精品解析：福建省福州市多所学校高二下学期期中联考物理试题

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福建省福州市多所学校高二（下）期中
物理试卷
1. 下列说法正确的是（　　）
A. 电磁波谱按波长从长到短排序为射线、X射线、紫外线、可见光、红外线、无线电波
B. 变化的电场能够产生恒定的磁场，变化的磁场能够产生恒定的电场
C. 传感器只能是通过感知电压的变化将电学量转换成非电学量来传递信号
D. 电饭锅可以通过温度传感器实现温度的自动控制
【答案】D
【解析】
【详解】A．电磁波谱按波长从短到长排序为射线、X射线、紫外线、可见光、红外线、无线电波，故A错误；
B．根据麦克斯韦电磁场理论，均匀变化的电场能够产生恒定的磁场，均匀变化的磁场能够产生恒定的电场，故B错误；
C．传感器是通过感知非电学量的温度压力、光照等的变化转换成电学量的变化来传递信号，故C错误；
D．电饭锅可以通过温度传感器感知温度的变化，将温度这一非电学量转变为电学量来实现温度的自动控制，故D正确。
故选D。
2. A、B两球在光滑水平面上沿同一直线向同一方向运动，，，，，当A追上B并发生碰撞后，A、B两球速度的可能值是（取两球碰前的运动方向为正）（　　）
A. ，
B. ，
C. ，
D. ，
【答案】A
【解析】
【详解】以的初速度方向为正方向，碰撞前系统的总动量为

系统总的机械能为

A．如果，，碰后系统动量为

碰后系统机械能为

碰撞过程系统满足动量守恒，满足机械能不增加原则，故A正确；
B．如果，，碰后系统动量为

碰撞过程系统不满足动量守恒，故B错误；
C．如果，，碰后系统动量为

碰后系统机械能为

碰撞过程系统满足动量守恒，不满足机械能不增加原则，故C错误；
D．如果，，则碰撞后A的速度大于B的速度，不符合实际情况，故D错误。
故选A。
3. 如图甲所示，粗细均匀的筷子一头缠上铁丝竖直漂浮在水中，水面足够大。把筷子向下缓慢按压一小段距离后释放，以竖直向上为正方向，筷子振动图像如图乙所示。则（　　）


A. 筷子在t1时刻浮力小于重力
B. 筷子在t2时刻动量最小
C. 筷子在t2到t3过程合外力的冲量方向竖直向下
D. 筷子在振动过程中机械能守恒
【答案】A
【解析】
【详解】A．因为振动图像的斜率表示速度，故在t1时刻速度为零，处于最大位移处，即加速度向下，所以重力大于浮力，故A正确；
B．由图知筷子在t2时刻速度最大，则动量最大，故B错误；
C．因为t2到t3过程，物体向下减速，故合外力向上，故合外力的冲量方向竖直向上，故C错误；
D．因为筷子在振动过程中，浮力对物体做功，则机械能不守恒，故D错误。
故选A。
4. 利用电压交流电源对如图电路供电，已知理想变压器原、副线圈匝数比为，灯泡和规格均为“，”，电阻R的阻值为，所有电表均为理想电表。则下列说法正确的是（　　）

A. 若开关断开，电表的示数为
B. 若开关断开，电表、的示数之比为
C. 若开关由断开到闭合，示数增大，示数增大
D. 若开关由断开到闭合，示数增大，示数减小
【答案】D
【解析】
【详解】B．若开关断开，根据理想变压器原副线圈电流比等于匝数反比有：电表、示数之比

故B错误；
A．电源的电动势有效值

即

灯泡电阻

则由变压器的变压规律有

由变流规律有

解得

故A错误；
CD．由


可得


若开关由断开到闭合，相当与减小，则变大，减小，则变大，减小，即、示数增大，、示数减小，故C错误，D正确。
故选D。
5. 在罗源湾海洋世界，有一项表演“海上搏斗”十分精彩。如图所示为表演人员“飞起”时的情景，下列说法正确的是（　　）

A. 装置能向上运动的原理是反冲
B. 水对装置的作用力大于装置对水的作用力
C. 人向上减速运动时处于失重状态
D. 人悬空静止时，水对装置的作用力既不做功也没有冲量
【答案】AC
【解析】
【详解】A．该装置是通过向下分离水，根据动量守恒，使表演人员获得向上的动量，从而使人员“飞起”，即该装置的原理是反冲，故A正确；
B．水对装置的作用力大于装置对水的作用力是一对相互作用力，根据牛顿第三定律可知，二者大小相等，方向相反，故B错误；
C．人向上减速运动时，速度方向向上，加速度方向向下，故人处于失重状态，故C正确；
D．人悬空静止时，装置没有位移，水对装置的作用力不做功，但是水对装置有作用力，作用时间不为，故水对装置有冲量，故D错误。
故选AC。
6. 在如图所示的电路中，将开关S与b端连接，稳定后改为与a端连接，这样在线圈和电容构成的回路中将产生电磁振荡，若振荡周期为T，以开关与a端接触的瞬间为时刻，则（　　）

A. 时，电路中磁场的能量最大
B. 时，振荡回路中电流最大，且从a经线圈流向d
C. 时，电容器的电荷量最大
D. 在到时间段内，电容器充电
【答案】BC
【解析】
【详解】开关先与连接，电容器充电，上级板带正电，下级板带负电，开关再与连接开始计时，此时振荡回路中电荷量最大，电流为，如图所示

A．时刻，线圈中的电流为，无法激发磁场，磁场的能量为，A错误；
B．时刻，振荡回路中电流最大，电容器从初始时刻放电结束，电流方向为到，B正确；
C．时刻，电容器反向充电结束，电荷量达到最大，C正确；
D．到时间段内，电容器反向放电，D错误。
故选BC。
7. 如图所示是某一质点做简谐运动的振动图像，下列说法正确的是（　　）

A. 质点振动的周期为
B. 图中质点振动方程为
C. 时质点位移为
D. 时刻再经时间质点通过路程为
【答案】BC
【解析】
【详解】A．由图像可知质点振动的周期为

即周期大于，故A错误；
BCD．根据图像得到质点已经振动周期，振幅是，周期是，所以图中质点振动方程为

时刻，质点的位移为

时，质点位移为

则时刻再经时间质点通过路程为

故BC正确，D错误。
故选BC。
8. 如图甲所示，曲面为四分之一圆弧、质量为的滑块静止在光滑水平地面上，一光滑小球以某一速度水平冲上滑块的圆弧面，且没有从滑块上端冲出去。若测得在水平方向上小球与滑块的速度大小分别为、，作出图像如图乙所示，重力加速度为g，则下列说法正确的是（　　）

A. 小球的质量为
B. 小球的质量为
C. 小球能够上升的最大高度为
D. 小球运动到最高点时的速度为
【答案】AD
【解析】
【详解】AB．设小球刚刚冲上滑块圆弧面时的速度为，小球和滑块组成的系统水平方向动量守恒，则有

可得

由图乙可得

所以有
，
得小球的质量为
，
故A正确，B错误；
CD．小球上升到最大高度时，小球竖直方向速度为零，小球和滑块速度相等，取向有为正方向，根据动量守恒有

设小球上升最大高度为，根据能量守恒则有

两式联立，可得

小球上升到最高点的速度为

故C错误，D正确。
故选。
9. 如图为正弦式半波电流随时间的变化关系图像，该电流的有效值为______ A。

【答案】1
【解析】
【详解】由图像得，电流的峰值为 ，设电流的有效值为，由电流的热效应可得

解得

10. 如图所示，一质点做简谐运动，先后以相同的速度依次通过、两点，历时，质点通过点后再经过又第次通过点，在这内质点通过的总路程为。则质点的振动周期为______ s，振幅为______cm。

【答案】 ①. 4 ②. 6
【解析】
【详解】[1][2]质点做简谐运动，先后以相同的速度依次通过、两点，历时，过点后再经过质点以方向相反、大小相同的速度再次通过点，可知开始时质点运动的方向向右；质点先后以相同的速度依次通过、两点，可知、两点关于平衡位置点对称，所以质点由到的时间与由到的时间相等，那么平衡位置到点的时间为

因过点后再经过质点以方向相反、大小相同的速度再次通过点，则质点从点到最大位移处的时间为

因此质点振动的周期为

结合以上分析可知，质点从到，然后以相反的方向再到恰好经过了半个周期，则质点在这内质点通过的总路程为

解得振幅为

11. 某同学用如图甲所示实验装置来“验证动量守恒定律”，实验原理如图乙所示。图乙中O点是小球抛出点在地面上的垂直投影。实验时，先让质量为的入射小球多次从斜轨上由静止释放，找到其平均落地点的位置，然后把质量为的被碰小球B静置于轨道的水平部分，再将入射小球从斜轨上由静止释放，与小球B相碰，并且多次重复，实验得到小球的落点的平均位置分别为、，测量、、分别为、、距O点的水平距离。

（1）关于本实验，下列说法正确的是______ 。
A.入射小球每次可由不同位置自由滚下
B.两小球的质量关系必须
C.斜槽轨道必须光滑
D.斜槽轨道末端必须水平
（2）若测量数据近似满足关系式______ （用、、、、表示），则说明两小球碰撞过程动量守恒。
【答案】 ①. BD##DB ②.
【解析】
【详解】（1）[1]AC．实验中小球每次从相同位置滚下，重力做功和摩擦力做功都不变，根据动能定理可知小球到达轨道末端速度相同，故AC错误；
B．为防止两球碰撞后入射球反弹，入射小球质量应大于被碰小球的质量，故B正确。
D．离开轨道小球做平抛运动，小球应有水平初速度，所以斜槽轨道末端必须水平，故D正确。
故选BD。
（2）[2]设碰撞前小球A的速度为，碰撞后小球A的速度为，小球B的速度为，两球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

小球离开轨道后做平抛运动，小球做平抛运动抛出点的高度相等，小球做平抛运动的时间相等，则

即

12. 未来某一天，若人类移居到一个新的星球，有一同学利用单摆设计如下方案测量该星球的质量（该星球可以看作质量均匀分布的半径为的球体）。
（1）下列说法正确的是______ 。
A.在最大位移处启动秒表和结束记时
B.用秒表测30至50次全振动的时间，计算出平均值
C.用直尺测量绳长，记摆长
D.在平衡位置启动秒表，并开始记数，当摆球第次经过平衡位置时制动秒表，若读数为，则
（2）如图甲所示该同学在进行实验时，用秒表记录下单摆50次全振动所用时间，由图可知该次实验中秒表读数 ______ ，若摆长为，则 ______ 。（g结果保留三位小数，取）

（3）用多组实验数据作出图像，也可以求出重力加速度g。已知几位同学分别作出的图线的示意图如图乙中的、、所示，其中和平行，和都过原点，图线对应的值最接近当地重力加速度的值。则相对于图线，下列分析正确的是______ 。

A.出现图线的原因可能是测量相同的周期时，误将绳长记为摆长
B.出现图线的原因可能是测量相同的周期时，误将悬点到小球下端的距离记为摆长
C.出现图线的原因可能是误将49次全振动记为50次
（4）根据测量得到的摆长、单摆的运动周期、万有引力常量以及该星球半径列出该星球质量的表达式_________。
【答案】 ①. B ②. ③. ④. AC ⑤.
【解析】
【详解】（1）A．在平衡位置启动秒表开始计时，在平衡位置结束计时，因为速度最大，误差比较小。A错误；
B．用秒表测至次全振动的时间，计算出平均周期，利于减小误差，B正确；
C．直尺测量摆线的长度，游标卡尺测得小球直径，从而计算摆长，C错误；
D．在平衡位置启动秒表，并开始记数，当摆球第次经过平衡位置时制动秒表，若读数为，因为一个周期次经过平衡位置，则有t＝25T，，D错误；
故选B。
（2）秒表小盘的读数为60s，大盘的最小分度值为0.1s，读数为15.2s，则秒表的读数为
t＝60s＋15.2s＝75.2s
则周期

根据单摆的周期公式有

将L＝100cm＝1m代入解得

（3）根据单摆周期公式

得

根据数学知识可知，图像的斜率

AB．若测量摆长时忘了加上摆球的半径，则摆长变成摆线的长度，则有

根据数学知识可知，对—图像来说

图线与图线斜率相等，两者应该平行；是截距；故做出的一图像中线的原因可能是误将悬点到小球上端的距离记为摆长，故A正确，B错误；
C．由图可知，图线对应的斜率偏小，根据图像的斜率，当地的重力加速度

可知，图线的值大于图线对应的值，说明处实验中的周期测小了，故C正确。
故选AC。
（4）根据星球表面重力和万有引力相等有

根据单摆周期公式

解得

13. 某小型水电站的电能输送示意图如图甲所示，发电机通过升压变压器和降压变压器向用户供电。已知输电线的总电阻为，降压变压器原、副线圈的匝数比为，降压变压器的副线圈两端电压如图乙所示，降压变压器的副线圈与阻值为的电阻组成闭合电路。若将变压器视为理想变压器，求解：
（1）通过的电流有效值；
（2）输电线损失的功率。

【答案】（1）；（2）
【解析】
【详解】（1）由图乙知两端的电压的最大值为

则两端电压的有效值为

故通过的电流的有效值为

（2）根据变压器电流比关系可知通过输电线的电流为

故输电线损失的功率为

14. 如图（甲）为小型旋转电枢式交流发电机的原理图，其矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场方向的固定轴按如图所示方向匀速转动，线圈的匝数、电阻，线圈的两端经集流环与电阻连接，电阻，与并联的交流电压表为理想电表。在时刻，线圈平面与磁场方向平行，穿过每匝线圈的磁通量随时间t按图（乙）所示正弦规律变化。（取）求：
（1）交流发电机产生的电动势的最大值；
（2）从时刻开始计时，线圈转过时线圈中感应电流瞬时值及回路中的电流方向；
（3）从图示位置转过，通过线圈的电荷量，以及外力对线圈所做的功。

【答案】（1）；（2），回路中的电流方向为abcda；（3），3.14J
【解析】
【详解】（1）由图线可知

，
因为最大磁通量为

线圈转动的角速度

所以发电机产生的电动势的最大值为

（2）因为瞬时电动势为

所以瞬时电流为

线圈转过时线圈中感应电流瞬时值为

根据楞次定律可知电流方向为；
（3）电动势的有效值为

由闭合电路欧姆定律得，电路中电流的有效值为

从图示位置转过，通过线圈的电荷量为

根据焦耳定律可得

外力对线圈做功为

15. 如图所示，质量均为的两物体A、B分别与轻质弹簧的两端相连接，将它们静止放在地面上。一质量也为的小物体C从距A物体高处由静止开始下落。C与A相碰后立即粘在一起向下运动，以后不再分开。当A与C运动到最高点时，物体对地面刚好无压力。不计空气阻力。弹簧始终处于弹性限度内。已知重力加速度为g。求：
（1）A与C一起开始向下运动时的速度大小；
（2）A与C一起运动的最大加速度大小；
（3）弹簧的劲度系数。（提示：弹簧的弹性势能只由弹簧劲度系数和形变量大小决定）

【答案】（1）；（2）；（3）
【解析】
【详解】（1）设小物体C从静止开始运动到点时的速度为，由机械能守恒定律有：

设C与碰撞粘在一起速度为，由动量守恒定律得，

解得

（2）A与C一起将在竖直方向上做简谐运动．当与C运动到最高点时，回复力最大，加速度最大，A、C和B的受力如图。

B受力平衡有

对AC运用牛顿第二定律

解得

（2）设弹簧的劲度系数为，开始时处于平衡状态，设弹簧的压缩形变量为

对有

当与C运动到最高时，设弹簧的拉伸形变量为
对B有

由以上两式得

因此，在这两个位置时弹簧的弹性势能相等：对、C，从原平衡位置到最高点，根据机械能守恒定律

联立各式解得