福建省福宁古五校2023-2024学年高二下学期期中考试物理试卷（Word版附解析）

这是一份福建省福宁古五校2023-2024学年高二下学期期中考试物理试卷（Word版附解析），文件包含福建省福宁古五校2023-2024学年高二下学期期中考试物理试题原卷版docx、福建省福宁古五校2023-2024学年高二下学期期中考试物理试题解析版docx等2份试卷配套教学资源，其中试卷共21页， 欢迎下载使用。

（满分100分，考试时间75分钟）
一、单项选择题：本题共4小题，每小题4分，共16分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。
1. “中国天眼”通过接收来自宇宙深处的电磁波探索宇宙．关于电磁波，下列说法正确的是（ ）
A. 电磁波是横波B. 电磁波不能在水中传播
C. 电磁波看不见，不具有能量D. 不同电磁波在真空中传播速度不同
【答案】A
【解析】
【详解】A．电磁波是横波，故A正确；
B．电磁波可以在任何介质或真空中传播，故B错误；
C．电磁波看不见，但具有能量。故C错误；
D．不同电磁波在真空中传播速度相同，故D错误；
故选A。
2. 图甲为一台小型发电机构造示意图，线圈逆时针转动产生的电动势随时间变化的正弦规律图像如图乙所示，发电机线圈电阻为1Ω，外接电阻为2Ω，线圈转速为n，电路中电流的最大值Im，电压表示数为U则（ ）
A. B.
C. D.
【答案】A
【解析】
【详解】由题图乙可知，交流电的周期为，由
可得转速为
电动势的有效值为
则电压表的示数为
电路中电流的最大值为
故选A。
3. 一个弹簧振子在M、N之间做简谐运动。O为平衡位置，P、Q是振动过程中关于对称的两个位置，下列说法正确的是（ ）
A. 振子在从M点向N点运动过程中，动能先减小后增大
B. 振子在OP间与OQ间的运动时间相等
C. 振子运动到P、Q两点时，位移相同
D. 振子在从M点向N点运动过程中，加速度先增大后减小
【答案】B
【解析】
【详解】A．振子在从M点向N点运动过程中，动能先增大后减小，A错误；
B．由对称性可知，振子在OP间与OQ间的运动时间相等。B正确；
C．由对称性可知，振子运动到P、Q两点时，位移等大反向，C错误；
D．振子在从M点向N点运动过程中，加速度先减小后增大，D错误。
故选B。
4. 人们常利用高压水枪洗车（如图），假设水枪喷水口的横截面积为S，喷出水流的流量为Q（单位时间流出的水的体积），水流垂直射向汽车后速度变为0。已知水的密度为，则水流对汽车的平均冲击力为（ ）
A. B. C. D.
【答案】D
【解析】
【详解】选择短时间内与汽车发生相互作用的水为研究对象，该部分水的质量为
由于喷出水流的流量为Q指单位时间流出的水的体积，则有
根据动量定理有
根据牛顿第三定律有
解得，水流对汽车平均冲击力为
故选D。
二、双项选择题：本题共4小题，每小题6分，共16分。在每小题给出的四个选项中，有两项是符合题目要求的，漏选得3分，错选不得分。
5. 远距离输电的电路原理图如图所示，变压器均为理想变压器并标示了电压和电流，其中输电线总电阻为R，则（ ）
A.
B. 输电效率为
C. 用户的用电器数量增多时，U3将减小
D. 用户得到的电功率可能等于电厂输出的电功率
【答案】AC
【解析】
【详解】A．根据欧姆定律可知
故A正确；
B．输电效率
故B错误；
C．用户的用电器的数量增多时，I4增大，I2也增大
U3＝U2－I2R
将减小，故C正确；
D．用户得到的电功率等于电厂输出的电功率减去输电线损失的电功率，故D错误。
故选AC。
6. 质量为1kg的物块在水平力F的作用下由静止开始在水平地面上做直线运动，F与时间t的关系如图所示。已知物块与地面间的动摩擦因数为0.1，最大静摩擦力大小与滑动摩擦力大小相等，重力加速度大小g=10m/s2，则（ ）
A. 0~2s内，F的冲量为2kg‧m/sB. 3s时物块的动量为1kg‧m/s
C. 2s时物块的动能为零D. 2~4s内，F对物块所做的功为6J
【答案】AD
【解析】
【详解】A．F-t图像的面积表示力F的冲量，由图可知，0~2s内，F的冲量为
故A正确；
B．由于最大静摩擦力为
所以0~1s内物块一直处于静止状态，故0~3s内动量变化与1~3s内动量变化相同，根据动量定理有
解得
故B错误；
C．0~2s内，根据动量定理有
解得
所以2s时物块动能为
故C错误；
D．2~4s，物块做匀加速直线运动，根据牛顿第二定律
所以F做的功为
故D正确。
故选AD。
7. 如图所示的交变电路中，M、N间接u=60sin100t（V）的交流电，定值电阻R1=10，R2=R3=1，两表均为理想交流电表。开关断开时，电流表的示数为1A，则下列说法正确的是（ ）
A. 变压器原、副线圈的匝数比为10：1
B. 电压表的示数为10V
C. 定值电阻R1和R2消耗的电功率之比为1：1
D. 闭合开关，整个电路消耗的电功率变大
【答案】BD
【解析】
【详解】AB．由题意可知定值电阻两端的电压为
则原线圈的输入电压为
根据变压器原理
，
根据闭合电路的欧姆定律
联立解得
，，
故A错误，B正确；
C．根据
定值电阻R1和R2消耗的电功率之比为
故C错误；
D．闭合开关前，副线圈的等效电阻为，闭合开关后，副线圈的等效电阻为，副线圈等效电阻减小，整个电路总电阻减小，故整个电路消耗的电功率变大，故D正确。
故选BD。
8. 如图，劲度系数末知的轻弹簧甲和轻弹簧乙。轻弹簧甲左端固定在墙壁上，右端刚好与静止在光滑水平面上的物块A接触；轻弹簧乙右端固定在静止的物块B上。现对A施加一水平向左、大小为3N的恒力F，当A向左运动0.03m时速度为零并立即撤去F，之后A离开弹簧甲向右运动，从接触到弹簧乙开始，经0.2s时将弹簧乙压缩到最短，此过程物块B运动的距离为0.02m。已知A、B的质量分别为2kg和0.4kg，弹簧始终处于弹性限度内，则（ ）
A. 撤去恒力F前的瞬间，物块A的加速度为零
B. 物块A与弹簧甲分离时的动能为0.09J
C. 弹簧乙的最大弹性势能为0.018J
D. 弹簧乙的最大压缩量为0.036m
【答案】B
【解析】
【详解】A．撤去恒力F前的瞬间，物块A受合力不为零，则加速度不为零，选项A错误；
B．由能量关系可知，物块A与弹簧甲分离时的动能等于力F做功即
选项B正确；
C．当弹簧被压缩到最短时由动量守恒可知
其中
解得
v=0.25m/s
弹簧乙的最大弹性势能为
选项C错误；
D．从开始相遇到弹簧压缩到最短，对A由动能定理
对A由动能定理
其中
弹簧乙的最大压缩量为
∆x=0.024m
选项D错误。
故选B。
三、填空题：共22分，每空2分。
9. 某交变电流电压随时间变化的规律如图所示（初始部分为正弦函数的四分之一周期），将该交变电流加在启辉电压（达到或超过启辉电压后氖管会发光）为200V的氖管上，氖管未被击穿，氖管1秒钟内发光次数为_________次，该交变电流电压的有效值为_________V。
【答案】 ①. 100 ②. 100
【解析】
【详解】[1]因为在一个周期时间内，电压大于200V的电压出现2次，则氖管1秒钟内发光次数为
次
[2]根据有效值的概念可知
该交变电流电压的有效值为
10. 一个小球在水平方向上做简谐运动，其振动图像如图所示，可知：
（1）小球的振幅是_________cm，频率是_________Hz。
（2）该小球的振动方程为_________cm。
【答案】 ①. 8 ②. 0.25 ③.
【解析】
【详解】（1）[1]由图可知小球的振幅是。
（2）[2]由图可知周期为，频率是
该小球的振动方程为
11. 如图是利用太阳能给LED路灯供电的自动控制电路的示意图。R是光敏电阻，R0是保护定值电阻，日光充足时，电磁继电器把衔铁吸下，GH接入电路，太阳能电池板给蓄电池充满电，光线不足时，衔铁被弹簧拉起，与EF接入电路，蓄电池给LED路灯供电，路灯亮起。请回答以下问题：
（1）该光敏电阻阻值随光照强度增大而_________（选填“增大”、“减小”或“不变”）
（2）在使用中，发现路灯在夜晚亮起偏迟，清晨灭灯偏早。你认可采取什么措施改进该电路_________。
【答案】（1）减小 （2）将R0阻值调大些 或减少线圈匝数 或更换劲度系数更大的弹簧（其他合理措施也给分）
【解析】
【小问1详解】
日光充足时，电磁继电器把衔铁吸下，接入电路，可知电流增大了，而蓄电池电动势不变，根据闭合回路欧姆定律，控制电路的电阻变小了，因此当日光充足时，光敏电阻减小了。
【小问2详解】
发现路灯在夜晚亮起偏迟，清晨灭灯偏早，则应使相同光照下减小电流或者减少线圈匝数（减小继电器的吸引力），或者增大弹簧弹力，则可以将R0阻值调大些或减少线圈匝数或更换劲度系数更大的弹簧。
12. 如图甲所示，用半径相同的A、B两球的碰撞可以验证“动量守恒定律”。实验时先让质量为m1的A球从斜槽上某一固定位置C由静止开始滚下，进入水平轨道后，从轨道末端水平抛出，落到位于水平地面的复写纸上，在下面的白纸上留下痕迹。重复上述操作10次，得到10个落点痕迹。再把质量为m2的B球放在水平轨道末端，让A球仍从位置C由静止滚下，A球和B球碰撞后，分别在白纸上留下各自的落点痕迹，重复操作10次。如图乙所示，M、P、N为三个落点的平均位置，O点是水平轨道末端在记录纸上的竖直投影点。
（1）下列说法中符合本实验要求的是________（填选项前的字母）；
A．斜槽轨道必须是光滑的
B．斜槽轨道末端切线是水平的
C．入射小球与被碰小球必须满足m1m2
D．同一组实验中，入射小球可以从斜槽上的不同位置由静止释放
（2）上述实验除需测量线段OM、OP、ON的长度外，还需要测量的物理量有________；
A．A、B两点间的高度差h1
B．B点离地面的高度h2
C．小球1和小球2的质量m1、m2
D．小球1和小球2的半径r1、r2
（3）在实验误差允许范围内，若满足________（用m1、m2、OM、OP、ON表示），则说明碰撞中动量守恒；若还满足________（只能用OM、OP、ON表示），则说明碰撞是弹性碰撞。
【答案】 ①. BC##CB ②. C ③. ④.
【解析】
【详解】（1）[1]A．入射球每次从斜槽上同一位置由静止释放即可保证到达斜槽末端时速度相等，斜槽轨道不必光滑，故A错误；
B．小球离开斜槽后做平抛运动，斜槽轨道末端的切线是水平的，故B正确；
C．为防止两球碰撞后入射球反弹，入射小球与被碰小球必须满足m1＞m2，故C正确；
D．同一组实验中，为保证小球到达斜槽末端速度相等，入射小球每次都从斜槽上的同一位置由静止释放，故D错误。
故选BC。
（2）[2]以水平向右为正方向，碰撞过程动量守恒，则
由于两球碰撞后做平抛运动，它们抛出点的高度相等，在空中的运动时间t相等，两边同时乘以时间t得
则
可知实验中除需测量线段OM、OP、ON的长度外，还需要测量两个小球的质量。
故选C。
（3）[3]由（2）可知，两球碰撞过程系统动量守恒，则
[4]如果碰撞为弹性碰撞（碰撞前后动能相等），由机械能守恒定律得
两边同时乘以t2并整理得
又因为碰撞过程系统动量守恒，即
整理得
四、计算题：
13. 某物理学习小组制作了一个实验装置，如图所示，曲轴A上悬挂一个弹簧振子，如果转动把手，曲轴可以带动弹簧振子上下振动，求：
（1）开始时不转动把手，用手往下拉振子，然后放手让振子上下振动，测得振子在20s内完成50次全振动，其固有周期和固有频率各是多少？
（2）某同学若以转速5r/s匀速转动把手，振子的振动稳定后，其周期和频率各是多少？
【答案】（1），2.5Hz；（2）0.2s，5Hz
【解析】
【详解】（1）用手往下拉振子使振动系统获得一定能量，放手后，在不计空气阻力和摩擦的情况下，振子因所受回复力与位移成正比，方向与位移方向相反，故它做简谐运动，其周期和频率是由它本身的性质决定的，称固有周期T固和固有频率f固，根据题意可得
（2）由于把手转动的转速为5r/s，它给弹簧振子的驱动力频率为
驱动力周期为
故振子做受迫振动，振动达到稳定状态后，其振动的频率
振动的周期为
14. 如图所示，线圈abcd的面积是，共100匝，线圈电阻为，外接电阻，匀强磁场的磁感应强度为，当线圈以300r/min的转速匀速转动时，求：
（1）转动中感应电动势的有效值；
（2）电路中交流电压表和电流表的示数；
（3）线圈由图示位置转过的过程中，交变电动势的平均值。
【答案】（1）V；（2） ，；（3）
【解析】
【详解】（1）线圈以的转速
则线圈的角速度
线圈转动中感应电动势的最大值为
感应电动势的有效值
（2）由闭合电路欧姆定律得
交流电压表的电压
（3）线圈由图示位置转过的过程中
交变电动势的平均值
15. 如图，一滑板的上表面由长度为L的水平部分AB和四分之一光滑圆弧BC组成，滑板静止于光滑的水平地面上。物体（可视为质点）置于滑板上面的A点，物体P与滑板水平部分的动摩擦因数为µ。一根长度为L不可伸长的细线，一端固定于O′点，另一端系一质量为m0的小球Q。小球Q位于最低点时与物体P处于同一高度并恰好接触。现将小球拉至与O′同一高度（细线处于水平拉直状态），然后由静止释放，小球Q向下摆动并与物体P发生弹性碰撞，碰后的最大摆角小于5°，物体P将在滑板上向左运动，恰好能到达C点而未飞出滑板，后又沿着圆弧BC滑下，最终相对滑板静止于AB部分上某一点，此时（恰好是碰后第8次经过最低点。已知物体P的质量为m，滑板的质量为2m，运动过程中不计空气阻力，重力加速度为g。求：
（1）小球Q与物体P碰撞后的物体P的瞬时速度；
（2）圆弧半径R；
（3）物体P从第一次经过B点到第二次经过B点的时间。
【答案】（1）；（2）；（3）
【解析】
【详解】（1）小球Q从初位置向下运动，设在最低点速度为v0，则
解得
Q和P相碰，有
解得
，
（2）P在滑板上滑动，恰好到达C点，有
解得
（3）物块P到B时，根据水平方向动量守恒可得
A到B所用时间为
B到共速所用时间为
由于Q最大摆角小于5°，则Q碰后做简谐运动，由于恰好碰后第8次经过最低点，则
联立解得