2024~2025学年湖南省株洲市炎陵县高二(上)10月月考物理试卷(解析版)

这是一份2024~2025学年湖南省株洲市炎陵县高二(上)10月月考物理试卷(解析版)，共13页。试卷主要包含了单选题，多选题，实验题，解答题等内容，欢迎下载使用。
1. 真空中两个静止的点电荷，相距为r时库仑力大小为F，若保持r不变，使电荷量均变为原来的2倍，则库仑力大小变为（ ）
A. B.
C. 4FD. 16F
【答案】C
【解析】根据库仑定律，有
则
故选C。
2. 如图所示，两个质量分布均匀的实心球，半径分别为r1、r2，质量分别为m1、m2，两球间距离为r，则两球间相互引力的大小为（ ）
A. GB. G
C. GD. G
【答案】C
【解析】根据万有引力的公式可知两球间相互引力的大小为
F=
故选C。
3. 验电器可以用来检验物体是否带电和所带电性。现将一带电物体靠近原来已带电的验电器的金属球，下列判断正确的是（ ）
A. 验电器带正电时，若金箔张角变小，可知物体带正电
B. 验电器带正电时，若金箔张角变大，可知物体带负电
C. 验电器带负电时，若金箔张角变大，可知物体带负电
D. 验电器带负电时，若金箔张角变大，可知物体带正电
【答案】C
【解析】AB．验电器上带正电荷后，验电器上的金箔张开一定角度，如果用另一个带电体靠近验电器的金属球，金箔张角变大，说明带电体带正电，吸引电子向金属球转移；如果金箔张角变小，说明带电体带负电，排斥电子，电子向金属箔转移，选项AB错误；
CD．验电器上带负电荷后，验电器上的金箔张开一定角度，如果用另一个带电体靠近验电器的金属球，金箔张角变大，说明带电体带负电，排斥电子向金属箔转移；如果金箔张角变小，说明带电体带正电，吸引电子向金属球转移，选项C正确，D错误。
故选C。
4. 如图，固定在竖直面内、半径为R的光滑绝缘半圆形轨道，圆心为O，为水平直径，处在水平向右的匀强电场中，电场线与轨道平面平行。一个质量为m、电荷量为q、可视为质点的带电小球从轨道上的A点由静止释放，小球始终沿圆弧轨道运动。下列说法正确的是（ ）
A. 小球从A运动到B的过程中，小球的机械能可能增加
B. 小球一定会运动到C点
C. 小球运动速度最大的位置一定在段圆弧上的某一点
D. 小球一定带正电
【答案】C
【解析】AD．小球沿圆弧轨道运动 ，不脱离轨道，所以受到的电场力水平向左，则小球一定带负电，小球从A运动到B的过程中，电场力做负功，电势能增大，机械能减小，故AD错误；
B．小球向右运动过程中，电场力做负功，电势能增大，机械能减小，因此小球不可能到达C点，故B错误；
C．小球在电场和重力场合力场中运动，电场力水平向左，重力方向竖直向下，所以电场和重力场的合力场的最低点在圆弧AB段上，因此小球速度最大的位置一定在AB段圆弧上某一点，故C正确。
故选C。
5. 如图所示，厚薄均匀的矩形金属薄片边长为ab=10 cm，bc=5 cm，当将C与D接入电压恒为U的电路时，电流为2 A，若将A与B接入电压恒为U的电路中，则电流为（ ）
A. 0.5 AB. 1 AC. 2 AD. 4 A
【答案】A
【解析】设厚度D，根据电阻定律公式，有 ① ② 故；根据欧姆定律，电压相同时，电流与电阻成反比．故两次电流之比为4:1，故第二次电流为0.5A．
6. 如图连接电动机的电路，闭合开关，当滑动变阻器的触头从一端滑到另一端的整个过程中，两电压表的读数随电流表读数的变化清况如图乙所示，已知当电流小于时，电动机不会发生转动，若不考虑电表对电路的影响，则（ ）
A. 该电动机的内阻为
B. 该电路中电源的电动势为
C. 此电路中，电动机的最大输出功率为
D. 若电动机能转动，需要调节滑动变阻器阻值小于
【答案】D
【解析】A．当电流小于0.2A时，电动机不会发生转动，为纯电阻，则该电动机的内阻为
选项A错误；
B．根据
E=U2+Ir
当U2=3.4V时I=0.1A；当U2=3.0V时I=0.3A；带入方程解得该电路中电源的电动势为
r=2Ω
选项B错误；
C．此电路中，电动机的最大输出功率为
选项C错误；
D．当电动机两端电压超过U1=0.8V时电动机开始转动，此时电路中的电流为I=0.2A，则由电路可知
解得
即若电动机能转动，需要调节滑动变阻器阻值小于，选项D正确。
二、多选题
7. 如图为描述某静电场的电场线，、、是电场中的三个点，其电场强度大小分别为、、，电势分别为、、。下列大小关系正确的是（ ）
A. B.
C. D.
【答案】AC
【解析】电场线密集的地方场强大，则有
根据沿着电场线电势降低可知
8. 如图所示，在水平向右的匀强电场中有一绝缘斜面，斜面上有一带电金属块沿斜面滑下。已知在金属块滑下的过程中动能增加了，金属块克服摩擦力做功，重力做功，则以下判断正确的是（ ）
A. 金属块带正电荷
B. 金属块的机械能减少
C. 金属块克服电场力做功
D. 金属块的电势能增加
【答案】ABD
【解析】在金属块滑下的过程中动能增加了12J，金属块克服摩擦力做功8J，重力做功24J，根据动能定理得
W总=WG+W电+Wf=△EK
解得
W电=-4J
静电力做功-4J，运动过程中电势能增加了4J，由于金属块下滑，电场力做负功，所以金属块带正电荷；在金属块滑下的过程中重力做功24J，重力势能减小24J，动能增加了12J，所以金属块的机械能减少12J。
9. 如图所示，在竖直平面内有一固定的绝缘圆轨道，半径为R，在其圆心处固定一带电量为的点电荷。有一质量为m、带电量为的小球（小球可视为质点且其所受重力小于其所受的库仑力）沿着轨道内侧做圆周运动。A、B两点分别是轨道的最高点和最低点，不计一切摩擦和空气阻力，则（ ）
A. 小球通过A点的最小速率为
B. 小球以速率通过A时，轨道对小球的作用力大小为
C. 若小球恰能沿轨道做完整的圆周运动，则小球在B点时的速率为
D. 若球恰能沿轨道做完整的圆周运动，则小球在B点时的速率为
【答案】BD
【解析】
详解】A．小球通过A点时满足
可知小球通过A点的最小速率为零，故A错误；
B．若
可知
故B正确；
CD．小球恰能沿轨道做完整的圆周运动需满足：在A点速率为零，运动过程中库仑力始终不对小球做功，由动能定理可得
可得小球在B点时的速率为
故C错误，D正确。
10. 如图所示，在同一竖直平面内，三根不可伸长的绝缘细绳一端固定于O点，细绳OA、OB的长度均为L，另一端分别系有三个质量相同的带正电小球A、B、C，电荷量均为q。三球平衡时恰好组成一个正三角形，细绳OC沿竖直方向，细绳OA、OB与OC的夹角均为30°。已知静电力常量为k，重力加速度大小为g。下列判断正确的是（ ）

A. 小球的质量
B. 小球的质量
C. 细绳OA与OC的拉力大小之比为
D. 细绳OA与OC的拉力大小之比为1：3
【答案】B
【解析】AB．对B球进行受力分析，设OB绳上拉力为T，对B球列平衡方程，水平方向
竖直方向
解得
故A错误，B正确；
CD．细绳OC沿竖直方向，对C球受力分析得
细绳OA与OB的拉力等大，所以细绳OA与OC的拉力大小之比为
CD错误。
三、实验题
11. 在做“研究匀变速直线运动”的实验时，某同学得到一条用打点计时器打下的纸带，如图所示，各个计数点已经在纸带上标出，图中每相邻两个计数点间还有4个点没有画出，打点计时器接频率f＝50Hz的交流电源。
（1）该实验_______平衡摩擦力，_______满足钩码的质量远远小于木块的质量；（填“需要”“不需要”）
（2）打下计数点6时纸带的速度v6=___________________（用给定字母表示）；
（3）物体的加速度为a=_____________________________（用给定字母表示）；
（4）如果交变电流的频率f>50Hz，但当时做实验的同学并不知道，那么测得的加速度值比真实值________（选填“偏大”或“偏小”）。
【答案】（1）不需要 不需要 （2） （3） （4）偏小
【解析】（1）[1][2]本实验是研究匀变速直线运动的规律，即只需要测出木块运动的加速度和速度，而不需要测出合外力的大小，故不需要平衡摩擦力，也不需要满足钩码的质量远远小于木块的质量；
（2）[3]相邻计数点有四个点没有画出，则时间间隔为
根据匀变速直线运动的平均速度等于中间时刻的瞬时速度，有
（3）[4]根据匀变速直线运动的判别式有
可求得平均加速度为
（4）[5]根据匀变速直线运动的判别式可知加速度的测量值为
故频率f>50Hz时，测量值的频率偏小，所求得的加速度偏小。
12. 某同学要做“测金属丝的电阻率”实验。
（1）用游标卡尺测量金属丝长度示数如图甲所示，其值为L = ________cm；用螺旋测微器测量其直径示数如图乙所示，其值为d = ________mm；
（2）先用多用电表欧姆挡的“×1”倍率粗测金属丝的电阻，示数如图丙所示，其电阻值为R = ________Ω；
（3）实验电路如图丁所示，从实验原理上看，待测电阻测量值________（填“大于”“小于”或“等于”）其真实值。如果测得的金属丝长度为L，直径为d，电阻为R，都采用国际单位制单位，则它的电阻率ρ = ________。（用L、d、R字母表示）
【答案】（1）23.765 0.245##0.246##0.247##0.248 （2）8.0##8 （3）小于
【解析】（1）[1]20分度游标卡尺的精确值为0.05 mm，由图甲可知金属丝的长度为
[2]螺旋测微器的精确值为0.01 mm，由图丙可知金属丝的直径为
d = 24.7 × 0.01 mm = 0.247 mm
（2）金属丝的电阻为
（3）[1]电路图采用了电流表外接法，考虑到电压表分流的影响，电流表读数偏大，根据欧姆定律
可知待测电阻测量值小于其真实值。
[2]根据电阻定律有
解得
四、解答题
13. 如图所示，一条壕沟两岸的高度差是，一辆摩托车可看作质点，以的速度水平向沟对面飞出，恰好安全越过壕沟，若，忽略空气阻力。求：
（1）摩托车在空中的飞行时间；
（2）摩托车到达沟对面落地前速度多大。
【答案】（1）0.4s；（2）5m/s
【解析】（1）摩托车飞越壕沟的过程中做平抛运动，设壕沟两岸的高度差为，飞越所用时间为，则在竖直方向有
解得
（2）摩托车到达沟对面落地前竖直方向的速度
则可得摩托车到达沟对面落地前速度大小为
14. 有一辆质量为800kg的小汽车驶上圆弧半径为50m的拱桥。取g=10m/s2，求：
（1）若汽车到达桥顶时速度为5m/s，桥对汽车的支持力FN的大小；
（2）若汽车经过桥顶时恰好对桥顶没有压力而腾空，汽车此时的速度大小v。
【答案】（1）7600N；（2）
【解析】（1）对汽车有
解得
（2）若汽车经过桥顶时恰好对桥顶没有压力而腾空，对汽车有
解得
15. 如图所示，电源电动势E=3V，内阻r=lΩ，小灯泡由于铭牌磨损，只能看到额定电压为2V。先将开关S接1，当滑动变阻器调到4Ω时，小灯泡L恰能以额定功率发光；再将开关S接2，小灯泡L和电动机M均以额定功率正常工作，已知电动机的内阻为求：
（1）小灯泡L的额定功率；
（2）电动机以额定功率工作时的输出功率；
【答案】（1）；（2）0.12W
【解析】（1）开关S接1时，根据闭合电路欧姆定律有
解得
小灯泡的功率为
解得
（2）开关S接2时，根据闭合电路欧姆定律有
解得
电动机的输入功率为
发热功率为
所以机械功率为