湖北省楚天协作体2024-2025学年高二上学期1月期末考试物理试卷（含解析）

湖北省楚天协作体2024-2025学年高二上学期1月期末考试物理试题
一、单选题
1．下列四个图都与涡流有关，其中说法正确的是（　　）
A．真空冷炼炉是利用涡流来熔化金属的装置
B．自制金属探测器是利用地磁场来进行探测的
C．
电磁炉工作时在它的面板上产生涡流加热食物
D．变压器的铁芯用相互绝缘的硅钢片叠合而成是为了增大涡流
2．人们研究发现，太阳光斜射向地面的过程中会发生弯曲，光路图如图所示。其原因是由于地球表面附近的大气层的折射率随高度的降低不断变化引起的，则随着高度的逐渐降低，下列说法正确的是（　　）
A．大气的折射率逐渐增大
B．太阳光的频率不断增大
C．太阳光在大气层中的传播速度不断增大
D．太阳光的波长不断增大
3．如图所示，甲图表示S1和S2两相干水波的干涉图样，设两列波各自的振幅均为5cm，且图示范围内振幅不变，波速和波长分别是2m/s和4m，B是A、C连线的中点；乙图为一机械波源S3在同种均匀介质中做匀速运动的某一时刻的波面分布情况。两幅图中实线表示波峰，虚线表示波谷。则下列关于两幅图的说法正确的是（　　）
A．甲图中A、C两点的竖直高度差为10cm
B．甲图中B点既不是加强点也不是减弱点
C．乙图所表示的是波的衍射现象
D．在E点观察到的频率比在F点观察到的频率高
4．如图甲所示，200匝总阻值为的圆形线圈两端M、N与一个阻值为的电压表相连，其余电阻不计，线圈内有垂直纸面指向纸内方向的磁场，线圈中的磁通量在按图乙所示规律变化，下列说法正确的是（　　）
A．线圈中产生的感应电流沿顺时针方向
B．若线圈匝数变为100匝，电压表的示数变为原来的一半
C．电压表的示数为50V
D．线圈中产生的感应电动势为100V
5．用一束红色激光照射单缝，光屏上出现的现象如图所示，下列关于此现象的描述和操作效果分析，正确的是（　　）
A．中央亮条纹的光强最大，两侧亮条纹光强逐渐减弱，这种分布是因为光的干涉造成的
B．若改用白色光照射单缝，光屏上会出现彩色的衍射条纹，且中央亮条纹为白色
C．减小单缝宽度，中央亮条纹变窄
D．增大屏到单缝的距离，中央亮条纹变窄
6．粗细均匀的电阻丝围成的正方形线框置于有界匀强磁场中，磁场方向垂直于线框平面，其边界与正方形线框的边平行。现使线框以图中所示的速度沿四个不同方向平移出磁场，如图所示，则在移出过程中线框一边a、b两点间的电势差绝对值最大的是（　　）
A． B．
C． D．
7．空间存在竖直向上的匀强磁场，磁场的磁感应强度大小为，两根长直导线A、B垂直于纸面水平放置，两导线中通入大小相等方向相反的恒定电流，点为A、B连线的中点，、两点关于B对称，若、两点的磁感应强度大小分别为、，方向均竖直向上，则撤去匀强磁场和长直导线B以后，、两点的磁感应强度大小分别为（　　）
A．， B．，
C．， D．，
二、多选题
8．已知磁敏电阻在没有磁场时电阻很小，有磁场时电阻变大，并且磁场越强阻值越大。为探测磁场的有无，利用磁敏电阻作为传感器设计了如图所示电路，电源的电动势E和内阻r不变，在没有磁场时调节变阻器R使灯泡L正常发光。若探测装置从无磁场区进入强磁场区，则（　　）
A．流过灯泡的电流变大 B．流过灯泡的电流变小
C．电流表的示数变小 D．电流表的示数变大
9．图示为一列沿x轴正向传播的简谐横波在时刻的波形图（波刚好到达Q点），经过，M点第一次到达波谷，则下列判断正确的是（　　）
A．质点P的振动周期 B．该波的传播速度
C．0~1s内质点Q运动的路程为0.1m D．M点的起振方向沿y轴正方向
10．如图所示，质量为M的小车在水平面上始终以恒定速度向右做匀速运动，一质量为m的小球从高4h处自由下落，与小车碰撞（碰撞时的作用力远远大于小球的重力）后反弹，上升的最大高度为h。设球与车之间的动摩擦因数为，则小球刚弹起后的速度大小可能为（　　）
A． B． C． D．
三、实验题
11．某同学用图甲所示的装置研究单摆运动的规律，让摆球在竖直平面内做摆动，用力传感器得到细线对摆球拉力F的大小随时间t变化的图线如图乙所示，且从最低点开始为计时起点，由图乙中所给的数据结合单摆规律，（g取），回答下列问题：
(1)该同学先用游标卡尺测量小球的直径如图丙所示，其读数为 cm；
(2)由图像得该单摆的运动周期 s；
(3)单摆的摆长 m，（保留两位有效数字）。
12．某一实验小组用如图甲所示电路测量电源E的电动势和内阻，图中电压表V的量程是3V，虚线框内为用电流计G改装的电流表。
（1）已知电流计G的满偏电流、内阻，电路中已将它改装为量程600mA的电流表，则 。
（2）通过移动变阻器R的滑片，得到多组电压表V的读数U和电流计G的读数I，作出如图乙所示的图像。
（3）某次测量时，电压表V的示数如图丙所示，则此时通过电源E的电流为 mA。
（4）根据图乙得出电源E的电动势等于 V，内阻等于 Ω（小数点后保留两位）。
（5）本实验中电压表V的内阻对实验的测量结果 （选填“有”或“无”）影响。
四、解答题
13．如图是某绳波形成过程的示意图。质点1在外力作用下沿竖直方向做简谐运动，带动质点2、3、4……各个质点依次上下振动，把振动从绳的左端传到右端。已知相邻两质点间的距离为1m，时，质点1第一次偏离平衡位置20cm速度恰好为零，此时质点5刚要被带动。求：
(1)这列波的振幅和波速分别是多少？
(2)时，质点5的位移是多少？
(3)质点17开始振动时，质点1的路程是多少？
14．甲小孩乘一辆小车在光滑的水平冰面上以速度匀速行驶，发现正前方有一静止的乙车，甲小孩迅速拿起车上小球，均以相对地面为的水平速度抛向乙，且被乙接住。已知甲和他的小车及小车上小球的总质量为，每个小球质量，乙和他的小车的总质量为，不计空气阻力。求：
(1)甲第一次抛球时对小球的冲量大小；
(2)甲抛出个小球后，甲的速度是多少？
(3)为保证两车不相撞，甲至少抛出多少个小球。
15．如图所示为一简易的速度筛选器，形状为一等腰直角三角形，直角边长为2a。在该区域里，有一垂直纸面向外磁感应强度为B的匀强磁场。一束速度大小不同，质量为m，电荷量为q的带正电粒子从中点O垂直AB射入该磁场区域，在BC边放置一粒子收集器，长度与BC等长，粒子打到收集器上会被收集，从而把这些粒子筛选出来。不计粒子重力，也不计粒子间相互作用。
(1)若粒子恰好击中B点，求粒子的速度；
(2)若粒子恰好经过磁场边界AC并到达收集器，求粒子的速度；
(3)所有到达收集器的粒子中，粒子运动的最短时间是多少（提示：）；
(4)如果入射点稍向下移，能被收集粒子的速度范围会增大还是减小？（不需要写出推导过程）
参考答案
题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
答案 A A D D B B D AC AC BD
11．(1)1.160
(2)1.0
(3)0.25
12． 0.5 300 2.93（2.92~2.96） 0.78（0.73~0.87） 无
13．(1)，
(2)
(3)
14．(1)
(2)，方向水平向右
(3)9
【详解】（1）对第一个小球分析，根据动量定理有
解得甲第一次抛球时对小球的冲量大小
（2）设甲抛出第个小球后的速度为，根据动量守恒定律可知，系统初动量等于甲和剩余小球的动量与抛出小球动量之和，则有
解得
方向水平向右。
（3）以水平向右为正方向，当甲、乙两车最终速度相等时，两车刚好不相撞，设此时速度为，对所有物体组成的系统，根据动量守恒定律有
对乙和他的小车及小球组成的系统，根据动量守恒定律有
联立解得
可知为保证两车不相撞，甲至少抛出个小球。
15．(1)
(2)
(3)
(4)增大
【详解】（1）设粒子恰好击中B点的速度为，根据几何关系，可得粒子的偏转半径为
粒子在磁场中运动，由洛伦兹力提供向心力，则有
解得粒子速度为
（2）粒子恰好经过磁场边界AC并到达收集器速度为。粒子运动轨迹与AC相切，轨迹如图
由几何关系得
解得半径
粒子在磁场中运动，由洛伦兹力提供向心力，则有
粒子速度为
（3）粒子恰好经过磁场边界AC并到达收集器对应的时间最短为t，其轨迹所对的圆心角为，粒子运动轨迹与AC相切于F点，如图所示
在直角三角形DFA中，根据几何关系有AF=DF=R，AD=R+a
则有
解得
在直角三角形DBE中，根据几何关系有，
则有
解得
可得
则粒子运动的最短时间是
其中
解得
（4）如果入射点稍向下移，则筛选出来粒子的最小速度会减小，最大速度会增大，因此范围会增大。