湖南省常德市汉寿县第一中学2024-2025学年高二上学期1月期末物理试题

这是一份湖南省常德市汉寿县第一中学2024-2025学年高二上学期1月期末物理试题，共14页。试卷主要包含了单选题，多选题，实验题，解答题等内容，欢迎下载使用。
一、单选题（本大题共6小题）
1．2024年5月3日，长征五号遥八运载火箭托举嫦娥六号探测器进入地月转移轨道，火箭升空过程中，以下描述其状态的物理量中属于矢量的是（ ）
A．质量B．速度C．路程D．动能
2．关于能量子，下列说法正确的是（ ）
A．能量子假设最早是由爱因斯坦提出
B．电磁波的波长越长，其能量子越大
C．能级是能量子连续的能量值体现
D．微观粒子的能量只能是能量子的整数倍
3．关于磁通量，下列说法中正确的是（ ）
A．穿过某一面积的磁感线条数越多，磁通量越大
B．穿过某一面积的磁通量一定等于面积S与该处磁感应强度B的乘积
C．若穿过某一面积的磁通量为零，则该处的磁感应强度一定为零
D．穿过某一面积的磁通量等于该面积上单位面积的磁感线条数
4．如图，在匀强磁场中，把两长直导线P和Q垂直于纸面固定放置，两者之间的距离为l。在两导线中均通有方向垂直于纸面向里的大小相同的电流时，纸面内与两导线距离均为l的a点处的磁感应强度为零，已知导线Q中的电流在a点产生的磁场的磁感应强度大小为B，则匀强磁场的磁感应强度大小为（ ）
A．B．C．D．
5．如图所示为某弹簧振子在0～5s内的振动图像，由图可知，下列说法中正确的是（ ）
A．振动周期为5s，振幅为8cm
B．第2s末振子的速度为零，加速度为负向的最大值
C．从第1s末到2s末振子的位移增加，振子在做加速度增大的加速运动
D．第3s末振子的速度为最大
6．U﹣I图线的一部分，用该电源和小灯泡组成闭合电路时，电源的内阻功率和电源的效率分别为（ ）
A．2W、25%B．6W、25%C．2W、75%D．6W、75%
二、多选题（本大题共4小题）
7．如图所示，矩形闭合线圈竖直放置，是它的对称轴，通电直导线AB与平行。若要在线圈中产生感应电流，可行的做法是（ ）
A．中电流逐渐增大
B．中电流先增大后减小
C．以为轴，线圈绕顺时针转（俯视）
D．线圈绕轴逆时针转动（俯视）
8．为了方便交通出行出现了一种新型共享单车，如图甲所示，这种单车外观结构简单，没有链条，但单车质量比普通自行车大，达到了25kg。如图乙所示，单车的车锁内集成了嵌入式芯片、GPS模块和SIM卡等，便于监控单车在路上的具体位置，实现防盗。同时手机app上有定位系统，也能随时了解单车的实时位置；手机还可以通过扫描二维码自动开锁，关锁后app就显示计时、计价等信息。此外，单车能够在骑行过程中为车内电池充电，满足定位和自动开锁等过程中的用电。根据以上信息可知下列说法正确的是（ ）
A．该单车比普通自行车运动状态更容易改变
B．该单车某个时刻的准确位置信息是借助通信卫星定位的
C．该单车是利用电磁感应原理实现充电的
D．该单车和手机之间是利用电磁波传递信息的
9．在如图所示的电路中，电源电动势为E、内电阻为r，电容器的电容为C，灯泡L的灯丝电阻不随温度变化，电压表和电流表均为理想电表。闭合开关S，待电路稳定后，缓慢减小电阻箱R接入电路中的阻值，与调节电阻箱之前相比，电压表示数变化量的绝对值为ΔU，在这个过程中电路中所有器件均不会被损坏，下列说法中正确的是
A．灯泡L将变亮
B．电压表和电流表的示数都将变大
C．电源两端电压变化量的绝对值将大于ΔU
D．电容器所带电荷量增加，增加量小于CΔU
10．如图所示，质量的滑块套在水平固定着的光滑轨道上可以自由滑动．质量为的小球（视为质点）通过长的轻杆与滑块上的光滑轴连接，开始时滑块静止，轻杆处于水平状态．现给小球一个的竖直向下的初速度，取．则
A．小球m从初始位置到第一次到达最低点的过程中，滑块M在水平轨道上向右移动了
B．小球m从初始位置第一次运动到最低点时的瞬时速度为
C．小球m相对于初始位置可以上升的最大高度为0.45m
D．小球m从初始位置到第一次到达最大高度的过程中，滑块M在水平轨道上向右移动了
三、实验题（本大题共2小题）
11．某同学用平抛和碰撞实验器材可以完成“探究平抛运动规律”和“验证动量守恒定律”两个实验。实验装置分别如图（a）和（b）所示。
(1)在“探究平抛运动规律”实验中
①为使钢球能水平抛出，必须调整斜槽，使其末端的切线成水平方向，检查切线是否水平的方法是 。每次都 （选填“需要”或者“不需要”）从斜槽上在相同的位置无初速度释放钢球。
②为定量研究钢球的平抛运动，建立以水平向右为x轴、竖直向下为y轴的坐标系。
（a）取平抛运动的起始点为坐标原点，将钢球静置于斜槽末端Q点，钢球的球心对应白纸上的位置即为原点：在确定y轴时需要y轴与重锤线平行。
（b）若遗漏记录平抛轨迹的起始点，也可按下述方法处理数据：在如图（c）所示的轨迹上取A、B、C三点，测得AB和BC的水平间距均为x，AB和BC的竖直间距分别是y1和y2，已知当地重力加速度为g，可求得钢球平抛的初速度大小为 （用字母x、y1、y2和g表示）。
(2)在“验证动量守恒定律”实验中
①如图（b）所示，固定挡板位置，实验时先让钢球从斜槽上某一固定位置由静止开始滚下，落到挡板处，在下面的白纸上留下痕迹，若图（d）为多次实验钢球落在白纸上留下的痕迹点，在图（d）中画出钢球落点的平均位置（要求保留作图痕迹）。
②用天平分别测出钢球和靶球质量分别为m1和m2，将重锤线放于槽口，通过重锤在挡板上的投影确定O点，如图（b）所示，M、P、N为钢球和靶球落点的平均位置，用刻度尺测出点P、M、N与点O的距离分别为s、s1、s2，在实验误差允许范围内，若m1、m2和s、s1、s2满足关系 （用题中字母表示），就验证了两球碰撞前后总动量守恒。
(3)下列关于实验操作的说法正确的是_____（填选项前的字母）。
A．两个实验中均需测量钢球直径
B．两个实验中均需用天平测出钢球的质量
C．两个实验中均需保证斜槽轨道末端切线水平
D．两个实验中均需尽量减小钢球与斜槽之间的摩擦力
12．如图所示，回答下列题
（1）如图甲，是多用电表简化电路图，作为欧姆表使用时，电流一定从 端流入多用电表（填A或B）。
（2）利用多用电表和电阻箱测量电源的电动势和内阻的电路如图乙。调节电阻箱，记录多组电阻箱示数R和多用电表示数I，作出的图线如图丙。由图丙可求得电动势 V，内阻 。（结果均保留2位有效数字）
（3）忽略偶然误差，本实验测得的、与真实值比较： ， 。（选填“”）
四、解答题（本大题共3小题）
13．如图所示的电路，电源电动势E=10V，内阻不计，R1=0.5Ω。闭合开关后，标有“8 V，16 W”字样的灯泡恰好能正常发光，小型电动机M的线圈电阻R0=1 Ω，求：
（1）通过电源的电流I；
（2）电动机的发热功率P1；
（3）电动机的输出功率P2。
14．一列沿x轴正向传播的简谐横波在t=0时刻的波的图像如图所示，经0.2s，质点M第一次回到平衡位置，求：
（1）波传播的速度；
（2）质点M在1.2s内走过的路程。
15．某人站在水平地面上，手握不可伸长的轻绳一端，绳的另一端系有质量为m的小球，甩动手腕，使球运动起来，最终在水平面内做匀速圆周运动。已知轻绳能承受的最大拉力为2mg，握绳的手离地面高度为4l，手与球之间的绳长为l，重力加速度为g，忽略空气阻力。
（1）当球的速度大小为时，轻绳刚好断掉，求和这种情况下球落地前瞬间的速度大小；
（2）保持手的高度不变，改变绳长，使球重复上述运动，要使绳刚好被拉断后球的落地点与抛出位置的竖直投影点O水平距离最大，绳长应为多少？最大水平距离为多少？
参考答案
1．B
【解析】质量、路程和动能均只有大小，没有方向，均属于标量，速度既有大小又有方向，属于矢量。
故选B。
2．D
【解析】A．普朗克最早提出了能量量子化假说，普朗克认为微观粒子能量是不连续的，故A错误；
B．电磁波波长越长，其频率越小，能量子越小，故B错误；
C．能级是能量子不连续的能量值体现，故C错误；
D．微观粒子的能量只能是能量子的整数倍，故D正确。
故选D。
3．A
【解析】A．根据公式
穿过某一面积的磁感线条数越多，磁通量越大，A正确；
B．在匀强磁场中，如果磁场与平面垂直，则穿过某一面积的磁通量等于面积S与该处磁感应强度B的乘积，如果不垂直，则穿过某一面积的磁通量等于面积S在垂直磁场方向上的投影与该处磁感应强度B的乘积；B错误；
C．若穿过某一面积的磁通量为零，有可能磁场与平面平行，C错误；
D．单位面积的磁感线条数表示磁感应强度，而不是磁通量。D错误。
故选A。
4．B
【解析】根据安培定则，可判断出两导线在a处产生的磁感应强度方向如图所示
由于两导线电流大小相等，则P中电流在a点处产生的磁感应强度大小与Q中电流在a点处产生的磁感应强度大小相等，即
且二者方向夹角为60°，根据矢量的合成法则，结合三角知识，则二者的合磁场大小为
所以，若a点处的磁感应强度为零，则所加匀强磁场的磁感应强度大小为，方向水平向左，故选B。
5．D
【解析】A．由振动图像可知，振动周期为4s，振幅为8cm，故A错误；
B．第2s末振子负向位移最大，速度为零，加速度为正向的最大值，故B错误；
C．从第1s末到2s末振子的位移增加，加速度增大，速度减小，振子在做加速度增大的减速运动，故C错误；
D．第3s末振子在平衡位置，速度最大，故D正确。
故选D。
6．C
【解析】由闭合电路欧姆定律可知
U=E﹣Ir
则由图读出电动势
E=4V
灯泡与电源连接时
U=3V，I=2A
故灯泡的电功率为
P=UI=3×2W =6W
则电源内阻的功率为
P内=（E﹣U）I=2W
电源的总功率
P总=P+P内=8W
电源的效率
故选C。
7．ABD
【解析】AB．只要中电流发生变化，无论是大小变，还是方向变，还是大小和方向同时变，都可以使线圈内的磁通量发生变化，从而产生感应电流，故AB正确；
C．以为轴，线圈绕顺时针转90°的过程中，磁感应强度的大小和线圈的有效面积都没变，磁通量不变，不能产生感应电流，故C错误；
D．以为轴逆时针转90°的过程中，线圈的有效面积发生了变化，磁通量变化，能产生感应电流，故D正确。
故选ABD。
8．BCD
【解析】A．物体的质量越大运动状态越难改变，故A错误；
B．单车某个时刻的准确位置信息是借助通信卫星定位的，故B正确；
C．单车在运动过程中通过电磁感应将机械能转化为电能从而实现充电，故C正确；
D．单车和手机之间没有电路连接，是利用电磁波传递信息的，故D正确。
故选BCD。
9．AD
【解析】A．电阻箱阻值减小，整个电路总电阻减小，根据闭合电路欧姆定律：
可知干路电流增大，通过灯泡的电流增大，灯泡L将变亮，故A正确；
B．干路电流增大，电流表示数增大，根据闭合电路欧姆定律：
可知路端电压减小，通过灯泡的电流增大，分压增大，则电阻箱的分压减小，电压表示数减小，故B错误；
C．根据闭合电路欧姆定律，结合数学推理可知：
则电源两端电压变化量的绝对值小于电压表示数的变化量的绝对值，故C错误；
D．根据闭合电路欧姆定律：
结合数学推理可得：
根据方程可知：，电容器并联在灯泡两端，所以电压与灯泡的分压相同，所以电容器的电荷量增加量为：
故D正确。
故选AD。
10．ACD
【解析】A.小球从初始位置到第一次到达最低点的过程中，设滑块在水平轨道上向右移动的距离为，取向左为正方向，根据水平动量守恒得：
可得：
故A正确；
B. 小球从初始位置到第一次到达最低点的过程中，小球和滑块系统水平方向动量守恒，取水平向左为正方向，设小球到最低点时的瞬时速度为，滑块的速度为，则有：
由能量关系得：
联立解得：
，
故B错误；
C.设小球相对于初始位置可以上升的最大高度为，此时竖直方向速度为0，根据水平动量守恒得：
根据系统的机械能守恒得：
解得：
故C正确；
D.小球从初始位置到第一次到达最大高度的过程中，设滑块在水平轨道上向右移动的距离为，由几何关系可得，相对于移动的水平距离为：
根据水平动量守恒得：
解得：
故D正确．
11．(1) 将钢球放在斜槽末端，如果钢球静止，表明斜槽末端的切线水平 需要
(2)
(3)C
【解析】（1）①[1]为使钢球能水平抛出，必须调整斜槽，使其末端的切线成水平方向，检查切线是否水平的方法是：将钢球放在斜槽末端，如果钢球静止，表明斜槽末端的切线水平。
[2]为了使平抛运动的初速度不变，每次都需要从斜槽上在相同的位置无初速度释放钢球。
②（b）[3]根据 得
水平方向
解得
（2）②根据动量守恒定律得
解得
满足，就验证了两球碰撞前后总动量守恒。
（3）A．两个实验中均不需测量钢球直径，只需要保证两球大小相同，A错误；
B．“探究平抛运动规律”不用测出钢球的质量，“验证动量守恒定律”需用天平测出钢球的质量，B错误；
C．两个实验中均需保证斜槽轨道末端切线水平，C正确；
D．两个实验中均不需尽量减小钢球与斜槽之间的摩擦力，D错误。
故选C。
12． A 2.8∼2.9 1.1∼1.3 = >
【解析】（1）[1]由图甲可知，电流从欧姆表内电源正极经B端黑表笔流出，从A端红表笔流入多用电表。
（2）[2][3]根据闭合电路欧姆定律得
E=IR+Ir
解得
可知图线斜率表示电动势E，纵轴截距的绝对值表示内阻r，则有
内阻为
r=1.2Ω
（3）[4][5]将多用电表的内阻等效到电源的内部，则有
则可知测量的内阻等于电源的实际内阻与多用电表的内阻之和，测量值偏大，电流表内阻对图象的斜率没有影响，故电动势准确。即
，
13．（1）4A；（2）4W；（3）12W
【解析】（1）将定值电阻与电源看成一个新电源，由于灯泡恰好能正常发光，则路端电压为8V，故新电源的内电压为
通过电源的电流为
（2）通过小灯泡的电流为
通过电动机的电流为
电动机的发热功率为
（3）电动机的输出功率为
14．（1）；（2）
【解析】（1）波沿x轴正向传播，经0.2s，质点M第一次回到平衡位置，根据波形平移法可得波传播的速度为
（2）设时刻的波动方程为
代入，，可得
解得波长为
则周期为
由于
则质点M在1.2s内走过的路程为
15．（1），；（2），
【解析】（1）设绳断时，绳与竖直方向的夹角为，绳断时绳子拉力
故
做圆周运动半径
由向心力公式
得
由机械能守恒定律，有
=+mg
得
（2）改变绳长时，绳承受的最大拉力不变，绳与竖直方向的夹角为不变，设绳长为l1时，绳断时球的速度大小为v3，抛出的落地点与抛出位置的投影点O水平距离最大，有
得
绳断后球做平抛运动，竖直位移为4l－lcs，水平位移为x，时间为t1，有
联立可得
当l1=4l时