浙江省宁波市慈溪市2024-2025学年高二（上）期末物理试卷

这是一份浙江省宁波市慈溪市2024-2025学年高二（上）期末物理试卷，共1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.下列图像中不属于交变电流的是( )
A. B.
C. D.
2.磁贴纱窗的水平软磁条的外部正面磁感线如图所示，以下说法正确的是( )
A. 磁感线是用来形象地描述磁场的曲线，它与磁场一样真实存在
B. 软磁条内部ab之间的磁感线方向应由a指向b
C. 磁条下方A点的磁感应强度大小小于B点的磁感应强度大小
D. 磁条下方B点的磁感应强度方向与上方C点的磁感应强度方向相同
3.在如图所示的物理情境中，能产生感应电流的是( )
A. 如图甲所示，线圈与通电导线在同一平面，线圈竖直向上移动
B. 如图乙所示，线圈在竖直向下的匀强磁场中，水平向右匀速运动
C. 如图丙所示，开关闭合后，向右移动滑动变阻器的滑片
D. 如图丁所示，线圈在条形磁铁所在的平面内远离磁体
4.如图所示，在码头和船边悬挂有旧轮胎，船以某一速度靠近并停靠在码头上。关于轮胎的作用说法正确的是( )
A. 减少船靠岸时的动量B. 减少船受到的冲量
C. 减少船受到的冲力D. 减少船靠岸的时间
5.如图甲所示，鱼漂是垂钓的工具。当鱼漂静止时，P点恰好在水面处。将鱼漂缓慢向下压，松手后，鱼漂在竖直方向上做简谐运动，其振动图像如图乙，取竖直向上为位移的正方向，则( )
A. 鱼漂振动周期为0.8s，振幅为4cm
B. t=0.3s时，鱼漂的速度和加速度方向相反
C. t=0.3s时，鱼漂的位移为1.73cm
D. 0.6s-0.8s时间内，速度和加速度都减小
6.钳形电流表是一种用于测量高压输电线上电流大小的仪表。如图所示为钳形电流表的结构图和外形图，据图判断下列说法正确的是( )
A. 读数时应该让钳口保持张开
B. 通过钳型表的导线圈数加倍，所测得的电流将会减半
C. 钳型电流表的变压器是一个升压变压器
D. 可以用钳形电流表测量稳恒强电流
7.一个有固定转动轴的竖直圆盘如图甲所示，圆盘转动时，固定在圆盘上的小圆柱带动一个T形支架在竖直方向振动，T形支架的下面系着一个由弹簧和小球组成的振动系统。圆盘静止时，让小球做简谐运动，其振动图像如图乙所示，下列说法正确的是( )
A. 小球振动时的周期始终是4s
B. t=2s到t=3s小球运动方向向上，且动能增大
C. 若圆盘以60r/min匀速转动，小球振动达到稳定时其振动的周期为2s
D. 若圆盘以10r/min匀速转动，欲使小球振幅增加则可使圆盘转速适当增大
8.图甲为一列简谐横波在t=0.1s时的波形图，P是平衡位置在x=0.5m处的质点，Q是平衡位置在x=2.0m处的质点，图乙为质点Q的振动图象。下列说法正确的是( )
A. 这列波沿x轴正方向传播
B. 这列波的传播速度为40m/s
C. t=0.125s时，质点P的位移为-10cm
D. 再过Δt=0.25s，Q通过的路程为50cm
9.如图所示的等腰直角三角形abc，顶点a，b、c分别水平固定长度均为L、电流均为I0的直导线，b、c两导线中电流方向均垂直纸面向里，a导线中电流方向垂直纸面向外，已知通电直导线在其周围空间产生的磁感应强度大小为B=kIr，I为直导线中的电流，r为某点到直导线的距离。已知导线b在a点产生的磁感应强度大小为B0，则下列说法正确的是( )
A. 导线a、b连线中点处的磁感应强度大小为2B0
B. 导线b、c连线中点处的磁感应强度大小为0
C. 导线a所受的安培力大小为 2B0I0L，方向水平向右
D. 导线c所受的安培力大小为 22B0I0L，方向水平向右
10.如图所示，竖直通电长直导线中的电流I方向向上，绝缘的光滑水平面上P处有一带正电小球从图示位置以初速度v0水平向右运动，小球始终在水平面内运动，运动轨迹用实线表示，若从上向下看，则小球的运动轨迹可能是图中的( )
A. B.
C. D.
11.如图甲所示，一轻弹簧的两端分别与质量为m1和m2的两物块相连接，并且静止在光滑的水平面上。现使m1瞬间获得水平向右的速度3m/s，以此刻为计时零点，两物块的速度随时间变化的规律如图乙所示，从图像信息可得( )
A. t1、t3时刻，弹簧都处于压缩状态，弹性势能最大
B. t4时刻，弹簧恢复到原长，两物块回到出发位置
C. 两物块的质量之比为m1：m2=2：1
D. t3时刻，系统的动能与弹性势能大小之比为Ek：Ep=1：2
12.如图所示，光滑的长直金属杆通过两个金属环与一个形状为一个周期内完整正弦函数图象的金属导线ab连接，导线其余部分未与杆接触。金属杆电阻不计，导线电阻为R，a、b间距离为2L，导线构成的正弦图形顶部和底部到杆的距离都是d，在导线和金属杆所在平面内有两个方向相反的有界匀强磁场区域，磁场区域的宽度均为L，磁感应强度大小均为B，现在外力F作用下导线以恒定的速度v水平向右匀速运动，t=0时刻导线从O点进入磁场，直到导线全部离开磁场区域的过程中，下列说法正确的是( )
A. t1=L2v时，电流的大小为I1=Bdv2R
B. t2=Lv时，外力F的大小为F2=B2d2vR
C. 全过程中，电流的有效值为I= 10Bdv2R
D. 外力F的最大值为Fm=2B2d2vR
13.如图为用于电真空器件的一种磁聚焦装置示意图。螺线管内存在磁感应强度为B的匀强磁场。电子枪可以射出速度大小均为v，方向不同的电子，且电子速度v与磁场方向的夹角非常小。电子电荷量为e、质量为m。电子间的相互作用和电子的重力不计。这些电子通过磁场会聚在荧光屏上P点。下列说法正确的是( )
A. 螺线管内的磁场方向垂直于管轴
B. 电子在磁场中运动的时间可能为3πmeB
C. 若磁感应强度变为2B，则电子仍会聚在P点
D. 若速度变为2v(不碰壁)，则电子仍会聚在P点
二、多选题：本大题共2小题，共6分。
14.振动和波存在于我们生活的方方面面，下列几幅图片描绘的情境分析正确的是( )
A. 图甲救护车向右运动的过程中，A、B两人听到警笛声的频率不同
B. 图乙在大山背面的人收听广播，波长越短的信号收听效果越好
C. 图丙某些动物会发出次声波，与人体内脏和身躯的固有频率接近，可能引起头痛、恶心、呕吐、胸痛、心悸等身体不适
D. 图丁是干涉型消声器的结构示意图，波长为λ的同一声波通过上下两通道后相遇的路程差应该为λ的整数倍
15.下列说法正确的是( )
A. 图甲为手机与基站及蓝牙耳机的通信示意图。若基站与手机、手机与耳机之间通信的电磁波分别为甲波、乙波，则甲波的频率大于乙波的频率
B. 图乙中A、B是两个完全相同的白炽灯，L是自感系数很大、电阻可忽略不计的自感线圈。闭合开关S瞬间，B灯比A灯先亮，最后一样亮
C. 图丙为一款高空风车及其发电模块原理图。发电期间，线圈ab在某一时刻转至图示位置时，线圈磁通量为零，感应电动势最大
D. 图丁为麦克斯韦预言的电磁波的传播示意图。根据麦克斯韦的电磁场理论，在变化的电场周围一定产生变化的磁场，在变化的磁场周围一定产生变化的电场
三、实验题：本大题共3小题，共14分。
16.某学习小组用如图甲所示的装置来验证碰撞中的动量守恒。先使入射小球从斜槽上固定位置S点由静止释放，在水平地面的记录纸上留下落点痕迹，重复10次，得到10个落点。再把被撞小球放在水平槽上的末端，让入射小球仍从位置S由静止释放，与被撞小球碰撞，碰后两球分别在记录纸上留下各自的落点痕迹，重复10次。

(1)假设实验室中有三个小球：A球(直径d1=2cm，质量m1=33g，铁质)、B球(直径d2=2cm，质量m2=11g铝质)、C球(直径d3=3cm，质量m3=38g，铝质)，则入射小球应该选取______球，被碰小球应该选取______球；(填“A”“B”或“C”)
(2)多次实验，小球释放后落在复写纸上会在白纸上留下多个印迹。如果用画圆法确定小球的落点，有如图乙所示的三个圆最合理的是圆______；(填“A”“B”或“C”)
(3)上述实验时，将米尺的零刻线与O点对齐，测量出O点到三处平均落地点的距离分别为OM、OP、ON。要验证的关系式为______；(用m1、m2、m3、OM、OP、ON表示)
(4)根据图丙所示的数据，通过计算分析，在误差允许范围内，本实验中两小球在碰撞前后动量______(填“守恒”或“不守恒”)。
17.某学习小组利用单摆来测当地的重力加速度，装置如图所示。

(1)先用游标卡尺测量摆球的直径。如图甲所示，操作正确的是______，正确操作后测得小球直径如图乙所示，小球直径为______cm；
(2)再用刻度尺测量摆线的长度。摆线应该选用下列器材中______；
A.长约1m的细线
B.长约1m的橡皮绳
C.长约5cm的细线
如图丙所示，安装摆线时应选择______；
(3)实验过程中，下列说法正确的是______；
A.把单摆从平衡位置拉开30°的摆角，并在释放摆球的同时开始计时
B.测量摆球连续通过最低点60次的时间t，则单摆周期为t60
C.选择质量较大、体积较大的摆球，有利于减小重力加速度的测量误差
D.摆线上端未牢固地系于悬点，摆动过程中出现松动，测量出的重力加速度g值偏小
(4)若实验中改变摆长L，测出周期T的相关数据，作出L-T2图像，如图丁所示，请利用图像求得当地重力加速度g= ______。(取π=3.1，结果保留两位有效数字)
18.某学习小组用可拆变压器探究“变压器的电压与匝数的关系”，装置如图甲所示。

(1)本实验的物理思想方法是______。
A.等效替代法
B.控制变量法
C.极限思维法
(2)某次实验中，用如图乙所示的匝数na=100匝和nb=200匝的线圈实验，测量的数据如表所示，下列说法中正确的是______。
A.原线圈的匝数为na，用较粗导线绕制
B.副线圈的匝数为na，用较细导线绕制
C.原线圈的匝数为nb，用较细导线绕制
D.副线圈的匝数为nb，用较粗导线绕制
(3)为了减小能量传递过程中的损失，铁芯是由相互绝缘的硅钢片平行叠成。作为横档的铁芯硅钢片应按照如图丙所示中的哪种方法设计______。
四、计算题：本大题共4小题，共41分。
19.2024年10月13日，SpaceX太空探索技术公司的“星舰”火箭第一、二级成功分离，第一级“超级重型”火箭助推器成功着陆回火箭发射塔，第二级“星舰”飞船也按计划在发射约一小时后成功落入印度洋。如图所示，起飞后6分46秒，在3台中心发动机反推控制下，第一级火箭助推器以72千米/小时的速度进入发射塔架的之间，高度170米；起飞后6分56秒，第一级火箭助推器悬停于“筷子”机械臂之间并将其接住。若将此过程看成匀变速直线运动，不计空气阻力，取g=10m/s2，求：
(1)第一级火箭助推器悬停的高度h；
(2)该过程中，第一级火箭助推器的加速度大小a；
(3)若第一级火箭助推器减速时质量为4×105kg，则每台发动机对火箭的作用力大小F；
(4)若第一级火箭助推器悬停时质量为3×105kg，喷出的气体速度为1.5km/s，短时间内忽略喷出气体的质量对第一级火箭助推器质量的影响，则单位时间内喷出气体的质量Δm。
20.滑板运动越来越受年轻人追捧，如图所示的滑板轨道ABCDEF。水平轨道DE左端与一段半径为R1=16m的、圆心角为θ=37°的竖直圆弧轨道CD在D点相切，右端与一段半径为R2=5m的四分之一圆弧在E点相切。一个质量为M=48kg的运动员以水平初速度v0=5m/s冲上静止在A点的、质量为m=2kg的滑板甲，一起沿着轨道运动，此后沿轨道切线从C点进入圆弧轨道。另有一块质量为m=2kg的滑板乙静止放在右侧圆弧轨道下端E点。当两滑板接近时，运动员从滑板甲上起跳，落到滑板乙上。设运动员冲上滑板时立即与滑板相对静止，运动员和滑板均视为质点，不计所有阻力，重力加速度g=10m/s2，求：

(1)运动员冲上滑板甲后的速度大小v1；
(2)运动员滑过D点时的速度大小vD；
(3)若滑板甲返回过程中恰好能爬升到C点，则运动员从滑板甲上起跳的速度大小v2；
(4)通过计算说明(3)问中的运动员和滑板乙能否滑上右侧平台？
21.如图所示，在以O点为圆心、半径为R的半圆形边界区域内有垂直于纸面向里的匀强磁场，磁感应强度大小为B。半圆形边界区域外有大小相等、方向相反、范围足够大的匀强磁场。现有两个带正电的同种粒子a和b，先后沿直径PQ方向从P点射入半圆形边界的区域内，粒子a由P经过S到达Q，S是半圆形边界的最高点。粒子质量为m、电荷量为q，不计粒子的重力和粒子间的相互作用，求：
(1)粒子运动的速度及到达Q的时间ta；
(2)若两个粒子能在Q点发生“正碰”，则粒子b的速度vb；
(3)若两个粒子能在Q点发生“正碰”，则两个粒子从P点出发的时间差Δt。
22.如图所示，两条光滑的足够长的平行金属直导轨P1P2P3、Q1Q2Q3的间距为d=1m，轨道Ⅰ与轨道Ⅱ的结点处P2、Q2为绝缘材料。P1P2、Q1Q2段的轨道Ⅰ倾斜放置，与水平方向夹角θ=37°，轨道上端固定一个阻值为R=1Ω的电阻，存在磁感应强度B1=1T，方向垂直轨道Ⅰ向下的匀强磁场。P2P3、Q2Q3段的轨道Ⅱ水平放置，存在磁感应强度B2=2T，方向竖直向上的匀强磁场。质量为M=2.5kg、边长为L=3m的匀质三角形金属框cde水平放置在轨道Ⅱ上，cd边的中线与轨道Ⅱ的中轴线重合，每条边的电阻均为R0=3Ω。现有一根质量为m=0.5kg、长度为L=3m、电阻为R1=3Ω的金属棒ab从轨道Ⅰ某处静止释放，在到达底端前已经达到最大速度。忽略导轨的电阻、所有摩擦以及金属框可能的形变，金属棒、金属框均与导轨始终接触良好，重力加速度取g=10m/s2，求：

(1)ab棒在轨道Ⅰ上达到稳定后的速度v0及此时ab棒两端的电势差Uab；
(2)cde框在轨道Ⅱ上到达稳定后的速度v1及ab棒在轨道Ⅱ上产生的焦耳热Q(棒与金属框不接触)；
(3)为使ab棒不与金属框碰撞，框的cd边初始位置与P2Q2的最小距离x0。
答案和解析
1.【答案】D
【解析】解：只要电流方向随时间做周期性变化，则即为交流电，故ABC均为交流；C中电流大小虽然在周期性变化，但方向不变，故D不是交流电，故ABC错误，D正确。
故选：D。
2.【答案】B
【解析】解：A.磁感线是用来形象地描述磁场的曲线，并不真实存在，故A错误；
B.软磁条内部ab之间的磁感线方向应由a指向b，因为磁感线在磁体的外部从磁体的N极出发回到S极，在磁体的内部，磁感线是从磁体的S极出发，回到N极，故B正确；
C.磁条下方A点的磁感应强度大小大于B点的磁感应强度大小，因为A点周围磁感线比较密集，故C错误；
D.磁感线上切线方向表示磁场方向，磁条下方B点的磁感应强度方向与上方C点的磁感应强度方向不同，故D错误。
故选：B。
3.【答案】C
【解析】解：A、甲图中，线圈竖直向上运动，穿过线圈的磁通量不变，则线圈中不会产生感应电流，故A错误；
B、乙图中，线圈在竖直向下的匀强磁场中，水平向右匀速运动，线圈中的磁通量不发生变化，线圈中产生不感应电流，故B错误；
C、丙图中，开关闭合时，迅速移动滑动变阻器的滑片时，大线圈中的磁通量发生了变化，大线圈中产生感应电流，故C正确；
D、如图丁所示，线圈在条形磁铁所在的平面内远离磁体，线圈平面与磁感线平行，磁通量总为零，线圈中的磁通量不发生变化，线圈中产生不感应电流，故D错误。
故选：C。
4.【答案】C
【解析】解：不管有没有轮胎，靠岸之后，船的动量都是减为0，则船的动量变化量不变；根据动量定理可知：FΔt=Δp，则船受到的冲量不变；在码头和船边悬挂有旧轮胎，轮胎有弹性，靠岸过程中，轮胎作为缓冲物质，延长了船靠岸的时间，又因为船受到的冲量不变，则减少了船受到的冲力；故C正确；ABD错误；
故选：C。
5.【答案】B
【解析】解：AB.由图乙可知，鱼漂振动周期为0.8s，振幅为2cm，在t=0.3s时刻，鱼漂正在远离平衡位置向正向位移最大处运动，其速度方向为竖直向上。因回复力和加速度的方向总是指向平衡位置，故此时鱼漂的加速度方向竖直向下，鱼漂的速度和加速度方向相反，故A错误，B正确；
C.由图乙可知，t=0.3s时，鱼漂简谐运动的相位ωt+φ为π4，根据简谐运动位移x=Asin(ωt+φ)，结合振幅为2cm，可得t=0.3s时，鱼漂的位移为 2cm≈1.41cm，故C错误；
D.由回复力F=-kx，可知该鱼漂在振动的过程中，靠近平衡位置的过程，回复力总是减小，加速度总是减小，而靠近平衡位置的过程，速度总是增大的。反之，远离平衡位置的过程，加速度总是增大的，速度总是减小的，故不可能存在速度和加速度均减小的时间段，故D错误。
故选：B。
6.【答案】C
【解析】解：A.若钳口保持张开，会出现漏磁，电流表示数偏小，故A错误；
B.根据I1I2=n2n1可知，若次级线圈的匝数加倍，即钳型表的导线圈数加倍，则电流表示数减半，故B错误；
C.钳形电流表中的实际电流I2小于被测通电导线中的电流I1，根据变压器电流与匝数比关系I1I2=n2n1可知，n1vE=10m/s，能滑上。
答：(1)运动员冲上滑板甲后的速度大小v1为4.8m/s；
(2)运动员滑过D点时的速度大小vD为10m/s；
(3)若滑板甲返回过程中恰好能爬升到C点，则运动员从滑板甲上起跳的速度大小v2为10.75m/s；
(4)通过计算运动员和滑板乙能滑上右侧平台。
21.【答案】解：(1)粒子a由P经过S到达Q，粒子运动轨迹如图所示

由几何知识可知，粒子轨道半径ra=R，整个过程在磁场中转过的圆心角θ=2π
粒子在磁场中做匀速圆周运动，洛伦兹力提供向心力，由牛顿第二定律得：qvaB=mva2ra
解得：va=qBRm
粒子在磁场中做匀速圆周运动的周期T=2πrava=2πmqB
粒子的运动时间t=θ2πT=2π2πT=T=2πmqB
(2)两个粒子能在Q点发生正碰，粒子b的运动轨迹如图所示

由几何知识可知：α=πn，rb=Rtanα2=Rtanπ2n (n=3、4、5……)
粒子在磁场中做匀速圆周运动，洛伦兹力提供向心力，
由牛顿第二定律得：qvbB=mvb2rb
解得：vb=qBRtanπ2nm (n=3、4、5……)
(3)当n为奇数时，α=πn，粒子在磁场中转过的圆心角β=π-α=π-πn
粒子b从P点出发到Q点转过的总的圆心角β总=n-12×2π+β=(n-1)π+π-πn=(n-1n)π (n=3、5、7……)
粒子b从P运动到Q的时间tb=β总2πT，解得：tb=(n-1n)πmqB (n=3、5、7……)
两个粒子从P点出发的时间差Δt=tb-ta，解得：Δt=(n-1n-2)πmqB (n=3、5、7……)
当n为偶数时α=πn,β=π-α=π-πn，(n=4、6、8……)
粒子b从P到Q转过的总圆心角β总=n2×2π=nπ (n=4、6、8……)
粒子b从P运动到Q的时间tb=β总2πT，解得：tb=nπmqB
时间差Δt=tb-ta，解得：Δt=(n-2)πmqB (n=4、6、8……)
答：(1)粒子运动的速度大小是qBRm，到达Q的时间ta是2πmqB。
(2)若两个粒子能在Q点发生“正碰”，则粒子b的速度vb是qBRtanπ2nm (n=3、4、5……)。
(3)若两个粒子能在Q点发生“正碰”，两个粒子从P点出发的时间差Δt是(n-1n-2)πmqB (n=3、5、7……)或是(n-2)πmqB (n=4、6、8……)。
22.【答案】解：(1)ab棒在倾斜轨道上速度稳定后，由平衡条件有：mgsin37°=F安
而安培力：F安=BI0d
而稳定的电流：I0=ER+R=Bdv02R
联立代入数据得：v0=6m/s
由电阻定律和动生电动势公式可以知道：Uab=B1(L-d)v0+I0×dL×3R
代入数据得：Uab=15V
(2)从ab棒滑入轨道Ⅱ到与cde框达到共速，由于系统所受外力的合力为零，系统的动量守恒
以向右为正方向有：mv0=(M+m)v1
代入数据得：v1=1m/s
对该系统由能量守恒定律可求产生的总焦耳热：Q总=12mv02-12(M+m)v12
金属棒ab上产生的热量为：Qab=RR+23R×Q总
联立代入数据得：Qab=4.5J
(3)对ab棒，从进入轨道Ⅱ到速度稳定，以向右为正，由动量定理得：∑-B2d2ΔvR+23R×Δt=mv1-mv0
即：3B2d25R×∑Δv⋅Δt=mv0-mv1
代入整理可得：∑Δv⋅Δt=Δx=2524m
所以最初的最小距离x0=Δx=2524m
答：(1)ab棒在轨道Ⅰ上达到稳定后的速度v0为6m/s，此时ab棒两端的电势差Uab为15V；
(2)cde框在轨道Ⅱ上到达稳定后的速度v1及为1m/s，ab棒在轨道Ⅱ上产生的焦耳热Q为4.5J；
(3)为使ab棒不与金属框碰撞，框的cd边初始位置与P2Q2的最小距离x0为2524m。
Ua/V
1.80
2.80
3.80
4.80
Ub/V
3.99
6.01
8.02
10.03