2024-2025学年湖北省新八校协作体高二（上）物理联考试卷（12月）（含答案）

这是一份2024-2025学年湖北省新八校协作体高二（上）物理联考试卷（12月）（含答案），共11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。
1.下面是某同学对一些概念及公式的理解，其中正确的是( )
A. 根据电场强度的定义式E=Fq可知，电场中某试探电荷所受的电场力为零，则该处电场强度一定为零
B. 根据电场强度的定义式E=Fq可知，电场中某点的电场强度与试探电荷所受的电场力成正比，与试探电荷的电荷量成反比
C. 由公式I=qt可知，通过导体横截面的电荷量越多，导体中的电流越大
D. 根据磁感应强度的定义式B=Fl可知，若长度为1m的直导体棒中通过1A的电流，放在匀强磁场中受到的安培力为1N，就说明磁感应强度一定是1T
2.某同学设计了一个测量微弱磁场的实验装置：先在水平实验台上放置一枚小磁针，发现小磁针N极指北，然后他把一直导线沿南北方向置于小磁针正上方，并通入恒定电流，发现小磁针的N极稳定后指向为北偏西53∘，设通电直导线的磁场在小磁针位置的磁感强度大小为B，已知当地地磁场的磁感应强度的水平分量大小为B0，(sin53∘=0.8,cs53∘=0.6)，下列说法中正确的是( )
A. 直导线中通入的电流方向由北向南B. B0的方向由北向南
C. B=34B0，方向水平向东D. B=43B0，方向水平向西
3.昏暗路段一般会安装反光道钉用于指引道路，其内部由多个反光单元组成。如图所示，当来车的一束灯光以某一角度射向反光单元时，其中一条光线在P、Q处先后发生两次反射，则下列说法正确的是( )
A. 反光单元的材料折射率不影响反光效果
B. 经反光单元反射后的出射光线与入射光线平行
C. 经反光单元反射后的出射光线与入射光线会相交
D. 不同颜色的光在反光单元中的传播光路相同
4.我们打篮球经常有一个动作，叫做传球，如图甲，一人将球扔向地面，通过地面反弹传给另外一人。情景简化如图乙所示，地面水平，篮球质量为0.6kg，现篮球以4m/s、与地面成夹角θ=45∘的速度撞向地面，反弹离开地面时与地面夹角仍为θ=45∘、速度大小为3m/s，篮球与地面作用时间为0.05s，不计空气阻力，g取10m/s2， 2≈1.41。则( )
A. 地面对篮球的摩擦力可以忽略B. 地面对篮球的作用力竖直向上
C. 地面对篮球的弹力大小约65ND. 地面对篮球的弹力大小约59N
5.如图所示，匀强磁场中有两个相同的弹簧测力计，测力计下方竖直悬挂一边长为L，粗细均匀的均质金属等边三角形，将三条边分别记为a、b、c。在a的左右端点M、N连上导线，并通入由M到N的恒定电流，此时a中电流大小为I，两弹簧测力计的示数均为F1。仅将电流反向，两弹簧测力计的示数均为F2。电流产生的磁场忽略不计，下列说法中正确的是( )
A. 三条边a、b、c中电流大小相等
B. 两次弹簧测力计示数F1=F2
C. 匀强磁场的磁感应强度B=2(F2−F1)3IL
D. 金属等边三角形的总质量m=2(F1+F2)g
6.如图所示，竖直放置的平行电极板M和N之间存在加速电场，N板右侧是一个速度选择器，内部存在竖直向下的匀强电场和垂直纸面向里的匀强磁场，其中电场强度大小为E，磁感应强度大小为B。从M和N之间的中点S静止释放一个比荷为k的带正电粒子，加速后穿过N板的小孔O，恰能沿虚线通过速度选择器，不计粒子的重力。下列说法正确的是( )
A. M和N之间的电压为E22kB2
B. 从靠近M板的P点释放比荷为12k的带正电粒子，能沿虚线通过速度选择器
C. 从靠近M板的P点释放比荷为12k的带正电粒子，通过小孔O后向下偏转
D. 从S点释放比荷为2k的带正电粒子，沿虚线通过速度选择器的速度大小为2EB
7.如图所示，水平面上放置着半径为R、质量为2m的半圆形槽，AB为槽的水平直径。质量为m的小球自左端槽口A点的正上方、距离A点R处由静止下落，从A点切入槽内。已知重力加速度大小为g，不计一切摩擦，下列说法正确的是( )
A. 槽一直向左运动
B. 小球运动到最低点时，槽向左运动位移为23R
C. 小球能从B点离开槽，且上升的最大高度小于R
D. 小球运动到槽的底端时，槽对小球的支持力大小为7mg
二、多选题：本大题共3小题，共12分。
8.如图所示，小明同学通过手机蓝牙功能和教室电脑连接，然后利用频率发生器输入500Hz的声音信号，讲台上方一对扩音器开始发出声音，然后绕教室走了一圈。下列说法正确的是( )
A. 小明同学会听到声音发生忽强忽弱的变化
B. 两个扩音器的音量必须相同，才能发生干涉现象
C. 小明同学听到的声音波速和环境中其他声音波速相同
D. 关闭一个音响，小明同学迅速跑开，听到声音音调升高
9.已知质量均匀分布的球壳对内部物体的引力为零。如图为某设计贯通地球的光滑真空列车隧道，质量为m的列车从入口A点由静止开始穿过隧道到达地球另一端的B点，其中O为地心，C点到O点的距离为x。假设地球是半径为R的质量均匀分布的球体，地球表面的重力加速度为g，不考虑地球自转影响。则( )
A. 列车在C点处受到的引力大小为F=mg(1−xR)
B. 若列车完全无动力往复运行，则它在隧道内做简谐运动
C. 列车的最大速度为2 gR
D. 列车通过隧道的时间小于4 Rg
10.在平面直角坐标系xOy中有如图所示的有界匀强磁场区域，磁场上边界是以O′(0,4d)点为圆心、半径为R=5d的一段圆弧，圆弧与x轴交于M(−3d,0)、N(3d,0)两点，磁场下边界是以坐标原点O为圆心，半径为r=3d的一段圆弧。如图，在虚线区域内有一束带负电的粒子沿x轴负方向以速度v0射入该磁场区域。已知磁场方向垂直纸面向外，磁感应强度大小为B=mv04dq，带电粒子质量为m，电荷量大小为q，不计粒子重力。下列说法中正确的是( )
A. 正对O′点入射的粒子离开磁场后一定会过O点
B. 正对O′点入射的粒子离开磁场后一定不会过O点
C. 粒子在磁场区域运动的最长时间为143πd45v0
D. 粒子在磁场区域运动的最长时间为143πd90v0
三、实验题：本大题共2小题，共18分。
11.某同学通过双缝干涉实验测量红光的波长，请完成以下问题：
(1)如图1所示，a、b分别对应的器材是 ， ;
(2)已知该装置双缝间距d=0.20mm，双缝到屏的距离l=1.00m，测量头副尺有50条刻线。该同学测量第1条亮纹和第5条亮纹中心线对应的位置如图2所示，则相邻条纹间距为△x= mm，该光的波长λ= nm(计算结果保留三位有效数字);
(3)如图3所示，该同学又使用同一套光传感器和双缝干涉设备，分别使用甲、乙两种色光完成实验，对应得到图3中的甲图和乙图，则甲光的波长 (填“大于”或“小于”)乙光的波长。
12.小明同学设计以下实验来测量一段粗细均匀的电阻丝的电阻率。
(1)如图甲所示，用米尺测量出电阻丝长为L，用螺旋测微器测量待测电阻丝的直径d= cm;
(2)将多用电表调至“x10”挡，接下来需要进行的具体操作是 ，再将两表笔接在电阻丝两端，发现指针偏转太大，需将多用电表调至 (填写“x1”或“x100”)挡，重复上述操作，指针静止时如图乙所示，读数为 Ω;
(3)小明同学选择了合适的实验器材，设计了图丙所示电路，重新对电阻丝电阻进行更精确的测量，操作如
下：
①连接电路，将两滑动变阻器调至合适位置;
②闭合开关S1，断开开关S2，读出电流表的读数I1、I2;
③保持R2滑片位置不变，闭合S2，调节R1至合适位置，分别读出电流表的读数I2′和电压表读数U;
④断开所有开关，整理实验器材。
根据上述的测量，可得待测电阻丝的电阻率为ρ= (用I1、I2、I2′、U、d、L表示)。
四、计算题：本大题共3小题，共42分。
13.如图所示，匀强磁场的磁感应强度大小为B、方向垂直纸面向外。磁场中的水平绝缘薄板与磁场的左、右边界分别垂直相交于M、N。带正电的粒子以某一速度从左边界的P位置水平向右射入磁场，粒子在磁场中运动的周期为T，经过时间t=512T，粒子打在板上的Q处，MQ=L，不计粒子重力。试求：
(1)粒子的比荷;
(2)粒子运动速度的大小。
14.如图所示，匀强电场分布在矩形ABCD区域内，电场方向平行于AD边;AB=2 3d，AD=3d，M、N、P、Q分别为四条边的中点;一质量为m、电荷量为+q(q>0)的粒子从M点以速率v射入矩形区域，速度方向与MN的夹角为θ。当v=v0，θ=0∘时，粒子恰好从Q点离开矩形区域。不考虑粒子的重力。
(1)求匀强电场的场强E的大小;
(2)若v=2v0，0∘≤θ≤90∘，求从AB边射出矩形区域的粒子，离B点的最大距离。
15.如图所示，足够长的固定斜面与水平面的夹角为θ，质量为m的物块B恰好静止在斜面上，质量为2m底面光滑的物块A自斜面上与B相距为L处静止释放，A沿斜面加速下滑，与B发生正碰，碰撞时间极短。重力加速度的大小为g。
(1)若A与B碰撞过程中系统损失的动能为碰撞前动能的13，则碰撞后A、B的速度;
(2)若A与B的碰撞系统没有机械能损失，求：
i.A与B发生第1次碰撞到第2次的时间;
ii.第n次碰撞后到第(n+1)次碰撞前的过程中，B物块的位移。
参考答案
1.A
2.D
3.B
4.C
5.C
6.B
7.D
8.AC
9.BD
10.AC
11.(1)透镜 单缝
(2)3.46 692
(3)小于

12.(1)0.0234−0.0238
(2)将两表笔短接，调节欧姆调零旋钮，使指针指向右边的“0”刻线 ×1 11.0
(3)πd2I2U4LI2′(I1−I2)

13.解：(1)粒子在磁场中运动的周期T，qvB=mv2R
T=2πRv
得qm=2πTB
(2)设粒子在磁场中运动的圆心角为θ，
t=θ2π，得θ=1500，
由几何关系得，R=Lsin300=2L
由以上各式得：v=4πLT

14.解：(1)粒子在电场中的加速度
a=qEm
当v=v0，θ=0∘时，粒子做类平抛运动
3d=v0t
32d=12at2
解得a=v02d
E=mv02qd
(2)设粒子从AB边射出点到B点距离为y，
y=2v0csθ⋅t
−32d=−2v0sinθ⋅t+12at2
联立得：12cs2θ⋅d2−8sinθ⋅csθ⋅dy+y2=0
化简得：y2tan2θ−8tanθ⋅dy+(12d2+y2)=0
得到关于tanθ的二次函数，△≥0，
得：y≤2d
即离B点最大距离为2d。

15.解：(1) A与B碰撞前的速度v0= 2gLsinθ
A与B碰撞后的速度分别为vA、vB
2mv0=2mvA+mvB
12(2m)vA2+12mvB2=23×12(2m)v02
解得vA=23v0=23 2gLsinθ
vB=23v0=23 2gLsinθ
(2)i.设A与B第1次碰撞后的速度为vA1、vB1
2mv0=2mvA1+mvB1
12(2m)v02=12(2m)vA12+12mvB12
解得vA1=v03vB1=4v03
经时间t1，A与B发生第2次碰撞，碰撞前A与B的速度为v′A2、v′B2
vA1t1+12(gsinθ)t12=vB1t1
解得t1=2v0gsinθ=2 2Lgsinθ
ii.第2次碰撞前A与B的速度为v′A2、v′B2
v′A2=13v0+(gsinθ)t1=73v0
v′B2=4v03
第1次碰撞后到第2次碰撞前B的位移xB1=vB1t1=16L3
设A与B第2次碰撞后的速度为vA2、vB2
2mv′A2+mvB2′=2mvA2+mvB2
12(2m)v′A2+12mvB2′=12(2m)vA22+12mvB22
解得vA2=5v03 vB2=8v03
经时间t2，A与B发生第3次碰撞，碰撞前A与B的速度为v′A3、v′B3
同理可得t2=2v0gsinθ=2 2Lgsinθ
第2次碰撞后到第3次碰撞前B的位移xB2=vB2t2=32L3
同理可得第3次碰撞后到第4次碰撞前B的位移xB3=48L3
第n次碰撞后到第(n+1)次碰撞前的过程中，B物块的位移xBn=16nL3