湖北省随州市部分高中2025年元月期末联考
高二物理试题
本试卷共6页，全卷满分100分，考试用时75分钟。
★祝考试顺利★
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、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、一物体沿水平面做初速度为0的匀加速直线运动，以动量大小p为纵轴建立直角坐标系，横轴分别为速度大小v、运动时间t、位移大小x，则下列图像可能正确的是( )
A B C D
2、A、B两球沿同一直线运动并发生正碰，如图所示为两球碰撞前、后的位移随时间变化的图像，a、b分别为A、B两球碰前的位移随时间变化的图线，c为碰撞后两球共同运动的位移随时间变化的图线，若A球质量是 m＝2 kg，则由图像判断下列结论正确的是( )
A．碰撞前、后A球的动量变化量为6 kgm/s
B．碰撞时A球对B球的冲量为－6 Ns
C．A、B两球碰撞前的总动量为3 kgm/s
D．碰撞中A、B两球组成的系统损失的动能为10 J
3、在平静的介质中，从波源O发出的一列简谐横波沿x轴正方向传播，t1秒时刻的波形用实线表示，t2秒(t2>t1)时刻的波形用虚线表示。介质中的质点Q位于x＝18 m处，则下列说法正确的是( )
A．该简谐横波的波长可能为6 m
B．根据图像无法判断质点Q的起振方向
C．在t1秒时刻至t2秒时刻这段时间内，介质中的质点M的运动过程是由先加速、后减速两段过程组成
D．该波的波速大小一定为 m/s
4、如图所示，两根相互绝缘的通电长直导线分别沿x轴和y轴放置，沿x轴方向的电流为I0。已知通电长直导线在其周围激发磁场的磁感应强度B＝k，其中k为常量，I为导线中的电流，r为场中某点到导线的垂直距离。图中A点的坐标为(a，b)，若A点的磁感应强度为0，则沿y轴放置的导线中电流的大小和方向分别为( )
A．I0，沿y轴正向 B．I0，沿y轴负向
C．I0，沿y轴正向 D．I0，沿y轴负向
5、工业上常用电磁流量计来测量高黏度及强腐蚀性流体的流量Q(单位时间内流过管道横截面的液体体积)，原理如图甲所示，在非磁性材料做成的圆管处加一磁感应强度大小为B的匀强磁场，当导电流体流过此磁场区域时，测出管壁上下M、N两点间的电势差U，就可计算出管中液体的流量。为了测量某工厂的污水排放量，技术人员在充满污水的排污管末端安装了一个电磁流量计，如图乙所示，已知排污管和电磁流量计处的管道直径分别为20 cm和10 cm。若某段时间内通过电磁流量计的流量为70 m3/h，则在这段时间为( )
A．M点的电势一定低于N点的电势
B．通过排污管的污水流量约为140 m3/h
C．排污管内污水的速度约为2.5 m/s
D．电势差U与磁感应强度B的比值约为0.25 m2/s
6、如图所示，在光滑水平面上固定一条形磁铁，某时刻使水平面上正对磁铁的铝球获得一个指向磁铁轴线的初速度，则( )
A．铝球将做匀速直线运动
B．铝球将做减速直线运动
C．铝球将做加速直线运动
D．铝球将做曲线运动
7、某一质检部门为检测一批矿泉水的质量，利用干涉原理测定矿泉水的折射率。方法是将待测矿泉水填充到特制容器中，放置在双缝与荧光屏之间(之前为真空)，如图所示，特制容器未画出，通过对比填充后的干涉条纹间距x2和填充前的干涉条纹间距x1就可以计算出该矿泉水的折射率。单缝S0、双缝中点O、屏上的P0点均位于双缝S1和S2的中垂线上，填充后，屏上P点处是P0上方的第3条亮条纹(不包括P0点处的亮条纹)的中心。已知入射光在真空中的波长为λ，真空中的光速为c，双缝S1与S2之间距离为d，双缝到屏的距离为L，则下列说法正确的是( )
A．来自双缝S1和S2的光传播到P点处的时间差为
B．x2>x1
C．该矿泉水的折射率为
D．仅将单缝S0向左(保持S0在双缝的中垂线上)移动的过程中，P点处能观察到暗条纹
8、(多选)如图所示，A球振动后，通过水平细绳迫使B、C振动，振动达到稳定时，下列说法中正确的是( )
A．只有A、C的振动周期相等
B．C的振幅比B的振幅小
C．C的振幅比B的振幅大
D．A、B、C的振动周期相等
9、(多选)如图所示，边长为0.64 m的正方形内有磁感应强度B＝0.3 T的匀强磁场，方向垂直于纸面向外。在正方形中央处有一个点状的放射源P，它在纸面内同时向各个方向均匀连续发射大量同种粒子，该种粒子速度大小为v＝3.0×106 m/s，比荷＝5.0×107 C/kg。不考虑重力及粒子间相互作用，下列说法正确的是( )
A．粒子在磁场中运动的最短时间为×10-7 s
B．粒子在磁场中运动的最长时间为×10-7 s
C．正方形边界上有粒子射出的区域总长为1.6 m
D．稳定后单位时间内射出磁场的粒子数与单位时间内粒子源发射的总粒子数之比为1∶2
10、(多选)如图甲是工业上探测物件表面层内部是否存在缺陷的涡流探伤技术的原理图。其原理是用通电线圈使物件内产生涡电流，借助探测线圈测定涡电流的改变，从而获得物件内部是否断裂及位置的信息。图乙是一个由带铁芯的线圈L、开关S和电源连接起来的跳环实验装置，将一个套环置于线圈L上且使铁芯穿过其中，闭合开关S的瞬间，套环将立刻跳起。对以上两个实例的理解正确的是( )
A．涡流探伤技术运用了电流的热效应，跳环实验演示了自感现象
B．能被探测的物件和实验所用的套环必须是导电材料
C．金属探伤时接的是交流电，跳环实验装置中接的是直流电
D．以上两个实例中的线圈所连接的电源也可以都是恒压直流电源
二、非选择题：（本大题共5小题，共60分）
11、(12分）
如图所示，水平轨道AB、CD分别与高为h、倾角θ＝30°的斜面轨道BC两端平滑连接，质量为m的小物块P静止在水平轨道AB上，质量大于m的小物块Q位于P的左侧，Q的初动能为Ek0＝mgh(g为重力加速度大小)，初速度方向向右；Q与P发生碰撞后，P沿斜面上滑高度h后返回，在水平轨道上与Q再次发生碰撞，所有轨道均是光滑的，每次碰撞均为弹性碰撞。
(1)求Q的质量；
(2)求第2次碰撞后P沿斜面上滑到C点时的速度大小；
(3)为保证第2次碰撞能在水平轨道AB上发生，求初始时P离斜面底端B的最小距离。
12、(12分）
某小组在做“用单摆测定重力加速度”实验后，为进一步探究，将单摆的轻质细线改为
刚性重杆。通过查资料得知，这样做成的“复摆”做简谐运动的周期T＝2π ，式中Ic为由该摆决定的常量，m为摆的质量，g为重力加速度，r为转轴到重心C的距离。如图甲所示，实验时在杆上不同位置打上多个小孔，将其中一个小孔穿在光滑水平轴O上，使杆做简谐运动，测量并记录r和相应的运动周期T；然后将不同位置的孔穿在轴上重复实验，实验数据见表，并测得摆的质量m＝0.50 kg。
r/m 0.45 0.40 0.35 0.30 0.25 0.20
T/s 2.11 2.14 2.20 2.30 2.43 2.64
(1)由实验数据得出图乙所示的拟合直线，图中纵轴表示________。
(2)Ic的国际单位为________，由拟合直线得到Ic的值为________(结果保留到小数点后2位)。
(3)若摆的质量测量值偏大，重力加速度g的测量值________(选填“偏大”“偏小”或“不变”)。
13、(12分）
如图所示，在xOy平面内的AB、CD之间的区域有水平向右的匀强电场，AB、CD之间的电势差U＝1×105 V，在CD的右侧有一与CD和x轴相切的圆形有界匀强磁场区域，切点分别为P点和M点，磁感应强度B0＝0.1 T，方向垂直xOy平面向外(图中未画出)；在x轴下方足够大的空间内存在垂直xOy平面向里的匀强磁场，磁感应强度为B1；在x轴下方距离为a处平行x轴放置一长为L的探测板，O′为板的中点，且在M点的正下方，在y轴上过原点放置一能均匀发射粒子的直线粒子发射源，其长度恰好等于圆形磁场的直径，发射源产生的粒子质量和电荷量均相同，初速度可视为0，经过电场加速后进入圆形磁场区域，偏转后全部从M点进入下方磁场区域，已知粒子质量m＝8.0×10-25 kg、电荷量q＝1.6×10-15 C，不计重力和粒子间的相互作用。
(1)求圆形磁场区域的半径r；
(2)若a＝0.1 m，B1＝0.1 T，L＝0.4 m，求粒子打到探测板区域的长度； (3)若a＝0.1 m，L＝0.4 m，B1大小可以调节，调节B1的大小，可以使粒子恰好打满整块探测板，求此时B1的大小及打中探测板的粒子数占发射总粒子数的比例。
14、(12分）
如图所示，光滑的足够长的平行水平金属导轨MN、PQ相距l，在M、P和N、Q间各连接一个额定电压为U、阻值恒为R的灯泡L1、L2，在两导轨间cdfe矩形区域内有垂直导轨平面竖直向上、宽为d0的有界匀强磁场，磁感应强度为B0，且磁场区域可以移动，一电阻也为R、长度大小也刚好为l的导体棒ab垂直固定在磁场左边的导轨上，离灯泡L1足够远。现让匀强磁场在导轨间以某一恒定速度向左移动，当棒ab刚处于磁场时两灯泡恰好正常工作。棒ab与导轨始终保持良好接触，导轨电阻不计。
(1)求磁场移动的速度大小；
(2)若保持磁场不移动(仍在cdfe矩形区域)，而使磁感应强度B随时间t均匀变化，两灯泡中有一灯泡正常工作且都有电流通过，设t＝0时，磁感应强度为B0。试求出经过时间t时磁感应强度的可能值Bt。
15、(12分）
如图所示，在用插针法测量玻璃折射率的实验中，两位同学先把方格纸固定在木板上，在方格纸上画出一条直线aa′作为界面(线)，过aa′上的一点O画出界面的法线NN′，并画一条线段AO作为入射光线。再把玻璃砖放到方格纸上，画出玻璃砖的下界面bb′的位置。在直线AO上插两枚大头针P1和P2，再在玻璃砖的另一侧插上大头针P3和P4。确定光路后利用折射定律计算折射率。
(1)关于本实验，下列说法正确的是________(填选项前的字母)。
A．实验时入射角应适当大些
B．为了减小误差，插大头针时应使P1和P2、P3和P4的间距小一些
C．插大头针P4时，应使P4同时挡住P3和P1、P2的像
D．该实验原理只能测量两面平行的玻璃砖的折射率
(2)利用上述方格纸上的实验记录，计算此玻璃砖的折射率为________(答案可以用分数或根号表示)。
(3)若某同学在插大头针时将P1插到了入射光线的左侧一点的位置(偏差很小)，其他操作均没有错误，则
该同学测出的折射率________(选填“偏大”“偏小”或“不变”)。
1第
页高二物理试题答案
一、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、C [物体做初速度为零的匀加速直线运动，则速度v＝at，根据动量的计算公式有p＝mv＝mat，可知动量与速度和时间都成正比关系，故A、B错误；根据匀变速直线运动规律有v2＝2ax，根据动量的计算公式有p＝mv＝m，根据数学知识可知C图正确，故C正确，D错误。]
2、D [x-t图像的斜率表示速度，所以碰撞前、后，A球的速度分别为vA＝＝ m/s＝－3 m/s，v＝＝ m/s＝－1 m/s，所以碰撞前、后A球的动量变化量为ΔpA＝mv－mvA＝4 kgm/s，故A错误；碰撞前B球的速度为vB＝＝ m/s＝2 m/s，设B球质量为m′，根据动量守恒定律有mvA＋m′vB＝(m＋m′)v，解得m′＝ kg，根据动量定理可知，碰撞时A球对B球的冲量为I＝ΔpB＝m′v－m′vB＝－4 kgm/s＝－4 Ns，故B错误； A、B两球碰撞前的总动量为p＝mvA＋m′vB＝－ kgm/s，故C错误；碰撞中A、B两球组成的系统损失的动能为|ΔEk|＝＝10 J，故D正确。]
3、B [由题中波形图可知，波长λ＝8 m，故A错误；波沿x轴正方向传播，t1～t2时间内波的位移为x＝nλ＋＝(8n＋4) m(n＝0，1，2，…)，则波速为v＝＝ m/s(n＝0，1，2，…)，当n＝0时，波速为 m/s，不是一定为 m/s，故D错误；在t1～t2时间内，若是在一个周期内，则质点M是先加速、后减速，若是包含多个周期则由多个运动阶段组成，不仅是两段过程组成，故C错误；t1秒、t2秒时刻不是0时刻的图像，故无法判断O点的起振方向，也就无法判断质点Q的起振方向，故B正确。]
4、A [沿x轴方向的电流在A点磁感应强度大小为Bx＝k，由安培定则可知方向垂直纸面向外；若A点磁感应强度为零，则沿y轴放置的导线中电流在A点产生的磁感应强度方向垂直纸面向里，由安培定则可知y轴放置的导线中电流方向沿y轴正向，其大小满足By＝k＝k，所以沿y轴放置的导线中电流的大小I＝I0，故A正确，B、C、D错误。]
5、D [根据左手定则可知，M、N两点间电势差为0时，正电荷进入磁场区域会向上偏转，负电荷向下偏转，所以M点的电势一定高于N点的电势，故A错误；某段时间内通过电磁流量计的流量为70 m3/h，则通过排污管的污水流量也是70 m3/h，电磁流量计半径为r＝5 cm＝0.05 m，排污管的半径R＝10 cm＝0.1 m，由Q＝πr2v1结合题意可知，流经电磁流量计的液体速度约为v1＝2.5 m/s，又πr2v1＝πR2v2，可得排污管内污水的速度约为v2＝0.625 m/s, 故B、C错误；电磁流量计内污水的速度约为v1＝2.5 m/s，当带电粒子受力平衡时，有q＝qv1B，可知＝v1d1＝0.25 m2/s，故D正确。]
6、B [铝球可看成是由许多“金属线圈”构成的，在铝球向磁铁方向运动过程中，由于条形磁铁周围的磁场是非匀强磁场，越靠近磁铁磁场越强，那么穿过“金属线圈”的磁通量会增大，它们会产生感应电流，根据楞次定律的推论“来拒去留”可知，铝球的速度会逐渐减小，但速度方向不会改变，故B正确，A、C、D错误。]
7、C [第三条亮条纹对应路程差s＝3λ，但光在介质中的传播速度小于c，故A错误；由Δx＝λ，n＝＝可知(λ0为光在矿泉水中的波长)，光在矿泉水中的波长小于真空中的波长，所以x28、CD [A振动后，水平细绳上驱动力的周期TA＝2π，迫使B、C做受迫振动，受迫振动的频率等于A施加的驱动力的频率，所以TA＝TB＝TC，而TC固＝2π＝TA，TB固＝2π＞TA，故C共振，B不共振，C的振幅比B的振幅大，所以C、D正确。]
9、ABC [粒子在磁场中做匀速圆周运动，根据qvB＝m，解得r＝，代入数据解得r＝0.2 m。假设粒子逆时针转动，则粒子射出范围如图所示。
当轨迹对应弦最短时，对应圆心角最小，此时在磁场中运动时间最短，由题意知，即弦恰好垂直于磁场边界时，弦最短，由几何关系知弦长为d＝＝0.32 m，由几何关系知，此时对应圆心角为θ＝106°，所以最短时间为tmin＝×＝×10-7 s，同理可知，当粒子从D点射出磁场时，最长弦恰好为直径，所以最长时间为tmax＝×＝×10-7 s，故A、B正确；由几何关系知r＋r sin α＝0.32 m，cos β＝，解得α＝37°，β＝37°，则AD＝2r sin β＋r cos α＝0.4 m，所以边界上有粒子射出的总长度为0.4×4 m＝1.6 m，故C正确；由上述分析和轨迹图可知，所有粒子在磁场中均不会做完整圆周运动，即都会从边界射出磁场，故稳定后单位时间内射出磁场的粒子数与单位时间内粒子源发射的总粒子数之比为1∶1，故D错误。]
10、BC [涡流探伤技术的原理是用通电线圈使物件内产生涡电流，借助探测线圈测定涡电流的改变，跳环实验中线圈接在直流电源上，闭合开关的瞬间，穿过套环的磁通量改变，套环中产生感应电流，会跳起，属于演示楞次定律，A错误；无论是涡流探伤技术，还是演示楞次定律，都需要产生感应电流，而感应电流的产生需在导电材料内，B正确；金属探伤时探测器中通过交变电流，产生变化的磁场，当金属处于该磁场中时，该金属中会感应出涡流，演示楞次定律的实验中，线圈接在直流电源上，C正确，D错误。]
二、非选择题：（本大题共5小题，共60分）
11、(12分）
[解析] (1)设Q的质量为M，初速度大小为V0，第1次碰撞后瞬间P、Q的速度分别为v1、V1, 以向右为正方向，由动能定义、动量守恒定律和机械能守恒定
律有
Ek0＝
MV0＝MV1＋mv1
＝
＝mgh
联立可得M＝5m。
(2)第2次碰撞前瞬间P的速度大小为v1，方向向左；设碰撞后瞬间P、Q的速度分别v2、V2, P沿斜面上滑到C点时的速度大小为vC，由动量守恒定律和机械能守恒定律有
MV1－mv1＝MV2＋mv2
＝
＝
联立可得vC＝。
(3)设初始时P离斜面底端B的距离为s，第1次碰撞后Q运动到斜面底端B所需时间为t，P运动到斜面底端B所需时间为t1，P沿斜面运动时加速度的大小为a，在斜面上运动所需总时间为t2，由运动学公式、牛顿第二定律有s＝V1t
s＝v1t1
mg sin θ＝ma
t2＝2
由题意tt1＋t2
联立上述各式并由题给条件得sh
即初始时P离斜面底端B的最小距离为h。
[答案] (1)5m (2) (3)h
12、(12分）
[解析] (1)由T＝2π，可得T2r＝＋r2，所以题图乙中纵轴表示T2r。
(2)Ic的单位与mr2的单位一致，因为mr2的国际单位为kgm2，所以Ic的国际单
位为kgm2；
结合T2r＝＋r2和题图乙中图线的截距和斜率，解得Ic的值约为0.17。
(3)重力加速度g的测量值是通过求斜率得到的，与质量无关，所以若摆的质量测量值偏大，重力加速度g的测量值不变。
[答案] (1)T2r (2)kgm2 0.17 (3)不变
13、(12分）
[解析] (1)粒子在电场中加速有qU＝mv2，由题意可知，粒子做圆周运动的轨道半径恰好等于圆形磁场区域的半径，又洛伦兹力提供向心力，则有qvB0＝，r＝R，
联立解得r＝0.1 m。
(2)若B1＝0.1 T＝B0，则粒子进入x轴下方磁场后的轨迹半径R′＝R＝a＝0.1 m，
如图甲所示，沿x轴负方向射入下方磁场的粒子垂直打在探测板上，沿y轴负方向射入下方磁场的粒子恰好与探测板相切，因此粒子打到探测板区域的长度l＝2R′＝0.2 m(3)当沿x轴负方向射入下方磁场的粒子刚好打在探测板的最左端时，运动轨迹如图乙中轨迹1所示，由几何关系可得＝(R1－a)2＋，
解得R1＝0.25 m，
刚好与探测板最右端相切的粒子的运动轨迹如图乙中轨迹2所示，由几何关系可得＝(R2－a)2＋，
解得R2＝0.25 m，
由几何关系可得cos θ＝＝0.6，
根据qvB1＝，
可解得B1＝0.04 T，
设y1以上部分射出的粒子都能打到探测板上，由几何关系可得y1＝R－R cos θ＝0.04 m，
所以η＝×100%＝80%。
[答案] (1)0.1 m (2)0.2 m (3)0.04 T 80%
14、(12分）
[解析] (1)当ab刚处于磁场时，ab棒切割磁感线，产生感应电动势，相当于电源，灯泡刚好正常工作，则电路中路端电压U外＝U
由电路的分压之比得U内＝2U
则感应电动势为E＝U外＋U内＝3U
由E＝B0lv＝3U，可得v＝。
(2)若保持磁场不移动(仍在cdfe矩形区域)，而使磁感应强度B随时间t均匀变化，可得棒与L1并联后再与L2串联，则正常工作的灯泡为L2，所以L2两端的电压为U，电路中的总电动势为
E＝U＋＝
根据法拉第电磁感应定律得
E＝＝ld0
联立解得＝，所以经过时间t时磁感应强度的可能值Bt＝B0±t。
[答案] (1) (2)B0±t
15、(12分）
[解析] (1)实验时入射角应适当大些，可以减小误差，A项正确；为了减小误差，插大头针时应使P1和P2、P3和P4的间距大一些，B项错误；光在同一均匀介质中沿直线传播，所以插大头针P4时，应使P4同时挡住P3和P1、P2的像，C项正确；该实验原理不仅能测量两面平行的玻璃砖的折射率，也可以测两面不平行的玻璃砖的折射率，D项错误。
(2)光路图如图所示。
在光路图中利用方格构造三角形，由图得sin θ1＝，sin θ2＝，根据折射定律，有n＝＝。
(3)若某同学在插大头针时将P1插到了入射光线的左侧一点的位置(偏差很小)，其他操作均没有错误，则折射角变大，故测出的玻璃砖折射率偏小。
[答案] (1)AC (2) (3)偏小
