湖北省部分市州2024-2025学年高二上学期期末质量监测物理试题（解析版）

高级中学名校试卷PAGEPAGE1湖北省部分市州2024年秋季高二年级期末质量监测物理本试卷共6页，15题。全卷满分100分。考试用时75分钟。★祝考试顺利★注意事项：1.答题前，先将自己的姓名、准考证号、考场号、座位号填写在试卷和答题卡上，并将准考证号条形码粘贴在答题卡上的指定位置。2.选择题的作答：每小题选出答案后，用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。写在试卷、草稿纸和答题卡上的非答题区域均无效。3.非选择题的作答：用黑色签字笔直接答在答题卡上对应的答题区域内。写在试卷、草稿纸和答题卡上的非答题区域均无效。4.考试结束后，请将答题卡上交。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17̃题只有一项符合题目要求，第81̃0题有多项符合题目要求，全部选对得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分。1.动圈式扬声器的结构如图所示，锥形纸盆与线圈连接，线圈安放在永久磁体磁极间的空隙中，能够左右移动。下列说法正确的是（）A.音频电流通进线圈，电场力使线圈左右运动，纸盆振动发声B.音频电流通进线圈，安培力使线圈左右运动，纸盆振动发声C.断开开关，对着纸盆说话，线圈随纸盆振动切割磁感线，产生感应电流D.断开开关，对着纸盆说话，线圈随纸盆振动，穿过线圈的磁通量不发生变化【答案】B【解析】AB．音频电流通进线圈时，通电线圈就会在磁场中受到安培力的作用，力的方向跟电流的方向有关，所以当电流方向改变时，线圈的受力方向就变得相反，则线圈将向右运动；由于线圈中的电流是交变电流，它的方向不断变化，线圈就不断地来回振动，带动纸盆也来回振动，于是扬声器就发出了声音；故A错误，B正确；CD．断开开关，对着纸盆说话，线圈随纸盆振动切割磁感线，穿过线圈的磁通量发生变化产生感应电动势，但因线圈未闭合，则不能产生感应电流，故CD错误。故选B。2.如图所示的空间内存在相互垂直的匀强电场和匀强磁场，由氖-20和氖-22的原子核组成的一束粒子流，以相同的速度从点垂直进入电磁场，得到氖-20的轨迹为直线，则氖-22的轨迹是（）A.抛物线 B.直线C.抛物线 D.摆线【答案】B【解析】氖-20和氖-22为同位素，其电量和质量为、，、，两种粒子以相同的速度从点垂直进入电磁场，因氖-20的轨迹为直线，做匀速直线运动，有氖-22的速度完全相同，则依然满足速度选择器的原理，有则其轨迹依然为直线。故选B。3.质量为50kg的人在远离任何星体的太空中拿着一个质量为5kg的小物体，当他以相对于人5.5m/s的速度把小物体抛出，取物体抛出方向为正方向，关于抛出过程，以下说法正确的是（）A.人的动量没变B.人和物体的动量改变量相同C.人的动量改变量是27.5kg·m/sD.抛出1s后人与物体间的距离为5.5m【答案】D【解析】A．由题意可知，小物体原来相对人静止，后被以相对于人的速度为5.5m/s抛出，人的动量减小，小物体的动量增加，但二者组成的系统动量守恒，故A错误；B．由于人与小物体作用过程中遵循动量守恒定律，所以人和物体的动量改变量大小相等，方向相反，故B错误；C．由于人的动量改变量与物体动量变化量大小相等，方向相反，则，故C错误；D．抛出1s后人与物体间的距离为，故D正确。故选D。4.如图所示，质量为m、长为L的金属杆ab静止在水平导轨上，导轨左侧接有电源，动摩擦因数为µ，处于磁感应强度大小为B，方向斜向上与导轨平面成θ角的匀强磁场中。若金属杆始终垂直于导轨，电流强度为I，则金属杆受到的（）A.安培力的方向斜向右上方B.安培力在时间t内的冲量大小是C.摩擦力大于µmgD.摩擦力在时间t内的冲量大小为【答案】D【解析】A．金属杆ab中的电流方向由a流向b，根据左手定则可知安培力方向垂直金属杆ab斜向左上方，故A错误；B．安培力大小为所以安培力的冲量大小为故B错误；CD．根据共点力的平衡，水平方向有竖直方向有可知导轨对金属杆ab的摩擦力为导轨对金属杆ab支持力为由于导轨所受摩擦力为静摩擦力，则摩擦力在时间t内的冲量大小为故C错误，D正确。故选D。5.质量为、速度为的球跟质量为的静止球发生正碰，碰撞后球的速度可能为（）A. B. C. D.1.2v【答案】A【解析】两球碰撞过程中动量守恒，以A的初速度方向为正方向，如果两球发生完全非弹性碰撞，由动量守恒定律得解得如果两球发生完全弹性碰撞，由动量守恒定律得由机械能守恒定律得解得则碰撞后B的速度为故选A。6.如图，有一硬质导线，其中是半径为的半圆弧，为圆弧的中点，直线段长为且垂直于直径。该导线在纸面内绕点以角速度逆时针转动，导线始终在垂直纸面向外的磁感应强度为的匀强磁场中。若以点为零势点，则以下关于各点电势的说法正确的是（）A.B.C.D.导线上两点的中间位置，电势最高【答案】D【解析】A．直线段转动垂切割磁感线，根据右手定则可知，a点电势高于O点电势，则有根据电势差感应电势关系有解得故A错误；B．Oab部分的等效切割长度根据右手定则可知，b点电势高于O点电势，则有根据电势差感应电势关系有解得故B错误；C．Oac部分的等效切割长度根据右手定则可知，b点电势高于O点电势，则有根据电势差感应电势关系有解得结合上述有故C错误；D．结合上述可知，导线上两点的中间位置到转轴O的间距最大，即有效切割长度最大，则该位置电势最高，故D正确。故选D。7.如图所示，一足够长的水平粗糙绝缘杆上套一个质量为m、电荷量为+q的环，环与杆之间的动摩擦因数为µ。水平正交的匀强电磁场，方向如图，磁感应强度为B，电场强度为E，且Eq>µmg，重力加速度为g。现由静止释放环，下列说法正确的是（）A.环做匀加速直线运动B.环最终将停止运动C.环的最大加速度D.环的速度达不到【答案】C【解析】AC．刚开始运动阶段，根据牛顿第二定律有由静止释放环，环的速度增大，FN减小，f减小，加速度a增大，当FN减小为零时，摩擦力f为零，加速度a达到最大，此时有故A错误，C正确；D．环继续向右运动，FN向下，则随着速度增大，FN增大，f增大，加速度a减小，当a减小为零时，环的速度达到最大，此时有所以最大速度为故D错误；B．环速度达到最大后，将做匀速直线运动，不会停止，故B错误。故选C。8.如图所示的电路中有一个自感系数很大的电感线圈和两个完全相同的灯泡，先闭合开关，当电路达到稳定状态后，再断开开关。不计线圈的电阻及电源内阻，也不考虑温度对灯泡电阻的影响。下列说法正确的是（）A.闭合开关后，灯逐渐变亮B断开开关后，灯马上熄灭C断开开关后，灯会闪一下，之后熄灭D.全过程，断开的瞬间线圈两端的电压最大【答案】AD【解析】A．闭合开关后,由于电感线圈的自感作用阻碍电流增大，则流过线圈的电流缓慢增大，则灯逐渐变亮，而灯立即变亮，故A正确；BC．断开开关S前，因电感线圈的电阻不计且两个灯泡完全相同，则并联部分的电流相等，则断开开关后，线圈阻碍电流减小，流过的电流逐渐减小，然后流过的电流和原来的大小相同，也会逐渐减小，则灯逐渐熄灭而不会先闪亮再熄灭，故BC错误；D．设稳定状态时流过灯泡的电流为，灯泡的电阻为，闭合开关时线圈的电压为，然后逐渐减小到零，断开开关时，线圈的电压为，则全过程，断开的瞬间线圈两端的电压最大，故D正确。故选AD。9.如图，边长为、电阻均匀的正方形导线框，沿轴匀速运动穿过图中的匀强磁场区域（边界有磁场），磁感应强度为。线框右侧导线两端的电势差为，下列说法错误的是（）A.线框进磁场和出磁场过程中，通过导线横截面的电量相等B.线框完全进入磁场时，C.线框进磁场时，出磁场时D.线框进、出磁场时，大小之比为3:1【答案】BC【解析】A．由平均电流可得流过线框截面的电量为因线框进磁场和出磁场过程中，穿过线框的磁通量的变化量相等，则通过导线横截面的电量相等，故A正确，不符题意；B．线框完全进入磁场时，PQ边正垂直切割磁感线有动生电动势，则有故B错误，不符题意；C．线框进磁场时，PQ边为动生电源，由右手定则可知P点为电源的正极，有线框出磁场时，左边为动生电源，感生电流为顺时针方向，则有则线框进、出磁场时，大小之比为3:1，故C错误，符合题意；D正确，不符题意。故选BC。10.电子感应加速器是利用感生电场使电子加速的设备。若将其中的环形真空管内外不均匀的磁场，整体换成匀强磁场，如图所示，磁场方向垂直于真空管，磁感应强度随时间变化的关系式为（为大于0的常数），在真空管内产生如虚线所示的感生电场，虚线上各点电场强度大小相等。电子从距离环形真空管圆心的位置静止释放，若加速电子未达到高速，下列说法正确的是（）A.电子将沿逆时针方向加速B.电子释放点处的电场强度大小是C.电子可能做加速圆周运动D.电子一定做加速近心运动【答案】ABD【解析】AB．根据楞次定律可知，真空管内产生的感生电场的方向为顺时针方向，大小为故电子由静止释放后将沿逆时针方向加速，故AB正确；CD．假设电子发射后沿虚线圆轨道运动，则有，洛伦兹力所需的向心力联立上式可知因此假设不成立，电子做加速近心运动，故C错误，D正确。故选ABD。二、非选择题：本题共5小题，共60分。11.小明利用橡皮筋、半径相同的一元硬币和游戏硬币，在平整的实验桌上做实验来验证碰撞中的动量守恒定律。经测量，游戏硬币的质量是一元硬币的0.6倍，两硬币与桌面的摩擦情况一致。下面开始实验：第1步，在实验桌的一端固定橡皮筋作为发射装置，标记发射点和发射方向，如图中两实线；第2步，用橡皮筋将其中一枚硬币从点沿标记好的方向发射，多次实验，记下其平均停留位置；第3步，在位置放置另一枚硬币，重复第2步，记下两者平均停留位置；第4步，测出虚线到虚线的距离为。（1）橡皮筋发射的是_____（选填“一元”或“游戏”）硬币；（2）碰撞后，一元硬币的平均停留位置为_____（选填“C、D、E”）（3）若三个距离之间满足关系式_____，则两硬币的碰撞满足动量守恒定律。【答案】（1）一元（2）C（3）【解析】（1）两硬币在粗糙桌面上发生碰撞，需要防止入射硬币反弹，则需要用质量大的硬币碰质量小的硬币，故橡皮筋发射的是一元硬币；（2）根据质量大的一元硬币碰质量小的游戏币，一元硬币单独减速应停在D点，两者发生弹性碰撞后，游戏币获得的速度较大，减速滑行的距离最大，则停在E点；一元硬币碰后的速度较小，则停在C点；（3）设一元硬币的质量为，则游戏币的质量为，碰撞前单独运动和碰撞后均最匀减速直线运动，有则碰撞过程满足动量近似守恒有整理可得定量守恒的表达式为12.某便携式充电宝内部由的锂电池、升压和稳压电路组成，当对外供电时可视为电源，所剩的电量可由其显示屏上的电量百分比表示，如图1所示。满电时显示的电量百分比为100%。本实验试图研究：随着充电宝电量减少，它的电动势会不会减小？若电动势减小，电量百分比达到多少时就不能正常工作？（1）剥开充电宝的连接线，里面有四根线，将连接其正极的红线和负极的黑线接入如图2的电路。两只数字多用电表分别充当电压表和电流表，其中最上面的充当_____表，的作用是_____。（2）充电宝满电时进行第一组实验：滑动变阻器最开始的状态如图2所示，闭合开关，将滑片逐步向左移，依次将对应的电流表和电压表的示数记录在电脑的excel表格中，屏幕上会逐个显示出对应的数据点，如图3。根据图3中描绘的图线，得到充电宝的电动势为_____，内阻为_____Ω。（结果均保留2位小数）（3）在充电宝处于不同的电量百分比时，重复上述实验操作，得到下表数据：电量/%100806040205充电宝电动势/V5.045.045.005.145.08充电宝内阻0.210.200.210.250.15由以上数据可知：当充电宝的电量低时，_____（选填“能”或“不能”）正常工作。（4）若将充当电流表的数字电表直接串在充电宝旁（原理图如图4），再测充电宝满电时的电动势。此次的测量值_____（选填“>”“=”或“<”）图3测得的电动势。【答案】（1）电压见解析（2）5.070.11（3）能（4）>【解析】（1）[1]由图2可知，上面的数字多用电表并联在电路中，充当电压表。[2]为定值电阻，在电路中作为保护电阻，以防止滑动变阻器调节过度导致电流过大或者短路。（2）[1][2]根据闭合回路欧姆定律可得根据图3中描绘的图线可得，（3）由表格数据可知，充电宝的电动势受充电宝电量影响很小，基本保持不变，而充电宝的内阻很小，充电宝的内电路对输出电压的影响很小，故使用所测试的充电宝供电不必考虑充电宝的电量百分比以及电流大小对输出电压的影响。即当充电宝的电量低时，能正常工作。（4）图2电路图中，由于电压表的分流作用，电流测量值小于真实值，则电动势的测量值小于真实值，图4电路图中，电动势的测量值等于真实值，则图4的测量值大于图3测得的电动势。13.如图所示，质量为的小车静止在光滑水平面上，其表面有粗糙的水平轨道和光滑的四分之一圆弧轨道，两轨道相切于圆弧轨道最低点，质量为的物块静止于小车最左端。一颗质量为的弹丸，以水平速度打中物块且没有穿出，物块沿着小车上的轨道运动。已知水平轨道长，圆弧轨道半径，物块与水平轨道间的动摩擦因数为，弹丸和物块均视为质点，不计空气阻力，重力加速度取。求：（1）弹丸打中物块后的速度大小；（2）物块到达的最大高度。【答案】（1）（2）【解析】（1）弹丸与物块作用过程中，两者组成的系统动量守恒，则解得（2）由已知分析，无论物块是否冲上（冲出）圆弧部分，两者一定存在水平速度相同时候，且此时物块相对于小车水平轨道部分高度最高，设此高度为，由两者水平方向动量守恒得由系统能量守恒，则联立解得14.如图所示，边长为、质量为的正方形导线框，从匀强磁场上方处自由下落，磁场宽度也是。当线框边到达磁场下边界时，线框刚好以的速度匀速穿出。已知重力加速度为。线框穿过磁场区域的过程中，不计空气阻力，求：（1）线框边刚进磁场时的加速度大小；（2）求线框边所受安培力做的功；（3）线框边和边分别通过磁场的时间差值。【答案】（1）（2）（3）【解析】（1）线框先做自由落体运动，则有解得则ab边刚进入磁场的速度为ab边刚进磁场时，根据牛顿第二定律可得又当线框边到达磁场下边界时，线框刚好以的速度匀速穿出，根据平衡条件可得又其中，联立解得（2）对线框ab边进磁场到出磁场过程，由动能定理得联立解得（3）对ab边通过磁场过程，由动量定理得其中cd边通过磁场过程时间，由动量定理得联立可得15.如图所示，第III象限中以A点（0，-0.1）为圆心、半径R=0.1m的半圆区域内无电磁场，第III象限的其它区域和x轴上方都有垂直纸面向里的匀强磁场，磁感应强度B1=0.1T，第IV象限存在另一垂直纸面的匀强磁场B2。在y=-0