湖南省炎德英才名校联合体2024-2025学年高二上学期期末联考物理试题（B卷）（解析版）

高级中学名校试卷PAGEPAGE12024年高二第一学期期末质量检测考试物理（B卷）（考试范围：必修一、必修二、必修三、选必1）时量:75分钟满分:100分第Ⅰ卷（选择题共44分）一、单项选择题（本题6小题，每小题4分，共24分。在每小题给出的四个选项中，只有一项符合题目要求）1.“物理”二字最早出现在中文中，是取“格物致理”四字的简称，即考察事物的形态和变化，总结研究它们的规律的意思。同学们在学习物理知识之外，还要了解物理学家是如何发现物理规律的，领悟并掌握处理物理问题的思想与方法，下列叙述正确的是（）A.2024年巴黎奥运会中，裁判员给跳水冠军全红婵打分时，可以将其看作质点，这种思维方法通常称为“科学抽象法”B.用比值法定义的物理概念在物理学中占相当大的比例，如场强，加速度都是采用比值法定义的C.库仑首先提出了电场的概念，并引用电场线形象地表示电场的强弱和方向D.伽利略认为自由落体运动是物体在倾角为90°的斜面上的运动，再根据铜球在斜面上的运动规律总结出自由落体的运动规律，这是采用了实验和逻辑推理相结合的方法【答案】D【解析】A．裁判员给跳水冠军全红婵打分时，可以将其看作质点，这种思维方法通常称为“理想模型”,故A错误；B．场强公式为定义式，加速度公式是牛顿第二定律的表达式，故B错误；C．法拉第首先提出了电场的概念，并引用电场线形象地表示电场的强弱和方向，故C错误；故选D。2.如图所示，竖直放置的等边三角形ABC，其中BC边水平，在B点放入电荷量为Q的点电荷时，该点电荷在A点产生的电场强度为E；在C点放入垂直于纸面且电流为I的通电直导线时，该通电直导线在A点产生的磁感应强度为B，下列说法正确的是（）A.若在B、C两点同时放入电荷量均为Q的正电荷，则A点的电场强度为2E，方向竖直向上B.若在B、C两点同时放入电荷量均为Q的等量异种点电荷，则A点的电场强度大小为E，方向沿竖直方向C.若在B、C两点同时放入垂直于纸面向里且大小为I的同向电流，则A点的磁感应强度大小为2B，方向沿水平方向D.若在B、C两点同时放入垂直于纸面且大小为I反向电流，则A点的磁感应强度大小为B，方向沿竖直方向【答案】D【解析】A．若在B、C两点同时放入电荷量均为Q的正电荷，根据电场的矢量合成，则A点的合场强为，方向竖直向上，A错误；B．若在B、C两点同时放入电荷量均为Q的等量异种点电荷，根据电场的矢量合成，则A点的合场强为，方向沿水平方向，B错误；C．若在B、C两点同时放入垂直于纸面向里且大小为I的同向电流，根据安培定则及矢量的合成法则可知，A点的磁感应强度大小为，方向沿水平方向，C错误；D．若在B、C两点同时放入垂直于纸面且大小为I的反向电流，根据安培定则及矢量的合成法则可知，A点的磁感应强度大小为B，方向沿竖直方向，D正确。故选D。3.2024年10月30日4时27分,搭载神舟十九号载人飞船的长征二号F遥十九运载火箭在酒泉卫星发射中心点火发射，约10分钟后，神舟十九号载人飞船与火箭成功分离，载人飞船进入预定轨道后，与空间站完成自主快速交会对接，6名中国航天员在太空顺利会师。如图是飞船发射至对接的原理图，以下说法正确的是（）A.火箭发射加速升空过程，载人飞船处于失重状态B.飞船先进入轨道2，再加速即可完成与天宫空间站的对接C.飞船从地面发射进入轨道1的速度应大于7.9km/s小于11.2km/sD.飞船在轨道2运行周期小于在轨道1的运行周期【答案】C【解析】A．火箭发射加速升空过程，加速度向上，载人飞船处于超重状态，A错误；B．飞船先进入轨道2，再加速，万有引力不足以提供向心力，飞船将做离心运动，无法实现与空间站的对接，B错误；C．飞船从地面发射进入轨道1的速度应大于第一宇宙速度，小于第二宇宙速度，C正确；D．根据开普勒第三定律可知，轨道半径越大，周期越大，轨道2的半径大于轨道1的半径，故飞船在轨道2的运行周期大于在轨道1的运行周期，D错误。故选C。4.一些昆虫和鸟类能够感知花朵周围存在的静电，比如蜂鸟就能够利用自身和花朵之间的静电场，通过静电力不接触隔空吸出花粉，如图所示，一个质量为m、电荷量为-q（q>0）白的花粉仅在电场力作用下运动，以下说法正确的是（）A.花粉在P点的加速度大于Q点的加速度B.花粉从P点由静止释放，将沿P、Q这条电场线运动到Q点C.花粉分别置于P、Q两点，花粉在Q点处的电势能大D.若花粉从静止开始由N点运动到M点，乙图图线与x轴所夹的阴影部分面积为S，花粉运动到M位置时动能为qS【答案】D【解析】A．根据电场线的分布情况可知，P点的电场强度小于Q点的电场强度，根据牛顿第二定律可知，花粉在P点的加速度小于Q点的加速度，A错误；B．P、Q间的电场线为一条曲线，电场力的方向与速度方向不在同一直线上，此时花粉不能沿电场线从P运动到Q，B错误；C．Q点的电势高，但花粉带负电，在Q点的电势能小，C错误；D．图乙中的面积表示电势差，所以花粉运动到M时，电场力做功根据动能定理可知，花粉运动到M位置时动能为qS，D正确。故选D。5.降噪可分为被动式降噪和主动式降噪。其中主动式降噪指通过降噪系统产生与外界噪音相位相反的声波，二者叠加后，将噪音中和，从而实现降噪效果。图为原理简化图。则下列说法正确的是（）A.降噪声波与环境声波都是横波B.降噪声波与环境声波的波速大小不相等C.降噪过程应用的是声波的干涉原理D.振动加强点位移始终处于最大值【答案】C【解析】A．降噪声波与环境声波都是纵波，选项A错误；B．降噪声波与环境声波的波速大小相等，选项B错误；C．降噪过程应用的是声波的干涉原理，即两列频率相等的声波叠加后振动减弱，选项C正确；D．振动加强点振幅最大，但是位移不是始终处于最大值，选项D错误。故选C。6.华人诺贝尔奖得主李政道博士曾经说：“中华民族是一个优秀民族，中国人早在两汉时期就发明了筷子。如此简单的两根东西却高妙绝伦地应用了物理学上的原理。”如图所示，用力使筷子夹住小球静止不动，若小球所受力均在同一竖直平面内，每根筷子和竖直方向的夹角均为θ=30°，小球的质量m=0.2kg，重力加速度g取10m/s2。小球与筷子之间的动摩擦因数为，为使筷子夹住小球静止不动，则每根筷子对小球压力FN可能是（）A.10N B.6N C.3N D.1N【答案】C【解析】筷子对小球的压力最小时，在竖直方向，小球受力平衡可得代入数据解得筷子对小球的压力最大时，摩擦力反向，由平衡条件得代入数据解得所以每根筷子对小球压力FN的取值范围为故选C。二、多项选择题（本题4小题，每小题5分，共20分。在每小题给出的四个选项中，有多项符合题目要求，全部选对的得5分，选对但不全的得3分，有选错的得0分）7.如图所示，电源的电动势为E，内阻为r，定值电阻,当电阻R的阻值减小时，理想电压表Ⓥ与理想电流表Ⓐ示数的变化量的绝对值分别为ΔU、ΔI，下列说法正确的是（）A.电压表与电流表的示数之比变大B.电源的输出功率增大C.电源的效率降低D.【答案】BC【解析】A．电流表电压表的示数之比等于电阻R的大小，故当电阻R的阻值减小时，电流表电压表的示数之比变小，A错误；B．电源的输出功率当时，输出功率最大，由于，故当R的阻值减小时，电源的输出功率增大，B正确C．电路的外电阻减小，电源的效率降低，C正确；D．根据闭合电路的欧姆定律可知故有D错误。故选BC。8.一列简谐横波在一均匀介质中传播，P、Q是该波传播过程中的两个质点，它们的平衡位置相距4m，P、Q两质点的振动图像如图所示。下列说法正确的是（）A.质点P的振动周期为T=6sB.2.5s时刻P、Q两质点偏离平衡位置的位移相同，速度方向相同C.若该波从P向Q传播，波传播的时间可能为2sD.若该波从P向Q传播，波传播速度可能为1m/s【答案】AD【解析】A．由振动图像可知，质点P的振动周期，A正确；B．由图可知，2.5s时刻P、Q两质点偏离平衡位置的位移相同，但速度方向相反，B错误；CD．若该波从P向Q传播，经历的时间根据解得显然传播的时间不可能为2s，波速可能为1m/s，C错误，D正确。故选AD。9.如图所示，儿童物理实验套装中有一个小实验“简易浮动球”，通过电动机产生的气流把泡沫球吹起来，使泡沫球保持悬浮状态。电动机产生气流可简化为直径为d的圆柱形竖直风洞，已知气流密度为ρ，泡沫球垂直风力方向的投影面积为S，电动机竖直向上“吹”出气流且速度恒为v，重力加速度为g。假设气流吹到泡沫球上后水平散开，则下列说法正确的是（）A.泡沫球质量为B.电动机在单位时间内吹出的气体体积为vSC.若电动机的转化效率为η，那么此电动机的电功率为D.若气流速度变为原来的0.8倍，泡沫球开始运动时的加速度大小为0.64g【答案】AC【解析】A．对喷到泡沫球上的气体由动量定理其中F=mg可得泡沫球的质量为选项A正确；B．单位时间内吹到泡沫球上的气体的体积为vS，则电动机在单位时间内吹出的气体体积大于vS，选项B错误；C．若电动机的转化效率为η，则其中解得此电动机的电功率为选项C正确；D．若气流速度变为原来的0.8倍，根据可知根据可得泡沫球开始运动时的加速度大小为a=0.36g选项D错误。故选AC10.在水平道路上直线行驶的汽车，挡风玻璃与水平面成角θ=37°，如图所示，无风的天气里，车辆行驶时，静止在挡风玻璃上的树叶受到水平方向空气的推力，推力方向与车前进方向相反，大小由车速v决定，且满足。现只讨论树叶沿挡风玻璃向下或向上的运动，横向可视为静止无运动，已知树叶与玻璃间的最大静摩擦力等于滑动摩擦力且，树叶质量，。取g=10m/s²，，。则下列说法正确的是（）A.树叶静止在挡风玻璃上，车匀速运动的速度大小必然等于10m/sB.树叶静止在挡风玻璃上，车匀速运动的速度大小至少不低于C.若车某一时刻运动的速度大小为10m/s，则静止在挡风玻璃上的树叶不受摩擦力D.若车在加速过程中，且此刻运动的速度大小为10m/s，树叶若静止在挡风玻璃上，则此刻加速度不超过【答案】BD【解析】AB．树叶静止在挡风玻璃上，当树叶受到的静摩擦力向上且达到最大时，车匀速运动的速度具有最小值，以树叶为对象，根据平衡条件可得解得故A错误，B正确；C．若车某一时刻运动的速度大小为10m/s，则有推力沿挡风玻璃向上的分力大小为树叶重力沿挡风玻璃向下的分力大小为若此时汽车做匀速运动，则静止在挡风玻璃上的树叶不受摩擦力；若此时汽车做变速运动，汽车具有一定的加速度，则静止在挡风玻璃上的树叶受到摩擦力作用，故C错误；D．若车在加速过程中，且此刻运动的速度大小为10m/s，由于推力沿挡风玻璃向上的分力等于树叶重力沿挡风玻璃向下的分力，则树叶受到的静摩擦力提供沿挡风玻璃向下的分加速度，则有垂直于挡风玻璃方向有又联立解得故D正确。故选BD。第Ⅱ卷（非选择题共56分）三、实验题（本大题共2个小题，每空2分，共16分）11.在物理实验生活化研究中，同学们在家利用生活物品制作单摆并测量重力加速度。（1）在选择生活物品制作单摆时，同学们想了很多办法。李同学用0.2米左右的手提袋绳吊一只玩具小黄人；王同学用1米细线吊一个纸团；何同学用橡皮筋吊一个桔子；文同学用1米细线吊一把挂锁。其中_________同学的制作符合单摆的制作要求。（2）张同学在实验过程中，测得摆长约为110cm，10次全振动时长共21秒，请你帮他计算当地的重力加速度为__________（π²取值为9.86，结果保留三位有效数字）（3）周同学用夹子夹住一个衣架，在衣架下用长度不同的细绳吊了六把锁，如图所示，当他用手拨动锁F，当摆动稳定后，发现其他五把锁中________（填写图中字母）摆幅度最大。（4）杨同学在研究单摆摆动过程中，小球做圆锥摆运动时他测得的周期比单摆周期__________（选填“大”“相等”或“小”）【答案】（1）文（2）9.84（3）B（4）小【解析】（1）[1]0.2m作为摆长太短、纸团因空气阻力大、橡皮筋作为摆绳会伸缩均不适合，用1m细线挂一把锁符合要求，故文同学的符合单摆的制作要求。（2）[1]单摆的振动周期为根据单摆的振动周期为可得（3）[1]其他锁做受迫振动，B锁摆长和F最接近，固有频率最接近，所以摆幅最大。（4）[1]小球在水平面内做圆锥摆运动，根据牛顿第二定律，有解得测量周期小于单摆周期。12.假日自驾旅游逐渐成为风尚，温暖的生活气息诠释了人们对美好幸福生活的追求，喝酒不开车已经成为基本行为准则。某款酒精检测仪如图甲所示，核心部件为酒精气体传感器，其电阻R与酒精气体浓度c的关系如图乙所示。某同学想利用该酒精气体传感器设计一款酒精测量仪，除酒精气体传感器外，在实验室中找到了如下器材：A.干电池组（电动势E=3.0V，内阻r=1.2Ω）B.表头G（满偏电流6.0mA，内阻C.电阻箱R₁（最大阻值9999.9Ω）D.电阻箱R₂（最大阻值9999.9Ω）E.开关及导线若干（1）该同学设计的测量电路如图丙所示，他首先将表头G量程扩大为原来的15倍，则应将电阻箱R₁的阻值调为__________Ω；（2）该同学将电阻箱R₂的阻值调为16Ω，则应将酒精气体浓度为零的位置标注在表头上_________mA处；（3）完成步骤（2）后，某次在实验室中试测酒精浓度时，表头指针如图丁所示。已知酒精浓度在0.2~0.8mg/mL之间属于酒驾；酒精含量达到或超过0.8mg/mL属于醉驾，则该次测试的酒精浓度属于___________范围（选填“酒驾”或“醉驾”）；（4）使用较长时间后，干电池组电动势降低，内阻增大，则此时所测的酒精气体浓度与真实值相比___________（选填“偏大”“偏小”或“一样”）。【答案】（1）3（2）2（3）酒驾（4）偏小【解析】（1）将表头扩大为原来的15倍，根据欧姆定律可得解得（2）由题可知，当表头电流为I时，实际电流为15I，由乙图可知，当酒精为零时，气敏电阻的阻值为，根据闭合电路的欧姆定律可得代入数据解得（3）方法一：图丁中显示的电流为4mA，由可以解得根据乙图可得，此次测试的酒精浓度，属于酒驾范围；方法二：根据乙图可得，酒精气体传感器电阻随着酒精气体浓度c

增大而减小，则酒精气体浓度越大电路中电流越大。由乙图可知，酒精浓度达到0.8mg/mL时（醉驾），气敏电阻的阻值，同理可得此时电路中的实际电流此时表头的电流应为而图丁中显示的电流为4mA，大于，小于。则属于酒驾范围。（4）使用较长时间后，干电池的电动势降低，内阻增大，根据可知，同一浓度下，电流中的电流偏小，表头的电流偏小，故所测酒精的浓度值偏小。四、解答题（本大题共3小题，共40分。解答应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤，只写出最后答案的不能得分，有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位。）13.游泳池边有一安全员头顶高出水面2.7m，池底有一个单色光源S，S射出的一束光从水面出射后刚好照到安全员的头顶，假设该出射光束与竖直方向夹角为53°，安全员到S光源的水平距离为5.1m，水的折射率为求：（1）光源S距水面的高度；（2）S光源在水面形成一个漂亮的发光区域，求S光源发出的光能将水面照亮的面积（结果用π表示）。【答案】（1）（2）【解析】（1）设光束从水面射出点到安全员头顶的水平距离为x1，到单色光源S的水平距离为；安全员头顶距水面高度为，光源S距水面的高度为；光束在水中与竖直方向的夹角为。由几何关系有，由折射定律有联立上式代入数据解得（2）光束刚好在水面发生全反射时由几何关系能将水面照亮的面积解得14.如图所示，沿水平方向和竖直方向建立直角坐标系xOy，空间存在与坐标平面平行的匀强电场（未画出）。以O为圆心的圆周上有一点，一质量为m的带负电小球从A点沿x轴正方向以水平初速度进入圆形区域，并从B点（图中未标出）以相同的速率v0离开圆形区域，整个过程小球克服电场力做功为8mgl，重力加速度为g。求：（1）整个过程小球的重力做的功；（2）B点的位置坐标；（3）小球所受电场力的大小和方向。【答案】（1）（2）（3），方向沿x轴负方向【解析】（1）小球从A到B的过程中根据动能定理可得解得（2）设小球下落高度为h，则有解得根据几何关系可知，B点的纵坐标根据对称性可知，B点和A点关于圆的直径对称，由于A、B两点速率相等，合力做功为0，则小球合力方向与AB连线垂直，若B点与A点关于x轴对称，合力方向沿x轴负方向，小球做减速直线运动，不符题意；故B点与A点关于圆心对称，所以B点的坐标为（3）如图所示，设AB连线与y轴的夹角为由几何关系可得且小球受到合外力的方向与AB垂直，小球做类平抛运动，沿AB方向上有垂直AB方向上由牛顿第二定律可得解得综上所述可知，小球受到电场力的方向沿x轴负方向结合几何知识可得联立上述各式解得方向沿x轴负方向。15.如甲图所示，在光滑