2024-2025学年湖南省天一大联考高二（上）期中物理试卷（含答案）

这是一份2024-2025学年湖南省天一大联考高二（上）期中物理试卷（含答案），共11页。试卷主要包含了单选题，多选题，实验题，计算题等内容，欢迎下载使用。
1.下列有关电与磁的四幅情景图像，说法正确的是( )
甲：线圈在匀强磁场中绕轴转动
乙：导线位于小磁针正上方
丙：电磁场的传播
丁：电磁波谱
A. 对甲：当线圈匀速转动时，不会产生感应电流，当线圈非匀速转动时，会产生感应电流
B. 对乙：当导线中通有从左向右的电流时，小磁针的N极向里偏转，S极向外偏转
C. 对丙：恒定的电场和恒定的磁场互相激发交替产生，就形成电磁波
D. 对丁：电磁波谱中，红外线就是红光，紫外线就是紫光，均属于可见光
2.下列关于物理学的公式，说法正确的是( )
A. C=QU说明C与Q成正比，与U成反比
B. R=ρLS说明R与ρL成正比，与S成反比
C. B=FIL在任何条件下都适用
D. 能量子ε=ℎv公式中ℎ的单位是J/s
3.图1所示为辽宁抚顺地标性建筑——“生命之环”，一位学生欲运用所学物理知识估测其高度。测量的原理示意图如图2所示，他找来一个光滑小球，将其由“环”内壁上的P点(靠近最低点)由静止释放，则小球沿环内壁往返运动。某时刻小球到达P点时利用手机的秒表计时功能开始计时，此后小球第n次回到P点时停止计时，所测得时间为t。已知当地的重力加速度为g，由此可知生命之环的高度约为( )
A. gt22π2n2B. gt24π2n2C. gt216n2D. gt232n2
4.如图所示，甲、乙两小球带电量的绝对值均为q，甲用绝缘支架固定，乙用轻质绝缘细线悬挂在横杆上，当两球处于静止状态时两球心等高，两球心的连线、悬点与两球心的连线构成等边三角形。已知细线的拉力为F0，静电力常量为k，重力加速度为g，两球均视为点电荷，下列说法正确的是( )
A. 两球均带正电B. 乙的质量为2F0g
C. 甲的质量为 3F02gD. 两球心间的距离为q 2kF0
5.如图是多用电表的外部结构，下列说法正确的是( )
A. 不管多用电表当电流表还是当欧姆表，都需要调节S、K、T三个部件
B. 不管多用电表是测电压还是测电阻，“+”插孔的电势都高于“−”插孔
C. 测电阻时，当指针偏转角过大，需要调节K，把欧姆挡变小，并且需要重新调节T
D. 测电阻时，当指针偏转角过大，需要调节K，把欧姆挡变大，并且需要重新调节T
6.如图所示，甲、乙两个带电小球绕O点在光滑水平面内互相环绕做匀速圆周运动，两者的间距不变，可类比“双星模型”。已知甲的动量大小为p，动能为Ek，甲、乙做圆周运动的半径之比为k，下列说法正确的是( )
A. 甲、乙不属于同轴转动
B. 甲、乙组成的系统动量不守恒，总动量不为0
C. 甲的速度大小为Ek2p
D. 乙的质量为kp22Ek
二、多选题：本大题共4小题，共20分。
7.如图所示的电路，电源的电动势为E，内阻为r，阻值为R0的定值电阻与光敏电阻R串联，光敏电阻的阻值随光照强度的增强而减小，电压表、电流表均为理想电表。闭合开关S，当增大R的光照强度时，下列选项正确的是( )
A. 两电压表的示数均减小
B. 电源内阻的功率增大
C. V1、A示数变化量之比的绝对值为R0
D. V2、A示数变化量之比的绝对值为R0+r
8.如图所示、光滑绝缘的水平面AB与竖直面内半径为R的光滑绝缘圆弧轨道BCD在B点平滑连接，O是圆心，OB、OD分别是竖直、水平半径，半径OC与竖直方向的夹角为45∘，A、B两点间的距离也为R，整个轨道处在水平向右电场强度为E的匀强电场中。现让带电量为q的小球(可视为质点)，从A点由静止释放，小球向右运动进入圆弧轨道。已知小球所受电场力大小等于重力大小，重力加速度为g，下列说法正确的是( )
A. 小球的质量为Eqg
B. 小球在D点的动能等于从A到D电势能的减少量
C. 小球从B到D的过程中，在D点的速度最大
D. 小球从B到D的过程中，在C点对轨道的压力最大
9.如图所示，竖直、水平固定放置的4个长度相同带电平行金属板，形成互不干扰的两匀强电场。一比荷为k的带正电粒子(不计重力)从位于金属板1中点的小孔无初速度飘入加速电场，从位于金属板2中点的小孔沿水平方向进入偏转电场，最后恰好从金属板4的右边缘离开。已知金属板1、2的间距、金属板3、4的间距与金属板的长度均相等，下列说法正确的是( )
A. 金属板2、3均带负电
B. 金属板3、4间的电压是1、2间电压的2倍
C. 粒子在两个电场中的运动时间之比为2:1
D. 若金属板1、2间电压为U，则粒子从金属板4右边缘射出的速度大小为2 Uk
10.一辆质量为m的汽车在公路上做加速直线运动，其动量p与时间t的关系图像如图中实线所示，BC段的反向延长线经过坐标原点O。已知三角形BCD的面积为S0，BC的斜率是AB斜率的2倍，下列说法正确的是( )
A. p−t图像与横轴所围成面积表示合力的功
B. t0∼2t0时间内的合力是0∼t0的2倍
C. t0时刻汽车的动量大小为S0t0
D. 0∼t0时间内，汽车的加速度大小为S0mt02
三、实验题：本大题共2小题，共16分。
11.用如图所示的装置，既可验证牛顿第二定律，也可验证动量定理，重力加速度为g，主要的实验过程如下：
A.用天平测出带有遮光片的物块A总质量为M和物块B的质量为m，用游标卡尺测出遮光片的宽度为d，气垫导轨水平放置，按照如图所示的装置来连接器材；
B.打开气垫导轨的充气源，释放物块A，光电门与数字计时器(图中未画出)连接，测出逛光片通过光电门G1、G2的遮光时间分别为t1、t2，同时测出遮光片从G1运动到G2的时间t；
C.用刻度尺测出G1、G2间的距离L。
回答下列问题：
(1)下列说法正确的是( )
A.本实验不需要把气垫导轨的右端垫高来补偿摩擦力
B.本实验细线的拉力等于B的重力
C.气垫导轨上方的细线与气垫导轨可不平行
(2)若等式mgM+m=____(用d、L、t1、t2表示)成立，则牛顿第二定律得到验证。
(3)若等式mgt=____(用M、m、d、t1、t2表示)成立，则动量定理得到验证。
12.实验小组用如图1所示的电路来测量电阻Rx的阻值，图中标准电阻的阻值为R0，E为电源，S1为单刀单掷开关，S2为单刀双掷开关，R为滑动变阻器，A为理想电流表。合上开关S1，将开关S2掷于1端，将R的触头置于适当的位置，记下A的示数I1，然后将S2掷于2端，记下A的示数I2。改变R触头的位置，多测几组I1、I2的对应值，作出I1−I2的函数关系图像如图2所示，回答下列问题：
(1)按照图1所示的电路图，用笔画线代替导线将图3中实物图连接完整____。
(2)合上开关S1之前，R触头应置于____(选填“最右端”或“最左端”)，多测几组I1、I2作I1−I2图像的目的是减小____。(选填“系统”或“偶然”)误差。
(3)写出图2中函数的表达式I1=____，若图2中图线的斜率为k，可得Rx=____。
四、计算题：本大题共3小题，共40分。
13.如图所示，倾斜直线OA与竖直直线OB间存在延长线均指向O的汇聚形电场，∠AOB=60°，以O为圆心的圆弧AB上的电场强度大小均为E0，过B点的水平线BC、竖直线BD间存在电场强度大小为E(未知)、方向竖直向下的匀强电场，P点是B点右下方固定的点，两种类型的电场互不干扰。现让带电量为q、质量为m不计重力的带正电粒子从A点以垂直OA的速度v0射入汇聚形电场，粒子正好沿着圆弧AB运动到B，接着进入匀强电场，粒子运动到P点时的速度正好与粒子在A点时的速度方向相同，且粒子从B到P的运动时间等于粒子从A到B的运动时间，求：
(1)圆弧AB的半径以及粒子从A到B的运动时间；
(2)电场强度E的大小。
14.如图所示，光滑硬直杆与水平面成37∘夹角固定放置，劲度系数为k的轻质弹簧一端连接在固定点O，另一端与可视为质点的圆环相连，圆环套在杆上。现让圆环从O点正上方的A点由静止释放，当圆环运动到O点的等高点B时，圆环的动能恰好等于此位置弹簧的弹性势能。已知圆环在A点时弹簧处于原长状态，当圆环运动到P点时弹簧与杆垂直，A、B两点间的距离为5L，重力加速度为g，弹簧的弹性势能Ep与形变量x的关系式为Ep=12kx2，sin37∘=0.6，cs37∘=0.8，求：
(1)圆环的质量；
(2)圆环运动到P点时杆对圆环的弹力大小；
(3)圆环运动到B点时重力的瞬时功率。
15.如图所示，内壁光滑的细圆管轨道，由AB、BCD两部分组成，竖直放置固定在水平地面上，AB是抛物线形状，BCD是半径为R的圆弧轨道，两轨道平滑连接，A点处的切线水平，B点处的切线与水平方向的夹角为60∘，CD是圆弧轨道的竖直直径。小球乙放置在C点，小球甲从A点由静止开始沿着管的内壁下滑，运动到C点时与乙发生弹性碰撞，碰撞刚结束时，甲、乙的速度等大反向，然后乙向上运动恰好能到达D点。重力加速度为g，两小球均可视为质点，求：
(1)甲、乙的质量之比；
(2)A、B两点的高度差；
(3)在A点给甲一个水平向右的初速度vA，若甲在细圆管内部从A运动到B的过程中与管壁恰好无作用力，则vA为多少。
参考答案
1.B
2.B
3.A
4.D
5.C
6.D
7.BC
8.AD
9.BCD
10.BD
11.(1)A；
(2) d22L(1t22−1t12)；
(3) (M+m)d(1t2−1t1)。

12.(1)
(2) 最左端 偶然
(3) I2+I2RxR0 (k−1)R0

13.(1)粒子在AB间做匀速圆周运动，电场力提供向心力，则
E0q=mv02R
所以
R=mv02E0q
粒子从A到B的运动时间为
t1=α2πT
T=2πRv0
所以
t1=πmv03E0q
(2)粒子进入竖直向下的匀强电场中做类平抛运动，则
tan60∘=at2v0
a=Eqm
t2=t1
联立解得
E=3 3E0π

14.(1)由图可知
OA=5Lsin37∘=3L
OB=5Lcs37∘=4L
圆环由A运动到B的过程，对于圆环与弹簧组成的系统，根据机械能守恒定律，有
mg⋅5Lsin37∘=12mvB2+Ep
由题意知
12mvB2=Ep=12k4L−3L2
联立求得
vB= 3gL
m=kL3g
(2)圆环运动到 P 点时，设杆对圆环的弹力大小为 FN ，对圆环进行受力分析，如图所示
由垂直杆方向受力平衡，有
F=mgcs37∘+FN
其中
F=k3L−3Lcs37∘
联立，求得
FN=kL3
(3)圆环运动到B点时，重力的瞬时功率为
PG=mgvBsin37∘
又
vB= 3gL
m=kL3g
代入，求得
PG=kL 3gL5

15.(1)甲运动到 C 点时与乙发生弹性碰撞，碰撞刚结束时，甲、乙的速度等大反向，有
m1v0=m1v1+m2v2
12m1v 02=12m1v 12+12m2v 22
其中
v1=−v2
解得甲、乙的质量之比为
m1m2=13
(2)乙向上运动恰好能到达 D 点，则在 D 点的速度为0，对乙，根据动能定理有
−m2g×2R=−12m2v22
对甲，根据动能定理有
m1gH=12m1v02
解得
H=8R
则 A 、 B 两点的高度差为
H′=H−R(1−cs60∘)=7.5R
(3)甲从B到C，根据平抛运动规律有
tan60∘=2tanα=2H′x
x=vAt
H′=12gt2
解得
vA= 5gR