浙江省台州市台州六校联盟2024-2025学年高二下学期4月期中物理试卷（解析版）

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选择题部分
一、选择题I（本题共10小题，每小题3分，共30分。每小题列出的四个备选项中只有一个是符合题目要求的，不选、多选、错选均不得分）
1. 人们常用卡路里（cal）来计量运动消耗的能量，已知1cal=4.2J，而家庭用电则常用千瓦时（kW•h）计量所用的电能，则1kW•h相当于（ ）
A. 1000calB. 3600cal
C. 3.6106calD. 8.6105cal
【答案】D
【解析】
故选D。
2. 下列几种物理现象的解释中，正确的是（ ）
A. 在推车时推不动是因为推力的冲量为零
B. 船舷常常悬挂旧轮胎，是为了延长作用时间，减小作用力
C. 迎面驶来的汽车喇叭声变尖锐，是因为空气进入喇叭使喇叭发出的声音频率发生变化
D. 远距离输电时升高电压，是为了使导线中的电子移动更快，加快电流的传输
【答案】B
【解析】A．在推车时推不动是因为推力小于最大静摩擦力，推力的冲量Ft不为零，故A错误；
B．船舷常常悬挂旧轮胎，是因为轮胎能延长作用时间，减小作用力，故B正确；
C．迎面驶来的汽车喇叭声变尖锐，是因为产生多普勒效应，人接收到的声音频率变高了，但声源发出的声音的频率没有变化，故C错误；
D．远距离输电时，采用高压输电主要是为了减少输电线路上的电能损失，故D错误。
故选B。
3. 关于下面热学中的几张图片所涉及的相关知识，描述正确的是（ ）
A. 图甲中，微粒越大，单位时间内受到液体分子撞击次数越多，布朗运动越明显
B. 图乙铅块和金块叠在一起，一段时间后难以分开，说明固体间也能发生扩散现象
C. 由丙图中分子势能随分子间距的变化关系可知，在由变到的过程中分子力做负功
D. 图丙中分子间距为时的分子力比分子间距为时的分子力小
【答案】B
【解析】A．图甲中，微粒越大，单位时间内受到液体分子撞击次数越多，布朗运动越不明显，故A错误；
B．铅块与金块叠在一起，经过一段时间后，它们会彼此进入对方，这就是固体间的扩散现象，说明固体间也能发生扩散，故B正确；
C．由图丙可知，在由变到的过程中，分子势能减小，则分子力做正功，故C错误；
D．图丙中分子间距为时分子势能最小，可知，该位置为平衡位置，分子力为0，即分子间距为时的分子力比分子间距为时的分子力大，故D错误。
故选B。
4. 如图所示是最常见的羽毛球运动图标之一，运动员扣杀羽毛球的速度可达到。假设羽毛球飞来的速度为，运动员将羽毛球以的速度反向击回，羽毛球的质量为，则下列说法正确的是（ ）
A. 在研究球拍击打羽毛球时羽毛球的形变时，可以将羽毛球看做质点
B. 羽毛球受到球拍的作用力与空气阻力是一对平衡力
C. 羽毛球的动量变化量大小为，方向与羽毛球飞来的方向相反
D. 羽毛球的动量变化量大小为，方向与羽毛球飞来的方向相同
【答案】C
【解析】A．在研究球拍击打羽毛球时羽毛球的形变时，羽毛球的大小和形状对问题的影响不能忽略，故不可以将羽毛球看做质点，故A错误；
B．羽毛球受到球拍的作用力与空气阻力不是一对平衡力，故B错误；
CD．规定羽毛球初速度方向为正方向，羽毛球的动量变化量
羽毛球的动量变化量大小为，方向与羽毛球飞来的方向相反。
故C正确，D错误
故选C。
5. 如图所示，单刀双掷开关S先打到a端让电容器充满电。时开关S打到b端，时LC回路中电容器下极板带正电荷且电荷量第一次达到最大值。则（ ）
A. LC回路的周期为0.02s
B. LC回路的电流最大时电容器中电场能最大
C. 时线圈中磁场能最大
D. 时回路中电流沿顺时针方向
【答案】C
【解析】A．以顺时针电流为正方向，LC电路中电流和电荷量变化的图像如下：
时电容器下极板带正电荷且最大，根据图像可知周期为，故A错误；
B．根据图像可知电流最大时，电容器中电荷量为0，电场能最小为0，故B错误；
CD．时，经过，根据图像可知此时电流最大，电流沿逆时针方向，说明电容器放电完毕，电能全部转化为磁场能，此时磁场能最大，故C正确，D错误。
故选C．
6. 如图所示，在光滑水平地面上，质量为的小球A以的速度向右运动，与静止的质量为的小球B发生正碰，碰后B的速度大小可能为（ ）
A. B.
C. D.
【答案】B
【解析】若A与B发生完全非弹性碰撞，碰撞后两者共速，B获得最小速度，根据动量守恒有
解得
若A与B发生完全弹性碰撞，B获得最大速度，根据动量守恒和能量守恒有，
联立解得
故B的速度取值范围为
7. 压敏电阻的阻值随所受压力的增大而减小，有位同学利用压敏电阻设计了判断小车运动状态的装置，其工作原理如图（a）所示，将压敏电阻和一块挡板固定在绝缘小车上，中间放置一个绝缘重球。小车向右做直线运动过程中，电流表示数如图（b）所示，下列判断正确的是（ ）
A. 从t1到t2时间内，小车做匀速直线运动
B. 从t1到t2时间内，小车做匀加速直线运动
C. 从t2到t3时间内，小车做匀速直线运动
D. 从t2到t3时间内，小车做匀加速直线运动
【答案】D
【解析】AB．由图像可知在t1～t2内，电流I变大，说明压敏电阻阻值变小，绝缘球受到向右的压力变大，绝缘球的加速度增大，小车向右做加速度增大的加速运动，故AB错误；
CD．由图像可知在t2～t3内，电流I不变，说明绝缘球受到向右的压力恒定，小车做匀加速直线运动，故C错误，D正确。
故选D。
8. A、B两个小球放在一段光滑圆弧曲面上，它们与圆弧最低点O之间的弧长，OA、OB均远小于圆弧半径。C球位于圆弧的圆心处，三个小球同时从静止开始运动，则到达O点所需时间的大小关系为（ ）
A. tA＞tB＞tCB. tC＞tA＞tBC. tA＝tB＞tCD. tC＞tA＝tB
【答案】C
【解析】设圆弧轨道半径为R，C球做自由落体运动，则有
可得
A、B球是等效单摆，从静止运动到O点的时间为
则有
故A、B、D错误，C正确；
故选C。
9. 如图甲所示，变压器为理想变压器，图乙为端的输入电压，电阻，交流电动机M上标有“9V、18W”字样，电动机通过轻绳拉一个质量为的物体以的速度竖直向上匀速上升，此时电动机恰好正常工作，以下说法正确的是（ ）
A. 变压器原、副线圈的匝数比是10∶1
B. 电流表示数是
C. 电动机的电阻为
D. 电动机的输出功率为
【答案】D
【解析】A．电动机正常工作，则
副线圈的电压
ab端的输入电压有效值为
匝数比，故A错误；
B．根据
解得
故B错误；
C．由功率关系
电动机的电阻为
故C错误；
D．物体匀速上升，物体所受拉力大小等于重力大小，即
故电动机的输出功率
故D正确。
故选D。
10. 如图所示，一玻璃球体的半径为，为球心，为直径，在球的左侧有一竖直接收屏在A点与玻璃球相切。自点发出的光线在点射出玻璃球，出射光线平行于，照射在接收屏上的点。另一光线恰好在点发生全反射。已知，光在真空中传播的速度为，下列说法正确的是（ ）
A. 光在此玻璃球体发生全反射的临界角大于
B. 光由传到点所需时间为
C. 点到的竖直距离为
D. 若点处光源为红光，将其换为绿光光源，则圆弧上恰好发生全反射的点向右移动
【答案】C
【解析】A．已知∠ABM=30°，由几何关系知光线BM在M点的入射角
折射角
则玻璃的折射率为
临界角的正弦值
所以
故A错误；
B．光在玻璃中传播速度
光由B传到M的时间
光由M传到Q的时间
则光由B传到Q点所需时间为
故B错误；
C．由题意知临界角为
则，
故N点到AB的竖直距离
故C正确；
D．若该B点处光源为红光，将其替换为绿光光源，折射率变大，由知临界角变小，则圆弧上恰好全反射的N点向左移动，故D错误。
故选C。
二、选择题II（本题共3小题，每小题4分，共12分。每小题列出的四个备选项中至少有一个是符合题目要求的。全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分）
11. 将一个电动传感器接到计算机上，就可以测量快速变化的力，用这种方法测得的某单摆摆动时悬线上拉力的大小随时间变化的曲线如图所示。某同学由此图像提供的信息作出的下列判断中，正确的是（ ）
A. t＝0.2 s时摆球正经过最低点
B. t＝1.1 s时摆球正经过最低点
C. 摆球摆动过程中机械能不变
D. 摆球摆动的周期是T＝1.2 s
【答案】AD
【解析】A. 单摆在最低点悬线拉力最大，最高点拉力最小，t＝0.2 s时拉力最大，摆球正经过最低点，A正确；
B. t＝1.1 s时拉力最小，摆球正经过最高点，B错误；
C. 摆球摆动过程中，拉力的峰值越来越小，说明摆球在最低点的速度越来越小，则机械能越来越小，C错误；
D. 摆球从最低点开始摆动，要经过两个最高点才能回到初始位置，所以摆球的每个周期都包含远走一个波峰两个波谷，则单摆的周期是
D正确。
故选AD。
12. 如图，甲为一列沿轴传播的简谐横波在时刻的波形图，图乙为处质点的速度—时间（v-t）图像（规定轴正方向为正方向），下列说法正确的是（ ）
A. 该波沿轴负方向传播，波速为
B. 在内质点运动的路程为
C. 质点在时刻的位移为
D. 当某测波仪靠近该波源时，接收到波的频率可能为
【答案】AD
【解析】A．从乙图可知，在t＝0时刻P点速度为正向最大值，即P点正在平衡位置向＋y方向振动，根据“同侧法”可知波沿x轴负方向传播，由甲图可知波长
由乙图可知周期
故波速
故A正确；
BC．由甲图可知该波质点振幅为A=10cm，质点P经过0.6s恰好振动半个周期，回到平衡位置，向下振动，故质点P运动的路程
s=2A=20cm=0.2m
质点P运动的位移为0m，故BC错误；
D．该波的频率为
根据多普勒效应可知，当某测波仪靠近该波源时，接收到的频率可能大于或小于，故D正确。
故选AD。
13. 将某霍尔元件接入如图所示的电路，条形磁铁的N极靠近霍尔元件时，二极管发光。霍尔元件的长宽高如图所示，霍尔元件单位体积中有个载流子，每个载流子所带电荷量大小为，载流子定向移动的速率为，稳定时前后两个面的电压为，流过滑动变阻器的电流为。下列说法正确的是（ ）
A. 霍尔元件中载流子带正电
B. 霍尔元件处的磁感应强度大小为
C. 将磁铁继续靠近霍尔元件，二极管变亮
D. 将滑动变阻器的滑片适当向左滑，二极管变亮
【答案】BC
【解析】A．由图可知二极管处于导通状态，所以霍尔元件前面的电势高于后面的电势，由左手定则可知载流子受到的洛伦兹力方向向后，载流子向霍尔元件的后面聚集，所以载流子带负电，故A错误；
B．当电路稳定时，载流子受力平衡，有
由电流定义有
解得，故B正确；
C．前后面间的电压越大，二极管的亮度越大，由前面分析有
所以磁铁靠近霍尔元件，霍尔元件处的磁感应强度变大，所以前后面间的电压变大，二极管变亮，故C正确；
D．滑动变阻器的滑片适当向左滑，通过霍尔元件的电流变小，所以前后两个面间的电压变小，二极管变暗，故D错误。
故选BC。
非选择题部分
三、非选择题（本题共6小题；其中第14小题8分，第15小题12分，第16小题6分，第17小题10分，第18小题11分，第19小题11分；共58分）
14. 在“油膜法估测油酸分子大小”的实验中：
（1）“用油膜法估测油酸分子的大小”实验的科学依据有（多选）_____
A. 将油酸形成的膜看成单分子油膜
B. 不考虑各油酸分子间的间隙
C. 将油酸分子看成球形
D. 油酸分子直径的数量级为
（2）下列说法及实验操作正确的是_____。
A. 用油膜法可以精确测量分子的大小
B. 油酸分子直径等于纯油酸体积除以相应油膜的面积
C. 计算油膜面积时，应舍去所有不足一格的方格
D. 实验时应先将一滴油酸酒精溶液滴入水面，再把爽身粉撒在水面上
（3）实验中，在玻璃板上描出一滴油酸酒精溶液形成的油膜轮廓，随后把玻璃板放在坐标纸上，其形状如图所示。坐标纸上正方形小方格的边长为，该油膜的面积_____。若配得的油酸酒精溶液体积分数为A，测得n滴溶液的体积为V，则油酸分子的直径_____（用题中字母表示）。
【答案】（1）ABC （2）B （3）93##90##94##91##92
【解析】（1）实验中油酸的直径是用油酸的体积除以油膜的面积来计算，所以实验的科学依据是将油膜看成单分子油膜，不考虑油酸分子间的间隙，并把油酸分子看成球形，油酸分子直径的数量级为。
故选ABC。
（2）A．用油膜法只能粗略测量分子的大小，故A错误；
B．油膜为单分子紧密排列的，因此单分子油膜的厚度被认为是油酸分子的直径，所以油酸分子直径等于纯油酸体积除以相应油膜面积，故B正确；
C．在计算面积时，超过半格的按一个，不足半格的才能舍去，故C错误；
D．实验时要先撒痱子粉，再滴油酸酒精溶液，故D错误。
故选B。
（3）[1]根据超过半格的按一个，不足半格的才能舍去，由图可知，共有93个格，即油膜的面积是
[2]由题意可知，一滴油酸酒精溶液中含有纯油酸体积为
油酸分子的直径是
15. 某同学用热敏电阻制作高温报警器。实验器材如下，热敏电阻、电磁继电器、蜂鸣器、小灯泡（额定电压）、保护电阻（阻值）、变阻箱、电池组两组（内阻不计）、多用电表（有温度挡）、铁架台、烧杯、开关及导线若干。
（1）如图1所示是该热敏电阻的曲线，由图像可以得到热敏电阻的阻值随温度的升高而________（选填“减小”“不变”或“增大”）。
（2）如图2是某同学设计的高温报警器电路图，左边部分是控制电路，右边部分是报警装置，实验发现控制电路不工作，合上开关S，用多用电表排查电路故障，则应将如图3所示的选择开关旋至______（选填：“A”“B”“C”或“D”），若只有继电器线圈断路，则应发现表笔接入继电器线圈两端时多用电表的指针_________（选填“偏转”或“不偏转”），接入热敏电阻两端时多用电表的指针________（选填“偏转”或“不偏转”）。
（3）根据电磁继电器的技术数据，当热敏电阻达到设定温度时，电磁继电器应自动吸合，报警装置报警，已知控制电路电池组电动势为。电磁继电器正常吸合所需的电流为，继电器内阻为，如果设置报警温度为56℃~58℃，则变阻箱的电阻不能超过_____。想要让热敏电阻在高温报警中更加“敏感”（即温度不是太高就报警），需要_____（选填“增大”“减小”或“不变”）变阻箱的电阻。
【答案】（1）减小 （2）C 偏转 不偏转 （3）59 减小
【解析】（1）由图像可以得到热敏电阻的阻值随温度的升高而减小；
（2）[1]合上开关S，应用多用电表的直流电压挡去排查电路故障，故应将选择开关旋至；
[2] 若只有继电器线圈断路，则应发现表笔接入继电器线圈两端时，多用电表电压接近电源电动势，多用电表的指针偏转；
[3] 若只有继电器线圈断路，表笔接入热敏电阻两端时，由于继电器线圈断路，回路中没有电流，热敏电阻两端电压为零，多用电表的指针不偏转；
（3）[4] 已知控制电路电池组电动势为。电磁继电器正常吸合所需的电流为，则总电阻为
且
如果设置报警温度为56℃~58℃，由图像可知该温度对应的热敏电阻阻值范围为降到，则当热敏电阻阻值取时，此时变阻箱的电阻R调节到
故变阻箱的电阻不能超过。
[5] 想要让热敏电阻在高温报警中更加“敏感”（即温度不是太高就报警），说明报警时热敏电阻的阻值比原来大，故为了使电流达到电磁继电器正常吸合时的电流，需要减小变阻箱的电阻。
16. 在“用双缝干涉测光的波长”实验中。
（1）某同学在光具座上放置的光学元件如图甲所示，其中滤光片所起的作用是_____；
（2）观察到干涉条纹如图乙所示。转动测量头的手轮，使分划板中心刻线对准a时，手轮的读数，继续转动手轮，使分划板中心刻线对准时，手轮的读数如图丙所示，_____；
（3）若已知双缝间距，双缝到屏的距离，则待测光的波长为_____（结果保留三位有效数字）。
【答案】（1）获得单色光 （2）9.762##9.761##9.763 （3）
【解析】（1）滤光片所起的作用是为了获取单色的线光源；
（2）螺旋测微器的固定刻度读数为9.5mm，可动刻度读数为
所以最终读数为
（3）相邻条纹的间距为
根据
可得波长为
17. 某运动装置如图，装置由光滑倾斜直轨道和圆弧轨道组成，段圆弧对应半径，紧靠处有一质量为的小车，小车上表面由长为的水平面和半径为的四分之一的圆弧面组成，与等高且相切。现有一质量为的滑块（可视为质点）从轨道上距点高度为处自由下滑，滑块与小车上表面段间的动摩擦因数为，忽略其他阻力及摩擦力影响，取。
（1）当时，求：
①当滑块滑到点时，对轨道压力大小；
②滑块在小车上滑动过程中离上表面的最大高度；
（2）若要滑块最终留在小车上，求起始高度的最大值。
【答案】（1）①2.6N；②0.15m （2）1.2m
【解析】（1）①由
得
C处
联立解得
根据牛三定律，滑块对轨道的压力大小为。
②由动量守恒
得
由能量守恒
解得
（2）由
得
由
得
由能量守恒
解得
18. 如图所示，有两段间距恒为的平行金属导轨和，其中段倾斜，倾角，BC，段水平且足够长，两段导轨所在平面均存在垂直平面的匀强磁场，磁场方向如图所示。倾斜导轨和水平导轨在、平滑连接，处接有阻值的电阻。一根质量为、阻值为的金属棒在倾斜导轨上高度处由静止释放，沿导轨滑下，到达前已达匀速，最终停在水平导轨上，整个过程金属棒始终保持与导轨垂直且接触良好。不计其他电阻，不计所有摩擦，忽略金属棒通过连接处时的能量损失。重力加速度取。求：
（1）棒在倾斜导轨上运动的最大速度；
（2）棒最终静止后到处的距离；
（3）整个过程中通过电阻的电荷量。
【答案】（1）2m/s （2）0.8m （3）0.4C
【解析】（1）导体棒受力平衡，则有，
即
解得
（2）根据动量定理有
到的距离
联立解得
（3）根据，，
联立可得
又
联立解得
19. 如图所示，在矩形区域ABCD内存在竖直向上的匀强电场，在BC右侧Ⅰ、Ⅱ两区域存在匀强磁场，L1、L2、L3是磁场的边界（BC与L1重合），宽度相同，方向如图所示，区域Ⅰ的磁感应强度大小为B1。一电荷量为＋q、质量为m的粒子（重力不计）从AD边中点以初速度v0沿水平向右方向进入电场，粒子恰好从B点进入磁场，经区域Ⅰ后又恰好从与B点同一水平高度处进入区域Ⅱ.已知AB长度是BC长度的倍。
（1）求带电粒子到达B点时的速度大小；
（2）求区域Ⅰ磁场的宽度L；
（3）要使带电粒子在整个磁场中运动的时间最长，求区域Ⅱ的磁感应强度B2的最小值。
【答案】（1） ；（2） ；（3）1.5B1
【解析】（1）设带电粒子进入磁场时的速度大小为v，与水平方向成θ角，粒子在匀强电场中做类平抛运动，由类平抛运动的速度方向与位移方向的关系有
则
θ＝30°
根据速度关系有
（2）设带电粒子在区域Ⅰ中的轨道半径为r1，由牛顿第二定律得
轨迹如图甲所示
由几何关系得L＝r1
解得
（3）当带电粒子不从区域Ⅱ右边界离开磁场时，在磁场中运动的时间最长．设区域Ⅱ中最小磁感应强度为B2m，此时粒子恰好不从区域Ⅱ右边界离开磁场，对应的轨迹半径为r2，轨迹如图乙所示：
同理得
根据几何关系有
L＝r2（1＋sin θ）
解得
B2m＝1.5B1.