湖北省2024-2025学年秋季学期高二（上）期末联考物理试卷（含答案）

湖北省2024-2025学年秋季学期高二（上）期末联考物理试卷
一、单选题：本大题共7小题，共28分。
1.以下哪个措施是为了防止涡流的危害( )
A. 电磁炉所用的锅要用金属厚平底锅
B. 变压器用互相绝缘的硅片叠成铁芯来代替整块硅钢铁芯
C. 利用金属探测器探测埋在地下的地雷
D. 磁电式电表的线圈常常用铝框做骨架，把线圈绕在铝框上
2.如图所示为一根粗细均匀的木筷，下端绕几圈铁丝，竖直浮在水杯中，将木筷竖直向上拉一小段距离，然后由静止释放并开始计时，经时间木筷第一次下降到最低点。在一段时间内木筷在竖直方向的上下振动可近似看作简谐运动。若取竖直向上为正方向，则木筷的振动方程为( )
A. B. C. D.
3.如图所示，在正方形的四个顶点处固定平行长直导线，导线中通入大小相等的恒定电流，方向垂直正方形平面，下列截面图中，在正方形中心处磁感应强度最大的是( )
A. B.
C. D.
4.如图所示，用的铁锤钉钉子。打击前铁锤的速度大小为，方向竖直向下，打击后铁锤的速度变为，打击时间为，忽略打击瞬间手对锤柄的作用力，取，铁锤钉钉子的平均作用力为( )
A. B. C. D.
5.如图甲所示，面积为．，匝数为匝的线圈所在区域存在垂直线圈平面的磁场，磁感应强度随时间变化的规律如图乙所示，规定磁场垂直纸面向里为正，线圈与定值电阻相连。下列说法正确的是( )
A. 时，穿过线圈的磁通量为 B. 时，线圈中的电流改变方向
C. 内，线圈都有扩张的趋势 D. ∽内，点电势均比点电势高
6.如图所示为电流天平，可以用来测量虚线框内匀强磁场的磁感应强度。它的右臂挂着边长为的正方形线圈，匝数为，、边水平，线圈的一半处于匀强磁场内，磁场方向与线圈平面垂直。当线圈中通入逆时针方向电流时，调节砝码使两臂达到平衡。撤去磁场后，需要在左盘中增加质量为的砝码，才能使两臂再次达到新的平衡。则( )
A. 磁场方向垂直纸面向里，磁感应强度的大小为
B. 磁场方向垂直纸面向外，磁感应强度的大小为
C. 磁场方向垂直纸面向里，磁感应强度的大小为
D. 磁场方向垂直纸面向外，磁感应强度的大小为
7.图甲为“魔幻飞碟变形球”，用脚将其踩扁，松开脚一段时间后球会弹起。其简化模型如图乙，两物块、拴接在轻弹簧两端。通过物块向下压缩弹簧至某一位置后由静止释放，则物块会被弹起离开地面，空气阻力和弹簧的质量忽略不计。下列说法正确的是( )
A. 松开脚，离开地面前，、以及弹簧组成的系统机械能不守恒
B. 松开脚，离开地面后，、以及弹簧组成的系统动量守恒
C. 松开脚，离开地面之前，地面对弹力的冲量大于动量的变化量
D. 从离开地面到弹簧第一次恢复原长的过程中，的动量变化量小于的动量变化量
二、多选题：本大题共3小题，共12分。
8.一列简谐横波在时的波动图像如图甲所示，质点、刚好在平衡位置，质点在波峰。质点的振动图像如图乙所示，下列说法正确的是( )
A. 波沿轴负方向传播
B. 波沿轴正方向传播
C. 时，质点的振动速度正在增大
D. 时，质点的振动加速度正在增大
9.如图所示，小球、质量分别为、，小球置于光滑水平面上，小球从高为处由静止开始向下摆动，并在最低点与小球相碰，不计空气阻力。则碰后球能够摆起的最大高度可能为( )
A. B. C. D.
10.如图所示，圆形区域内存在磁场，方向垂直平面向外，半径为，圆心位于原点，磁感应强度大小为未知，挡板平行于轴，与磁场边界相切于点，点处开有小孔。下方存在垂直平面向里的磁场Ⅱ，磁感应强度大小为。位于磁场左侧，长为的粒子源关于轴对称，沿轴正方向持续发射速率为、质量为、电量为的粒子，射出的粒子个数沿轴方向均匀分布。所有粒子经磁场Ⅰ偏
转后均从点射出，厚度不计的挡板垂直于，，，带电粒子的重力及粒子间的相互作用忽略不计，粒子打在挡板上均被挡板吸收。下列说法正确的是( )
A. 磁场的磁感应强度的大小为
B. 粒子在上能够达到的区间长度为
C. 打在处的粒子进入磁场Ⅱ时与的夹角为
D. 挡板左侧面吸收的粒子数与粒子源发出粒子数的比值为
三、实验题：本大题共2小题，共16分。
11.用如图甲所示的气垫导轨来验证动量守恒定律。在气垫导轨的右端装有位移传感器图中未画出，、两物块可视为质点沿同一直线运动并发生正碰，若物块的质量为，物块的质量为，电脑记录下、两物块与传感器的距离随时间变化的数据，并绘制出、两物块的图像，分别如图乙中、所示。
碰撞前物块的速度大小为 ，碰撞后物块的速度大小为 结果均保留两位有效数字
由题中数据结合图像中提供的信息，可判断两滑块组成的系统在相互作用过程中动量 。选填“守恒”或“不守恒”
12.某同学利用如图甲所示的一半径较大的固定光滑圆弧面测定当地重力加速度。该同学将小铁球从最低点移开一小段距离由静止释放，则小铁球的运动可等效为一单摆的简谐运动。
具体步骤如下：
用游标卡尺测量小球的直径
用秒表测量小铁球的运动周期
更换不同的小铁球进行实验，正确操作，根据实验记录的数据，绘制如图乙所示的图像，横纵轴截距分别为、。
测量小铁球运动周期时，开始计时的位置为图甲中的 选填“”、“”或“”
由图像可得当地的重力加速度 ，圆弧的半径 。
该同学查阅资料得知，单摆做简谐运动的周期是初始摆角很小时的近似值，实验过程中初始摆角对周期有一定的影响，与初始摆角的关系如图丙所示。若实验时该同学释放小铁球的位置离点较远，初始摆角接近，若只考虑初始摆角的影响，重力加速度的测量值会 。选填“偏大”、“偏小”或“不变”
四、计算题：本大题共3小题，共44分。
13.某城市公园在布置灯光秀时，为了做出灯光特效，工作人员在面积足够大的湖中离水面深处水平放置一长度为的细灯带发光体，截面图如图所示。该发光体通电后能发出单色光，水的折射率，忽略灯带发光体的粗细，已知，。求：
该单色光由水中进入空气时的临界角夜间通电后，被该细灯带照亮的湖面区域的面积。
14.如图所示，质量、半径的光滑圆弧轨道静置于光滑水平面上，为圆心，为轨道最低点，圆弧轨道左侧地面上静置一质量的水平木板，木板的上表面与圆弧轨道点等高。某时刻质量的滑块以水平速度从木板左端滑上，当木板与圆弧轨道碰撞前瞬间，滑块与木板恰好共速，且滑块刚好位于木板的右端。木板与圆弧轨道碰后粘合在一起，木板
与滑块之间的动摩擦因数，重力加速度，滑块可视为质点，求：
木板的长度
从滑块开始运动至木板与圆弧轨道碰后瞬间的过程中产生的热量
滑块相对点能够上升的最大高度。
15.如图所示，竖直平面内有无限长、不计电阻的两组平行光滑金属导轨，宽度均为，用电阻不计的导线连接，虚线下方轨道间存在匀强磁场区域Ⅰ和Ⅱ，磁感应强度大小分别为和，方向垂直平面向里。金属杆甲、乙与导轨等宽，质量分别为和，电阻均为，甲、乙靠在导轨上，与导轨接触良好。金属杆甲从磁场Ⅰ边界上方高未知处由静止释放，金属杆乙静置在磁场Ⅱ中的上边缘，在金属杆甲进入磁场的同时由静止释放金属杆乙。重力加速度为，空气阻力不计。
当时，金属杆甲刚进入磁场的瞬间，求甲、乙两杆的加速度大小、
当时，在流经甲杆的电量为的过程中，求乙杆上产生的焦耳热
当时，求甲、乙两杆最终的速度大小、。
1.【答案】
2.【答案】
3.【答案】
4.【答案】
5.【答案】
6.【答案】
7.【答案】
8.【答案】
9.【答案】
10.【答案】
11.【答案】 守恒
12.【答案】

偏小
13.【答案】解：
得：
如图，点光源在深为的水底照亮圆形区域半径为
得：
联立得：

14.【答案】解：木块与木板第一次共速
得：
与第一次共速过程中，产生的热量
得：
与碰后瞬间速度大小为
得：
此过程产生的热量
得：
得：
上升到最高点时，、、达共速
得：
得：

15.【答案】解：当时，甲棒刚进入磁场时速度大小为，回路电流为
得：
得：
对甲金属棒
得：
对乙金属棒
得：
解法一：当时，甲棒以速度匀速运动，乙棒静止
回路中产生的焦耳热为
联立得：
解法二：当时，甲棒以速度匀速运动，乙棒静止
设甲棒向下运动的位移大小为，回路中产生的焦耳热为
联立得：
解法三：当时，甲棒以速度匀速运动，乙棒静止
设甲棒向下运动的时间为
得：
得：
当时，甲、乙棒将在磁场先做加速度逐渐减小的匀加速直线运动，任意时
刻回路电流为，甲、乙加速度大小为
联立得：
甲、乙同时匀速直线运动，回路电流为

联立得：

联立得：


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