湖北云学名校联盟2024-2025学年高二下学期期中真题联考 物理试卷（解析版）

这是一份湖北云学名校联盟2024-2025学年高二下学期期中真题联考 物理试卷（解析版），共14页。试卷主要包含了选择题的作答，非选择题的作答，考试结束后，请将答题卡上交，75m/s， 用如图等内容，欢迎下载使用。
时长：75分钟试卷 满分：100分
注意事项：
1.答题前，先将自己的姓名、准考证号填写在试卷和答题卡上，并将准考证号条形码粘贴在答题卡上的指定位置。
2.选择题的作答：每小题选出答案后，用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。写在试卷、草稿纸和答题卡上的非答题区域均无效。
3.非选择题的作答：用黑色签字笔直接答在答题卡上对应的答题区域内。写在试卷、草稿纸和答题卡上的非答题区域均无效。
4.考试结束后，请将答题卡上交。
一、选择题：本题共10小题，每小题4分，共40分。在每小题给出的四个选项中，第1~7题只有一项符合题目要求，第题有多项符合题目要求。全部选对得4分，选对但不全得2分，有错选得0分。
1. 下列说法中，正确的是（ ）
A. 晶体中的分子在各自的平衡位置保持不动
B. -260℃的氮气中所有分子热运动速率都很小
C. 密闭容器中的气体在绝热膨胀时，内能增加
D. 密闭容器中的气体在绝热压缩时，压强增大
【答案】D
【解析】A．晶体内分子在平衡位置附近振动，并不是保持不动，故A错误；
B．-260℃时，氮气中也有速率很大的分子，不过比例很小，故B错误；
C．根据热力学第一定律可知，气体绝热膨胀，对外做功，即，，则，即内能减小，故C错误；
D．密闭容器中的气体在绝热压缩时，气体体积减小，外界对气体做功，气体内能增加，温度升高，根据理想气体状态方程可知，气体压强变大，故D正确。
故选D。
2. 2024年12月29日，一架疑似采用脉冲爆震发动机的中国战机成功试飞。假设该战机同时搭载有常规发动机和爆震发动机，常规发动机提供持续向前的推力大小为，爆震发动机工作时提供向前的推力大小为、每次工作的时长为、相邻两次工作之间的时间间隔为，若战机沿直线单向飞行，则在爆震发动机连续工作两次的时间内，战机所受推力的冲量大小为（ ）
A. B.
C. D.
【答案】C
【解析】作用的时间为，作用的时间为，故所受推力对战机总冲量为
故选C。
3. 如图甲为一列沿x轴传播的简谐横波在t=0时刻的波形图，a、b两质点的平衡位置坐标分别为xa=2m和xb=6m，图乙为质点a的振动图像。下列说法正确的是（ ）
A. 该波沿x轴正方向传播
B. 该波沿x轴传播的速度为0.75m/s
C. 质点a在8s时间内通过的路程为4m
D. t=3s时，质点b的速度沿x轴正方向
【答案】A
【解析】A．由图乙可知，a点0时刻向上振动，则波向右传播，故A正确；
B．该波波长为8m，周期8s，则波速
故B错误；
C．8s内质点a振动一个周期，路程为
故C错误；
D．t=0时刻，质点向下振动，t=2s到达波谷，t=3s时向平衡位置运动，速度方向为轴正方向，不是x轴正方向，故D错误。
故选A。
4. 如图所示，轻绳一端固定在点，另一端连接一可视为质点的小钢球，将钢球拉至A点后由静止释放，钢球在A、之间摆动（最大摆角），为钢球运动的最低点。现重新将钢球拉至A点，并在点正下方放一块也可视为质点的磁铁，然后由静止释放钢球，钢球经过点时吸住磁铁，随后和磁铁一起摆动。不计空气阻力和粘上前磁铁与钢球的相互作用。粘上了磁铁后钢球的摆动，和未粘上磁铁时钢球的摆动相比，没有变化的是（ ）
A. 振幅B. 周期
C. 最大速度D. 最大动能
【答案】B
【解析】ACD．钢球粘上磁铁的过程，是一个完全非弹性碰撞，系统存在机械能损失，钢球最大速度和最大动能都要减小，摆动的最大高度（对应振幅）减小，故ACD错误；
B．根据周期
可知周期只与摆长有关，故不变，故B正确。
故选B。
5. 质量为1kg的小球以3m/s的水平初速度沿切线冲上静止放在水平地面上的四分之一圆弧槽，已知槽的质量为2kg、圆弧轨道的半径为0.25m，小球运动过程中圆弧轨道始终在竖直平面内且不倾倒，不计一切摩擦，重力加速度大小为10m/s2。下列说法正确的是（ ）
A. 若槽固定，小球从圆弧轨道上端飞出时的速度大小为2m/s
B. 若槽固定，小球冲上圆弧轨道到从轨道下端离开的过程中，轨道对小球的冲量大小为6N·s
C. 若槽不固定，小球从圆弧轨道上端离开时，其速度竖直向上
D. 若槽不固定，小球从圆弧轨道下端离开时，其速度水平向右
【答案】A
【解析】A．槽固定，由能量守恒定律
解得
故A正确；
B．槽固定，小球从下端离开速率也是v，由动量定理，
重力的冲量不为零，则轨道对小球的冲量小于，故B错误；
C．若槽不固定，小球从圆弧轨道上端离开时，小球和槽水平方向共速，小球同时有水平速度和竖直速度，故合速度斜向右上，故C错误；
D．若槽不固定，小球从圆弧轨道下端离开时，设小球质量为m，轨道质量为2m，有，
解得小球的末速度为
负号表示方向水平向左，故D错误。
故选A。
6. 如图所示为一水管，其中充满连续稳定流动的水，若在水流中画一些连续的线，使这些线的切线方向为对应位置处的水流速度方向，这样的线叫做流线，而穿过水管某个截面的流线的多少，叫做流量。流线类似于电场线、磁感线，流量类似于电通量、磁通量、假设管中充满水，不考虑水的粘滞性以及水中的气泡。下列说法正确的是（ ）
A. 不同流线可以相互交叉
B. 流线越密集处，水流速度越大
C. 粗细均匀的水平直水管中，流线可能不相互平行
D. 粗细均匀的水平直水管中，穿过水管某个横截面的流量可以用计算，其中为水流速度，S为水管的横截面积
【答案】B
【解析】AB．电场线、磁感线均不能交叉，其越密集处，对应的场强就越大，流线类似于电场线、磁感线，故A错误、B正确；
C．在粗细均匀的水平直水管中，各处水流速度方向均平行于管的轴线，故C错误；
D．磁感应强度垂直平面时，磁通量，流量类似磁通量，故，故D错误。
故选B。
7. 如图，质量分别为2m、2m、m的物体A、B、C，由跨过轻质定滑轮的足够长轻绳连接，劲度系数为k的足够长轻弹簧下端固定在斜面上，上端和物体C连接，斜面的倾角为θ=30°。初始时，系统处于静止状态，已知重力加速度大小为g，不计一切摩擦。现在剪断AB之间的轻绳，对剪断后B上升、C下滑的过程，下列说法正确的是（ ）
A. 剪断轻绳瞬间，物体B的加速度大小为g
B. 物体C下滑到最低点时的加速度大小为g
C. 物体B能上升的最大高度为
D. 物体C能下滑的最大距离为
【答案】D
【解析】A．BC系统初始静止，弹簧处于拉伸，根据平衡条件
解得
剪断AB之间的轻绳，对BC系统由牛顿第二定律
解得
故A错误；
B．剪断AB之间的绳子后，BC做简谐运动，根据对称性，C到最低点的加速度大小也为
故B错误；
CD．对BC系统，平衡时有
解得
则BC做简谐运动的振幅为
则B最大能上升
故C错误，D正确
故选D。
8. 如图甲所示为某振荡电路示意图，当开关S从拨向后，电容器加载到线圈两端的电压、通过线圈的电流随时间变化的规律如图乙所示。若规定从高电势指向低电势为线圈两端电压的“方向”。下列说法正确的有（ ）
A. 和的大小成正比B. 和的“方向”始终一致
C. 和的“方向”一致时，增大D. 的大小越大，的变化越快
【答案】CD
【解析】A．由图乙可知，与的大小不成正比，故A错误；
B．电压、电流“方向”就是对应图像上纵坐标的正负，在、内，与“方向”相反，故B错误；
C．在、内，与“方向”一致，增大，故C正确；
D．由图乙可知，的大小越大，图像的斜率绝对值越大，即电流变化越快，故D正确。
故选CD。
9. 用如图（a）所示的电路给规格为“10V、10W”的灯泡L供电正常发光。已知理想变压器原、副线圈的匝数比22：1，理想二极管具有“正向短路，反向断路”的特性，在原线圈两端加上“220V、50Hz”的正弦交变电压时，加载到小灯泡两端的电压随时间变化的规律如图（b）所示，则通过小灯泡L的电流（ ）
A. 由a流向bB. 由b流向a
C. 有效值为D. 有效值为1A
【答案】AD
【解析】AB．二极管有单向导电性，从图中可以看出，当副线圈电流从上面流出时，只经过右上方的二极管流入灯泡的上端，当副线圈电流从下面流出时，只经过右下方的二极管流入灯泡的上端，故A正确，B错误；
CD．电流有效值为
故C错误，D正确。
故选AD。
10. 如图所示，一折射率为n的玻璃球球心为O、半径为R，S为球内的一个点光源，且，从S发出的光线SP经球面上的P点折射后，出射光线PQ与OS所在的直线交于S′点，图中θ1、θ2分别为入射角和折射角，α、β分别为光线SP、PQ与OS所在直线的夹角，P′为P点附近球面上的另一个点。则（ ）
A.
B.
C. 经P′点的出射光线与OS所在的直线交点仍然在点
D. 经P′点的出射光线与OS所在的直线的交点可能在球面上的点
【答案】ABC
【解析】A．由折射定律，有
由正弦定理，有，，
可得
故
故A正确；
B．由几何知识可知，，，
联立可得
故B正确；
CD．由正弦定理，有，，
联立可得
即折射光线的反向延长线与所在的直线的交点点的位置，与P点在球面上的具体位置无关，故C正确，D错误。
故选ABC。
二、非选择题：本题共5小题，共60分。
11. 光的双缝干涉实验是“物理学史上十大最美实验”中的一个。利用如图甲所示的双缝干涉实验仪测量光的波长，已知该实验仪的双缝间距为d，双缝到光屏的距离为，实验的原理如图乙所示。某次实验中，采用红色滤光片时，测得光屏上相邻n条亮条纹中第1条亮条纹中心线到第n条亮条纹中心线的间距为x。
（1）关于本实验中单缝的操作，下列说法正确的是（ ）
A. 单缝必须调节到与双缝平行
B. 单缝到双缝的距离必须相等
C. 去掉单缝后，也可以在光屏上观察到清晰的亮暗相间的条纹
（2）实验测得的红光波长为λ=___________；
（3）若换用黄色滤光片重新做实验，其他条件不变，则观察到光屏上的条纹数会___________（选填“增多”、“减少”）。
【答案】（1）A （2） （3）增多
【解析】（1）实验中，单缝和双缝必须平行，而单缝到双缝的距离不一定要相等；没有单缝，则无法在光屏上观测到清晰的干涉条纹。
故选A。
（2）相邻两条亮条纹中心线的间距，
则
（3）黄色光的波长比红色光波长更短，则相邻亮条纹中心的间距会变小，光屏上的条纹数会增多。
12. 图甲为某种驻极体麦克风的部分电路原理图，它主要包含声电转换和阻抗变换两个模块。
（1）声电转换模块由振膜和背极组成：振膜是镀有一层金属薄膜的塑料膜片，经高压电场驻极后，其靠近金属背极的一侧带负电，且电荷量保持不变；振膜与背极之间垫有绝缘衬圈，从而形成一个电容器。当遇到声音振动时，振膜和背极的间距就会发生变化，从而输出随声音变化的电压信号。当振膜和背极间距增大时，声电转换模块的输出电压___________（选填“保持不变”、“增大”或“减小”）；
（2）阻抗变换模块是一只结型场效应管（JFET），它的输入电压、输出电压与输出电流的关系曲线如图乙所示。
当在6~18V之间变化时，随着的增大而___________（选填“保持不变”、“增大”或“减小”），其最大变化范围为0~___________mA；
（3）将定值电阻与阻抗变换模块串联接入电路“+”“-”之间，并保持“+”“-”之间的电压恒定为。
①随着的变化，定值电阻两端的电压UR的最大变化范围为0~___________V；
②当时，___________V；当增大时，___________（选填“保持不变”、“增大”或“减小”）。
【答案】（1）增大 （2）减小 8 （3）12 6 增大
【解析】（1）极板上电荷量保持不变，两极板间距增大，电容减小，由可知，两极板间电压增加；
（2）[1][2]由图乙可知，随着的增大而减小，其最大变化范围为0~8mA；
（3）[1]根据欧姆定律可得
故UR的最大变化范围为0~12V；
[2]根据题意可得
当时，，则
[3]当增大时，减小，则增大。
13. 右端开口、水平放置的导热气缸内封有一定质量的理想气体。已知活塞质量为m、横截面积为S、气密性良好，气体的初始稳定体积为V0，环境温度为T0，大气压强为p0，重力加速度大小为g，活塞和气缸间的摩擦可忽略不计。
（1）保持环境温度不变，将气缸开口向上竖直放置，求稳定后气体的体积V1；
（2）将气缸开口斜向右上平行斜面静止放置在斜面上，并使环境温度变为2T0。已知斜面倾角为θ且足够粗糙，求稳定后气体的体积V2。
【答案】（1） （2）
【解析】（1）初始气缸水平放置，缸内气体压强为p0，气缸开口向上放置，对活塞根据平衡条件，有
温度不变，根据玻意耳定律有
解得
（2）气缸开口斜向右上固定放置在斜面上，活塞根据平衡条件有
根据理想气体状态方程有
解得
14. 如图所示，竖直面内固定一半径R=10cm的四分之一圆弧形光滑绝缘轨道MN，轨道最低点N切线水平、离地足够高。将质量为m=2×10-3kg、带电量为的带孔小球穿在轨道上。现在整个空间加一竖直向下、磁感应强度大小为的匀强磁场，并将小球从M点由静止释放。重力加速度大小为，，不计空气阻力。试求：
（1）小球滑到N点时所受洛伦兹力的大小和方向；
（2）小球滑到N点时所受轨道弹力的大小；
（3）将小球从N点滑出后的运动分解到水平方向和竖直方向，试求其水平分运动的回旋半径r、经过N点正下方时相对N点的竖直位移y。
【答案】（1）0.08N，垂直纸面向外
（2）0.1N （3）0.05m，（n=1，2，3……）
【解析】（1）设小球经过N点时的速度为v，轨道对球的支持力为FN，之后再次回到N点正下方用时为t，洛伦兹力对小球不做功，小球从M到N点，由动能定理，有
小球在N点所受洛伦兹力大小为
代入数据解得
由左手定则可知，小球在N点所受洛伦兹力垂直纸面向外；
（2）小球在N点时，由牛顿第二定律，在竖直方向有
水平方向有
而
联立可得
（3）小球离开N点后，水平方向做匀速圆周运动，设周期为T，竖直方向做自由落体运动，水平方向上，有
解得回旋半径为
回旋周期为
竖直方向上，有，（n=1，2，3……）
联立解得（n=1，2，3……）
15. 如图所示，间距为、足够长的光滑平行金属导轨、水平放置，细金属棒、和细塑料棒垂直导轨放置并与导轨接触良好，整个装置处在竖直向下、磁感应强度大小为的匀强磁场中。已知、、棒的质量分别为、、，、棒接入电路的电阻均为、初始间距为，导轨电阻忽略不计。现给棒一个初速度，设与的碰撞为弹性碰撞，试求：
（1）与碰撞后瞬间，、两棒的速度各为多大？
（2）与碰撞后的运动过程中，、两棒的最终速度各为多大？
（3）与碰撞后的运动过程中，与之间、与之间的最大距离各为多少？
【答案】（1） （2） （3）
【解析】（1）设与第一次碰撞后瞬间，、的速度各为、，则由动量守恒定律
由能量守恒定律
联立解得
（2）与第一次碰撞后直到最终、共速，对、棒由动量守恒定律有
解得
故与碰撞后的运动过程中，、两棒的最终速度大小均为
（3）整个过程中，回路的平均电动势为
由欧姆定律得平均电流为
对由动量定理，有
联立有
则与之间的最大距离为
设与第一次碰撞后的任一时刻，的速度分别为，则由动量守恒有
上式两边各乘以极短时间，有
即
全过程累加，代入，有
全过程的位移为，故有；
与之间的最大距离为
联立解得