2022-2023学年广东省广州市第一中学高二下学期期中考试 物理 解析版

这是一份2022-2023学年广东省广州市第一中学高二下学期期中考试 物理 解析版，共15页。试卷主要包含了短道速滑比赛中“接棒”运动员等内容，欢迎下载使用。
广州市第一中学2022学年下学期高二年级期中考试科目：物理命题人：   审题人：   2023年4月本试卷共6页，满分为100分。考试用时：75分钟。注意事项：1．答卷前，考生务必用黑色字迹的钢笔或签字笔将自己的姓名、学号和座位号填写在答题卡指定位置上。2．选择题每题选出答案后，用2B铅笔将答题卡上对应题目选项的答案信息点涂黑，如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其他答案，答案不能答在试卷上。3．非选择题必须用黑色字迹钢笔或签字笔作答，答案必须写在答题纸各题目指定区域内的相应位置上；如需改动，先划掉原来的答案，然后再写上新的答案；不准使用铅笔和涂改液。不按上以上要求作答的答案无效。第I部分  选择题（共46分）一、单项选择题：本题包括7小题，每小题4分，共28分，每小题给出的四个选项中，只有一个选项符合题目要求，多选、错选均不得分。1．空调机使室内温度达到设定值时会自动停止工作。空调机实现这一自动控制功能用到的传感器是（　　）A．压力传感器 B．声音传感器 C．温度传感器 D．光传感器2．下列关于电磁波的说法正确的是（　　）A．电磁波在空气中不能传播B．只要有变化的电场和磁场，就能产生电磁波C．利用电磁波不能传递信号和能量D．要有效发射电磁波，振荡电路要有足够高的振荡频率3．一条轻长绳放置在水平桌面上，俯视图如图甲所示，用手握住长绳的一端，从时刻开始用手带动点沿垂直绳的方向（图甲中轴方向）在水平面内做简谐运动，内点的振动图像如图乙所示。时轻长绳上的波形图可能正确的是（　　）A． B．C． D．4．关于下列四幅图所涉及的光学知识中，说法错误的是（　　）A．图甲检查工件的平整度利用光的干涉现象B．图乙医用内窥镜利用光的全反射现象C．图丙在坦克内壁上开孔安装玻璃利用光的折射现象扩大视野D．图丁泊松亮斑是由于光的偏振现象产生的5．图甲为一交流发电机的示意图，磁极中间区域磁场近似为匀强磁场，磁感应强度为B。匝数为n，面积为S，总电阻为r的矩形线圈abcd绕轴做角速度为的匀速转动，矩形线圈在转动中始终保持和外电路电阻R形成闭合电路，回路中接有一理想交流电流表。图乙是线圈转动过程中产生的感应电动势e随时间t变化的图像，下列说法中正确的是（　　）A．时刻穿过线圈的磁通量最大B．电流表的示数为C．图乙中的时刻线圈所处位置可能对应甲图中所示位置D．从0到这段时间穿过线圈磁通量的变化量大小为06．图甲是使用220V正弦交变电源的手机无线充电装置，其工作原理如图乙所示。其中S为探测开关，如果手机支持无线快充，则S与1接通，此时送电线圈和受电线圈的匝数比，手机两端的电压为9V，充电功率为27W；送电线圈所接的电阻为，若把装置线圈视为理想变压器，下列说法正确的是（　　）A．快速充电时受电线圈两端电压约为73VB．快速充电时，ab端和与手机两端端电压比为3:1C．快速充电时，送电线圈和受电线圈电流比为3:1D．快速充电时，ab间输入功率为220W7．短道速滑比赛中“接棒”运动员（称为“甲”）在前面滑行，“交棒”运动员（称为“乙”）从后面用力推前方“接棒”运动员完成接力过程，如图所示。假设运动员甲的质量小于运动员乙的质量，交接棒过程中两运动员的速度方向均在同一直线上，忽略运动员与冰面之间的摩擦。在交接棒过程，下列说法正确的是（　　）A．乙对甲的作用力大于甲对乙的作用力   B．甲的动量增加量大于乙的动量增加量C．甲的速度增加量大于乙的速度减少量   D．甲、乙两运动员冲量之和不为零二、多项选择题，本题共3小题，每小题6分，共18分，至少有2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。8．均匀介质中，波源位于O点的简谐横波在水平面内传播，波面为圆。某时刻第一象限内第一次出现如图（a）所示的波面分布，其中实线表示波峰，虚线表示相邻的波谷，从此时刻开始计时，坐标（0，）处质点的振动图像如图（b）所示，轴正方向竖直向上。下列说法正确的是（　　）A．该水波的波长为12mB．时，P点处在平衡位置下方且向下运动C．，P点正在平衡位置的上方且向下运动D．若波源从平衡位置起振，则波源的起振方向一定向上9．一款健身车如图甲所示，图乙是其主要结构部件，金属飞轮A和金属前轮C可绕同一转轴转动，飞轮A和前轮C之间有金属辐条，辐条长度等于飞轮A和前轮C的半径之差。脚踏轮B和飞轮A通过链条传动，从而带动前轮C在原位置转动，在室内就可实现健身。已知飞轮A的半径为，脚踏轮B的半径为，前轮C的半径为，整个前轮C都处在方向垂直轮面向里、磁感应强度大小为的匀强磁场中。将阻值为的电阻的端用导线连接在飞轮A上，端用导线连接前轮C边缘。健身者脚蹬脚踏轮B使其以角速度顺时针转动，转动过程不打滑，电路中其他电阻忽略不计，下列说法正确的是（　　）A．电阻端的电势高于端的电势    B．前轮C转动的角速度为C．辐条两端的电压为    D．电阻的热功率与成正比10．如图甲所示，某同学在研究电磁感应现象时，将一线圈两端与电流传感器相连，强磁铁从长玻璃管上端由静止下落，电流传感器记录了强磁铁穿过线圈过程中电流随时间变化的图像，时刻电流为0，如图乙所示。下列说法正确的是（　　）A．在时刻，穿过线圈的磁通量的变化率为0B．在到时间内，强磁铁的加速度大于重力加速度C．强磁铁穿过线圈的过程中，受到线圈的作用力先向上后向下D．在到的时间内，强磁铁重力势能的减少量大于其动能的增加量第Ⅱ部分 非选择题（共54分）三、实验题，本题共2小题，共16分，答案或图必须填写在答题卡上指定区域的指定位置。11．如图所示，小明同学在实验室用单摆测量重力加速度，他测量摆线的长度L和对应的周期T，得到多组数据，作出了图像，如图所示。根据图线可求得（结果用a、b、表示）：（1）悬挂小球的直径为________；（2）当地的重力加速度g=________；（3）若忽略测量数据的偶然误差，从理论上分析，他求得的重力加速度________真实值（选填“大于”“等于”或“小于”）。12．某实验小组采用如图甲所示的实验装置做“验证动量守恒定律”实验。在水平桌面上放置气垫导轨，导轨上安装光电计时器1和光电计时器2，带有遮光片的滑块A、B的质量分别为，两遮光片沿运动方向的宽度均为d，实验过程如下：  ①调节气垫导轨成水平状态；②轻推滑块A，测得滑块A通过光电计时器1的遮光时间为；③滑块A与静止的滑块B相碰后，滑块B向右运动通过光电计时器2的遮光时间为，滑块A反弹经过光电计时器1的遮光时间为。（1）实验中滑块A第一次通过光电计时器1时的速度为_________，两滑块碰撞后滑块A反向运动，则应满足的关系为_________（填“大于”“等于”或“小于”）。（2）用螺旋测微器测量遮光片的宽度，如图乙所示，读数为_________。（3）利用题中所给物理量的符号表示动量守恒定律成立的式子为_________。（4）若碰撞为弹性碰撞，则应该满足的等式为_________（利用题中所给物理量的符号表示）。四、计算题，本题共3小题，共38分。要求写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤，只写出最后答案的不能得分，有数值计算的题，答案中应明确写出数值和单位。答案或图必须填写在答题卡上指定区域的指定位置。13．（10分）一个圆柱形筒，如图所示，直径，高，人眼在筒侧上方某处观察，所见筒左侧的深度为，当筒中装满液体时，则恰能看到筒左侧的最低点。光在真空中传播速度。求：（1）此液体的折射率n．（2）光在此液体中的传播速度v。14．（12分）如图甲，间距的平行长直导轨MN、PQ水平放置，两导轨左端MP之间接有一阻值为的定值电阻，导轨电阻忽略不计；一导体棒（电阻不计）垂直于导轨放在距离导轨左端的ab处，其质量，导体棒与导轨间的动摩擦因数，整个装置处在范围足够大的竖直方向的匀强磁场中。取竖直向下为正方向，从时刻开始，磁感应强度B随时间t的变化关系如图乙所示；在内导体棒在外力作用下处于静止状态，不计感应电流磁场的影响，取。（1）求时安培力的大小和方向；（2）从开始，导体棒在恒力作用下向右运动时，导体棒的速度达到最大。求导体棒的最大速度及该过程中电阻R上产生的热量Q。15．（16分）如图所示，足够大的水平冰面与倾角、高的倾斜冰面平滑连接。一质量的滑冰运动员静止在冰面上，他把一质量的静止物块以的对地速度水平向右推出，物块沿倾斜冰面上滑再返回，追上运动员时，经物块与运动员相互作用后，物块再次以的对地速度水平向右运动。不计一切摩擦，取，求：（1）第一次推出物块时，运动员的速度；（2）物块第一次返回追上运动员，在物块与运动员相互作用的过程中，物块与运动员总机械能的变化量（最终结果保留两位小数）；（3）如果物块与运动员每次相互作用后，物块水平向右运动的对地速度始终是，运动员最终能获得的最大速率（最终结果保留两位小数）。
参考答案：1．C【解析】空调机使室内温度达到设定值时会自动停止工作。空调机实现这一自动控制功能用到的传感器是温度传感器，C正确，ABD错误；故选C。2．D【解析】A．电磁波在空气中也能传播，选项A错误；B．只有周期性变化的电场和周期性变化的磁场，才能产生电磁波，选项B错误；C．利用电磁波能传递信号和能量，选项C错误；D．要有效发射电磁波，振荡电路要有足够高的振荡频率，选项D正确。故选D。3．B【解析】由图乙可知波形图对应的质点起振方向沿y轴正方向，且开始时的周期较小，则对应的波形图开始时波长较小。故选B。4．D【解析】A．如图甲可以利用光的干涉现象可以检查工件的平整度，故A正确；B．图乙医用内窥镜利用了光在光导纤维中的全反射现象，故B正确；C．图丙在坦克内壁上开孔安装玻璃，由于光的折射作用，会导致视野扩大，故C正确；D．图丁泊松亮斑是由于光的衍射现象产生的，故D错误。故选D。5．B【解析】A．由图乙可知时刻感应电动势最大，此时线圈位于中性面的垂面位置，线圈的磁通量为0。故A错误；B．最大感应电动势为有效电动势为电路中电流为电流表的示数为，故B正确；C．图乙中的时刻感应电动势最大，穿过线圈的磁通量为0，线圈处于中性面的垂直面，故不可能对应甲图中所示位置，故C错误；D．0时刻电动势为0，线圈位于中性面位置，磁通量为时刻磁通量为从0到这段时间穿过线圈磁通量的变化量大小为故D错误。故选B。6．D【解析】S与1接通，此时次级电流则初级电流此时初级电压次级电压此时送电线圈的输入功率为P1=U1I1=180W ab间输入功率为P=UI1=220×1W=220W选项ABC错误，D正确；故选D。7．C【解析】AD．根据牛顿第三定律可知，两运动员之间的相互作用力大小相等，方向相反，且作用时间相等，根据I=Ft可知两运动员相互作用力的冲量大小相等，方向相反，冲量之和一定为零。故AD错误；BC．因为忽略与冰面的摩擦，两运动员组成的系统动量守恒，甲的动量的增加量等于乙的动量的减少量；由于甲的质量较小，所以甲的速度较大，故B错误，C正确。故选C。8．AC【解析】A．由图（a）可知，该水波的波长为12m，故A正确；B．由图（b）可知，该水波的周期为4s，根据波速的公式可得P点到波源O的距离为根据可知时刻，P点由平衡位置向上振动，其振动方程为故B错误；C．P点与图中实线所表示的波峰相距3m，即为四分之一波长，可知P点振动情况滞后四分之一周期，即1.5s时P点的振动情况与图b中0.5s时坐标（，）处质点振动情况相同，所以P点正在平衡位置的上方且向下运动，故C正确；D．波源从平衡位置起振，若波源的起振方向向下，当振动时间时，第一象限内第一次出现如图（a）所示的波面分布；若波源的起振方向向上，当振动时间时，第一象限内第一次出现如图（a）所示的波面分布；故D错误。故选AC。9．BC【解析】A．根据题意，由右手定则可知，前轮C顺时针转动过程中，金属辐条切割磁感线，金属辐条中产生由飞轮A指向前轮C的电流，则电阻端的电势低于端的电势，故A错误；B．飞轮A和脚踏轮B边缘的线速度大小相同，飞轮A边缘的线速度大小设飞轮A的度为，则有解得故B正确；C．前轮C边缘的线速度大小辐条两端的电压故C正确；D．根据题意可知，脚踏轮B和飞轮A通过链条传动，由公式可知，脚踏轮B以角速度顺时针转动，则飞轮A转动的角速度为辐条切割磁感线产生的感应电动势为由于其它电阻不计，则电阻两端电压等于感应电动势，则电阻的热功率为则电阻的热功率与成正比，故D错误。故选BC。10．AD【解析】A．时刻电流为0，说明感应电动势为零，由 可知穿过线圈的磁通量的变化率为0，故A正确；B．由“来拒去留”可知在到时间内，强磁铁受到线圈向上的作用力F，且初始阶段有F小于重力，由可知初始阶段强磁铁的加速度小于重力加速度，故B错误；C．由“来拒去留”可知强磁铁穿过线圈的过程中，受到线圈的作用力始终向上，故C错误；D．在到的时间内，强磁铁重力势能的减少量等于其动能的增加量加上线圈的内能，故D正确。故选AD。11．     2a          等于【解析】（1）根据得根据图像悬挂小球的直径为d=2a（2）图像斜率g=（3）若忽略测量数据的偶然误差，图像斜率不变，他求得的重力加速度等于真实值。12．     小于               【解析】（1）滑块A与静止的滑块B相碰后，滑块A反弹经过光电计时器1，所以小于。（2）螺旋测微器精度为0.01mm，读数为（3）碰撞前滑块A做匀速直线运动，碰前滑块A的速度向右，大小为 碰撞后滑块A、B都做匀速直线运动，碰撞后滑块B的速度向右，大小为 碰撞后滑块A的速度向左，说明，速度大小为 两滑块碰撞过程系统动量守恒，以向右为正方向，由动量守恒定律得：整理得（4）若碰撞为弹性碰撞，则有整理得13．（1）；（2）m/s【解析】（1）光路图如图所示根据几何知识有，根据折射定律有（2）光在此液体中的传播速度为14．（1），方向水平向右；（2）；【解析】（1）前3s内，根据图乙可知，磁感应强度的变化率大小为根据法拉第电磁感应定律可得，感应电动势大小为根据闭合电路欧姆定律可得感应电流根据楞次定律可知电流方向俯视为顺时针方向根据左手定则知时，安培力为方向水平向右（2）导体棒速度最大时，根据平衡条件可得其中根据图乙知联立解得, 导体棒的最大速度方向水平向右，根据能量守恒定律解得该过程中电阻R上产生的热量为15．（1）；方向水平向左（2）；（3）【解析】（1）对物块与运动员相互作用过程，由于系统合外力的冲量为零，所以满足动量守恒条件。设水平向左为正方向，运动员第一次推出物块的过程，由动量守恒定律得解得 方向水平向左（2）物块第一次返回追上运动员时，在物块与运动员相互作用的过程中，由动量守恒定律得解得  运动员与物块总机械能的变化代入数据解得（3）运动员每次与物块相互作用后，其速度均增加，一直到物块不能追上运动员为止。对运动员和物块相互作用过程，由动量守恒定律可知：运动员与物块第一次相互作用经第二次相互作用  经第三次相互作用解得    经第n次相互作用，运动员的速度大小由，解得因为相互作用要求n为整数，当n=8时当运动员速度为5.36 m/s时，物块已经不可能追上运动员并发生相互作用，所以此速度为运动员的最大速度。