2022-2023学年贵州省凯里市第一中学高二上学期12月月考物理试题（解析版）

凯里一中2022—2023学年度第一学期12月月考

高二物理试卷

注意事项：

1. 答卷前，考生务必将自己的姓名、准考证号填写在答题卡上。

2. 回答选择题时，选出每小题答案后，用铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑，如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其他答案标号。回答非选择题时，将答案写在答题卡上，写在本试卷上无效。

3. 考试结束后，将答题卡交回。考试时间：75分钟 试卷满分：100分

第I卷

一、单项选择题（本题共6小题，每小题5分，共30分。在每小题四个选项中，只有一个选项符合题目要求）

1. 我国“北斗二代”计划发射35颗卫星，形成全球性的定位导航系统。其中的5颗卫星是相对地面静止的高轨道卫星以下简称“静卫”，其他的有27颗中轨道卫星以下简称“中卫”轨道高度距地面为静止轨道高度的倍，下列说法正确的是（　　）

A. “中卫”的线速度介于7.9km/s和11.2km/s之间

B. “静卫”的轨道必须是在赤道上空

C. 如果质量相同，“静卫”与“中卫”的动能之比为3:5

D. “静卫”的运行周期小于“中卫”的运行周期

【答案】B

【解析】

【详解】A．7.9 km/s是地球卫星的最大环绕速度，所以“中卫”的线速度小于7.9 km/s，故A错误；
B．同步轨道卫星轨道只能在赤道上空，则“静卫”的轨道必须是在赤道上空，故B正确；
C．根据万有引力提供向心力得

解得

如果质量相同，动能之比等于半径的倒数比， “中卫”轨道高度为静止轨道高度的，而r=R+h，所以“中卫”轨道半径不是静止轨道半径的，则“静卫”与“中卫”的动能之比不是3：5，故C错误；
D．根据

得

则半径越大周期越大，所以“静卫”的运行周期大于“中卫”的运行周期，故D错误。
故选B。

2. 如图所示，劲度系数为的轻弹簧一端固定在墙上，一个小物块（可视为质点）从A点以初速度向左运动，接触弹簧后运动到点时速度恰好为零，弹簧始终在弹性限度内。两点间距离为，物块与水平面间动摩擦因数为，重力加速度为，则物块由A点运动到点的过程中，下列说法正确的是（　　）

A. 弹簧和物块组成的系统机械能守恒

B. 物块克服摩擦力做的功为

C. 物块跟弹簧接触时速度最大

D. 物块的初动能等于弹簧的弹性势能增加量与摩擦产生的热量之和

【答案】D

【解析】

【详解】A．由于物块与地面之间有摩擦力做功，则弹簧和物块组成的系统机械能不守恒，选项A错误；

B．由能量关系

可知物块克服摩擦力做的功小于，选项B错误；

C．物块受摩擦阻力作用，由A点运动到C点的过程中，速度不断减小，在A点处速度最大，选项C错误；

D．由能量守恒定律

可知，物块的初动能等于弹簧的弹性势能增加量与摩擦产生的热量之和，选项D正确。

故选D。

3. 如图所示，两光滑平行金属导轨间距为L，直导线MN垂直跨在导轨上，且与导轨接触良好，整个装置处于垂直于纸面向里的匀强磁场中，磁感应强度为B，电容器的电容为C，除电阻R外，导轨和导线的电阻均不计．现给导线MN一初速度，使导线MN向右运动，当电路稳定后，MN以速度v向右匀速运动时(   )

A. 电容器两端的电压为零

B. 电阻两端的电压为BLv

C. 电容器所带电荷量为CBLv

D. 为保持MN匀速运动，需对其施加的拉力大小为B2L2v/R

【答案】C

【解析】

【详解】A、B项：当导线MN匀速向右运动时，导线所受的合力为零，说明导线不受安培力，电路中电流为零，故电阻两端没有电压．此时导线MN产生的感应电动势恒定，根据闭合电路欧姆定律得知，电容器两板间的电压为U=E=BLv，故A、B错误；

C项：电容器两板间的电压为U=BLv，则电容器所带电荷量Q=CU=CBLv，故C正确；

D项：因匀速运动后MN所受合力为0，而此时无电流，不受安培力，则无需拉力便可做匀速运动，故D错误．

故选C．

4. 回旋加速器是加速带电粒子的装置，其核心部分是分别与高频交流电源相连接的两个D形金属盒，两盒间的狭缝中形成周期性变化的电场，使粒子在通过狭缝时都能得到加速，两D形金属盒处于垂直于盒底面的匀强磁场中，如图所示，要增大带电粒子射出时的动能，重力不计，下列说法中正确的是（　　）

A. 增加交流电的电压 B. 减小磁感应强度

C. 改变磁场方向 D. 增大加速器的半径

【答案】D

【解析】

【详解】带电粒子在磁场中运动时，由洛伦兹力提供向心力，则有

解得

则动能

则可知动能与加速的电压、狭缝间的距离、磁场的方向无关，与磁感应强度大小和D形盒的半径有关，增大磁感应强度和D形盒的半径，可以增加粒子的动能。

故选D。

5. 如图所示，悬线一端系一小球，另一端固定于点，在点正下方的点钉一个钉子，使悬线拉紧与竖直方向成一角度，然后由静止释放小球，当悬线碰到钉子时，下列说法正确的是（　　）

①小球的瞬时速度突然变大            ②小球的加速度突然变大

③小球所需的向心力突然变大            ④悬线所受的拉力突然变大

A. ①③④ B. ②③④ C. ①②④ D. ①②③

【答案】B

【解析】

【详解】①速度变化需要一段时间，速度不会突变。故①错误；

②小球做圆周运动，在最低点的加速度就是向心加速度

半径突然变小，向心加速度变大。故②正确；

③向心力为

F=ma

a变大，则向心力会突然变大。故③正确；

④绳子的拉力为

可知拉力T会突然变大。故④正确。

故选B。

6. 如图所示，物块在静止的传送带上以速度匀速下滑时，传送带突然启动，方向如图中箭头所示，若传送带的速度大小也为，则传送带启动后（　　）

A. 静止在传送带上 B. 可能沿斜面向上运动

C. 受到的摩擦力变大 D. 下滑的速度不变

【答案】D

【解析】

【详解】由于传送带是向上转动的，在传送带启动前后，物块都只受重力、支持力、沿斜面向上的滑动摩擦力，物块所受的各个力均不变，所以其下滑的速度也不变，即物块仍匀速下滑，且受到的摩擦力不变，故D正确，ABC错误。

故选D。

二、多选题（本题共4小题，每小题6分，共24分。在每小题四个选项中，至少两个选项符合题目要求，全部选对6分，选对但不金3分，有错选0分）

7. 如图所示，置于水平地面上质量分别为m和的两物体用细绳连接，两物体与地面动摩擦因数相同，在上施加一水平恒力F，使两物体做匀加速直线运动，对两物体间细绳上的拉力，下列说法正确的是

A. 地面光滑时，绳子拉力大小等于

B. 地面不光滑时，绳子拉力大小等于

C. 地面不光滑时，绳子拉力大于

D. 地面不光滑时，绳子拉力小于

【答案】AB

【解析】

【详解】光滑时：由整体求得加速度

对m受力分析由牛顿第二定律得

解得

地面不光滑时：整体求加速度

对m受力分析由牛顿第二定律得

解得

则AB正确；CD错误；

故选AB。

8. 如图所示的电场，实线表示电场线。一个初速度为v的带电粒子仅在电场力的作用下从a点运动到b点，虚线表示其运动的轨迹。则（   ）

A. 粒子带正电 B. a点电势高于b点电势

C. 粒子受到的电场力不断减小 D. 粒子在a点的电势能低于在b点的电势能

【答案】BD

【解析】

【详解】A．由轨迹弯曲方向可判断出电场力方向，受力方向指向弧内，即电场力方向和电场方向相反，则粒子带负电荷，A错误；

BD．沿电场线方向电势逐渐降低，可知a点电势高于b点电势，再根据

Ep = φq

且粒子带负电荷，则Epa < Epb，BD正确；

C．从a到b过程中电场线先变密后变疏，电场强度先增大后减小，所以粒子受到的电场力先增大后减小，C错误。

故选BD。

9. 如图甲所示，在光滑水平面上的两小球发生正碰，小球的质量分别为和，图乙为它们碰撞后的图象。已知。由此可以判断（　　）

A. 碰前静止，向右运动 B. 碰后和都向右运动

C.  D. 碰撞过程中系统损失了的机械能

【答案】AC

【解析】

【详解】AB．由s－t（位移时间）图象可知，m1碰撞前的速度为

m1碰撞后的速度为

m2碰撞前的速度为0

m2碰撞后的速度为

所以碰前m2静止，m1向右运动，碰后m2向右运动，m1向左运动，故A正确；B错误；

C．m1和m2碰撞过程由动量守恒定律可得

代入数据解得

故C正确；

D．碰撞过程中系统损失的机械能为

则该碰撞过程为弹性碰撞，故D错误；

故选AC。

10. 如图所示，在匀强磁场中匀速转动的矩形线圈的周期为T，转轴O1O2垂直于磁场方向，线圈电阻为2 Ω。从线圈平面与磁场方向平行时开始计时，线圈转过60°时的感应电流为1 A。那么（　　）

A. 线圈消耗的电功率为4 W

B. 线圈中感应电流的有效值为2 A

C. 任意时刻线圈中的感应电动势为e＝4cost

D. 任意时刻穿过线圈的磁通量为Φ＝sint

【答案】ACD

【解析】

【详解】B．从垂直中性面开始其瞬时表达式为i=Imcosθ，则电流的最大值为

则电流的有效值

故B错误；

A．线圈消耗电功率为

故A正确；

C．感应电动势最大值为

Em=Imr=2×2=4V

任意时刻线圈中感应电动势为 

故C正确；

D．根据公式

可得

所以

故D正确。

故选ACD。

第II卷

三、非选择题（共46分，11、12题为实验题，根据题目要求作答，13、14、15题为计算题，根据题求解，书写必要的文字说明、方程、算式和结果）

11. 如图是用来验证动量守恒的实验装置，弹性球1用细线悬挂于点，点下方桌子的边沿有一竖直立柱。实验时，调节悬点，使弹性球1静止时恰与立柱上的球2接触且两球等高。将球1拉到A点，并使之静止，同时把等大的球2放在立柱上。释放球1，当它摆到悬点正下方时与球2发生对心碰撞，碰后球1向左最远可摆到点，球2落到水平地面上的点。测出有关数据即可验证1、2两球碰撞时动量是否守恒。现已测出点离水平桌面的距离为点离水平桌面的距离为，点与桌子边沿间的水平距离为，弹性球1、2的质量，桌面高。完成本实验。

（1）还需要测量的物理量是___________。

（2）要求___________（填、或符号）

（3）根据测量数据，该实验中验证动量守恒的表达式为___________。（忽略小球的大小）

【答案】    ① 立柱高    ②.    ③.

【解析】

【详解】（1）[1]要验证动量守恒必须知道两球碰撞前后的动量变化，根据弹性球1碰撞的前后的高度和，由机械能守恒可以求出碰撞前后的速度，故只要再测量弹性球1的质量，就能求出弹性球1的动量变化；根据平抛运动的规律只要测出立柱高和桌面高就可以求出弹性球2碰撞前后的速度变化，故只要测量弹性球2的质量和立柱高、桌面高就能求出弹性球2的动量变化。根据题意，还需要测量的物理量是立柱高；

（2）[2]为了保证与碰后，不反弹且继续向前运动，要求大于；

（3）[3] 1小球从A处下摆过程只有重力做功，机械能守恒，根据机械能守恒定律有

解得

碰撞后1小球上升到最高点过程中，机械能守恒，根据机械能守恒定律有

解得

碰撞后2小球做平抛运动，由

解得

所以2小球碰后速度

所以该实验中动量守恒的表达式为

代入速度的表达式整理得

12. 用实验测一电池的内阻r和一待测电阻的阻值Rx．已知电池的电动势约6 V，电池内阻和待测电阻阻值都为数十欧．可选用的实验器材有：

电流表A1(量程0～30 mA)； 电流表A2(量程0～100 mA)；电压表V(量程0～6 V)；

滑动变阻器R1(阻值0～5 Ω)； 滑动变阻器R2(阻值0～300 Ω)；开关S一个，导线若干条．

某同学的实验过程如下：

Ⅰ、设计如图所示的电路图，正确连接电路．

Ⅱ、将R的阻值调到最大，闭合开关，逐次调小R的阻值，测出多组U和I的值，并记录．以U为纵轴，I为横轴，得到如图所示的图线．

Ⅲ、断开开关，将Rx改接在B、C之间，A与B直接相连，其他部分保持不变．重复Ⅱ的步骤，得到另一条U­I图线（横纵坐标的单位均为国际单位），图线与横轴I的交点坐标为(I0，0)，与纵轴U的交点坐标为(0，U0)．

回答下列问题：

(1)电流表应选用________，滑动变阻器应选用________．

(2)由图线，得电源内阻r＝________Ω．

(3)用I0、U0和r表示待测电阻的关系式Rx＝________，代入数值可得Rx．

【答案】    ①. （1）A2；    ②. R2    ③. （2）25；    ④. （3）

【解析】

【详解】①由题意可知，电动势为6V，而电阻约为数十欧姆，为了保证实验的安全，电流表应选择A2；由电路图可知，滑动变阻器起调节电流的作用，5Ω的电阻小于待测电阻较多，故只能选择R2；

②图象的斜率表示电源的内阻，则可知，内阻为：r=△U/△I=(5.5−4.0)/0.06=25Ω；

③接Rx改接在B、C之间，由题意可知，等效内阻为：R0+r=，解得：RX=−r；

故答案为①A2；R2；②25；③−r.

13. 电磁炮是一种理想的兵器，它的主要原理如图所示，利用这种装置可以把质量的弹体（包括金属杆的质量）加速到速度。若这种装置的轨道宽，长为，通过金属杆的电流恒为，不考虑杆运动产生的电动势。（轨道摩擦忽略不计）求：

（1）轨道间所加匀强磁场的磁感应强度大小；

（2）弹体加速过程磁场力的平均功率。

【答案】（1）；（2）

【解析】

【详解】（1）电磁炮在安培力的作用下，沿轨道做匀加速运动。

因为通过的位移加速至，利用动能定理可得

即

代入数据可得

（2）运动过程中，平均功率为

解得

14. 如图所示，在xoy平面内的y轴左侧有沿y轴负方向的匀强电场，y轴右侧有垂直纸面向里的匀强磁场，y轴为匀强电场和匀强磁场的理想边界。一个质量为m、电荷量为q的带正电粒子（不计重力）从x轴上的N点以速度沿x轴正方向射出。已知粒子经y轴的M点进入磁场，若粒子离开电场后，y轴左侧的电场立即撤去，粒子最终恰好经过N点。求：

（1）粒子进入磁场时的速度大小及方向；

（2）匀强磁场的磁感应强度。

【答案】（1），；（2）

【解析】

【详解】（1）粒子在电场中做类平抛运动，有

设粒子到达M点的速度大小为v，方向与y轴负方向成角；轨迹如图

根据几何关系有

，

联立解得

，

（2）设粒子在磁场中做匀速圆周运动的半径为R，根据洛伦兹力提供向心力有

由几何关系有

联立解得

15. 如图，水平面上相距为L=5m的P、Q两点分别固定一竖直挡板，一质量为M=2kg的小物块B静止在O点，OP段光滑，OQ段粗糙且长度为d=3m。一质量为m=1kg的小物块A以v0=6m/s的初速度从OP段的某点向右运动，并与B发生弹性碰撞。两物块与OQ段间的动摩擦因数均为μ=0.2，两物块与挡板的碰撞时间极短且均不损失机械能。重力加速度g取10m/s2，求：   

(1)A与B在O点碰后瞬间各自的速度；

(2)两物块各自停止运动时的时间间隔。

【答案】(1)2m/s方向向左，4m/s方向向右；(2)1s

【解析】

【详解】(1)设A、B在O点碰后的速度分别为v1和v2，以向右为正方向。

由动量守恒定律得

mv0=mv1+Mv2

碰撞前后动能相等，则得

m=m+M

解得

v1=-2m/s

方向向左

v2=4m/s

方向向右。

(2)碰后，两物块在OQ段减速时加速度大小均为：

a=μg=2m/s2

B经过t1时间与Q处挡板相碰，由运动学公式

v2t1-a=d

得

t1=1s

(t1=3s舍去)

与挡板碰后，B的速度大小

v3=v2-at1=2m/s

反弹后减速时间

t2==1s

反弹后经过位移

s1==1m

B停止运动。

物块A与P处挡板碰后，以v4=2m/s的速度滑上O点，经过

s2==1m

停止。

所以最终A、B的距离

s=d-s1-s2=1m

两者不会碰第二次。

在A、B碰后，A运动总时间

tA=+=3s

B运动总时间

tB=t1+t2=2s

则时间间隔

ΔtAB=tA-tB=1s