2024~2025学年山东省名校联盟高二上学年11月期中物理试卷（解析版）

这是一份2024~2025学年山东省名校联盟高二上学年11月期中物理试卷（解析版），共20页。试卷主要包含了2vB等内容，欢迎下载使用。
注意事项：
1.答题前，考生先将自己的姓名、考生号、座号填写在相应位置，认真核对条形码上的姓名、考生号和座号，并将条形码粘贴在指定位置上。
2.选择题答案必须使用2B铅笔（按填涂样例）正确填涂；非选择题答案必须使用0.5毫米黑色签字笔书写。字体工整、笔迹清楚。
3.请按照题号在各题目的答题区域内作答，超出答题区域书写的答案无效；在草稿纸、试题卷上答题无效。保持卡面清洁，不折叠、不破损。
一、单项选择题：本题共8小题，每小题3分，共24分。每小题只有一个选项符合题目要求。
1. 如图所示，闭合线框在磁场中做下列四种运动，能够产生感应电流的是（ ）
A. 甲图中，线框与条形磁铁中心轴线在同一平面内且远离磁铁
B. 乙图中，线框在纸面内平行于通电导线向上移动
C. 丙图中，线框垂直于匀强磁场方向水平向右运动
D. 丁图中，线框绕垂直于匀强磁场方向的轴转动
【答案】D
【解析】ABC．线框运动过程中，磁通量未发生变化，则不会产生感应电流，故ABC错误；
D．线框转动过程中，磁通量发生改变，会产生感应电流，故D正确；
故选D。
2. 如图所示，重为10 N的物体静止在光滑水平面上，某时刻（计为零时刻），物体受到一个与水平成θ=37°的恒力F=10 N作用，作用时间为3 s。已知sin37°=0.6，cs37°=0.8，下列说法正确的是（ ）
A. 在0~3 s内，物体所受支持力的冲量为零
B. 在0~3 s内，物体所受重力冲量的方向竖直向上
C. 在0~3 s内，物体受到的恒力F的冲量大小为24 N·s
D. 在0~3 s内，物体的动量变化量的大小为24 kg·m/s
【答案】D
【解析】A．对物体受力分析，竖直方向受力平衡有
解得
在0~3 s内，物体所受支持力的冲量为
故A错误；
B．重力冲量的方向竖直向下，故B错误；
C．在0~3 s内，物体受到的恒力F的冲量大小为
D．水平方向的力为物体的合力
则物体动量变化量有动量定理得
故D正确。
故选D。
3. 如图所示，在等边三角形PMN的三个顶点处，各有一根长直导线垂直于纸面固定放置。三根导线均通有垂直纸面向外的电流，它们在三角形中心O处产生的磁感应强度大小均为B0，则三角形中心O处的磁感应强度大小为（ ）
A. 0B. B0C. 2B0D. 3B0
【答案】A
【解析】三根导线均通有垂直纸面向外的电流，在三角形中心O处产生的磁感应强度大小均为B0，根据安培定则可知，P、M、N三根通电导线产生的磁感应强度方向分别垂直于PO、MO、NO，由三角形内部指向外部，且磁感应强度方向之间的间距均为120°，根据矢量叠加可知，三角形中心O处的磁感应强度大小为0。
故选A。
4. A球以速度v跟静止的B球发生正碰。已知B球的质量是A球的3倍，则碰后B球的速度可能是下列哪一个值（ ）
A. 0.2vB. 0.4vC. 0.6vD. 0.8v
【答案】B
【解析】若AB发生弹性碰撞，则
所以
若AB发生完全非弹性碰撞，则
所以
所以碰后B球的速度满足
5. 如图所示，空间存在着垂直于导轨平面向下的匀强磁场，磁感应强度大小为0.5T。宽为1m的平行金属导轨与水平面成37°角，质量为0.5kg、长为1m的金属杆ab水平放置在导轨上，杆中通有恒定电流I时能静止在导轨上。已知杆与导轨间的动摩擦因数为μ=0.5，重力加速度大小g=10m/s2，sin37°=0.6，cs37°=0.8，则下列说法正确的是（ ）
A. 金属杆中电流方向一定为b→a
B. 金属杆中的电流方向可能为b→a
C. 金属杆中电流的最大值为I=5A
D. 金属杆中电流的最小值为I=2A
【答案】D
【解析】AB．由于
说明金属杆所受的安培力沿斜面向上，根左手定则可知，金属杆中的电流方向一定为a→b，故AB错误；
CD．当安培力较大时有
解得
当安培力较小时有
解得
故C错误，D正确。
故选D。
6. 消防水炮是以水作为介质，远距离扑灭火灾的消防设备。某次救火时，消防员用水炮向起火处喷水。已知水到达起火处的速度大小为50m/s，水打在起火处后沿表面散开不反弹，可视为速度减至0，已知水的密度为1×103kg/m3，则起火处单位面积上受到的冲击力为（ ）
A. 2.5×106NB. 2.5×105NC. 5×105ND. 5×104N
【答案】A
【解析】根据动量定理可得
联立可得单位面积上受到的冲击力为
故选A。
7. 如图所示，半径为R的圆形区域内存在垂直圆面向外、磁感应强度大小为B的匀强磁场。带电粒子从A点正对着圆心O的方向射入磁场，偏转后恰好从C点离开。已知带电粒子的质量为m，电荷量为q，∠AOC = 120°，不计粒子重力，则下列说法正确的是（ ）
A. 粒子带负电
B. 粒子在磁场中运动的时间为
C. 粒子在磁场中运动的动量大小为
D. 若只改变入射速度方向，粒子不可能经过O点
【答案】C
【解析】A．根据左手定则可判断粒子带正电，故A错误；
B．粒子轨迹如图所示
可知粒子速度方向改变了60°，粒子在磁场中运动的时间为
故B错误；
C．由几何关系知粒子的轨迹半径为
由洛伦兹力提供向心力可知
粒子在磁场中运动的动量大小为
解得
故C正确；
D．由于粒子轨迹半径
所以只改变入射速度的方向，粒子可能经过O点，故D错误。
故选C。
8. 如图所示，在光滑水平面上有两个通过轻弹簧相连的小球A、B，A球的质量为B球的k倍（k ≠ 1），初始时两球静止，弹簧处于原长状态。若给A球向右的瞬时冲量后，弹簧的最大弹性势能为Ep；若给B球向左等大的瞬时冲量，则此后弹簧的最大弹性势能为（ ）
A. kEpB. k2EpC. D.
【答案】B
【解析】设A球质量为km，则B球质量为m，给A球向右的瞬时冲量后，对A球由动量定理有
两球和弹簧的系统外力之和为零，动量守恒，而两球速度相等为v时，系统的动能最小，弹簧的弹性势能最大，此时弹簧的压缩量最大，弹簧长度最短，有
联立得
给B球向左等大的瞬时冲量
两球和弹簧的系统外力之和为零，动量守恒，而两球速度相等为v′时，系统的动能最小，弹簧的弹性势能最大，此时弹簧的压缩量最大，弹簧长度最短，有
联立得
二、多项选择题：本题共4小题，每小题4分，共16分。每小题有多个选项符合题目要求，全部选对得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分。
9. 6G通信是下一代通信技术，6G使用的无线电波频率在100 GHz以上频段，5G使用的无线电波频率在3 GHz~5 GHz频段。下列说法正确的是（ ）
A. 在真空中，6G和5G使用的无线电波的传播速率相等
B. 在真空中，6G比5G使用的无线电波的传播速率更大
C. 在真空中，相较于5G，6G使用的无线电波的波长更长
D. 根据量子理论，相较于5G，6G使用的无线电波的一份能量子的能量更高
【答案】AD
【解析】AB．电磁波在真空的转播速度都相等，即在真空中，6G和5G使用的无线电波的传播速率相等，选项A正确，B错误；
C．在真空中，相较于5G，6G使用的无线电波的频率更大，则波长更短，选项C错误；
D．根据量子理论，由
则相较于5G，6G使用的无线电波的一份能量子的能量更高，选项D正确。
故选AD。
10. 如图所示，速度选择器可简化为以下装置，一对平行金属板中存在匀强电场和匀强磁场，其中电场的方向与金属板垂直，磁场的方向与金属板平行且垂直纸面向里。一氘核（）以速度v0自O点沿中轴线射入，恰沿中轴线做匀速直线运动。若所有粒子均不考虑重力的影响，则下列说法正确的是（ ）
A. 只有正电荷才可能从O点沿中轴线向右运动
B. 负电荷也可能从O点沿中轴线向右运动
C. 自O点以速度v0沿中轴线射入的质子（H）做匀速直线运动
D. 自O点以速度2v0沿中轴线射入的α粒子（He）做匀速直线运动
【答案】BC
【解析】AB．粒子自O点沿中轴线射入，恰沿中轴线做匀速直线运动，则
所以
由此可知，速度选择器选择的是粒子速度大小、方向，与电性无关，即负电荷也可以从O点沿中轴线向右运动，故A错误，B正确；
CD．根据
可知，自O点以速度v0沿中轴线射入的质子（H）做匀速直线运动，以速度2v0沿中轴线射入的α粒子（He）不会做匀速直线运动，故C正确，D错误。
故选BC。
11. 如图所示电路中，定值电阻R1大于电源内阻r，R2为光敏电阻，随着光照强度增加，阻值减小，电表均为理想电表。现闭合开关S，随着光照强度减小，电压表V1、V2、V3示数变化量的绝对值分别为ΔU1、ΔU2、ΔU3，电流表A示数变化量的绝对值为ΔI，则下列说法正确的是（ ）
A. A的示数减小，V1的示数减小，V2的示数增大
B. 不变，，变大
C. 电源的输出功率一定减小
D. 光敏电阻R2的功率一定增大
【答案】AC
【解析】A．随着光照强度减小，R2阻值增大，回路中总电阻增大，根据闭合电路欧姆定律可得，回路中电流减小，则A的示数减小，内电压减小，路端电压增大，所以V2的示数增大，R1两端电压减小，则V1的示数减小，故A正确；
B．根据欧姆定律可得
所以
根据闭合电路欧姆定律可得
所以
又
所以
则、、均不变，故B错误；
C．由于R2阻值增大，回路中总电阻增大，且定值电阻R1大于电源内阻r，根据电源输出功率与外电路电阻的关系可得，当总电阻增大时，电源的输出功率减小，故C正确；
D．根据等效电源法可知，光敏电阻的功率等于等效电源的输出功率，所以当R2阻值增大时，等效电源的输出功率可能增大、可能减小，可能先增大后减小，故光敏电阻R2的功率不一定增大，故D错误。
故选AC。
12. 如图所示，质量分别为3m、2m的木块A和B，并排放在光滑水平面上，木块A上固定一竖直轻杆，轻杆上端的O点系一细线，细线另一端系质量为m的球C。现将C球拉起使细线水平伸直，并由静止释放，当C球运动到最低点时，测得木块B的速度大小为v0。已知重力加速度大小为g，则下列说法正确的是（ ）
A. 细线长
B. C球相对最低点上升的最大高度为
C. C球经过最低点的速度大小可能为5v0
D. C球经过最低点的速度大小可能为4v0
【答案】BC
【解析】ACD．设小球由静止释放到第一次经过最低点的过程中，小球运动到最低点时的速度大小为vC，A、B的速度大小为v0；小球由静止释放在向下摆动的过程中，对A有拉力，使得A、B之间有弹力，A、B不会分离，当C运动到最低点时，A、B间弹力为零，A、B将要分离，A、B分离时速度相等，A、B、C系统水平方向不受外力，系统水平方向动量守恒，取水平向左为正方向，由系统水平方向动量守恒得
解得
由机械能守恒定律得
解得
故AD错误，C正确；
B．C球向左摆至最高点时，A、C共速，水平向左为正方向，由水平方向动量守恒得
由机械能守恒定律得
解得
故B正确。
三、非选择题：本题共6小题，共60分。
13. 某同学要测量一个圆柱形导体的电阻率。
（1）他先用螺旋测微器测量导体的直径，测量示数如图甲所示，则导体的直径D=___________mm，又测得导体的长度为L。
（2）为了更精确地测量导体的电阻，该同学选用了已知内阻为RV的电压表V，设计了如图乙所示的电路，图中Rx为待测导体。已知电压表的示数为U，电流表的示数为I，该导体的电阻率为ρ=___________（用U、I、RV、D、L等测量物理量表示）。
（3）利用（2）中方案及选材开展实验，得到的测量值___________真实值。
A. 大于B. 小于C. 等于
【答案】（1）5.313~5.315 （2） （3）C
【解析】（1）由图所示螺旋测微器可知，导体的直径
D=5mm+31.3×0.01mm=5.313mm
（2）由欧姆定律可知
导体电阻
解得电阻率
（3）因为电阻计算时电流和电压均为准确值，所以得到的测量值等于真实值。
故选C。
14. 某课题研究小组准备测量一个锂电池的电动势和内阻，实验室备有如下实验器材：
A．待测锂电池（电动势E约为3.7V，内阻r未知）
B．电压表V（量程0~5V，内阻约为几千欧）
C．电流表A（量程0~25 mA，内阻RA=19 Ω）
D．滑动变阻器R（最大阻值为100 Ω）
E．定值电阻R0=5 Ω、R1=1 Ω、R2=10 Ω
F．开关S一个，导线若干
（1）用笔画线代替导线，选择定值电阻R1或R2，完善图甲中的电路，进行实验。
（2）调节滑动变阻器，测得多组电流表的示数I，电压表的示数U，在U-I坐标系中描点连线得到了如图乙所示的U-I图像。分析图像可知，该锂电池的电动势E=___________V，内阻r=___________ Ω。（结果均保留3位有效数字）
（3）实验中，由于___________导致实验结果存在误差。
A. 电压表分流B. 电流表分压C. 定值电阻R0分压
【答案】（1） （2）3.80 59.4 （3）A
【解析】（1）根据滑动变阻器最大阻值可知，电路中的电流至少约为
mA
需将与电流表并联，扩大量程，如图
（2）[1][2]根据闭合电路欧姆定律有
结合图像的截距与斜率可知
V
解得
（3）根据实验原理可知，由于电压表的分流作用导致实验误差。
15. 如图所示电路中，两电表均为理想电表，当滑动变阻器R3的滑片P位于最左端时，两电表的示数分别为U1=16 V、I1=1 A；当滑片P位于最右端时，两电表的示数分别为U2=4 V、I2=4 A。已知R1=30 Ω，求：
（1）电源的电动势E、内阻r；
（2）滑动变阻器R3接入电路的电阻为多大时，电源的效率最大？
【答案】（1）20V， （2）
【解析】（1）当滑动变阻器的滑片位于最右端时
当滑动变阻器的滑片位于最左端时
联立解得
（2）电源的效率
当滑片P位于最右端时，两电表的示数分别为U2=4 V、I2=4 A，则
当外电阻最大时，效率最大，此时滑动变阻器R3的滑片P位于最左端，两电表的示数分别为U1=16 V、I1=1 A，则
解得
16. 如图所示电路中，电源电动势E=12V，内阻r=1Ω，灯泡L上标有“10V 10W”，电阻R=Ω，先闭合开关S1，灯泡正常发光，但电动机不转；再闭合开关S2，电动机恰好正常工作，理想电流表示数I=1.2A，不考虑灯泡电阻的变化。求：
（1）电动机的内阻rM；
（2）电动机正常工作时效率η。
【答案】（1）1Ω （2）85%
【解析】（1）闭合开关S1，灯泡正常发光，但电动机不转，则
，
代入数据解得
（2）闭合开关S2，电动机恰好正常工作，则
解得
所以
17. 如图甲所示，某种离子分析器由加速区、偏转区和检测区组成，分别分布在第Ⅲ、Ⅱ、Ⅰ象限内。在加速通道内分布着沿y轴负方向、大小为E的匀强电场；在偏转通道内分布着垂直xOy坐标平面向里的匀强磁场。在坐标为（-L，-L）的A处有一离子源，可连续释放初速度为零、质量为m且电荷量为-q（q>0）的离子，离子沿直线到达坐标为（-L，0）的小孔C，再经偏转区后从坐标为（0，L）的小孔D进入检测区。三个区域的场互不影响，不计离子的重力及其间的相互作用。
（1）要保证离子都能从C孔出来后，从D孔进入检测区，求磁感应强度的大小B1；
（2）检测区内加垂直纸面向外、大小为的匀强磁场，
①如图乙所示，将足够长的检测板左端放在D孔上沿，板面与x轴正方向的夹角θ由30°至60°缓慢变化。求检测板上收集到离子的区域长度d；
②如图丙所示，检测区内再加上沿y轴负方向的匀强电场，离子离开D点到达N点（未画出）时速度方向与y轴平行，求N点的y坐标。
【答案】（1） （2）①；②
【解析】（1）离子在加速电场中从A到C的过程中，由动能定理可得，离子进入磁场中的速度
在偏转区做圆周运动，由几何知识可得，圆周运动的半径
根据牛顿第二定律可得
联立解得
（2）①在第一象限内，根据牛顿第二定律可得，离子做圆周运动的半径
其中
联立解得
当时，离子打在距D点的距离
当时，离子打在距D点的距离
故检测板上收集到离子的区域长度
②设离子离开D点后，在y轴上的分速度为，从D点到N点的过程中，x轴上的分速度由减小为0，故在x方向上，根据动量定理可得
其中
则
解得
故N点的y坐标为
18. 如图所示，光滑水平地面上有长木板B，木块A置于长木板B的左端，A与B之间的动摩擦因数为μ，在B的右侧距离为d（未知）处有与长木板等高的木块C，A、B、C的质量分别为3m、m、2m，初始三个物体均处于静止状态。现给A向右的初速度v0，A、B恰好共速时，B刚好与C发生弹性正碰（时间极短），最终A恰好未从B上滑下。已知重力加速度大小为g，木块A可视为质点。求：
（1）开始时，B的右端与C的距离d；
（2）B、C碰撞后瞬间，B、C的速度vB1和vC1；
（3）A、B刚好第2次共速时，B的右端与C的距离d1；
（4）木板B的长度L。
【答案】（1） （2），方向水平向左，，方向水平向右 （3） （4）
【解析】（1）对AB整体，根据动量守恒定律可得
对B有
联立解得
（2）对B、C，根据动量守恒定律可得
联立解得
，
（3）B与C碰后，对AB整体有
解得
所用时间为
B的位移为
C的位移为
所以B的右端与C的距离为
（4）AB第一次共速的过程有
B与C碰后到AB第二次共速的过程有
最终A恰好未从B上滑下，则
解得