安徽省安庆市望江县第二中学2024-2025学年高二下学期期中考试物理试题

安徽省安庆市望江县第二中学2024-2025学年高二下学期期中考试物理试题 一、单选题 1．如图所示，一阻值为R的圆形线圈位于磁感应强度为B的匀强磁场中，从某时刻开始，空间中各点磁感应强度均随时间均匀增大，则对于该圆形线圈（　　） A．将产生恒定的逆时针方向的电流 B．有扩张的趋势 C．各个点所受安培力相同 D．所受安培力合力向右 2．如图所示，弹簧下面挂一质量为m的物体，物体在竖直方向上做振幅为A的简谐运动，当物体振动到最高点时，弹簧正好处于原长，弹簧在弹性限度内，则物体在振动过程中（已知重力加速度大小为g）（    ）    A．弹簧的弹性势能和物体动能总和不变 B．物体在最低点时的加速度大小应为 C．物体在最低点时所受弹簧的弹力大小应为 D．弹簧的最大弹性势能等于 3．如图所示，电路中、均为可变电阻，电源内阻不能忽略，平行板电容器C的极板水平放置。闭合开关和，电路达到稳定时，一带电油滴悬浮在两板之间静止不动，如果仅改变下列某一个条件，能使油滴向上运动的是（    ） A．增大 B．减小 C．断开开关 D．断开开关 4．某电场如图所示，Ox轴竖直向下，一带负电的小球从O点静止释放沿Ox轴正向运动，从O到A运动过程中，下列关于小球的机械能、动能电场的电势及电场强度E随小球运动的位移x变化的图像，可能正确的是（　　） A．B．C． D． 5．如图，消防员用高压水枪喷出的强力水柱冲击着火物，直径为D的水柱以水平速度v垂直射向着火物。假设水流进入水枪的速度忽略不计，水柱冲击着火物后速度为零，水的密度为。下列说法正确的是（　　） A．单位时间流经水枪的水的体积为 B．水枪对水做功的功率为 C．水柱对着火物的冲击力为 D．水枪水平向前喷水时，消防员对水枪的作用力方向水平向前 6．如图所示是振荡电路和通过点P的电流随时间变化的规律。若把流过点P向右的电流规定为正方向，则下列说法中正确的是（　　） A．在内，电场能减小，磁场能增大 B．在内，P的电势比点Q的电势高 C．在内，电容器C处于充电过程中 D．在内，电容器C的上极板带正电 7．单反相机就是指单镜头反光相机。单反相机取景器的示意图如图，ABCDE为五棱镜的一个截面，。某一束单色光经平面镜反射后从AB边的点垂直AB射入五棱镜，最后光线刚好在BC中点垂直BC射出，已知光线仅在CD与AE两条边上发生了全反射，且两次全反射的入射角相等。若光在真空中的传播速度为，则下列说法正确的是（　　）    A．五棱镜的最小折射率为 B．光在五棱镜中的传播速度为 C．该单色光从空气进入五棱镜时波长不变 D．该单色光从空气进入五棱镜时频率不变 8．如图所示，两方向相反、磁感应弧度大小均为的匀强磁场被边长为的等边三角形分开，三角形内磁场方向垂直纸面向里，三角形顶点处有一质子源，能沿的角平分线发射速度不同的质子（质子重力不计），所有质子均能通过C点，质子比荷，则以下说法正确的是（　　） A．质子的速度可能为 B．质子的速度可能为 C．质子由A到C的时间可能为 D．质子由A到C的时间可能为 二、多选题 9．“战绳”训练是近年健身的一种流行项目，“战绳”可简化为如图所示的弹性轻绳。人们用手抓紧绳子，做出甩绳子的动作，使绳子呈波浪状向前推进，形成横波（可视为简谐横波）。时波形图如图1所示，图2是绳上某质点的振动图像，下列说法中正确的是（　　） A．波源开始振动的方向向上 B．该波的波速为2.4m/s C．该质点与波源的距离为1.2m D．0~3s时间内该质点通过的路程为4.8m 10．如图1所示，磁悬浮列车利用电磁感应原理进行驱动。可简化为如下情景：矩形金属框MNPQ固定在列车下方，轨道区域内存在垂直于金属框平面的磁场，磁感应强度沿Ox方向按正弦规律分布，最大值为，其空间变化周期为2d，整个磁场始终以速度沿Ox方向向前平移，列车在电磁力驱动下沿Ox方向匀速行驶的速度为，且。设金属框总电阻为R，宽，长。时刻，磁场分布的图像及俯视图如图2所示，此时MN、PQ均处于磁感应强度最大值位置处。下列说法正确的是（　　） A．时回路磁通量为0，感应电动势为0 B．时金属框受到的电磁驱动力为 C．匀速运动过程中金属框感应电流方向、受安培力合力方向都在周期性变化 D．匀速运动过程中金属框发热的功率为 三、实验题 11．在利用单摆实验测量重力加速度时，某同学想改变传统秒表计时的方式，改为使用霍尔元件和单片机进行计时。按图乙方式将霍尔元件置于磁性摆球静止时的正下方，当小球做单摆运动经过最低点时，霍尔传感器产生脉冲信号并发送给单片机，单片机接收信号并计时，并将数据传输给电脑和手机，实时显示测量结果并分析处理和存储数据。 (1)实验前，再用刻度尺测出绳长为L，用游标尺上有20个小格的游标卡尺测量摆球的直径，结果如图甲所示，可读出摆球的直径d = mm。 (2)电脑将单片机传输的计时数据处理后得到电压的脉冲信号随时间t的变化图线如图丙所示，则该单摆的周期为 ； (3)若某次实验找不到磁性小球，只有一个不规则的小磁铁，将小磁铁用细线悬挂起来做成单摆，取不同摆长L1、L2……Ln，进行n次测量，得周期T1、T2……Tn，以测量的绳长L为横坐标，T2为纵坐标，作出T2-L图线，如图丁所示，应为图线 （填“a”“b”或“c”）。使用图像法处理数据测重力加速度，不规则小磁铁的重心不确定，这对测量结果是否有影响？ （填“是”或“否”） 12．因电动汽车充电比燃烧汽油更便宜，故电动汽车更受到市场的欢迎。某兴趣小组为了测量某电动汽车上安装的电池的电动势（）和内阻（），利用实验室现有器材进行了如下实验。 (1)实验室只有一个量程为100V、内阻为的电压表，现把此电压表改装成量程为400V的电压表，需串联一个阻值为 的电阻，然后再测量电池的电动势和内阻。 (2)该兴趣小组将电阻箱和改装后的电压表（电压表的表盘没有改变，示数记为）连接成如图甲所示的电路，来测量该电池的电动势和内阻，根据电阻箱接入电路的阻值和电压表的示数作出图像，如图乙所示，则该电池的电动势 V、内阻 。（结果保留三位有效数字） (3)由实验可知，电池电动势的测量值 （选填“大于”“等于”或“小于”）真实值；内阻的测量值 （选填“大于”“等于”或“小于”）真实值。 四、解答题 13．保龄球运动既可以锻炼身体，又可以缓解心理压力，而且老少咸宜，广受大众的喜爱。某同学设想了如下过程来模拟一次保龄球的投掷、运行、撞击的训练过程。如图所示，将一质量为的保龄球从A点开始由静止向前掷出，球沿曲线运动，脱手后，在B点以的速度切入水平球道。球做直线运动经时间后在C点与质量为的球瓶发生正碰。已知在A点时保龄球的下沿距离球道表面的高度为，保龄球在球道上运动时受到的阻力恒为重力的倍，g取，忽略空气阻力，忽略保龄球的滚动，球与球瓶的碰撞时间极短，碰撞中没有能量损失，球与球瓶均可看成质点。 求： (1)运动员在掷球过程中对保龄球做的功W： (2)在撞上球瓶前的瞬间，保龄球的速度的大小； (3)碰撞后，球瓶的速度的大小及碰撞过程中球对球瓶作用力的冲量I。 14．如图所示，一个电量为，质量为的带电粒子由静止经电场加速后以速度指向点入射。以为圆心的区域内有一内接正三角形，边与粒子的速度方向平行，正三角形区域内无磁场，外接圆与三角形所围区域存在垂直于纸面向里的匀强磁场，已知匀强磁场磁感应强度大小为，圆的半径为，不考虑带电粒子的重力。求： (1)求加速电场的电压与速度的关系式； (2)若粒子要能进入正三角形区域，求速度的最小值； 15．图1为某振动发电机原理图，图2是其俯视图。质量的共轭磁铁由一竖直轻质弹簧（劲度系数）与水平地面连接，磁铁和弹簧构成振动体。磁铁中心部分为N极，外圆部分为S极，两磁极之间可视为均匀辐向磁场。固定不动的线圈与磁铁共轴且始终处于辐向磁场内，线圈所处的磁感应强度大小，线圈匝数匝，直径，电阻。线圈上下两端点a、b通过导线与外部一理想二极管D和阻值的电阻构成闭合回路（如图3）。在外力F的驱动下，磁铁在竖直方向做简谐运动，若取竖直向上为正，初始平衡位置为原点，其振动方程。已知磁铁最大速率，当弹簧形变量为x时，其弹性势能。不考虑空气阻力、线圈的自感和其它电阻，计算时取10。求 (1)时，线圈中产生电动势的大小及电流的大小； (2)0~1s内，电阻R上产生的热量Q； (3)0~0.02s内，通过电阻的电荷量q； (4)0.01s~0.015s内，外力F做的功W。 试卷第1页，共3页 试卷第1页，共3页 学科网（北京）股份有限公司 参考答案 1．A【详解】AB．空间中各点磁感应强度均随时间均匀增大，则穿过该圆形线圈的磁通量向里增加，由楞次定律增反减同，可知该圆形线圈将产生恒定的逆时针方向的电流；由楞次定律增缩减扩推论可知，该圆形线圈有收缩的趋势，故A正确，B错误； CD．由于安培力是矢量，所以该圆形线圈各个点所受安培力大小相等，方向不同；该圆形线圈所受安培力合力为0，故CD错误。故选A。 2．D【详解】A．由能量守恒知，弹簧的弹性势能和物体的动能、重力势能三者的总和不变，故A错误； B．当物体振动到最高点时，弹簧正好为原长，物体只受重力，加速度为g，方向竖直向下；根据简谐运动的对称性可知，物体在最低点时的加速度大小也为g，方向竖直向上，故B错误； C．物体在最低点时，由牛顿第二定律知；解得弹力大小故C错误； D．从最高点到最低点，动能变化为0，重力势能减小，则弹性势能增加，而初位置弹性势能为0，则在最低点弹性势能最大，大小为，故D正确。故选D。 3．A【详解】开始时油滴静止，则重力与电场力相互平衡，电场力向上。 A．增大R1的阻值，根据串联电路电压电阻关系可知，则路端电压增大，电容器两端电压增大，板间场强增大，故电场力增大，油滴将向上运动，故A正确； B．R2与电容器串联，视为导线，故对电容器的电压没有影响，油滴不动，故B错误； C．断开开关，电容器放电，场强减小，油滴向下运动，故C错误； D．断开开关，则板间电量不变，场强不变，液滴不动，故D错误。故选A。 4．A【详解】A．带电小球沿x轴正向运动，电场力竖直向上先增大后减小，做负功，所以小球的机械能减小，而且先减小的越来越快后减小的越来越慢，故A正确； B．带电小球沿x轴正向运动，小球从O点静止释放沿x轴正向运动，则在点时电场力小于重力，小球下降过程中电场力先增大后减小，则小球的合力一直向下且先减小后增大，由动能定理得小球的动能一直增大且增大的先变慢后变快，故B错误； C．沿着电场线方向电势减小，所以沿x轴正向电势降低，故C错误； D．电场线的疏密程度反映电场强度，由图可知，沿x轴正向电场先增大后减小，但始终不为零，故D错误。 故选A。 5．B【详解】A．单位时间流经水枪的水的体积为故A错误； B．时间内从水枪喷出的质量为时间内从水枪喷出的水的动能为可知时间内水枪对水做功为 则水枪对水做功的功率为故B正确； C．考虑一个极短时间，在此时间内喷到着火物上水的质量为m，设着火物对水柱的作用力为F，由动量定理得时间内冲到着火物上水的质量为 联立解得由牛顿第三定律可知，水柱对着火物的平均冲力为故C错误； D．当高压水枪水平向前喷出高压水流时，水流对高压水枪的作用力水平向后，由于高压水枪有重力，根据平衡条件，手对高压水枪的作用力方向斜向前上方，故D错误。故选B。 6．D【详解】AB．在内，回路中的电流顺时针方向减小，则电容器正在充电，则电场能增加，磁场能减小；电容器下极板带正电，上极板带负电，则P的电势比点Q的电势低，选项AB错误； C．在内，回路中电流逆时针方向增加，可知电容器C处于放电过程中，选项C错误； D．在内，回路中电流逆时针方向减小，电容器正在充电，则电容器C的上极板带正电，选项D正确。 故选D。 7．D【详解】A．设光线在CD边上的入射角为，因为仅在CD和AE两条边上发生全反射，且两次反射的入射角相等，如图    根据几何关系有解得 当光刚好在CD边和AE边上发生全反射时，折射率最小，根据 解得最小折射率故A错误； BCD．光在五棱镜中的传播速度 由于该单色光从空气进入五棱镜中时频率不变，传播速度变小，可知其波长变短，BC错误，D正确。故选D。 8．D【详解】AB．因质子带正电，且所有质子均能均经过C点，作出其可能的轨迹，如图所示 根据几何关系可知，所有圆弧所对应的圆心角均为60°，质子可能的运动半径为（n=1，2，3…） 质子在磁场中做圆周运动，由洛伦兹力提供向心力，则有 解得（n=1，2，3…） 可知，质子的速度不可能为和，故AB错误； CD．质子圆周运动的周期 结合上述可知，质子由A到C的时间可能为解得（n=1，2，3…） 可知，质子由A到C的时间不可能为，可能为，故C错误，D正确。故选D。 9．BC【详解】A．由题图2可知，该质点开始振动的方向向下，可知波源开始振动的方向向下，故A错误； B．由题图1可知该波的波长为2.4m，由题图2可知该波的周期为1s，则波速，故B正确； C．该质点开始振动的时刻为0.5s，由，可知质点与波源的距离为1.2m，C正确； D．一个周期内质点通过的路程为4A，0~3s内该质点运动2.5s，故2.5s内质点通过的路程，D错误。 故选BC。 10．BD【详解】A．由图可知，时回路磁通量为0，但是线圈的PQ和MN边都切割磁感线产生同向的感应电动势，则感应电动势不为0，选项A错误； B．时金属框产生的感应电动势 感应电流 受到的电磁驱动力为选项B正确； C．匀速运动过程中金属框感应电流方向做周期性变化，但是受安培力合力方向不变，选项C错误； D．匀速运动过程中金属框产生的感应电流按正弦规律变化，因最大值为 则发热的功率为选项D正确。故选BD。 11．(1)5.35(2)(3) a 否 【详解】（1）由图甲可读出摆球的直径是 （2）由题意可知，当小球做单摆运动经过最低点时，霍尔传感器产生脉冲信号，因此由图丙可知相邻两个电压脉冲之间的时间间隔为半个周期，则该单摆的周期为。 （3）[1]以测量的绳长L为横坐标，为纵坐标，设小磁铁的重心到固定小磁铁悬线的距离为，可知单摆的摆长为，由单摆的周期公式可得可知图线应为图线a。 [2]使用图像法处理数据测重力加速度，不规则小磁铁的重心不确定，由 可知图线的斜率不变，则测量值不变，因此这对测量结果没有影响，即否。 12．(1)15(2) 360 9.00(3) 等于 等于 【详解】（1）根据电表改装原理可知，将小量程电压表改装成大量程电压表需要串联较大电阻，根据欧姆定律可知该串联电阻阻值为代入题中数据，解得 （2）[1][2]根据闭合电路欧姆定律可得整理可得 结合图像可得，联立解得， （3）[1][2]由于电压表内阻已知，理论上可以精确计算出电池电动势及内阻，则在理论上测量值和真实值大小相等，故电池电动势的测量值等于真实值；内阻的测量值等于真实值。 13．(1)(2)(3)， 【详解】（1）运动员在掷球过程中，根据动能定理可得 解得运动员对保龄球做的功为 （2）保龄球从B到C的过程，根据动量定理可得 解得在撞上球瓶前的瞬间，保龄球的速度大小为 （3）球与球瓶的碰撞时间极短，碰撞中没有能量损失，可知碰撞过程满足动量守恒和机械能守恒，则有 联立解得碰撞后，球瓶的速度大小为 此过程中球对球瓶的冲量为 14．(1)(2) 【详解】（1）根据动能定理可得解得 （2）设临界情况下粒子圆周运动的半径为，如图 运动轨迹与EF相切为能进入正三角形EFG区域临界条件，由几何关系得 整理得又 因为解得 15．(1)，(2)(3)(4) 【详解】（1）由振动方程可知，时刻磁铁位于平衡位置且以速度向上，线圈中产生电动势的大小为 此时线圈相对磁体向下运动，由右手定则判断图乙中电流方向为顺时针，即由b端流出。由于理想二极管成反向截止状态，故电流大小为 （2）流过R的电流在一个周期内如图所示 电流最大值为 根据有效值定义可得解得电流有效值为 则0~1s内，电阻R上产生的热量为 （3）由振动方程可知周期为 前0.02s内，仅在0.005s到0.015s有电流通过电阻R，则有 （4）0.01s~0.015s内，磁铁由平衡位置向最大负位移运动，受力如图所示 由动能定理得 磁场力做功 又，， 联立解得外力F做的功为 答案第1页，共2页 答案第1页，共2页 学科网（北京）股份有限公司 $$