湖南省怀化市2024-2025学年高二（上）期末考试物理试卷（含解析）

湖南省怀化市2024-2025学年高二（上）期末考试物理试卷
一、单选题：本大题共6小题，共24分。
1.汽车主动降噪系统是一种能够自动减少车内噪音的技术，在汽车行驶过程中，许多因素都会产生噪音，系统会通过车身的声学反馈技术，通过扬声器发出声波将车外噪音反向抵消，从而减少车内噪音．汽车这一降噪技术运用的原理是
A. 声波的干涉 B. 声波的衍射 C. 声波的反射 D. 声波的多普勒效应
2.如图所示，两条互相绝缘且足够长的直导线垂直放置在纸面内，每条导线均过正方形两边的中点，且通有相等的电流，方向如图所示，则下列说法正确的是
A. 、处磁感应强度大小相等，方向相同
B. 、处磁感应强度大小相等，方向相反
C. 、处磁感应强度大小相等，方向相反
D. 、处磁感应强度大小不等，方向相同
3.交警使用的某型号酒精测试仪的工作原理如图所示，酒精气体传感器的阻值与其周围酒精气体浓度成反比，其中、为定值电阻，电源的电动势为，内阻为，电路中的电表均为理想电表．当饮酒后对着测试仪吹气时，下列说法正确的是
A. 电压表的示数变大
B. 电流表的示数变小
C. 酒精气体传感器两端的电压变大
D. 电压表示数变化量与电流表示数变化量的绝对值之比保持不变
4.扫地机器人是智能家用电器的一种，能凭借一定的人工智能，自动在房间内完成地板清理工作．如图所示为某品牌扫地机器人，已知其额定工作电压为，额定功率为，电池容量为，下列说法正确的是
A. “”是能量的单位
B. 扫地机器人的电机总电阻为
C. 扫地机器人正常工作时电流为
D. 扫地机器人充满电后一次正常工作时间为
5.实验中描绘出的小灯泡的伏安特性曲线如图所示，将此小灯泡与电动势，内阻的电源和的定值电阻组成串联电路，则小灯泡消耗的功率约为
A. B. C. D.
6.高铁已成为重要的“中国名片”，领跑世界．一高铁以速度匀速行驶的过程中，车头会受到前方空气的阻力，假设车头碰到空气前，空气的速度为；碰到空气后，空气的速度立刻与汽车速度相同．已知空气密度为，车头的迎风面积垂直运动方向上的投影面积为已知重力加速度为，则空气对高铁的平均阻力大小为
A. B. C. D.
二、多选题：本大题共4小题，共20分。
7.用多用电表粗测一电阻的阻值，第一次用“”挡测量示数如图甲所示，为了较准确的测量结果进行了第二次测量，示数如图乙所示，下列说法正确的是( )
A. 第二次换用“”的挡位进行欧姆调零后测量
B. 第二次换用“”的挡位进行欧姆调零后测量
C. 图乙的示数为
D. 测量电阻时，应让多用电表的红表笔接内部电池的正极
8.如图所示，一轻质弹簧左端与墙固定，右端与铁块连接，铁块在光滑水平面上的、两点间做简谐运动，点为平衡位置．铁块通过点时的速度大小为，当铁块运动到处时，恰好有一橡皮泥从点正上方某处竖直下落，以速率击中铁块并与之粘连．已知橡皮泥与铁块均可视为质点，弹簧振子做简谐振动的振动周期为其中为弹簧的劲度系数，为振子的质量，则橡皮泥击中铁块后
A. 系统的振幅变小 B. 系统的振幅不变 C. 系统的周期变大 D. 系统的周期变小
9.某实验小组用如图甲所示的装置研究单摆的运动规律，通过实验测出当地重力加速度，并且根据实验情况绘制了单摆的振动图像如图乙所示，则下列选项正确的是
A. 此单摆的摆长为
B. 摆球在速度减小的过程中回复力一定增大
C. 图乙中摆球在点的运动方向沿轴正方向
D. 若把此单摆放在月球上，其摆动周期将变小
10.冰壶运动是在冰上进行的一种投掷竞赛项目，极具观赏性，被称为冰上“国际象棋”。如图所示，某次训练中使用的冰壶和冰壶的质量分别为、，在光滑冰平面上沿同一直线同向运动，速度分别为，，当追上并发生碰撞后，、两球速度的可能值是( )
A. ， B. ，
C. ， D. ，
三、实验题：本大题共2小题，共14分。
11.某实验小组利用如图甲所示的电路测量金属丝的电阻率．
电键闭合前，应将滑动变阻器的滑片置于_________选填“”或“”端．
用螺旋测微器和游标卡尺分别测量金属丝直径、长度，测量结果如图乙、丙所示，则金属丝直径_________，金属丝的长度_________．
实验中某次电压表示数为，电流表示数为，则金属丝电阻率的表达式为_________用字母、、、表示．
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．在桌面上放置气垫导轨，安装光电计时器和光电计时器，放置带有遮光片的滑块、质量分别为、，导轨末端装有位移传感器图中未画出．
在调节气垫导轨水平时，开启充气泵，将一个滑块轻放在导轨上，发现它向右加速运动．此时，应调节旋钮使其高度_________选填“升高”或“降低”．
实验室有Ⅰ、Ⅱ两组滑块装置，如图乙所示，若实验中研究完全非弹性碰撞中的动量守恒，应选择_________填“Ⅰ”或“Ⅱ”组的滑块装置．
某次实验中，使滑块静置于两光电计时器之间，将置于光电计时器右侧．用手轻推一下，使其向左运动，与发生碰撞．滑块两次经过光电计时器记录的遮光时间分别为、，滑块通过光电计时器时，记录的遮光时间为，已知两挡光片宽度相同，若、、、、满足关系式_________，则可验证滑块、组成的系统碰撞前后动量守恒．
某次实验中，让滑块获得初速度后与静止的滑块发生碰撞，规定碰前的速度方向为正方向．根据传感器记录的数据，得到它们在碰撞前后的位移与时间的关系图像如图丙所示，则滑块、质量之比为_________．
四、计算题：本大题共3小题，共42分。
13.如图甲所示，演员正在舞台上表演“水袖”，“水袖”来自于戏曲舞蹈中，不仅肢体动作得以延伸，更是扩展了身体的表现力和延伸了内在感情，体现了中华民族精神气质和韵味．某次表演中演员甩出水袖的波浪，在某段时间内可简化为一沿轴负方向传播的简谐横波，如图乙所示，时刻的波形图如图乙中实线所示，时刻的波形图如图乙中虚线所示．求：
波的传播速度大小；
波的传播周期．
14.排球是同学们喜欢的运动之一．如图所示某同学正在练习用手臂垫球，某一次排球由处静止下落与手臂接触，被重新垫起，排球与手臂接触后离开手臂，此后竖直上升的最大高度为已知排球的质量，不计空气阻力，重力加速度取求：
排球在上升过程中重力的冲量大小；
排球与手臂接触过程中排球对手臂的平均作用力大小．
15.如图所示，质量为的小车置于光滑水平地面上，其右端固定一半径的圆弧轨道．质量为的滑块静止于小车的左端，现被水平飞来的质量、速度的子弹击中，且子弹立即留在滑块中，之后与共同在小车上滑动，且从圆弧轨道的最高点离开小车．不计与之间的摩擦，重力加速度求：
子弹击中滑块后瞬间，滑块的速度大小；
滑块离开小车瞬间，小车的速度大小；
滑块离开小车后，再次返回小车所需要的时间．
答案和解析
1.【答案】
【解析】汽车降噪过程应用的原理是声波的干涉，通过声波叠加抵消噪音，故选项A正确．
2.【答案】
【解析】【解析】由对称性知每条通电导线在正方形个顶点、、、处产生的磁感应强度大小相等，设大小为根据右手螺旋定则，水平导线在、处产生的磁感应强度方向垂直纸面向外，在、处产生的磁感应强度方向垂直纸面向里竖直导线在、处产生的磁感应强度方向垂直纸面向里，在、处产生的磁感应强度方向垂直纸面向外根据磁场叠加可知、处的磁感应强度大小为，、处磁感应强度大小为，方向相反，故选项C正确．
3.【答案】
【解析】当饮酒后对着测试仪吹气时，酒精气体浓度变大，传感器阻值变小，与分压变小，即电压表的示数变小，选项A错误
阻值变小，则电路中的总电阻变小，由闭合电路的欧姆定律知电路中总电流变大，即电流表示数变大，选项B错误
酒精气体传感器两端的电压变小，选项 C错误
由闭合电路的欧姆定律，整理得，则保持不变，选项D正确．
4.【答案】
【解析】是电流的单位，是时间的单位，根据，可知“”是电荷量的单位，选项A错误
扫地机器人正常工作时电流为，设扫地机器人的电机总电阻为，由于其输入功率大于热功率，则有，可得，选项B错误、选项C正确
扫地机器人充满电后一次正常工作时间为，选项D错误．
5.【答案】
【解析】设灯泡两端电压为，由闭合电路的欧姆定律，即，整理得，在小灯泡的图像中作出电源的图线，如图所示，交点对应的坐标为、，则小灯泡消耗的功率为，故选项B正确．
6.【答案】
【解析】时间内冲击高铁的空气体积为，时间内冲击高铁的空气质量为，取高铁运动方向为正方向，设高铁对空气的平均作用力大小为，由动量定理可得，联立解得，根据牛顿第三定律可知，空气对高铁的平均阻力大小为，故选项C正确．
7.【答案】
【解析】第一次用“ ”挡测量电阻，指针偏转角度过小且示数较大，可知倍率档选择过小，应换用“ ”的挡位进行欧姆调零后测量，图乙示数为 ，选项A错误、选项BC正确；
D.由多用电表使用时电流“红进黑出”的规则可知，测量电阻时电池在多用电表表内，故将多用电表的红、黑表笔分别与待测电压表的“负极，正极”相连，选项D错误。
故选BC。
8.【答案】
【解析】、在最大位移处振子的速度为零，系统的机械能即为弹簧的弹性势能，所以粘合后系统的机械能没有变化，振幅不变，选项A错误、选项B正确
、橡皮泥击中铁块后，根据弹簧振子的周期公式，可知弹簧振子的质量增加，弹簧振子的周期变大，选项C正确、选项D错误．
9.【答案】
【解析】由图乙可知，此单摆的周期为，根据单摆周期公式，可得单摆的摆长为，选项A正确
根据单摆的周期公式，可知若把该单摆放在月球上，值变小，则其摆动周期变大，选项D错误
由图乙知单摆做简谐运动，摆球在速度减小的过程中，逐渐远离平衡位置，回复力一定增大，选项B正确
图乙中摆球在点的运动方向衡位置，沿轴负方向，选项C错误．
10.【答案】
【解析】四个选项均满足动量守恒，即
系统碰前的总动能
A.根据实际情况，碰后 的速度 不可能大于 的速度 ，故A错误；
计算得两球碰后的总动能分别为 ， ，
由于碰撞后系统动能不可能增加，故BD正确，C错误。
故选BD。
11.【答案】；填；；。
【解析】由图甲所示电路图可知，滑动变阻器采用限流接法，电键闭合前滑片置于最大阻值处，即置于端．
由图乙可知，该金属丝的直径为
由图丙可知，游标卡尺精度为，主尺示数为，游标尺示数为，金属丝的长度为．
根据电阻定律可得，又，，联立可得电阻率为．
12.【答案】降低；Ⅱ；；
【解析】开启充气泵，将一个滑块轻放在导轨上，发现它向右加速运动，说明左高右低，则应调节左方旋钮使其高度降低。
研究完全非弹性碰撞，两滑块碰撞后成一整体不再分开，应选Ⅱ组的滑块装置．
设挡光片宽度为，滑块经过光电计时器的速度大小分别为、，滑块经过光电计时器的速度为，若动量守恒，有，即．
根据图像的斜率表示速度，可知碰撞前滑块的速度为，碰撞后瞬间滑块、的速度分别为，，由碰撞动量守恒得，解得。
13.【答案】解：由波形图知波长为，
内传播的距离为
波的传播速度为，
联立解得
波的周期为，
联立解得
14.【答案】解：上升过程的逆过程为自由落体运动，有，
重力的冲量为，
联立解得。
排球下落过程有，
上升过程有，
取竖直向上为正方向，对排球应用动量定理，得，
联立解得，
由牛顿第三定律知排球对手臂的平均作用力大小为．
15.【答案】解：子弹击中滑块的过程，子弹与滑块组成的系统动量守恒，子弹与作用过程时间极短，没有参与，速度仍为零，
由动量守恒定律，得，
解得．
滑块离开小车瞬间，滑块与小车具有相同的水平速度，由水平方向动量守恒，得，
解得。
滑块开始滑动到离开小车瞬间，由能量守恒定律得，
设滑块离开小车时的竖直分速度为，则，
联立解得，
滑块离开小车后，以小车为参照物，滑块做竖直上抛运动，则再次返回小车所需要的时间为．
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