湖北省楚天教科研协作体2024-2025学年高二（下）收心考试物理试卷（含解析）

湖北省"楚天教科研协作体"2024-2025学年高二（下）收心考试物理试卷
一、单选题：本大题共7小题，共28分。
1.下列说法正确的是．
A. 欧姆表的电阻值刻度是均匀的，阻值最大的位置是电流最小的位置
B. 麦克斯韦认为变化的磁场一定产生变化的电场
C. 观看立体电影电影时，观众戴的眼镜是一对透振方向互相垂直的偏振片
D. 主动降噪功能的耳机是通过发出与噪声振幅、频率、相位都完全相同的声波抵消噪声
2.建筑工地上，工人常用打桩机把桩打入地下，该过程可简化为如图所示模型。重锤从一定高度自由落下，打在水泥桩上，随桩一起向下运动直到停止。已知重锤与桩撞击的时间极短，不计空气阻力，则下列说法中正确的是( )
A. 整个运动过程中，重锤和桩组成的系统动量守恒
B. 整个运动过程中，重锤所受合外力冲量为零
C. 重锤与水泥桩撞击的过程中，二者组成的系统所受合外力冲量向下
D. 重锤随桩一起向下运动过程中，克服阻力做的功等于重锤与桩组成的系统动能的减少
3.如图所示为一列沿轴传播的简谐横波在时刻的波形图，质点、的平衡位置分别是，，已知质点的振动方程为。则下列说法正确的是( )
A. 该列波沿轴负方向传播
B. 该列波的传播速度为
C. 质点的振动方程为
D. 从图示时刻开始计时，经时间点第一次到达波谷
4.三根平行直导线的截面图如图，若它们的电流大小都相同，方向垂直纸面，且，则点的磁感应强度的方向( )
A. 由指向 B. 由指向 C. 由指向 D. 由背离
5.光学一直是科学技术前沿，隐身技术、激光技术、光学探测、光通讯等都属于光学范畴，下列关于光学现象的分析和理解正确的是( )
A. 图甲中将一块曲率半径较大的平凸透镜放在一块平板玻璃上，当平行单色光垂直入射于凸透镜的平表面时，可以形成间距相等的明暗相间的同心圆环
B. 图乙是一束单色光进入平行玻璃砖后传播的示意图，当入射角逐渐增大到某一值后不再会有光线从面射出
C. 图丙中若只减小屏到挡板的距离，则相邻亮条纹间距离将增大
D. 若只旋转图丁中或一个偏振片，光屏上的光班亮度会发生变化
6.如图，电源电动势为，内阻为，电阻为，为。开关闭合后，电动机恰好正常工作，此时电动机两端电压为，输出功率为，则电动机的线圈电阻值为( )
A. B. C. D.
7.如图所示，一半径为的半圆形区域内有一垂直纸面的匀强磁场，一质量为、电荷量为的粒子从点以速度垂直射入匀强磁场，入射方向与直径的夹角为，最后从点离开磁场，不计粒子重力，，下列说法正确的是( )
A. 磁场方向垂直纸面向外
B. 匀强磁场的磁感应强度大小为
C. 粒子从点运动到点的时间为
D. 若仅减小粒子速度大小，其在磁场中运动时间将变长
二、多选题：本大题共3小题，共12分。
8.如图甲为某电动汽车无线充电原理图，为受电线圈，为送电线圈。图乙为受电线圈的简化示意图，假设线圈匝数为，电阻为，横截面积为，、两端连接车载变流装置，匀强磁场平行于线圈轴线向上穿过线圈。下列说法正确的是( )
A. 受电线圈两端有电压时，送电线圈中的电流可能是恒定电流
B. 当线圈中磁感应强度大小均匀增加时，则闭合回路后，有感应电流从端流出
C. 若时间内，线圈中，磁感应强度大小均匀增加，则通过线圈的磁通量变化为
D. 若时间内，线圈中，磁感应强度大小均匀增加，则线圈两端的电压一定为
9.如图所示，光滑绝缘水平面上存在方向竖直向下的有界边界竖直匀强磁场，宽度为，一直径也为的闭合金属圆形线圈在水平拉力作用下，在水平面上沿虚线方向以速率匀速通过磁场。下列说法正确的是( )
A. 线圈进磁场的过程中，线圈中的感应电流沿逆时针方向
B. 线圈出磁场的过程中，线圈中的感应电流沿逆时针方向
C. 该拉力的方向沿线圈运动方向
D. 该拉力的大小随时间非均匀变化
10.如图所示，质量均为的木块和，并排放在光滑水平面上，上固定一竖直轻杆，轻杆上端的点系一长为的轻细线，细线另一端系一质量为的球，现将球拉起使细线水平伸直，并由静止释放球，球在空中摆动过程中，线不可伸长。取，下列说法正确的是( )
A. 到达最低点时，速度大小为
B. A、两木块分离时，木块速度大小为
C. 由静止释放到最低点的过程中，对的冲量大小为
D. 由静止释放到最低点的过程中，木块移动的距离为
三、实验题：本大题共1小题，共8分。
11.公路在通过小型水库泄洪闸的下游时常常要修建凹形路面，也叫“过水路面”，如图甲汽车通过凹形路面。某兴趣小组，想通过所学知识测量过水路面的半径，他们设想的办法是，通过查阅比对得到图甲照片中汽车真实车身长度平均值约为，测得照片中的车身长度约为，并根据估算的比例制作了图乙所示模型，点是光滑圆弧面的圆心弧长远小于模型半径，点是圆弧的最低点，然后取一小铁球进行实验。
用分度游标卡尺测量小铁球的直径，示数如图所示，则小铁球的直径
将小铁球从槽中处由静止释放，小铁球的运动可等效为单摆的简谐运动。当小铁球第一次经过处时，用秒表开始计时，并计数为，此后每次过处时均计数，当计数为时，所用的时间为，则等效单摆的周期
更换半径不同的金属球进行实验，正确操作，根据实验记录的数据，绘制的图像如图丙所示，图中图线的纵截距为，斜率的绝对值为，由此可估算图甲中过水路面的半径表达式为 。用、、、表示。
四、计算题：本大题共4小题，共52分。
12.为探究一颗纽扣电池的电动势和内阻，几名同学找到了两个量程均为的相同电流表和，两个相同的电阻箱最大阻值为，进行了以下实验：
用图甲的电路测电流表的内阻。
将调到最大值，闭合，调节与，当的示数为时，的示数为，此时的值为，则电流表的内阻为 。结果保留位小数
用图乙的电路测电池的电动势和内电阻。
将改装成的电流表，则电阻箱应调为 。结果保留位小数
将正确设置后保持不变，闭合，改变的阻值，记录的示数与对应的阻值，作出图像，测得图像的斜率为，图像与纵轴的截距为，可求得 ， 。结果均保留两位有效数字
13.某广场有一个水池，面积足够大，水面下有一红光光源，可视为点光源。光源离水面的深度，光源点亮时，有红光从水中射向空气，其中一条光线，折射情况如图所示，求：
该红光在水中的折射率
水面有红光直接射出的区域面积计算结果可含字母。
14.如图，光滑水平轨道上静止放置足够长的长板和滑块，可视为质点，质量分别为，。质量为的滑块以的速度从的最左端滑上长板，和之间动摩擦因数，经过一段时间，与速度相等时，与发生碰撞，碰撞时间极短，此后、达到共同速度一起运动，且恰好不再与发生碰撞，取，求
与发生碰撞前瞬间的速度大小。
最终匀速运动的速度大小。
整个过程中滑块在长板上相对滑行时间。
15.如图所示，水平固定的足够长平行金属导轨间距，导轨的左侧接有定值电阻阻值未知，图中虚线的右侧存在竖直向上的匀强磁场，磁感应强度大小。质量，阻值，长为的导体棒垂直导轨放置，在导体棒上施加沿导轨方向的水平外力，进入磁场前导体棒向右做匀加速运动，进入磁场后保持水平外力的功率不变，经过一段时间导体棒做匀速直线运动，整个过程导体棒的速度随时间的变化规律如图乙所示。已知导体棒与导轨之间的动摩擦因数，导体棒始终与导轨垂直且保持良好接触，重力加速度。求：
导体棒匀加速运动时水平外力大小
导体棒匀速运动时所受安培力及定值电阻的阻值：
若内通过电阻的电荷量，求此时间内导体棒在磁场中运动的位移
在上一问的情形下，求内整个回路产生的焦耳热。
答案和解析
1.【答案】
【解析】A.欧姆表的电阻值的刻度不均匀，故 A错误
B.根据麦克斯韦的电磁场理论，在变化的磁场周围一定产生电场，只有非均匀变化的磁场周围才产生变化的电场，故B错误．
C.观看立体电影电影时，观众戴的眼镜是一对透振方向互相垂直的偏振片，故C正确
D.主动降噪功能的耳机是通过发出与噪声振幅、频率相同，相位相反的声波来抵消噪声，故 D错误。
故选C。
2.【答案】
【解析】A.整个运动过程，重锤和桩组成的系统初始动量为零，末动量为零，但运动过程动量不为零，知系统在运动过程不满足动量守恒，故 A错误
B.整个运动过程，重锤初始动量为零，末动量为零，根据动量定理，重锤所受合外力冲量为零，故 B正确
C.重锤随桩一起向下运动过程，动量变化量方向向上，故合外力冲量向上，故C错误
D.重锤随桩一起向下运动过程，除阻力外，还有重力做正功，由动能定理，总功等于动能的变化，故 D错误。
故选B。
3.【答案】
【解析】A.处的质点在时沿轴正方向运动，由波的传播方向与质点振动方向的关系可知波沿轴正方向传播，故A错误
B.由图知波长为，由振动方程，可知周期为，则波速大小为，B错误
C.点的质点振动方程为，可得质点的振动方程为，解得，故C错误
D.处的波谷传至点时，点第一次到达波谷，时间为，故D正确。
故选D。
4.【答案】
【解析】导线和在点产生的合磁感应强度为零，导线在点产生的磁感应强度的方向由指向故选A。
5.【答案】
【解析】A.由教材选必一课后练习，可知：角度变小时，干涉条纹间距变大。所以中应为间距不相等的明暗相间干涉条纹，故A错误
B.教材选必一课后练习，证明平行玻璃砖入射光线与射出玻璃砖的光线是平行的。故无论入射角多大，都不可能在面发生全反射。故B错误
C.由条纹间距可知只减小屏到挡板的距离，相邻亮条纹间距离将减小，C错误
D.由教材选必一，【演示】可知：若的偏振方向与的偏振方向相同，光屏上光斑最亮若的偏振方向与的偏振方向垂直，光屏上几乎没有亮斑，因此当和发生相对转动时，光屏上的光斑亮度会发生变化， D正确。
故选D。
6.【答案】
【解析】总电流，
的电流，
通过电动机的电流，
由，
可得，故选B。
7.【答案】
【解析】A.由左手定则可知，磁场方向垂直纸面向里。
B.由几何知识得，粒子做匀速圆周运动的轨道半径
由得
C.粒子运动时间．
D.仅减小粒子速度大小则粒子运动轨迹对应的圆心角不变，故运动时间不变。
故选C。
8.【答案】
【解析】A.只要受电线圈两端有电压，说明穿过受电线圈的磁场变化，所以送电线圈中的电流一定不是恒定电流，故 A错误
B.穿过线圈的磁感应强度均匀增加，根据楞次定律，如果线圈闭合，感应电流的磁场向下，故感应电流方向从向，即电流从端流出，故B正确
C.面积不变，只有变化时，磁通量变化，与线圈匝数无关，故 C正确
D.根据法拉第电磁感应定律，有
设受电线圈外接电路的电阻为，由闭合电路的欧姆定律得两端的电压
故D错误。
故选BC。
9.【答案】
【解析】A.线圈进入磁场的过程中，垂直于纸面向里的磁通量变大，根据楞次定律可知线圈中的感应电流产生的磁场应垂直于纸面向外，根据安培定则可知线圈中的电流为逆时针方向，故A正确
B.线圈离开磁场的过程中，垂直于纸面向里的磁通量变小，根据楞次定律可知线圈中的感应电流产生的磁场应垂直于纸面向里，根据安培定则可知线圈中的电流为顺时针方向，故 B错误
C.线圈切割磁感线的有效长度示意图如图所示。结合楞次定律阻碍相对运动的推论，根据左手定则可知安培力始终水平向左，则该拉力的方向水平向右由于切割磁感线的有效长度是先增大后减小，所以线圈中产生的感应电动势和感应电流是先增大后减小，线圈受到的安培力大小是先增大后减小的所以拉力大小随时间非均匀变化，故 C错误，D正确
故选AD。
10.【答案】
【解析】教材选必一第一章习题组，改编
A、球到达最低点时，木块、分离且、速度相同，对系统由水平方向动量守恒：
由机械能守恒：
两式联立可得：故 A错误，B正确
C.到最低点时，的速度
对由动量定理：故 C错误
D.由人船模型，系统水平方向有
位移大小关系
联立两式可得：故 D正确。
故选BD。
11.【答案】。
【解析】该游标尺的精度为，读数为主尺与游标尺上读数之和，故；
当小铁球第一次经过虚线处开始用秒表计时，并计数为，每经过一次记数加，当计数为时，所用的时间为，则等效单摆的周期为
小球做简谐运动，小球半径不同时，周期：可得：，由题意，
模型半径，
则过水路面的半径为：
12.【答案】

【解析】测得的内阻的阻值与阻值相等
改装后的电流表量程是原来电流表量程的倍数倍，需要并联的电阻
由闭合电路欧姆定律
得到，
由题意可知，，
解得，
13.【答案】解：由折射率的定义，折射率。
红光射到水面的临界角为，则，
水面有光直接射出的区域是圆，其半径为，有，
故透光面积为，
解得：。
14.【答案】设与碰撞前的瞬间的速度大小为，
对、由动量守恒定律：
解得：
设与碰后的速度大小为，最终匀速运动的速度大小为，
对、碰撞由动量守恒定律：　　
与碰后对、由动量守恒定律：
联立以上公式解得
设整个过程中滑块在长板上相对滑行时间为
规定的初速度方向为正方向，对由动量定理：
解得

15.【答案】由图像得
匀加速阶段由牛顿第二定律有
解得：
根据功率不变：
匀速运动时有
得：
由
由闭合电路欧姆定律
联立得
内平均感应电动势
平均电流
联立得
由能量守恒定律有
解得焦耳热：
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