湖北省云学部分重点高中2024-2025学年高二上学期12月联考物理（黄石）试卷

湖北云学部分重点高中高二年级 12 月联考物理（黄石）试卷 第 1 页 共 6 页 2024年湖北云学部分重点高中高二年级 12月联考 物理（黄石）试卷 命题学校：大冶一中 命题人：邓卫红 李正华 审题单位：襄阳市教科院 考试时间：2024年 12月 17日 10:30-11:45 时长：75分钟 试卷满分：100分 一、选择题（本题共 10小题，每小题 4分，共 40分，在每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题有多项符合题目要求。全部选对的得 4分，选对但选不全 的得 2分，有选错的得 0分。） 1.下列关于物理学史说法正确的是 A.麦克斯韦建立了经典电磁场理论，并证实了电磁波的存在 B.电磁波在真空中的传播速度与电磁波的频率、波长和能量大小无关 C.法拉第提出了右手螺旋定则来判断电流周围磁场的方向 D.奥斯特发现了电流的磁效应，并提出了分子电流假说 2.一个质量为 60kg的蹦床运动员，从离水平网面 3.2m高处自由下落，假设网对运动员的作用力 与时间的关系如图所示，重力加速度取 g=10m/s2，不计空气阻力，则 A.运动员与球网作用过程中重力的冲量为零 B.运动员反弹的高度为 3.2m C.球网对运动员的作用力冲量大小为 1560N·s D.与球网作用过程中运动员动量变化量大小为 120kg·m/s 3.如图所示，质量分别为 3kg、2kg的小球 A、B均静止在光滑水平面上。现给 A球一个向右的 大小为 5m/s初速度，之后与 B球发生对心碰撞，取 A的初速度方向为正方向，则碰后 A球和 B球的速度可能是 A. s/m5.1s/4m  BA  ， B. s/m5.70  BA  ， C. s/m5.4s/2m  BA  ， D. s/m5.3s/3m  BA  ， 第 2题图 F/N t/s 3900 0.80 湖北云学部分重点高中高二年级 12 月联考物理（黄石）试卷 第 2 页 共 6 页 4.如图所示，将长为 6L的漆包线 AE折成图示形状并放入磁感应强度为 B的匀强磁场中，并通 以电流强度为 I的电流，已知△BCD为边长为 L的正三角形， ADBE四点共线，则漆包线所受安培力大小为 A.4IBL B.3IBL C.2IBL D.IBL 5.如图所示，带正电的物体与斜面间的动摩擦因数为μ（μ<tanθ），斜面绝缘足够长且所在空间有 图示方向的匀强磁场。现将物体沿斜面静止释放。下列说法正确的是 A.物体沿斜面向下做匀加速运动 B.物体沿斜面先加速后减速，最后静止在斜面上 C.物体沿斜面运动时，加速度将一直增大 D.物体最终匀速运动 6.霍尔传感器在电动汽车的电机中有重要的作用，比如检测磁极位置、实现电流换向、控制电机速度和 方向、保护电机免受损坏等。霍尔传感器可简化为图所示的装置：一块长为 b、宽为 c，高为 a的 长方体霍尔元件，元件内的导电粒子是电荷量为 e的自由电子，单位体积内自由电子数目为 n， 当通入方向向右的电流 I，霍尔元件处于如图所示的匀强磁场 B中，则下列说法正确的是 A.霍尔元件的上表面的电势比下表面低 B.其他条件不变，若高度 a增大，霍尔电压变大 C.其他条件不变，若宽度 c增大，霍尔电压变大 D.其他条件不变，若磁场 B增强，霍尔电压变大 7.如图所示，一带电粒子垂直入射半径为 R的圆形匀强磁场，P点进 Q点出，∠ POQ=60°，且入 射速度方向垂直于半径 OQ，不计粒子重力，下列说法正确的是 A.粒子 P点进 Q点出速度方向偏转了 90°且轨迹半径为 2 R B.粒子 P点进 Q点出速度方向偏转了 60°且轨迹半径为 2 3R C.若保持粒子速度不变但入射点沿磁场边界稍微下移，粒子仍从 Q点出磁场 D.若保持粒子速度不变但入射点沿磁场边界稍微下移，粒子从 Q点左侧出磁场 第 5题图 第 6题图 湖北云学部分重点高中高二年级 12 月联考物理（黄石）试卷 第 3 页 共 6 页 8.有两根粗细均匀的相同细直金属棒，它们由同种材料制成且足够长，将它们从各自的中点 O1、 O2折成如图所示的直角后放置在光滑绝缘水平面上，它们的角平分线与直线MN重合，空间存 在竖直向下的匀强磁场，磁感应强度大小为 B。将 AO1B固定，CO2D在外力 F 的作用下以速 度 v匀速向右平移，两棒接触后 CO2D可沿 AO1B表面滑动且保 持接触良好，运动过程中它们的角平分线始终与直线MN重合。 已知金属棒单位长度的电阻为 r，以 O1、O2重合时为计时起点， 不计一切摩擦，两棒接触后，回路中电流 I的大小随时间 t变化的 图像，外力 F的大小随时间 t变化的图像正确的是 9.如图甲所示，A、B是一对水平放置的平行板电容器，其极板为圆形，当闭合开关 s给电容器充 电，稳定后，在两级板中线边缘位置放置一粒子源，水平向电场中均匀发射大量速度大小相同 方向各异的同种正粒子，图乙为装置电容器部分的俯视图，已知有粒子落在了 B极板中心，忽 略电场的边际效应，不计粒子重力，则下列说法正确的是 A.向左移动滑片 P，还有粒子能落在 B极板中心 B.若将粒子源向上平移到 A极板边缘，之前落在 B极板中心的粒子刚好能出电场 C.断开开关 S,仅将 A极板竖直向上稍作移动，落在 B极板上的粒子运动时间变长 D.落在极板上的粒子占总数量（即进入电场的粒子）的 2/3 第 8题图 ε,r S R v 第 9题图甲 v A B P 第 9题图乙 湖北云学部分重点高中高二年级 12 月联考物理（黄石）试卷 第 4 页 共 6 页 10.如图所示，ABCD 为一长方形有界磁场（边界上有磁场）且 AB:AD=2:7，A处有一粒子源， 均匀的向磁场发射大量速度大小相同方向各异的同种正粒子，已知粒子在磁场中运动的最长 时间为周期的 1/4，已知 sin23.6°=0.4，sin37°=0.6，sin44.4°=0.7，sin53°=0.8，不计粒子重力， 不考虑粒子间的相互作用，下列说法正确的有 A.不可能有粒子从 C点出磁场 B.当沿 AB方向入射的粒子出磁场时还有约 73.8%的粒子没有出磁场 C.从 CD 边出来的粒子只会从靠近 D 一侧的 1/2 区域出来 D.从 AD边出来的粒子约占粒子总数的 49.3% 二、非选择题（本题共 5小题，共 60分） 11.（6分） 2023年 9月 21日下午，“天宫课堂”第四课中一个实验是验证碰撞中的动量守恒。 （1）如图甲所示，质量的测量是通过舱壁上打开的一个支架形状的质量测量仪完成的。在 计算机设定的恒力 F 作用下，物体由静止开始运动，测量装置能够测量出支架作用距离 x和时间 t，从而计算出质量m  （用 F 、 x、 t表示）。 （2）如图乙所示，质量为 mA的钢球 A静止悬浮在空中，宇航员用手推出质量为 mB的钢球 B，使它以一定的初速度水平向左撞向钢球 A，撞后钢球 A、B同时水平向左运动。已知后面的 背景板上小方格为边长相同的正方形，为了验证两球组成的系统在碰撞中动量守恒，除了以上给 出的实验数据外，还需要测量的物理量是 A．两钢球的直径 d 及碰撞时间△t1 B．手对小钢球 B的推力 F及作用时间△t2 C．碰撞前后钢球运动相同方格数所用的时间，其中碰撞前钢球 B所用的时间 t0，碰撞后钢 球 A所用的时间 tA，碰撞后钢球 B所用的时间 tB （3）请结合（2）中选项写出验证两球组成的系统在碰撞中动量守恒需要满足的表达式 A B C D v 第 10 题图 湖北云学部分重点高中高二年级 12 月联考物理（黄石）试卷 第 5 页 共 6 页 12.(10分） 小明用 3 个糖果橙串联做了一个水果电池组，查阅资料发现其电动势一般不超过 3V，内阻 约 3kΩ，利用如下器材，并设计了图示电路来测其电动势和内阻。 A．被测水果电池电池组；B．开关、导线若干； C．毫安表 A（量程 1mA，内阻大约 500Ω）； D．毫安表 A（量程 10mA，内阻大约 50Ω）； E．电压表：量程 0～15V，内阻约 30KΩ； F．电压表：量程 0～3V，内阻约 3000Ω； G．滑动变阻器：0～10Ω，额定电流 1A； H．滑动变阻器：0～2000Ω，额定电流 2mA； （1）上述器材条件中，毫安表选 ，电压表选 ，滑动变阻器选 （填 选项前的字母） （2）某次操作中，电流表电压表示数如图所示，在电压表读数为 V，电流表读 数为 mA （3）S2分别接 a、b时得乙图，接 a时其 U-I图像为 （填写 A或者 B）； （4）待测水果电池组电动势为 V，内阻为 Ω。 13.（10分） 质谱仪是科学研究中常用的器材，某公司为了打破西方对质谱仪的技术封锁开发了如图所示 的新型质谱仪，质量为 m带电量为+q的粒子从 A极板中心小孔处无 初速度释放，经电场加速后，从正对的 B极板中心小孔处射出，后沿 半径方向入射半径为 R的圆形匀强磁场，速度方向偏转 60°后射出磁 场，已知 A、B间电压为 U,不计粒子重力，求 （1）粒子进入磁场的速度大小；（2）粒子在磁场中运动的时间。 x x x x x x x xx x x x x x x x x x x x x x x x x x x A B 第13 题图 AV R a S1 S2 P b A 第 12 题图甲 第 12 题图乙 湖北云学部分重点高中高二年级 12 月联考物理（黄石）试卷 第 6 页 共 6 页 14.（16分） 如图所示，质量为 m滑块 A从高 h倾角 30°的光滑斜面顶端无初速度释放，与地面上靠近斜 面底端的质量为 2m的滑块 B相碰，已知两滑块与地面之间的动摩擦因数均为μ，斜面底端与地 面间有光滑小圆弧相连，重力加速度为 g，试求 （1）滑块 A下滑到斜面底端的速度大小； （2）滑块 A和滑块 B相碰过程中，系统动能损失 可能值的最大值； （3）碰后滑块 B运动路程的取值范围。 15.（18分） 如图所示，水平桌面上固定电阻不计、足够长的光滑平行金属导轨MN、XY，其间距为 L， 在导轨左端点MX之间接有一电容为 C的电容器，XY上接有一阻值为 R的电阻，两导轨之间接 有质量为 m、电阻不计的金属棒 P，P通过细线与桌面下悬挂质量也为 m的重物 Q相连，Q到地 面的距离足够大，整个装置处在竖直向下大小为 B的匀强磁场中，初始时绳子拉直，P、Q静止， P始终垂直于导轨，已知重力加速度 g (1)当 S1断开 S2闭合，无初速度释放重物 Q，求 P的最大速度； (2)当 S1闭合 S2断开，无初速度释放重物 Q，请判断杆 P的加速度情况，加速度若不变，请 写出加速度大小的表达式；若加速度变化，请写出加速度随时间变化的函数关系式； (3)当 S1断开 S2闭合，无初速度释放重物 Q，一段时间后 P将获得（1）中最大速度，此时断 开 S2（S1保持断开）并立即去掉 Q物体再补一水平向右的变力 F使 P以（1）中最大速度做匀速 直线运动，当变力 F的瞬时功率是电阻 R瞬时功率的 3倍时, F的大小及电容器两端的电压。 X M Y N S1 S2 第 15 题图 P Q 第 14 题图 h A B 2024 年湖北云学部分重点中学高中高二年级 12 月联考 物理 B（黄石）卷答案 一、选择题 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 B C C B D D C BC AD ACD 11.（1） x Ft 2 2 （2 分） （2）C （2 分） （3） B B A A o B t m t m t m  （2 分） 12. （1）C F H （每空 1 分） （2）2.50 （1 分） 0.40（0.400 也给分） （1 分） （3）B （1 分） （4）2.7 （2 分） 2700 （2 分） 13.(1)�0 = 2�� � (2)� = �� � 6�� 解析：（1）根据�� = 1 2 ��02 ┄┄┄┄2 分 得：�0 = 2�� � ① ┄┄┄┄2 分 （2）根据几何关系可知，带电粒子在磁场中做圆周运动的轨道半径 r= 3� ②┄┄3 分 运动的时间� = 1 6 � ③ ┄┄┄┄1 分 周期� = 2�� �0 ④ ┄┄┄┄1 分 联立①②③④得：� = �� � 6�� ┄┄┄┄ 1 分 （第一问 4 分，第二问 6 分，各问其他做法酌情给分） 14.(1)�1 = 2�ℎ ⋅ (2)��� = 2 3 ��ℎ (3) ℎ 9� ≤ � ≤ 4ℎ 9� 解析：（1）设滑块 A 下滑到底端得速度为�1 根据动能定理：��ℎ = 1 2 ��12 ┄┄┄2 分 得：�1 = 2�ℎ ⋅ ┄┄┄┄2 分 （2）滑块 A 和滑块 B 发生完全非弹性碰撞时，损失的动能最大。设滑块 A 和滑块 B 碰后的共同速度为 �2，动能损失的最大值为��� ��1 = 2� +� �2 ① ┄┄┄2 分 ��� = 1 2 ⋅ ��12 − 1 2 2� +� �22 ② ┄┄┄2 分 联立 ①② 得： ��� = 2 3 ��ℎ ┄┄┄2 分 （3）当滑块 A 和滑块 B 发生完全非弹性碰撞，滑块 B 碰后速度最小，运动的路程最短，设最短路程为�1 �1 = �2 2 2�� ③ ┄┄┄┄1 分 当滑块 A 和滑块 B 发生弹性碰撞，滑块 B 碰后速度最大，运动的路程最远，设最远路程为�2，滑块 A 和滑 块 B 碰后速度分别为�� ，�� ��1 = ��� + 2��� ④ ┄┄┄┄1 分 1 2 ⋅ ��1 = 1 2 ⋅ ���2 + 1 2 2���2 ⑤ ┄┄┄┄1 分 �2 = �� 2 2�� ⑥ ┄┄┄┄1 分 运动的路程� �1 ≤ � ≤ �2 ⑦ ┄┄┄┄1 分 联立①②③④⑤⑥⑦ 得： ℎ 9� ≤ � ≤ 4ℎ 9� ┄┄┄┄1 分 （第一问 4 分，第二问 6 分，第三问 6 分，各问其他做法酌情给分） 15.（1）Vm= 22LB mgR （2）a= 222 LCBm mg  （3）F=�� 3 UC= 2��� 3�� 15.（1）当 S1 断开 S2 闭合，只有电阻 R 接入电路，有已知分析得，当杆做匀速直线运动受力平衡时候， 杆获得最大速度 m ，此时有 对杆受力有 mgIBL ①.........2 分 杆的速度满足 IRBL m ②.........2 分 联立得 22m mg LB R  ③ .........1 分 （2）当 S1 闭合 S2 断开，只有电容 C 接入电路，设杆速度为 v 时杆的电流为 I 加速度为 a 对 P、Q 有 � − ��� = �� �� − � = �� 2maIBL-mg  也给分 ④ .........2 分 对全电路有 C qBL  ⑤ 对⑤两边取微元后易得 C IBLa  ⑥ .........2 分 联立④⑤⑥ 得 222m mga LCB  .........2 分 故杆做匀加速直线运动，a 不随时间变化 （3）当 S1、S2均断开杆开始匀速运动时，可知杆处于平衡状态 对杆 P 有 IBLF  ⑦ .........1 分 由于 F 的瞬时功率是电阻 R 瞬时功率的 3 倍，有 RIF 2 m 3 ⑧.........1 分 对电容器有 IRBLUC -m ⑨.........1 分 联立③⑦⑧得 3 mg F .........2 分 BL RUC 3 mg2  .........2 分 （第一问 5 分，第二问 6 分，第三问 7 分，各问其他做法酌情给分）