湖北省部分高中协作体联考2024-2025学年高二下学期5月月考物理试卷（解析版）

这是一份湖北省部分高中协作体联考2024-2025学年高二下学期5月月考物理试卷（解析版），共18页。试卷主要包含了答题前，请将自己的姓名，选择题的作答，非选择题作答，考试结束后，请将答题卡上交等内容，欢迎下载使用。
本试卷共6页，全卷满分100分，考试用时75分钟。
注意事项：
1、答题前，请将自己的姓名、准考证号、考场号、座位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制定位置。
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、非选择题作答：用黑色签字笔直接答在答题卡对应的答题区域内，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、单项选择题：（本题共10小题，每小题4分，共40分,。在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8～10题有多项符合要求，每小题全部选对得4分，选对但不全的得2分，有错选或者不选的得0分）
1. 如图所示，滑轮两侧细线上分别系有A球和B球，两球质量不相等，两球从静止开始运动后，A球在下降，B球在上升，当AB两个小球运动到同一水平面的瞬间恰好细线断裂了，两小球先后落到地面上，先落地小球比后落地小球着地时间早，重力加速度为，B球上升过程中未与滑轮相碰。则细线断裂后，B球上升的最大高度H为（ ）
A. B. C. D.
【答案】D
【解析】设细线断裂瞬间B球的速度为v，根据竖直上抛运动的对称性，可知B球落回到出发点时的速度大小为v，之后的运动与A球运动情况相同。由运动学公式知，B球比A球运动多花费的时间为
得
则细线断裂后，B球上升的最大高度
D正确，ABC错误。
故选D。
2. 质量为的物体置于倾角为的固定光滑斜面上，轻细绳跨过光滑定滑轮分别连接着与小车，与滑轮间的细绳平行于斜面，小车以速率水平向右做匀速直线运动，当小车与滑轮间的细绳和水平方向成夹角时如图，下列判断正确的是
A. 的速率为B. 的速率为
C. 绳的拉力等于D. 绳的拉力小于
【答案】B
【解析】AB．将小车的速度v沿绳子方向和垂直于绳子方向正交分解，如图所示
物体P的速度与小车沿绳子方向的速度相等，则有
故B正确，A错误；
CD．小车向右运动，所以减小，v不变，所以vP逐渐变大，说明物体P沿斜面向上做加速运动。对物体P受力分析可知，物体P受到竖直向下的重力，垂直于斜面向上的支持力，沿绳向上的拉力T，沿斜面和垂直斜面建立正交轴，沿斜面方向由牛顿第二定律可得
可得
故CD错误。
故选B
3. 如图所示，一根细线下端拴一个金属小球Q，细线穿过小孔（小孔光滑）另一端连接在金属块P上，P始终静止在水平桌面上，若不计空气阻力，小球在某一水平面内做匀速圆周运动（圆锥摆）。实际上，小球在运动过程中不可避免地受到空气阻力作用。因阻力作用，小球Q的运动轨道发生缓慢的变化（可视为一系列半径不同的圆周运动）。下列判断正确的是（ ）
A. 小球Q的位置越来越高B. 细线的拉力变小
C. 小球Q运动的角速度变大D. P受到桌面的静摩擦力变大
【答案】B
【解析】A．由于小球受到空气阻力作用，线速度减小，则所需要的向心力减小，小球做近心运动，小球的位置越来越低，故A错误；
BC．设细线与竖直方向的夹角为θ，细线的拉力大小为FT，细线的长度为L，当小球做匀速圆周运动时，由重力和细线的拉力的合力提供向心力，如图所示
则有
解得
由于小球受到空气阻力作用，线速度减小，θ减小，csθ增大，因此，细线的拉力FT减小，角速度ω减小，故B正确，C错误；
D．对金属块P，由平衡条件知，P受到桌面的静摩擦力大小等于细线的拉力大小，则静摩擦力变小，故D错误。
故选B。
4. 炒茶厂的水平传送带装置如图甲所示，可简化为图乙所示模型，传送带上面始终以m/s的速度向右运动，传送带A、B两端的距离，将质量kg的小茶叶盒轻轻放到传送带左端。盒子与传送带之间的动摩擦因数，忽略盒子的大小，g取10m/s2，下列说法正确的是（ ）
A. 盒子在传送带上始终受重力、弹力和摩擦力的作用
B. 盒子从左端运动到右端的时间为s
C. 盒子从左端运动到右端的过程中，摩擦力对盒子做的功为4J
D. 盒子从左端运动到右端的过程中，由于摩擦而产生的热量为2J
【答案】D
【解析】A．盒子刚放上传送带上受重力、支持力和摩擦力作用，此时的加速度大小为
当盒子加速至时的位移大小为
所以盒子先做匀加速运动，后随传送带匀速运动，当盒子匀速运动时处于平衡状态，只受到重力和弹力作用，故A错误；
B．盒子匀加速运动的时间为
盒子匀速运动的时间为
所以盒子从左端运动到右端的时间为
故B错误；
C．盒子从左端运动到右端的过程中，摩擦力对盒子做的功为
故C错误；
D．盒子从左端运动到右端的过程中，由于摩擦而产生的热量
故D正确。
5. 如图，真空中电荷量为和的两个点电荷分别位于点与点，形成一个以延长线上点为球心，电势为零的等势面（取无穷处电势为零），为连线上的一点，S为等势面与直线的交点，为等势面上的一点，下列说法正确的是（ ）
A 点电势低于点电势
B. 点电场强度方向指向O点
C. 除无穷远处外，MN直线上还存在两个电场强度为零的点
D. 将正试探电荷从T点移到P点，静电力做正功
【答案】B
【解析】A．在直线上，左边正电荷在点右侧电场强度水平向右，右边负电荷在线段区间的电场强度水平向右，根据电场的叠加可知间的电场强度水平向右，沿着电场线电势逐渐降低，可知点电势高于电势为零的等势面，S处于电势为零的等势面上，则S电势为零；则点电势高于点电势，故A错误；
C．由于正电荷的电荷量大于负电荷电荷量，可知在直线MN上在N左侧电场强度不可能为零，在右侧，设距离为，根据
可知除无穷远处外，直线MN电场强度为零的点只有一个，故C错误；
D．由A选项分析可知：点电势为零，电势低于电势，则正试探电荷在点电势能低于在的电势能，将正试探电荷从T点移到P点，电势能增大，静电力做负功，故D错误；
B．设电势为零的等势面的半径为，与线段MN交于A点，设距离为，距离为，如图所示
根据点电荷的电势
结合电势的叠加原理、满足
，
解得
，
由于电场强度方向垂直等势面，可知T点的场强方向必过等势面的圆心，O点电势
可知
可知T点电场方向指向O点，故B正确。
故选B。
6. 如图所示，一半圆槽滑块的质量为M，半圆槽半径为R，滑块置于光滑水平桌面上，一质量为m的小智能机器人（可视为质点）置于半圆槽的A端，在无线遥控器控制下，机器人从半圆槽A端移动到B端。下面说法正确的是（ ）
A 只有小机器人运动，滑块不运动
B. 滑块运动的距离是
C. 滑块与小机器人运动的水平距离之和为2R
D. 小机器人运动的位移是滑块的倍
【答案】C
【解析】CD．小机器人和滑块组成的系统在水平方向动量守恒，小机器人从A端移动到B端的过程中，设小机器人和滑块在任意时刻的水平分速度大小分别为和，则
所以在整个过程中，二者的平均速度大小满足
则二者水平位移大小（即运动的水平距离）满足
根据相对位移关系有
即滑块与小机器人运动的水平距离之和为2R，且
故C正确，D错误；
AB．根据前面分析可得小机器人和滑块移动的距离分别为
故AB错误。
故选C。
7. 如图，一磁感应强度大小为B的匀强磁场，方向垂直于纸面（xOy平面）向里，磁场右边界与x轴垂直。一带电粒子由O点沿x正向入射到磁场中，在磁场另一侧的S点射出，粒子离开磁场后，沿直线运动打在垂直于x轴的接收屏上的P点；SP = l，S与屏的距离为，与x轴的距离为a。如果保持所有条件不变，在磁场区域再加上电场强度大小为E的匀强电场，该粒子入射后则会沿x轴到达接收屏。该粒子的比荷为（ ）

A. B. C. D.
【答案】A
【解析】由题知，一带电粒子由O点沿x正向入射到磁场中，在磁场另一侧的S点射出，

则根据几何关系可知粒子出离磁场时速度方向与竖直方向夹角为30°，则
解得粒子做圆周运动的半径
r = 2a
则粒子做圆周运动有
则有
如果保持所有条件不变，在磁场区域再加上电场强度大小为E的匀强电场，该粒子入射后则会沿x轴到达接收屏，则有Eq = qvB
联立有
故选A。
8. 如图甲所示，物块A、B静止叠放在水平地面上，B受到大小从0开始逐渐增大的水平拉力的作用。A、B间的摩擦力、B与地面间的摩擦力随水平拉力变化的情况如图乙所示。已知物块A的质量，取重力加速度大小，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，下列说法正确的是（ ）

A. 当时，A、B保持静止
B. 当时，A、B发生相对运动
C. 当时，A的加速度随的增大而增大
D. A、B两物块间的动摩擦因数为
【答案】AD
【解析】A．当时，由图像可知B与地面的摩擦力逐渐增大，A、B间的摩擦力始终为零，A、B都没被拉动，A、B保持静止，故A正确；
B．当时，A、B间的摩擦力开始逐渐变大，B与地面间的摩擦力保持不变，B已经被拉动了，A、B间保持相对静止，故B错误；
C．当时，A、B间的摩擦力大小保持不变，A、B发生了相对滑动，A由滑动摩擦力提供加速度，所以加速度的保持不变，故C错误；
D．当时，A、B间发生相对滑动，，两者间的静摩擦力最大值为
解得
故D正确。
故选AD。
9. 如图甲所示，空间有一水平向右的匀强电场E=1×104V/m，其中有一个半径为R=2m的竖直光滑圆环轨道，环内有两根光滑的弦轨道AB和AC，A点所在的半径与竖直直径BC成37°角。质量为m=0.08kg、电荷量为q=+6×10-5C的带电小环（视为质点）穿在弦轨道上，从A点由静止释放，可分别沿AB和AC到达圆周上的B、C点。现去掉弦轨道AB和AC，如图乙所示，让小环穿在圆环轨道上且恰好能做完整的圆周运动。不考虑小环运动过程中电荷量的变化。下列说法正确的是（ ）（cs37°=0.8，g取10m/s2）
A. 小环在弦轨道AB和AC上运动时间之比为1：1
B. 小环做圆周运动过程中经过C点时动能最大
C. 小环做圆周运动过程中动能最小值是1J
D. 小环做圆周运动过程中对圆环轨道的最大压力是5N
【答案】AD
【解析】A．因为重力与电场力均为恒力，所以二者的合力大小为
与竖直方向夹角正切值
解得

重力与电场力合力指向AO，A为等效最高点，根据等时圆，小环在弦轨道AB和AC上运动时间相等，A正确。
B．等效最低点在AO延长线与圆轨道交点，而非C点。等效最低点速度最大，动能最大，B错误。
C．因为小环穿在圆环轨道上且恰好能做完整的圆周运动，则小环在等效最高点A速度最小为零，在A点动能最小也为零，C错误。
D．小环在等效最低点时速度最大，动能最大，小环对圆环轨道压力最大。从等效最高点至等效最低点过程中，由动能定理得F·2R=
由牛顿第二定律得
代入数据解得
FN=5.0N
由牛顿第三定律，小环做圆周运动的过程中对环的最大压力是5.0N，D正确。
10. 如图所示，两颗质量和速度均相同的子弹分别水平射入静止在光滑水平地面上质量相同、材料不同的矩形滑块A、B中，射入A中的深度是射入B中深度的两倍。两种射入过程相比较（ ）
A. 射入滑块A的子弹速度变化量大
B. 整个射入过程中两滑块受到的冲量一样大
C. 射入滑块A中时阻力对子弹做的功是射入滑块B中时阻力对子弹做功的两倍
D. 两个过程中系统产生的热量相同
【答案】BD
【解析】AB．子弹射入滑块过程，子弹与滑块组成系统动量守恒，有
可知，两颗子弹的末速度相等，所以子弹速度的变化量相等，滑块动量变化量相等，滑块受到的冲量相等，故A错误，B正确；
C．对于子弹，根据动能定理，有
由于末速度相等，所以阻力对子弹做功相等，故C错误；
D．对子弹与滑块组成的系统，由能量守恒得系统产生的热量
所以系统产生的热量相同，故D正确。
故选BD。
二、非选择题：（本大题共5小题，共60分）
11. 如图所示，在光滑的水平面上有一足够长的质量为的长木板，在长木板右端有一质量为的小物块，长木板与小物块间动摩擦因数为，长木板与小物块均静止，现用的水平恒力向右拉长木板，经时间撤去水平恒力F，g取，求：
（1）在F的作用下，长木板的加速度为多大？
（2）刚撤去F时，小物块离长木板右端多远？
（3）最终长木板与小物块一同以多大的速度匀速运动？
（4）最终小物块离长木板右端多远？
【答案】（1）3m/s2；（2）0.5m；（3）2.8m/s；（4）0.7m
【解析】（1）根据牛顿第二定律可得
解得
（2）撤去F之前，小物块只受摩擦力作用
故
（3）刚撤去F时
撤去F后，长木板的加速度
最终速度
解得共同速度
（4）住内，小物块和木板的相对位移
解得
最终小物块离长木板右端
12. 为测量小球从某一高度释放，与某种橡胶材料碰撞导致的机械能损失，某实验小组设计了如图所示的装置，实验过程如下：（已知小球的质量为，直径为）
（1）让小球从某一高度由静止释放，与水平放置的橡胶材料碰撞后竖直反弹。调节光电门位置，使小球从光电门正上方释放后，在下落和反弹过程中均可通过光电门；
（2）为方便操作并记录小球此次下落和反弹通过光电门的遮光时间和，应__________（填“A”或“B”）；
A．先释放小球，后接通数字计时器
B．先接通数字计时器，后释放小球
（3）用测量结果计算小球与橡胶材料碰撞的机械能损失，其表达式为_________（用字母、、和表示）；
（4）若适当调高光电门的高度，将会___________（填“增大”或“减小”）因空气阻力引起的实验误差。
【答案】（2）B （3） （4）增大
【解析】（2）[1]为方便操作并记录小球此次下落和反弹通过光电门的遮光时间和，应先接通数字计时器，后释放小球。
（3）[2]小球下落经过光电门时的速度大小为
小球上升经过光电门时的速度大小为
小球与橡胶材料碰撞损失的机械能为
（4）[3]若适当调高光电门的高度，则从光电门到橡胶材料的距离增大，从下落经过光电门到上升经过光电门通过的路程增大，克服空气阻力做的功增大，则将会增大因空气阻力引起的实验误差。
13. 如图甲所示电路中，R1为滑动变阻器，R2、R3均为定值电阻，且R2＝135 Ω，R3阻值未知。当滑动变阻器的滑片P从右端滑至左端时，测得电源的路端电压随流过电源的电流变化图线如图乙所示，其中A、B两点是滑片P在变阻器的两个不同端点对应的U、I值。求：
（1）电源的电动势E和内阻r；
（2）滑动变阻器最大阻值；
（3）当输出功率最大时滑动变阻器的阻值（保留两位有效数字）。
【答案】（1）6.0V，12Ω；（2）67.5Ω；（3）9.6Ω
【解析】（1）题图乙中BA延长，交U轴于6.0 V处，所以电源的电动势为
E＝6.0 V
由U-I图像斜率绝对值表示电源的内阻可知
（2）当P位于R1的右端时，对应题图乙中的B点，只有电阻R3接入电路，由题图乙可知
U3＝1.2 V，I3＝0.40 A
则定值电阻R3的阻值为
当P位于R1的左端时，对应题图乙中的A点，由题图乙可知，路端电压
UA＝4.8 V，IA＝0.10 A
由欧姆定律得
解得
R1＝67.5 Ω
（3）当R1的滑片从最右端滑到左端时，外电路总电阻从小于电源内阻r逐渐大于r，由电源的输出功率
当外电路总电阻和内阻相等时，电源输出功率最大，则有
解得
R1′≈9.6 Ω
14. 某同学在用双缝干涉测量光的波长的实验中，已知两缝间的间距为0.4mm，以某种单色光照射双缝时，在离双缝0.5m远的屏上，用测量头测量条纹间的宽度：先将测量头的分划板中心刻线与某亮纹中心对齐，将该亮纹定为第0条亮纹，此时分划板上的游标卡尺读数如图A所示；然后同方向转动测量头，使分划板中心刻线与第6条亮纹中心对齐，此时分划板上的游标卡尺读数如图B所示。根据以上实验测得
（1）分划板在图中A、B位置时游标卡尺读数分别为xA=______mm，xB=______mm；
（2）该单色光的波长=______m（结果保留2位有效数字）；
（3）若增大双缝的间距，其他条件保持不变，则得到的干涉条纹间距将______（填“变大”“不变”或“变小”）；
（4）若改用频率较高的单色光照射，其他条件保持不变，则得到的干涉条纹间距将______（填“变大”“不变”或“变小”）。
【答案】（1）11.1 15.6 （2） （3）变小 （4）变小
【解析】（1）[1][2]分划板在图中A、B位置时游标卡尺读数分别为
xA=11mm+0.1mm×1=11.1mm
xB=15mm+0.1mm×6=15.6mm
（2）[3]条纹间距
根据
解得
（3）[4]根据，若增大双缝的间距d，其他条件保持不变，则得到的干涉条纹间距将变小；
（4）[5]根据，若改用频率较高的单色光照射，则波长变小，其他条件保持不变，则得到的干涉条纹间距将变小。
15. 如图甲所示，两根完全相同的光滑平行导轨固定，每根导轨均由两段与水平面成θ＝30°的长直导轨和一段圆弧导轨平滑连接而成，导轨两端均连接电阻，阻值R1＝R2＝2 Ω，导轨间距L＝0.6 m。在右侧导轨所在斜面的矩形区域M1M2P2P1内分布有垂直斜面向上的磁场，磁场上下边界M1P1、M2P2的距离d＝0.2 m，磁感应强度大小随时间的变化规律如图乙所示。t＝0时刻，在右侧导轨斜面上与M1P1距离s＝0.1 m处，有一根阻值r＝2 Ω的金属棒ab垂直于导轨由静止释放，恰好独立匀速通过整个磁场区域，重力加速度g取10 m/s2，导轨电阻不计。求：
（1）ab在磁场中运动的速度大小v；
（2）在t1＝0.1 s时刻和t2＝0.25 s时刻电阻R1的电功率之比。
【答案】（1）1 m/s；（2）4
【解析】（1）由动能定理可得
得
（2）棒从释放到运动至M1P1的时间
在t1＝0.1 s时，棒还没进入磁场，有
此时，R2与金属棒并联后再与R1串联
由图乙可知，t＝0.2 s后磁场保持不变，ab经过磁场的时间
故在t2＝0.25 s时ab还在磁场中运动，电动势
E2＝BLv＝0.6 V
此时R1与R2并联
R总＝3 Ω
得R1两端电压
U1′＝0.2 V
电功率，故在t1＝0.1 s时刻和t2＝0.25 s时刻电阻R1的电功率比值