湖北省部分高中协作体联考2024-2025学年高二下学期5月月考物理试卷 含解析

这是一份湖北省部分高中协作体联考2024-2025学年高二下学期5月月考物理试卷 含解析，共10页。试卷主要包含了答题前，请将自己的姓名，选择题的作答，非选择题作答，考试结束后，请将答题卡上交等内容，欢迎下载使用。
本试卷共 6 页，全卷满分 100 分，考试用时 75 分钟。
★祝考试顺利★
注意事项：
1、答题前，请将自己的姓名、准考证号、考场号、座位号填写在试卷和答题卡上，并
将准考证号条形码粘贴在答题卡上的制定位置。
2、选择题的作答：每小题选出答案后，用 2B 铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑，
写在试卷、草稿纸和答题卡上的非答题区域均无效。
3、非选择题作答：用黑色签字笔直接答在答题卡对应的答题区域内，写在试卷、草稿
纸和答题卡上的非答题区域均无效。
4、考试结束后，请将答题卡上交。
一、单项选择题：（本题共 10 小题，每小题 4 分，共 40 分,。在小题给出的四个选项
中，第 1～7 题只有一项符合题目要求，第 8～10 题有多项符合要求，每小题全部选对得 4
分，选对但不全的得 2 分，有错选或者不选的得 0 分）
1.如图所示，滑轮两侧细线上分别系有 A 球和 B 球，两球质量不相等，两球从静止开
始运动后，A 球在下降，B 球在上升，当 AB 两个小球运动到同一水平面的瞬间恰好细线断
裂了，两小球先后落到地面上，先落地小球比后落地小球着地时间早Δt，重力加速度为 g，
B 球上升过程中未与滑轮相碰。则细线断裂后，B 球上升的最大高度 H 为( )
A．12gΔt2 B．13gΔt2
C．14gΔt2 D．18gΔt2
解析：D 设细线断裂瞬间 B 球的速度为 v，根据竖直上抛运动的对称性，可知 B 球落
回到出发点时的速度大小为 v，之后的运动与 A 球运动情况相同。由运动学公式知，B 球比
A 球运动多花费的时间为Δt＝－v－v－g＝2vg，得 v＝gΔt2，则细线断裂后，B 球上升的最
大高度 H＝v22g＝18gΔt2，D 正确，A、B、C 错误。故选 D。
2.质量为 m 的物体 P 置于倾角为θ1 的固定光滑斜面上，轻细绳跨过光滑定滑轮分别连
接着 P 与小车，P 与滑轮间的细绳平行于斜面，小车以速率 v 水平向右做匀速直线运动，当
小车与滑轮间的细绳和水平方向成夹角θ2 时(如图所示)，下列判断正确的是( )
A.绳的拉力等于 mgsin θ1
B.绳的拉力小于 mgsin θ1
C.P 的速率为 vcs θ2
D.P 的速率为 v1
解析：C 将小车的速度 v 分解为沿绳子方向的速度和垂直绳子方向的速度，如图所示。
小车沿绳方向的速度等于 P 的速度，即 vP＝vcs θ2，小车向右做匀速直线运动，v 不变，θ2
减小，cs θ2 增大，则 vP 增大，则 P 做加速运动，对物体 P 根据牛顿第二定律可知 FT－mgsin
θ1＝ma，可知绳的拉力大于 mgsin θ1。故选 C。
3.如图所示，一根细线下端拴一个金属小球 Q，细线穿过小孔(小孔光滑)另一端连接在
金属块 P 上，P 始终静止在水平桌面上，若不计空气阻力，小球在某一水平面内做匀速圆周
运动(圆锥摆)。实际上，小球在运动过程中不可避免地受到空气阻力作用。因阻力作用，小
球 Q 的运动轨迹发生缓慢的变化(可视为一系列半径不同的圆周运动)。下列判断正确的是
( )
A.小球 Q 的位置越来越高
B.细线的拉力减小
C.小球 Q 运动的角速度增大
D.金属块 P 受到桌面的静摩擦力增大
解析：B 由于小球受到空气阻力作用，线速度减小，则所需要的向心力减小，小球做
近心运动，小球的位置越来越低，故 A 项错误；设小孔下面细线与竖直方向的夹角为θ，细
线的拉力大小为 FT，细线的长度为 L，当小球做匀速圆周运动时，由重力和细线的拉力的
合力提供向心力，则有 FT＝mgcs θ，mgtan θ＝mv2Lsin θ＝mω2Lsin θ，解得ω＝ gLcs θ)
，由于小球受到空气阻力作用，线速度减小，θ减小，cs θ增大，因此细线的拉力 FT 减小，
角速度ω减小，故 B 项正确，C 项错误；对金属块 P，由平衡条件知，P 受到桌面的静摩擦
力大小等于细线的拉力大小，则静摩擦力减小，故 D 项错误。
4.炒茶厂的水平传送带装置如图甲所示，可简化为图乙所示模型，传送带上面始终以 v
＝2 m/s 的速度向右运动，传送带 A、B 两端的距离 LAB＝6 m，将质量 m＝1 kg 的小茶叶盒
轻轻放到传送带左端。盒子与传送带之间的动摩擦因数μ＝0.2，忽略盒子的大小，g 取 10 m/s2，
下列说法正确的是( )
甲 乙
A.盒子在传送带上始终受重力、弹力和摩擦力的作用
B.盒子从左端运动到右端的时间为 6 s
C.盒子从左端运动到右端的过程中，摩擦力对盒子做的功为 4 J
D.盒子从左端运动到右端的过程中，由于摩擦而产生的热量为 2 J
解析：D 盒子刚放上传送带上受重力、支持力和摩擦力作用，此时的加速度大小为 a
＝μg＝2 m/s2，当盒子加速至 v＝2 m/s 时的位移大小为 x＝v22a＝1 m0)的两个点电荷分别位于 M 点与 N 点，形成
一个以 MN 延长线上 O 点为球心，电势为零的等势面(取无穷处电势为零)，P 为 MN 连线上
的一点，S 为等势面与直线 MN 的交点，T 为等势面上的一点，下列说法正确的是( )
A.P 点电势低于 S 点电势
B.T 点电场强度方向指向 O 点
C.除无穷远处外，直线 MN 上还有两个电场强度为零的点
D.将正试探电荷 q0 从 T 点移到 P 点，静电力做正功
解析：B 在 MN 上，左边正电荷在 M 右侧电场强度水平向右，右边负电荷在 MN 上电
场强度水平向右，根据电场的叠加可知 MN 间的电场强度水平向右，沿着电场线电势逐渐降
低，可知 P 点电势高于等势面与 MN 交点处电势，则 P 点电势高于 S 点电势，故 A 错误；
由于正电荷的电荷量大于负电荷电荷量，可知在 N 左侧电场强度不可能为零，则 N 右侧，
设 MN 距离为 L，根据 k·2q（L＋d）2＝k·q（d）2 可知除无穷远处外，直线 MN 电场强
度为零的点只有一个，故 C 错误；由 A 选项分析可知 T 点电势低于 P 点电势，则正电荷在
T 点的电势能低于在 P 点的电势能，将正试探电荷 q0 从 T 点移到 P 点，电势能增大，静电
力做负功，故 D 错误；电场线由正电荷指向负电荷，且电场线方向与等势面垂直，可知 T
点电场方向指向 O 点，故 B 正确。
6.如图所示，一半圆槽滑块的质量为 M，半圆槽半径为 R，滑块置于光滑水平桌面上，
一质量为 m 的小智能机器人(可视为质点)置于半圆槽的 A 端，在无线遥控器控制下，机器人
从半圆槽 A 端移动到 B 端。下面说法正确的是( )
A.只有小机器人运动，滑块不运动
B.滑块运动的距离是 MM＋mR
C.滑块与小机器人运动的水平距离之和为 2R
D.小机器人运动的位移是滑块的 mM 倍
解析：C 小机器人和滑块组成的系统在水平方向动量守恒，小机器人从 A 端移动到 B
端的过程中，设小机器人和滑块在任意时刻的水平分速度大小分别为 v1 和 v2，则 mv1＝Mv2
－ － ，所以在整个过程中，二者的平均速度大小满足 m 1＝M 2，则二者水平位移大小(即运动
的水平距离)满足 mx1＝Mx2，根据相对位移关系有 x1＋x2＝2R，即滑块与小机器人运动的水
平距离之和为 2R，且 x1x2＝Mm，故 C 正确，D 错误；根据前面分析可得小机器人和滑块
移动的距离分别为 x1＝2MRM＋m，x2＝2mRM＋m，故 AB 错误。故选 C。
7.如图，一磁感应强度大小为 B 的匀强磁场，方向垂直于纸面(xOy 平面)向里，磁场右
边界与 x 轴垂直。一带电粒子由 O 点沿 x 正向入射到磁场中，在磁场另一侧的 S 点射出，
粒子离开磁场后，沿直线运动打在垂直于 x 轴的接收屏上的 P 点；SP＝l，S 与屏的距离为 l2
，与 x 轴的距离为 a。如果保持所有条件不变，在磁场区域再加上电场强度大小为 E 的匀强
电场，该粒子入射后则会沿 x 轴到达接收屏。该粒子的比荷为( )
A.E2aB2 B.EaB2
C.B2aE2 D.BaE2
解析：A 由题知，一带电粒子由 O 点沿 x 轴正方向入射到磁场中，在磁场另一侧的 S
点射出，则根据几何关系可知粒子做圆周运动的半径 r＝2a，则粒子做圆周运动有 qvB＝mv2r
，则有 qm＝v2a·B，如果保持所有条件不变，在磁场区域再加上电场强度大小为 E 的匀强
电场，该粒子入射后则会沿 x 轴到达接收屏，则有 Eq＝qvB，联立有 qm＝E2aB2，故选 A。
8.(多选)如图甲所示，物块 A、B 静止叠放在水平地面上，B 受到从零开始逐渐增大的
水平拉力 F 的作用，A、B 间的摩擦力 Ff1、B 与地面间的摩擦力 Ff2 随水平拉力 F 变化的情
况如图乙所示。已知物块 A 的质量 m＝3 kg，取 g＝10 m/s2，设最大静摩擦力等于滑动摩擦
力，则下列说法正确的是( )
甲
乙
A.两物块间的动摩擦因数为 0.2
B.当 0＜F＜4 N 时，A、B 保持静止
C.当 4 N＜F＜12 N 时，A、B 发生相对滑动
D.当 F ＞12 N 时，A 的加速度随 F 的增大而增大
解析：AB 根据题图乙可知，发生相对滑动时，A、B 间的滑动摩擦力为 6 N，所以 A、
B 之间的动摩擦因数μ＝Ff1mg＝0.2，选项 A 正确；当 0＜F＜4 N 时，根据题图乙可知，Ff2
还未达到 B 与地面间的最大静摩擦力，此时 A、B 保持静止，选项 B 正确；当 4 N＜F＜12 N
时，根据题图乙可知，此时 A、B 间的摩擦力还未达到最大静摩擦力，所以没有发生相对滑
动，选项 C 错误；当 F＞12 N 时，根据题图乙可知，此时 A、B 发生相对滑动，对 A 物块
有 a＝Ff1m＝2 m/s2，加速度不变，选项 D 错误。
9.(多选)如图甲所示，空间有一水平向右的匀强电场，电场强度大小为 E＝1×104 V/m，
其中有一个半径为 R＝2 m 的竖直光滑圆环轨道，环内有两根光滑的弦轨道 AB 和 AC，A 点
所在的半径与竖直直径 BC 成 37°角。质量为 m＝0.08 kg、电荷量为 q＝＋6×10－5 C 的带
电小环(视为质点)穿在弦轨道上，从 A 点由静止释放，可分别沿 AB 和 AC 到达圆周上的 B、
C 点。现去掉弦轨道 AB 和 AC，如图乙所示，让小环穿在圆环轨道上且恰好能做完整的圆
周运动。不考虑小环运动过程中电荷量的变化。下列说法正确的是(cs 37°＝0.8，g 取 10
m/s2)( )
甲 乙
A.小环在弦轨道 AB 和 AC 上运动时间之比为 1∶1
B.小环做圆周运动过程中经过 C 点时动能最大
C.小环做圆周运动过程中动能最小值是 1 J
D.小环做圆周运动过程中对圆环轨道的最大压力是 5 N
解析：AD 因为重力与静电力均为恒力，所以二者的合力大小为 F＝（mg）2＋（Eq）
2＝1 N，与竖直方向夹角正切值 tan θ＝qEmg＝34，解得θ＝37°，重力与静电力合力指向 AO
，A 为等效最高点，根据等时圆模型，小环在弦轨道 AB 和 AC 上运动时间相等，A 正确；
等效最低点是 AO 延长线与圆环轨道交点，而非 C 点，等效最低点速度最大，动能最大，B
错误；因为小环穿在圆环轨道上且恰好能做完整的圆周运动，则小环在等效最高点 A 速度
最小为零，在 A 点动能最小也为零，C 错误；小环在等效最低点时速度最大，动能最大，小
环对圆环轨道压力也最大，从等效最高点至等效最低点过程中，由动能定理得 F·2R＝
12mvm2－0，由牛顿第二定律得 FN－F＝mvm2R，代入数据解得 FN＝5 N，由牛顿第三定律
得小环做圆周运动的过程中对圆环的最大压力是 5 N，D 正确。
10.(多选)如图所示，两个质量和速度均相同的子弹分别水平射入静止在光滑水平地面
上质量相等、材料不同的两矩形滑块 A、B 中，射入 A 中的深度是射入 B 中深度的两倍。已
知 A、B 足够长，两种射入过程相比较( )
A.射入滑块 A 的子弹速度变化大
B.整个射入过程中两滑块受的冲量一样大
C.射入滑块 A 中时阻力对子弹做功是射入滑块 B 中时的两倍
D.两个过程中系统产生的热量相等
解析：BD 子弹射入滑块过程中，子弹与滑块构成的系统动量守恒，有 mv0＝(m＋M)
v，两个子弹的末速度相等，所以子弹速度的变化量相等，A 错误；滑块 A、B 动量变化量
相等，受到的冲量相等，B 正确；对子弹运用动能定理，有 Wf＝12mv2－12mv02，由于末速
度 v 相等，所以阻力对子弹做功相等，C 错误；对系统，由能量守恒可知，产生的热量满足
Q＝12mv02－12(m＋M)v2，所以系统产生的热量相等，D 正确。
二、非选择题：（本大题共 5 小题，共 60 分）
11、(14 分)如图所示，在光滑的水平面上有一足够长且质量为 M＝4 kg 的长木板，在长
木板右端有一质量为 m＝1 kg 的小物块，长木板与小物块间的动摩擦因数为μ＝0.2，长木板
与小物块均静止，现用 F＝14 N 的水平恒力向右拉长木板，经时间 t＝1 s 撤去水平恒力 F，
g 取 10 m/s2，则：
(1)在 F 的作用下，长木板的加速度为多大？
(2)刚撤去 F 时，小物块离长木板右端多远？
(3)最终长木板与小物块一起以多大的速度匀速运动？
(4)最终小物块离长木板右端多远？
解析：(1)对长木板，根据牛顿第二定律可得
a＝F－μmgM
解得 a＝3 m/s2。
(2)撤去 F 之前，小物块只受摩擦力的作用
故 am＝μg＝2 m/s2
Δx1＝12at2－12amt2＝0.5 m。
(3)刚撤去 F 时 v＝at＝3 m/s，vm＝amt＝2 m/s
撤去 F 后，长木板的加速度大小 a′＝μmgM＝0.5 m/s2
最终速度 v′＝vm＋amt′＝v－a′t′
解得共同速度 v′＝2.8 m/s。
(4)在 t′内，小物块和长木板的相对位移
Δx2＝v2－v′22a′－v′2－vm22am
解得Δx2＝0.2 m
最终小物块离长木板右端
x＝Δx1＋Δx2＝0.7 m。
答案：(1)3 m/s2 (2)0.5 m (3)2.8 m/s (4)0.7 m
12.(14 分)为测量小球从某一高度释放，与某种橡胶材料碰撞导致的机械能损失，某实
验小组设计了如图所示的装置，实验过程如下：(已知小球的质量为 m，直径为 d)
(1)让小球从某一高度由静止释放，与水平放置的橡胶材料碰撞后竖直反弹。调节光电
门位置，使小球从光电门正上方释放后，在下落和反弹过程中均可通过光电门。
(2)为 方 便 操 作 并 记 录 小 球 此 次 下 落 和 反 弹 通 过 光 电 门 的 遮 光 时 间 t1 和 t2， 应
(填“A”或“B”)。
A.先释放小球，后接通数字计时器
B.先接通数字计时器，后释放小球
(3)用测量结果计算小球与橡胶材料碰撞的机械能损失，其表达式为ΔE＝ (用
字母 m、d、t1 和 t2 表示)。
(4)若适当调高光电门的高度，将会 (填“增大”或“减小”)因空气阻力引起的
实验误差。
解析：(2)为方便操作并记录小球此次下落和反弹通过光电门的遮光时间 t1 和 t2，应先
接通数字计时器，后释放小球。故选 B。
(3)小球下落经过光电门时的速度大小为 v1＝dt1，小球上升经过光电门时的速度大小为
v2＝dt2，小球与橡胶材料碰撞损失的机械能为ΔE＝12mv12－12mv22＝12m(dt1)2－12m
(dt2)2＝12md2(1t12－1t22)。
(4)若适当调高光电门的高度，则从光电门到橡胶材料的距离增大，从下落经过光电门
到上升经过光电门通过的路程增大，克服空气阻力做的功增大，则将会增大因空气阻力引起
的实验误差。
答案：(2)B (3)12md2(1t12－1t22) (4)增大
13.(10 分)如图甲所示电路中，R1 为滑动变阻器，R2、R3 均为定值电阻，且 R2＝135 Ω，
R3 阻值未知。当滑动变阻器的滑片 P 从右端滑至左端时，测得电源的路端电压随流过电源
的电流变化图线如图乙所示，其中 A、B 两点是滑片 P 在变阻器的两个不同端点对应的 U、
I 值。求：
甲 乙
(1)电源的电动势 E 和内阻 r；
(2)滑动变阻器的最大阻值；
(3)当输出功率最大时滑动变阻器的阻值(保留 2 位有效数字)。
解析：(1)题图乙中 BA 延长，交 U 轴于 6.0 V 处，所以电源的电动势为 E＝6.0 V，由
U-I 图像斜率绝对值表示电源的内阻可知，r＝ΔUΔI＝12 Ω。
(2)当 P 位于 R1 的右端时，对应题图乙中的 B 点，只有电阻 R3 接入电路，由题图乙可
知 U3＝1.2 V，I3＝0.40 A，则定值电阻 R3 的阻值为 R3＝U3I3＝3 Ω，当 P 位于 R1 的左端时
，
对应题图乙中的 A 点，由题图乙可知，路端电压 UA＝4.8 V，IA＝0.10 A，由欧姆定律
得 UAIA＝R3＋R1R2R1＋R2，解得 R1＝67.5 Ω。
(3)当 R1 的滑片从最右端滑到左端时，外电路总电阻从小于电源内阻 r 逐渐大于 r，当
外电路总电阻和内阻相等时，电源输出功率最大，则有 r＝R3＋R1′R2R1′＋R2，解得 R1′
≈9.6 Ω。
答案：(1)6.0 V 12 Ω (2)67.5 Ω (3)9.6 Ω
14.(12 分)某同学在“用双缝干涉测量光的波长”的实验中，已知两缝间的间距为 0.4 mm，
以某种单色光照射双缝时，在离双缝 0.5 m 远的屏上，用测量头测量条纹间的宽度，先将测
量头的分划板中心刻线与某亮纹中心对齐，将该亮纹定为第 0 条亮纹，此时分划板上的游标
卡尺读数如图(a)所示；然后同方向转动测量头，使分划板中心刻线与第 6 条亮纹中心对齐，
此时分划板上的游标卡尺读数如图(b)所示。
(1)分划板在图(a)、(b)位置时游标卡尺读数分别为 xa＝_________ mm，xb＝_________
mm。
(2)该单色光的波长λ＝_________ m(结果保留 2 位有效数字)。
(3)若增大双缝的间距，其他条件保持不变，则得到的干涉条纹间距将_________(选填
“变大”“不变”或“变小”)。
(4)若改用频率较高的单色光照射，其他条件保持不变，则得到的干涉条纹间距将
_________(选填“变大”“不变”或“变小”)。
解析：(1)分划板在题图(a)、(b)位置时游标卡尺读数分别为xa＝11 mm＋1×0.1 mm＝11.1
mm，xb＝15 mm＋6×0.1 mm＝15.6 mm。
(2)相邻亮条纹间距Δx＝xb－xa6＝15.6－11.16 mm＝0.75 mm，根据Δx＝ldλ，解得λ＝
Δx·dl＝0.75×10－3×0.4×10－30.5 m＝6.0×10－7 m。
(3)若增大双缝的间距 d，其他条件保持不变，根据Δx＝ldλ，则得到的干涉条纹间距将
变小。
(4)若改用频率较高的单色光照射，则波长变短，其他条件保持不变，根据Δx＝ldλ，则
得到的干涉条纹间距将变小。
答案：(1)11.1 15.6 (2)6.0×10－7 (3)变小 (4)变小
15.(10 分)如图甲所示，两根完全相同的光滑平行导轨固定，每根导轨均由两段与水平
面成θ＝30°的长直导轨和一段圆弧导轨平滑连接而成，导轨两端均连接电阻，阻值 R1＝R2
＝2 Ω，导轨间距 L＝0.6 m。在右侧导轨所在斜面的矩形区域 M1M2P2P1 内分布有垂直斜面
向上的磁场，磁场上下边界 M1P1、M2P2 的距离 d＝0.2 m，磁感应强度大小随时间的变化规
律如图乙所示。t＝0 时刻，在右侧导轨斜面上与 M1P1 距离 s＝0.1 m 处，有一根阻值 r＝2 Ω
的金属棒 ab 垂直于导轨由静止释放，恰好独立匀速通过整个磁场区域，重力加速度 g 取 10
m/s2，导轨电阻不计。求：
甲 乙
(1)ab 在磁场中运动的速度大小 v；
(2)在 t1＝0.1 s 时刻和 t2＝0.25 s 时刻电阻 R1 的电功率之比。
解析：(1)根据对金属棒 ab 受力分析和动能定理，由
mgs·sin θ＝12mv2
得 v＝2gs·sin θ＝1 m/s。
(2)金属棒从释放到运动至 M1P1 的时间
t＝vgsin θ＝0.2 s
在 t1＝0.1 s 时，金属棒还没进入磁场，有
E1＝ΔΦΔt＝ΔBΔtLd＝0.6 V
此时，R2 与金属棒并联后再与 R1 串联，R 串＝3 Ω
U1＝E1R 串 R1＝0.4 V
由题图乙可知，t＝0.2 s 后磁场保持不变，ab 经过磁场的时间 t′＝dv＝0.2 s
故在 t2＝0.25 s 时，金属棒还在磁场中运动，电动势
E2＝BLv＝0.6 V
此时 R1 与 R2 并联，R 总＝3 Ω，得 R1 两端电压 U1′＝0.2 V
电功率 P＝U2R，故在 t1＝0.1 s 和 t2＝0.25 s 时刻电阻 R1 的电功率比值 P1P2＝U12U1′
2＝4。
答案：(1)1 m/s (2)4