广东省东莞市常平中学2023-2024学年高二上学期12月月考物理试卷
展开说明:本试题共15小题,满分100分,考试用时75分钟。
注意事项:1.答卷前,考生务必用黑色字迹的钢笔或签字笔将自己的姓名和考生号、试室号、座位号填写 在答题卡上。2.选择题每小题选出答案后,用2B铅笔把答题卡上对应题目选项的答案信息点涂黑。如需改动 , 用橡皮擦干净后,再选涂其他答案,答案写在试卷上无效。
一、单项选择题:本题共 7 小题,每小题 4 分,共 28 分。在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的。
1.如图为静电场的一部分电场线的分布,下列说法中正确的是( )
A.这个电场可能是正点电荷的电场
B.这个电场是匀强电场
C.负电荷在B时受到的电场力的方向就是B点的场强方向
D.同一点电荷在A点时受到的电场力比在B点时受到的电场力小
2.我国是最早在航海中使用指南针的国家,指南针能指向南北是因为地磁场的存在。关于地球的磁场,下面说法正确的是( )
A.地球上不同地点地磁场的强弱是相同的
B.地球磁场的南极就在地理的南极附近
C.赤道附近的地磁场方向与地面基本平行
D.地球北极附近的地磁场方向近似为垂直地面向上
3.关于电磁感应,下列说法正确的是( )
A.如图(a)所示,导体顺着磁感线运动,回路中有感应电流
B.如图(b)所示,条形磁铁插入线圈中不动,有感应电流产生
C.如图(c)所示,开关一直接通,小螺线管A插入大螺线管B中不动,滑动变阻器滑片匀速滑动时无感应电流,加速滑动时有感应电流
D.如图(c)所示,开关一直接通,小螺线管插入大螺线管中不动,只要移动滑动变阻器滑片,电路中就有感应电流
4.1900年,普朗克引入了能量子这一概念,首次提出了能量量子化的思想,以下现象跟能量量子化无关的是( )
A.原子光谱B.黑体辐射C.雨后彩虹D.光电效应
5.如图所示为一列简谐横波在t0时刻的波形图,已知波速为0.2m/s,以下说法正确的是( )
A.波源的振动周期为0.6s
B.经过0.1s,质点a沿波的传播方向移动2cm
C.经过0.2s,质点b的路程为20cm
D.若质点a比质点b先回到平衡位置,则波沿x轴正方向传播
6.如图所示,在竖直平面内固定一个光滑的半圆形细管,A、B为细管上的两点,A点与圆心等高,B点为细管最低点。一个小球从A点匀速率滑到B点,小球除受到重力和细管的弹力外,还受另外一个力。小球从A点滑到B点的过程中,关于小球,下列说法正确的是( )
A.合力做功为零 B.合力的冲量为零
C.机械能不变 D.机械能增大
7.如图所示,一辆小车静止在光滑的水平面上,用轻绳将小球悬挂在小车立柱上,将小球缓慢拉至与悬点在同一水平面上的A点,并从静止释放,下列说法正确的是( )
A.小球自A点释放后,小球的机械能守恒
B.小球自A点释放后,小球的动量守恒
C.小球自A点释放后,小球和小车组成的系统动量守恒
D.小球自A点释放后,小球和小车组成的系统水平方向上动量守恒
二、多项选择题:本题共 3 小题,每小题 6 分,共 18 分。在每小题给出的四个选项中,有多项符合题目要求。全部选对的得 6 分,选对但不全的得 3 分,有选错的得 0 分。
8.如图所示,两块水平放置的平行正对的金属板a、b分别与电池两极相连,开始时开关S闭合,发现在距两板距离相等的P点有一个带电液滴处于静止状态,然后断开开关,并将b板向下平移一小段距离,稳定后,下列说法中正确的是( )
A.液滴将加速向下运动
B.液滴将保持不动
C.P点电势升高,液滴在P点时电势能减少
D.P点电势升高,液滴在P点时电势能增大
9.关于电磁波,下列说法正确的是( )
A.5G信号4G信号都是电磁波,5G信号比4G信号在真空中传播得更快
B.麦克斯韦从理论上预言了电磁波,赫兹用实验证实了电磁波的存在
C.周期性变化的电场和磁场可以相互激发,形成电磁波
D.电磁波在真空中的传播速度与电磁波的频率有关
10.如图所示,劲度系数为的轻弹簧上端固定于点,下端连接一个质量为可视为质点的物块。现将物块由点静止释放,为弹簧原长,物块到达最低点点。不计空气阻力,重力加速度为,下列说法正确的是( )
A.物块在点的加速度大小为
B.、两点的距离为
C.从点到点,物块的加速度先增大后减小
D.从点到点,物块的回复力先减小后增大
三、非选择题:本题共 5 小题,共 54 分。考生根据要求作答。
11.(每空2分,共10分)用如图1所示的装置探究碰撞中的不变量。先不放球,让A球从斜槽上某一固定位置S由静止开始滚下,从轨道末端飞出,落到位于水平地面的复写纸上,在复写纸下面垫放的白纸上留下点迹,重复上述操作10次,得到小球平均落点位置。再把球放在轨道末端,让A球仍从S位置由静止滚下,A球和球碰撞后,都从轨道末端飞出,分别在白纸上留下各自的落点痕迹,重复操作10次,分别得到两球平均落点位置。如图2所示为三个落点的平均落点位置。
(1)关于本实验的条件和操作要求,下列说法正确的是 。(填字母代号)
A.实验选用的斜槽轨道必须光滑 B.料槽轨道末端的切线必须水平
C.选用的两个小球质量可以相等 D.选用的两个小球半径必须相等
(2)不放球时,球从轨道末端飞出后,在白纸上留下的点迹应是 点。(填“”或“”或“”)
(3)上述实验除需测量线段的长度外,还需要测量的物理量有 。
A.A球质量、球质量 B.小球释放点距斜槽末端的高度
C.小球抛出点距地面的高度 D.小球开始抛出到落地所用的时间
(4)若的长度依次为,则在实验误差允许的范围内,若满足关系式 (用及问题(3)中测得物理量所对应符号表示),则可以认为两球碰撞前后的动量守恒。若满足关系式 (用表示)则该碰撞为弹性碰撞。
12.(每空2分,共12分)一段粗细均匀、中空的圆柱形导体,其横截面及中空部分横截面均为圆形,如图(a)所示。某同学想测量中空部分的直径的大小,但由于直径太小无法直接精准测量,他设计了如下实验进行间接测量。
该同学进行了如下实验步骤:
(1)用螺旋测微器测得这段导体横截面的直径D如图(b)所示.则直径D的测量值为 mm。然后又用游标卡尺测得该元件的长度L。
(2)用多用电表粗测这段导体两端面之间的电阻值:该同学选择“×100”挡位,用正确的操作步骤测量时,发现指针偏转角度太大。为了较准确地进行测量,应该选择 挡位(选填“”或“”),并重新欧姆调零,正确操作并读数,此时刻度盘上的指针位置如图(c)所示,测量值为 。
(3)设计了如图(d)所示的电路精确测量这段导体两端面之间的电阻值,除待测导体件外,实验室还提供了下列器材:
A.电流表(量程为20mA,内阻)
B.电流表(量程为50mA.内阻未知)
C.滑动变阻器
D.定值电阻
E.定值电阻
F.电源(电动势,内阻可以忽略)
G.开关S、导线若干
根据以上器材和粗测导体电阻值的情况可知,电路中定值电阻应选择 (填器材前面的字母代号);为了减小误差,改变滑动变阻器滑动触头的位置,多测几组、的值,作出关系图像如图(e)所示。若读出图线上某点对应的
x、y的坐标值分别为a和b,则可知这段导体两端面间电阻的测量值
(用图像中数据和题设给出的物理量符号表示)
(4)该同学查出这段导体材料的电阻率,则中空部分的直径大小测量值为 (用图像中数据和题设给出的物理量符号表示)。
13.(8 分)如图所示,用长L=30cm的细线将质量的带电小球悬挂在天花板上,空间中存在方向水平向右,大小的匀强电场,小球静止时细线与竖直方向的夹角θ=37°,g取,sin37°=0.6,cs37°=0.8。
(1)求小球的电荷量;
(2)若将细线剪断,剪断后0.2s的时间内,小球的位移为多大?
14.如图所示,在电动机的带动下以的速度顺时针匀速转动的水平传送带左端与粗糙的弧形轨道平滑对接。质量的物体(可视为质点)从轨道上高的点由静止开始下滑,滑到传送带上的点时速度大小。物体和传送带之间的动摩擦因数,传送带两端之间的距离。传送带右端与光滑水平面平滑对接,物体与质量的静止小球发生弹性正碰。重力加速度。求:
(1)物体从点下滑到点的过程中,克服摩擦力做的功;
(2)物体第一次向右通过传送带的过程中,摩擦力对物体的冲量大小;
(3)物体与小球碰后到向右再次经过点的过程中,因为物体在传送带上滑动电机多消耗的电能。
15.如图所示,竖直固定的半径R=0.32m的光滑绝缘圆弧轨道在B点与粗糙绝缘水平轨道AB相切。整个轨道处于水平向左的匀强电场中。将一个质量m=0.4kg、带电量q=+3×10-3C的物块Р(可视为质点)从水平轨道上B点右侧距离B点x=0.64m的位置由静止释放,物块运动到B点时对圆弧轨道的压力大小为FN=12N。圆弧轨道右下方留有开口,物块进入圆弧轨道后,开口将自动关闭形成一个闭合的圆轨道。已知物块Р与水平轨道AB间的动摩擦因数μ=0.25,g=10m/s2,sin37°=0.6,cs37°=0.8。求:
(1)物块Р运动到B点时的速度大小以及匀强电场的场强大小;
(2)通过计算分析物块Р进入圆弧轨道后的运动过程是否会与圆弧轨道分离;
(3)为了让物块Р进入圆弧轨道后恰好能做完整的圆周运动,需要将物块Р从B点右侧多远处由静止释放?此过程中圆弧轨道对物块Р的最大支持力为多少?
参考答案:
1.D 2.C 3.D 4.C 5.C 6.A 7.D 8.BC 9.BC 10.AD
11(每空2分,共10分). BD A
(1)[1]AB.安装的轨道不必光滑,因为球每次与轨道的摩擦力均相同,为了让小球做平抛运动,轨道末端的切线必须必须水平,故A错误、B正确;
C.为了保证入射球碰后不反弹,入射球A的质量应大于被碰球B的质量,故C错误;
D.为保证是正碰,两小球的半径必须相同,故D正确。
(2)[2]根据平抛运动和结合球和球碰撞后速度变化的规律可知不放球时,球从轨道末端飞出后,在白纸上留下的点迹应是点,故填;
(3)[3]A.探究碰撞中的动量变化规律可知,动量跟质量和速度有关,除需测量线段的长度外,还需要测量两球质量,故A正确;
BCD.由于平抛运动的高度相同,时间相同不需要具体测量高度,故BCD错误;
(4)[4]设入射小球A碰撞前瞬间的速度为,碰撞后瞬间入射小球A的速度为,被碰小球B的速度为,根据动量守恒定律得
由于两小球做平抛运动下落高度相同,所用时间相同,则有
则两球碰撞只要满足可以认为两球碰撞前后的动量守恒。
[5]若是弹性碰撞,则有则有
可得联立动量守恒表达式解得
(每空2分,共12分)
4.486 140 D
(1)[1]螺旋测微器的固定刻度读数为4mm,可动刻度的读数为48.6××0.01mm=0.486mm,则读数为:4 mm+0.486mm=4.486mm。
(2)[2][3]指针偏转过大,说明所选挡位过大,导致示数偏小,为了使指针指向中间,应选用小挡位,故应选×10挡;由图示表盘可知,其读数为:14×10=140Ω;
(3)[4][5]电流表与定值电阻R2串联后所测的最大电压为
而电动势为4.5V,所以定值电阻R2小,应选定值电阻R1;
由电路图根据串并联规律应有化简得
根据图像可知斜率解得
(4)[6]根据电阻定律其中联立可得
13.(8 分)(1);(2)0.25m
(1)对小球受力分析,由平衡条件得分
可得,小球的电荷量为分
(2)剪断细线后,小球做匀加速直线运动,由牛顿第二定律
分 解得分
由运动学公式,小球的位移为分
14、(12分)(1)15J;(2)4N•s;(3)12J
(1)从P到A根据动能定理,有 分
代入数据解得 分
(2)由于物体冲上传送带的初速度大于初速度的速度,开始物体相对传送带向右运动,则有μmg=ma. 解得 a=分
物体向右先做匀减速直线运动,减速至与传送带同速时通过的位移
分
代入数据解得 <分
可知物体在传送带上先向右做匀减速直线运动,后向右做匀速直线运动;
传送带对物体的摩擦力的冲量为If=mv-分
解得If=-4N•分方向向左;
(3)物体第一次与小球发生弹性碰撞,令物体反弹回来的速度大小为v1,左侧小球碰后速度大小为v2,根据动量守恒,有mv=mv1+分
根据机械能守恒,有分
解得
物体被反弹回来后,在传送带上向左运动过程中,根据.
解得 <分
根据 v1=at1.. 可得经历的时间为 分
可知物体第一次返回还没有到达传送带左端速度已经减为零,随后将再次向右做匀加速直线运动,根据对称性可知,速度将再次增加到v1,因为 v1小于小球速度,物块与小球不会再次碰撞,所以此过程电动机多给传送带的作用力为μmg,电动机多消耗的功率为 μmgv,则电动机多消耗的电能为 解得 E=分
15.(12分)(1)m/s,1×103V/m;(2)见解析;(3)1.84m,30N
【详解】(1)物块P过B点,由牛顿第三定律可知,圆轨道对其支持力大小为
=12N 由牛顿第二定律有 分
解得 分
对物块P由静止释放运动到B点的过程,利用动能定理有分
解得 E=1×分
(2)如图所示
令电场力与重力的合力与水平方向夹角为θ,有
分
解得
=53°
图中C为等效场的最低点,D为等效场的最高点,F为等效场中与圆心等高的点。令物块P运动到F点的速度为,利用动能定理有
分
解得
=分
物块P恰好不超过F点,故进入圆弧轨道后的运动过程不会与圆轨道分离;分
(3)电场力和重力的合力大小为
=5N
物块P进入圆弧轨道后恰好能做完整的圆周运动,过D点有
分
令释放点距B点的距离为x′,利用动能定理有
解得 x′=分
物块P过C点时,圆轨道对其支持力最大,物块P由C到D,利用动能定理有
分
物块P过C点时,利用牛顿第二定律有
解得 =分
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