湖北省部分市州2024年秋季高二年级期末质量监测 物理（附答案）

湖北省部分市州2024年秋季高二年级期末质量监测物理（考试时间：90分钟满分：100分）一、选择题（本题共12小题，每小题4分，共48分。在每小题给出的四个选项中，第1-8题只有一项符合题目要求，第9-12题有多项符合题目要求。全部选对得4分，选对但不全得2分，有选错得0分）下列关于电场强度的叙述，正确的是（）A.电场强度的方向总是与正电荷所受电场力的方向相同B.电场强度是描述电场引力性质的物理量C.由E=\frac{F}{q}可知，电场强度与试探电荷所受的电场力成正比D.电场中某点的电场强度与试探电荷的电荷量无关如图所示，将两个完全相同的小球A、B分别带电+Q和-Q，固定在相距为L的两点，取其中点O，则下列说法正确的是（）（注：图中A在左，B在右，O为AB中点）A.O点的电场强度为零B.O点的电场强度方向水平向右C.若在O点放入一个试探电荷+q，其所受电场力为零D.A、B两点的电场强度大小相等，方向相同某导体两端的电压为6V时，通过它的电流为0.3A。若将该导体两端的电压增大到12V，其电阻和通过的电流分别为（）A.20Ω0.6AB.20Ω0.3AC.40Ω0.6AD.40Ω0.3A关于安培力和洛伦兹力，下列说法正确的是（）A.安培力是洛伦兹力的宏观表现B.洛伦兹力的方向与电荷运动方向一定垂直C.安培力的方向与磁场方向一定垂直D.带电粒子在磁场中运动时，一定受到洛伦兹力的作用如图所示，一质量为m的物体在水平恒力F的作用下，沿粗糙水平面从静止开始运动，经过时间t，速度达到v。若该物体的质量变为2m，其他条件不变，则经过时间t后的速度为（）（注：图中水平面粗糙，物体受水平向右的力F）A.v/2B.vC.2vD.4v人造地球卫星绕地球做匀速圆周运动，下列说法正确的是（）A.卫星的轨道半径越大，线速度越大B.卫星的轨道半径越大，周期越大C.卫星的轨道半径越大，角速度越大D.卫星的轨道半径越大，向心加速度越大下列关于功和能的叙述，错误的是（）A.功是能量转化的量度B.重力做正功，物体的重力势能增加C.摩擦力做功与路径有关D.机械能守恒的条件是只有重力或弹力做功一弹簧振子做简谐运动，其振动图像如图所示（横坐标为时间t，纵坐标为位移x），则下列说法正确的是（）（注：图像为正弦曲线，周期为4s，振幅为2cm）A.该振子的振动周期为2sB.该振子的振幅为4cmC.t=1s时，振子的速度最大D.t=2s时，振子的加速度最大关于电场线和等势面，下列说法正确的是（）A.电场线密的地方，电场强度大B.电场线与等势面垂直C.沿电场线方向，电势逐渐降低D.同一等势面上各点的电场强度大小一定相等如图所示，闭合电路的一部分导体棒ab在磁场中沿金属导轨运动，下列情况中能产生感应电流的是（）（注：磁场方向垂直纸面向里，导轨水平放置，ab为导体棒）A.导体棒ab沿导轨匀速运动B.导体棒ab沿导轨加速运动C.导体棒ab沿垂直于导轨方向运动D.导体棒ab绕a端在导轨平面内转动下列关于动量和冲量的叙述，正确的是（）A.动量是矢量，方向与速度方向相同B.冲量是矢量，方向与力的方向相同C.物体所受合外力的冲量等于其动量的变化量D.物体的动量越大，其惯性越大关于机械波的传播，下列说法正确的是（）A.机械波的传播需要介质B.机械波传播的是振动形式和能量C.横波中质点的振动方向与波的传播方向垂直D.纵波中质点的振动方向与波的传播方向相同二、实验题（本题共2小题，共16分）（8分）某实验小组用伏安法测量定值电阻R的阻值，实验器材如下：（1）该实验应采用________（填“电流表内接法”或“电流表外接法”），理由是________。（2）请在虚线框内画出实验电路图。（3）某次测量中，电流表的示数为0.3A，电压表的示数为1.5V，则该定值电阻的测量值为________Ω。电源（电动势3V，内阻不计）电流表（量程0-0.6A，内阻约0.5Ω）电压表（量程0-3V，内阻约3kΩ）滑动变阻器（0-10Ω）开关、导线若干（8分）探究“加速度与力、质量的关系”实验中，实验装置如图所示（小车放在水平木板上，通过滑轮与砝码盘相连）。（1）实验前需要平衡摩擦力，具体操作是________。（2）实验中，用砝码盘和砝码的总重力代替小车所受的拉力，需要满足的条件是________。（3）若要探究加速度与质量的关系，应保持________不变，改变________。（4）某次实验中，得到的纸带如图所示（每两个计数点间有4个点未画出，计数点间距离单位：cm），则小车的加速度大小为________m/s²（结果保留两位有效数字）。（注：纸带数据为0.50、1.50、2.50、3.50）三、计算题（本题共3小题，共36分。解答应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤，只写出最后答案的不能得分）（12分）如图所示，在电场强度为E=2×10³N/C的匀强电场中，有A、B两点，A、B两点间的距离为L=0.5m，A、B两点连线与电场方向的夹角为θ=60°。求：（1）A、B两点间的电势差U_AB；（2）若将一个电荷量为q=5×10⁻⁴C的正电荷从A点移到B点，电场力所做的功W。（12分）质量为m=2kg的物体，从高处由静止开始下落，经过时间t=2s落地。已知物体下落过程中受到的空气阻力f=5N，重力加速度g=10m/s²。求：（1）物体下落的加速度a；（2）物体下落的高度h；（3）物体落地时的动能E_k。（12分）如图所示，一质量为m=0.5kg的小球，从光滑轨道的A点由静止开始下滑，A点距水平地面的高度h=2m。小球滑到轨道最低点B后，进入粗糙的水平面BC，在C点与一轻质弹簧相碰，压缩弹簧后被弹回。已知水平面BC的长度L=3m，小球与水平面间的动摩擦因数μ=0.2，重力加速度g=10m/s²。求：（注：轨道AB光滑，BC粗糙，C点连接弹簧）（1）小球滑到B点时的速度大小v_B；（2）小球第一次到达C点时的速度大小v_C；（3）小球压缩弹簧的过程中，弹簧获得的最大弹性势能E_p（弹簧质量不计）。参考答案及解析一、选择题答案：D解析：电场强度的方向与正电荷所受电场力方向相同，与负电荷所受电场力方向相反，A错误；电场强度是描述电场力的性质的物理量，并非仅引力性质，B错误；E=\frac{F}{q}是电场强度的定义式，电场强度由电场本身决定，与试探电荷的电荷量及所受电场力无关，C错误，D正确。答案：B解析：A、B为等量异种电荷，O点的电场强度为A、B两点电荷在O点产生的电场强度的叠加，方向均水平向右，故合场强方向水平向右，大小不为零，A错误，B正确；试探电荷+q在O点所受电场力F=qE≠0，C错误；A、B两点的电场强度大小相等，方向相反（A点场强向左，B点场强向右），D错误。答案：A解析：导体的电阻R=\frac{U}{I}=\frac{6V}{0.3A}=20Ω，电阻是导体本身的性质，与电压无关；当电压增大到12V时，电流I'=\frac{U'}{R}=\frac{12V}{20Ω}=0.6A，A正确。答案：A解析：安培力是大量自由电荷所受洛伦兹力的宏观表现，A正确；洛伦兹力方向与电荷运动方向和磁场方向均垂直，B错误；安培力方向与磁场方向和电流方向均垂直，C错误；当带电粒子的运动方向与磁场方向平行时，不受洛伦兹力，D错误。答案：A解析：根据牛顿第二定律F-f=ma，加速度a=\frac{F-f}{m}；质量变为2m后，加速度a'=\frac{F-f}{2m}=\frac{a}{2}；由v=at可知，时间t后速度v'=a't=\frac{v}{2}，A正确。答案：B解析：人造卫星绕地球做匀速圆周运动，由万有引力提供向心力，G\frac{Mm}{r²}=m\frac{v²}{r}=mω²r=m\frac{4π²}{T²}r=ma，解得v=\sqrt{\frac{GM}{r}}，ω=\sqrt{\frac{GM}{r³}}，T=2π\sqrt{\frac{r³}{GM}}，a=\frac{GM}{r²}。可知轨道半径r越大，v、ω、a越小，T越大，B正确。答案：B解析：功是能量转化的量度，A正确；重力做正功，物体的重力势能减少，重力做负功，重力势能增加，B错误；摩擦力做功与物体运动的路径有关，C正确；机械能守恒的条件是只有重力或弹力做功，其他力不做功或做功的代数和为零，D正确。答案：D解析：由振动图像可知，振子的振动周期T=4s，振幅A=2cm，A、B错误；t=1s时，振子处于最大位移处，速度为零，C错误；t=2s时，振子位移最大，根据a=-\frac{kx}{m}，加速度最大，D正确。答案：ABC解析：电场线的疏密表示电场强度的大小，电场线密的地方，电场强度大，A正确；电场线与等势面垂直，且沿电场线方向电势逐渐降低，B、C正确；同一等势面上各点的电势相等，但电场强度大小不一定相等（如等量异种电荷的等势面），D错误。答案：BD解析：产生感应电流的条件是闭合电路的磁通量发生变化。导体棒ab沿导轨匀速或加速运动时，闭合电路的面积变化，磁通量变化，能产生感应电流，A、B正确；导体棒ab沿垂直于导轨方向运动时，闭合电路的面积不变，磁通量不变，不能产生感应电流，C错误；导体棒ab绕a端转动时，切割磁感线的有效长度变化，磁通量变化，能产生感应电流，D正确。答案：ABC解析：动量p=mv，是矢量，方向与速度方向相同，A正确；冲量I=Ft，是矢量，方向与力的方向相同，B正确；动量定理指出，物体所受合外力的冲量等于其动量的变化量，C正确；惯性只与物体的质量有关，与动量无关，D错误。答案：ABC解析：机械波的传播需要介质，真空不能传播机械波，A正确；机械波传播的是振动形式和能量，质点不会随波迁移，B正确；横波中质点的振动方向与波的传播方向垂直，纵波中质点的振动方向与波的传播方向在同一直线上（可相同或相反），C正确，D错误。二、实验题（8分）（1）电流表外接法（1分）定值电阻的阻值远小于电压表的内阻，采用外接法可减小系统误差（2分）（2）（电路图3分，滑动变阻器分压或限流均可，电流表外接正确）（3）5（2分）解析：电阻测量值R=\frac{U}{I}=\frac{1.5V}{0.3A}=5Ω。（8分）（1）将木板不带滑轮的一端适当垫高，轻推小车，使小车能沿木板匀速下滑（2分）（2）砝码盘和砝码的总质量远小于小车的质量（2分）（3）砝码盘和砝码的总重力（或拉力）（1分）小车的质量（1分）（4）0.10（2分）解析：每两个计数点间的时间间隔T=0.02×5=0.1s，由逐差法Δx=aT²，得a=\frac{Δx}{T²}=\frac{0.01m}{(0.1s)²}=0.10m/s²。三、计算题（12分）（1）A、B两点间的电势差U_{AB}=EL\cosθ（3分）代入数据：U_{AB}=2×10³×0.5×\cos60°=500V（3分）（2）电场力所做的功W=qU_{AB}（3分）代入数据：W=5×10⁻⁴×500=0.25J（3分）（12分）（1）根据牛顿第二定律mg-f=ma（3分）代入数据：2×10-5=2a，解得a=7.5m/s²（1分）（2）物体下落的高度h=\frac{1}{2}at²（3分）代入数据：h=\frac{1}{2}×7.5×2²=15m（1分）（3）根据动能定理(mg-f)h=E_k-0（3分）代入数据：E_k=(20-5)×15=225J（1分）（12分）（1）小球从A到B，机械能守恒mgh=\frac{1}{2}mv_B²（3分）代入数据：0.5×10×2=\frac{1}{2}×0.5×v_B²，解得v_B=2\sqrt{10}â‰