广东省惠州市惠东县2024-2025学年高二下学期4月期中考试物理试题（解析版）

高级中学名校试卷PAGEPAGE1广东省惠州市惠东县2024-2025学年高二下学期4月期中物理试题一、单项选择题（本题共7小题，每小4分，共28分）。1.分析下列所描述的四个物理现象：①听到迎面面来的汽笛声变得尖锐②水塘中的水波能绕过障碍物继续传播③夏天里一次闪电过后，有时会雷声轰鸣不绝④具有主动降噪功能的耳机，根据收集到的噪声信息发出特定声波可以抵消噪声。这些现象分别是波的（）A.多普勒效应、反射现象、衍射现象、干涉现象B.多普勒效应、衍射现象、反射现象、干涉现象C.干涉现象、衍射现象、多普勒效应、折射现象D.多普勒效应、反射现象、干涉现象、衍射现象【答案】B【解析】根据多普勒效应，当观察者与波源相互靠近时，接收到的频率增大，即听到迎面面来的汽笛声变得尖锐是多普勒效应；当水波的波长与障碍物尺寸差不多、或者大于障碍物的尺寸时，能够发生明显的衍射现象，即水塘中的水波能绕过障碍物继续传播是衍射现象；夏天里一次闪电过后，有时会雷声轰鸣不绝是由于声波经云层反射而形成的，因此是声波的反射现象；具有主动降噪功能的耳机，根据收集到的噪声信息发出特定声波，当发出的声波与噪声的频率相等时，发生干涉现象，在减弱区域可以抵消噪声，因此是干涉现象。综上上述，这些现象分别是波的多普勒效应、衍射现象、反射现象、干涉现象。故选B2.正电子是电子的反粒子，正电子与电子的质量相等，带的电荷量也相等，与电子不同的是正电子带正电。在云室中有垂直于纸面的匀强磁场（方向未画出），从P点先后发出两个电子和一个正电子，三个粒子的运动轨迹如图中1、2、3所示。下列说法正确的是（）A.轨迹1对应的粒子初速度最大B.磁场方向垂直于纸面向里C.轨迹3对应的粒子运动速度越来越大D.轨迹2对应的粒子做匀速圆周运动的周期最大【答案】B【解析】B．根据题图可知，1和3粒子绕转动方向一致，则1和3粒子为电子，2为正电子，电子带负电且顺时针转动，根据左手定则可知磁场方向垂直纸面向里，故B正确；C．电子在云室中运行，洛伦兹力不做功，但粒子受到云室内填充物质的阻力作用，所有粒子的速度越来越小，故C错误；A．带电粒子若仅在洛伦兹力作用下做匀速圆周运动，则有解得半径为根据题图可知轨迹3对应的粒子运动的半径最大，速度最大，故A错误；D．根据周期表达式有可知三个粒子的周期相同，故D错误。故选B。3.如图所示是一种变压器的铭牌，根据上面标示的信息，以下判断正确的是（）型号：PKT-12-3000输入参数：220V50Hz输出参数：12V3.0AA.这是一个升压变压器B.原线圈的匝数比副线圈的匝数多C.当原线圈输入交流电压220V时，副线圈输出直流电压12VD.当原线圈输入交流电压220V、副线圈接负载时，副线圈中电流比原线圈中电流小【答案】B【解析】AC．根据铭牌可知，输入电压为时，输出电压这是一个降压变压器。原线圈输入交流电，副线圈只能输出交流电，不会是直流电，故AC错误；B．根据变压比公式则故B正确；D．根据知电流与匝数成反比，故副线圈中电流比原线圈中电流大，故D错误。故选B。4.LC振荡电路如图所示，某时刻，线圈中的磁场方向向下，且正在增强。P、Q为电容器的上下极板，a、b为回路中的两点。已知LC振荡电路的频率，L为电感，C为电容，对该时刻分析，下列说法正确的是（）A.回路中电流的流向为b到aB.该时刻电流正在变大C.P板带负电，Q板带正电D.若在电容器中插入电介质板，则激发产生电磁波波长将变小【答案】B【解析】A．时刻，线圈中的磁场方向向下，由安培定则可知，电流流向为a到b，A错误；BC．此时磁场正在增强，说明电场能正在向磁场能转化，电容器放电，电流变大，且可由电流流向判断出P板带正电，Q板带负电，B正确，C错误；D．若插入电介质板，增大，由可知C增大，激发产生的电磁波频率f减小，再由可知，增大，D错误。故选B。5.如图所示，一束光沿AO从空气射入介质中，以O点为圆心画一个圆，与折射光线的交点为B，过B点向两介质的交界面作垂线，交点为N，BN与AO的延长线的交点为M。以O点为圆心，OM为半径画另一圆。则以下线段长度之比等于水的折射率的是（）A. B. C. D.【答案】C【解析】令法线与入射光线之间的夹角，即入射角为，法线与折射光线之间的夹角，即折射角为，根据几何关系有，根据折射率的表达式有解得故选C。6.图甲为枣庄某中学生小制作时提交的无线门铃按钮，其原理如图乙所示，按下门铃按钮过程磁铁靠近螺线管，松开门铃按钮磁铁远离螺线管回归原位置。下列说法正确的是（）A.按下和松开按钮过程，螺线管产生大小相同的感应电流B.按住按钮不动，门铃依然会响C.松开按钮过程，螺线管P端电势较高D.按下按钮过程和松开按钮的过程中，流过门铃的电流方向是一样的【答案】C【解析】A．按下和松开按钮过程，螺线管中磁通量的变化率不一定相同，故螺线管产生的感应电动势不一定相同，故A错误；B．按住按钮不动时，穿过螺线管的磁通量不变，由电磁感应定律，回路中无感应电流，门铃不发声，故B错误；CD．松开按钮过程，穿过螺线管的磁通量向左减小，根据楞次定律可知螺线管中感应电流为从端流入，从端流出，螺线管充当电源，则端电势较高，按下按钮过程，穿过螺线管的磁通量向左增大，根据楞次定律可知线管中感应电流为从端流入从端流出，可知，按下按钮过程和松开按钮的过程中，流过门铃的电流方向是不一样，故C正确，D错误。故选C。7.我国新能源汽车近几年实现了新的跨越，新能源汽车产业已成为中国制造业的一张新名片。目前，无线充电技术已经在新能源汽车等领域得到应用。如图所示，地下铺设有供电的送电线圈，车上的受电线圈与蓄电池相连，送电线圈和受电线圈匝数比为。当送电线圈接上图中的正弦交流电后，受电线圈中的电流为20A。不考虑线圈的自感，忽略电能传输的损耗，下列说法正确的是（）A.受电线圈电流方向每0.02秒改变1次B.送电线圈的输入功率为1100WC.受电线圈的输出电压为D.0.01s时受电线圈瞬时电压为0V【答案】B【解析】A．由图像可知交流电的周期为0.02s，即电流方向每0.02秒改变2次，故A错误；BC．根据图像可知送电线圈的电压为根据变压器电压与匝数关系有解得受电线圈电压为根据变压器原副线圈功率关系有故B正确，C错误；D．0.01s时送电线圈瞬时电压为0V，送电线圈中的电流为零，但是电流的变化率不为零，根据法拉第电磁感应定律可知，受电线圈中有感应电动势，即受电线圈瞬时电压不为0V，故D错误。故选B。二、多项选择题（本题共3小，每小题6分，共18分）。8.如图，一玻璃瓶的瓶塞中竖直插有一根两端开口的细长玻璃管，管中一光滑小球将瓶中气体密封，且小球处于静止状态，装置的密封性、绝热性良好。对小球施加向下的力使其偏离平衡位置，在时由静止释放，小球的运动可视为简谐运动，周期为T。规定竖直向上为正方向，则小球在时刻（）A.位移最大，方向为正 B.速度最大，方向为正C.加速度最大，方向为负 D.受到的回复力大小为零【答案】AC【解析】对小球施加向下的力使其偏离平衡位置，在时由静止释放，可知此时小球位于最低点，且小球的运动可视为简谐运动，周期为T。则小球在时刻处于最高点位置，此时位移最大，方向向上（正方向）；小球受到的回复力最大，方向向下，则小球的加速度最大，方向向下（负方向）；此时小球的速度为0。故选AC。9.如图甲所示是电磁炮发射过程的情境图，在发射过程中，可以简化为炮弹始终处于磁感应强度为B的竖直方向匀强磁场中。不计一切阻力、不考虑炮弹切割磁感线产生的感应电动势。下列说法中正确的有（）A.匀强磁场方向为竖直向下B.发射过程中安培力对炮弹做负功C.若只增大电流，炮弹飞出速度将增大D.若调换电源正负极并同时将磁场方向变为反向，则炮弹所受磁场力方向也会反向【答案】AC【解析】A．根据左手定则可知，匀强磁场方向为竖直向下，故A正确；B．发射过程中安培力对炮弹做正功，动能增加，故B错误；C．若只增大电流，则根据F=BIL可知，安培力变大，则安培力做功变大，加速度变大，则炮弹飞出速度将增大，故C正确；D．若调换电源正负极并同时将磁场方向变为反向，则炮弹所受磁场力方向不变，故D错误。故选AC。10.如图甲所示，质量为m＝3kg的铁锤从石板上方高h＝5m处由静止自由落下，竖直砸中石板后，铁锤与石板瞬间达到共同速度，然后一起向下运动距离d＝5cm后速度减为零，该过程中弹性气囊A对石板的作用力F随石板向下运动的距离x的规律如图乙所示，已知石板的质量为铁锤质量的19倍，不计空气阻力，重力加速度g＝10m/s2，下列说法正确的是（）A.铁锤与石板碰撞过程铁锤所受合外力的冲量大小57N·sB.铁锤与石板碰撞过程铁锤所受合外力的冲量大小28.5N·sC.弹性气囊A对石板作用力的最大值D.弹性气囊A对石板作用力的最大值【答案】BC【解析】AB．假设铁锤与石板碰撞前的速度为，则解得铁锤与石板碰撞，由动量守恒定律，有解得根据动量定理可知，铁锤与石板碰撞过程铁锤所受合外力的冲量大小故A错误B正确；CD．弹性气囊A对石板的作用力F做的功为图像与横轴围成的面积，则从铁锤与石板共速到两者速度减为0的过程，根据动能定理得解得故C正确D错误。故选BC。三、实验题（共18分）。11.用图示装置完成“探究单摆周期与摆长的关系”：（1）用游标尺上有10个小格的游标卡尺测量摆球的直径，结果如图甲所示，可读出摆球的直径为______cm；（2）实验时，摆球在垂直纸面的平面内摆动，为了将人工记录振动次数改为自动记录振动次数，在摆球运动的最低点的左、右两侧分别放置激光光源与光敏电阻，如图乙所示，光敏电阻与某一自动记录仪相连，该仪器显示的光敏电阻阻值R随时间t的变化图线如图丙所示，则该单摆的周期为______。（3）若把该装置放到正在匀加速上升的电梯中，用完全相同的操作重新完成实验，图像中将______（选填“变大”“不变”或“变小”），图像中将______（选填“变大”“不变”或“变小”）。【答案】（1）1.87（2）2t0（3）变小变小【解析】（1）[1]摆球的直径为d=18×10mm+0.1mm×7=18.7mm=1.87cm（2）[2]由图可知，该单摆的周期为T=2t0（3）[3]若把该装置放到正在匀加速上升的电梯中，则等效重力加速度变为g＇=g+a>g则用完全相同的操作重新完成实验，则摆球经过最低点时的速度变大，则遮光时间变短，即图像中将变小，单摆的周期变小，可知图像中将变小。12.碰撞的恢复系数的定义式为，其中和分别是碰撞前两物体的速度，和分别是碰撞后两物体的速度。若，则为弹性碰撞；则为非弹性碰撞。某同学利用验证动量守恒定律的实验装置（如图所示）测量两钢球碰撞的恢复系数，实验中使用半径相等的钢质小球1和2，且小球1的质量大于小球2的质量。实验步骤如下：安装好实验装置，做好测量前的准备，并记下重垂线所指的位置O。第一步：不放小球2，让小球1从斜槽上A点由静止滚下，并落在地面上。重复多次，用尽可能小的圆把小球的所有落点圈在里面，其圆心就是小球落点的平均位置。第二步：把小球2放在斜槽前端边缘处的C点，让小球1从A点由静止滚下，使它们碰撞。重复多次，并使用与第一步同样的方法分别标出碰撞后两小球落点的平均位置。第三步：用刻度尺分别测量三个落地点的平均位置离O点的距离，即线段、、的长度。上述实验中，（1）N点是___________的平均位置；A．小球1与小球2碰撞后小球1落点B．小球2落点C．不放小球2，小球1落点（2）恢复系数的表达式为e=___________（用OM、OP、ON表示）；（3）三个落地点距O点的距离、、与实验所用的小球质量无关的是___________；（4）若测得小球1与小球2的质量分别为、，则当___________说明碰撞过程动量守恒（用m1、m2、OM、OP、ON表示）。【答案】（1）B（2）（3）OP（4）【解析】（1）[1]N点是小球2落点的平均位置，AC错误，B正确。故选B。（2）[2]小球做平抛运动，下落的高度相同，运动的时间相同，水平方向是匀速直线运动，则有水平方向速度可用水平位移来代替，则图中小球1碰前的速度用OP表示，小球1碰后的速度用OM表示，小球2碰后的速度用ON表示，则用测量的长度表示的恢复系数的表达式为（3）[3]三个落地点距O点的距离、、中，是小球1碰撞前的水平位移，因此与实验所用的小球质量无关的是OP。（4）[4]若测得小球1与小球2的质量分别为、，则根据要验证的关系为则当说明碰撞过程动量守恒。四、解答题（共36分）。13.一列在介质中沿x轴负方向传播的简谐横波，在t=0时刻的波形图如图所示，此时坐标为(1cm，0)的质点A刚好开始振动．在=0.45s时刻，质点A恰好第三次到达波峰质点Q的坐标是(-4cm，0).求：（1）质点振动的周期．（2）这列波的传播速度．（3）从波刚传到A开始计时，求Q点第一次出现波峰需要时间．【答案】（1）（2）（3）【解析】（1）由题意知所以质点振动的周期为（2）由波形图知波的波长为波的速度为求出（3）Q点第一次出现波峰，需要处的波峰传播的距离，所以由得Q点第一次出现波峰需要的时间为14.在芯片制造过程中，离子注入是芯片制造重要的工序。甲图是我国自主研发的离子注入机，乙图是离子注入机的部分工作原理示意图。初速为零的离子经电场加速后沿水平方向先通过速度选择器，再进入磁分析器，磁分析器是中心线半径为R的四分之一圆环，其两端中心位置M和N处各有一个小孔，利用磁分析器选择出特定比荷的离子后经N点打在硅片（未画出）上，完成离子注入。已知速度选择器和磁分析器中的匀强磁场的磁感应强度大小均为B、方向均垂直纸面向外；速度选择器中匀强电场的电场强度大小为E。整个系统置于真空中，不计离子重力。求：（1）能从速度选择器中心线通过的离子的速度大小v；（2）能通过N打到硅片上的离子的比荷，并判断该离子的带电性质。（3）加速电场的电压U。（4）离子在磁分析器中的运动时间t。【答案】（1）；（2），带正电荷；（3）；（4）【解析】（1）离子通过速度选择器时，有解得（2）离子在磁分析器中，有