湖南省百师联盟2024-2025学年高二（上）期末考试 物理试卷

这是一份湖南省百师联盟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75s时，Q点的位移为10cm，下列说法中正确的是，磁流体发电机的结构简图如图所示等内容，欢迎下载使用。
注意事项:
1.答卷前，考生务必将自己的姓名、准考证号填写在答题卡上。
2.回答选择题时，选出每小题答案后，用铅笔把答题卡对应题目的答案标号涂黑；如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其他答案标号。回答非选择题时，将答案写在答题卡上，写在试卷上无效。
3.考试结束后，本试卷和答题卡一并交回。
一、单选题：本大题共6小题，共24分。
1.下列说法中正确的是( )
A. 地球周围存在磁感线，地磁场的N极在地理南极附近
B. 穿过闭合导体回路的磁通量发生变化时，闭合导体回路中一定会产生感应电流
C. 麦克斯韦认为均匀变化的电场能激发出变化的检场，空间将产生电磁波
D. 某处磁感应强度的方向就是一小段通电导体放在该处时所受磁场力的方向
2.某同学利用下图所示装置测量某种单色光的波长。实验时，接通电源使光源正常发光;调整光路，使得从目镜中可以观察到干涉条纹。以下操作可以使相邻亮条纹的间距增大的是( )
A. 将单缝向双缝靠近B. 使用间距更大的双缝
C. 更换频率更低的单色光D. 将屏向靠近双缝的方向移动
3.图甲为一列简谐横波在t=0.1s时刻的波形图，P是平衡位置x=1m处的质点，Q是平衡位置在x=4m处的质点，M是平衡位置在x=8m处的质点;图乙为质点Q的振动图像。下列说法正确的是( )
A. 该波沿x轴正方向传播，波速大小为40m/s
B. 质点M与质点Q的运动方向总是相同
C. t=0.75s时，Q点的位移为10cm
D. 质点P做简谐运动的表达式为y=10sin(10πt+54π)cm
4.水平面上有电阻不计的U形导轨NMPQ，它们之间的宽度为L，M和P之间接入电动势为E的电源(内阻不计)。现垂直于导轨放置一根质量为m、电阻为R的金属棒ab，并加一个范围较大的匀强磁场，磁感应强度大小为B，方向与水平面夹角为θ且指向右上方，如图所示，重力加速度为g，当ab棒静止时( )
A. ab棒受到的安培力方向水平向左
B. ab棒受到的安培力大小为BELsinθR
C. ab棒受到的支持力大小为mg−BLEcsθR
D. ab棒受到的摩擦力大小为BLEcsθR
5.如图所示，在正四面体的顶点a、b分别固定电荷量为Q的等量异种点电荷，c、d为正四面体的另外两个顶点，f是棱ad的中点。若正四面体的棱长为L，静电力常量为k，则以下判断正确的是( )
A. c点电势高于d点电势
B. c点的电场强度大小为kQL2
C. c、d两点的电场强度方向不同
D. 将电子沿棱从f移动到d，电子的电势能减少
6.如图甲所示，将两大小相同、质量和等的铅球分别静止在海绵桌面和实木桌面的正上方相同高度处，然后同时由静止释放并开始计时，之后两球分别与两桌面发生碰撞。假设碰后两球均不再反弹。测出两桌面受到的压为随时间变化的曲线 ①和曲线 ②，如图乙所示，忽略空气阻力。下列说法正确的是( )
A. 碰撞过程中，左侧铅球动量的变化量更小
B. 曲线 ①为左侧海绵桌面受到铅球作用力的图像
C. 曲线 ①在t1∼t2时间段与t轴所围面积小于曲线 ②在t2∼t3时间段与t轴所围面积
D. 曲线 ②在t1∽t3时间段，桌面受到的平均压力大小为F0t1t3−t1
二、多选题：本大题共4小题，共20分。
7.下列说法中正确的是( )
A. 如图甲，狭缝越窄，单色光通过狭缝后得到的衍射图样中央亮条纹越宽
B. 如图乙，立体电影原理和照相机镜头表面涂上的增透膜的原理一样
C. 图丙中，波源沿AB方向运动，B处的观察者接收到的频率高于波源频率
D. 图丁中，若A球先摆动，则B、C球摆动稳定后，B球周期大，C球振幅大
8.磁流体发电机的结构简图如图所示。把平行金属板A、B和电阻R连接，A、B之间有很强的磁场，将一束等离子体(即高温下电离的气体，含有大量正、负带电粒子)以速度v喷入磁场，A、B两板间便产生电压，成为电源的两个电极。若A、B两板之间的磁场可视为磁感应强度大小为B的匀强磁场，两板间距为d，其余电阻不计，则下列推断正确的是( )
A. A板为电源的正极
B. 若减小两极板的距离，则电源的电动势会减小
C. 在磁流体发电机工作的过程中洛伦兹力对电荷做正功
D. 通过电阻R的电流大小为BdvR
9.在匀质轻绳上有两个相距16m的波源S1，S2，两波源的连线上有三个质点P、Q、M，P与波源S1相距4m，Q与波源S2相距4m，M与波源S1相距9m，如图甲所示。t=0时两波源同时上下振动产生两列绳波，振动图像分别如图乙、丙所示，t=2s时P、Q两质点刚开始振动，则( )
A. 两列波传播速度的大小均为1m/sk
B. 两列波在第41s末相遇
C. 0∼9s时间内，质点M运动的路程为40cm的
D. 两波源连线上(不含波源处)共有7个振动减弱点
10.如图所示，电路中电源电动势为E、内阻为r，R0、R2为定值电阻，R2为光敏电阻，其阻值随光照强度的增加而减小。若照射光敏电阻的光照强度减弱，电压表示数变化量的绝对值为△U，电流表示数变化量的绝对值为△I，两电表均为理想电表，定值电阻与电源电阻之间满足R0=2r。下列说法正确的是( )
A. 电流表的示数变小，△U和△l的比值变大
B. 电容器所带电荷量增大，有从右向左的电流流过R2
C. 电路的总功率变小，电源的效率变大
D. R0的功率变小，电源的输出功率可能变大
三、实验题：本大题共2小题，共16分。
11.某实验小组利用单摆测量当地重力加速度的值。
(1)如图甲所示为某同学在进行实验时用秒表记录的单摆50次全振动所用时间，由图可知该次实验中秒表读数t= s。
(2)实验中，测量不同摆长及对应的周期，用多组实验数据做出摆长与周期平方的图像如图乙所示，则重力加速度的大小为 m/s2(π2取9.86，结果保留三位有效数字)。
(3)另一名同学不小心，每次都把小球直径当作半径来过算摆长，由此得到的L−T2图像是图丙中的 (选填“ ①““ ②”或“ ③”)，该同学测得的重力加速度与真实值相比 (选填“偏大“偏小”或“不变”)。
12.某同学欲测量实验室中一根粗细均匀的电阻丝的电阻率，实验步骤如下：
(1)用多用电表粗测电阻丝的阻值。将选择开关旋转到“Ω”挡的×10位置时发现指针的偏转角度过大，应将选择开关调至 (选填“×1”或“×100”)位置，进行一系列正确操作后，指针静止时如图甲所示，则电阻丝的阻值约为 Ω。
(2)某同学设计如图乙所示的电路测量该电阻丝的电阻率。在刻度尺两端的接线柱a和b之间接入该电阻丝，金属夹P夹在电阻丝上，沿电阻丝移动金属夹P，即可改变接入电路的电阻丝长度。
实验室提供的器材有，电池组E(电动势为3.0 V，内阻约为110)，电流表A(量程为100mA)，电阻箱R(阻值范围为0∼99.99Ω);开关、导线若干。
实验操作步骤如下：
a.用螺旋测微器测出电阻丝的直径D
b.根据图乙连接实验电路
c.调节电阻箱使其接入电路的阻值最大，将金属夹P夹在电阻丝某位置上
d.闭合开关S，调整电阻箱接入电路中的阻值，使电流表满偏，记录电阻箱的阻值R和接入电路的电阻丝长度L
e.改变金属夹P的位置，调整电阻箱接入电路中的阻值，使电流表再次满偏，记录R和L数据
f.重复上述步骤，得到多组数据
①用螺旋测微器测出电阻丝的直径D，示数如图丙所示，读数为 mm。
②用记录的多组R和L的数据，绘出了如图丁所示图线，截距分别为R0和L0，则电阻丝的电阻率表达式ρ= (用题中物理量的字母表示)。
③分析电流表的内阻对本实验结果 (选填“有”或“没有”)影响。
四、计算题：本大题共3小题，共40分。
13.我国研制的某型号光刻机光学镜头投影原理简化图如图所示，等要直角三角形ABC为三棱镜的横截面，半球形玻璃砖的半径为R，O为球心，OO′为玻璃砖的对称轴。间距为 3R的a、b两束平行紫外光从棱镜左侧垂直AB边射入，经AC边反射后进人半球形玻璃砖，最后会聚于硅片上表面的M点，M点位于O′O的延长线上。半球形玻璃砖的折射率为 3，来自三棱镜的反射光关于轴线OO′对称，光在真空中的传播速度为c。
(1)要使射向半球形玻璃砖的光线最强，求三棱镜的折射率至少为多少?
(2)求紫外光从进人半球形玻璃砖到传播到M点所用时间为多少?
14.反射式速调管是常用的微波器件之一，它利用电子团在电场中的振荡来产生微波，其振荡原理与下述过程类似。已知静电场的方向平行于x轴，其电势φ随x的分布如图所示。一质量m=1.0×10−20kg，电荷量q=−1.0×10−9C的带电的粒子从(−1,0)处由静止开始，仅在电场力作用下沿x轴做往返运动。忽略粒子的重力。求：
(1)(−1,0)处电场强度的大小及方向;
(2)该粒子运动的最大动能;
(3)该粒子运动的周期。
15.如图所示，质量mA=1kg的物块A在光滑水平平台上向右运动，紧靠在水平平台右端的长木板左侧上表面NQ水平并与平台等高，NQ的长度L=2m，长木板的右侧是半径为R(未知)的14光滑圆弧，长木板置于光滑水平面上且质量mc=6，kg，其左端有一可视为质点，质量mB=3kg的滑块B。已知滑块B与NQ之间的动摩擦因数μ=0.1。已知滑块A的初速度大小为vC=6m/s，物块A与滑块B发生弹性碰撞后，滑块B刚好未从长木板右侧滑离，碰撞时间极短，重力加速度g取10m/s2。求：
(1)A和B碰撞后滑块B的速度大小;
(2)长木板右侧光滑圆弧的半径R;
(3)长木板的最大速度及滑块B最终到Q端的距离。
1.【答案】B
2.【答案】C
3.【答案】D
4.【答案】C
5.【答案】B
6.【答案】C
7.【答案】AC
8.【答案】BD
9.【答案】BD
10.【答案】BC
11.【答案】(1)96.6
(2)9.86
(3) ③ 不变
12.【答案】(1)×1 15
(2) ①0.510(或0.511、0.499) ②πD2R04L0 ③没有
13.【答案】解：(1)依题意，可知光射到三棱镜AC边的人射角为45∘，光的全反射临界角满足sinC=1n
要使光线最强，则有sin45∘≥1n
所以三棱镜的折射率至少为 2
(2)作出a光线的光路如图所示，设第一次在D点折射的入射角为α，折射角为β，
则有n2=sinαsinβ
根据几何关系有sinα=OEOD= 32RR= 32
解得α=60∘，β=30∘
设第二次折射发生在F点，根据几何关系可知，入射角等于β=30∘，根据光路可逆原理可知，折射角等于α=60∘
根据几何关系有DF=OF=R2cs30∘= 33R
则有FM=OFcs30∘=23R
紫外光从进入玻璃砖到传播到M点所用时间t=DFv2+FMc
又v2=cn2
结合上述解得t=5R3c

14.【答案】解：(1)沿着电场方向电势降低，故由图可得(−1,0)处电场沿x轴负方向
根据图像可知(−1,0)点的电势φ−1=10−V
(−1,0)点与(0,0)点之间的电势差U=φ−φ0
解得U=−10V
电场强度大小为E1=|Ud1|
解得E1=1×103V/m
(2)对粒子从静止运动到坐标原点的过程，利用动能定理可得Ekm=qU
解得Ekm=1×10−8J
(3)设粒子的最大速度大小为v，则Ekm=12mv2
解得v= 2×106m/s
粒子从静止加速到最大速度所用的时间t1=d12
解得t1= 2×10−8s
根据能量守恒可知，粒子减速为零时，所处位置的电势与(−1,0)点的电势相等，此时位于(0.5,0)点，粒子从最大速度减速到零所用的时间t2=d22
解得t2= 22×10−8s
粒子运动的周期T=2(t1+t2)
解得T=3 2×10−8s

15.【答案】解：(1)A和B碰撞过程动量守恒，机械能守恒，则有mAv0=mAvA+mBvB
12mAv02=12mAvA2+12mBvB2
解得vB=3m/s
(2)滑块B运动至圆弧轨道最右端时与长木板共速，设此时速度大小为v，根据动量守恒有mBvB=(mB+mc)v
可得v=1m/s
根据能量守恒有12mBvB2−12(mB+mc)v2=μmBgL+mBgR
解得R=0.1m
(3)当滑块B返回至Q点时，长木板的速度最大，设此时B的速度大小为vB′，长木板的速度大小为vm，则有
(mB+mc)v=mBvB′+mcvm
12mBvB′+12mcvm2−12(mB+mC)v2=mBgR
解得vm=3+ 33m/s
设B沿圆弧轨道下滑通过Q点后，向左滑行△x与长木板共速，则有μmBg△x=mBgR
解得△x=1m，即滑块B最终到Q点的距离为1m