲量之比为3:1，选项C不符合题意；D．根据P=mgvy=mg2t可知a、b两部分落地时的重力功率之比为3:1，选项D符合题意。故选BD。11．大于；ADE；；【解析】（1）入射球质量应大于被碰球质量，因此实验中，两球质量需满足m1大于m2．（2）A．采用图甲的实验装置时，为测出入射球碰撞后的水平位移，需要测出两小球的直径，故A符合题意；B．采用图乙的实验装置时，不需要测出两小球的直径，故B不符合题意；C．不论采用哪个图做实验，斜槽轨道末端的切线都要求水平，故C不符合题意；D．为了减小误差，无论哪个图，都要求入射球每次都要从同一高度由静止滚下，故D符合题意；E．采用图乙的实验装置时，碰撞后A要在水平面上继续运动一段距离后再做平抛运动，为减小实验误差，应使斜槽末端水平部分尽量光滑，故E符合题意；故选ADE．（3）根据动量守恒定律有

①若两球碰撞为弹性碰撞，则根据能量守恒定律有

②联立①②两式解得所以A球落点位置到O点的距离与O、E之间的距离之比为5∶7，标注的位置D如图所示；所以B球落点位置到O点的距离与O、E之间的距离之比为12∶7，标注的位置F如图所示。12．(1)8.6002.0 (2) (3)等于【解析】（1）螺旋测微器的读数为当小钢球经过最低点时，光感元件会采集到一个亮度的最小值，可知相邻两次亮度的最小值的时间为单摆的半个周期，由此可得单摆的周期为（2）由题意可知，单摆的摆长为根据单摆的周期公式