湖北省_楚天教科研协作体_2024-2025学年高二（下）收心考试物理试卷

这是一份湖北省_楚天教科研协作体_2024-2025学年高二（下）收心考试物理试卷，共13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.下列说法正确的是( )．
A. 欧姆表的电阻值刻度是均匀的，阻值最大的位置是电流最小的位置
B. 麦克斯韦认为变化的磁场一定产生变化的电场
C. 观看立体电影(3D电影)时，观众戴的眼镜是一对透振方向互相垂直的偏振片
D. 主动降噪功能的耳机是通过发出与噪声振幅、频率、相位都完全相同的声波抵消噪声
2.建筑工地上，工人常用打桩机把桩打入地下，该过程可简化为如图所示模型。重锤从一定高度自由落下，打在水泥桩上，随桩一起向下运动直到停止。已知重锤与桩撞击的时间极短，不计空气阻力，则下列说法中正确的是( )
A. 整个运动过程中，重锤和桩组成的系统动量守恒
B. 整个运动过程中，重锤所受合外力冲量为零
C. 重锤与水泥桩撞击的过程中，二者组成的系统所受合外力冲量向下
D. 重锤随桩一起向下运动过程中，克服阻力做的功等于重锤与桩组成的系统动能的减少
3.如图所示为一列沿x轴传播的简谐横波在t=0时刻的波形图，质点M、N的平衡位置分别是xM=10m，xN=35m，已知质点M的振动方程为y=2sinπt(m)。则下列说法正确的是( )
A. 该列波沿x轴负方向传播
B. 该列波的传播速度为40m/s
C. 质点N的振动方程为y=2sin(πt+54π)(m)
D. 从图示时刻开始计时，经0.75s时间N点第一次到达波谷
4.三根平行直导线的截面图如图，若它们的电流大小都相同，方向垂直纸面，且AB=AC=AD，则A点的磁感应强度的方向( )
A. 由A指向BB. 由A指向DC. 由A指向CD. 由A背离C
5.光学一直是科学技术前沿，隐身技术、激光技术、光学探测、光通讯等都属于光学范畴，下列关于光学现象的分析和理解正确的是( )
A. 图甲中将一块曲率半径较大的平凸透镜放在一块平板玻璃上，当平行单色光垂直入射于凸透镜的平表面时，可以形成间距相等的明暗相间的同心圆环
B. 图乙是一束单色光进入平行玻璃砖后传播的示意图，当入射角θ1逐渐增大到某一值后不再会有光线从bb'面射出
C. 图丙中若只减小屏到挡板的距离L，则相邻亮条纹间距离将增大
D. 若只旋转图丁中M或N一个偏振片，光屏P上的光班亮度会发生变化
6.如图，电源电动势为6V，内阻为0.5Ω，电阻R1为1Ω，R2为3Ω。开关闭合后，电动机恰好正常工作，此时电动机两端电压U为3V，输出功率为2W，则电动机的线圈电阻值为( )
A. 0.5ΩB. 1.0ΩC. 2.0ΩD. 3.0Ω
7.如图所示，一半径为R的半圆形区域内有一垂直纸面的匀强磁场，一质量为m、电荷量为-q(q>0)的粒子从A点以速度v0垂直射入匀强磁场，入射方向与直径AB的夹角为37∘，最后从B点离开磁场，不计粒子重力，sin37∘=0.6，下列说法正确的是( )
A. 磁场方向垂直纸面向外
B. 匀强磁场的磁感应强度大小为mv0qR
C. 粒子从A点运动到B点的时间为37πR54v0
D. 若仅减小粒子速度大小，其在磁场中运动时间将变长
二、多选题：本大题共3小题，共12分。
8.如图甲为某电动汽车无线充电原理图，M为受电线圈，N为送电线圈。图乙为受电线圈M的简化示意图，假设线圈匝数为n，电阻为r，横截面积为S，a、b两端连接车载变流装置，匀强磁场平行于线圈轴线向上穿过线圈。下列说法正确的是( )
A. 受电线圈两端有电压时，送电线圈中的电流可能是恒定电流
B. 当线圈M中磁感应强度大小均匀增加时，则闭合回路后，有感应电流从a端流出
C. 若Δt时间内，线圈M中，磁感应强度大小均匀增加ΔB，则通过线圈M的磁通量变化为ΔB⋅S
D. 若Δt时间内，线圈M中，磁感应强度大小均匀增加ΔB，则线圈M两端的电压一定为nSΔBΔt
9.如图所示，光滑绝缘水平面上存在方向竖直向下的有界(边界竖直)匀强磁场，宽度为d，一直径也为d的闭合金属圆形线圈在水平拉力作用下，在水平面上沿虚线方向以速率v匀速通过磁场。下列说法正确的是( )
A. 线圈进磁场的过程中，线圈中的感应电流沿逆时针方向
B. 线圈出磁场的过程中，线圈中的感应电流沿逆时针方向
C. 该拉力的方向沿线圈运动方向
D. 该拉力的大小随时间非均匀变化
10.如图所示，质量均为m=2kg的木块A和B，并排放在光滑水平面上，A上固定一竖直轻杆，轻杆上端的O点系一长为L=0.8m的轻细线，细线另一端系一质量为m0=1kg的球C，现将C球拉起使细线水平伸直，并由静止释放C球，C球在空中摆动过程中，线不可伸长。取g=10m/s2，下列说法正确的是( )
A. C到达最低点时，速度大小为4m/s
B. A、B两木块分离时，木块A速度大小为25 5m/s
C. C由静止释放到最低点的过程中，A对B的冲量大小为2N·s
D. C由静止释放到最低点的过程中，木块A移动的距离为0.16m
三、实验题：本大题共1小题，共8分。
11.公路在通过小型水库泄洪闸的下游时常常要修建凹形路面，也叫“过水路面”，如图甲汽车通过凹形路面。某兴趣小组，想通过所学知识测量过水路面的半径，他们设想的办法是，通过查阅比对得到图甲照片中汽车真实车身长度平均值约为L，测得照片中的车身长度约为l，并根据估算的比例制作了图乙所示模型，O点是光滑圆弧面AB的圆心(AB弧长远小于模型半径R)，C点是圆弧的最低点，然后取一小铁球进行实验。
(1)用20分度游标卡尺测量小铁球的直径，示数如图所示，则小铁球的直径d= cm;
(2)将小铁球从槽中A处由静止释放，小铁球的运动可等效为单摆的简谐运动。当小铁球第一次经过C处时，用秒表开始计时，并计数为1，此后每次过C处时均计数，当计数为60时，所用的时间为t，则等效单摆的周期T= ;
(3)更换半径不同的金属球进行实验，正确操作，根据实验记录的数据，绘制的T2-d2图像如图丙所示，图中图线的纵截距为b，斜率的绝对值为k，由此可估算图甲中过水路面的半径表达式为r= 。(用L、l、k、b表示。)
四、计算题：本大题共4小题，共52分。
12.为探究一颗纽扣电池的电动势和内阻，几名同学找到了两个量程均为0∼3mA的相同电流表G1和G2，两个相同的电阻箱(最大阻值为999.99Ω)，进行了以下实验：
(1)用图甲的电路测电流表G2的内阻。
将R1调到最大值，闭合S，调节R1与R2，当G1的示数为3.00mA时，G2的示数为1.50mA，此时R2的值为200.00Ω，则电流表G2的内阻为 Ω。(结果保留2位小数)
(2)用图乙的电路测电池的电动势E和内电阻r。
①将G2改装成0∼0.3A的电流表，则电阻箱R0应调为 Ω。(结果保留2位小数)
②将R0正确设置后保持不变，闭合S，改变R的阻值，记录G2的示数IG与对应R的阻值，作出1IG-R图像，测得图像的斜率为1003(A-1⋅Ω-1)，图像与纵轴的截距为，可求得E= V，r= Ω。(结果均保留两位有效数字)
13.某广场有一个水池，面积足够大，水面下有一红光光源A，可视为点光源。光源离水面的深度h= 72m，光源点亮时，有红光从水中射向空气，其中一条光线，折射情况如图所示，求：
(1)该红光在水中的折射率;
(2)水面有红光直接射出的区域面积(计算结果可含字母π)。
14.如图，光滑水平轨道上静止放置足够长的长板A和滑块C，C可视为质点，质量分别为mA=1kg，mc=1kg。质量为mB=2kg的滑块B以v0=6m/s的速度从A的最左端滑上长板A，A和B之间动摩擦因数μ=0.2，经过一段时间，B与A速度相等时，A与C发生碰撞，碰撞时间极短，此后A、B达到共同速度一起运动，且恰好不再与C发生碰撞，取g=10m/s2，求
(1)A与C发生碰撞前瞬间A的速度大小。
(2)C最终匀速运动的速度大小。
(3)整个过程中滑块B在长板A上相对滑行时间。
15.如图所示，水平固定的足够长平行金属导轨间距L=1m，导轨的左侧接有定值电阻R(阻值未知)，图中虚线的右侧存在竖直向上的匀强磁场，磁感应强度大小B=2T。质量m=2kg，阻值r=1Ω，长为L=1m的导体棒PQ垂直导轨放置，在导体棒上施加沿导轨方向的水平外力F，进入磁场前导体棒向右做匀加速运动，进入磁场后保持水平外力F的功率不变，经过一段时间导体棒做匀速直线运动，整个过程导体棒的速度v随时间t的变化规律如图乙所示。已知导体棒与导轨之间的动摩擦因数μ=0.3，导体棒始终与导轨垂直且保持良好接触，重力加速度g=10m/s2。求：
(1)导体棒匀加速运动时水平外力大小F1;
(2)导体棒匀速运动时所受安培力F.及定值电阻R的阻值：
(3)若5s∼8s内通过电阻R的电荷量q=1.75C，求此时间内导体棒在磁场中运动的位移;
(4)在上一问的情形下，求5s∼8s内整个回路产生的焦耳热。
答案和解析
1.【答案】C
【解析】A.欧姆表的电阻值的刻度不均匀，故 A错误;
B.根据麦克斯韦的电磁场理论，在变化的磁场周围一定产生电场，只有非均匀变化的磁场周围才产生变化的电场，故B错误．
C.观看立体电影(3D电影)时，观众戴的眼镜是一对透振方向互相垂直的偏振片，故C正确;
D.主动降噪功能的耳机是通过发出与噪声振幅、频率相同，相位相反的声波来抵消噪声，故 D错误。
故选C。
2.【答案】B
【解析】A.整个运动过程，重锤和桩组成的系统初始动量为零，末动量为零，但运动过程动量不为零，知系统在运动过程不满足动量守恒，故 A错误;
B.整个运动过程，重锤初始动量为零，末动量为零，根据动量定理，重锤所受合外力冲量为零，故 B正确;
C.重锤随桩一起向下运动过程，动量变化量方向向上，故合外力冲量向上，故C错误;
D.重锤随桩一起向下运动过程，除阻力外，还有重力做正功，由动能定理，总功等于动能的变化，故 D错误。
故选B。
3.【答案】D
【解析】A.x=10m处的质点M在t=0时沿y轴正方向运动，由波的传播方向与质点振动方向的关系可知波沿x轴正方向传播，故A错误;
B.由图知波长为λ=40m，由振动方程y=2sinπt(m)，可知周期为T=2πω=2s，则波速大小为v=λT=20m/s，B错误;
C.M点的质点振动方程为y=2sinπt(m)，可得质点N的振动方程为y=2sin(πt-Δxλ⋅2π)(m)，解得y=2sin(πt-54π)(m)，故C错误;
D.x=20m处的波谷传至N点时，N点第一次到达波谷，时间为△t=△xv=0.75s，故D正确。
故选D。
4.【答案】A
【解析】导线B和D在A点产生的合磁感应强度为零，导线C在A点产生的磁感应强度的方向由A指向B.故选A。
5.【答案】D
【解析】A.由教材选必一课后练习P100，T4可知：角度θ变小时，干涉条纹间距变大。所以A中应为间距不相等的明暗相间干涉条纹，故A错误;
B.教材选必一课后练习P89，T5:证明平行玻璃砖入射光线与射出玻璃砖的光线是平行的。故无论入射角多大，都不可能在bb'面发生全反射。故B错误;
C.由条纹间距△x=Ldλ可知只减小屏到挡板的距离L，相邻亮条纹间距离将减小，C错误;
D.由教材选必一P109，【演示】可知：若N的偏振方向与M的偏振方向相同，光屏上光斑最亮;若N的偏振方向与M的偏振方向垂直，光屏上几乎没有亮斑，因此当M和N发生相对转动时，光屏上的光斑亮度会发生变化， D正确。
故选D。
6.【答案】B
【解析】总电流I=E-UR1+r=2A，
R2的电流I2=UR2=1A，
通过电动机的电流IM=I-I2=1A，
由UIM=P+IM2rM，
可得rM=1.0Ω，故选B。
7.【答案】C
【解析】A.由左手定则可知，磁场方向垂直纸面向里。
B.由几何知识得，粒子做匀速圆周运动的轨道半径r=5R3
由qv0B=mv02r得B=3mv05qR
C.粒子运动时间t=74360．2πrv0=37πR54v0
D.仅减小粒子速度大小则粒子运动轨迹对应的圆心角不变，故运动时间不变。
故选C。
8.【答案】BC
【解析】A.只要受电线圈两端有电压，说明穿过受电线圈的磁场变化，所以送电线圈中的电流一定不是恒定电流，故 A错误;
B.穿过线圈M的磁感应强度均匀增加，根据楞次定律，如果线圈闭合，感应电流的磁场向下，故感应电流方向从b向a，即电流从a端流出，故B正确;
C.面积S不变，只有B变化时，磁通量变化，与线圈匝数无关，故 C正确;
D.根据法拉第电磁感应定律，有E=n△Φ△t=n△B⋅S△t
设受电线圈外接电路的电阻为R，由闭合电路的欧姆定律得M两端的电压
U=ER+rR=nSR△B(R+r)△t故D错误。
故选BC。
9.【答案】AD
【解析】A.线圈进入磁场的过程中，垂直于纸面向里的磁通量变大，根据楞次定律可知线圈中的感应电流产生的磁场应垂直于纸面向外，根据安培定则可知线圈中的电流为逆时针方向，故A正确
B.线圈离开磁场的过程中，垂直于纸面向里的磁通量变小，根据楞次定律可知线圈中的感应电流产生的磁场应垂直于纸面向里，根据安培定则可知线圈中的电流为顺时针方向，故 B错误
C.线圈切割磁感线的有效长度示意图如图所示。结合楞次定律阻碍相对运动的推论，根据左手定则可知安培力始终水平向左，则该拉力的方向水平向右;由于切割磁感线的有效长度是先增大后减小，所以线圈中产生的感应电动势和感应电流是先增大后减小，线圈受到的安培力大小是先增大后减小的所以拉力大小随时间非均匀变化，故 C错误，D正确
故选AD。
10.【答案】BD
【解析】教材选必一第一章习题B组P30，T8改编
A、B.球C到达最低点时，木块A、B分离且A、B速度相同，对系统由水平方向动量守恒：
m0vc=2mvAB
由机械能守恒：m0gL=12m0vC2+12×2mvAB2
两式联立可得：vC=85 5m/svAB=25 5m/s故 A错误，B正确;
C.C到最低点时，B的速度vB=vAB=25 5m/s
对B由动量定理：I=mvB=45 5N⋅s故 C错误;
D.由人船模型，系统水平方向有m0xC=2mxAB
位移大小关系xC+xAB=L
联立两式可得：xAB=0.16m故 D正确。
故选BD。
11.【答案】(1)1.230;(2)2t59;(3)Lblk。
【解析】(1)该游标尺的精度为0.05mm，读数为主尺与游标尺上读数之和，故d=12mm+6×0.05mm=12.30mm=1.230cm；
(2)当小铁球第一次经过虚线处开始用秒表计时，并计数为1，每经过一次记数加1，当计数为60时，所用的时间为t，则等效单摆的周期为T=t60-12=2t59
(3)小球做简谐运动，小球半径不同时，周期：T=2π R-d2g可得：T2=-4π2g⋅d2+4π2gR，由题意，
模型半径R=bk，
则过水路面的半径为：r=Lblk
12.【答案】(1)200.00
(2) ①2.02 ②3.0 1.0
【解析】(1)G2测得的内阻的阻值与R2阻值相等
(2)改装后的电流表量程是原来电流表量程的倍数n=0.3×10003.00=100倍，需要并联的电阻
R0=1n-1RG2=1100-1×200.00Ω=2.02Ω
(3)由闭合电路欧姆定律E=100IG(r+R)+IGRG2
得到1IG=100ER+100r+RG2E，
由题意可知100E=1003，100r+RG2E=100，
解得E=3.0V，r=1.0Ω
13.【答案】解：(1)由折射率的定义，折射率n=sin53∘sin37∘=43。
(2)红光射到水面的临界角为C，则sinC=1n=34，
水面有光直接射出的区域是圆，其半径为r，有r=htanC=32m，
故透光面积为S=πr2，
解得：S=9π4m2。
14.【答案】(1)设A与C碰撞前的瞬间A的速度大小为v1，
对A、B由动量守恒定律：mBv0=(mA+mB)v1
解得：v1=4m/s
(2)设A与C碰后A的速度大小为v2，C最终匀速运动的速度大小为v3，
对A、C碰撞由动量守恒定律：mAv1=mAv2+mCv3 ③
A与C碰后对A、B由动量守恒定律：mAv2+mBv1=(mA+mB)v3
联立以上公式解得v3=3m/s
(3)设整个过程中滑块B在长板A上相对滑行时间为t
规定B的初速度方向为正方向，对B由动量定理：-μmBgt=mBv2-mBv0
解得t=1.5s

15.【答案】(1)由v-t图像得a=ΔvΔt=1m/s2
匀加速阶段由牛顿第二定律有F1-μmg=ma
解得：F1=8N
(2)根据功率P不变：P=F1v1=F2v2
匀速运动时有F2=F安+μmg
得：F安=4N
由F安=BIL
E=BLv2
由闭合电路欧姆定律I=ER+r
联立得R=3Ω
(3)5s∼8S内平均感应电动势E=△Φt=BLxt
平均电流I=ER+r
q=It
联立得x=3.5m
(4)由能量守恒定律有12mv12+Pt-μmgx=Q+12mv22
解得焦耳热：Q=108J