湖北省部分高中2024-2025学年高二上学期11月期中联考物理试题 含解析

2024年秋季湖北省部分高中联考协作体期中考试高二物理试卷考试时间：2024年11月16日10：30－11：45试卷满分：100分★祝考试顺利★注意事项：1．答卷前，考生务必将自己的学校、考号、班级、姓名等填写在答题卡上．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选项的答案信息点涂黑，如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其他答案标号，答在试题卷、草稿纸上无效．3．填空题和解答题的作答：用0.5毫米黑色签字笔直接答在答题卡上对应的答题区域内，答在试题卷、草稿纸上无效．4．考生必须保持答题卡的整洁．考试结束后，将试题卷和答题卡一并交回．第I卷选择题（共40分）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，第题只有一项符合题目要求，第8~10题有多项符合题目要求．全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分．）1.对于下列教材中所列的实验和生活用品，说法正确的是（）A.码头边轮胎对船舶的保护作用是通过反冲实现的B.两根通电方向相反的长直导线存在斥力，两斥力是一对平衡力C.法拉第利用如图所示的实验装置发现了电流的磁效应D.人们常用电磁炉来加热食物，不可以用陶瓷做成的锅炒菜【答案】D【解析】【详解】A．码头边轮胎对船舶的保护作用是通过缓冲实现的，故A错误；B．图中，两根通电方向相反的长直导线产生的磁场方向相反，所以两导线相互吸引，是相互作用力，故B错误；C．奥斯特利用丙图实验装置发现了电流的磁效应现象，故C错误；D．丁图中，电磁炉利用在金属锅底中产生的涡流来加热食物，不可以用陶瓷做成的锅炒菜，故D正确。故选D。2.关于动量，以下说法正确的是（）A.物体的动能保持不变，其动量也一定不变B.物体的动量发生改变，其动能也一定发生改变C.两个物体的速度相同，那么质量大的物体动量一定大D.两个物体的质量相等，速度大小也相等，则它们的动量一定相同【答案】C【解析】【详解】A．物体的动能保持不变，速度大小不变，方向可能改变，其动量不一定不变，故A错误；B．物体的动量发生改变，可能速度方向变了，大小不变，其动能不一定发生改变，故B错误；C．物理学中把质量和速度乘积mv定义为物体的动量，两个物体的速度相同，那么质量大的物体动量一定大，故C正确；D．两个物体的质量相等，速度大小也相等，可能速度方向不同，则它们的动量不一定相同，故D错误。故选C。3.如图，在平行板器件中，电场强度与磁感应强度相互垂直．一带电粒子（重力不计）从左端以速度沿虚线射入后做匀速直线运动，则该带电粒子（）A.一定带正电B.速度大小C.受到的洛伦兹力一定向上D.若此粒子从右端沿虚线方向以速度射入，不会沿虚线做匀速直线运动【答案】D【解析】【详解】ABC．无论粒子带正电还是负电，粒子从左侧射入时，受电场力和洛伦兹力方向总是相反的，且电场力和洛伦兹力大小相等，洛伦兹力可能向上，也可能向下，大小满足即速度大小为故ABC错误；D．若此粒子从右端沿虚线方向以速度v射入，无论是带正电的粒子还是带负电的粒子受的洛伦兹力和电场力的方向均相同，即合力方向垂直初速度方向，粒子不会沿虚线做匀速直线运动，故D正确。故选D。4.如图所示，带电粒子刚进入匀强磁场时，所受到的洛伦兹力的方向垂直纸面向里的是（）A. B.C. D.【答案】B【解析】【详解】A．磁场的方向是向里的，根据左手定则可知，受到的洛伦兹力的方向是向上的，故A错误；B．磁场的方向是向上的，负电荷向右运动，根据左手定则可知，受到的洛伦兹力的方向是向里的，故B正确；C．磁场方向水平向右，负电荷向上运动，根据左手定则可知，受到的洛伦兹力的方向是向外的，故C错误；D．磁场的方向是向上的，负电荷向上运动，电荷运动方向和磁场方向平行，粒子不受洛伦兹力，故D错误。故选B。5.如图所示，一个质量为的物块A与静止在水平面上的另一个质量为的物块B发生正碰，碰后B物块刚好能落入正前方的沙坑中．假如碰撞过程中无机械能损失，已知物块B与地面间的动摩擦因数为0.4，与沙坑的距离，g取．物块可视为质点，则碰撞前瞬间A的速度大小为（）A. B. C. D.【答案】B【解析】【详解】碰撞后B做匀减速运动，由动能定理得代入数据解得v=2m/sA与B碰撞的过程中，A与B组成的系统在水平方向的动量守恒，选取向右为正方向，则有由于没有机械能的损失，则有联立解得v0=3m/s故选B。6.如图所示，导体的长为，绕点以角速度匀速转动，长为，且、、三点在一条直线上，有一磁感应强度为的匀强磁场充满转动平面且与转动平面垂直，那么两端的电势差为（）A. B. C. D.【答案】D【解析】【详解】因导体AB上各点的角速度相等，根据角速度、线速度的关系可知v与r成正比，则AB的平均速度AB两端的电势差大小等于导体AB中感应电动势的大小，即有故选D。7.如图所示，水力采煤时，用水枪在高压下喷出强力的水柱冲击煤层，设水柱横截面积为，水速为，水的密度，假设水柱射在煤层的表面上，冲击煤层后水的速度变为零，求水柱对煤层的平均冲击力大小是（）A. B. C. D.【答案】A【解析】【详解】设时间内水枪射出水的质量为，则有以这小段水柱为研究对象，选取初速度的方向为正方向，设煤层对水柱的平均作用力为，根据动量定理，则有联立解得根据牛顿第三定律可知，水柱对煤层平均作用力的大小等于煤层对水柱平均作用力的大小，即水柱对煤层平均作用力的大小为。故选A。8.如图所示，有辆平板小车停放在光滑的水平地面上，平板小车上放置着两个质量不相等的物体甲和乙，起初甲、乙两物体间有一根被压缩的轻弹簧，轻弹簧与甲、乙两物体相连接，当两物体同时被释放后，则（）A.若甲、乙所受的摩擦力大小相等，则甲、乙组成系统的动量守恒B.若甲、乙所受的摩擦力大小相等，则甲、乙、小车组成系统的动量守恒C.若甲、乙与平板车上表面间的动摩擦因数相同，则甲、乙组成的系统动量守恒D.若甲、乙与平板车上表面间的动摩擦因数相同，则甲、乙、小车组成系统的动量守恒【答案】ABD【解析】【详解】A．把甲、乙组成一个系统可知，两物体同时被释放后，甲受到向右的摩擦，乙受到向左的摩擦，若甲、乙所受的摩擦力大小相等，则该系统合外力为零，满足动量守恒条件，则甲、乙组成系统的动量守恒，故A正确；B．把甲、乙、小车组成系统，甲、乙所受的摩擦力为系统内力，由于地面光滑，故系统合外力为零，满足动量守恒条件，故甲、乙、小车组成系统的动量守恒，故B正确；C．若甲、乙与平板车上表面间的动摩擦因数相同，根据滑动摩擦力可知压力大的摩擦力大，由于甲和乙两个质量不相等，故压力不相等，所以甲、乙组成的系统水平方向合外力不为零，不满足动量守恒条件，故甲、乙组成的系统动量不守恒，故C错误；D．以上分析可知，虽然甲、乙与平板车上表面间的动摩擦因数相同，造成二者摩擦力不相等，但摩擦力属于系统内力，不影响系统动量守恒，由于地面光滑，故系统合外力依然为零，满足动量守恒条件，则甲、乙、小车组成系统的动量守恒，故D正确。故选ABD。9.如图所示两个圆环甲、乙，外环乙是不带电的金属圆环，内环甲是带负电的绝缘体，让内环甲逆时针加速转动，则在外环乙上会产生感应电流，下列说法正确的是（）A.外环乙有扩张的趋势B.外环乙有收缩的趋势C.外环乙上会产生顺时针方向电流D.外环乙上会产生逆时针方向电流【答案】AD【解析】【详解】内环甲是带负电的绝缘体，让内环甲逆时针加速转动，则内环甲形成的电流增大，产生的磁场变强，由于内环甲形成的电流方向为顺时针，根据右手螺旋定则可知，内环甲内部的磁场方向垂直纸面向里，内环甲外部的磁场方向垂直纸面向外；则穿过外环乙的磁通量向里增大，根据楞次定律可知，外环乙上会产生逆时针方向电流；由于外环乙所处位置的磁场方向垂直纸面向外，根据左手定则可知于外环乙产生的逆时针方向电流每一小电流元受到的安培力均背向圆心向外，所以外环乙有扩张的趋势。故选AD。10.如图所示，平面直角坐标系内有一圆形匀强磁场区域，其圆心在坐标为的点，半径为，磁场的磁感应强度大小为，方向垂直坐标平面向里，在磁场区域的右侧的区域内有范围足够大的匀强电场区域，电场强度大小为，方向沿轴正方向。一电荷量为的带负电粒子从点沿轴正方向以一定的初速度射入磁场区域，并恰好从点射出磁场区域，且经过点，不计带电粒子的重力和空气阻力，则下列说法正确的是（）A.初速度大小 B.初速度大小C.带电粒子的质量 D.带电粒子的质量【答案】AC【解析】【详解】粒子在磁场中做圆周运动，运动半径为R，由洛伦兹力提供向心力有带电粒子从A点沿x轴正方向进入电场，在电场中做类平抛运动有R=v0t1解得解得故选AC。第II卷非选择题（共60分）二、非选择题（本题共5小题，共60分．）11.某实验小组准备了如下图所示的实验装备组成实验电路，研究电磁感应现象．（1）接好电路，合上开关瞬间，电流计指针发生偏转是（）A.甲图 B.乙图 C.甲图和乙图 D.都未发生偏转（2）实验探究过程中，下列说法正确的是（）（多选，填正确答案前的标号）A.图甲，导体在磁场中分别垂直于磁感线与沿着磁感线运动时，电流计指针均会偏转B.图乙，闭合开关，拔出线圈中的铁棒一瞬间时，电流计的指针发生偏转C.图乙，当开关闭合，线圈电流稳定后，电流计的指针发生偏转D.图乙，开关闭合时，移动滑动变阻器的滑片，电流计的指针偏转，线圈中出现感应电流．（3）图乙接通开关进行实验时，滑动变阻器滑片应该滑置在_____（填“”或“”）端。【答案】（1）B（2）BD（3）C【解析】【小问1详解】A．合上开关的瞬间，甲图的导体棒没有做切割磁感线运动，没有感应电流，电流表的指针不会发生偏转，A错误；B．合上开关的瞬间，线圈A中的磁通量发生改变，进而引起线圈B中的磁通量发生改变，从而产生感应电流，电流表的指针会发生偏转，B正确；CD．根据上述分析可知，合上开关的瞬间，甲图中电流表的指针不发生偏转，乙图中电流表的指针发生偏转，CD均错误。故选B。【小问2详解】A．图甲，导体在磁场中垂直于磁感线运动时，电流计指针均会偏转，而沿着磁感线运动时，电流计指针不会偏转，A错误；B．图乙，闭合开关，拔出线圈中的铁棒一瞬间时，线圈A中的磁通量发生改变，线圈B中的磁通量随之发生改变，产生感应电流，电流计的指针发生偏转，B正确；C．图乙，当开关闭合，线圈电流稳定后，线圈中磁通量没有发生改变，不能产生感应电流，电流计的指针不发生偏转，C错误；D．图乙，开关闭合时，移动滑动变阻器的滑片，线圈A中的电流大小发生改变，磁感应强度发生改变，通过线圈的磁通量发生改变，线圈B中的磁通量随之改变，从而产生感应电流，故电流计的指针发生偏转，线圈中出现感应电流，D正确。故选BD。【小问3详解】闭合开关前，滑动变阻器其的滑片应位移最大阻值处，即图示中的C端。12.实验小组用如图1所示装置来验证两个小球在斜槽末端碰撞时的动量守恒。A、B为两个直径相同的小球，质量分别为m1、m2，且m1>m2.实验时，接球板水平放置，让入射球A多次从斜轨上E点静止释放，平均落点为P1；再把被碰小球B静放在水平轨道末端，再将入射小球A从斜轨上某一位置静止释放，与小球B相撞，并多次重复，分别记录两个小球碰后的平均落点M1、N1。（1）关于该实验的要求，下列说法正确的是___________。（多选，填正确答案前的标号）A.斜槽末端必须是水平的B.斜槽轨道必须是光滑的C.必须测出斜槽末端的高度D.放上小球B后，A球必须仍从E点释放（2）图1中О点为斜槽末端在接球板上的投影点，实验中测出OM1，OP1，ON1的长度分别为、、。若两球碰撞时动量守恒，则满足的表达式为________。（用题中已知物理量符号表示）（3）如图2所示，仅改变接球板的放置，让接球板的一端紧靠在斜槽末端，使小球A仍从斜槽上E点由静止释放，重复第一次实验操作，在接球板上得到三个落点M2、P2、N2，其中О点为斜槽末端与接球板的接触点，测出OM2、OP2、ON2长度分别为、、。若两球碰撞时动量守恒，则满足的表达式为_______。（用题中已知物理量符号表示）（4）某同学仅将B球替换为半径相同、质量为m3的C球（m3>m1），重复第一次实验操作，发现碰撞后A球反向运动，沿倾斜轨道上升一段距离后再次下滑离开轨道末端，测量碰撞后A、C落点的平均位置到О点的距离分别为、。若误差允许范围内满足关系式___________（用题中已知物理量符号表示），则可以认为两球碰撞前后的动量守恒。实验数据表明，系统碰撞前的动量总是小于碰撞后的动量，原因可能是___________。【答案】（1）AD（2）（3）（4）①.②.轨道存在阻力【解析】【小问1详解】ABD．为使小球A运动至轨道末端的速度相同，方向水平，放上小球B后，A球必须仍从E点释放，末端必须水平，安装的斜槽轨道不需要光滑，故AD正确，B错误；C．小球从斜槽末端飞出后，做平抛运动，竖直方向上，小球下落的高度相等，则小球在空中运动的时间相等，小球水平位移之比等于小球速度之比，实验不需要测出斜槽末端距地面的高度，故C错误。故选AD。【小问2详解】小球从斜槽末端飞出后，做平抛运动，竖直方向上，小球下落的高度相等，则小球在空中运动的时间相等，设为，碰撞前小球A的速度为碰撞后小球A、小球B的速度分别为，两球碰撞前后的总动量守恒有整理得【小问3详解】设斜面的倾角为，小球做平抛运动，有解得则碰撞前小球A的速度为碰撞后小球A、小球B的速度分别为，两球碰撞前后的总动量守恒有整理得小问4详解】[1]碰撞后A球反向运动同小问（2）分析可知若误差允许范围内满足关系式则可以认为两球碰撞前后的动量守恒；[2]系统碰撞前的动量总是小于碰撞后的动量，是由于轨道存在阻力，减小了碰后的动量大小。13.如图所示，质量分别为、的滑块A、B位于光滑水平面上，现使滑块A以的速度向右运动，与左侧连有轻弹簧的滑块B发生碰撞．求二者在发生碰撞的过程中．（1）弹簧的最大弹性势能；（2）滑块的最大动能。【答案】（1）（2）【解析】【小问1详解】当弹簧压缩最短时，弹簧的弹性势能最大，此时滑块A、B共速。由动量守恒定律：弹簧的最大弹性势能即滑块A、B损失的动能解得【小问2详解】当弹簧恢复原长时，滑块获得最大速度，由动量守恒定律和机械能守恒定律得，滑块的最大动能解得14.我国阶段性建成并成功运行了“电磁撬”，创造了大质量电磁推进技术的世界最高速度纪录，一种两级导轨式电磁推进的原理如图所示，两平行长直金属导轨固定在水平面，导轨间垂直安放金属棒．金属棒可沿导轨无摩擦滑行，且始终与导轨接触良好，电流从一导轨流入，经过金属棒，再从另一导轨流回，图中电源未画出．导轨电流在两导轨间产生的磁场可视为匀强磁场，磁感应强度与电流的关系式为为常量），金属棒被该磁场力推动，当金属棒由第一级区域进入第二级区域时，回路中的电流由变为。已知两导轨内侧间距为，每一级区域中金属棒被推进的距离