2024-2025学年广东省汕头市高二下学期7月期末考试物理试题（A） (解析版)

高级中学名校试卷PAGE2025学年广东省汕头市高二下学期7月期末物理试题（A）1.水滴持续从屋檐滴落到积水水面形成水波(可视为简谐横波)。已知该水波的波速为4cm/s，某时刻水波的波形图如图所示。下列说法正确的是(  )A.水波的振幅为2cmB.水波的周期为0.5sC.在水波作用下，水面的一片花瓣会向前移动D.水波在传播的过程遇到50cm大小的石头能发生明显的衍射【答案】B【解析】由波形图可知，水波的波长为2cm，A错误；根据波速、波长与周期关系v=λT，解得T=0.5s，正确；在波传播过程中，组成波的质点只在自己的平衡位置附近振动而不随波移动，C错误；当障碍物的尺寸(如宽度、直径)与入射波的波长相近或更小时，衍射现象会变得明显，由于50cm远大于2cm，即石头的尺寸远大于水波的波长，不能发生明显的衍射现象，D2.汽车利用火花塞产生的电火花来点燃发动机中的燃料空气混合物，火花塞产生电火花需要10000V的电压，已知汽车蓄电池的电压为12V，火花塞点火电路如图所示。下列说法正确的是(  )A.该装置是利用自感原理工作的 B.点火时，副线圈电流远大于原线圈

C.保持开关闭合，火花塞会持续点火 D.开关断开瞬间，火花塞会产生电火花【答案】D【解析】该装置利用变压器产生火花塞的点火电压，利用的是互感原理，A错误；由题意可知，利用变压器，把汽车蓄电池的电压12V提高到10000V，是升压变压器，故副线圈电流小于原线圈，B错误；保持开关闭合，变压器原线圈电压为直流电压保持不变，原线圈内的磁通量不变，副线圈不能产生电压，C错误；开关断开瞬间，变压器原线圈电压发生变化，原线圈内的磁通量发生变化，变压器开始工作，副线圈产生电压，火花塞会产生电火花，D正确。故选D。3.高压线塔上用于架设输电线路的V形绝缘子串能承受很大的拉力，但受到压力时却极易损坏。如图所示，绝缘子串长度不变，与竖直方向夹角恒为45°，每个绝缘子串对荷载的拉力均沿绝缘子串方向，下方重力为G的荷载始终保持静止。下列说法正确的是(  )A.无风时每个绝缘子串对荷载的拉力F=B.有风时荷载承受的水平风力最好不超过GC.有风时绝缘子串对荷载的作用力沿水平方向D.绝缘子串对荷载的力与对塔架的力是一对相互作用力【答案】B【解析】无风时，对荷载受力分析，由平衡条件可得2Fcos45°=G，解得F=2G2，A错误；当两个绝缘子串中的一个绝缘子串恰好对荷载无作用力时，水平风力大小为F=Gtan45°=G，由此可知若水平风力超过G，两个绝缘子串中的一个绝缘子串将受到压力而损坏；若水平风力等于G，两个绝缘子串中的一个绝缘子串对荷载的作用力等于0，另一个绝缘子串对荷载的作用力的方向与水平方向成45°角，B4.打铁花是我国的非物质文化遗产，表演者将高温铁水击向空中，铁水迅速冷却形成细小颗粒物，在空中绽放出绚丽的“铁花”并落入水中。如图2所示，取同一位置同时抛出的两颗颗粒物进行研究，其运动轨迹处于同一竖直面，忽略空气阻力，若抛出时初速度大小相同，下列分析正确的是(  )A.两颗颗粒物落到水面时的速度大小相等B.两颗颗粒物将在轨迹相交点处发生碰撞C.在空中做斜抛运动的颗粒物先超重后失重D.在空中做平抛运动的颗粒物一直处于超重状态【答案】A【解析】设颗粒抛出时距离地面高度为h，颗粒质量为m，初速度为v0，颗粒从抛出到落在水面上的过程，根据动能定理有mgh=12mv2-12mv02，解得落地时颗粒的速度大小v=5.夜间骑行时，自行车尾灯能够提高可见性。尾灯内部无电源驱动，其结构通常是由多个直角棱镜组成，自行车后方的汽车灯光线水平射入棱镜后，在棱镜侧面经过两次全反射后水平反射回去。如图所示，根据全反射原理，自行车尾灯棱镜所选用材料的折射率至少为(  )A.2 B.1.5 C.3 D.2【答案】A【解析】由题意可知，光线在棱镜内能发生全反射，则临界角C≤45°，根据临界角与折射率的关系sinC=1n，可得n=6.AMS磁谱仪可在太空中用于寻找反物质和暗物质。如图为该仪器加速环节的简化模型：O点为圆心，电势为零；辐射状的加速电场边界为半圆弧面ABC，其半径为R，电势为φ。假设太空中漂浮着大量的带电粒子，每个粒子质量为m、电量为q，它们能吸附到辐射状电场的半圆弧面上，并从静止开始加速到达O点，不计粒子间的相互作用和重力的影响。则(  )A.粒子带负电B.加速电场的电场强度大小φC.粒子到达O点时的速度大小为2φqD.粒子到达O点的过程中，加速度逐渐减小【答案】C【解析】由题意可知，粒子从静止开始加速到达O点，可知粒子受到电场力方向与场强方向相同，则粒子带正电，A错误；由于加速电场是非匀强电场，所以电场强度大小E≠UR=φR，B错误；粒子从静止开始加速到达O点，只有电场力做功，根据动能定理可得q(φ-0)=12mv2-0，解得粒子到达O点时的速度大小为v=7.如图，电阻不计、半径为R的金属圆环上固定了三根沿半径方向的金属棒OA、OB和OC，其阻值均为r，它们之间的夹角均为120°。圆心角为60°的扇形aOb内有如图所示的匀强磁场，磁感应强度大小为B。现让金属圆环绕过圆心O且与圆环平面垂直的转轴，以角速度ω顺时针匀速转动，aOb位置不变，则(  )A.OA棒通过磁场的过程中，O点的电势小于A点的电势B.OA棒通过磁场的过程中，产生的电动势为BωR²C.OA棒通过磁场的过程中，OA两端的电压为1D.圆环转动一周产生的热量为πω【答案】D【解析】根据右手定则，OA棒通过磁场的过程中，感应电流由A指向O，所以O点的电势高于A点的电势，A错误；OA棒通过磁场的过程中，根据法拉第电磁感应定律可知产生的电动势为E=BRωR+02=12BωR2，B错误；OA棒通过磁场的过程中，OA为电源，外电阻为r2，则OA两端的电压为UOA=Er+8.中国天和机械臂具有7个自由度，可承担捕获悬停航天器等任务。如图所示，空间站绕地球做匀速圆周运动，运行周期为T，轨道离地高度为h，航天员操纵长为l的机械臂捕获了一航天器，在机械臂作用下，航天器、空间站和地球球心始终在同一直线上。已知地球半径为R，引力常量为G，忽略地球自转及捕获过程中空间站轨道的变化，下列说法正确的是(  )A.地球的质量为M=B.航天器被捕获后处于平衡状态C.地球表面的重力加速度为g=D.航天器和空间站的角速度相同【答案】CD【解析】由题意可知，空间站绕地球做匀速圆周运动，由万有引力提供向心力结合牛顿第二定律可得GMm(R+h)2=m4π2T2(R+h)，解得M=4π2(R+h)3G9.图1和图2所示分别为商场里的厢式电梯、斜坡式电梯，小明在逛商场时先后乘坐两部电梯从2楼下到1楼，发现乘坐厢式电梯下楼时间更短。小明乘坐电梯过程中都在电梯上保持静止，关于小明两次乘坐电梯的过程，下列说法正确的是(  )A.两种情况下小明都要克服摩擦力做功B.乘坐厢式电梯时小明所受重力的平均功率更大C.两电梯运行速率相等时，小明所受重力的瞬时功率也相等D.乘坐厢式电梯时支持力对小明做负功，乘坐斜坡式电梯时支持力对小明不做功【答案】BD【解析】由题意可知，小明乘坐斜坡式电梯下楼时，需克服静摩擦力做功，乘坐厢式电梯下楼时，不受摩擦力作用，A错误；小明两次乘坐电梯的过程，重力做功相等，而乘坐厢式电梯下楼用时更短，根据功率定义式P=Wt，可知乘坐厢式电梯时小明所受重力的平均功率更大，B正确；当两电梯运行速率相等时，斜坡式电梯上小明速度沿竖直向下的分量小于厢式电梯的速度，由瞬时功率表达式P=mgvy，可知小明所受重力的瞬时功率乘坐厢式电梯时较大，C错误；乘坐厢式电梯下楼时小明所受支持力竖直向上，与其位移方向相反，对小明做负功，乘坐斜坡式电梯下楼时小明所受支持力垂直于斜坡向上，与运动方向垂直，对小明不做功，10.小亮设计了一个装置测量磁场的磁感应强度大小。如图1所示，虚线方框内为垂直线圈平面向外的被测匀强磁场B，线圈未通电时，往轻质托盘内加入质量m0的细沙，线圈保持静止，线圈中通以特定方向电流I后，需往托盘内增加细沙使线圈再次静止。记录细沙总质量m和电流大小I，作出m-I图像如图2所示，已知线圈匝数为n，水平底边长度为L，图像斜率为k，纵轴截距为b，重力加速度为g，下列说法正确的是A.线圈的质量mB.装置的原理是电磁感应C.线圈中电流方向为逆时针D.被测磁场的磁感应强度B=【答案】AC【解析】由题意可知，线圈底边所受安培力方向竖直向下，结合左手定则可知，线圈中电流为逆时针方向；滑轮两边平衡，通电前后，由平衡条件可得G线圈=m0g，G线圈+nBIL=mg，则m=m0+nBLgI结合m-I图像，可知m11.小明同学在学习电容器的充放电特性后，利用电容器的充放电过程设计一个简易的延时开关电路，用于控制电路的通断时间，实验电路如图所示。实验器材：电源(电动势分别为E1、E2，内阻为零)，电容器C，可调电阻R、二极管D，小灯泡L，开关S1，电磁继电器(线圈通电后会吸住上方金属片使触点S实验步骤：①按图1连接电路，闭合开关S1，电容器充电。触点S2逐渐吸合，小灯泡②断开开关S1，电容器通过电磁继电器的线圈放电。观察触点S2是否断开以及小灯泡通过上面的实验操作，完成以下问题：(1)开关S1闭合时，下列描述正确的是                  A.充电电流方向为逆时针B.电容器电压随时间非线性增大，最终为EC.充电电流随时间线性减小，最终为0D.充电结束后，可调电阻上的电压不为0(2)开关S1断开后，电容器放电。当电容器电压下降到某一阈值U时，电磁继电器停止工作，触点S2断开。若电容器的电容为C，从S1断开到S2断开过程中，电容器放出的电荷量为                  (3)在保证电磁继电器正常工作前提下，放电回路中可调电阻的电阻越                  (填“大”或“小”)，延时时间越长。【答案】(1)B；(2)C(E1-U)【解析】(1)由题图可知，开关S1闭合时，因电源正极在上，负极在下，则充电电流方向为顺时针，A错误；充电过程中，电容两端的电压逐渐增大，充电电流逐渐减小，电压和电流的变化均为非线性变化，充电结束后，电流减小为0，根据欧姆定律可知可调电阻上的电压减小为0，电容器电压最终等于电源电动势E1，B正确；CD错误。故选(2)由题意，根据电容定义式C=Q(3)根据欧姆定律可知可调电阻的阻值越大，放电的电流越小，变化也越慢，则延时时间越长。12.某实验小组查阅资料得知物体运动时所受的空气阻力与速度的平方成正比，即f=kv2，其中k是空气阻力系数。他们利用图1的小车探究空气阻力系数的大小，实验用到的器材如下：能提供恒定推力的风力小车(推力恒为F实验步骤如下：①按图2安装实验装置；②调试速度传感器，然后连接上计算机的数据采集器；③接通风扇电源，小车开始运动；④通过计算机记录小车速度数据。通过上面的实验操作，完成以下问题：(1)通过速度传感器获取小车的瞬时速度v随时间t的变化数据如下表所示：时间t(s)012345速度v(m/s)01.52.53.03.33.5请根据表中数据，在坐标纸上描出剩余的点并绘制出小车瞬时速度v随时间t变化的图像。(2)根据小组所查阅资料分析可知，小车加速度a与速度平方v²的关系是                  的(填“线性”或“非线性”或“无关”)。(3)在实验中，小车最终会达到一个稳定速度vₘ，此时小车加速度为零。由此可求得小车的空气阻力系数k=                  (用F、vₘ表示)。(4)若实验中轨道摩擦力不可忽略，其他条件不变，实验测得的k值                  (填“偏大”或“偏小”)，为了消除这个误差，请写出一种可行的操作：                  。【答案】(1)；(2)线性；(3)Fv(4)偏大，将小车放在长木板上，长木板远离风扇的一端垫上木块，关闭风扇，轻推小车，让小车在长木板上做匀速运动，可以消除摩擦力的影响。【解析】(1)根据表中数据，在坐标纸上描出剩余的点并绘制出小车瞬时速度v随时间t变化的图像，如图所示(2)对小车受力分析，根据牛顿第二定律得F-kv2=ma，解得a=-kmv(3)小车最终会达到一个稳定速度vm，此时小车加速度为零，处于平衡状态，有F=kv(4)若实验中轨道摩擦力不可忽略，设轨道摩擦力为f，小车达到一个稳定速度vm时，根据平衡条件，有F=k真vm213.在一次“魔鬼高空秋千碰撞试验”的汽车安全测试中，被测汽车要经受另一辆汽车从几米高空以荡秋千的形式加速撞击。如图所示，甲车静止在水平地面上，乙车用绳子吊着拉到高处，此时绳子处于绷紧状态。测试开始后，让乙车由该位置静止释放，重心下降5m时到达悬点正下方，恰能撞上甲车且绳子断开，然后与甲车一起水平向左运动。已知甲、乙两车的质量均为1000kg，碰撞时间为0.2s，重力加速度取10m(1)乙车与甲车碰撞前瞬间的速度大小；(2)碰撞后瞬间甲乙两车的速度大小；(3)碰撞过程甲车受到的平均冲击力大小。【答案】(1)10m/s；(2)5【解析】(1)由题意可知，乙车下落过程，只有重力做功，机械能守恒mgh=代入数据可得v(2)甲乙碰撞时动量守恒，且碰后共速，由动量守恒定律可得m解得v(3)设向左为正方向，对甲车，由动量定理可得F解得F=2.5×14.海浪发电是一项具有广阔应用潜力的新能源技术。某科技兴趣小组设计了一海浪发电模型，原理图如图1所示。一个N匝的闭合正方形线圈处在垂直于线圈平面的组合磁场中，组合磁场由两个方向相反的匀强磁场组成，磁感应强度大小均为B，每个磁场的宽度为L。正方形线圈的边长也为L，总电阻为R。在海浪的带动下线圈上下运动切割磁感线且线圈在运动过程中不会超出磁场范围，其振动图像按正弦规律变化如图2所示。线圈处于平衡位置时，线圈的中线恰好与组合磁场中的中线重叠。线圈的振动周期为T，当t=T2时，线圈的速率为(1)振动过程中，线圈所受安培力的合力最大值；(2)一个周