湖北省市级示范高中智学联盟2024-2025学年高二上学期12月联考物理试卷（Word版附解析）

这是一份湖北省市级示范高中智学联盟2024-2025学年高二上学期12月联考物理试卷（Word版附解析），文件包含湖北省市级示范高中智学联盟2024-2025学年高二上学期12月联考物理试题Word版含解析docx、湖北省市级示范高中智学联盟2024-2025学年高二上学期12月联考物理试题Word版无答案docx等2份试卷配套教学资源，其中试卷共22页， 欢迎下载使用。
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8~10题有多项符合题目要求。每小题全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分。
1. 一辆电动小车由静止开始沿直线运动，其v－t图象如图所示，则汽车在0～1 s和1～3 s两段时间内，下列说法中正确的是( )
A. 运动方向相反B. 平均速度相同
C. 加速度相同D. 位移相同
【答案】B
【解析】
【详解】A、在0−1s时间内物体做匀加速直线运动，在1s−3s间内物体做匀减速直线运动，但速度一直为正，即运动方向相同，故A错误；
B、由平均速度公式得两段时间内的平均速度均为，即平均速度相同，故B正确；
C、根据v−t图象斜率表示加速度，加速度方向不同，加速度大小之比为：，所以加速度不同，故C错误；
D、根据v−t图象与坐标轴所围的“面积”大小等于位移，则得位移之比为：，所以位移不相同，故D错误；
故选B．
【点睛】关键知道加速度的大小为v-t图象斜率的绝对值，图象与坐标轴所围的“面积”大小等于位移；匀变速直线运动的平均速度可公式求解．
2. 关于摩擦力，有人总结了“四条不一定”，其中说法正确的是（ ）
A. 摩擦力的方向不一定与物体的运动方向相同
B. 静摩擦力的方向不一定与运动方向共线
C. 受静摩擦力或滑动摩擦力的物体不一定静止或运动
D. 静摩擦力一定是阻力，滑动摩擦力不一定是阻力
【答案】ABC
【解析】
【详解】摩擦力的方向与跟它相接触的物体间相对运动方向或相对运动趋势的方向相反，与它的运动方向可能相同，也可能相反，也可能不在一条直线上．
A.摩擦力的方向不一定与物体的运动方向相同，比如：在地面上相对地面滑动的物体，受地面的摩擦力方向与其运动方向相反，故选项A符合题意．
B.静摩擦力是一种特别“聪明”的力，百米跑运动员在到达终点前，地面对运动员的静摩擦力方向与其运动方向相同；到达终点后运动员要停下来，地面对运动员的静摩擦力方向与其运动方向相反；汽车在水平路面上匀速转弯，静摩擦力充当向心力指向圆心，地面对汽车的静摩擦力方向与其运动方向垂直，故选项B符合题意．
C.运动的物体可能受静摩擦力作用，也可能受滑动摩擦力作用；静止的物体可能受静摩擦力作用，也可能受滑动摩擦力作用．推动书本在桌面上滑动，桌面也受到滑动摩擦力作用，故选项C符合题意．
D.静摩擦力可能是动力，也可能是阻力；滑动摩擦力可能是动力，也可能是阻力，故选项D不符合题意．
3. 急行跳远起源于古希腊奥林匹克运动。如图所示，急行跳远由助跑、起跳、腾空与落地等动作组成，空气阻力不能忽略，下列说法正确的是（ ）
A. 助跑过程中，地面对运动员做正功
B. 蹬地起跳时，运动员处于失重状态
C. 从空中最高点到落地瞬间，运动员克服空气阻力做的功等于重力势能的减少量
D. 从起跳到最高点过程，运动员重力势能的增加量小于其动能的减少量
【答案】D
【解析】
【详解】A．在助跑加速过程中，地面对运动员的作用力对应位移为0，故地面对鞋的摩擦力不做功；地面对运动员的支持力与运动方向垂直，也不做功，因此助跑过程中，地面对运动员不做功，A错误；
B．蹬地起跳时，运动员有竖直向上的加速度，处于超重状态，B错误；
C．由功能关系知，从空中最高点到落地瞬间，运动员克服空气阻力做的功等于运动员重力势能的减少量与其动能增加量之差，C错误。
D．空气阻力不能忽略，则从起跳到最高点过程，运动员要克服空气阻力做功，有机械能损失，因此运动员重力势能的增加量小于其动能的减少量，D正确；
故选D。
4. 如图，真空中一质量为，电荷量为的检验电荷仅受固定点电荷（图中未画出）的作用绕做匀速圆周运动，是检验电荷在运动中通过的相距为的两点，在两点，电荷的速率为，与连线的夹角为。已知静电力常量为，由此可知（ ）

A. 检验电荷做匀速圆周运动的半径为B. 电荷从A到B经历的时间为
C. 电荷在A、B连线中点处的场强大小为D. 电荷带负电，电荷量绝对值为
【答案】D
【解析】
【详解】A．检验电荷q绕点电荷Q做匀速圆周运动，库仑力提供向心力，库仑力方向与速度方向垂直，根据几何关系，可得轨迹半径
r=L
故A错误；
B．弦AB对应的圆心角
θ=60∘
则电荷q从A到B经历的时间
故B错误；
D．两电荷间存在库仑引力，则电荷Q带负电，库仑力提供向心力
解得
故D正确；
C．根据库仑定律可知，电荷Q在A、B连线中点O处的场强大小为
故C错误。
故选D。
5. 如图所示，一个不计重力的带电粒子以v0沿各图的虚线射入场中．A中I是两条垂直纸平面的长直导线中等大反向的电流，虚线是两条导线垂线的中垂线；B中+Q是两个位置固定的等量同种点电荷的电荷量，虚线是两位置连线的中垂线；C中I是圆环线圈中的电流，虚线过圆心且垂直圆环平面；D中是正交的匀强电场和匀强磁场，虚线垂直于电场和磁场方向，磁场方向垂直纸面向外．其中，带电粒子不可能做匀速直线运动的是（ ）
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】
【详解】试题分析：根据安培定则判断知虚线上合磁场的方向沿虚线方向向右，与带电粒子的速度方向平行，所以带电粒子不受洛伦兹力，因而带电粒子做匀速直线运动，故A正确．根据等量同种电荷的电场线分布可知电场线与虚线重合，带电粒子所受的电场力与其速度平行，粒子做变速直线运动，故B错误．由安培定则知圆环线圈产生的磁场与虚线重合，与带电粒子的速度方向平行，所以带电粒子不受洛伦兹力，带电粒子能做匀速直线运动，故C正确．若粒子带正电，粒子所受的电场力向上，由左手定则判断知洛伦兹力方向向下，则带电粒子能做匀速直线运动．故D正确．故选B
考点：带电粒子在电场及磁场中的运动
【名师点睛】本题要紧扣匀速直线运动的条件：合力为零，掌握电场线和磁感线的分布情况，结合安培定则和左手定进行判断．
6. 处于匀强磁场中的一个带电粒子，仅在磁场力作用下做匀速圆周运动．将该粒子的运动等效为环形电流，那么此电流值
A. 与粒子电荷量成正比B. 与粒子速率成正比
C 与粒子质量成正比D. 与磁感应强度成正比
【答案】D
【解析】
【详解】试题分析：带电粒子以速率v垂直射入磁感强度为B的匀强磁场中，由洛伦兹力提供向心力，根据牛顿第二定律求出带电粒子圆周运动的周期，由电流的定义式得出电流的表达式，再进行分析．
解：设带电粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动的周期为T，半径为r，则
由 qvB=m，得 r=，T=
环形电流：I==，可见，I与q的平方成正比，与v无关，与B成正比，与m成反比．
故选D．
【点评】本题是洛伦兹力、向心力和电流等知识的综合应用，抓住周期与B、I的联系是关键．
7. 如图所示，平行金属板A、B水平正对放置，分别带等量异种电荷。一带电微粒水平射入板间，在重力和电场力共同作用下运动，轨迹如图中虚线所示，那么（ ）
A 若微粒带正电荷，则A板带正电荷
B. 微粒从M点运动到N点电势能增加
C. 微粒从M点运动到N点动能增加
D. 微粒从M点运动到N点机械能减小
【答案】C
【解析】
【详解】A．微粒向上偏转，说明微粒受到的电场力大于重力，若微粒带正电荷，则板间的电场强度方向竖直向上，则A板带负电荷，故A错误；
B．微粒从M到N的过程中，电场力做正功，所以微粒的电势能减小，故B错误；
C．微粒从M点到N点过程中，合力做正功，所以微粒的动能增加，故C正确；
D．微粒从M点到N点电场力做正功，电势能减小，减小的电势能转化为微粒的机械能，所以微粒的机械能增加，故D错误。
故选C。
8. 某同学通过实验正确作出标有“、”的小灯泡的图线如图甲所示，现把实验中使用的小灯泡接到如图乙所示的电路中，其中电源电动势，内阻，定值电阻，则（ ）
A. 由甲图可知，小灯泡的电阻值随电压的升高而增大
B. 由甲图可知，小灯泡的电阻值随电压的升高而减小
C. 闭合乙图开关，小灯泡的实际功率约为
D. 闭合乙图开关，小灯泡的实际功率约为
【答案】AD
【解析】
【详解】AB．由甲图可知，随电压的升高各点与原点连线的斜率变大，则小灯泡的电阻值增大，即小灯泡的电阻值随电压的升高而增大，故B错误，A正确；
CD．将定值电阻看做电源的内阻，由闭合回路欧姆定律有
将此函数关系的图像画在灯泡的图像上，如图所示
由图可知，闭合乙图开关，灯泡两端的电压约为，流过灯泡的电流约为，则小灯泡的实际功率约为
故C错误，D正确。
故选AD。
9. 如图所示，在半圆所在平面内，有一与该平面平行的匀强电场。电场强度为，若半圆的直径，、为半圆的两个三等分点，，，，则（ ）
A. B.
C. D.
【答案】AD
【解析】
【详解】AB．线段和平行，根据几何关系有
所以则有
即
代入数据解得
A正确，B错误；
CD．线段的中点的电势
的中点的电势
所以是一条等势线，由几何关系知，故电场方向由指向，电场强度大小为
C错误，D正确。
故选AD。
10. 如图（甲）所示，在光滑水平面上，轻质弹簧一端固定，物体A以速度v0向右运动压缩弹簧，测得弹簧的最大压缩量为x，现让弹簧一端连接另一质量为m的物体B[如图（乙）所示]，物体A以2v0的速度向右压缩弹簧，测得弹簧的最大压缩量仍为x，则（ ）
A. A物体的质量为3m
B. A物体的质量为2 m
C. 弹簧压缩量最大时的弹性势能为
D. 弹簧压缩量最大时的弹性势能为
【答案】AC
【解析】
【详解】对图（甲），设物体A的质量为M，由机械能守恒定律可得，弹簧压缩x时弹性势能

对图（乙），物体A以2v0的速度向右压缩弹簧，A，B组成的系统动量守恒，弹簧达到最大压缩量仍为x时，A、B二者达到相等的速度v，由动量守恒定律有
M·2v0=（M+m）v
由能量守恒定律有
联立得
M=3m
故BD错误，AC正确；
故选AC.
二、非选择题：本题共5小题，共60分
11. 为了验证碰撞中的动量守恒和检验两个小球的碰撞是否为弹性碰撞，某同学选取了两个体积相同、质量不相等的小球，按下述步骤做了如下实验：
①用天平测出两个小球的质量(分别为m1和m2，且m1＞m2)。
②按照如图所示的那样，安装好实验装置。将斜槽AB固定在桌边，使槽的末端处的切线水平，将一斜面BC连接在斜槽末端。
③先不放小球m2，让小球m1从斜槽顶端A处由静止开始滚下，记下小球在斜面上的落点位置。
④将小球m2放在斜槽末端边缘处，让小球m1从斜槽顶端A处由静止开始滚下，使它们发生碰撞，记下小球m1和m2在斜面上的落点位置。
⑤用毫米刻度尺量出各个落点位置到斜槽末端点B的距离，图中D、E、F点是该同学记下的小球在斜面上的几个落点位置，到B点的距离分别为LD、LE、LF。
(1)小球m1和m2发生碰撞后，m1的落点是图中的______点；
(2)用测得的物理量来表示，只要满足关系式______________________，则说明碰撞中动量守恒；
(3)用测得的物理量来表示，只要再满足关系式______________________，则说明两小球的碰撞是弹性碰撞。
【答案】 ①. D ②. m1＝m1＋m2 ③. m1LE＝m1LD＋m2LF
【解析】
【详解】（1）[1] 小球和小球相撞后，小球的速度增大，小球的速度减小，都做平抛运动，所以碰撞后球的落地点是D点。
（2）[2] 碰撞前，小于落在图中的E点，设其水平初速度为，小球和发生碰撞后，的落点在图中的D点，设其水平初速度为，的落点是图中的F点，设其水平初速度为，设斜面BC与水平面的倾角为，由平抛运动规律得
解得
同理可解得
所以只要满足
即
则说明两球碰撞过程中动量守恒。
（3）[3] 若两小球的碰撞是弹性碰撞，则碰撞前后机械能没有损失。则要满足关系式
即
。
12. 在课外探究活动中，小强、小李和小明所在的小组收集了手机的电池以及从废旧收音机上拆下的电阻、电容器、电感线圈等电子器件。现从这些材料中选取两个待测元件进行研究，一是电阻Rx（阻值约2 kΩ），二是手机中常用的锂电池（电动势E铭牌上标的值为3.4 V）。在操作台上还准备了如下实验器材：
A．电压表V（量程4 V，电阻RV约10 kΩ）；
B．电流表A1（量程100 mA，内阻RA1约5 Ω）；
C．电流表A2（量程2 mA，内阻RA2约50 Ω）；
D．滑动变阻器R（0 ~ 40 Ω，额定电流1 A）；
E．电阻箱R0（0 ~ 999.9 Ω）；
F．开关S一只、导线若干。
（1）小强采用伏安法测定Rx的阻值，他使用的电源是待测的锂电池。如图是他连接的部分实验器材，请你完成实物连接__________。小强选用的电流表应是__________（选填“A1”或“A2”）；他用电压表的读数除以电流表的读数作为Rx的测量值，则测量值__________（选填“大于”或“小于”）真实值。
（2）小李和小明设计了如图甲所示的电路图测量锂电池的电动势E和内阻r。
A．小李的实验操作是：闭合开关S，调节电阻箱的阻值为R1时，读出电压表的示数为U1；调节电阻箱的阻值为R2时，读出电压表的示数为U2。根据小李测出的数据可求得该电池的电动势；
B．小明认为用线性图像处理数据更便于分析。他在实验中多次改变电阻箱阻值，获取了多组数据，画出的图像为一条直线（见图乙）。则该图像的函数表达式为__________，由图乙可知该电池的电动势E = __________V，内阻r = __________Ω。（结果保留两位有效数字）
【答案】（1） ①. ②. A2 ③. 大于
（2） ①. ②. 3.3 ③. 0.25
【解析】
【小问1详解】
[1]测量Rx的阻值时，滑动变阻器采取分压接法，由于待测电阻的阻值较大，电流表采取内接法，实物图如图所示
[2]通过待测电阻的最大电流为
故电流表选取A2；
[3]由于电流表采取内接法，用电压表的读数除以电流表的读数为待测电阻与电流表内阻的阻值之和，所以测量值大于真实值。
【小问2详解】
[1][2][3]根据题意，由闭合电路的欧姆定律有
整理得
所以截距
解得
斜率
解得
13. 如图所示，水平光滑地面上依次放置着10块质量的完全相同的长直木板.一质量大小可忽略的小铜块以初速度 从长木板左侧滑上木板，当铜块滑离第一块木板时，速度大小为.铜块最终停在第二块木板上.（取，结果保留两位有效数字）求：
（1）第一块木板的最终速度；
（2）铜块的最终速度
【答案】（1），方向与小铜块初速度方向相同（2），方向与小铜块初速度方向相同
【解析】
【详解】（1）铜块和10个长木板整体受到的合外力为零，所以系统动量守恒，设铜块刚滑到第二块木板上时，木板的速度为，由动量守恒定律得
解得
方向与小铜块初速度方向相同.
（2）由题可知铜块最终停在第二块木板上，设最终速度，由动量守恒定律得
得
方向与小铜块初速度方向相同.
14. 如图所示，在一个水平面上建立轴，在过原点右侧空间有一个匀强电场，电场强度大小，方向与轴正方向相同，在处放一个电荷量、质量的带负电绝缘物块．物块与水平面间的动摩擦因数，沿轴正方向给物块一个初速度，（取）求：
（1）物块最终停止时的位置；
（2）物块在电场中运动过程的机械能增量。
【答案】（1）原点左侧处
（2）
【解析】
【详解】（1）对物块沿轴正方向运动到速度为零，由动能定理得
代入数值得
因为
，
可知

物块向轴负方向运动，离开电场直到停止，由动能定理得
得
则物块停止在原点左侧处。
（2）物块在电场中运动过程的机械能增量

解得

15. 在平面直角坐标系xOy中，第I象限存在沿y轴负方向的匀强电场，第IV象限存在垂直于坐标平面向外的匀强磁场，磁感应强度为B。一质量为m，电荷量为q的带正电的粒子从y轴正半轴上的M点以速度垂直于y轴射入电场，经x轴上的N点与x轴正方向成45°角射入磁场，最后从y轴负半轴上的P点垂直于y轴射出磁场，如图所示。不计粒子重力，求：
（1）M、N两点间的电势差；
（2）粒子在磁场中运动轨道半径r；
（3）粒子从M点运动到P点的总时间t。
【答案】（1）；（2）；（3）
【解析】
【详解】（1）设粒子过N点时的速度为v，有
解得
粒子从M点运动到N点的过程，有
解得
（2）粒子运动轨迹如下
粒子在磁场中以O为圆心做匀速圆周运动，半径为r，有
解得
（3）由几何关系得
设粒子在电场中运动的时间为t1，有
粒子在磁场中做匀速圆周运动的周期
设粒子在磁场中运动时间为t2，有
则总的运动时间为
解得