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2024-2025学年湖北省新八校协作体高二（上）物理联考试卷（12月）
一、单选题：本大题共7小题，共28分。
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，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，，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. 的方向由北向南
C. ，方向水平向东 D. ，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，现篮球以、与地面成夹角的速度撞向地面，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，不计空气阻力，g取，。则( )

A. 地面对篮球的摩擦力可以忽略 B. 地面对篮球的作用力竖直向上
C. 地面对篮球的弹力大小约65N D. 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。仅将电流反向，两弹簧测力计的示数均为。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
C. 匀强磁场的磁感应强度
D. 金属等边三角形的总质量
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
B. 从靠近M板的P点释放比荷为的带正电粒子，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
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
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
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
D. 列车通过隧道的时间小于
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，磁场上边界是以点为圆心、半径为的一段圆弧，圆弧与x轴交于、两点，磁场下边界是以坐标原点O为圆心，半径为的一段圆弧。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，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. 正对点入射的粒子离开磁场后一定会过O点
B. 正对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
D. 粒子在磁场区域运动的最长时间为
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：
如图1所示，a、b分别对应的器材是 ， ;
已知该装置双缝间距，双缝到屏的距离，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 mm，该光的波长 计算结果保留三位有效数字
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。
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
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
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，断开开关，读出电流表的读数、
③保持滑片位置不变，闭合，调节至合适位置，分别读出电流表的读数和电压表读数
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 用、、、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，粒子打在板上的Q处，，不计粒子重力。试求：
粒子的比荷;
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，，M、N、P、Q分别为四条边的中点;一质量为m、电荷量为的粒子从M点以速率v射入矩形区域，速度方向与MN的夹角为。当，时，粒子恰好从Q点离开矩形区域。不考虑粒子的重力。
求匀强电场的场强E的大小;
若，，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，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。
若A与B碰撞过程中系统损失的动能为碰撞前动能的，则碰撞后A、B的速度;
若A与B的碰撞系统没有机械能损失，求：
与B发生第1次碰撞到第2次的时间;
第n次碰撞后到第次碰撞前的过程中， B物块的位移。
答案和解析
1.【答案】A
【解析】A. 根据电场强度的定义式，可知，若放入静电场中的试探电荷所受电场力为零，则该处的电场强度一定为零，故A正确；
B. 电场强度的大小是由电场本身性质决定的，与试探电荷所受的电场力大小及试探电荷所带电荷量的多少无关，故B错误；
C. 电流I表示单位时间流过导体截面的电荷量的多少，其大小由电压以及电阻大小决定，与导体横截面的电荷量的多少无关，故C错误；
D. 磁感应强度的定义式，满足的条件是通电导线与磁场垂直，若长度为1m的直导体棒中通过1A的电流，垂直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，故D错误。
故选A。
2.【答案】D
【解析】B.由地磁场特点，可知地磁场从南方指向北方，即的方向由南向北，故 B错误;
A.由题意可知，小磁针稳定时的 N极指向为北偏西，而地磁场方向为由南至向北，故电流产生的磁场方向为由东向西，结合安培定则，可知电流方向为由南向北，故 A错误;
由电流的磁场方向指向西、地磁场的方向指向北、两个磁场的合磁场方向为北偏西，可得到两个磁感应强度的大小关系为，即，方向为指向西，故C错误，D正确。
故选D。
3.【答案】B
【解析】A.反光单元材料折射率越小，光线发生全反射的临界角越大，光线在反光单元材料内越不容易发生全反射，有部分光线将在直角边界面发生折射，所以反光单元的材料折射率影响反光效果，故A错误；
设反光单元内发生两次反射的反射角分别为和，根据几何知识可知
故有，结合光路的可逆性可知从反光单元反射的出射光线与入射光线方向也平行，故B正确，C错误；
D.不同颜色的光在反光单元中的折射率不同，折射后折射角不同，光路不会重合，故D错误。
故选：B。
4.【答案】C
【解析】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，，所以地面有摩擦力，不能忽略，AD错误，C正确；
B.支持力与摩擦力合成不是竖直向上， B错误。
故选C。
5.【答案】C
【解析】A.根据题意可知， b与c串联后再与a并联，电压相等， bc的电阻为a的电阻的两倍，此时 a边中电流大小为I，则 bc中的电流为，故A错误;
电流反向前，根据左手定则，可知a边的安培力方向竖直向上，bc边的安培力方向也竖直向上，a边的安培力大小为，bc边的安培力大小为，对金属等边三角形受力分析，可得，解得，
电流反向后，根据左手定则，可知 a边的安培力方向竖直向下， bc边的安培力方向竖直向下， a边的安培力大小仍然为，bc边的安培力大小仍然为，对金属等边三角形受力分析，可得，解得，
由以上分析可得，，，解得，，故BD错误， C正确。故选C。
6.【答案】B
【解析】A.粒子从S到O点：，解得，能沿虚线运动的粒子在选择器中满足：，解得M和N之间的电压为：，故A错误;
从靠近M板的P点释放比荷为的带正电粒子，根据动能定理可得粒子进入速度选择器时，速度仍为，所以能沿虚线通过速度选择器，故B正确，C错误；
D.只要粒子沿虚线通过速度选择器，则满足，其速度大小均为，故D错误。
故选B。
7.【答案】D
【解析】A. 小球与槽组成的系统水平方向动量守恒，从A点经过最低点滑到B点的过程中，槽向左运动，当小球从B点经过最低点滑到A点的过程中，槽向右运动，故A错误；
B. 小球运动过程中，水平方向动量守恒，根据人船模型有，，解得槽向左运动位移为，故B错误；
C. 小球到达B点时，水平方向速度为零，则槽速度也为零，根据机械能守恒可知，小球能从B点离开槽，且上升的最大高度等于R，故C错误；
D. 小球从开始降落到最低点，系统机械能守恒，以向右为正方向，水平方向动量守恒，解得，
在最地点时，解得，故D正确。
8.【答案】AC
【解析】A. 在行走过程中，两个扩音器发出频率相同的声波相互叠加，从而出现加强区与减弱区，小明同学会听到声音发生忽强忽弱的变化，故A正确；
B. 发生干涉的条件之一是两列波的频率相同，与音量无关，故B错误；
C.声波属于机械波，在相同环境下波速相同，故C正确；
D.关闭一个音响，小明同学迅速跑开，小明远离声源，单位时间内接收到的完整的波的个数会减少，即接收到的波的频率变小，故听到声音音调降低。故D错误。
故选：AC。
9.【答案】BD
【解析】A.将地球看作两部分，一部分是以O为球心x为半径的“小球”，另一部分即剩余的球壳，球壳对C点处的列车引力为0，所以只需要考虑C点以下的“小球”对列车的引力，根据黄金代换有，由万有引力定律得，故A错误；
B.根据上面A的分析可知列车在隧道中运行时受到的合力大小与偏离O点的距离成正比，且方向与偏离O点的方向相反，所以完全无动力运行时列车在隧道内做简谐振动，故B正确；
C.列车在O点时速度最大，研究列车从A到O的过程，因为列车所受引力与到球心的距离成正比，所以重力对列车做功根据力的平均值计算有，由动能定理得，得，故C错误；
D.根据上面的分析可知列车从A到O的过程中受到地球的引力逐渐减小，根据牛顿第二定律可知列车做做加速度减小的加速运动，平均速度大于，运动时间小于，所以列车通过隧道的时间小于，故D正确。
故选： BD。
10.【答案】AC
【解析】粒子在磁场中做匀速圆周运动，根据洛伦兹力提供向心力有：
代入磁感应强度的值可得，粒子在磁场中的轨道半径：
正对的粒子，圆心恰好在x轴上，进入磁场后做匀速圆周运动，如图，根据勾股定理可知，进入无磁场区域后，速度方向恰好指向O点，即正对点入射的粒子离开磁场后一定会过O点，故A正确，B错误；
根据题意知，所有粒子沿水平方向射入磁场，半径与速度方向垂直，圆心均在入射点的正下方，半径均为4d，所有圆心所在的轨迹相当于将磁场边界向下平移4d形状，平移到O点位置，即所有粒子进入磁场后做圆周运动的圆心到O点距离均为5d，如下图，利用勾股定理可知，进入无磁场区域后，所有粒子速度方向都指向O点，因此所有粒子都过O点。
由上述分析可知，从最上方进入的粒子，在磁场中偏转角度最大，运动的时间最长，如下图所示，
该粒子在磁场中旋转了，因此运动的时间：，故C正确，D错误。
故选AC。
11.【答案】透镜 单缝
692
小于

【解析】根据实验装置可知，a对应的器材是透镜，b对应的器材是单缝；
图2左图读数为，图2右图读数为
所以相邻条纹间距为
根据，解得；
由图可知，甲图中相邻亮条纹间距小于乙图中相邻亮条纹间距，所以根据，可知甲光的波长小于乙光的波长。
12.【答案】
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， ，

【解析】螺旋测微器的固定刻度为0，可动刻度为，
所以最终读数为；
将多用电表调至“x10”挡，接下来需要将两表笔短接，调节欧姆调零旋钮，使指针指向右边的“0”刻线，再将两表笔接在电阻丝两端，发现指针偏转太大，则示数太小，那么要增大示数则要减小倍率，则选择开关拨至“”挡，欧姆调零后再进行测量，由图乙可知，图示欧姆挡读数为：；
待测电阻与滑动变阻器并联，当闭合开关，断开开关，有
闭合时，有
联立解得
电阻率为。
13.【答案】粒子在磁场中运动的周期T，
解得；
设粒子在磁场中运动的圆心角为，
，得，
由几何关系得
由以上各式得v=。

【解析】详细解答和解析过程见【答案】
14.【答案】粒子在电场中的加速度
当，时，粒子做类平抛运动
沿BA方向
沿AD方向
解得
设粒子从AB边射出点到B点距离为y，
联立得：
得到关于y的二次方程，解得，
因此可知与AB边有交点时，，即
根据y的函数关系可知，当时，y取最大值2d，即从AB边射出矩形区域的粒子，离B点的最大距离为2d。

【解析】详细解答和解析过程见【答案】
15.【答案】解：与B碰撞前的速度
A与B碰撞后的速度分别为、
解得
设A与B第1次碰撞后的速度为、
解得
经时间，A与B发生第2次碰撞，碰撞前A与B的速度为、
解得
第2次碰撞前A与B的速度为、
第1次碰撞后到第2次碰撞前B的位移
设A与B第2次碰撞后的速度为、
解得
经时间， A与B发生第3次碰撞，碰撞前 A与B的速度为、
同理可得
第2次碰撞后到第3次碰撞前B的位移
同理可得第3次碰撞后到第4次碰撞前B的位移
第n次碰撞后到第次碰撞前的过程中，B物块的位移

【解析】详细解答和解析过程见【答案】

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