湖北省部分名校2024-2025学年高二上学期期中联考物理试卷（A卷）（含解析）

2024-2025学年湖北省部分名校高二（上）期中联考物理试卷A卷
一、单选题：本大题共7小题，共28分。
1.多姿多彩的波点缀着人类的生活。下列关于机械波的说法正确的是( )
A. 波的频率与波速无关
B. 两个相邻且均处于平衡位置的质点间的距离为一个波长
C. 对于纵波，质点的振动方向与波的传播方向一定相同
D. 潜水艇利用声呐探测周围物体的分布情况，是利用波的折射原理
2.如图所示，实线为质点甲做简谐运动的振动图像，虚线为质点乙做简谐运动的振动图像。下列说法中正确的是( )
A. 甲的周期是 B. 甲的频率是
C. 时，质点乙的速度为0 D. 时，甲乙的相位差的绝对值是
3.弹珠游戏对同学们稍显陌生，但它却是许多80后难忘的童年记忆。其模型可以简化为两小球在光滑的水平面上发生碰撞，如图所示，质量为 m，速度为 v的A球与质量为3m的静止B球发生正碰，碰撞后B球速度大小可能是( )
A. B. C. D. v
4.两列相干水波在时刻的叠加情况如图所示，图中实线表示波峰，虚线表示波谷，其中 C点是B、D连线的中点，P点是B、C连线的中点。下列说法正确的是( )
A. A、B两点的振动减弱
B. C点的振幅为0，但是它是振动加强点
C. 时刻P、C两点振动方向相反
D. 若两振源振幅相同，则 E、F两点的位移始终为零
5.电动自行车不仅骑行方便而且运行成本低，是很流行的代步交通工具。电动自行车在无风骑行时的阻力可以等效为骑行时带动迎风面的空气柱达到骑行速度的力，骑行时的迎风面积为，，，不计其他阻力，则无风匀速骑行时风阻f与车速v的关系式为各量均为国际单位( )
A. B. C. D.
6.电容器在实际生产生活中有广泛的应用，在结构上也有多种不同的形式。如图所示，一个半径为金属球和一个与它同心半径为金属薄球壳也可以组成一个球形电容器，k为静电力常量的单位为。请同学们结合所学知识进行分析，该球形电容器的电容应该为( )
A. B. C. D.
7.如图所示，有一棱形ABCD，对角线交点为O，在B点、D点分别固定两个电荷量大小相等的点电荷，整个空间只有B、D处点电荷产生的电场。下列说法正确的是( )
A. 若B、D两点为异种电荷，整个空间与A点电场强度相同的位置有且仅有一个C点
B. 若B、D两点为异种电荷，把电子由A沿直线移到C的过程中，电子的电势能先增加后减小
C. 若B、D两点为同种电荷，把质子由A沿直线移到C的过程中，质子所受电场力一定先增加后减小再增加再减小
D. 若B、D两点为同种电荷，将一电子不计重力从A点静止释放，电子有可能在AC间做往返运动
二、多选题：本大题共3小题，共12分。
8.物理是源自于生活的科学，只要细心观察，生活中处处皆是物理。下列情景中说法正确的是( )
A. 平衡木运动员在着地过程中屈腿是为了减小地面对运动员的冲量
B. 声音可以震碎玻璃杯，是因为玻璃杯发生了共振
C. 火车鸣笛出站时，站台上的旅客接收到笛声的频率比火车鸣笛的频率低
D. 由于能量不会凭空消失，也不会凭空产生，总是守恒的，所以节约能源意义不大
9.如图所示，在粗糙水平面上，用水平轻绳相连的物体A、B，在水平恒力F作用下以速度v做匀速运动，某时刻轻绳断开，A在F作用下继续前进。已知物体A的质量为3m，物体B的质量为2m，则下列说法正确的是( )
A. 当物体B的速度大小为时，物体A的速度大小为
B. 当物体B的速度大小为时，物体A的速度大小为
C. 当物体B的速度大小为0时，物体A的速度大小一定为
D. 当物体B的速度大小为0时，物体A的速度大小可能为2v
10.如图所示，地面上固定一倾角为的光滑斜面，斜面上有一劲度系数为k的轻质弹簧一端固定在固定挡板C上，另一端连接一质量为m的物体A，有一轻质细绳绕过定滑轮，细绳的一端系在物体A上细绳与斜面平行，另一端有一细绳套，物体A处于静止状态。在细绳套上轻轻挂上质量也为m的物体B后由静止释放，运动过程中B始终未接触地面，不计绳与滑轮间的摩擦阻力，重力加速度为 g。下列说法正确的是( )
A. 弹簧的最大形变量为 B. 物体B的最大加速度大小为g
C. 物体A的最大速度大小为 D. 细绳对物体B拉力的最大值为
三、实验题：本大题共2小题，共18分。
11.物理兴趣小组用如图甲所示的装置测量当地的重力加速度。将一带遮光条的小球用长为远大于小球的半径的细线悬挂在力传感器上，在力传感器正下方适当位置固定一光电门。实验步骤如下：
用20分度游标卡尺测量遮光条的宽度d，如图乙所示，则遮光条的宽度__________
在细线伸直的情况下从某一位置由静止释放小球，记录小球通过光电门时的挡光时间 t。则遮光条通过光电门的速度为__________用题目所给字母表示
改变小球的释放位置，多记录几组挡光时间t和小球通过最低点时力传感器的测量结果以为横坐标、F为纵坐标，描点作出图像，得到一条直线，直线的纵截距为b，斜率为k，则当地的重力加速度__________用b、k、d、L表示。
12.一个同学利用下列器材测定一长为1m、直径为的圆柱体金属导体电阻的电阻率其电阻约为，器材有：
A.电源电动势，内阻不计
B.电压表量程，内阻较大
C.电流表量程，
D.定值电阻
E.滑动变阻器阻值范围
F.待测电阻
G.开关S一个，导线若干
该同学所得数据如下表：
0
0
该同学设计的测量电路是__________电路填“分压”或“限流”
请将该同学设计的电路图画在下面方框中
该同学测得待测电阻阻值__________保留两位有效数字
该同学测得待测电阻的电阻率__________取，保留三位有效数字
实验有系统误差和偶然误差，该同学的实验设计方案__________填“有”或“没有”系统误差。
四、计算题：本大题共3小题，共30分。
13.在如图所示的电路中，电源电动势，内阻，，，闭合开关S。
电压表的示数
电源的总功率P和AB两点的电压
、B间用导线连接后，电路的总电流
14.一列简谐横波在均匀介质中沿直线传播，如图所示的实线和虚线分别为时与时的波形图。
求该波的振幅A和波长
若该波的波速为，则该波的传播方向如何;
若该波沿x轴正方向传播，则实线上的质点到达平衡位置时机械波传播的最短距离L为多少 传播这一最短距离对应的时间t为多少
15.如图所示，光滑的水平地面上放置一四分之一光滑圆弧槽，其质量为，半径为，O点为圆弧槽的圆心，OA为圆弧槽的水平半径;另有一小球可视为质点，质量为，电荷量为，用长为的轻质细线不可伸长悬挂在固定点C，C点为OA的中点，现把小球拉到A点并给其一竖直向下的初速度，不计空气阻力，运动过程中小球带电荷量始终不变，重力加速度 g取。
从小球开始运动到与圆弧槽分离的时间内，圆弧槽向左运动的距离;
小球与圆弧槽分离后要使小球在竖直平面内运动且细线始终绷紧，应满足什么条件
如果，当小球离开圆弧槽后上升到最高点时立即在该空间加上水平向左的电场强度，则小球第二次到达最低点时细线张力为多少结果可带根号
答案和解析
1.【答案】A
【解析】A、波的频率由波源所决定，波速由介质所决定，故频率与波速无关，故A正确；
B、两个相邻且均处于平衡位置的质点间的距离为半个波长，故B错误；
C、质点的振动方向与波的传播方向在同一直线上的波，叫作纵波，所以质点的振动方向与波的传播方向可能相同，也可能相反，故C错误；
D、潜水艇利用声呐探测周围物体的分布情况，是利用波的反射原理，故 D错误。
故选A。
2.【答案】D
【解析】根据振动图像可看出甲乙的周期均为，则它的频率是，故AB错误；
C.时，质点乙在平衡位置，它的速度最大；故C错误；
D.已知甲的振动方程，根据图像可知乙的振动方程，则时，甲乙的相位差是，故D正确。
3.【答案】A
【解析】【解答】
如果碰撞为弹性碰撞，没有机械能损失，此时碰撞后 B的速度最大，如果碰撞为完全非弹性碰撞，机械能损失最大，碰撞后 B的速度最小，。以两球组成的系统为研究对象，以A球的初速度方向为正方向，如果碰撞为完全弹性碰撞，设碰撞后A、B的速度分别为、，根据动量守恒定律得，由机械能守恒定律得：，解得；如果碰撞为完全非弹性碰撞，由动量守恒定律得：，解得，所以碰后B球的速度范围为，故A正确，BCD错误。
4.【答案】D
【解析】A、A是波峰与波峰相遇的位置，B点是波谷与波谷相遇的位置，都是振动加强点，故A错误；
B、BD两点都是振动加强点，C在BD连线上，也是振动加强点，振幅两列波振幅之和，不为零，故B错误；
C、B处于波谷位置，D处于波峰位置，P、C两点在BD之间，波向右平移，所以两点的振动方向相同，都向上振动，故C错误；
D、EF两点是波峰与波谷相遇的位置，是振动减弱点，振幅为两者振幅之差，若两振源振幅相同，则这两点的振幅为零，则位移始终为零，故D正确。
故选D。
5.【答案】C
【解析】取一小段时间空气为研究对象，则这一小段气体质量
根据动量定理：
匀速骑行时
联合上式代入数据解得，故C正确。
6.【答案】A
【解析】由库仑定律可知，静电力常量的单位是
由电容器的定义可知，，
将两个单位对比可得A正确，BCD错误。
7.【答案】D
【解析】A.若 B、D两点为异种电荷，由于其周围电场时空间分布特点，因此整个空间以O为圆心，在连线BD上以OA为半径的圆面上两点与A点电场强度相同，故A错误；
B.若 B、D两点为异种电荷，则AC所在的直线为等势面，把电子由A沿直线移到C的过程中，电子的电势能不变，故B错误；
C.若 B、D两点为同种电荷，根据其周围电场时空间分布特点，AC所在的直线的电场有可能先增大、再减小、再增大，再减小；或者先减小、再增大；因此把质子由A沿直线移到C的过程中，质子所受电场力不一定先增加后减小再增加再减小，故C错误；
D.若在B点和D点分别放置等量正点电荷，则BD连线的中垂线上，关于O点对称的两点电场强度等大反向，因此电子在AO间与OC间受力具有对称性，都指向O点，所以当一电子从C点由静止释放，电子将在AC间做往返运动，故D正确。
8.【答案】BC
【解析】A.平衡木运动员在着地过程中屈腿是为了增大作用时间，减小地面对运动员的支持力，冲量不变，故A错误；
B.当声音的频率等于玻璃杯的固有频率时，玻璃杯会产生共振，振幅达到最大，玻璃杯可能会碎裂，故B正确；
C.根据多普勒效应可知：火车鸣笛出站时，站台上的旅客接收到笛声的频率比火车鸣笛的频率低，故C正确；
D.能量都转化为不能利用或不易利用的能源，所以这样会减少可利用资源的数量，因此应该节约能源，故D错误；
9.【答案】BD
【解析】AB、A、B匀速运动时，对A、B整体受力分析可得，在物体B的速度大小减小到0的过程中，A和B所组成的系统所受合外力为零，该系统的动量守恒，当物体B的速度大小为时，有，解得，故A错误，B正确；
CD、当物体B的速度大小刚减小为0时，有，解得，A在F作用下继续前进，物体A继续加速，当物体B的速度大小为0时，物体A的速度大小不一定为，故C错误，D正确。
故选BD。
10.【答案】CD
【解析】C.未挂物体B时，设弹簧压缩量为，对于物体A由平衡条件有：，解得：，挂上B后物体A将沿斜面做简谐运动，A沿斜面向上先做加速度减小的加速运动，当A加速度为0时，A速度最大，设此时弹簧伸长量为，对于A由平衡条件有：，当A加速度为0时，B加速度也为0，对于B由平衡条件：，联立解得：，因与相等，故在此过程中弹簧弹性势能改变量，设最大速度为v，对于A、B及弹簧组成的系统由机械能守恒得： ，将、代入解得：，故C正确；
A.A做简谐运动的振幅，代入数据解得： ，则A运动到最高点时弹簧的形变量最大为，故A错误；
D.A运动到最高点时弹簧的伸长量，A在最高点时，由牛顿第二定律：，B在最低点时，由牛顿第二定律：，解得：，，即细绳对物体B拉力的最大值为，故B错误，D正确。
11.【答案】 ;
【解析】游标卡尺读数为。
遮光条通过光电门的速度为。
由于L远大于小球的半径，故单摆摆长近似等于绳长L，
在最低点，根据牛顿第二定律有，
解得，故斜率为，纵截距，
联立可得。
12.【答案】分压；；分；；；没有。
【解析】如果用限流电路，部分题给数据无法得到，所以必是分压电路。
滑动变阻器采用分压式接法，电流表内阻已知，可用电流表内接法测的阻值，与电流表两端的最大电压为，可将固定电阻与串联分担一部分电压，因此电路图如下图所示。
待测电阻阻值为。
待测电阻的电阻率为。
由于考虑了电流表的分压作用，故该同学的实验方案没有系统误差。
13.【答案】解：外电路总电阻：，，
根据闭合电路欧姆定律，电路总电流，，
电压表的示数：，；
电源的总功率，，
分析可知：；
连接ab后，外电路总电阻：，，
电路的总电流为：，
。
【解析】详细解答和解析过程见【答案】
14.【答案】解：由题图可知，；
在时间内波传播的距离为
，
当波沿x轴负方向传播时，在时间内波传播的距离为
当时，，则说明波速的方向为沿x轴负方向.
若该波沿x轴正方向传播，在时间内波传播的距离为
波速为
当质点的振动形式传到时，实线上的质点到达平衡位置，此时机械波传播的距离最短，
最短距离，
传播这一最短距离对应的时间为
【解析】详细解答和解析过程见【答案】
15.【答案】解：以小球和圆弧槽整体为研究对象，水平方向动量守恒，
类比人船模型有，
，
联立解得。
小球与圆弧槽分离时小球正好在悬点C的正下方R处，分离时圆弧槽与小球的速率分别为和，
由水平方向动量守恒和能量守恒有
，
，
联立解得，
①如果小球恰运动到与圆心等高位置则有，解得，
②如果小球恰能做完整的圆周运动则有
，
，
联立解得，
的要求是或者。
由受力分析知小球先做初速为零的匀加速直线运动，后做圆心为C的圆周运动，
，
后做圆周运动有，
，
，
联立解得。
【解析】详细解答和解析过程见【答案】