2025年高二物理上學(xué)期物理冬令營活動(dòng)試題一、選擇題（每題5分，共40分）關(guān)于力的概念，下列說法正確的是（）A.物體受到的彈力方向一定與施力物體形變方向相反B.摩擦力的大小與物體間正壓力成正比，與接觸面粗糙程度無關(guān)C.物體速度為零時(shí)，其所受合外力一定為零D.作用力與反作用力的沖量大小相等、方向相同如圖所示，質(zhì)量為m的物塊在傾角為θ的光滑斜面上由靜止釋放，下滑過程中斜面體始終保持靜止。已知重力加速度為g，下列說法正確的是（）A.物塊的加速度大小為gsinθB.斜面體對(duì)地面的壓力等于（M+m）g（M為斜面體質(zhì)量）C.物塊下滑過程中機(jī)械能不守恒D.物塊滑到底端時(shí)的動(dòng)能與斜面高度無關(guān)關(guān)于電磁感應(yīng)現(xiàn)象，下列說法正確的是（）A.穿過閉合回路的磁通量變化越快，感應(yīng)電動(dòng)勢越大B.感應(yīng)電流的磁場總是阻礙原磁場的磁通量變化C.閉合電路的部分導(dǎo)體在磁場中運(yùn)動(dòng)時(shí)，一定產(chǎn)生感應(yīng)電流D.線圈中磁通量為零時(shí)，感應(yīng)電動(dòng)勢一定為零如圖所示，理想變壓器原、副線圈匝數(shù)比為n?:n?=2:1，原線圈接在u=220√2sin100πt（V）的交流電源上，副線圈接有定值電阻R=11Ω和理想二極管D（正向電阻為零，反向電阻無窮大）。下列說法正確的是（）A.原線圈輸入電壓的有效值為220VB.副線圈輸出電壓的頻率為50HzC.電阻R消耗的電功率為220WD.二極管的存在使副線圈輸出電流方向不變關(guān)于熱力學(xué)定律，下列說法正確的是（）A.氣體向真空膨脹時(shí)，內(nèi)能一定減小B.理想氣體等壓膨脹過程中，溫度一定升高C.第二類永動(dòng)機(jī)不可能制成，是因?yàn)檫`背了能量守恒定律D.物體的溫度越高，分子熱運(yùn)動(dòng)的平均動(dòng)能越大，分子勢能也越大如圖所示，兩列頻率相同的簡諧橫波在同種介質(zhì)中沿x軸相向傳播，波速均為v=2m/s。t=0時(shí)刻的波形圖如圖所示，其中實(shí)線波沿x軸正方向傳播，虛線波沿x軸負(fù)方向傳播。下列說法正確的是（）A.兩列波的波長均為4mB.t=0.5s時(shí)，x=2m處的質(zhì)點(diǎn)位移為零C.t=1s時(shí)，x=0處的質(zhì)點(diǎn)向y軸正方向運(yùn)動(dòng)D.兩列波相遇后會(huì)發(fā)生干涉，干涉圖樣穩(wěn)定質(zhì)量為m的帶電小球在正交的勻強(qiáng)電場和勻強(qiáng)磁場中做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，已知電場強(qiáng)度為E、方向豎直向下，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B、方向垂直紙面向里。下列說法正確的是（）A.小球帶正電，電荷量q=mg/EB.小球的運(yùn)動(dòng)周期T=2πm/(qB)C.若增大電場強(qiáng)度，小球的軌道半徑將增大D.若減小磁感應(yīng)強(qiáng)度，小球的線速度將減小關(guān)于光的波動(dòng)性和粒子性，下列說法正確的是（）A.光的雙縫干涉實(shí)驗(yàn)表明光具有波動(dòng)性B.光電效應(yīng)現(xiàn)象表明光具有粒子性C.光的波長越長，粒子性越顯著；波長越短，波動(dòng)性越顯著D.光子的能量E=hν，動(dòng)量p=h/λ，表明光具有波粒二象性二、填空題（每空3分，共30分）某同學(xué)用如圖所示裝置測量當(dāng)?shù)刂亓铀俣?。他將小球從光電門正上方h處由靜止釋放，記錄小球通過光電門的時(shí)間Δt，測得遮光條寬度d=1.00cm。若某次實(shí)驗(yàn)中h=50.00cm，Δt=0.005s，則小球通過光電門時(shí)的速度v=______m/s，重力加速度g=______m/s2（結(jié)果保留三位有效數(shù)字）。一定質(zhì)量的理想氣體經(jīng)歷如圖所示的A→B→C→A循環(huán)過程，其中A→B為等壓過程，B→C為等容過程，C→A為等溫過程。已知狀態(tài)A的溫度T?=300K，狀態(tài)B的體積V?=2V?，則狀態(tài)C的溫度Tc=______K；從A到B過程中，氣體對(duì)外做功W=______J（已知外界大氣壓p?=1.0×10?Pa，V?=1.0×10?3m3）。如圖所示，平行板電容器兩極板間距離d=2cm，接在電壓U=100V的直流電源上，極板間形成勻強(qiáng)電場。一帶電粒子電荷量q=+2×10?1?C，質(zhì)量m=1×10?2?kg，從極板中央以v?=1×10?m/s的初速度垂直電場方向射入。不計(jì)粒子重力，粒子在電場中做______運(yùn)動(dòng)，離開電場時(shí)沿電場方向的偏移量y=______m，動(dòng)能增加量ΔE?=______J。一列簡諧橫波沿x軸正方向傳播，t=0時(shí)刻的波形圖如圖所示，已知波速v=4m/s。則該波的波長λ=______m，頻率f=______Hz；t=0.5s時(shí)，x=2m處質(zhì)點(diǎn)的位移y=______cm。三、實(shí)驗(yàn)題（共20分）（10分）某實(shí)驗(yàn)小組用如圖所示裝置探究“加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系”。（1）實(shí)驗(yàn)中需要平衡摩擦力，具體操作是：將長木板不帶滑輪的一端適當(dāng)墊高，輕推小車，使小車在______（選填“有”或“無”）牽引力的情況下做勻速直線運(yùn)動(dòng)。（2）實(shí)驗(yàn)中認(rèn)為細(xì)線對(duì)小車的拉力等于砂和砂桶的總重力mg，需滿足的條件是______（選填“m<<M”或“m>>M”，其中m為砂和砂桶總質(zhì)量，M為小車質(zhì)量）。（3）某次實(shí)驗(yàn)中，保持小車質(zhì)量M不變，改變砂和砂桶總質(zhì)量m，測得多組加速度a與拉力F（F=mg）的數(shù)據(jù)，作出a-F圖像如圖所示。圖像不過原點(diǎn)的原因可能是______；圖像斜率的物理意義是______。（10分）某同學(xué)用伏安法測量一個(gè)未知電阻R?的阻值（約為1kΩ），實(shí)驗(yàn)室提供的器材有：電源E：電動(dòng)勢3V，內(nèi)阻不計(jì)電壓表V：量程0~3V，內(nèi)阻約3kΩ電流表A：量程0~1mA，內(nèi)阻約50Ω滑動(dòng)變阻器R：0~20Ω開關(guān)S、導(dǎo)線若干（1）為減小實(shí)驗(yàn)誤差，應(yīng)采用______（選填“電流表內(nèi)接法”或“電流表外接法”）。（2）在虛線框內(nèi)畫出實(shí)驗(yàn)電路圖，并在圖中標(biāo)出器材符號(hào)。（3）某次測量中，電壓表讀數(shù)U=2.40V，電流表讀數(shù)I=2.00mA，則R?的測量值為______Ω，真實(shí)值比測量值______（選填“偏大”或“偏小”）。四、計(jì)算題（共40分）（10分）如圖所示，質(zhì)量M=4kg的木板靜止在光滑水平面上，木板左端放置一質(zhì)量m=1kg的小物塊（可視為質(zhì)點(diǎn)），物塊與木板間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ=0.2?，F(xiàn)對(duì)物塊施加一水平向右的恒力F=5N，作用t=2s后撤去F。已知木板足夠長，重力加速度g=10m/s2，求：（1）撤去F前，物塊和木板的加速度大小；（2）整個(gè)過程中物塊相對(duì)木板的位移。（12分）如圖所示，在磁感應(yīng)強(qiáng)度B=0.5T的勻強(qiáng)磁場中，有一匝數(shù)n=100匝、面積S=0.2m2的矩形線圈abcd，線圈電阻r=1Ω，繞垂直于磁場方向的對(duì)稱軸OO'以角速度ω=10πrad/s勻速轉(zhuǎn)動(dòng)。線圈通過滑環(huán)與外電路連接，外電路中定值電阻R=9Ω。求：（1）線圈中感應(yīng)電動(dòng)勢的最大值E?；（2）從圖示位置（線圈平面與磁場方向平行）轉(zhuǎn)過60°的過程中，通過電阻R的電荷量q；（3）電阻R消耗的電功率P。（18分）如圖所示，光滑水平軌道AB與半徑R=0.4m的光滑豎直半圓軌道BC平滑連接，軌道所在空間存在水平向右的勻強(qiáng)電場，電場強(qiáng)度E=1×103N/C。一質(zhì)量m=0.1kg、電荷量q=+1×10?3C的小滑塊（可視為質(zhì)點(diǎn)）從A點(diǎn)由靜止釋放，已知A、B兩點(diǎn)間距離L=1m，重力加速度g=10m/s2。求：（1）滑塊運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn)時(shí)的速度大小vB；（2）滑塊通過半圓軌道最高點(diǎn)C時(shí)對(duì)軌道的壓力大小；（3）若僅將電場方向反向，滑塊仍從A點(diǎn)靜止釋放，判斷滑塊能否通過C點(diǎn)，并說明理由。五、綜合題（共20分）（20分）閱讀下列材料，回答問題。材料一：2024年12月，我國“夸父一號(hào)”衛(wèi)星觀測到太陽耀斑爆發(fā)，釋放的能量相當(dāng)于10億顆氫彈爆炸。耀斑爆發(fā)時(shí)會(huì)輻射出大量的電磁波和高能帶電粒子流，其中部分粒子會(huì)到達(dá)地球附近，被地磁場捕獲形成范艾倫輻射帶。材料二：范艾倫輻射帶是地球周圍的高能粒子區(qū)域，分內(nèi)輻射帶和外輻射帶。內(nèi)輻射帶主要由質(zhì)子組成，外輻射帶主要由電子組成。這些帶電粒子在洛倫茲力作用下繞地磁場磁感線做螺旋運(yùn)動(dòng)，周期T=2πm/(qB)，同時(shí)沿磁感線方向做往返運(yùn)動(dòng)，形成“彈跳”運(yùn)動(dòng)。（1）（6分）太陽耀斑爆發(fā)時(shí)輻射的電磁波中包含可見光、紫外線、X射線等，這些電磁波在真空中的傳播速度______（選填“相同”或“不同”）；若某紫外線光子能量E=6.63×10?1?J，其波長λ=______m（普朗克常量h=6.63×10?3?J·s，真空中光速c=3×10?m/s）。（2）（7分）若地磁場某處磁感強(qiáng)度B=5×10??T，一個(gè)質(zhì)子（質(zhì)量m?=1.67×10?2?kg，電荷量q=1.6×10?1?C）在該區(qū)域做螺旋運(yùn)動(dòng)，求其運(yùn)動(dòng)周期T和軌道半徑r（已知質(zhì)子速度v與磁場方向夾角θ=30°，v=3×10?m/s）。（3）（7分）分析說明：地球磁場如何保護(hù)地表生物免受高能帶電粒子的危害？若宇航員在空間站外執(zhí)行任務(wù)時(shí)遭遇輻射帶粒子，應(yīng)采取哪些防護(hù)措施？參考答案及評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)（此處省略，實(shí)際考試中需單獨(dú)附頁）試題設(shè)計(jì)說明：知識(shí)覆蓋：試題涵蓋力學(xué)（牛頓定律、機(jī)械能、動(dòng)量）、電磁學(xué)（電磁感應(yīng)、電路、磁場）、熱學(xué)（熱力學(xué)定律、氣體實(shí)驗(yàn)定律）、波動(dòng)（