湖北省荆州市2024-2025学年高二（上）期末考试物理试卷

这是一份湖北省荆州市2024-2025学年高二（上）期末考试物理试卷，共10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.下列图中，不属于涡流现象的是( )
A. 图是真空冶炼炉可以冶炼高质量的合金
B. 图是充电器工作时绕制线圈的铁芯中会发热
C. 图是安检门可以探测人身是否携带金属物品
D. 图是工人穿上金属丝织成的衣服可以高压带电作业
2.2022年农业农村部公示的“中国美丽休闲乡村”名单上，湖北10个村榜上有名。在乡村振兴的战场上，湖北是积极的创新者和践行者。如图所示，某村在进行基础设施建设时修建了一个截面为等腰梯形的水池，水池深度为d，坡面的倾角为α，在注满水的情况下，一束与水平面夹角为θ的平行单色黄光照射到水面，倾斜入射的平行光刚好能够照亮整个水池底部(不考虑光的反射)。已知光在空气中的传播速度为c，下面说法正确的是
A. 水对黄光的折射率为n=csαcsθ
B. 根据已知条件无法求出水对黄光的折射率
C. 根据已知条件可以求出黄光从水面直接折射到水池底部所用的时间
D. 若仅将单色黄光改为单色红光，也能照亮整个水池底部
3.两列相干水波的干涉图样如图所示，图中的实线表示波峰，虚线表示波谷．已知两列波的振幅均为5cm，C点是BE连线的中点，下列说法中正确的是( )
A. P点保持静止不动
B. 图示时刻D点正处于平衡位置且向下运动
C. 再过半个周期，E点变为减弱点
D. 图示时刻A、B两点的竖直高度差为10cm
4.如图所示，两个相互绝缘的闭合圆形线圈P、Q放在同一水平面内．当线圈P中通有不断增大的顺时针方向的电流时，下列说法中正确的是( )
A. 线圈Q内有顺时针方向的电流且有收缩的趋势
B. 线圈Q内有顺时针方向的电流且有扩张的趋势
C. 线圈Q内有逆时针方向的电流且有收缩的趋势
D. 线圈Q内有逆时针方向的电流且有扩张的趋势
5.如图所示，挡板上安装有宽度可调的一条狭缝，缝后放一个光屏．用单色平行光照射狭缝，狭缝宽度从0.8 mm调整为0.4 mm，光屏上可能呈现
A. 图样①变化为图样②B. 图样②变化为图样①
C. 图样③变化为图样④D. 图样④变化为图样③
6.如图所示，用相同导线制成的边长为L或2L的4个单匝闭合线框以相同的速度先后沿垂直于磁场边界的方向穿过正方形匀强磁场区域，磁场方向垂直于纸面向外，区域宽度大于2L，则进入磁场过程中，电流最大的回路是( )
A. 甲B. 乙C. 丙D. 丁
7.三根平行的长直导线，分别垂直地通过一个等腰直角三角形的三个顶点，三根导线中电流方向相同，A、B两导线中的电流大小相等，如图所示，已知导线A在斜边中点O处所产生的磁场的磁感应强度大小为B0，导线C在斜边中点O处所产生的磁场的磁感应强度大小为2B0，则O处的磁感应强度的大小和方向为( )
A. 大小为B0，方向沿OA方向B. 大小为2 2B0，方向竖直向下
C. 大小为2B0，方向沿OA方向D. 大小为2B0，方向沿OB方向
二、多选题：本大题共3小题，共12分。
8.如图所示，在某控制电路中，R是光敏电阻(光敏电阻的阻值随光照强度的增大而减小)，当它受到的光照强度逐渐增大时( )
A. 灯泡L变暗B. 光敏电阻R上的电压增大
C. 电压表的读数减小D. 电容器的带电荷量增大
9.如图所示，一列简谐横波沿轴正方向传播，P点的振动周期为0.4s，从波传到x=5m的M点时开始计时，下面说法中正确的是( )
A. 这列波的波长是5m
B. 波源的起振方向向下
C. 1s内质点M经过的路程为1m
D. 质点Q(x=9m)经过0.7s第一次到达波峰
10.在某次杂技表演中，某演员平躺在水平面上，腹部上方静置一个质量M=80 kg的石板，另一演员手持一个质量为m=5 kg的铁锤，从h1=1.8 m高处由静止落下，与石板撞击后反弹至h2=0.05 m处，结果石板裂开而平躺着的演员没有受伤。若铁锤撞击石板的时间为t1=0.01 s，由于缓冲，演员腹部与石板相互作用的时间延长为t2=0.5 s，铁锤的下落视为自由落体运动，铁锤与石板碰撞阶段的动量守恒，重力加速度g=10 m/s2，则
A. 铁锤撞击石板前瞬间的速度大小为6 m/s
B. 撞击过程中铁锤对石板的平均作用力大小为3500 N
C. 缓冲过程中石板对演员的平均作用力大小约为870 N
D. 撞击过程中铁锤受到的冲量大小为25 N·s
三、实验题：本大题共2小题，共16分。
11.某同学用图甲所示的装置研究单摆运动的规律，让摆球在竖直平面内摆动，用力传感器得到细线对摆球拉力F的大小随时间t变化的图线如图乙所示，小球经过最低点时为计时起点。
(1)下列说法正确的有 ；
A.摆角要应尽可能大
B.摆线应适当长些
C.摆球应选择密度大、体积小的实心金属小球
(2)由图乙可知该单摆的运动周期为 s，该同学用游标卡尺测量小球的直径如图丙所示，其读数为 mm。
12.测量某电源电动势和内阻，提供如下实验器材：
A. 待测电源(电动势约12 V、内阻约1 Ω、最大允许电流2 A)
B. 电流表A(量程1 A) C.电流表G(量程1 mA、内阻约50 Ω)
D. 电阻箱(0～99 999.9 Ω)
E. 滑动变阻器(0～20 kΩ) F.滑动变阻器(0～1 kΩ) H.滑动变阻器(0～50 Ω)
J. 定值电阻(阻值5 Ω) K.定值电阻(阻值100 Ω)
L.开关、导线若干
(1)将电流表G改装成电压表，需要测量电流表内阻Rg，实验小组采用如图所示的电路，实验步骤如下：
①连接好电路，闭合开关S1前，变阻器R1的滑片移到__ ______(选填“最左端”或“最右端”)．
②闭合S1，断开S2，调节R1使电流表G满偏．
③闭合S2，保持R1阻值不变，调节电阻箱R2的阻值，使得电流表G半偏，读出电阻箱示数R，则电流表G的内阻Rg=__ ______．
(2)将电流表G改装成量程为15 V的电压表，已测得Rg=52.0 Ω，则与电流表G串联的电阻箱R2的取值应为__ ______Ω．
(3)用图电路测电源电动势和内阻，滑动变阻器R3选用____ ____，定值电阻R0选用___ _____.(选填器材序号)
(4)根据实验测得数据作出电压表读数U与电流表A读数I间的关系图象(图象未画出)，由图象读出I=0时U=12.1 V，图线斜率绝对值为5.9 V/A，则电源电动势E=__ ______V，电源内阻r= ________Ω．
四、计算题：本大题共3小题，共44分。
13.如图所示，为一列沿−x方向传播的简谐横波在t=0时刻的波形图，其中处于波谷的P点坐标为(2m,−5m)，M、N两点的坐标分别为(−2m,0)和(−7m,0)。已知t=0.5s时，M点第二次出现波峰。求
(1)这列波的传播速度；
(2)P质点的振动方程；
(3)从t=0时刻起，经过多长时间N点第一次出现波峰；
(4)当N点第一次出现波峰时，M点通过的路程。
14.甲小孩乘一辆小车在光滑的水平冰面上以速度v0=8m/s匀速行驶，发现正前方有一静止的乙车，甲小孩迅速拿起车上小球，均以相对地面为v=20m/s的水平速度抛向乙，且被乙接住。已知甲和他的小车及小车上小球的总质量为M1=80kg，每个小球质量m=2kg，乙和他的小车的总质量为M2=60kg，不计空气阻力。求：
(1)甲第一次抛球时对小球的冲量大小;
(2)甲抛出5个小球后，甲的速度是多少?
(3)为保证两车不相撞，甲至少抛出多少个小球。
15.如图所示，仅在xOy平面的第I象限内存在垂直纸面的匀强磁场，一细束电子从x轴上的P点以大小不同的速率射入该磁场中，速度方向均与x轴正方向成锐角θ=30°。已知速率为v0的电子可从x轴上的Q点离开磁场，不计电子间的相互作用，电子的重力可以忽略，已知PQ=l，OP=3l，电子的电量为e，质量为m，求：
(1)磁感应强度的大小和方向；
(2)能从y轴垂直射出的电子的速率；
(3)从Q点离开磁场和从y轴垂直射出的两电子在磁场中运动的时间比。
1.【答案】D
2.【答案】C
3.【答案】A
4.【答案】D
5.【答案】D
6.【答案】C
7.【答案】D
8.【答案】CD
9.【答案】BCD
10.【答案】AC
11.【答案】BC
2
15.65

12.【答案】最左端
R
14948.0；
H
J
12.1
0.9

13.【答案】解：(1)已知t=0.5s时，M点第二次出现波峰，即第二个波峰传到M点，第二个波峰到M点的距离为x1=10m，
这列波的传播速度为v=x1t=100.5m/s=20m/s；
(2)波的周期为T=λv=420s=0.2s，
振动方程为y=Asin(ωt+φ0)=5sin(10πt+32π) cm；
(3)第一个波峰到N点的距离为x2=11m，
从t=0时刻起，N点第一次出现波峰的时间为t2=x2v=1120s=0.55s；
(4)波传到M点的时间为t3=320s=0.15s，
M点的振动时间为t4=0.55s−0.15s=0.4s=2T，
当N点第一次出现波峰的时，M点通过的路程为s=8A=8×0.05m=0.4m。
14.【答案】解：(1)对第一个小球分析，根据动量定理有
I=mv−mv0，
解得甲第一次抛球时对小球的冲量大小I=24N⋅s；
(2)设甲抛出第5个小球后的速度为v1，根据动量守恒定律：系统初动量M1v0等于甲和剩余小球的动量与抛出小球动量之和，即M1v0=(M1−5m)v1+5mv，
解得：v1=447m/s(447≈6.2857)，方向水平向右。
(3)以水平向右为正方向，当甲、乙两车最终速度相等时，两车刚好不相撞，设此时速度为v2，对所有物体组成的系统，根据动量守恒定律有M1v0=(M1+M2)v2，
对乙和他的小车及小球组成的系统，根据动量守恒定律有nmv=(nm+M2)v2，联立解得n=8.88，可知为保证两车不相撞，甲至少抛出9个小球。
15.【答案】解：(1)电子可从x轴上的Q点离开磁场，由左手定则可知，磁场的方向垂直纸面向外，速率为v0的电子可从x轴上的Q点离开磁场，则l=2Rsinθ，电子在磁场中做匀速圆周运动，
则ev0B=mv02R
解得B=mv0el
(2)从y轴垂直射出的电子，由几何关系得，如图所示，电子做圆周运动的半径3l=rsinθ，解得r=6l
evB=mv2r，解得v=6v0
(3)从y轴垂直射出的电子在磁场运动的回旋角α=150°
从Q点离开磁场的电子在磁场中运动的回旋角为β=2π−2θ，解得β=300°，电子在磁场中运动的时间t=α2πT，T=2πmeB，可知t∝α
从Q点离开磁场和从y轴垂直射出的两电子在磁场中运动的时间比为tQty=βα=300°150∘=2：1
答：(1)磁感应强度的大小为mv0el，方向垂直纸面向外
(2)能从y轴垂直射出的电子的速率为6v0
(3)从Q点离开磁场和从y轴垂直射出的两电子在磁场中运动的时间比为2：1