山东省济宁市2024-2025学年度第一学期高二物理期末考试卷

这是一份山东省济宁市2024-2025学年度第一学期高二物理期末考试卷，共10页。试卷主要包含了单选题，多选题，实验题，计算题等内容，欢迎下载使用。
一、单选题：本大题共7小题，共28分。
1.相隔一定距离的电荷或磁体间的相互作用是怎样发生的？这是一个曾经使人感到困惑、引起猜想且有过长期争论的科学问题。19世纪以前，不少物理学家支持超距作用的观点。英国的迈克尔·法拉第于1837年提出了电场和磁场的概念，解释了电荷之间以及磁体之间相互作用的传递方式，打破了超距作用的传统观念。1838年，他用电力线(即电场线)和磁力线(即磁感线)形象地描述电场和磁场，并解释电荷磁的各种现象。下列对电场和磁场的认识，正确的是( )
A. 法拉第提出的磁场和电场以及电力线和磁力线都是客观存在的
B. 在电场中由静止释放的带正电粒子，一定会沿着电场线运动
C. 通电导体与通电导体之间的相互作用是通过磁场发生的
D. 磁感线上某点的切线方向跟放在该点的通电导线的受力方向一致
2.在真空中静止的两个等量正点电荷，O点为两电荷连线的中点，a点在连线的中垂线上，若在a点由静止释放一个电子，如图所示，仅在静电力作用下，关于电子的运动，下列说法正确的是( )
A. 电子在从a点到O点运动的过程中，加速度可能先增大后减小，速度一定越来越大
B. 电子在从a点到O点运动的过程中，加速度越来越小，速度越来越大
C. 电子运动到O点时，加速度为零，速度也为零
D. 电子通过O点后，速度越来越大
3.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S，水速为v，水的密度ρ，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. ρv2SB. ρv2SC. 12ρv2SD. ρvS
4.如图所示，电源电动势为E，内阻为r，所有电表均为理想电表。闭合开关S1和S2，待电路稳定后，两极板中间位置M处有一带电油滴恰好静止。R1、R2为定值电阻，下列说法正确的是( )
A. 闭合开关S1、S2，待电路稳定后，将电容器上极板向上移动时，带电油滴的电势能减小
B. 闭合开关S1，断开开关S2，将滑动变阻器滑片P向下滑动的过程中，电源的输出功率增大
C. 闭合开关S1、S2，将滑动变阻器滑片P向下滑动的过程中，电压表V的示数变化量绝对值ΔU与电流表A1的示数变化量绝对值ΔI1的比值减小
D. 闭合开关S1，S2，将滑动变阻器滑片P向下滑动的过程中，通过电流表A2的电流方向由a→b
5.如图所示，在竖直固定的光滑绝缘圆环轨道上，套着两带电小环a、b。两小环处于静止状态，且刚好位于同一水平线上。若小环b缓慢漏电，则( )
A. 漏电前，a、b两小环质量和电量均相同
B. 漏电过程中，小环a对轨道的压力大小不变
C. 漏电过程中，两小环始终在同一高度且库仑力逐渐减小
D. 漏电过程中，若小环a固定，则小环b受到轨道的支持力逐渐增大
6.如图所示，一半径为R的圆盘上均匀分布着电荷为为Q的正电荷，在垂直于圆盘且过圆心c的轴线上有a、b、d，e四个点，a和b、b和c，c和d，d和e间的距离均为R，在a点处有一电荷量为q(q>0)的固定点电荷，在e点有一电荷量为-q的固定点电荷。已知b点处的电场强度大小为E=kq9R2(k为静电力常量)，方向由b指向a，则d点处的电场强度大小为( )
A. 21EB. 15EC. 9ED. 7E
7.新冠肺炎疫情发生以来，国产大型运输机运–20“胖妞”成为众多驰援武汉运输队伍中最亮眼的明星。设想运–20在平直跑道上起飞的过程：飞机从O点由静止出发，依次经过跑道上的A，B两点，OA=x0、OB=2x0，其速度v随位移x的变化规律如图。飞机从O点到B点的运动过程中质量视为不变，则下列说法正确的是
A. 运–20飞机在直跑道上起飞的过程是匀加速直线运动
B. 运–20飞机在A点的加速度小于在B点的加速度
C. 运–20飞机在OA之间和AB之间的动能增加量相等
D. 运–20飞机在A点所受合外力等于在B点所受合外力
二、多选题：本大题共3小题，共12分。
8.质量为m=1kg的物块在竖直向上的拉力F作用下由静止开始运动，物块运动的v-t图像如图所示。忽略空气阻力的影响，重力加速度g取10m/s2，下列说法正确的是( )
A. 0∼2s内，拉力F的大小为12NB. 4s时，物块开始下降
C. 4∼6s内，物体处于超重状态D. 物体上升的最大高度为16m
9.波源位于坐标原点，从t=0时刻开始沿y轴正方向做简谐运动，其振动图像如图甲所示，一个周期之后波源停止运动，当t=5s时形成的简谐波波形图如图乙所示，质点M的平衡位置xM=20m。关于此时刻的该简谐波，下列说法正确的是( )
A. 质点N的平衡位置的坐标为xN=6m
B. 该简谐波的波长为λ=16m
C. 质点P的平衡位置xP=323m
D. 质点P从计时开始到t=5s时运动的路程为30cm
10.随着我国航空母舰数量的增加，我国海上军事力量进一步加强，新一代航母阻拦系统将采用电磁阻拦技术，基本原理如图所示，飞机着舰时关闭动力系统，利用尾钩钩住绝缘阻拦索并拉动轨道上的一根金属棒ab，导轨间距为d，飞机质量为M，金属棒质量为m，飞机着舰后与金属棒以共同速度v0进入磁场，轨道端点MP间电阻为R，金属棒电阻为r，不计其它电阻和阻拦索的质量。轨道内有竖直方向的匀强磁场，磁感应强度为B。金属棒运动一段距离x后与飞机一起停下，测得此过程中电阻R上产生的焦耳热为Q，不计一切摩擦，则( )
A. 整个过程中通过电阻R的电荷量为BdxR+r
B. 整个过程中通过电阻R的电荷量为mv0Bd
C. 经过x2位置时，克服安培力做功的功率小于B2d2v024(R+r)
D. 通过最后x2的过程中，电阻R上产生的焦耳热为Q4
第II卷（非选择题）
三、实验题：本大题共2小题，共22分。
11.(1)在“测定电池的电动势和内阻”实验中，甲图为某同学采用的电路以及获得的电压与电流的关系图像，由此可得该电池的电动势为 V，内阻为 Ω。(答案保留三位有效数字)
(2)本实验的误差来自于电压表的分流作用，这将导致电动势的测量值 (选填“偏大”或“偏小”)，内阻的测量值 (选填“偏大”或“偏小”)。
(3)为了尽可能减小误差，该同学用相同的实验器材又采用了如图乙的电路接法，获得的电压与电流的关系图像如图乙所示，结合甲、乙两次实验数据，可得电池真实的电动势为 V，内阻为 Ω。
12.某同学利用气垫导轨验证动量守恒定律。他在气垫旁加装了位置感应器(可以将任一时刻该滑块与某点的距离记录下来)，测得两滑块的质量分别为mA=199g，mB=301g，两滑块A、B在气垫导轨上(摩擦力可忽略不计)发生正碰，该同学通过实验描绘出碰撞前后滑块A、B的位移-时间图像如图所示。
(1)由图可知滑块A、B在t= s时发生碰撞;
(2)碰撞前滑块A的动量为 kg-m/s，滑块B的动量为 kg⋅m/s，碰撞后滑块A、B粘在一起运动，两滑块整体的动量为 kg⋅m/s;
(3)若实验允许的相对误差绝对值(|碰撞前后总动量之差碰撞前总动量|)最大为5%，则本实验的相对误差绝对值为 ，可得出的实验结论是 。
四、计算题：本大题共3小题，共38分。
13.如图所示，一半径为R的玻璃半球，O点是半球的球心，虚线OO'过球心O与半球截面垂直的直线。有一束单色光平行于OO'从A点射入玻璃，从B点射出玻璃后交OO'于C点，已知OA=R2，BO=BC，光在真空中的传播速度为c。不考虑被半球的内表面反射后的光线，求：(结果保留根号)
(1)玻璃的折射率;
(2)若不改变光的入射方向，仅将入射点A向左平移，移到A'点(图中未画出)时，在圆弧面上刚好没有光线射出，求OA'的长度是多少?
14.如图，将一质量为4kg、高度为4m的光滑圆弧槽放置在足够大的光滑水平面上，在其左侧放置一质量未知的滑块。某时刻，将一质量为1kg的小球(可视为质点)从光滑圆弧槽的顶点处由静止释放，三个物体均在同一直线上运动，重力加速度g大小取10m/s2，求：
(1)若圆弧槽固定，小球滑到水平面上时，小球的速度大小;
(2)若圆弧槽不固定，小球滑到水平面上时，圆弧槽和小球的速度大小;
(3)接(2)问，若小球与滑块发生弹性碰撞后恰好不能追上圆弧槽，滑块的质量大小(结果保留2位有效数字)
15.如图所示，在平行板电容器的两板之间，存在相互垂直的匀强磁场和匀强电场，磁感应强度B1=0.40T，方向垂直纸面向里，电场强度E=2.0×105V/m，PQ为板间中线。紧靠平行板右侧边缘xOy坐标系的第一象限内，有垂直纸面向外的匀强磁场，磁感应强度B2=0.25T，磁场边界AO和y轴的夹角∠AOy=45∘。一束带电量q=8.0×10-19C的同位素正离子从P点射入平行板间，沿中线PQ做直线运动，穿出平行板后从y轴上坐标为(0,0.2m)的Q点垂直y轴射入磁场区，离子通过x轴时的速度方向与x轴正方向夹角在45∘∼90∘之间，不计离子重力，求：
(1)离子运动的速度大小;
(2)离子从Q运动到x轴的最长时间;
(3)若只改变AOy区域内磁场的磁感应强度大小，使离子都不能打到x轴上，磁感应强度大小B2应满足什么条件?
1.C
2.A
3.A
4.D
5.C
6.A
7.B
8.AD
9.BC
10.AD
11.(1)1.48 1.97
(2)偏小 偏小
(3)1.50 2.00

12.(1) 2
(2)-0.398 0.903 0.5
(3)0.99% 在误差允许的范围内，动量守恒

13.解：(1)作出过B点的法线，如图所示
根据几何关系有sini=R2R=12
解得i=30∘
由于BO=BC
则β=α=i=30∘
由几何关系，得r=β+α=60∘
由折射定律，得玻璃的折射率n=sinrsini=sin60∘sin30∘= 3
(2)当移到A'时，在圆弧面恰好发生全反射，有sinC=1n
又由几何关系可知sinC=OA'R
联立解得OA'= 33R

14.解：(1)由动能定理mgH=12mv2，
解得v=4 5m/s。
(2)以圆弧槽和小球为系统，在水平方向动量守恒，机械能守恒，以水平向左为正方向，有mv1+4mv2=0，
mgH=12mv12+12×4mv22，
解得v1=8m/s，v2=-2m/s，
所以圆弧槽和小球的速度大小分别为2m/s和8m/s。
(3)小球与滑块发生弹性碰撞，动量和机械能均守恒，有mv1=Mv3+mv4，
12mv12=12Mv32+12mv42，
小球与滑块弹性碰撞后恰好不能追上圆弧槽，则v4=v2，
解得M=1.7kg。
15.解：(1)离子在两板间时有qE=qvB1
解得：v=5.0×105m/s
(2)当通过x轴时的速度方向与x轴正方向夹角为45∘时，到达x轴上的M点，如图所示
则r1=0.2m
所以OM= 2r1=0.2 2m
当通过x轴时的速度方向与x轴正方向夹角为90∘时，到达x轴上的N点，则r2=0.1m
所以ON=r2=0.1m
所有离子速度都相同，当离子运动路程最长时，时间也最长，由图知当r=r1时离子运动时间最长，则tmax=πr14v+r1v=7.1×10-7s
(3)由牛顿第二定律有qvB2=mv2r
则m=qB2rv
当r=r1时，同位素离子质量最大m1=qB2r1v=8.0×10-26kg
若质量最大的离子不能穿过直线OA，则所有离子必都不能到达x轴，由图可知使离子不能打到x轴上的最大半径r3=0.2 2+1m
如图所示
设使离子都不能打到x轴上，最小的磁感应强度大小为B0，则qvB0=m1v2r3
解得B0= 2+14T=0.60T
则B2'≥0.60T