湖北天门市2025-2026学年高二上学期期末教学质量监测物理试卷（含答案）

这是一份湖北天门市2025-2026学年高二上学期期末教学质量监测物理试卷（含答案），共9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.关于波的干涉、衍射和多普勒效应，下列说法正确的是( )
A. 频率相同、相位差恒定、振动方向相同的两列波能发生稳定的干涉
B. 只有横波能发生衍射现象，纵波不能
C. 多普勒效应说明波源的频率发生了改变
D. 振动加强点的位移始终大于振动减弱点的位移
2.如图所示，圆盘在水平面内以角速度ω绕中心轴匀速转动，圆盘上距轴r处的P点有一质量为m的小物体随圆盘一起转动。某时刻圆盘突然停止转动，小物体由P点滑至圆盘上的某点停止。下列说法正确的是( )
A. 圆盘停止转动前，小物体运动半圈所受支持力的冲量为0
B. 圆盘停止转动前，小物体运动半圈所受摩擦力的冲量为0
C. 圆盘停止转动后，小物体整个滑动过程所受合外力的冲量为0
D. 圆盘停止转动后，小物体整个滑动过程所受摩擦力的冲量大小为mωr
3.如图，一段半径为R的半圆形粗铜线固定在绝缘水平桌面(纸面)上，粗铜线所在空间有一匀强磁场B，磁场方向竖直向下，当粗铜线通有顺时针方向电流I时，粗铜线所受安培力的方向及大小正确的是( )
A. 向前，πBIRB. 向前，2BIRC. 向后，πBIRD. 向后，2BIR
4.如图所示，L是自感系数很大的线圈，但其自身的电阻几乎为0，A和B是两个相同的小灯泡，则下列说法正确的是( )
A. 当开关S由断开变为闭合时，B灯的亮度始终不变
B. 当开关S由断开变为闭合后，A灯的亮度始终不变
C. 当开关S由闭合变为断开时，A、B两灯同时立即熄灭
D. 当开关S由闭合变为断开时，A灯立即熄灭，B灯突然变亮再逐渐变暗，直至熄灭
5.在匀强磁场中放置一个金属圆环，磁场方向与圆环平面垂直，规定图1所示磁场方向为正，当磁感应强度B随时间t按图2所示的正弦规律变化时，下列说法正确的是( )
A. t1时刻，圆环中有感应电流
B. t2时刻，圆环中无感应电流
C. 0∼t1时间内，圆环中感应电流方向始终沿逆时针方向
D. t1∼t2时间内，圆环出现收缩趋势
6.如图所示，光滑水平面上一左端固定的弹簧振子在相距为0.2m的A、B两点之间做简谐运动，O点为平衡位置。小球从B点向左运动开始计时，经过0.5s第一次到达O点，下列说法正确的是( )
A. 小球振幅为0.2m
B. 小球从B到O运动过程中加速度越来越大
C. 小球从B到O运动过程中速度越来越大
D. 弹簧振子的振动方程为x=0.1sinπtm
7.如图所示，空间内存在一个宽度为L，有足够长竖直边界的匀强磁场区域，磁场方向垂直于纸面向里。现将一个尺寸如图所示的闭合等腰梯形导线框，从图示位置开始沿水平方向向右匀速通过磁场区域，则导线框中感应电流随时间变化的图像中可能正确的是( )
A. B.
C. D.
二、多选题：本大题共3小题，共18分。
8.如图甲所示为一列简谐横波在t=0时刻的波形图，P为平衡位置在x=0.7m处的质点，Q为平衡位置在x=1.2m处的质点；如图乙所示为质点Q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. 该波传播的速度为3m/s
C. t=0.2s时，质点Q速度最大
D. 从t1=0.2s到t2=0.4s，质点P通过的路程为7.5cm
9.两个物块A、B在光滑的水平地面上发生正碰，碰撞时间极短，两个物块运动的x−t图线如图所示，若A质量为1kg，则下列判断正确的是( )
A. B的质量为1.5kg
B. 碰撞后A、B两个物块动量方向相同
C. 此碰撞为弹性碰撞
D. 物块A碰撞前后动量的改变量大小为4kg⋅m/s
10.如图所示，两平行虚线MN、PQ间无磁场。MN左侧区域和PQ右侧区域内均有垂直于纸面向外的匀强磁场，磁感应强度大小分别为B和2B。一质量为m、电荷量为q的带正电粒子从MN左侧O点以大小为v0的初速度射出，方向平行于MN向上。已知O点到MN的距离为3mv02qB，粒子能回到O点，并在纸面内做周期性运动。不计重力，以下说法正确的是( )
A. 粒子在左侧磁场中运动的半径R=mv02qB
B. 粒子一个周期内在左边磁场运动的时间t1=4πm3qB
C. 虚线MN、PQ间的间距为3mv04qB
D. 假设粒子某次回到O点时，与静止在O点质量为m、电荷量为q3的带负电粒子发生完全非弹性碰撞，此后从MN边界上的A点(图中未标出)射出左侧磁场，第一次经过A点到第二次经过A点的时间t=61+πmqB
三、实验题：本大题共2小题，共16分。
11.一学生小组做“用单摆测量重力加速度的大小”实验。
(1)用实验室提供的螺旋测微器测量摆球直径。如图(a)所示，则摆球的直径为 mm。
(2)单摆实验的装置示意图如图(b)所示，其中角度盘需要固定在杆上的确定点O处，此时摆线在角度盘上所指的示数为摆角的大小。若将角度盘固定在O点上方，则摆线在角度盘上所指的示数为5 ∘时，实际摆角 5 ∘(填“大于”或“小于”或“等于”)。
(3)某次实验所用单摆的摆线长度为81.50cm，则摆长为 cm。实验中观测到从摆球第1次经过最低点到第61次经过最低点的时间间隔为54.60s，则此单摆周期为 s，该小组测得的重力加速度大小为 m/s2(结果均保留3位有效数字，π2取9.870)
12.如图所示，让两个小球在斜槽末端碰撞来验证动量守恒定律。
(1)关于本实验，下列做法正确的是 (填选项前的字母)。
A.实验前，调节装置，使斜槽末端水平
B.用质量大的小球碰撞质量小的小球
C.选用两个半径不同的小球进行实验
(2)图中O点是小球抛出点在地面上的垂直投影，首先，将质量为m1的小球从斜槽上的S位置由静止释放，小球落到复写纸上，重复多次。然后，把质量为m2的被碰小球置于斜槽末端，再将质量为m1的小球从S位置由静止释放，两球相碰，重复多次。分别确定平均落点，记为M、N和P(P为质量为m1的小球单独滑落时的平均落点)。分别测出O点到平均落点的距离，记为OP、OM和ON。在误差允许范围内，若关系式 成立，即可验证碰撞前后动量守恒。
(3)理论研究表明，对本实验的碰撞过程是否为弹性碰撞可以由OMON判断。若两个小球的碰撞为弹性碰撞，则OMON的理论表达式为 (用m1和m2表示)。
四、计算题：本大题共3小题，共38分。
13.如图所示，圆O为某水晶球的纵截面图，MN是通过该水晶球球心O的一条直线，C点是圆周上的一点。一束单色光AB沿平行于MN的方向从B点射入球体，光线从C点射出，已知∠BOC=90 ∘，∠MOB=60 ∘，水晶球的半径为R，光在真空中的速度为c。求：
(1)此单色光在水晶球内传播的时间；
(2)此单色光从C点的出射光相对于B点的入射光的偏角。
14.如图所示，在x轴下方的区域内存在沿y轴正方向的匀强电场。在x轴上方以原点O为圆心，半径为R的半圆形区域内存在匀强磁场，磁场的方向垂直于xy平面向外，磁感应强度大小为B。一个质量为m、电荷量为q的带正电粒子从y轴负半轴上的A点由静止释放，经电场加速后从O点射入磁场。已知该粒子在磁场中运动的轨迹半径为R2，AO间的距离也为R2，不计粒子的重力，
(1)求电场强度E的大小；
(2)将磁感应强度减小为原来的 32倍，求带电粒子在磁场中的运动时间t以及带电粒子穿出磁场后第一次经过x轴的位置坐标x1。
15.如图所示，两根足够长的平行金属导轨MN、PQ固定在倾角θ=37 ∘的绝缘斜面上，顶部接有一阻值R=2Ω的定值电阻，下端开口，轨道间距L=1m，整个装置处于磁感应强度B=1T的匀强磁场中，磁场方向垂直斜面向上，质量m=1kg的金属棒ab置于导轨上，ab在导轨之间的电阻r=1Ω，电路中其余电阻不计，金属棒ab由静止释放后沿导轨运动时始终垂直于导轨，且与导轨接触良好，不计空气阻力影响，已知金属棒ab与导轨间的动摩擦因数μ=0.5，sin37 ∘=0.6，cs37 ∘=0.8，取g=10m/s2。
(1)求金属棒ab沿导轨向下运动的最大速度vm，
(2)求金属棒ab沿导轨向下运动过程中，电阻r上的最大电功率；
(3)若从金属棒ab开始运动至达到最大速度的过程中，电阻R上产生的焦耳热总共为4J，求这个过程所经历的时间。
参考答案
1.A
2.D
3.B
4.D
5.C
6.C
7.A
8.BC
9.AC
10.BCD
−20.035
大于
82.5
1.82
9.83/9.80−9.85

12.AB
m1•OP=m1•OM+m2•ON
OMON=m1−m22m1

13.【详解】(1)依题意，可画出光线在水晶球内的折射光线如图所示
根据几何知识知入射角 i=60 ∘
折射角 r=∠OBC=45 ∘
根据折射定律，可得水晶球的折射率为 n=sinisinr= 62
光在该水晶球中的传播速度为 v=cn= 63c
由几何知识可得，光在水晶球中传播的距离为 sBC= 2R
则此单色光在水晶球内传播所用的时间 t=sBCv= 2R 63c= 3Rc
(2)光在 C 点折射时， i′=r=45 ∘
由折射定律有 n=sinr′sini′= 62
解得 sinr′= 32 即 r′=60 ∘
由几何关系知此单色光从 C 点折射出来时的方向与沿 AB 入射时方向的夹角
δ=i−r+r′−i′=30 ∘ 或者 δ=r′−30 ∘
即 δ=30 ∘

14.【详解】(1)粒子从 A 运动至 O 点由动能定理 qE⋅R2=12mv2
在磁场中洛伦兹力提供向心力 qvB=mv2r
已知 r=R2
解得 E=qB2R4m
(2)洛伦兹力提供向心力 qv⋅ 32B=mv2r1
解得 r1= 33R
其运动轨迹如图所示
设带电粒子在磁场中做圆周运动的圆心角为 α
由余弦定理知 csα=r12+r12−R22r12
解得 α=120∘
在磁场中运动周期 T=2πr1v
则 t=α3600T=13T
解得 t=4 3πm9qB
由几何关系知 x1=r1+r1cs1800−α
解得 x1= 3R

15.【详解】(1)金属棒由静止释放后，沿斜面做变加速运动，加速度会不断减小，当加速度为零时有最大速度 vm ，此时金属棒受力为0，由牛顿第二定律得 mgsinθ−μmgcsθ−F安=0
又 F安=BIL
I=ER+r
E=BLvm
解得 vm=6.0m/s
(2)金属棒以最大速度 vm 匀速运动时，回路中的电流是最大的，此时电阻 r 上的电功率最大，有 P=I2r
联立解得 P=4W
(3)设金属棒从开始运动到达到最大速度过程中，沿导轨下滑距离为 x ，由能量守恒定律有 mgxsinθ=μmgxcsθ+QR+Qr+12mvm2
根据焦耳定律 Q=I2Rt
可知 QRQr=Rr=2
联立解得 x=12.0m
设运动的总时间为 Δt ，根据动量定理可列出 mgsinθ−μmgcsθΔt−F安Δt=mvm−0
其中安培力的平均冲量为 F安Δt=BLIΔt=B2L2vR+rΔt
可知 vΔt=x=12m
代入数据后解得 Δt=5s