精品解析：浙江省宁波市慈溪市2024-2025学年高二上学期期末考试物理试题

2024学年第一学期高二期末测试卷物理学科试卷 一、选择题Ⅰ（本题共13小题，每小题3分，共39分。每小题列出的四个备选项中只有一个是符合题目要求的，不选、多选、错选均不得分） 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ab之间的磁感线方向应由a指向b C. 磁条下方A点的磁感应强度大小小于B点的磁感应强度大小 D. 磁条下方B点的磁感应强度方向与上方C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，P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0.8s，振幅为4cm B. 时，鱼漂的速度和加速度方向相反 C. 时，鱼漂的位移为1.73cm D. 0.6s~0.8s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T形支架在竖直方向振动，T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. 小球振动时周期始终是4s B. 到小球运动方向向上，且动能增大 C. 若圆盘以60r/min匀速转动，小球振动达到稳定时其振动的周期为2s D. 若圆盘以10r/min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，P是平衡位置在处的质点，Q是平衡位置在处的质点，图乙为质点Q的振动图像。下列说法正确的是（ ） A. 这列波沿x轴正方向传播 B. 这列波的传播速度为 C. 时，质点P的位移为 D. 再过，Q通过的路程为50cm 9. 如图所示的等腰直角三角形abc，顶点a，b、c分别水平固定长度均为L、电流均为的直导线，b、c两导线中电流方向均垂直纸面向里，a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，I为直导线中的电流，r为某点到直导线的距离。已知导线b在a点产生的磁感应强度大小为，则下列说法正确的是（ ） A. 导线a、b连线中点处的磁感应强度大小为 B. 导线b、c连线中点处的磁感应强度大小为0 C. 导线a所受的安培力大小为，方向水平向右 D. 导线c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I方向向上，绝缘的光滑水平面上P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ab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R，a、b间距离为2L，导线构成的正弦图形顶部和底部到杆的距离都是d，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L，磁感应强度大小均为B，现在外力F作用下导线以恒定的速度v水平向右匀速运动，时刻导线从O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F的大小为 C. 全过程中，电流有效值为 D. 外力F的最大值为 12. 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B的匀强磁场。电子枪可以射出速度大小均为v，方向不同的电子，且电子速度v与磁场方向的夹角非常小。电子电荷量为e、质量为m。电子间的相互作用和电子的重力不计。这些电子通过磁场汇聚在荧光屏上P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2B，则电子仍汇聚在P点 D. 若速度变为2v（不碰壁），则电子仍汇聚在P点 二、选择题Ⅱ（本题共2小题，每小题3分，共6分。每小题列出的四个备选项中至少有一个是符合题目要求的。全部选对的得3分，选对但不全的得2分，有错选的得0分） 13. 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，A、B两人听到警笛声的频率不同 B. 图乙在大山背面人收听广播，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结构示意图，波长为λ的同一声波通过上下两通道后相遇的路程差应该为λ的整数倍 14. 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A、B是两个完全相同的白炽灯，L是自感系数很大、电阻可忽略不计的自感线圈。闭合开关S瞬间，B灯比A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ab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、非选择题（本题共6小题，共55分） 15. 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S点由静止释放，在水平地面的记录纸上留下落点痕迹，重复10次，得到10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S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10次。 （1）假设实验室中有三个小球：A球（直径，质量，铁质）、B球（直径，质量，铝质）、C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“A”“B”或“C”）。 （2）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“A”“B”或“C”）。 （3）上述实验时，将米尺的零刻线与O点对齐，测量出O点到三处平均落地点的距离分别为OM、OP、ON。要验证的关系式为______；（用表示）。 （4）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”）。 16. 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。 （1）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______cm； （2）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1m的细线 B．长约1m的橡皮绳 C．长约5cm的细线 如图丙所示，安装摆线时应选择______。 （3）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60次的时间t，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g值偏小 （4）若实验中改变摆长L，测出周期T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______m/s2。（取，结果保留两位有效数字） 17. 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。 （1）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 （2）某次实验中，用如图乙所示的匝数匝和匝的线圈实验，测量的数据如下表所示，下列说法中正确的是______ 1.80 2.80 3.80 4.80 3.99 6.01 8.02 10.03 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 （3）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______。 18. 2024年10月13日，SpaceX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6分46秒，在3台中心发动机反推控制下，第一级火箭助推器以72千米/小时的速度进入发射塔架的之间，高度170米；起飞后6分56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： （1）第一级火箭助推器悬停的高度h； （2）该过程中，第一级火箭助推器的加速度大小a； （3）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F； （4）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。 19. 滑板运动越来越受年轻人追捧，如图所示的滑板轨道ABCDEF。水平轨道DE左端与一段半径为的、圆心角为的竖直圆弧轨道CD在D点相切，右端与一段半径为的四分之一圆弧在E点相切。一个质量为的运动员以水平初速度冲上静止在A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C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E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： （1）运动员冲上滑板甲后的速度大小； （2）运动员滑过D点时的速度大小； （3）若滑板甲返回过程中恰好能爬升到C点，则运动员从滑板甲上起跳的速度大小； （4）通过计算说明（3）问中的运动员和滑板乙能否滑上右侧平台？ 20. 如图所示，在以O点为圆心、半径为R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B。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a和b，先后沿直径PQ方向从P点射入半圆形边界的区域内，粒子a由P经过S到达Q，S是半圆形边界的最高点。粒子质量为m、电荷量为q，不计粒子的重力和粒子间的相互作用，求： （1）粒子a运动的速度及到达Q的时间； （2）若两个粒子能在Q点发生“正碰”，则粒子b的速度； （3）若两个粒子能在Q点发生“正碰”，则两个粒子从P点出发的时间差。 21. 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cde水平放置在轨道Ⅱ上，cd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ab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： （1）ab棒在轨道Ⅰ上达到稳定后速度及此时ab棒两端的电势差； （2）cde框在轨道Ⅱ上到达稳定后的速度及ab棒在轨道Ⅱ上产生的焦耳热Q（棒与金属框不接触）； （3）为使ab棒不与金属框碰撞，框的cd边初始位置与的最小距离。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 2024学年第一学期高二期末测试卷物理学科试卷 一、选择题Ⅰ（本题共13小题，每小题3分，共39分。每小题列出的四个备选项中只有一个是符合题目要求的，不选、多选、错选均不得分） 1. 下列图像中不属于交变电流的是（ ） A. B. C. D. 【答案】D 【解析】 【详解】ABC．交变电流的方向随时间做周期性变化，三个图中电流均为交变电流；故ABC错误； D．图中电流大小虽然在周期性变化，但方向不变，是直流电，不是交变电流，故D正确。 故选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ab之间的磁感线方向应由a指向b C. 磁条下方A点的磁感应强度大小小于B点的磁感应强度大小 D. 磁条下方B点的磁感应强度方向与上方C点的磁感应强度方向相同 【答案】B 【解析】 【详解】A．磁感线是用来形象地描述磁场的曲线，并不真实存在，故A错误； B．软磁条内部ab之间的磁感线方向应由a指向b，因为磁感线在磁体的外部从磁体的N极出发回到S极，在磁体的内部，磁感线是从磁体的S极出发，回到N极，故B正确； C．磁条下方A点的磁感应强度大小大于B点的磁感应强度大小，因为A点周围磁感线比较密集，故C错误； D．磁感线上切线方向表示磁场方向，磁条下方B点的磁感应强度方向与上方C点的磁感应强度方向不同，故D错误。 故选B。 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平面内远离磁体 【答案】C 【解析】 【详解】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，穿过线圈的磁通量不变，无感应电流产生，故A不符合题意； 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，穿过线圈的磁通量不变，无感应电流产生，故B不符合题意； C．如图丙所示，开关闭合后，向右移动滑动变阻器的滑片，由于线圈A中的电流发生变化，使得穿过线圈B的磁通量发生变化，线圈B中有感应电流产生，故C符合题意； D．如图丁所示，线圈在条形磁铁所在的平面内远离磁体，穿过线圈的磁通量不变，无感应电流产生，故D不符合题意。 故选C。 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 【答案】C 【解析】 【详解】AB．轮船靠岸与码头碰撞的过程，轮船的初末速度不会受轮胎影响，轮船的动量变化量相同，冲量也相同，故AB错误； CD．轮胎可以起到缓冲作用，延长轮船与码头碰撞过程中的作用时间，从而减小轮船因碰撞受到的作用力，故C正确，D错误。 故选C。 5. 如图甲所示，鱼漂是垂钓的工具。当鱼漂静止时，P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0.8s，振幅为4cm B. 时，鱼漂的速度和加速度方向相反 C. 时，鱼漂的位移为1.73cm D. 0.6s~0.8s时间内，速度和加速度都减小 【答案】B 【解析】 【详解】AB．由图乙可知，鱼漂振动周期为，振幅为，在时刻，鱼漂正在远离平衡位置向正向位移最大处运动，其速度方向为竖直向上。因回复力和加速度的方向总是指向平衡位置，故此时鱼漂的加速度方向竖直向下，鱼漂的速度和加速度方向相反，故A错误，B正确； C．由图乙可知，时，鱼漂简谐运动的相位 根据简谐运动位移 结合振幅为，可得时，鱼漂的位移为，故C错误； D．由回复力 可知该鱼漂在振动的过程中，靠近平衡位置的过程，回复力总是减小，加速度总是减小，而靠近平衡位置的过程，速度总是增大的。反之，远离平衡位置的过程，加速度总是增大的，速度总是减小的，故不可能存在速度和加速度均减小的时间段，故D错误。 故选B 。 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 【答案】C 【解析】 【详解】A．若钳形部分铁芯没有完全闭合，载流导线中电流产生的磁场减弱，磁通量变化率减小，在内置线圈产生的感应电动势减小，感应电流减小，则测量出的电流将小于实际电流，故A错误； BC．钳形电流测量仪实质上是“降流”，根据 可知 由此可知，钳型电流表的变压器是一个升压变压器，若通过钳型表的导线圈数加倍，即n1加倍，因I1和n2不变，则所测得的电流I2将会加倍，故B错误，C正确； D．载流导线中电流为周期性变化的电流，在铁芯中产生了周期性变化的磁场，所以不可以用钳形电流表测量稳恒强电流，故D错误。 故选C。 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T形支架在竖直方向振动，T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4s B. 到小球运动方向向上，且动能增大 C. 若圆盘以60r/min匀速转动，小球振动达到稳定时其振动的周期为2s D. 若圆盘以10r/min匀速转动，欲使小球振幅增加则可使圆盘转速适当增大 【答案】D 【解析】 【详解】A．小球做受迫振动时，小球的周期等于驱动力的周期，即等于圆盘转动周期，不一定等于固有周期4s，故A错误； B．t=2s 到 t=3s小球从平衡位置向最高点振动，如果规定向上为正方向，则运动方向向上，动能减小，故B错误； C．若圆盘以60r/min匀速转动，则驱动力周期为1s，小球振动达到稳定时其振动的周期等于驱动的周期1s，故C错误； D．由图可知，小球振动的固有周期为4s，若圆盘正以10r/min匀速转动时，则驱动力周期为6s，欲使小球振幅增加则要减小驱动力的周期，可使圆盘转速适当增大，故D正确。 故选D。 8. 图甲为一列简谐横波在时的波形图，P是平衡位置在处的质点，Q是平衡位置在处的质点，图乙为质点Q的振动图像。下列说法正确的是（ ） A. 这列波沿x轴正方向传播 B. 这列波的传播速度为 C. 时，质点P的位移为 D. 再过，Q通过的路程为50cm 【答案】D 【解析】 【详解】A．由乙图可以读出Q点在0.1s时的向y轴负方向振动，结合甲图，即可判断波的传播方向为沿x轴负方向，故A错误； B．由甲图可知波长为 由乙图可知周期 结合即可知波速为 故B错误； C．由时间与波速，即可知t=0.125s时，振动形式传播的距离为 结合波形图和传播方向，即可知P点0.125s时的位移，与0.1s时x=1m处的位移相同，即P点位移为10cm。故C错误； D．由 可知Q点通过的路程为 故D正确。 故选D。 9. 如图所示的等腰直角三角形abc，顶点a，b、c分别水平固定长度均为L、电流均为的直导线，b、c两导线中电流方向均垂直纸面向里，a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，I为直导线中的电流，r为某点到直导线的距离。已知导线b在a点产生的磁感应强度大小为，则下列说法正确的是（ ） A. 导线a、b连线中点处的磁感应强度大小为 B. 导线b、c连线中点处的磁感应强度大小为0 C. 导线a所受的安培力大小为，方向水平向右 D. 导线c所受的安培力大小为，方向水平向右 【答案】D 【解析】 【详解】A．已知导线b在a点产生的磁感应强度大小为，则导线a、b在ab连线中点产生的磁感应强度大小为4，与导线c在ab连线中点产生的磁感应强度进行矢量合成，可知导线a、b连线中点处的磁感应强度大于，故A错误； B．导线b、c在b、c连线中点处的合磁感应强度大小为0，则b、c连线中点处的磁感应强度大小为导线a在该点产生的磁感应强度，大小为，故B错误； C．导线b、c在a点处的磁感应强度大小为，方向向上 根据安培力计算公式可知，导线a所受的安培力大小为 根据左手定则可知安培力向左，故C错误； D．由题可知导线b在c点处的磁感应强度大小为 c点的磁感应强度如图 由叠加原理可知c点的磁感应强度大小为 则导线所受的安培力大小为 由左手定则可知安培力的方向水平向右，故D正确； 故选D。 10. 如图所示，竖直通电长直导线中的电流I方向向上，绝缘的光滑水平面上P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. 【答案】A 【解析】 【详解】由右手螺旋定则可知通电导线产生的磁场方向与水平面平行，由左手定则可知带电小球受到的洛伦兹力方向始终在竖直方向，小球水平方向不受力，所以小球将做匀速直线运动。 故选A。 11. 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ab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R，a、b间距离为2L，导线构成的正弦图形顶部和底部到杆的距离都是d，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L，磁感应强度大小均为B，现在外力F作用下导线以恒定的速度v水平向右匀速运动，时刻导线从O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F的大小为 C. 全过程中，电流的有效值为 D. 外力F的最大值为 【答案】C 【解析】 【详解】A．时，导线切割磁感线有效长度为d，电流的大小为，故A错误； B．时，导线切割磁感线有效长度为零，感应电动势为零，感应电流为零，导线所受的安培力为零，故外力F的大小为零，故B错误； C．以导线中方向为电流正方向，全过程中感应电流与时间的关系图像如图所示 根据有效值定义有 求得电流的有效值为，故C正确； D．外力F的最大值为，故D错误。 故选C。 12. 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B的匀强磁场。电子枪可以射出速度大小均为v，方向不同的电子，且电子速度v与磁场方向的夹角非常小。电子电荷量为e、质量为m。电子间的相互作用和电子的重力不计。这些电子通过磁场汇聚在荧光屏上P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2B，则电子仍汇聚在P点 D. 若速度变为2v（不碰壁），则电子仍汇聚在P点 【答案】C 【解析】 【详解】AB．将电子的初速度v沿磁场方向和垂直于磁场方向正交分解为vx、vy，电子沿磁场方向做匀速直线运动，垂直于磁场方向做匀速圆周运动，电子的运动轨迹为螺旋线；设螺线管长为L，分运动的圆周运动的周期为T，若这些电子通过磁场会聚在荧光屏上P点，则需满足，（n=1，2，3，…） 由洛伦兹力提供向心力可得 电子分运动的圆周运动的周期为 联立可得，（n=1，2，3，…） 因为电子速度v与磁场方向的夹角非常小，故可近似为 可得电子的速度只要满足，（n=1，2，3，…） 即电子的运动时间为圆周运动周期的整数倍，电子就可以会聚到P点；由此可知，这些电子通过磁场会聚在荧光屏上P点，电子在磁场中运动的时间不可能为，磁场方向也不能垂直于管轴；故AB错误； CD．由上述分析可知，若磁感应强度变为2B，有 对比可得n1=2，4，6，… 则电子仍会聚在P点；同理，当电子速度为2v时，可得 对比可得 即电子的运动时间不是总等于圆周运动周期的整数倍，故这些电子不一定能会聚在P点；故C正确，D错误。 故选C。 二、选择题Ⅱ（本题共2小题，每小题3分，共6分。每小题列出的四个备选项中至少有一个是符合题目要求的。全部选对的得3分，选对但不全的得2分，有错选的得0分） 13. 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，A、B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λ的同一声波通过上下两通道后相遇的路程差应该为λ的整数倍 【答案】AC 【解析】 【详解】A．据多普勒效应可知，甲救护车向右运动的过程中，A听到警笛声的频率大于救护车发出的警笛声的频率，B听到警笛声的频率小于救护车发出的警笛声的频率，则A、B两人听到警笛声的频率不同，故A正确； B．图乙要在大山后面的房舍内收听到广播，发射台发出的信号波长越长效果越好，故B错误； C．由于该频率与人体内脏和身躯的固有频率接近，所以容易使人体器官发生共振，造成伤害，故C正确； D．根据波的干涉，波长为的声波通过上下两通道后相遇的路程差应该为半波长的奇数倍，故D错误。 故选AC。 14. 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A、B是两个完全相同的白炽灯，L是自感系数很大、电阻可忽略不计的自感线圈。闭合开关S瞬间，B灯比A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ab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 【答案】BC 【解析】 【详解】A．根据题意可知甲波的波长大于乙波的波长，根据公式可知，甲波的频率小于乙波的频率，故A错误； B．图乙中A、B是两个完全相同的白炽灯，L是自感系数很大、电阻可忽略不计的自感线圈，闭合开关S瞬间，由于线圈自感现象，B灯比A灯先亮，最后一样亮，故B正确； 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，但磁通量变化率最大，感应电动势最大，故C正确； D．根据麦克斯韦的电磁场理论，均匀变化的电场周围产生恒定的磁场，在均匀变化的磁场周围产生恒定的电场，故D错误。 故选BC。 三、非选择题（本题共6小题，共55分） 15. 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S点由静止释放，在水平地面的记录纸上留下落点痕迹，重复10次，得到10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S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10次。 （1）假设实验室中有三个小球：A球（直径，质量，铁质）、B球（直径，质量，铝质）、C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“A”“B”或“C”）。 （2）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“A”“B”或“C”）。 （3）上述实验时，将米尺的零刻线与O点对齐，测量出O点到三处平均落地点的距离分别为OM、OP、ON。要验证的关系式为______；（用表示）。 （4）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”）。 【答案】（1） ①. A ②. B （2）C （3） （4）守恒 【解析】 【小问1详解】 [1][2]为使两球发生对心正碰，两球的半径应相等，为防止碰撞后入射球反弹，入射球的质量应大于被碰球的质量，则入射球应选择A，被碰球选B。 【小问2详解】 [1]为确定小球落点的平均位置，可以用尽可能小的圆把小球各落点位置圈起来，圆心为小球落点的平均位置，由图乙所示可知，三个圆最合理的是C。 【小问3详解】 [1]小球离开斜槽后做平抛运动，由于抛出点的高度相等，小球做平抛运动的时间相等， 入射球碰撞前的速度 碰撞后入射球的速度 碰撞后被碰球的速度 如果碰撞过程系统动量守恒，以向右为正方向，由动量 守恒定律得 整理得 【小问4详解】 [1]由图丙所示可知, 小球质量 根据实验数据发现，在实验误差允许的范围内 则本实验中两小球在碰撞前后动量守恒。 16. 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。 （1）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______cm； （2）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1m细线 B．长约1m的橡皮绳 C．长约5cm的细线 如图丙所示，安装摆线时应选择______。 （3）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60次的时间t，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g值偏小 （4）若实验中改变摆长L，测出周期T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______m/s2。（取，结果保留两位有效数字） 【答案】（1） ① B ②. 0.97 （2） ①. A ②. B （3）D （4）9.6m/s2 【解析】 【小问1详解】 [1]用游标卡尺测量摆球的直径时，摆球应置于外测量抓的下侧，可知，图甲所示，操作正确的是B； [2]根据游标卡尺的读数规律，该读数为9mm+0.1×7mm=0.97cm 【小问2详解】 [1]摆线长度应远远大于摆球直径，即摆线选择适当长一些，为了避免摆线长度发生变化，不能够选择弹性较大的橡皮绳，可知，应选择长约1m的细线。 故选A。 [2]为了避免摆线长度发生变化，实验中应用铁夹夹住摆线上端，可知，图丙所示，安装摆线时应选择B。 【小问3详解】 A．为了使单摆运动近似为简谐运动，应把单摆从平衡位置拉开以内的摆角，为了减小计时误差，应在摆球运动到最低点的同时开始计时，故A错误； B．测量摆球连续通过最低点60次的时间t，则有 解得单摆周期为 故B错误； C．为了减小空气阻力影响，实验中应选择质量较大、体积较小的摆球，有利于减小重力加速度的测量误差，故C错误； D．根据单摆周期公式 解得 摆线上端未牢固地系于悬点，摆动过程中出现松动，摆长测量值偏小，则测量出的重力加速度g值偏小，故D正确。 故选D。 【小问4详解】 根据单摆周期公式 解得 结合图丁有 解得 17. 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。 （1）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 （2）某次实验中，用如图乙所示的匝数匝和匝的线圈实验，测量的数据如下表所示，下列说法中正确的是______ 1.80 2.80 3.80 4.80 3.99 6.01 8.02 10.03 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 （3）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______。 【答案】（1）B （2）C （3）D 【解析】 【小问1详解】 “探究变压器原、副线圈电压与匝数的关系”采用了控制变量法，故AC错误，B正确。 故选B。 【小问2详解】 如图乙所示的匝数na=100匝和nb=200匝的线圈实验，如果是理想变压器，则 由表中的两线圈两端的电压大小可知 说明实际变压器存在磁漏，副线圈两端的电压比理想变压器偏小，所以原线圈的匝数为，副线圈的匝数为。 根据理想变压器电流与匝数比的关系 即通过线圈a的电流较大，因此线圈a要用较粗的导线绕制，通过线圈b的电流较小，因此线圈b要用较细的导线绕制，故ABD错误，C正确。 故选C。 【小问3详解】 为了减小涡流引起的热损，同时又为了防止磁漏，变压器的铁芯采用硅钢片叠加而成。作为横挡的铁芯Q的硅钢片应该与下面的硅钢片平行，故ABC错误，D正确。 故选D。 18. 2024年10月13日，SpaceX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6分46秒，在3台中心发动机反推控制下，第一级火箭助推器以72千米/小时的速度进入发射塔架的之间，高度170米；起飞后6分56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： （1）第一级火箭助推器悬停的高度h； （2）该过程中，第一级火箭助推器的加速度大小a； （3）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F； （4）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。 【答案】（1） （2） （3） （4） 【解析】 【小问1详解】 第一级火箭助推器做匀减速直线运动，由题意可知初速度大小为 做匀减速直线运动的时间为 悬停时的速度大小为0，由运动学知识可知该过程前进的距离为 故第一级火箭助推器悬停的高度为 【小问2详解】 根据加速度的定义可知该过程，第一级火箭助推器的加速度大小为 【小问3详解】 对第一级火箭助推器受力分析，由牛顿第二定律有 联立解得每台发动机对火箭的作用力大小为 【小问4详解】 由受力平衡可知悬停时气体对第一级火箭助推器的作用力为，由牛顿第三定律可知第一级火箭助推器对气体的作用力大小为，设气体与火箭助推器的作用时间为，由动量定理有 解得单位时间内喷出气体的质量为 19. 滑板运动越来越受年轻人追捧，如图所示的滑板轨道ABCDEF。水平轨道DE左端与一段半径为的、圆心角为的竖直圆弧轨道CD在D点相切，右端与一段半径为的四分之一圆弧在E点相切。一个质量为的运动员以水平初速度冲上静止在A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C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E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： （1）运动员冲上滑板甲后的速度大小； （2）运动员滑过D点时的速度大小； （3）若滑板甲返回过程中恰好能爬升到C点，则运动员从滑板甲上起跳的速度大小； （4）通过计算说明（3）问中的运动员和滑板乙能否滑上右侧平台？ 【答案】（1） （2） （3） （4）能滑上 【解析】 【小问1详解】 运动员冲上滑板甲的过程，运动员和滑板甲组成的系统动量守恒，有 解得 【小问2详解】 由平抛运动知识可知 运动员和滑板甲组成的整体由C运动到D的过程，由机械能守恒定律得 解得 【小问3详解】 滑板甲返回时由D点运动至C点过程由机械能守恒定律得 解得 运动员从滑板甲起跳时 解得 【小问4详解】 若运动员和滑板乙恰好能到点，则有 求得 运动员跳上滑板乙过程由动量守恒得 解得 故运动员和滑板乙能滑上右侧平台。 20. 如图所示，在以O点为圆心、半径为R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B。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a和b，先后沿直径PQ方向从P点射入半圆形边界的区域内，粒子a由P经过S到达Q，S是半圆形边界的最高点。粒子质量为m、电荷量为q，不计粒子的重力和粒子间的相互作用，求： （1）粒子a运动的速度及到达Q的时间； （2）若两个粒子能在Q点发生“正碰”，则粒子b的速度； （3）若两个粒子能在Q点发生“正碰”，则两个粒子从P点出发的时间差。 【答案】（1），； （2）； （3） 【解析】 【小问1详解】 由题意，a竖直向上从S点射出，然后到达Q点，运动轨迹如图所示，运动半径 洛伦兹力提供向心力，有 联立解得 运动周期 可知 得 【小问2详解】 由题意，ab在Q点速度方向均水平，相同或相反，如图所示。 对于b，有 且由几何关系，有 联立解得 【小问3详解】 如上图所示， 当为奇数时： 总角度 B运动时间 则 得时间差； 当为偶数时： 总角度 则 得时间差 综上，得 21. 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cde水平放置在轨道Ⅱ上，cd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ab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： （1）ab棒在轨道Ⅰ上达到稳定后的速度及此时ab棒两端的电势差； （2）cde框在轨道Ⅱ上到达稳定后的速度及ab棒在轨道Ⅱ上产生的焦耳热Q（棒与金属框不接触）； （3）为使ab棒不与金属框碰撞，框的cd边初始位置与的最小距离。 【答案】（1）， （2）， （3） 【解析】 【小问1详解】 ab棒在倾斜轨道上速度稳定后，由平衡条件有 安培力 稳定的电流 代入数据得 由电阻定律和动生电动势公式可以知道 【小问2详解】 从ab棒滑入轨道Ⅱ到与cde框达到共速，此时电路结构如图 除AB段和CD段接入电路中其余部分均被短路，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ab上产生的热量为 【小问3详解】 对ab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 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $