湖北省重点高中智学联盟2024-2025学年高二上学期12月联考物理试卷（A）

2024-2025学年湖北省重点高中智学联盟高二（上）物理联考试卷A卷（12月） 一、单选题：本大题共7小题，共28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，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 C. 球网对运动员的作用力冲量大小为 D. 与球网作用过程中运动员动量变化量大小为 3.如图甲所示，竖直弹簧振子以O点为平衡位置在A、B两点间做简谐运动，图乙为该弹簧振子的振动图象，由图可知下列说法正确的是(    ) A. 在时，弹簧振子恰好运动到O位置 B. 在与两个时刻，弹簧振子的速度相同 C. 从到的时间内，弹簧振子的动能持续地减小 D. 在与两个时刻，弹簧振子的加速度相同 4.如图所示，将长为6 L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，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，，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且轨迹半径为 B. 粒子P点进Q点出速度方向偏转了且轨迹半径为 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 二、多选题：本大题共3小题，共12分。 8.如图所示，现有一列简谐横波，以速度在均匀介质中沿x轴正方向直线传播。O点从时刻开始向上做简谐运动，M为x轴上的某质点，时刻波传播到M点，此时O点位于波峰。则    A. OM长度可能为1m B. 频率可能为 C. 周期可能是 D. 波长可能是3m 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 10.如图所示，ABCD为一长方形有界磁场边界上有磁场且，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，已知，，，，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一侧的区域出来 D. 从AD边出来的粒子约占粒子总数的 三、实验题：本大题共2小题，共16分。 11.2023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。 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          用F、x、t表示。 如图乙所示，质量为的钢球A静止悬浮在空中，宇航员用手推出质量为的钢球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 B.手对小钢球B的推力F及作用时间 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，碰撞后钢球A所用的时间，碰撞后钢球B所用的时间 请结合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           12.某学校实验小组用双缝干涉实验装置测光的波长，装置如图甲所示。 下列说法中正确的是(    ) A.滤光片应置于单缝与双缝之间 B.拨杆的作用是为了调节缝的宽度 C.保持双缝位置不变，增大单缝与双缝间距，干涉条纹变密 D.保持双缝位置不变，增大双缝与毛玻璃屏间距，干涉条纹变疏 将测量头的分划板中心刻线与某亮纹中心对齐，将该亮纹定为第1条亮纹，此时手轮上的示数为然后同方向转动测量头，使分划板中心刻线与第5条亮纹中心对齐，此时手轮上的示数如图乙所示，该示数为          mm，求得相邻亮纹的间距。已知双缝间距，测得双缝到屏的距离，则所测单色光的波长为          本空结果保留2位有效数字 若丙图为上述实验装置简图。S为单缝，、为双缝，屏上 O点处为一条亮条纹。若实验时单缝偏离光轴，向下微微移动，则可以观察到原来O点处的亮条纹          “向上移动”“向下移动”“仍在O点” 若将该实验装置全部浸入到某种绝缘透明均匀介质中做相同的实验，发现相邻两条亮纹中央间距变为原来的一半，则该绝缘透明均匀介质的折射率          。 四、计算题：本大题共3小题，共44分。 13.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，速度方向偏转后射出磁场，已知A、B间电压为U，不计粒子重力，求 粒子进入磁场的速度大小; 粒子在磁场中运动的时间。 14.如图所示，质量为m滑块A从高h倾角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，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 滑块A下滑到斜面底端的速度大小; 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; 碰后滑块B运动路程的取值范围。 15.如图所示，在xOy坐标系的y轴右侧存在垂直于纸面向里的匀强磁场，磁场内有一足够长的挡板垂直于x轴放置，挡板与y轴的水平距离为轴左侧图中未画出存在一匀强电场;第二象限内的P点有一粒子源， P点坐标为某带正电粒子从P点以初速度沿y轴负方向射出，经电场偏转后从 O点沿x轴正方向进入磁场，进入磁场速度大小也为，此过程中粒子的轨迹均在电场内，粒子进入磁场后运动轨迹恰好与挡板相切。已知粒子质量为 m，电荷量为 q，不计粒子的重力，不考虑场的边界效应，求： 轴右侧匀强磁场的磁感应强度B的大小; 轴左侧电场强度E的方向和大小; 若在y轴右侧磁场区域再施加一与y轴左侧电场场强大小相等、方向水平向右的匀强电场，现改变挡板到y轴的水平距离，使带电粒子的运动轨迹仍恰好与挡板相切，求此时挡板与 y轴的水平距离。 答案和解析 1.【答案】B  【解析】A.麦克斯韦建立了完整的电磁场理论，赫兹首先验证了电磁波存在，故A错误； 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，总等于光速c，故B正确； C.安培提出了右手螺旋定则来判断电流周围磁场的方向，故C错误； D.奥斯特发现了电流的磁效应，安培提出了分子电流假说，故D错误。 2.【答案】C  【解析】A、运动员与球网作用时间不为零，则重力的冲量不为零，故A错误； B、运动员落到蹦床的速度，方向向下， 图像围成的面积表示F的冲量，分析运动员与球网作用过程，以竖直向上为正方向，根据动量定理， 解得运动员离开蹦床时的速度为，则反弹的高度为，故B错误； C、球网对运动员的作用力冲量大小为，故C正确； D、与球网作用过程中运动员动量变化量大小为，故D错误。 故选C。 3.【答案】C  【解析】A、由图知，若从平衡位置计时，则在时，弹簧振子运动到B位置，故A错误； B、在与两个时刻，弹簧振子的速度大小相等，方向相反。故B错误； C、从到的时间内，弹簧振子的位移越来越大，弹簧的弹性势能越来越大，其动能越来越小，故C正确。 D、在与两个时刻，弹簧振子的加速度大小相等，方向相反。故D错误。 故选C。 4.【答案】B  【解析】图中AE之间的长度为3L，则漆包线所受安培力大小为3IBL，故选B。 5.【答案】D  【解析】由于 ，故，所以物体将沿斜面向下加速，此时 ， ， 物体向下加速，速度增大，洛伦兹力增大，则N增大，故加速度减小。 所以物体将沿斜面向下做加速度减小的加速运动，最后匀速运动。 故选D。 6.【答案】D  【解析】A、电流向右，电子向左定向移动，根据左手定则，电子所受洛伦兹力向下，电子打在下表面，则霍尔元件的上表面的电势比下表面高，故A错误； 根据平衡条件得： 解得： 解得： 由上式可知： 其他条件不变，若高度 a增大，霍尔电压不变； 其他条件不变，若宽度c增大，霍尔电压变小； 其他条件不变，若磁场B增强，霍尔电压变大。 故D正确，BC错误。 故选：D。 7.【答案】C  【解析】略 8.【答案】BC  【解析】略 9.【答案】AD  【解析】略 10.【答案】ACD  【解析】略 11.【答案】   【解析】略 12.【答案】； ；； 向上移动；   【解析】、滤光片的作用是将复色光变为单色光，单缝的作用是使入射光变成线光源，双缝的作用是将单色光分解成频率相同、振动情况相同的相干光，因此滤光片应该放在单缝之前，故A错误； B、拨杆的作用是为了调节调节单缝和双缝平行，故B错误； C、根据干涉条纹间距公式可知，干涉条纹间距与单缝到双缝的距离无关，故C错误； D、根据干涉条纹间距公式，其中L是双缝与毛玻璃屏的距离，当L增大时，干涉条纹间距也增大，干涉条纹变疏，故D正确。 故选D。 图乙读数为。 ，，，代入可得。 处亮条纹是中央亮条纹，对应光程差为零，单缝向下移动，则光程差为零的位置向上移动，故观察到原来O点处的亮条纹向上移动。 光在介质中的波长为，根据可知变为原来的一半，则波长约为原来的一半，说明 13.【答案】解：根据 得：① 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② 运动的时间③ 周期④ 联立①②③④得：   【解析】详细解答和解析过程见【答案】 14.【答案】解：设滑块A下滑到底端得速度为 根据动能定理： 得： 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，动能损失的最大值为 ① ② 联立①②得： 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 ③ 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，滑块 A和滑块B碰后速度分别为， ④ ⑤ ⑥ 运动的路程x ⑦ 联立①②③④⑤⑥⑦得：   【解析】详细解答和解析过程见【答案】 15.【答案】解：粒子进入磁场后做匀速圆周运动，根据洛伦兹力提供向心力得： 粒子进入磁场后运动轨迹恰好与挡板相切，根据几何关系易知： 联立解得：； 粒子从P点到O点在电场中运动过程的初末速度大小均为，根据动能定理可知此过程电场力做功为零，则电场力或电场强度方向与OP连线垂直，依据速度变化量的方向可知电场强度方向与x轴正方向的夹角为，将P点的速度沿电场方向和垂直于电场方向分解，如图1所示 在垂直于电场方向粒子做匀速运动，则有： 沿电场方向粒子做匀变速直线运动，则有： 根据牛顿第二定律可得加速度大小为： 联立解得：，方向与x轴正方向的夹角为； 在O点将分解为、，使对应的洛伦兹力的分力与电场力qE平衡，即： 方向沿方向，大小为： 如图2所示 根据速度的合成与分解可得： ，解得： 粒子的运动可看成速度大小为的匀速直线运动与线速度大小为的匀速圆周运动的合运动。 根据洛伦兹力提供向心力得： 解得： 带电粒子的运动轨迹仍恰好与挡板相切，此时挡板与y轴的水平距离为： 。  【解析】详细解答和解析过程见【答案】 第1页，共1页 学科网（北京）股份有限公司 $$