天津市七中2024-2025学年高二（下）期中物理试卷（含解析）

天津市七中2024-2025学年高二（下）期中物理试卷
一、单选题：本大题共5小题，共25分。
1.年月日，清华大学对富康轿车成功地进行了中国轿车史上的第一次碰撞安全性实验，成为“中华第一撞”，从此，我国汽车整体安全性碰撞试验开始与国际接轨，在碰撞过程中，关于安全气囊的保护作用认识正确的是( )
A. 安全气囊的作用减小了驾驶员的动量的变化
B. 安全气囊减小了驾驶员受到撞击力的冲量
C. 安全气囊主要是延长接触时间，从而减小冲力
D. 安全气囊延长了撞击力的作用时间，从而使动量变化更大
2.图甲是小型交流发电机的示意图，两磁极、间的磁场可视为水平方向的匀强磁场，为交流电流表。线圈绕垂直于磁场的水平轴沿逆时针方向匀速转动，从图甲所示位置开始计时，产生的交变电流随时间变化的图像如图乙所示。下列说法正确的是( )
A. 该交流电的频率为
B. 电流表的示数为
C. 时，线圈平面与磁场方向垂直
D. 到这段时间，通过电阻的电荷量为
3.超成像的基本原理是探头向人体发射一组超声波，遇到人体组织会产生不同程度的反射。探头接收到的超声波信号形成超图像。如图为血管探头沿轴正方向发送的简谐超声波图像，时刻波恰好传到质点。已知此超声波的周期为，下列说法正确的是( )
A. 质点开始振动的方向沿轴正方向
B. 内质点运动的位移为
C. 超声波在血管中的传播速度为
D. 时质点恰好处于波峰
4.下列关于机械波和电磁波的说法正确的是( )
A. 发生多普勒效应时，波源的频率发生了变化
B. 用红外遥感技术可以在飞机或人造地球卫星上勘测地热、寻找水源
C. 机械波和电磁波都可以在真空中传播，都可以传递信息和能量
D. 发生明显衍射的条件是缝、孔的宽度或障碍物的尺寸比波长大或差不多
5.下列各图所描述的物理情境中，没有感应电流的是( )
A. 电键闭合稳定后，线圈中
B. 磁铁向铝环靠近，铝环中
C. 金属框从向运动，金属框中
D. 铜盘在磁场中按图示方向转动，电阻中
二、多选题：本大题共3小题，共15分。
6.如图所示，质量为的木块放在光滑的水平面上，质量为的子弹可视为质点以水平速度射中木块，并最终留在木块中与木块一起以速度运动，已知当子弹相对木块静止时，木块前进距离为，子弹进入木块的深度为，此过程经历的时间为。若木块对子弹的阻力大小视为恒定，则下列关系式中正确的是( )
A. B.
C. D.
7.图甲为一列简谐横波在某一时刻的波形图，、两质点的横坐标分别为和，图乙为质点从该时刻开始计时的振动图像，下列说法正确的是( )
A. 时，质点的位移沿轴负向
B. 时，质点的加速度方向与速度方向相同
C. 质点经过振动的路程为
D. 该波沿轴的负方向传播，波速为
8.如图所示的理想变压器，原、副线圈的匝数分别为和，且原线圈两端的输入电压不变，所接的电表均为理想交流电表，两个定值电阻的阻值均为，滑动变阻器的最大阻值为，两个端点分别是、，滑片为，下列说法正确的是( )
A. 滑片由向移动的过程中，电压表的示数会逐渐减小
B. 滑片由向移动的过程中，电流表、的示数均逐渐增大
C. 滑片由向移动的过程中，流过滑动变阻器的电流会增大
D. 当滑片位于点时，电源输出的功率为
三、实验题：本大题共2小题，共12分。
9.如图所示，用“碰撞实验器”可以验证动量守恒定律。
图中点是小球抛出点在地面上的垂直投影。实验时，先让入射球多次从斜轨上位置由静止释放，找到其平均落点的位置，测量平抛射程。然后，把被碰小球静置于轨道的水平部分，再将入射球从斜轨上位置由静止释放，与小球相碰，并多次重复。接下来要完成的必要步骤是______。
A.用天平分别测量两个小球的质量，
B.测量小球开始释放时的高度
C.测量抛出点距地面的高度
D.分别找到、相碰后平均落点的位置、，测量、的长度
为了尽量减小实验误差，两个小球的质量应满足 ______选填“”“”或“”；
若两球相碰前后的动量守恒，其表达式可表示为______用前面测量的量表示。
10.小明同学想用单摆来测重力加速度，设计的实验装置如图甲所示，在摆球的平衡位置处安放一个光电门，连接数字计时器，记录小球经过光电门的次数。
在摆球自然悬垂的情况下，用毫米刻度尺测得从悬点至摆球顶端的长度为，再用螺旋测微器测量摆球直径图乙，则摆球直径 ______；
将摆球从平衡位置拉开一个合适的角度，静止释放摆球，摆球在竖直平面内稳定摆动后，启动数字计时器，摆球通过平衡位置时从开始计数，同时开始计时，当摆球第次为大于的奇数通过光电门时停止计时，记录的时间为，此单摆的周期 ______用、表示，重力加速度的大小为______用、和表示。
四、计算题：本大题共3小题，共48分。
11.饭卡是学校等单位最常用的辅助支付手段，其内部主要部分是一个多匝线圈，当刷卡机发出电磁信号时，置于刷卡机上的饭卡线圈的磁通量发生变化，引起电磁感应现象，产生电信号，其原理可简化为如图甲所示。设线圈的匝数为匝，每匝线圈面积均为，线圈的总电阻为，线圈连接一电阻，其余部分电阻不计。线圈处磁场的方向不变，其大小按下图乙所示的规律变化。
请计算时间内、间电压和电阻产生的焦耳热；
请计算时间内，通过电阻的电荷量。
12.质量为的木板静止于光滑水平面上，质量为的物块停在的左端，质量为的小球用长为的轻绳悬挂在固定点上；将轻绳拉直至水平位置后，由静止释放小球，小球在最低点与发生碰撞，碰撞时间极短且无机械能损失，物块与小球可视为质点，不计空气阻力。已知、间的动摩擦因数，重力加速度。求：
小球与碰撞前的瞬间，绳子对小球的拉力的大小；
小球与碰撞后的瞬间物块的速度的大小；
为使恰好不滑离木板时木板的长度。
13.如图所示，两根平行光滑足够长金属导轨固定在倾角的斜面上，其间距，导轨间存在垂直于斜面向上的匀强磁场，磁感应强度。两根金属棒和与导轨始终保持垂直且接触良好，棒通过一绝缘细线与固定在斜面上的拉力传感器连接连接前，传感器已校零，细线平行于导轨。已知棒和棒的质量均为，棒和棒接入电路的电阻均为，导轨电阻不计。将棒从静止开始释放，其图像如图乙所示，同时拉力传感器开始测量细线拉力，当棒的位移为时，其速度已达到了最大速度，重力加速度取。求：
金属棒的速度为时拉力的大小；
金属棒的位移为过程中棒上产生的焦耳热；
金属棒的位移为过程中所用时间为多少。
答案和解析
1.【答案】
【解析】在碰撞过程中，驾驶员的动量变化量是一定的，即驾驶员受到撞击力的冲量是一定的，安全气囊的作用是延长了撞击力的作用时间，根据动量定理，可知安全气囊能够减小驾驶员受到的冲击力，故ABD错误，C正确。
故选：。
2.【答案】
【解析】、由图乙可知交流电的周期，所以该交流电的频率为，故A错误；
B、由图乙可知产生的交变电流的最大值，电流表的示数为交变电流的有效值，即，故B正确；
C、由图乙可知在时，电流的瞬时值最大，则此时线圈处在与磁感线平行的位置，故C错误；
D、在到这段时间，线圈从中性面位置转过半周回到中性面，磁通量的变化量为，则根据，可知通过电阻的电荷量不为，故D错误。
故选：。
3.【答案】
【解析】A.超声波沿轴正方向，根据波形平移法可知，质点开始振动的方向沿轴负方向，故A错误；
B、超声波的周期为，，因此内的位移为，故B错误；
C、超声波在血管中的传播速度为，故C错误；
D、在时间内，波传播的距离为
即处质点的振动形式传播到点，则时质点恰好处于波峰，故D正确。
故选：。
4.【答案】
【解析】、发生多普勒效应时，波源的频率并没有发生变化，而是由于观察者与波源之间有相对运动，导致观察者接收到的波的频率发生了变化，故A错误；
B、红外线具有热效应，且穿透能力较强，用红外遥感技术可以在飞机或人造地球卫星上勘测地热、寻找水源，故B正确；
C、机械波的传播需要介质，不能在真空中传播，电磁波可以在真空中传播，两者都可以传递信息和能量，故C错误；
D、发生明显衍射的条件是缝、孔的宽度或障碍物的尺寸比波长小或差不多，故D错误。
故选：。
5.【答案】
【解析】、电键闭合稳定后，穿过线圈的磁通量保持不变，线圈不产生感应电流。故A符合题意；
、磁铁向铝环靠近，穿过线圈的磁通量在增大，线圈产生感应电流。故B不符合题意；
、金属框从向运动，穿过线圈的磁通量时刻在变化，线圈产生感应电流。故C不符合题意；
、铜盘在磁场中按图示方向转动，铜盘的一部分切割磁感线，产生感应电流。故D不符合题意。
本题选不能产生感应电流的，故选：
6.【答案】
【解析】根据动能定理，对木块
故A正确；
B.以向右为正方向，根据动量定理，对子弹
则
故B正确；
C.把木块、子弹看作一个整体，由动量守恒定律得
解得
故C错误；
D.对整体，由能量守恒定律得
故D错误。
故选：。
7.【答案】
【解析】D.根据质点从该时刻开始计时的振动图像可知，时刻质点在平衡位置向上振动，结合波形图可知，波沿轴负方向传播，波速：，故D错误；
因时刻质点从平衡位置向下振动，可知时，质点在平衡位置与最低点之间向下振动，此时质点的位移沿油负向，加速度方向向上，速度方向向下，即时，质点的加速度方向与速度方向相反，故A正确，B错误；
C.质点经过振动的路程为，故C正确。
故选：。
8.【答案】
【解析】、根据，线圈匝数不变，输入电压不变，输出电压不变，故A错误；
B、当滑动变阻器的滑片由端向端滑动，负载总电阻减小，根据，可知通过副线圈的总电流增大，所以电流表的示数增加，根据电路结构和电流的分流特征，可知通过的电流将减小，故B错误；
C、据上分析，根据，副线圈干路中两端电压增大，根据，可知滑动变阻器和与电流表串联的定值电阻的电路两端电压减小。由中选项可知，副线圈干路中的电流增大，但定值电阻中的电流减小，即电流表的示数减小，只有滑动变阻器的电流增加得更多，才能使干路的电流增大，故C正确；
D、此种情况副线圈的总电阻为，由变压规律可知，副线圈两羰的电压，所以电源的输出功率：，故D正确。
故选：。
9.【答案】
【解析】小球离开轨道后做平抛运动，由于抛出点的高度均相同，故小球在空中的运动时间相等，水平位移与其初速度成正比，可以用小球的水平位移代替小球的初速度，若两球碰撞过程动量守恒，则有：
，又有：，，
联立整理得：，此式为要验证的表达式，由此可知需要用天平分别测量两个小球的质量，，分别找到、相碰后平均落点的位置、，测量、的长度，故AD正确，BC错误。
为了防止碰撞时入射小球被反弹，两个小球的质量应满足。
根据的分析过程可知，若两球相碰前后的动量守恒，其表达式可表示为：
故答案为：；；
10.【答案】
【解析】螺旋测微器的精确度为，摆球直径为
单摆的周期
根据
解得重力加速度的大小为
故答案为：；；
11.【解析】时间内由法拉第电磁感应定律
根据闭合电路欧姆定律，则有
、间电压为
根据焦耳定律有
解得，
时间内，由法拉第电磁感应定律可知
根据闭合电路欧姆定律有
电荷量为
可得
结合图像可得
答：时间内、间电压为，电阻产生的焦耳热为；
时间内，通过电阻的电荷量为。
12.【解析】小球下摆过程机械能守恒，由机械能守恒定律得：
解得：
对小球由牛顿第二定律得：
解得：
小球与碰撞过程系统动量守恒，以小球的初速度方向为正方向，由动量守恒定律得：
由机械能守恒定律得：
联立解得：，
物块与木板相互作用过程，系统动量守恒，以的速度方向为正方向，由动量守恒定律得：
解得：
由能量守恒定律得：

解得：
答：小球与碰撞前的瞬间，绳子对小球的拉力的大小为；
小球与碰撞后的瞬间物块的速度的大小为；
为使恰好不滑离木板时木板的长度为。
13.【解析】金属棒的速度为时，产生的电动势为
根据右手定则可知，电动势方向从指向。回路中的电流为
电流方向从流向，对棒受力分析，由平衡条件可知
解得
金属棒的位移为过程中，由能量守恒定律可得
可得棒上产生的焦耳热为
对棒分析，取沿斜面向下为正方向，由动量定理可得
又因为 ，
联立解得
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