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湖北省孝感市高级中学2024-2025学年高二下学期5月月考物理试卷
学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________
一、单选题
1．关于下面热学中的几张图片所涉及的相关知识，描述正确的是（　　）
A．图甲中，微粒越大，单位时间内受到液体分子撞击次数越多，布朗运动反而越不明显
B．图乙说明固体间不能发生扩散现象
C．由图丙可知，在由变到的过程中分子力做负功
D．图丙中分子间距为时分子力为0
2．在断电自感的演示实验中，用小灯泡、带铁芯的电感线圈和定值电阻等元件组成如图甲所示电路。闭合开关，待电路稳定后，两支路电流分别为和。断开开关前后的一小段时间内，电路中电流随时间变化的关系如图乙所示。下列说法正确的是（　　）
A．断开开关前灯泡中电流为
B．灯泡电阻小于电阻和线圈的总电阻
C．断开开关后小灯泡先突然变亮再逐渐熄灭
D．断开开关后电阻所在支路电流如曲线所示
3．根据交通法规，电动自行车驾驶人和乘坐人员须佩戴安全头盔。头盔可以吸收撞击的能量，再加上安全头盔内的缓冲材料，大大降低了驾驶者受到伤害的程度。如图所示，对某种头盔材料进行测试，已知该材料质量为M，其上表面为坚硬层，下部分为缓冲层（受力后发生明显形变），放在水平桌面上，用质量为m的重物以速率v竖直向下落在材料的上表面上，碰撞时间极短，重物以0.8v的速率反向弹回，已知头盔材料在受到撞击后在桌面上向下挤压的缓冲时间为t，然后静止不动，重力加速度为g，下列说法正确的是（　　）
A．在撞击过程中，重物所受合外力的冲量大小为0.2mv
B．在撞击过程中，重物受到重力的冲量大小为mgt
C．头盔材料向下缓冲过程中，对桌面的平均压力大小为
D．头盔材料向下缓冲过程中，对桌面的平均压力大小为
4．一列简谐横波在某均匀介质中沿直线由质点a向质点b传播，a、b两质点的平衡位置相距。如图所示，实线表示质点a的振动图像，虚线表示b质点的振动图像，下列选项正确的是（　　）

A．此波传播速度大小可能是30m/s
B．此波传播速度大小可能是20m/s
C．质点a的振动方程：
D．时，质点b的加速度最大
5．如图所示，半径为的圆形区域存在垂直纸面的匀强磁场，圆心为，质子和粒子先后从边界上点沿半径方向飞入磁场。只考虑洛伦兹力作用，它们在磁场中运动的时间相同，粒子在磁场中做圆周运动的轨迹半径为。质子和粒子的动能之比约为（　　）
A． B． C． D．
6．甲、乙两辆汽车同时同地向同一方向开始运动，速度随时间变化的图像如图所示。在时刻甲图线的切线斜率等于乙图线的斜率。下列说法正确的是（　　）
A．过程中，甲的加速度始终比乙的大
B．时刻，乙追上甲
C．之后的某个时刻，乙追上甲
D．乙追上甲之前，时刻两车相距最远
7．一质量为m的物块恰好能沿倾角为30°的足够长斜面匀速下滑。物块在沿斜面匀速下滑的过程中，在竖直平面内给物块一外力F，F与水平方向的夹角为α，斜面始终处于静止状态，如图所示。已知重力加速度为g，下列说法正确的是（　　）
A．若α=0°，物块沿斜面下滑过程中，地面对斜面的摩擦力水平向左
B．若α=60°，物块沿斜面下滑过程中，地面对斜面的摩擦力为零
C．若α=90°，物块将不能沿斜面匀速下滑
D．若F推着物块沿斜面匀速上滑，则斜面对地面的静摩擦力水平向左
二、多选题
8．如图，电阻不计、匝数为N的矩形线圈abcd在匀强磁场中绕垂直磁场的轴OO'匀速转动。理想变压器的原、副线圈匝数之比为1∶2，电流表、电压表均为理想电表。当线圈以角速度ω匀速转动、滑动变阻器的阻值为R时，电压表的示数为U，则（　　）
A．电流表的示数为
B．穿过线圈的磁通量的最大值为
C．滑动变阻器滑片向下滑动时，变压器的输入功率减小
D．从线圈平面与磁场平行开始计时，线圈产生电动势的瞬时表达式为
9．如图甲所示，a、b两物块（均视为质点）用轻质弹簧连接并放置在光滑的水平面上，b的质量为m，t=0时，使a获得水平向右、大小为v0的速度，a、b运动的速度时间关系图像如图乙所示，弹簧始终处于弹性限度内，下列说法正确的是（　　）
A．t1时刻，a、b间的距离最小
B．t2时刻，弹簧长度小于原长
C．0~t3时间内，a所受冲量的大小为
D．0~t3时间内，b所受冲量的大小为
10．如图所示，水平放置的粗糙金属导轨相距，导轨左端接有的电阻，空间存在斜向右上且与水平面的夹角为60°的匀强磁场，磁感应强度大小为。现有一根质量的导体棒，在平行导轨方向、大小为的恒力作用下以速度沿导轨匀速运动，某时刻撤去力F，导体棒继续运动距离s后停止。整个运动过程中导体棒始终和导轨垂直，导轨足够长，且导轨和导体棒的电阻均忽略不计，重力加速度g取，下列说法正确的是（　　）
A．导体棒和导轨之间的动摩擦因数为
B．若将电阻R减小，其他保持不变，则导体棒可能以某个更大的速度匀速运动
C．撤去力F以后，导体棒运动距离为时，其速度大于
D．撤去力F以后，导体棒运动距离为时，其速度小于
三、实验题
11．在“用双缝干涉测量光的波长”实验中，光具座上放置的光学元件依次为光源、透镜、M、N、P、遮光筒、毛玻璃、放大镜（目镜），如图所示。
(1)M、N、P三个光学元件依次为________。
A．滤光片、单缝、双缝
B．双缝、滤光片、单缝
C．单缝、双缝、滤光片
D．滤光片、双缝、单缝
(2)如图所示，测量头中的分划板中心刻线与干涉条纹不在同一方向上。如果想使中心刻线与亮条纹对齐，下列操作中可达到目的的是________。
A．仅转动透镜
B．仅转动遮光筒
C．仅转动手轮
D．仅转动测量头
(3)关于该实验，下列说法正确的是______。
A．若将滤光片向右平移一小段距离，光屏上相邻两条亮条纹中心的距离增大
B．若将双缝间的距离d减小，光屏上相邻两条暗条纹中心的距离增大
C．若将滤光片由绿色换成红色，光屏上相邻两条暗条纹中心的距离增大
D．为了减小测量误差，可用测微目镜测出n条亮条纹间的距离a，则相邻两条亮条纹间距为
12．同学们在进行“利用单摆测重力加速度”的实验时，设计并实施了如下步骤：
（1）选择下列最合理的器材 。
（2）用游标卡尺测量摆球的直径，某次测量结果如图甲所示，从图中读出 。
（3）将摆球用细线悬挂在铁架台上，测得摆线长，通过计算得到摆长。
（4）将摆球从平衡位置拉开一个微小的角度后由静止释放，使摆球开始摆动。待摆球到达最低点时，即刻启动停表并开始计数，此时计数设为0。随后，每当摆球再次经过此计时起点时，计数值递增1。当计数到达60时，停止计时，此时停表的读数为54.60s，则单摆的周期为 s。（结果保留两位小数）
（5）某同学通过改变摆线长度，进行了多次测量，得到的图线如图乙所示。经过细致观察，他发现图线的延长线没有过坐标原点，原因在于所作的是图线。通过分析，他认为仍可利用该图中的数据来计算重力加速度，则其表达式为 。（用、和表示）
四、解答题
13．甲、乙两车在平直公路的同一车道上行驶。在t=0时，甲车以v0=24m/s的速度匀速行驶，乙车在甲车前面以a1=2m/s2的加速度由静止开始做匀加速直线运动。t=2s时，甲车发现前面乙车，立即采取行动。两车均可视为质点，并排即视为相遇，不计反应、变道、转向时间。
(1)若甲车不变道，立即以a2=2m/s2的加速度做匀减速直线运动，恰好未追尾。求t=0时两车之间的距离。
(2)若t=0时甲、乙两车相距80m，t=2s时甲车立即变道，甲车进入新车道后，以变道前的速度继续匀速行驶2s。之后，甲车以a2=2m/s2加速度做匀减速直线运动。
①请定量分析甲乙两车相遇几次？
②从t=0时刻到两车相遇，乙车行驶的位移是多少？（若相遇次数多于1次，分别求对应位移）
14．如图所示，空间中有单位为米的直角坐标系，x轴水平，y轴竖直，区域有垂直于纸面向里的匀强磁场，区域有竖直向上的匀强电场和垂直于纸面向里的另一匀强磁场（均未画出），长的光滑水平细管右端与y轴齐平，左端静止放置一个直径略小于细管直径，质量，电荷量的带正电小球a，现使细管从如图位置以的速度竖直向下做匀速直线运动，当细管右端到达时，小球a从细管右侧飞出进入区域后做匀速圆周运动并经过，若从原点O水平抛出一不带电的小球b，也能经过P点，且小球b经过P点的速度方向与小球a经过P点时的速度方向在一条直线上，，求：
(1)区域的电场的电场强度大小E；
(2)区域的匀强磁场的磁感应强度B；
(3)小球a在细管内运动的过程中，管壁对小球a弹力做的功。
15．如图，两光滑平行圆弧导轨竖直放置，下端与两根间距为L的光滑平行水平导轨平滑连接。水平导轨足够长，其右端接有电容为C的电容器，且全部处在竖直向下的匀强磁场中，磁感应强度大小为B，在导轨上放置长度略大于L的导体棒P、M、N。P棒和M棒的质量均为m，接入电路的电阻均为2R，N棒的质量为2m，接入电路的电阻为R。已知初始时电容器带电量为0，开关S断开，M棒和N棒间距为d，且均处于静止状态。现让P棒从圆弧导轨上高为h处由静止释放，P棒与M棒如果发生碰撞则会粘在一起。重力加速度大小为g，不计导轨电阻及空气阻力，且导体棒运动过程中始终与导轨垂直且接触良好。
(1)求P棒刚进入磁场时速度的大小及此时流经M棒电流的大小；
(2)若P棒与M棒恰好不发生碰撞，求该过程P棒中产生的焦耳热；
(3)若初始时M棒离磁场左边界的距离，且运动过程中M棒始终未与N棒发生碰撞，求d的最小值；当P、M、N三棒达到稳定运动时，闭合开关S，求电容器最终的带电量。
《湖北省孝感市高级中学2024-2025学年高二下学期5月月考物理试卷》参考答案
题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
答案 A C D A D C B CD AD AC
1．A
【详解】A．布朗运动是液体分子无规则运动对悬浮微粒撞击不平衡造成的。微粒越大，单位时间内受到液体分子撞击次数越多，各个方向的撞击力越容易平衡，布朗运动就越不明显，故A正确；
B．铝块与金块叠在一起，经过一段时间后，它们会彼此进入对方，这就是固体间的扩散现象，说明固体间也能发生扩散，故B错误；
C．从变到的过程中，分子间距增大，分子势能减小，则分子力做正功，故C错误；
D．图丙中分子间距为时，分子势能最小，此时分子力为0，故D错误。
故选A。
2．C
【详解】AD．断开开关S前、后的一小段时间内，通过电感线圈L的电流方向是不变的，则电感线圈L所在支路的电流如曲线a所示，小灯泡所在支路的电流如曲线b所示，则断开开关前，灯泡中电流为，故AD错误；
B．由题图可知，断开开关S前通过电感线圈的电流大于通过小灯泡的电流，所以断开开关S前，小灯泡的电阻大于定值电阻R和电感线圈L的总电阻，故B错误；
C．断开开关S后，电感线圈L产生的自感电动势阻碍电流的减小，电感线圈L相当于电源，由于线圈L、电阻R和灯泡重新组成回路，且断开开关S前电感线圈L所在支路的总电阻小于小灯泡的电阻，则其电流大于流过小灯泡的电流，则小灯泡先突然变亮再逐渐熄灭，故C正确。
故选C。
3．D
【详解】A．在撞击过程中，以竖直向上为正方向，根据动量定理可得
可知重物所受合外力的冲量大小为1.8mv，故A错误；
B．在撞击过程中，碰撞时间极短，重物受到重力的冲量大小几乎为0，可以忽略不计，故B错误；
CD．在撞击过程中，根据动量守恒可得
解得头盔材料的速度为
头盔材料在受到撞击后在桌面上向下挤压的缓冲时间为t，然后静止不动，以竖直向上为正方向，根据动量定理可得
解得
根据牛顿第三定律可知，头盔材料向下缓冲过程中，对桌面的平均压力大小为，故C错误，D正确。
故选D。
4．A
【详解】AB．由图可知，t=0时a、b两质点位移分别为0和1cm，因此a、b两质点振动相位差为，间距为满足
（n=0，1，2，3…）
波的传播速度为
（n=0，1，2，3…）
若传播速度为30m/s和20m/s时
和
则此波的传播速度可能为30m/s，不可能为20m/s。A正确，B错误；
C．由图可知，振幅为2cm，周期为0.2s，t=0时质点a的为
得
则质点a的振动方程为
C错误；
D．在0.1s时，质点b在平衡位置，则质点b做加速度为0，D错误。
故选A。
5．D
【详解】设磁感应强度垂直纸面向外，大小为，质子的质量和带电荷量分别为、，则粒子的质量和带电荷量分别为、，由带电粒子（电荷量，质量）在匀强磁场中做圆周运动的周期公式
可知，质子和粒子在磁场中做圆周运动的周期之比
设质子和粒子在磁场中运动轨迹所对的圆心角分别为和，轨迹半径分别为和，它们在磁场中运动的时间相等，有
可知
根据题意可知二者的轨迹如图所示
由几何关系可知
由题意知
可求得
设它们的速度分别为和，由洛伦兹力提供向心力有
可得动能
质子和粒子的动能之比
故选D。
6．C
【详解】A．图像的斜率等于加速度，可知过程中，甲的加速度先大于乙的加速度，后小于乙的加速度，选项A错误；
BC．图像与坐标轴围成的面积等于位移可知，时间内甲的位移大于乙，即时刻，甲在乙前面，因此后乙的速度大于甲，可知之后的某个时刻，乙追上甲，选项B错误，C正确；
D．乙追上甲之前，时刻两车共速，此时相距最远，选项D错误。
故选C。
7．B
【详解】AB．物块在沿斜面匀速下滑，根据平衡条件有
，
解得
物块匀速下滑过程中，整体水平方向受力平衡，则地面对斜面的摩擦力为零；若α=0°，对物块施加一个水平方向的力，物块下滑过程中对摩擦力和斜面压力成比例增加，即物块对斜面的作用力方向没有变，则地面对斜面的摩擦力仍为零；若α=60°，对物体施加一个垂直于斜面方向的力F，物块下滑过程中，对斜面的压力增加F、摩擦力增加μF，如图所示
根据几何关系可知
故此时物块对斜面的作用力方向仍向下，地面对斜面的摩擦力为零，在竖直平面内给物块一任意方向的外力F，此力F可以分解为垂直于斜面方向的力和沿斜面方向的力，而这两个分力对斜面的摩擦力均为零，所以无论施加什么方向的力，在B停止运动前，地面对斜面的摩擦力为零，物块仍沿斜面匀速下滑，故A错误，B正确；
C．若α=90°，对物块进行分析有
物块受到沿斜面向上的滑动摩擦力为
结合上述解得
可知，物块沿斜面的合力为0，物块仍然沿斜面向下做匀速直线运动，故C错误；
D．若F推着物块沿斜面匀速上滑，则物块受到沿斜面向下的滑动摩擦力，则斜面对物块的支持力与摩擦力的合力，即斜面对物块的作用力方向整体向左，根据牛顿第三定律可知，物块对斜面的压力与摩擦力的合力，即物块对斜面的作用力方向整体向右，斜面在水平方向相对于地面有向右运动的趋势，地面对斜面静摩擦力方向水平向左，根据牛顿第三定律可知，斜面对地面的静摩擦力水平向右，故D错误。
故选B。
8．CD
【详解】A．根据题意可知，副线圈电流为
根据
可得电流表的示数为
故A错误；
B．根据
可知原线圈的输入电压有效值为
则矩形线圈产生的电动势最大值为
联立解得穿过线圈的磁通量的最大值为
故B错误；
C．滑动变阻器滑片向下滑动时，滑动变阻器接入电路阻值变大，则副线圈电流减小，副线圈输出功率减小，即变压器的输入功率减小，故C正确；
D．从线圈平面与磁场平行开始计时，此时穿过线圈的磁通量为0，磁通量变化量最大，产生的感应电动势最大，则线圈产生电动势的瞬时表达式为
故D正确。
故选CD。
9．AD
【详解】A．0~t1时间内，a的速度大于b的速度，二者间距离随着时间增大而减小，t1时刻，二者间的距离最小，故A正确；
B．t1~t2时间内，b的速度大于a的速度，ab间距离不断增大，弹簧由压缩状态逐渐恢复原长，t2时刻，ab加速度为零，则弹簧恰好恢复原长，故B错误；
CD．0~t3时间内，b所受冲量的大小为
由于ab组成的系统动量守恒，则
所以a所受冲量为
故C错误，D正确。
故选AD。
10．AC
【详解】AB．导体棒受力如图所示
导体棒匀速运动时，回路的感应电流
由平衡条件
解得
故A正确：
B．导体棒匀速运动有
知导体棒匀速运动时的电流恒为
又
知将电阻R减小，导体棒匀速运动的速度减小。故B错误：
CD．撤去力F以后，设导体棒运动距离为过程所用的时间为t，此过程回路的平均电流为，末速度为v，此过程安培力的冲量
摩擦力的冲量大小
由动量定理有
可得
设导体棒运动距离s过程所用的时间为，此过程回路的平均电流为，同理可得
其中
同理
联立可得
可得
由于撤去F后导体棒一直做减速运动，则
即
可见
故C正确，D错误。
故选AC。
11．(1)A
(2)D
(3)BC
【详解】（1）光源通过透镜会聚后变成点光源，然后通过滤光片后变成单色光，经过单缝后变成线光源，所以M、N、P三个光学元件依次为滤光片、单缝、双缝。
故选A。
（2）测量头中的分划板中心刻线与干涉条纹不在同一方向上，说明分化板中心线与双缝不平行，可以转动测量头。
故选D。
（3）A．根据条纹间距公式可知，若将滤光片向右平移一小段距离，光屏上相邻两条亮条纹中心的距离不变，故A错误；
B．根据条纹间距公式可知，若将双缝间的距离d减小，光屏上相邻两条暗条纹中心的距离增大，故B正确；
C．根据条纹间距公式可知，若将滤光片由绿色换成红色，波长变大，则光屏上相邻两条暗条纹中心的距离增大，故C正确；
D．为了减小测量误差，可用测微目镜测出n条亮条纹间的距离a，则相邻两条亮条纹间距为，故D错误。
故选BC。
12． B 17.4 1.82
【详解】（1）[1]为了减小空气阻力的影响，小球应选择密度大一些的铁球；为了保证小球摆动过程，摆长保持不变，应选用细丝线，且上端用铁夹夹住。
故选B。
（2）[2]10分度游标卡尺的精确值为，由图甲可知摆球的直径为
（4）[3]单摆的周期为
（5）[4]设小球半径为，根据单摆周期公式可得
可得
可知图像的斜率为
解得
13．(1)
(2)①两次；②见解析
【详解】（1）两车速度相等时，恰好相遇，设运动时间为t1，则
解得
甲车位移
乙车位移
两车之间的距离
解得
（2）①设甲车从0时刻到速度减为零所用时间为t2，对甲车分析
解得
设t3时并排，则
解得
，
由此可知两车相遇两次
②当时
当时
14．(1)20V/m
(2)1.33T
(3)
【详解】（1）由于小球a在区域后做匀速圆周运动
因此
代入数据可得电场强度大小为
（2）小球在管内水平方向做匀加速直线运动，根据牛顿第二定律
又
竖直方向做匀速运动，向下运动的距离为h，因此
代入数据可得
（3）小球离开管时的速度
下降的过程中，洛伦兹力不做功，只有重力和弹力做功
根据动能定理
解得
15．(1)，
(2)
(3)，
【详解】（1）对P棒，由动能定理得
解得P棒刚进入磁场的速度大小为
当P棒进入磁场时产生感应电动势
P棒为电源，M、N两棒并联，则有
又
由欧姆定律得电路的总电流
各式联立得流经M棒的电流
（2）P棒进入磁场，M、N两棒所受的安培力，
由牛顿第二定律得，
联立可得M、N两棒的加速度关系为
由此可知，M、N两棒加速度相同其运动总是相对静止的，由于P棒受到的安培力与M、N棒受到的安培力的合力为0，所以三棒组成的系统动量守恒。若P棒与M棒恰好不发生碰撞，则三棒速度相等，设此时的三棒速度均为，以向右为正方向
根据动量守恒定律有
根据能量守恒，该过程系统损失的机械能全部转化为电路电阻的焦耳热
故得
该过程P棒中产生的焦耳热
联立各式解得
（3）P棒进入磁场到三棒速度相等的过程，对P棒
由动量定理得
又
联立解得P棒与M棒恰好不发生碰撞时，M棒离磁场左边界的距离
根据题意，若初始时M棒离磁场左边界的距离为
则P棒与M棒一定发生碰撞并粘在一起。
设导体棒P与导体棒M碰撞前瞬间的速度为v2，导体棒M、N的速度大小均为v3
碰撞前过程根据动量守恒定律有
同样对P棒，由动量定理得
又
联立解得，
设导体棒P与导体棒M碰撞粘在一起后瞬间的速度为v4
则根据动量守恒定律可得二者碰撞时满足
之后导体棒P、M整体与导体棒N通过安培力发生作用，设导体三棒最终共同速度为v5
则根据动量守恒定律可得
联立解得，
此过程对P、M整体，由动量定理得
又
联立解得满足题意的d的最小值
当P、M、N三棒达到稳定运动时
导体棒切割磁感线产生感应电动势为
闭合电键，根据动量定理
而
联立解得闭合开关S电容器最终的带电量

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