湖北省新高考联考协作体2024-2025学年高二上学期11月期中考试物理试题 含解析

2024—2025学年度上学期高二期中考试高二物理试卷命题学校：命题教师：审题学校：考试时间：2024年11月14日上午10：30-11：45试卷满分：100分注意事项：1．答题前，先将自己的姓名、准考证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。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1~7题只有一项是符合题目要求的。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.下列有关物理规律或现象说法不正确的是（）A.荷兰物理学家惠更斯发现单摆做简谐运动的周期公式B.物体做受迫振动达到稳定后，物体振动的频率等于驱动力的频率，与物体的固有频率无关C.上图是一位同学用竹杆把蜂鸣器举起并在头顶快速转动，在几米之外会听到它的音调时高时低的变化，这是声波的干涉现象D.“闻其声而不见人”，是声波的衍射现象，波长为，若障碍物尺寸远大于17m，声波仍能发生衍射现象【答案】C【解析】【详解】A．荷兰物理学家惠更斯通过研究单摆的振动，得到了单摆做简谐运动的周期公式，故A正确，不符合题意；B．物体做受迫振动达到稳定后，物体振动的频率等于驱动力的频率，与物体的固有频率无关，故B正确，不符合题意；C．蜂鸣器在头顶快速转动,声源的位置在发生变化，所以几米外的观察者会观测到声波的多普勒效应，故C错误，符合题意；D．“闻其声不见其人”说明声音可以发生衍射，当障碍物的尺寸跟波长差不多或者比波长更小时，声波衍射现象越来越明显，若障碍物尺寸远大于17m，声波衍射现象越来越不明显，但仍能发生衍射，故D正确，不符合题意。本题选错误的，故选C。2.如图，质量为m的A球与质量为2m的B球在光滑的水平面上，现让A球以速度v向右运动与静止的B球发生正碰，取向右为正方向。则碰后A球的速度不可能为（）A. B. C.0 D.【答案】B【解析】【详解】D．若两球碰后共速，根据动量守恒有解得故D可能，不符合题意；A．若两球的碰撞是弹性碰撞，根据动量守恒和能量守恒有，解得故A可能，不符合题意；B．根据动量守恒有令，代入得则碰后的总动能比碰前的动能大，故B不可能，符合题意；C．根据动量守恒有令，代入得则碰后的总动能比碰前的动能小，故C可能，不符合题意。本题选不可能的，故选B。3.把图中倾角为的光滑斜面上的小球沿斜面拉下一段距离，然后松开，假设空气阻力可忽略不计。下列说法正确的是（）A.小球的运动是简谐运动B.小球振动的回复力由弹簧的弹力提供C.振动中小球的机械能守恒D.小球经过平衡位置时小球动能最大，弹簧的弹性势能最小【答案】A【解析】【详解】A．小球在平衡位置时设沿着斜面向下为正方向，小球在平衡位移以下x处受的合外力为即小球所受的合力即回复力与球偏离平衡位置位移大小成正比，方向向相反，可知小球的运动是简谐运动，故A正确；B．根据A选项分析可知小球的回复力由弹簧的弹力与重力沿斜面向下的分力的合力提供，故B错误；C．小球与弹簧组成系统机械能守恒，小球的机械能不守恒，故Ｃ错误；D．根据简谐运动的性质可知小球经过平衡位置时动能是最大的，弹簧的拉力大小等于小球重力沿斜面向下的分力，弹簧处于伸长状态，弹性势能不是最小，故D错误故选A。4.如图，固定于水平面上的金属架CDEF处在竖直向下的匀强磁场中，金属棒MN沿框架以速度v向右做匀速运动。时，磁感应强度为，此时MN到达的位置恰好使MDEN构成一个边长为l的正方形。为使MN棒中不产生感应电流，从开始，磁感应强度B应该怎样随时间t变化（）A.磁感应强度B应该随时间t均匀减小B.磁感应强度B应该随时间t成反比C.磁感应强度B随时间t不可能成反比D.磁感应强度B应该随时间t的倒数成线性【答案】C【解析】【详解】时刻的磁通量在之后某时刻t时的磁通量的表达式要使回路不产生感应电流，穿过回路的磁通量不变即可，即解得故选C。5.2024年9月25日上午8点44分，中国人民解放军火箭军向太平洋相关公海海域成功发射1发携载训练模拟弹头的洲际弹道导弹，其弹长约14-15米，弹径约2米，弹重约42吨，使用三级固体燃料火箭发动机，最大射程可达12000公里，火箭初期喷出气体速度取决于多种因素，一般来说，固体火箭发动机喷出气体速度可达2500米/秒到4500米/秒左右。取弹重42吨，开始喷出气体对地速度竖直向下为，若开始导弹悬停在地面附近，则每秒喷出气体质量为多少（不考虑此时气体喷出时弹体质量的变化，重力加速度g取）（）A.59.5kg B.16.8kg C.168kg D.5.95kg【答案】C【解析】【详解】设在时间喷出气体质量为，火箭对气体向下的推力为F，由动量定理又解得即每秒喷出气体质量为168kg。故选C。6.如图，为真空中孤立点电荷形成的一条电场线，A、B为该条线上两点，已知A点电势，B点电势。下列有关说法正确的是（）A.由于B点电势为负值，所以该电场一定为负点电荷产生的B.电子在B点的电势能为C.将同一正电荷分别放在A、B两点，放在A处时电势能较小D.A、B两点电场强度大小关系不能确定【答案】D【解析】【详解】AD．由题意，若在A点左侧放一个正点电荷或在B点右侧放一个负点电荷，均可产生如题图所示电场线。若是正点电荷产生的电场，则A点场强较大；若是负点电荷产生的电场，则B点场强较大，所以不能确定场强大小关系，故A错误，故D正确。B．电子在B点的电势能为故B错误；C．由题意，根据可知，正电荷是A点电势能为0J，在B点电势能为负值，所以正电荷在B处的电势能较小，故C错误。故选D。7.我们打篮球是经常有一个动作就是传球，如图甲，一人将球扔向地面，通过地面反弹传给另外一人。情景简化如图乙，地面水平，篮球质量为600g，现篮球以与地面夹角撞向地面，反弹离开地面时与地面夹角仍为速度大小为，篮球与地面作用时间为0.05s，不计空气阻力，g取。则（）A.地面对篮球的摩擦力可以忽略 B.地面对篮球的力竖直向上C.地面对篮球的弹力大小为102N D.地面对篮球的弹力大小为63.6N【答案】D【解析】【详解】ACD．建立如图坐标系，将初末速度分解到x、y轴由动量定理沿x轴沿y轴代值可得，地面有摩擦力，不能忽略，A错误。B．支持力与摩擦力合成不是竖直向上，B错误。故选D。8.在用单摆测量重力加速度的实验中，下面的叙述正确的是（）A.摆线要选择细些的、伸缩性小些的，并且适当长一些B.为了使摆的周期大一些，以方便测量，开始时拉开摆球，使摆角较大C.用刻度尺测量摆线的长度l，这就是单摆的摆长D.释放摆球，当摆球振动稳定后，从摆球经过平衡位置开始计时，记下摆球做50次全振动所用的时间t，则单摆周期【答案】AD【解析】【详解】A．在用单摆测量重力加速度的实验中，摆线要选择细些的、伸缩性小些的、且长度要适当长一些的，故A正确；B．根据单摆周期公式可知，摆球的周期与摆角无关，因此增大摆角不能增大摆的周期，故B错误；C．单摆的摆长应等于摆线的长度与摆球半径之和，故C错误；D．释放摆球，当摆球振动稳定后，从平衡位置开始计时，要测量摆球振动50个周期的时间t，周期，故D正确。故选AD。9.如图甲，两列沿相反方向在同一介质中传播的横波，形状相当于正弦曲线的一半，上下对称，其振幅和波长都相等。它们在相遇的某一时刻会出现两列波“消失”的现象，如图乙。则在图乙中时刻（）A.a点正在向上振动 B.a点正在向下振动C.b点正在向上振动 D.b点正在向下振动【答案】BC【解析】【详解】AB．根据波的叠加原理可知，在两列波相遇区域，每一个质点的振动速度都等于每列波单独引起的振动速度的矢量和。图乙中，向右传播的波使质点a向下振动，向左传播的波使质点a向下振动，下一时刻，a运动到平衡位置之下，因此质点a向下振动，故A错误，B正确；CD．向右传播的波使质点b向上振动，向左传播的波使质点b向上振动，，下一时刻，质点b运动到平衡位置之上，因此质点b向上振动，故C正确，D错误。故选BC。10.电源的电动势为4.5V、外电阻为4.0Ω，路端电压为4.0V。若再接入一个6.0Ω的电阻（电路中所接电阻均为纯电阻），则以下说法正确的是（）A.如果在外电路再并联一个6.0Ω的电阻，路端电压变大B.如果在外电路再并联一个6.0Ω的电阻，电源输出功率变小C.如果在外电路再串联一个6.0Ω的电阻，路端电压约为4.3VD.如果在外电路再串联一个6.0Ω的电阻，则电源的效率在95%以上【答案】CD【解析】【详解】A．并联一个6.0Ω的电阻后，外电阻R外变小，根据闭合电路欧姆定律可知干路电流I增大；根据路端电压可知路端电压U变小，故A错误；B．根据电源输出功率与外电路总电阻R外的关系可知当R外与r越接近，电源输出功率越大。根据电源的电动势为4.5V、外电阻为4.0Ω，路端电压为4.0V，可得求得电源内阻为如果在外电路再并联一个6.0Ω的电阻，外电阻由4.0Ω变为在接近r，所以电源输出功率在变大，故B错误；C．如果在外电路再串联一个6.0Ω的电阻，外电阻变为10Ω，则路端电压故C正确；D．如果在外电路再串联一个6.0Ω的电阻，则电源的效率故D正确。故选CD。二、非选择题：本题共5小题，共60分。11.如图所示装置，是用来模拟测量子弹速度的简易装置。我们知道一般子弹速度可达左右，这里没有枪和子弹，我们用弹射器弹出的小球模拟子弹，本实验目的是测小球弹射出的速度。与弹射口等高处用细线悬挂一沙盒，小球弹出后会打入沙盒中并迅速相对盒子静止，细线的上端系于一固定铁架台（图中未画出）上的O点，并固定一量角器，量角器圆心在O点，另有一可绕O转动的轻质细长指针，初始与细线同处竖直方向。当沙盒向右侧摆起会带动指针同步逆时针转动，针对沙盒的阻力可以忽略不计，当沙盒摆到最高点后再摆下来时，指针就停在最大角度处静止，需手动复位到初始竖直位置。当地重力加速度为g。（1）实验中通过量角器读出指针从初始竖直到沙盒将指针推到最大偏角时测出指针旋转的角度，用刻度尺测出图中细线OA的长度L，还需要测出的物理量______（填写选项字母序号）A.弹射器距地面的高度h B.小球的质量mC.沙盒的总质量M D.弹簧的压缩量x（2）认定小球是水平击中沙盒的，从球击中沙盒前瞬间到沙盒摆至最高处，忽略空气阻力，对小球、沙盒组成的系统_______（填写选项字母序号）A.动量、机械能均守恒B.动量、机械能均不守恒C.动量守恒、机械能不守恒（3）根据（1）选择测量的物理量符号和题干条件，写出小球弹射出的速度表达式_______。（4）由于没有考虑沙盒大小，使测得小球速度比真实值_______（选择填写“偏大”、“偏小”、“不变”）【答案】（1）BC（2）B（3）（4）偏小【解析】【小问1详解】设小球的初速度为，小球击中沙盒后共速，根据动量守恒有小球与沙盒碰共速后，向右摆动到最大高度，根据机械能守恒有联立解得可知，还需要测出的物理量是小球的质量m和沙盒的总质量M。故选BC。【小问2详解】小球水平击中沙盒后，两者共速，此过程动量守恒，机械能不守恒；两者共速后，向右摆至最大高度处，存在系统外力，即两者的重力，故动量不守恒，但机械能守恒，故整个过程动量、机械能均不守恒。故选B。【小问3详解】根据（1）选择测量的物理量符号和题干条件，小球弹射出的速度表达式【小问4详解】若考虑沙盒大小，则小球与沙盒向右摆动时实际摆长大于L，根据可知测量速度比实际速度偏小。12.某兴趣小组想测一小圆柱形导体电阻率。步骤如下。（1）先用游标卡尺测其长度L如图甲，读数为________mm。（2）再用螺旋测微器测其直径D如图乙，读数为________mm。（3）准备测其电阻时，发现现有电流表只有一微安表，内阻，刻度盘如图丙所示。①发现指针并未完全停在刻度盘左侧“0”刻度处，这时应该调节________（选填选项前面的字母），使指针停在刻度盘左侧“0”刻度处A.机械调零旋钮B.欧姆调零旋钮②由于微安表量程太小，现有一阻值的标准电阻与微安表两接线柱并联在一起作为改装新电流表使用。指针已调至刻度盘左侧“0”刻度处，在测电流时若指针对准原刻度盘处，则表示新电流表所测电路电流为_______mA。（结果保留三位有效数字）（4）测出电阻R，结合电阻定律即可计算出该导体的电阻率。【答案】（1）13.7（2）1.494（3）①.A②.18.9【解析】【小问1详解】10分度游标卡尺，游标尺上第7刻度线与主尺对齐，所以读数为【小问2详解】螺旋测微器精确度为0.01mm，读数为【小问3详解】①[1]发现指针并未完全停在刻度盘左侧“0”刻度处，这时应该调节机械调零旋钮。故选A。②[2]电流表改装所测电流为表头电流加上分流电阻中的电流，设流过表头中的电流为I，根据并联知识，有将代入得13.一列简谐横波在时的波形图如图所示，波沿x轴负向传播。介质中处的质点P从图示位置开始经，P点第一次到达波峰。求：（1）这列波的传播速度大小；（2）从时刻到P点第三次到达波谷时，该横波沿x轴传播的距离。【答案】（1）（2）9m【解析】【小问1详解】波沿x轴负向传播，可知P点沿y轴负向运动，第一次到波峰时间解得由图中可知波长，根据解得【小问2详解】P点第一次到波谷是，再加两个周期2T便是第三次到波谷，即时间，则波传播的距离为解得14.如图，让一价氢离子和二价氦离子的混合物由静止开始经过真空中同一加速电场加速，然后在同一偏转电场里偏转，释放点在加速电场AB间靠近A板处，从偏转电场两极板MN正中间平行极板方向进入偏转电场。已知一价氢离子的电荷量为e、质量为m，二价氦离子的电荷量为2e、质量为4m，加速电压为，偏转电压为。其中一价氢离子恰从图中偏转电场N极板的右端P点射出。不计粒子重力。（1）试证明二价氦离子也恰好从P点射出（写出推导过程，不能直接写出二级结论）；（2）求一价氢离子从进入偏转电场到射出P点过程中所受电场力的冲量大小。（结果需用题目给定物理量字母符号表示）【答案】（1）见解析（2）【解析】【小问1详解】证明：设粒子电荷量q、质量为m，偏转电场极板长度L、极板间距d，在加速电场中在偏转电场中，沿平行极板方向垂直极板方向根据牛顿第二定律可得此表达式可看出y与q、m无关，即一价氢离子和二价