2024-2025学年陕西省西安市临潼区华清中学高新班高二（上）第一次月考物理试卷（含答案）

这是一份2024-2025学年陕西省西安市临潼区华清中学高新班高二（上）第一次月考物理试卷（含答案），共10页。试卷主要包含了单选题，多选题，实验题，计算题等内容，欢迎下载使用。

一、单选题：本大题共8小题，共32分。
1.下列有关磁感应强度的说法中正确的是( )
A. 若有一小段通电导体在某点不受磁场力的作用，则该点的磁感应强度一定为零
B. 若有一小段长度为l、通以电流为I的导体，在磁场中某处受到的磁场力为F，则该处的磁感应强度大小一定是B=FIL
C. 由B=FIL可知，磁感应强度大小与磁场中通电导体的电流大小有关
D. 磁感应强度的方向就是该处小磁针静止时N极所指的方向
2.行驶中的汽车如果发生剧烈碰撞，车内的安全气囊会被弹出并瞬间充满气体。若碰撞后汽车的速度在很短时间内减小为零，关于安全气囊在此过程中的作用，下列说法正确的是( )
A. 增加了司机单位面积的受力大小 B. 减少了碰撞前后司机动量的变化量
C. 将司机的动能全部转换成汽车的动能 D. 延长了司机的受力时间并增大了司机的受力面积
3.竖直导线ab与水平面上放置的圆线圈有一小段距离，其中直导线固定，线圈可自由运动，当同时通以如图所示方向的电流时(圆线圈内电流从上向下看是逆时针方向电流)，则从左向右看，线圈将( )
A. 不动B. 顺时针转动，同时靠近导线
C. 顺时针转动，同时离开导线D. 逆时针转动，同时靠近导线
4.日常生活中常用高压水枪清洗汽车，某高压水枪喷口直径为D，喷出水流的流速为v，水柱垂直射向汽车表面后速度变为零。已知水的密度为ρ。下列说法正确的是( )
A. 高压水枪单位时间内喷出的水的体积为πD2v
B. 高压水枪单位时间内喷出的水的质量为14ρD2v
C. 水柱对汽车的平均冲力为14πρv2D2
D. 若高压水枪喷口的出水速度变为原来的2倍，则水柱对汽车的平均冲力为原来的2倍
5.某人在一只静止的小船上练习射击，船、人连同枪(不包括子弹)及靶的总质量为M，枪内有n颗子弹，每
颗子弹的质量为m，枪口到靶的距离为L，子弹水平射出枪口相对于地的速度为v0，在发射后一发子弹时，
前一发子弹已射入靶中，在射完n颗子弹时，小船后退的距离为( )
A. 0B. mnlM+(n−1)mC. nmlM+nmD. mnlM+(n+1)m
6.如图表示，在磁感应强度为B的水平匀强磁场中，有一足够长的绝缘细棒OO′在竖直面内垂直磁场方向放置，细棒与水平面夹角为α。一质量为m、带电荷为+q的圆环A套在OO′棒上，圆环与棒间的动摩擦因数为μ，且μA. mgcsαBqB. mgsinα
C. mg(sinα+μcsα)μBqD. mg(μcsα−sinα)μBq
7.如图所示，OACD是一长为OA=L的矩形，其内存在垂直纸面向里的匀强磁场，一质量为m、带电量为q的粒子从O点以速度v0垂直射入磁场，速度方向与OA的夹角为α，粒子刚好从A点射出磁场，不计粒子的重力，则( )
A. 粒子一定带正电B. 矩形磁场的宽度最小值为L(1−csα)sinα
C. 粒子从O到A所需的时间为2αLv0D. 匀强磁场的磁感应强度为2mv0sinαqL
8.如图所示，在“子母球”表演中，让同一竖直线上的小球P和小球Q，从距水平地面的高度为7ℎ和ℎ的地方同时由静止释放，球P的质量为m，球Q的质量为2m，设所有碰撞都是弹性碰撞，重力加速度为g，忽略球的直径、空气阻力及碰撞时间，则P和Q第一次碰撞后球P的速度大小v为( )
A. 11 2gℎ6B. 3 2gℎ2
C. 7 2gℎ6D. 2gℎ6
二、多选题：本大题共4小题，共16分。
9.如图，a、b、c为三根与纸面垂直的固定长直导线，其截面位于等边三角形的三个顶点上，O为三角形的中心点，bc沿水平方向，P为bc中点，Q为ac中点，三根导线中均通有大小相等的电流，方向如图，则以下判断正确的有( )
A. O点的磁感应强度水平向右B. P点的磁感应强度水平向右
C. Q点的磁感应强度水平向左D. 导线a受到的安培力方向竖直向下
10.下列关于四种仪器的说法正确的是( )
A. 甲图中当加大加速极电压时，电子打在玻璃泡右侧上的位置将上移
B. 乙图中不改变质谱仪各区域的电场、磁场时，击中光屏同一位置的粒子比荷一定相同
C. 丙图中载流子为负电荷的霍尔元件有如图所示的电流和磁场时，N侧电势低
D. 丁图中长、宽、高分别为a、b、c的电磁流量计在如图所示的匀强磁场中，若流量Q恒定，前后两个金属侧面的电压与a、b无关
11.如图，光滑水平地面上有质量分别为m和2m的A、B两个滑块，初始时均处于静止状态，B的左侧固定一水平轻弹簧。现使A以速度v0水平向B运动第一次压缩弹簧，当A与弹簧分离后，B与右侧的竖直墙壁相碰，已知碰撞时间极短且无能量损失，B反弹后会追上A第二次压缩弹簧。设弹簧第一次被压缩到最短时具有的弹性势能为Ep1，此时系统的总动量大小为p1；弹簧第二次被压缩到最短时具有的弹性势能为Ep2，此时系统的总动量大小为p2。下列判断正确的是( )
A. p1=p2B. p1Ep2
12.如图所示，质量为m，带电量为+q的带电粒子，从原点以初速度v0沿x轴正向射入第一象限内的电磁场区域，在0x0区域内有垂直纸面向里的匀强磁场，接收器MN足够长，平行于y轴放置且N点坐标为(x0,y0)。当电场强度为0时，带电粒子在磁场中偏转刚好打在N点，已知粒子都能从NP射出，P点坐标为(x0,0)，且从NP射入磁场后偏转打到接收器MN上，则( )
A. 磁感应强度的大小为2mv0qy0
B. 电场强度的最大值为mv02y0qx02
C. 所有粒子在磁场中的偏转距离都相等
D. 粒子打到接收器MN上的最大纵坐标为2.5y0
三、实验题：本大题共1小题，共8分。
13.某同学用如图甲所示实验装置来“验证动量守恒定律”，实验原理如图乙所示。图乙中O点是小球抛出点在地面上的垂直投影。实验时，先让质量为m1的入射小球A多次从斜轨上由静止释放，找到其平均落地点的位置P，然后把质量为m2的被碰小球B静置于轨道的水平部分，再将入射小球从斜轨上由静止释放，与小球B相碰，并且多次重复，实验得到小球的落点的平均位置分别为M、N，测量xM、xP、xN分别为M、P、N距O点的水平距离。

(1)关于本实验，下列说法正确的是______。
A.入射小球每次可由不同位置自由滚下
B.两小球的质量关系必须m1>m2
C.斜槽轨道必须光滑
D.斜槽轨道末端必须水平
(2)若测量数据近似满足关系式______(用m1、m2、xM、xP、xN表示)，则说明两小球碰撞过程动量守恒。
(3)在验证动量守恒后，若测量数据满足表达式______(仅用xM、xP、xN表示)，则说明碰撞为弹性碰撞。
(4)为了减少实验误差，本实验需要找P、M、N各点的平均位置，请你写出找平均位置的方法：______。
四、计算题：本大题共4小题，共44分。
14.如图为电流天平，可以用来测量匀强磁场的磁感应强度。它的右臂挂着矩形线圈，匝数为n，线圈的水平边长为l，处于匀强磁场内，磁感应强度B的方向与线圈平面垂直。当线圈中通过电流I时，调节砝码使两臂达到平衡。然后使电流的方向反向，如图所示，大小不变。这时需要在左盘中增加质量为m的砝码，才能使两臂再达到新的平衡。已知重力加速度为g。
(1)导出用n、m、l、I、g表示磁感应强度B的表达式。
(2)当n=9，l=10.0cm，I=0.10A，m=8.78g，g=10m/s2时，磁感应强度是多少？
15.排球运动是一项同学们喜欢的体育运动。为了了解排球的某些性能，某同学让排球从距地面高ℎ1=1.8m处自由落下，测出该排球从开始下落到第一次反弹到最高点所用时间为t=1.4s，第一次反弹的高度为ℎ2=1.25m。已知排球的质量为m=0.5kg，g取10m/s2，不计空气阻力。求：
(1)排球与地面的作用时间；
(2)排球对地面的平均作用力的大小。
16.如图所示，光滑悬空轨道上静止一质量为3m的小车A，用一段不可伸长的轻质细绳悬挂一质量为2m的木块B.一质量为m的子弹以水平速度v0射入木块(时间极短)，在以后的运动过程中，摆线离开竖直方向的最大角度小于90°，(不计空气阻力)试求：
(1)子弹射入木块时产生的热量；
(2)木块能摆起的最大高度；
(3)小车A运动过程的最大速度。
17.如图所示，直角坐标系中，y轴左侧有一半径为a的圆形匀强磁场区域，与y轴相切于A点，A点坐标为(0, 32a)。第一象限内也存在着匀强磁场，两区域磁场的磁感应强度大小均为B，方向垂直纸面向外。圆形磁场区域下方有两长度均为2a的金属极板M、N，两极板与x轴平行放置且右端与y轴齐平。现仅考虑纸面平面内，在极板M的上表面均匀分布着相同的带电粒子，每个粒子的质量为m，电量为+q。两极板加电压后，在板间产生的匀强电场使这些粒子从静止开始加速，并顺利从网状极板N穿出，然后经过圆形磁场都从A点进入第一象限。其中部分粒子打在放置于x轴的感光板CD上，感光板的长度为2.8a，厚度不计，其左端C点坐标为(12a,0)。打到感光板上的粒子立即被吸收，从第一象限磁场射出的粒子不再重新回到磁场中。不计粒子的重力和相互作用，忽略粒子与感光板碰撞的时间。
(1)求两极板间的电压U；
(2)在感光板上某区域内的同一位置会先后两次接收到粒子，该区域称为“二度感光区”，求：
①“二度感光区”的长度L；
②打在“二度感光区”的粒子数n1与打在整个感光板上的粒子数n2的比值n1：n2；
(3)改变感光板材料，让它仅对垂直打来的粒子有反弹作用(不考虑打在感光板边缘C、D两点的粒子)，且每次反弹后速度方向相反，大小变为原来的一半，则该粒子在磁场中运动的总时间t和总路程s。
参考答案
1.D
2.D
3.D
4.C
5.C
6.C
7.D
8.A
9.AB
10.BCD
11.BD
12.AC
13.BD m1xP=m1xM+m2xN xP=xN−xM 用圆规画一尽可能小的圆，将所有落点圈进，其圆心代表平均落点。
14.解：(1)设电流方向未改变时，等臂天平的左盘内砝码质量为m1，右盘内的质量为m2，有：
m1g=m2g−nBIl
电流方向改变后，有：
(m+m1)g=m2g+nBIl
两式相减，得：
mg=2nBIl
解得：B=mg2nIl
(2)将数据代入第(1)问的表达式，解得：
B=8.78 ×10−3×102×9×0.10 ×10.0 ×10−2=0.48 T
答：(1)导出用n、m、l、I、g表示磁感应强度B的表达式为mg 2nIl。
(2)磁感应强度是0.48T。
15.解：(1)排球下落时间：t1= 2ℎ1g= 2×1.810s=0.6s
排球上升时间：t2= 2ℎ2g= 2×1.2510s=0.5s
排球与地作用时间：△t=t−t1−t2=0.3s
(2)设平均作用力为F，对全过程：
F△t−mgt=0，
代入数据得：F=23.3N
答：(1)排球与地面的作用时间为0.3s，
(2)排球对地面的平均作用力的大小为23.3N。
16.解：(1)子弹与B瞬间水平的方向动量守恒，
由动量守恒定律得：mv0=m+2mv1，解得v1=v03
设产生热量为Q，根据能量守恒有：Q=12mv02−32mv12=13mv02。
(2)木块到最高点A、B、C三者有相同的水平速度，
根据水平方向动量守恒得：(m+2m)v1=(m+2m+3m)v2，
解得：v2=16v0，
由机械能守恒定律得：3mgℎ+12×6m⋅v22=12×3mv12，
解得：ℎ=v0236g。
(3)当木块和子弹回到最低点时，小车速度最大，
根据水平方向动量守恒，设小车A运动过程的最大速度为v4，
此时木块和子弹的速度为v3，
由动量守恒定律得：3mv1=3mv3+3mv4，
由能量守恒守恒定律得：32mv12=32mv32+32mv42，
解得：v4=13v0。
答：(1)子弹射入木块时产生的热量为13mv02；
(2)木块能摆起的最大高度为v0236g；
(3)小车A运动过程的最大速度为13v0。
17.解：(1)带电粒子在圆形匀强磁场区域中做匀速圆周运动，所有粒子平行射入此磁场均从A点射出(磁聚焦模型)，可知粒子做圆周运动的轨道半径等于圆形匀强磁场区域的半径，即：r=a。
由洛伦兹力提供向心力，根据牛顿第二定律得：
qvB=mv2r
在匀强电场中被加速的过程，由动能定理得：
qU=12mv2
联立解得：U=qB2a22m
(2)①在A点进入第一象限的粒子的速度方向与y轴正方向的夹角在0～180°范围内，沿y轴正方向射入的粒子打在感光板上的P点，随着速度与y轴夹角的增大，轨迹与感光板的交点先向右移动，离O点最远的交点为Q点(满足AQ=2r=2a)，再向左移动一直到C点，之后就打不到感光板上了。可知PQ为“二度感光区”，由几何关系得，当粒子打在P点时轨迹圆的圆心恰好为C点，则：
CP=r=a
当粒子打在Q点时，AQ=2r=2a，由勾股定理得：
OQ= (2a)2−( 32a)2= 132a
则：L=OQ−OC−CE
代入数据解得：L= 13−32a
②由图中几何关系可知，打在C点的粒子轨迹圆的圆心为恰好在圆形磁场边界上的H点，对应进入圆形磁场的位置在F点，F到C恰好为半个圆周；打在P点的粒子轨迹一个是从H点入射，H到P也恰好为半个圆周，另一个是临界直接从A点入射。可得打在CP段的粒子对应入射区域在FH之间，打在PQ，即“二度感光区”的粒子对应入射区域在HO之间，由几何关系得：
HO=a2，FH=a
可得打在“二度感光区”的粒子数n1与打在整个感光板上的粒子数n2的比值为：
n1：n2=HO：FO=a2：(a+a2)=1：3
(3)粒子在磁场中运动的半径R=mvqB，可知其它条件一定，R与v成正比，粒子每次反弹后速度大小变为原来的一半，故半径也变为原来的一半。
在图1中可知，第一次打在P点的粒子速度方向垂直感光板，此粒子能够在P第一次被反弹，CP=a，即第一次打在距离C点a处，反弹后粒子运动半径为a2，第二次打在距离C点2a处，再次反弹后粒子运动半径为a4，第三次落在离C点2.5a处，第四次落在离C点2.75a处，第五次落在离C点2.875a处，超出感光板边缘离开第一象限，该粒子在磁场中一共运动了5个12圆周。
粒子在磁场中运动周期为：T=2πRv=2πmqB
该粒子在磁场中一共运动的总时间为：
t=52T=5πmqB
该粒子从H到P的路程为：s1=πa
从第一次反弹到第二次反弹的路程为：s2=πa2
从第二次反弹到第三次反弹的路程为：s3=πa4
从第三次反弹到第四次反弹的路程为：s4=πa8
从第四次反弹到离开磁场的路程为：s5=πa16
该粒子在磁场中运动的总路程为：
s=s1+s2+s3+s4+s5
联立解得：s=3116a．
答：(1)两极板间的电压U为qB2a22m；
(2)①“二度感光区”的长度L为 13−32a；
②打在“二度感光区”的粒子数n1与打在整个感光板上的粒子数n2的比值n1：n2为1：3；
(3)该粒子在磁场中运动的总时间t为5πmqB和总路程s为3116a。