浙江省宁波市慈溪市2024-2025学年高二上学期期末物理试卷(含答案)

浙江省宁波市慈溪市2024-2025学年高二（上）期末物理试卷
一、单选题：本大题共13小题，共39分。
1.下列图像中不属于交变电流的是( )
A. B.
C. D.
2.磁贴纱窗的水平软磁条的外部正面磁感线如图所示，以下说法正确的是( )
A. 磁感线是用来形象地描述磁场的曲线，它与磁场一样真实存在
B. 软磁条内部之间的磁感线方向应由指向
C. 磁条下方点的磁感应强度大小小于点的磁感应强度大小
D. 磁条下方点的磁感应强度方向与上方点的磁感应强度方向相同
3.在如图所示的物理情境中，能产生感应电流的是( )
A. 如图甲所示，线圈与通电导线在同一平面，线圈竖直向上移动
B. 如图乙所示，线圈在竖直向下的匀强磁场中，水平向右匀速运动
C. 如图丙所示，开关闭合后，向右移动滑动变阻器的滑片
D. 如图丁所示，线圈在条形磁铁所在的平面内远离磁体
4.如图所示，在码头和船边悬挂有旧轮胎，船以某一速度靠近并停靠在码头上。关于轮胎的作用说法正确的是( )
A. 减少船靠岸时的动量 B. 减少船受到的冲量
C. 减少船受到的冲力 D. 减少船靠岸的时间
5.如图甲所示，鱼漂是垂钓的工具。当鱼漂静止时，点恰好在水面处。将鱼漂缓慢向下压，松手后，鱼漂在竖直方向上做简谐运动，其振动图像如图乙，取竖直向上为位移的正方向，则( )
A. 鱼漂振动周期为，振幅为
B. 时，鱼漂的速度和加速度方向相反
C. 时，鱼漂的位移为
D. 时间内，速度和加速度都减小
6.钳形电流表是一种用于测量高压输电线上电流大小的仪表。如图所示为钳形电流表的结构图和外形图，据图判断下列说法正确的是( )
A. 读数时应该让钳口保持张开
B. 通过钳型表的导线圈数加倍，所测得的电流将会减半
C. 钳型电流表的变压器是一个升压变压器
D. 可以用钳形电流表测量稳恒强电流
7.一个有固定转动轴的竖直圆盘如图甲所示，圆盘转动时，固定在圆盘上的小圆柱带动一个形支架在竖直方向振动，形支架的下面系着一个由弹簧和小球组成的振动系统。圆盘静止时，让小球做简谐运动，其振动图像如图乙所示，下列说法正确的是( )
A. 小球振动时的周期始终是
B. 到小球运动方向向上，且动能增大
C. 若圆盘以匀速转动，小球振动达到稳定时其振动的周期为
D. 若圆盘以匀速转动，欲使小球振幅增加则可使圆盘转速适当增大
8.图甲为一列简谐横波在时的波形图，是平衡位置在处的质点，是平衡位置在处的质点，图乙为质点的振动图象。下列说法正确的是( )
A. 这列波沿轴正方向传播
B. 这列波的传播速度为
C. 时，质点的位移为
D. 再过，通过的路程为
9.如图所示的等腰直角三角形，顶点，、分别水平固定长度均为、电流均为的直导线，、两导线中电流方向均垂直纸面向里，导线中电流方向垂直纸面向外，已知通电直导线在其周围空间产生的磁感应强度大小为，为直导线中的电流，为某点到直导线的距离。已知导线在点产生的磁感应强度大小为，则下列说法正确的是( )
A. 导线、连线中点处的磁感应强度大小为
B. 导线、连线中点处的磁感应强度大小为
C. 导线所受的安培力大小为，方向水平向右
D. 导线所受的安培力大小为，方向水平向右
10.如图所示，竖直通电长直导线中的电流方向向上，绝缘的光滑水平面上处有一带正电小球从图示位置以初速度水平向右运动，小球始终在水平面内运动，运动轨迹用实线表示，若从上向下看，则小球的运动轨迹可能是图中的( )
A. B.
C. D.
11.如图甲所示，一轻弹簧的两端分别与质量为和的两物块相连接，并且静止在光滑的水平面上。现使瞬间获得水平向右的速度，以此刻为计时零点，两物块的速度随时间变化的规律如图乙所示，从图像信息可得( )
A. 、时刻，弹簧都处于压缩状态，弹性势能最大
B. 时刻，弹簧恢复到原长，两物块回到出发位置
C. 两物块的质量之比为：：
D. 时刻，系统的动能与弹性势能大小之比为：：
12.如图所示，光滑的长直金属杆通过两个金属环与一个形状为一个周期内完整正弦函数图象的金属导线连接，导线其余部分未与杆接触。金属杆电阻不计，导线电阻为，、间距离为，导线构成的正弦图形顶部和底部到杆的距离都是，在导线和金属杆所在平面内有两个方向相反的有界匀强磁场区域，磁场区域的宽度均为，磁感应强度大小均为，现在外力作用下导线以恒定的速度水平向右匀速运动，时刻导线从点进入磁场，直到导线全部离开磁场区域的过程中，下列说法正确的是( )
A. 时，电流的大小为
B. 时，外力的大小为
C. 全过程中，电流的有效值为
D. 外力的最大值为
13.如图为用于电真空器件的一种磁聚焦装置示意图。螺线管内存在磁感应强度为的匀强磁场。电子枪可以射出速度大小均为，方向不同的电子，且电子速度与磁场方向的夹角非常小。电子电荷量为、质量为。电子间的相互作用和电子的重力不计。这些电子通过磁场会聚在荧光屏上点。下列说法正确的是( )
A. 螺线管内的磁场方向垂直于管轴
B. 电子在磁场中运动的时间可能为
C. 若磁感应强度变为，则电子仍会聚在点
D. 若速度变为不碰壁，则电子仍会聚在点
二、多选题：本大题共2小题，共6分。
14.振动和波存在于我们生活的方方面面，下列几幅图片描绘的情境分析正确的是( )
A. 图甲救护车向右运动的过程中，、两人听到警笛声的频率不同
B. 图乙在大山背面的人收听广播，波长越短的信号收听效果越好
C. 图丙某些动物会发出次声波，与人体内脏和身躯的固有频率接近，可能引起头痛、恶心、呕吐、胸痛、心悸等身体不适
D. 图丁是干涉型消声器的结构示意图，波长为的同一声波通过上下两通道后相遇的路程差应该为的整数倍
15.下列说法正确的是( )
A. 图甲为手机与基站及蓝牙耳机的通信示意图。若基站与手机、手机与耳机之间通信的电磁波分别为甲波、乙波，则甲波的频率大于乙波的频率
B. 图乙中、是两个完全相同的白炽灯，是自感系数很大、电阻可忽略不计的自感线圈。闭合开关瞬间，灯比灯先亮，最后一样亮
C. 图丙为一款高空风车及其发电模块原理图。发电期间，线圈在某一时刻转至图示位置时，线圈磁通量为零，感应电动势最大
D. 图丁为麦克斯韦预言的电磁波的传播示意图。根据麦克斯韦的电磁场理论，在变化的电场周围一定产生变化的磁场，在变化的磁场周围一定产生变化的电场
三、实验题：本大题共3小题，共14分。
16.某学习小组用如图甲所示的装置来验证碰撞中的动量守恒。先使入射小球从斜槽上固定位置点由静止释放，在水平地面的记录纸上留下落点痕迹，重复次，得到个落点。再把被撞小球放在水平槽上的末端，让入射小球仍从位置由静止释放，与被撞小球碰撞，碰后两球分别在记录纸上留下各自的落点痕迹，重复次。
假设实验室中有三个小球：球直径，质量，铁质、球直径，质量铝质、球直径，质量，铝质，则入射小球应该选取______球，被碰小球应该选取______球；填“”“”或“”
多次实验，小球释放后落在复写纸上会在白纸上留下多个印迹。如果用画圆法确定小球的落点，有如图乙所示的三个圆最合理的是圆______；填“”“”或“”
上述实验时，将米尺的零刻线与点对齐，测量出点到三处平均落地点的距离分别为、、。要验证的关系式为______；用、、、、、表示
根据图丙所示的数据，通过计算分析，在误差允许范围内，本实验中两小球在碰撞前后动量______填“守恒”或“不守恒”。
17.某学习小组利用单摆来测当地的重力加速度，装置如图所示。
先用游标卡尺测量摆球的直径。如图甲所示，操作正确的是______，正确操作后测得小球直径如图乙所示，小球直径为______；
再用刻度尺测量摆线的长度。摆线应该选用下列器材中______；
A.长约的细线
B.长约的橡皮绳
C.长约的细线
如图丙所示，安装摆线时应选择______；
实验过程中，下列说法正确的是______；
A.把单摆从平衡位置拉开的摆角，并在释放摆球的同时开始计时
B.测量摆球连续通过最低点次的时间，则单摆周期为
C.选择质量较大、体积较大的摆球，有利于减小重力加速度的测量误差
D.摆线上端未牢固地系于悬点，摆动过程中出现松动，测量出的重力加速度值偏小
若实验中改变摆长，测出周期的相关数据，作出图像，如图丁所示，请利用图像求得当地重力加速度 ______。取，结果保留两位有效数字
18.某学习小组用可拆变压器探究“变压器的电压与匝数的关系”，装置如图甲所示。
本实验的物理思想方法是______。
A.等效替代法
B.控制变量法
C.极限思维法
某次实验中，用如图乙所示的匝数匝和匝的线圈实验，测量的数据如表所示，下列说法中正确的是______。
A.原线圈的匝数为，用较粗导线绕制
B.副线圈的匝数为，用较细导线绕制
C.原线圈的匝数为，用较细导线绕制
D.副线圈的匝数为，用较粗导线绕制
为了减小能量传递过程中的损失，铁芯是由相互绝缘的硅钢片平行叠成。作为横档的铁芯硅钢片应按照如图丙所示中的哪种方法设计______。
四、计算题：本大题共4小题，共41分。
19.年月日，太空探索技术公司的“星舰”火箭第一、二级成功分离，第一级“超级重型”火箭助推器成功着陆回火箭发射塔，第二级“星舰”飞船也按计划在发射约一小时后成功落入印度洋。如图所示，起飞后分秒，在台中心发动机反推控制下，第一级火箭助推器以千米小时的速度进入发射塔架的之间，高度米；起飞后分秒，第一级火箭助推器悬停于“筷子”机械臂之间并将其接住。若将此过程看成匀变速直线运动，不计空气阻力，取，求：
第一级火箭助推器悬停的高度；
该过程中，第一级火箭助推器的加速度大小；
若第一级火箭助推器减速时质量为，则每台发动机对火箭的作用力大小；
若第一级火箭助推器悬停时质量为，喷出的气体速度为，短时间内忽略喷出气体的质量对第一级火箭助推器质量的影响，则单位时间内喷出气体的质量。
20.滑板运动越来越受年轻人追捧，如图所示的滑板轨道。水平轨道左端与一段半径为的、圆心角为的竖直圆弧轨道在点相切，右端与一段半径为的四分之一圆弧在点相切。一个质量为的运动员以水平初速度冲上静止在点的、质量为的滑板甲，一起沿着轨道运动，此后沿轨道切线从点进入圆弧轨道。另有一块质量为的滑板乙静止放在右侧圆弧轨道下端点。当两滑板接近时，运动员从滑板甲上起跳，落到滑板乙上。设运动员冲上滑板时立即与滑板相对静止，运动员和滑板均视为质点，不计所有阻力，重力加速度，求：
运动员冲上滑板甲后的速度大小；
运动员滑过点时的速度大小；
若滑板甲返回过程中恰好能爬升到点，则运动员从滑板甲上起跳的速度大小；
通过计算说明问中的运动员和滑板乙能否滑上右侧平台？
21.如图所示，在以点为圆心、半径为的半圆形边界区域内有垂直于纸面向里的匀强磁场，磁感应强度大小为。半圆形边界区域外有大小相等、方向相反、范围足够大的匀强磁场。现有两个带正电的同种粒子和，先后沿直径方向从点射入半圆形边界的区域内，粒子由经过到达，是半圆形边界的最高点。粒子质量为、电荷量为，不计粒子的重力和粒子间的相互作用，求：
粒子运动的速度及到达的时间；
若两个粒子能在点发生“正碰”，则粒子的速度；
若两个粒子能在点发生“正碰”，则两个粒子从点出发的时间差。
22.如图所示，两条光滑的足够长的平行金属直导轨、的间距为，轨道Ⅰ与轨道Ⅱ的结点处、为绝缘材料。、段的轨道Ⅰ倾斜放置，与水平方向夹角，轨道上端固定一个阻值为的电阻，存在磁感应强度，方向垂直轨道Ⅰ向下的匀强磁场。、段的轨道Ⅱ水平放置，存在磁感应强度，方向竖直向上的匀强磁场。质量为、边长为的匀质三角形金属框水平放置在轨道Ⅱ上，边的中线与轨道Ⅱ的中轴线重合，每条边的电阻均为。现有一根质量为、长度为、电阻为的金属棒从轨道Ⅰ某处静止释放，在到达底端前已经达到最大速度。忽略导轨的电阻、所有摩擦以及金属框可能的形变，金属棒、金属框均与导轨始终接触良好，重力加速度取，求：
棒在轨道Ⅰ上达到稳定后的速度及此时棒两端的电势差；
框在轨道Ⅱ上到达稳定后的速度及棒在轨道Ⅱ上产生的焦耳热棒与金属框不接触；
为使棒不与金属框碰撞，框的边初始位置与的最小距离。
答案
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.
9.
10.
11.
12.
13.
14.
15.
16. 守恒
17.
18.
19.解：，，将此过程看成匀变速直线运动，，解得，下降高度，
第一级火箭助推器悬停的高度；
根据匀变速直线运动速度时间公式可得，解得；
根据牛顿第二定律可得，解得；
以喷出气体为研究对象，以向下为正方向，根据动量定理可得：，，，解得，即单位时间内喷出气体的质量。
答：第一级火箭助推器悬停的高度等于；
该过程中，第一级火箭助推器的加速度大小等于；
每台发动机对火箭的作用力大小等于；
单位时间内喷出气体的质量等于。
20.解：对运动员和滑板甲组成的系统，规定水平向右的方向为正方向，由动量守恒有，代入数据得；
运动员从点做平抛运动，沿轨道切线从点进入圆弧轨道时，根据平抛运动的速度规律有，从到的过程中，根据机械能守恒定律有，解得；
滑板甲返回时，由动能定理有，解得；运动员从滑板甲起跳时，对两滑板和运动员组成的系统，根据动量守恒定律，规定向右为正有，得；
若运动员和滑板乙整体恰好能到点，则，解得；运动员跳上滑板乙时，水平向右为正，根据动量守恒定律，解得，能滑上。
答：运动员冲上滑板甲后的速度大小为；
运动员滑过点时的速度大小为；
若滑板甲返回过程中恰好能爬升到点，则运动员从滑板甲上起跳的速度大小为；
通过计算运动员和滑板乙能滑上右侧平台。
21.解：粒子由经过到达，粒子运动轨迹如图所示
由几何知识可知，粒子轨道半径，整个过程在磁场中转过的圆心角
粒子在磁场中做匀速圆周运动，洛伦兹力提供向心力，由牛顿第二定律得：
解得：
粒子在磁场中做匀速圆周运动的周期
粒子的运动时间
两个粒子能在点发生正碰，粒子的运动轨迹如图所示
由几何知识可知：， 、、
粒子在磁场中做匀速圆周运动，洛伦兹力提供向心力，
由牛顿第二定律得：
解得： 、、
当为奇数时，，粒子在磁场中转过的圆心角
粒子从点出发到点转过的总的圆心角 、、
粒子从运动到的时间，解得： 、、
两个粒子从点出发的时间差，解得： 、、
当为偶数时，、、
粒子从到转过的总圆心角 、、
粒子从运动到的时间，解得：
时间差，解得： 、、
答：粒子运动的速度大小是，到达的时间是。
若两个粒子能在点发生“正碰”，则粒子的速度是 、、。
若两个粒子能在点发生“正碰”，两个粒子从点出发的时间差是 、、或是 、、。
22.解：棒在倾斜轨道上速度稳定后，由平衡条件有：
而安培力：
而稳定的电流：
联立代入数据得：
由电阻定律和动生电动势公式可以知道：
代入数据得：
从棒滑入轨道Ⅱ到与框达到共速，由于系统所受外力的合力为零，系统的动量守恒
以向右为正方向有：
代入数据得：
对该系统由能量守恒定律可求产生的总焦耳热：
金属棒上产生的热量为：
联立代入数据得：
对棒，从进入轨道Ⅱ到速度稳定，以向右为正，由动量定理得：
即：
代入整理可得：
所以最初的最小距离
答：棒在轨道Ⅰ上达到稳定后的速度为，此时棒两端的电势差为；
框在轨道Ⅱ上到达稳定后的速度及为，棒在轨道Ⅱ上产生的焦耳热为；
为使棒不与金属框碰撞，框的边初始位置与的最小距离为。
第23页，共25页