安徽省芜湖市联考2024-2025学年高二期末模拟物理试卷（含解析）

安徽省芜湖市联考2024-2025学年高二期末模拟物理试卷
一、单选题：本大题共8小题，共32分。
1.年，美国物理学家安德森在宇宙射线实验中发现了正电子，证实了反物质的存在。实验中，安德森记录了正电子在云室中由上向下经过铅板的轨迹如图所示，匀强磁场方向垂直于纸面，正电子穿过铅板会有部分能量损失，其他能量损失不计，则可判定正电子( )
A. 所在磁场方向一定垂直于纸面向里 B. 穿过铅板后受到洛伦兹力变大
C. 穿过铅板后做圆周运动的半径变大 D. 穿过铅板后做圆周运动的周期变大
2.如图所示，某空间存在竖直向上的匀强电场和垂直纸面向里的匀强磁场，两个带电油滴在图示的竖直面内均能做匀速圆周运动，不计油滴之间的库仑力，则( )
A. 两个油滴可能带负电荷 B. 两个油滴沿顺时针方向运动
C. 两个油滴的电荷量一定相同 D. 两个油滴的运动周期一定相同
3.理想变压器、电阻、理想交流电流表、理想交流电压表按图甲连接，已知理想变压器原、副线圈的匝数比为，电阻，原线圈输入的交流电如图乙所示，下列说法正确的是( )
A. 交流电的频率为 B. 电流表读数为
C. 电压表读数为 D. 变压器的输入功率为
4.飞机失事后，为了分析事故的原因，必须寻找黑匣子，而黑匣子在天内能以一定的频率自动发出信号，人们就可利用探测仪查找黑匣子发出的电磁波信号来确定黑匣子的位置．如图甲是黑匣子中电磁波发射电路中的电磁振荡电路，图乙为电容器的电荷量随时间变化的图像，时刻电容器的板带正电．下列关于电磁振荡电路的说法中正确的是
甲 乙
A. 若减小电容器的电容，则发射的电磁波波长变长
B. 时间内，线圈中的磁场方向向下
C. 时间内，线圈的磁场能不断减小
D. 时间内，电容器板带正电，电容器正在充电
5.如图甲所示，质量分别为、的物块和静止在光滑的水平地面上，其中物块左端拴接一轻弹资，弹簧开始处于原长给物块一向右的初速度，物块与弹簧作用的过程中，物块、的速度、的部分大小关系如图乙所示，弹簧始终在弹性限度内，已知，结合图乙中的数据，下列说法正确的是( )
A. 物块的初速度
B. 物块的质量
C. 从物块碰到弹簧到弹簧压缩最短的过程中，弹簧给物块的冲量大小为
D. 弹簧第一次恢复原长时，物块的速度大小为
6.如图甲所示，光滑水平面上有一固定的挡板，轻弹簧左端拴接在挡板上，右端拴接一个静止的小球，时刻给小球一水平的瞬时冲量，此后小球的位移随时间的变化规律如图乙所示，规定水平向左为正方向下列说法正确的是( )
A. 时加速度负方向最大 B. 与时的速度相同
C. 与时的加速度相同 D. 时刻，给小球的瞬时冲量水平向右
7.一列沿轴传播的简谐横波，时刻的波形图如图所示，是介质中的两个质点，图是质点的振动图像。下列说法正确的是( )
A. 该波沿轴正方向传播
B. 该波在传播过程中遇到的障碍物，能发生明显衍射现象
C. 质点在内沿轴传播的距离为
D. 质点在内运动的路程为
8.如图甲为一玻璃半球的截面图，其半径为，为球心，为直径，现有均匀分布的红光垂直入射到半球的底面。已知球冠不含圆底面的表面积为如图乙，其中为球的半径为球冠的高，光在真空中传播的速度为，玻璃对红光的折射率为，若只考虑首次射到球面的光，则下面说法正确的是( )
A. 从半球面射出的光中，在玻璃内的传播时间最短为
B. 整个半球面透光的面积为
C. 所有射入到半球底面的光，有的会发生全反射
D. 若将入射光由红光换成紫光，则半球面透光的面积增大
二、多选题：本大题共2小题，共10分。
9.空间内存在方向水平向左的匀强电场和磁感应强度大小、方向垂直纸面向里的匀强磁场图中均未画出一质量、带电荷量的小球从点由静止释放，小球在竖直面内的运动轨迹如图中实线所示，轨迹上的点离最远且与的距离为，已知重力加速度取下列说法正确的是( )
A. 小球经过点时的速度为 B. 小球经过点时的速度最大
C. D.
10.在如图所示的输电线路中，交流发电机的输出电压一定，两变压器均为理想变压器，左侧升压变压器的原、副线圈匝数分别为、，两变压器间输电线路电阻为。下列说法正确的是( )
A. 仅增加用户数，消耗的功率增大
B. 仅增加用户数，用户端的电压增大
C. 仅适当增加，用户端的电压增大
D. 仅适当增加，整个电路消耗的电功率减小
三、实验题：本大题共2小题，共18分。
11.小明用如图甲所示的装置来验证动量守恒定律，该装置由水平长木板及固定在木板左端的硬币发射器组成，硬币发射器包括支架、弹片及弹片释放装置，释放弹片可将硬币以某一初速度弹出。已知五角硬币和一元硬币与长木板间动摩擦因数近似相等，主要实验步骤如下：
将五角硬币置于发射槽口，释放弹片将硬币发射出去，硬币沿着长木板中心线运动，在长木板中心线的适当位置取一点，测出硬币停止滑动时硬币右侧到点的距离。再从同一位置释放弹片将硬币发射出去，重复多次，取该距离的平均值记为，如图乙所示；
将一元硬币放在长木板上，使其左侧位于点，并使其直径与中心线重合，按步骤从同一位置释放弹片，重新弹射五角硬币，使两硬币对心正碰，重复多次，分别测出两硬币碰后停止滑行时距点距离的平均值和，如图丙所示。
实验中还需要测量的量有________
A.五角硬币和一元硬币的质量、
B.五角硬币和一元硬币的直径、
C.硬币与木板间的动摩擦因数
D.发射槽口到点的距离
该同学要验证动量守恒定律的表达式为______________________________用已知量和测量的量表示，若进一步研究该碰撞是否为弹性碰撞，需要判断关系式____________________是否成立用、、表示。
12.小章同学利用如图甲所示的装置测量某种单色光的波长。实验时，接通电源使光源正常发光调整光路，使得从目镜中可以观察到干涉条纹。回答下列问题：
若想增加从目镜中观察到的条纹个数，该同学可
A.将单缝向双缝靠近
B.将屏向靠近双缝的方向移动
C.将屏向远离双缝的方向移动
D.使用间距更大的双缝
若双缝的间距为，屏与双缝间的距离为，实验中得到的干涉图样如图乙所示，毛玻璃屏上的分划板刻线在图乙中、位置时，手轮上的读数分别为、，则入射的单色光波长的计算表达式为 用、、、表示
在第问的测量中，选用的双缝的间距为，测得屏与双缝间的距离为，分划板刻线在位置时手轮上的读数为，在位置时手轮上的示数如图丙所示，则读数为 ，所测单色光的波长为 结果保留位有效数字。
四、计算题：本大题共3小题，共40分。
13.在折射率为的液体内部有一点光源，点光源可以向各个方向移动，初始时刻，在液面上观察到半径为的圆形光斑。
求点光源的初始深度
让点光源向某个方向匀速移动，发现光斑最右侧边沿位置不动，最左侧边沿向左侧移动，经过，左侧边沿向左移动了，侧面图如下图所示，求点光源的移动速度。
14.如图所示，两平行光滑长直金属导轨水平放置，间距为。区域有匀强磁场，磁感应强度大小为，方向竖直向上。初始时刻，磁场外的细金属杆以初速度向右运动，磁场内的细金属杆处于静止状态。两金属杆与导轨接触良好且运动过程中始终与导轨垂直。两杆的质量均为，在导轨间的电阻均为，感应电流产生的磁场及导轨的电阻忽略不计。若两杆在磁场内未相撞且杆出磁场时的速度，求：
杆刚进磁场时的安培力；
从杆进入磁场到杆离开磁场过程中系统产生的焦耳热；
初始时刻到边的最小距离。
15.星球模型是一款非常流行的儿童玩具，如图甲所示，它是由一组大小、质量各不相同的硬质弹性小球组成，采用打印技术真实还原不同星球的美妙纹理，弹性极强，深受小朋友们的喜爱。
某兴趣小组的同学利用它们进行了若干次碰撞实验。所有碰撞都可认为是弹性碰撞，重力加速度大小为，忽略空气阻力影响，小球均可视为质点。试讨论以下问题：
第一次实验他们将一个质量为的小球从距离地面高度处由静止释放，如图乙所示。通过查阅资料他们估计出了球与地面的作用时间，用表示。求球落地时的速度大小，以及碰撞过程中地面给球的平均作用力大小。
第二次实验他们将质量为的球和质量为的球分别从距离地面高处和高处由静止释放，两球的质量关系为，如图丙所示。两球碰撞以后球被反弹，从碰撞点算上升的最大高度为，求的值。
第三次实验他们将中的球放在球的顶上，让这两个球一起从距离地面高处自由下落并撞击地面，如图丁所示。他们惊奇的发现球反弹的高度超过了释放时的高度，试求此种情况下小球被反弹的高度。他们猜想若球质量越小被反弹的高度越高，试从理论角度分析若时球能达到的最大高度。
受的启示，他们设想了一个超球实验：将三个球紧贴从距离地面高处由静止释放，由下至上三球的质量分别为、和，且满足，如图戊所示。他们设想球可以被反弹到很高的高度，试估算此高度。
答案和解析
1.【答案】
【解析】A.根据左手定则可知磁场方向垂直纸面向里，故A正确
B.根据，正电子速度减小，受到的洛仑兹力减小，故B错误
C.设正电子在磁场中做匀速圆周运动的半径为，根据牛顿第二定律有，解得，所以运动半径减小，故C错误
D.正电子在磁场中做匀速圆周运动的周期，穿过铅板前后，运动的周期不变，故D错误。
2.【答案】
【解析】【分析】
解决本题的关键是知道电场力与重力相平衡液滴才能做匀速圆周运动，掌握洛伦兹力提供向心力，能正确运用左手定则判断运动方向。
【解答】
A.两个带电油滴在图示的竖直面内均能做匀速圆周运动，可知电场力与重力平衡，电场力方向竖直向上，故两个油滴都带正电荷，A错误；
B.根据左手定则判断可知，液滴沿逆时针方向转动，B错误；
C.根据，可知，两个油滴的电荷量与两球的质量有关，C错误；
D.根据，结合，可得，可知两个油滴的运动周期一定相同，D正确；
3.【答案】
【解析】由原线圈两端输入电压随时间变化的图像可知，，，，A错误
根据原副线圈的电压比等于匝数之比，可知，所以电压表的示数为，C错误
，所以电流表的读数为，B正确
副线圈功率，所以变压器的输入功率，D错误。
选B。
4.【答案】
【解析】A.若电容器的减小，根据，则发射的电磁波波长变短，故A错误；
． 时间内减小，电容器放电，电流增大，磁场能不断增大，电流方向为逆时针，根据右手定则可知，线圈中的磁场方向向上，故BC错误；
D. 时间内，增大且电荷量电性与时相反，电容器板带正电，电容器正在充电，故D正确；
故选D。
5.【答案】
【解析】A.由图乙可得，故A错误
B.根据系统动量守恒，，由图乙知，时，，代入可得：，故B错误
C.弹簧压缩最短时，物块、速度相等，，得，由动量定理，，故C正确
D.从接触弹簧到弹簧第一次恢复原长的过程，相当于弹性碰撞，由，，解得：，故D错误。
6.【答案】
【解析】由图乙可知，小球在时处在正方向最大位移处，由回复力公式可知小球的回复力负方向最大，小球的加速度负方向最大，A正确
时小球的速度向左，时小球的速度向右，由对称性可知，与时小球的速度大小相等、方向相反，B错误
小球位于平衡位置左侧，小球位于平衡位置右侧，由对称性可知，与时小球的位移大小相等、方向相反，由回复力公式可知，与时小球的回复力大小相等、方向相反，由牛顿第二定律可知与时小球的加速度大小相等、方向相反，C错误
由图乙可知，时刻小球在平衡位置且速度为正方向，则时刻小球的瞬时冲量水平向左，D错误．
7.【答案】
【解析】由题图乙知，质点点时刻向轴负方向振动，根据同侧法知，该波沿轴负方向传播，故A错误
B.由题图甲和乙可知，该波波长，不能能发生明显行射现象，故 B错误
C.质点点在平衡位置上下振动，不会随波迁移，故C错误
D.，则质点在内运动的路程故D正确
8.【答案】
【解析】A、从半球面射出的光临界角为，光在玻璃中的最小位移为，光在玻璃中的速度为，即在玻璃内的传播最短时间为，故A正确；
B、整个半球面透光的面积等于球冠的面积，故B错误；
C、所有射入到半球底面的光发生全反射的部分占全部的比值为，故C错误；
D、若将入射光由红光换成紫光，折射率增大，折射角变小，则半球面透光的面积减小，故D错误。
9.【答案】
【解析】对小球在点受力分析如下，
因为，即，方向与水平方向夹角左下，
在其他位置受力分析可知，除了重力电场力还有洛伦兹力，将点的合运动分解为两个分运动，如下图所示，
，解得，由右手定则可知方向垂直方向右下，即虚线方向，
，方向与方向相反，
即小球沿虚线右下做匀加速直线运动，和逆时针匀速圆周运动，
经过点时速度最大，，故A错误，B正确；
由上述分析有对小球由点到点的过程，由动能定理得，得，故C错误，D正确。
10.【答案】
【解析】
A.如上图所示，为理想变压器和用户端的等效电阻，仅增加用户数，减小，减小，由闭合电路欧姆定律得，则变大，由知变大，由知，消耗的功率增大，A正确
B.由知不变，，，则减小，由知减小，即用户端电压小， B错误
C.仅适当增加，则等效电阻减小，由闭合电路欧姆定律得，则变大，变大，变大，则用户端电压增大，C正确；
D. 整个电路消耗的功率为，变大，则增大， D错误。
11.【答案】；；。
【解析】为了得出动量守恒定律的表达式应测量质量，故应分别测出一枚一元硬币质量；一枚五角硬币质量；A正确；
硬币在桌面上均做加速度相同的匀减速运动，根据速度和位移关系可知：；
则有：
由动量守恒定律可知：
联立则有：只需验证即可明确动量是否守恒。
若该碰撞为弹性碰撞，还需满足机械能守恒，联立上式。
则还应该满足的表达式为：。
12.【答案】
【解析】要想增加从目镜中观察到的条纹个数，应减小干涉条纹间距，根据双缝干涉条纹间距公式可知，
减小双缝与光屏间的距离或增大双缝间距或减小光的波长都会使干涉条纹间距减小，可以增加从目镜中观察到的条纹个数，故BD正确，AC错误；
相邻干涉条纹间距，
解得单色光的波长：；
根据螺旋测微器的读数规则，图丙所示读数为，
单色光的波长：。
13.【解析】在处发生全反射，临界角满足：，由几何关系得：，联立解得：；
如图，光源沿着左下方角匀速运动，光源移动的位移满足：，光源移动速度，联立解得：，方向沿左下方角。

14.【答案】解：对杆有：
对闭合回路：
联立以上各式可得：
由与杆组成的系统水平方向动量守恒可得：
由与杆组成的系统能量守恒可得：
联立以上两式可得：
为使两杆不相撞，两杆都在磁场中时，杆相对于杆运动的距离即为初始时刻到边的最小距离 ，对杆由动量定理可得：
又：
联立以上各式可得：
15.【解析】球下落高度为，此时球的速度大小为
由自由落体规律可得
球受竖直向下的重力，设地面的平均作用力为，方向竖直向上，球与地面发生弹性碰撞后速度大小仍为，方向竖直向上，以竖直向下为正方向，根据动量定理，有
由、可得
设球反弹后经时间与碰，碰撞时
球自由下落的高度
球竖直上升的高度
由几何关系，有
将代入，可以解得，
即在球最高点发生碰撞，此时球的速度大小
设它们碰后的速度大小分别为和，选竖直向上为正方向，两球发生弹性碰撞，根据动量守恒和机械能守恒
解得
由题意反弹后能达到的最大高度为，则有
联立得舍去
两球在落地前均有向下的速度，先与地弹性碰撞后速度变为向上的，，与球发生碰撞，
取向上为正方向，设碰后的球和球的速度大小分别为和，根据动量守恒和机械能守恒，有
由此解得与发生弹性碰撞后的速度大小为
由题意，则有
故反弹后能达到的最大高度为
若，则有，故反弹后能达到的最大高度为
当球与地面碰撞后，立即与球发生碰撞，球以相对于地面以大小为的速度反弹，球以大小为的速度下落，以为参考系，球相对于球以大小为速度与球相碰撞，由于，碰撞后球相对于球以大小为的速度反弹，即球相对于地面以大小为速度反弹，因此，球反弹的高度为

第5页，共14页