2021-2022学年福建省名校联盟高二（下）期中考试物理试题.（解析版）

2021~2022学年第二学期半期考高二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，只有一项是符合题目要求的。1.如图所示，木块A、B用一根弹性良好的轻质弹簧连在一起，静止放在粗糙水平面上，弹簧初始时处于原长。一颗子弹水平射入木块A并留在其中，最终弹簧被压缩，木块A和木块B均静止，此过程中，对子弹、两木块和弹簧组成的系统，下列说法正确的是（）A.系统动量守恒B.系统机械能守恒C.系统动量不守恒、机械能也不守恒D.子弹的动能全部通过摩擦转化为热量【1题答案】【答案】C【解析】【详解】在子弹打入木块A及弹簧被压缩的过程中，对子弹、两木块和弹簧组成的系统，系统所受的合外力为水平面对两木块的摩擦力，则系统的动量不守恒，在此过程中，除弹簧弹力做功外，还有摩擦力对系统做功转化为摩擦生热，所以系统的机械能不守恒，C正确，ABD错误。故选C。2.某弹簧振子做简谐运动的振动图像如图所示，若、时刻振子所处的位置关于平衡位置对称，下列说法正确的是（）

A.、时刻，振子的位移相同B.、时刻，振子的速度相同C.、时刻，振子的加速度相同D.至这段时间，振子和弹簧组成的系统机械能先变小后变大【2题答案】【答案】B【解析】【详解】A．时刻振子的位移为正值，时刻振子的位移为负值，因此位移大小相等，方向相反，A错误；B．、时刻，振子的速度大小相等，方向均为负值，因此速度相同，B正确；C．时刻振子的加速度为负值，时刻振子的加速度为正值，因此加速度大小相等，方向相反，C错误；D．至这段时间，振子和弹簧组成的系统机械能守恒，D错误。故选B。3.如图所示的交变电流，每个周期的前三分之一周期按正弦规律变化，后三分之二周期电压恒定，则该交变电流的电流有效值为（）A B. C. D.【3题答案】【答案】B【解析】详解】ABCD．0至1s内1至3s内所以一个周期0至3s内解得故ACD错误，B正确。故选B。4.如图甲所示，理想变压器原、副线圈的匝数比为1∶5，电压表和电流表均为理想电表，为热敏电阻（温度升高时其电阻减小），为定值电阻，当原线圈接如图乙所示的正弦交流电时，下列说法正确的是（）

A.电压表的示数为B.处温度升高时，电压表的示数减小C.处温度降低时，变压器原线圈的输入功率减小D.原线圈两端电压的瞬时值表达式为【4题答案】【答案】ACD【解析】【详解】A．由图知输入电压有效值为36V，电压与匝数成正比，所以副线圈两端电压有效值为故A错误；B．处温度升高时，电阻变小，电流表的示数变小，但不会影响输入和输出电压值，即电压表V2的示数不变。故B错误；B．处温度降低时，电阻变大电流减小，所以功率减小，变压器原线圈的输入功率减小。故C正确；D．原线圈接如图乙所示的正弦交流电，由图可知，最大电压为V，周期为0.02s，故角速度为故可得原线圈两端电压的瞬时值表达式为故D正确。故选CD。二、多项选择题：本题共4小题，每小题6分，共24分。每小题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。5.关于电磁波谱，下列说法正确的是（）A.在烤箱中能看见一种淡红色的光线，这是电热丝发出的红外线B.无线电波的波长小于γ射线的波长C.适量紫外线照射人体能促使人体合成维生素DD.医学上常用X光照片辅助进行疾病诊断【5题答案】【答案】CD【解析】【详解】A．在烤箱中能看见一种淡红色的光线，是电热丝发出的红光，不是红外线，红外线是看不到的，A错误；B．无线电波的波长大于γ射线的波长，B错误；C．紫外线能促进体内维生素D的合成，C正确；D．X射线穿透能力较强，医学上常用X光照片辅助进行疾病诊断，D正确。故选CD。6.图为同一地点的单摆甲和单摆乙的振动图像，下列说法正确的是（）

A.单摆甲的振幅比单摆乙的大B.单摆甲的周期大于单摆乙的周期C.单摆甲的摆长等于单摆乙的摆长D.t=0.5s时单摆乙的速率大于单摆甲的速率【6题答案】【答案】AC【解析】【详解】A．单摆甲的振幅10cm比单摆乙的振幅7cm大，A正确；B．单摆甲的周期等于单摆乙的周期，周期都是2.0s，B错误；C．根据，周期T相等，g相同，单摆甲的摆长等于单摆乙的摆长，C正确；D．t=0.5s时，甲的位移等于零，在平衡位置，速度最大；单摆乙的位移为负最大，在最大位移处，速度等于零，所以单摆甲速率大于单摆乙的速率，D错误。故选AC。7.在匀强磁场中，一矩形金属线框绕与磁感线垂直的转轴匀速转动，如图甲所示。产生的电动势随时间变化的规律如图乙所示。则下列说法正确的是（）A.时，金属线框平面与磁感线平行B.该交变电流的电动势的有效值为22VC.矩形金属线框平面与中性面的夹角为时，电动势的瞬时值为D.该交变电流的电动势的瞬时值表达式为【7题答案】【答案】AB【解析】【详解】A．当t为时，金属线框产生的感应电动势最大，则金属线框平面与磁感线平行，A正确；B．该交变电流的电动势的有效值为B正确；CD．根据图乙可知则交变电流的电动势的瞬时值表达式为当矩形金属线框平面与中性面夹角为时，有CD错误。故选AB。8.如图甲所示，质量m=0.8kg的滑块静止在粗糙的水平地面上，在滑块右端施加一水平向右、大小按图乙所示随时间变化的拉力F，4s末撤去力F。若滑块与水平地面间的动摩擦因数μ=0.2，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，取重力加速度大小g=10m/s2，则下列说法正确的是（）A.0~4s内，拉力F的冲量大小为14N·sB.7s末，滑块重新静止C.4s末，滑块的速度大小为9.5m/sD.滑块运动的过程中，滑块受到的摩擦力先增大后不变【8题答案】【答案】AC【解析】【详解】A．冲量的定义式所以图像面积代表冲量，可得0～4s内拉力F冲量大小为故A正确；D．滑动摩擦力大小为滑块运动的过程中，滑块受到的摩擦力不变，故D错误；C．前4s内，对滑块由动量定理得其中代入，解得故C正确；B．当撤去后，所受的合力为向左的滑动摩擦力，所以由牛顿第二定律可知滑块重新静止时故D错误。故选AC。三、非选择题：共60分，其中第9、10题为填空题，第11.12题为实验题，第13~15题为计算题。考生根据要求作答。9.如图所示，某时刻，理想LC振荡电路中的电容器极板间的电场强度E的方向和线圈L中磁场的磁感应强度B的方向已标出。通过分析可知该时刻电容器正在__________（填“充电”或“放电”），线圈L中磁场的磁感应强度和磁场能_________（填“增大”或“减小”）。【9题答案】【答案】①.放电②.增大【解析】【详解】[1][2]根据电容器中电场线的方向可知，电容器下极板带正电，上极板带负电；根据安培定则可知，回路中电流为逆时针方向，所以电容器正在放电。放电电流增大，磁感应强度和磁场能增大。10.2021年10月25日是中国人民志愿军抗美援朝出国作战71周年纪念日，东风中学的同学们通过多种形式向抗美援朝的英雄致敬。轻机枪是当年军队中最重要的武器之一，某志愿军战士使用轻机枪打击敌人，连续射击1分钟的过程中，射出了250发子弹。已知每发子弹弹头的质量为12g，出膛速度大小约为800m/s，则每发子弹从被击，发到出膛的过程中，其动量变化量大小为_________kg•m/s，射击的过程中，机枪对战士的平均反冲力（后坐力）大小为__________N。【10题答案】【答案】①.9.6②.40【解析】【详解】[1]每发子弹从被击，到发出膛的过程，初速度为0，末速度为800m/s，则动量变化量为[2]在射击过程中，子弹受到的平均推力为F，在一分钟内，由动量定理得由牛顿第三定律可得，机枪对战士的平均反冲力（后坐力）为其大小为40N。11.东风中学有一个教学用可拆变压器（可视为理想变压器）。如图所示，它由两个带有绝缘外层的铜质导线绕制而成的线圈A、B组成。章华同学将灯泡（负载）连接到线圈B两端，将学生电源的交流输出端连接到线圈A两端。回答下列问题：（1）实验时先保持原线圈A的匝数不变，改变副线圈B的匝数，研究其对副线圈电压的影响。再保持副线圈B的匝数不变，研究原线圈A的匝数对副线圈B电压的影响。探究过程采用的实验方法是______。（2）某次实验时变压器原线圈A、副线圈B的匝数分别为25匝和15匝，该同学用理想电压表测得的副线圈B两端的电压为12V，则用理想电压表测得原线圈A两端的电压为______V。（结果保留一位小数）（3）该同学通过多次实验发现，原线圈A的输入功率______（填“大于”、“等于”或“小于”）副线圈B的输出功率。【11题答案】【答案】①.控制变量法②.20.0③.等于【解析】【详解】（1）[1]该实验所用的实验方法为控制变量法。（2）[2]根据可知原线圈A两端的电压为20.0V。（3）[3]实验发现，原线圈A的输入功率等于副线圈B的输出功率。12.惠更斯在推导出单摆周期公式后，用一个单摆测出巴黎的重力加速度，小华同学受此启发，在学习完单摆的相关知识后，他想到用单摆等器材测量出学校所在地的重力加速度。在测量过程中，他用到了以下的器材：长约1m的细绳、小钢球、铁架台、刻度尺、游标卡尺、手机秒表等。

（1）按照图甲所示装置组装好实验器材，用刻度尺测量摆线（悬点到摆球最顶端）的长度；用游标卡尺测定摆球的直径，测量结果如图乙所示，则该摆球的直径为__________mm。（2）关于本实验，下列说法正确的是__________。A.摆球应选用体积较小、质量较大的小球B.绳子的弹性越好越利于减小实验误差C.为了便于测量周期，摆角越大越好D.测量周期时，应从摆球到达最低点时开始计时（3）该同学测出不同摆长L和对应的周期T，并在坐标纸上作出T2一L图线如图丙所示，接着他计算出图线的斜率k，则学校所在地的重力加速度大小g=___________（用k和π表示）。【12题答案】【答案】①.14.15②.AD③.【解析】【详解】（1）[1]游标卡尺的读数为

（2）[2]为了减小空气阻力对实验的影响应选择质量大体积小的球，故A正确；要保证摆长不变，绳子不能选择弹性绳，故B错误；单摆周期公式在摆角很小时才成立，故C错误；测量周期时，应从摆球到达最低点时开始计时，故D正确；（3）[3]根据得斜率为k，则13.一做简谐运动的弹簧振子的振动图像如图所示，请根据图像，求：（1）该振子做简谐运动的圆频率；（2）用正弦函数表示的该振子的振动方程；（3）该振子在内通过的路程．【13题答案】【答案】（1）；（2）；（3）60cm【解析】【详解】（1）由图中可以读出振子的周期为T=4s由图可知该振子做简谐运动的圆频率（2）由图中可以读出振子的振幅为4cm，周期为4s，简谐运动振动方程的一般表达式（3）0-15s内有振子一个周期内通过的路程为4A，则14.如图所示，匝数n=100、面积为0.25m2的矩形导线框ABCD绕垂直于匀强磁场的轴匀速转动，产生的感应电动势，外电路接入一台内阻的电动机。电压表示数为310V，电流表示数为2A，电压表和电流表均为理想电表，取π=3.14，导线电阻不计，求：（1）匀强磁场的磁感应强度大小B0；（结果可保留根号）（2）矩形导线框ABCD的电阻r；（3）电动机输出的机械功率P机。【14题答案】【答案】（1）；（2）；（3）【解析】【详解】（1）根据线框产生的感应电动势可知，线框转动的角速度线框转动时产生感应电动势的最大值解得（2）线框转动时产生的感应电动势的有效值根据闭合电路的欧姆定律有解得（3）电动机的输入功率为电动机内阻消耗的功率电动机的输出功率解得15.如图所示，B为固定在水平地面上侧放的半圆形凹槽，其内侧面光滑，半径R=1.2m，质量m1=0.6kg的小木块A（视为质点）静止放在光滑水平平台M上。质量m2=1kg，长度L=5m的长木板C，开始时它的左端紧靠凹槽，上表面与凹槽内侧最低点相切并静止在光滑地面上。某时刻，给木块A一个水平向左的瞬时冲量I=2.4N•s，之后木块A从B内侧最高点沿切线进人半圆形凹槽，取重力加速度大小g=10m/s2。（1）求小木块A刚进入半圆形凹槽内侧最高点时受到的压力FN的大小；（2）若小木块A与长木板C上表面间的动摩擦因数为μ，且μ值满足0.1≤μ≤0.5，试讨论因μ值的不同，小木块A在长木板C上相对C运动的过程中两者因