2022-2023学年安徽省桐城中学高二上学期月考（6）物理试题（解析版）

安徽省桐城中学2022-2023学年高二上学期月考（6）

物理试卷

一、单选题

1. 特技演员从建筑物的高处跳下，在接触地面时，总要曲膝下蹲，其工作原理与下列哪种设施或运动的原理不同

A. 跳水运动员踩踏板的幅度尽可能大
B. 拳击运动员带厚拳套
C. 跳远运动员落在沙坑内
D. 汽车的安全气囊

2. 如图所示的电路中，定值电阻，滑动变阻器的总阻值也为R，电源电动势为E，内电阻，电压表、电流表均为理想电表。在滑动变阻器滑片C从B端向A端滑动的过程中

A. 电流表的示数先减小后增大 B. 电压表的示数增大
C. 电源消耗的总功率减小 D. 电源的输出功率先增大后减小

3. 如图所示，边长为L的正方形线圈处于磁感应强度大小为B的匀强磁场中，绕着与磁场垂直且与线圈共面的轴以角速度匀速转动，ab边距轴，则在该位置

A. ab边受到的安培力大小是cd边安培力大小的
B. ab边的动生电动势是cd边动生电动势的
C. 线圈在该位置磁通量为0，感应电动势为0
D. ad边和bc边在该位置受到的安培力不为0

4. 如图所示是研究光电效应的实验装置，其中阴极K接到ab的正中间固定不动：①用频率为的光照射光电管，此时电流表中有电流，调节滑动变阻器使电流表示数恰好为零，此时电压表示数为；②用频率为的光照射光电管，此时电流表中有电流，调节滑动变阻器滑片使电流表示数恰好为零，此时电压表示数为。则

A. 对情况①，滑片P向右滑动，电流表示数可减小为零
B. 对情况②，滑片P向左滑动，电流表示数增大
C. 电压表示数
D. 若已知电子电荷量为e，由①②可求得普朗克常量

5. 如图所示，水平导轨上垂直于导轨放置一导体棒ab，导体棒接入导轨的长度，导体棒中通有的电流，两导轨间有竖直向上的磁感应强度的匀强磁场，导轨通过水平细绳跨过定滑轮与质量为的物体A相连，导体棒刚好静止。现用水平力F作用在物体A上将物体向右缓慢拉动，则要使导体棒平衡，滑轮下方的细绳与竖直方向的最大夹角为已知重力加速度g取，，

A.  B.  

C.  D.

6. 如图所示，三个粒子a、b、c分别以、、的速率进入速度选择器，a粒子打在速度选择器的上极板，b和c粒子沿直线运动后进入偏转磁场，b粒子打在点，c粒子打在点，不计粒子重力，下列说法正确的是

A. 上极板比下极板的电势低
B. 一定有
C. a、b粒子一定都带负电
D. b粒子的比荷一定大于c粒子的比荷

7. 在水平面上，质量为m、速度大小为v的A滑块与质量为3m静止的B滑块发生正碰，A、B滑块和地面间的动摩擦因数均为，重力加速度为g，碰撞后B滑块在水平地面滑行的距离可能为

A.  B.  C.  D.

8. 如图所示，平行导轨MN、PQ间距为d，M、P间接一个电阻R，匀强磁场的磁感应强度大小为B，方向垂直于平行金属导轨所在的平面向里。一根足够长的金属杆ab第一次垂直于导轨放置，第二次与导轨成角放置。金属杆和导轨的电阻不计，当金属杆两次均以速度v沿垂直于杆的方向滑行时，下列说法正确的是

A. 两次电阻R上的电压相等
B. 第一次和第二次金属杆中感应电流之比为
C. 第一次和第二次金属杆受到的安培力大小之比为
D. 第一次和第二次电阻R上的电功率之比为

9. 水平直线上的A点固定一个电荷量为的点电荷，B点固定一电荷量为的点电荷，A、B两点电荷相距2L，以B点为圆心、L为半径画圆，a、b、c、d是圆周上四点，a、c两点在直线AB上，b、d两点的连线过B点且垂直于AB，P在圆周上且AP与圆周相切。已知c点的合电场强度为0，在c点电场强度的大小为E，则下列说法正确的是

A. 两点电荷的电量大小关系为
B. a点电场强度大小为10E
C. P点电场强度大小为
D. AB直线上从A到c再到无穷远，电势先降低后升高

10. 如图所示，在空间直角坐标系中，在z轴正方向有电场强度为E的匀强电场，在y轴正方向有磁感应强度为B的匀强磁场。一质量为m、带电量为的小球以一定的初速度由原点向x轴正方向抛出，已知重力加速度为g，要使带电小球做平抛运动，则下列说法正确的是

A. 小球的初速度为
B. 经过时间，小球的动能变为原来的2倍
C. 若小球的初速度方向变为y轴正方向、大小不变，小球做匀变速运动
D. 若磁感应强度B的方向变为z轴正方向，并调整B的大小，小球可以做类平抛运动

11. 小王同学利用图示的弹簧发射装置进行“验证动量守恒定律”的实验，操作步骤如下：
    ①在水平桌面上的适当位置固定好弹簧发射器，使其出口处切线与水平桌面相平且弹簧处于原长时与管口平齐；
    ②在水平地面先后钉上复写纸和白纸，小球a向左压缩弹簧并使其由静止释放，a球从水平桌面飞出后，在白纸上留下压痕P；
    ③将小球b放在桌面的右边缘，仍让小球a从步骤②中的释放点由静止释放，与b球正碰后，a、b两球均落在白纸上留下压痕M、N。
    若入射小球质量为吗，半径为；被碰小球质量为，半径为，则应满足____填选项序号；
    A.，
    B.，
    C.，
    D.，
    设入射小球的质量为，被碰小球的质量为，则在用如图所示装置进行实验时，所得“验证动量守恒定律”的表达式为______用已知量和装置图中的字母表示；
    假设a、b两球碰撞为弹性碰撞，则需要验证的关系是______用装置图中的字母表示。
12. 有一根细长而均匀的金属管线，横截面如图1所示，外边界为圆形，因管内中空部分截面形状不规则，无法直接测量。已知这种金属的电阻率为，现设计一个实验方案，则测量中空部分的横截面积。步骤如下：
    
    用刻度尺测出该金属管线的长度为L，用游标卡尺测出外截面的直径D如图2所示，则______cm；
    利用如图3所示电路研究一定长度该金属管线的电阻，将拨向1，接通，调节，使电流表指针偏转到适当位置，记下此时的读数I；然后将拨向2，保持阻值不变，调节，使电流表的读数为______，记下此时的读数为，则金属管线的电阻值为______；
    用上述测量的物理量符号，则金属管线内部中空部分横截面积为______用、、D、L表示。
13. 直角三角形OAC内有垂直于纸面向里的匀强磁场，，OA边的长度为d，质量为m、带电量为的粒子从OC边中点以平的速度射入磁场，当速度为时，恰好从O点射出磁场，求：
    匀强磁场的磁感应强度为多大；
    粒子的入射速度方向不变，当速度大小满足什么条件，粒子可以从OA边射出。

14. 如图所示，一带正电的粒子质量为m，带电量为q，经加速电压U由静止加速后沿半径方向进入一圆形区域，圆形区域半径为R，区域内有竖直向上的匀强电场，粒子射出圆形区域时，粒子动量的改变量与粒子进入圆形电场区域时的动量大小相等，粒子重力不计，求：
    粒子射出加速电场的速度为多大；
    圆形区域内的电场强度为多大。

15. 如图所示，在光滑水平面上，固定的光滑导体棒MN的右侧存在竖直向下的匀强磁场，磁感应强度为B，导体棒的左侧紧靠导体棒对称放置“V”字形框架，“V”字形框架的顶角。现用一水平向右的力以速度v匀速拉动框架进入磁场，框架与导体棒接触良好，“V”字形框架和导体棒MN材料和粗细完全相同，已知“V”字形框架的两边长度均为L，单位长度的电阻为k，求：
    当ac边一半长度进入磁场时，导体棒与“V”字形框架两接触点的电势差为多大；
    当ac边刚好完全进入磁场时，回路内的发热功率为多大。
    
    
    
    
    
    
     
16. 如图所示，光滑水平地面上放有一滑块B，滑块的一面是半径为R、光滑的圆弧，圆弧与水平面相切，B右侧水平面上某点放一滑块C，C右侧水平面上固定一半径未知的光滑半圆轨道。滑块A从圆弧最上端由静止滑下，在水平面上与滑块C碰撞，碰撞后A的动能减小为原来的，C滑块刚好能滑到右侧半圆轨道的最高点。已知A的质量，B的质量，C的质量，重力加速度为g，A和C都可看成质点，求：
    滑块从一圆弧滑下两滑块分离时，B物块向左运动的位移大小；
    与C碰撞后，A能否再次滑上B，请说明理由；
    半圆轨道的半径为多大。

答案和解析

1.【答案】A
【解析】解：特技演员从高处跳下，在接触地面时，总要曲膝下蹲的原理是延长特技演员与地面的接触时间，从而减小作用力。汽车的安全气囊，拳击运动员带厚拳套，跳远运动员落在沙坑内，都是延长力的作用时间，减小作用力，而跳水运动员踩踏板的幅度尽可能大，是要增加运动员离开踏板的速度，使运动员在空中有足够的时间完成动作，本题选择原理不同的，故A符合题意，BCD不符合题意。
故选：A。
 

2.【答案】B
【解析】解：A、触头C从下端B点向A点滑动的过程中，设变阻器下侧的电阻为，则电阻、的总电阻为，增大时，总电阻减小，根据闭合电路的欧姆定律，电流表的示数增大，故A错误；
B、定值电阻上的电压，因I增大，故电压表的示数增大，故B正确；
C、根据，电源消耗的功率增大，故C错误；
D、因，故外电阻一直大于内电阻，当外电阻减小时，电源的输出功率一直增大，故D错误。
故选：B。
 

3.【答案】B
【解析】解：C、线圈在该位置磁通量为0，但磁通量的变化率最大，感应电动势最大，故C错误；
AD、在该位置回路电流最大且串联回路电流处处相等，则ab边受到的安培力和cd边受到的安培力大小相等，ab边和bc边的电流方向和磁场方向平行，受到的安培力为0，故AD错误；
B、ab边切割磁感线的速度是cd边切割磁感线速度的，根据，ab边的动生电动势是cd边动生电动势的，故B正确。
故选：B。
 

4.【答案】D
【解析】解：A、滑片向右滑动，电流表示数增大，不可能减小为零，故A错误；
B、滑片向左滑动，电流表示数减小，故B错误；
C、因为不知道、的大小关系，所以无法比较与的大小，故C错误；
D、有上述分析可知，，可求出，故D正确。
故选：D。
 

5.【答案】A
【解析】解：导体棒ab受到的安培力，方向水平向左，细绳向右的拉力，此时导体棒刚好在水平面内静止，故导体棒受到水平面向右的最大静摩擦力为；当细绳的拉力最大时，有，
设此时A物体与竖直方向的夹角为，则有
联立解得：，故A正确，BCD错误。
故选：A。
 

6.【答案】D
【解析】解：AC、b和c粒子在速度选择器中沿直线运动，假设粒子带正电，则洛伦兹力向上，故电场力向下，电场强度向下，上极板比下极板的电势高；a粒子向上偏转，可能洛伦兹力大于电场力，则粒子带正电，故AC错误；
B、当a粒子带负电时，电场力大于洛伦兹力：，则有，而b粒子一定有，故，故B错误；
D、在偏转磁场中，根据，b和c粒子速度大小相同，而，故b粒子的比荷一定大于c粒子的比荷，故D正确。
故选：D。
 

7.【答案】BC
【解析】解：若两滑块发生完全非弹性碰撞，碰撞后B滑块的速度最小，设为，以向右为正方向，由动量守恒定律得：

解得：
若两滑块发生弹性碰撞，碰撞后B滑块的速度最大，设为，以向右为正方向，由动量守恒定律和机械能守恒定律得：


联立解得：
则碰撞后B滑块的速度大小范围为：
设碰撞后滑块B在水平地面滑行的距离为x，由动能定理得：

解得：，故BC正确，AD错误。
故选：BC。
 

8.【答案】BD
【解析】解：A、第一次金属杆切割磁感线的有效长度为，第二次金属杆切割磁感线的有效长度为；
根据可得两次电阻R上的电压之比：：：：2，故A错误；
B、第一次和第二次金属杆中感应电流大小之比为：：：2，故B正确；
C、根据安培力的计算公式可知，第一次和第二次金属杆受到的安培力之比为：：：，解得：：：4，故C错误；
D、根据可得，第一次和第二次电阻R上的功率之比为：：：4，故D正确。
故选：BD。
 

9.【答案】BC
【解析】解：AB、在c点，的点电荷和的点电荷产生的电场强度大小相等，方向相反，故，解得，在a点的电场强度，故A错误、B正确；
C、根据几何关系，AP的距离，故的点电荷在P点的电场强度大小为，的点电荷在P点的电场强度大小为，两个电场强度相互垂直，故，故C正确；
D、根据顺着电场线的方向电势越来越低，直线AB上从A到B，电势降低，过B点后电势先升高后降低，故D错误。
故选：BC。
 

10.【答案】ABD
【解析】解：AB、小球在平面内做平抛运动，
，
解得：，
经过时间，小球在y方向的速度
，
小球的动能为
，故AB正确；
C、当小球的初速度方向变为y轴正方向时，在z轴方向洛伦兹力和电场力不平衡，小球在z轴方向的速度大小变化，小球受到的洛伦兹力变化，小球的加速度变化，小球不可能做匀变速运动，故C错误；
D、当磁感应强度B的方向变为z轴正方向，并调整B的大小，使得
，
小球在电场力的作用下在平面内做类平抛运动，故D正确。
故选：ABD。
 

11.【答案】。

【解析】解：、b两球碰撞时为对心正碰，且碰撞后都向右运动，因此需要满足，。故ABD错误，C正确；
由于两球在空中的运动时间相等，因此可以用水平距离表示速度，因此需要验证的关系为
。
假设a、b两球碰撞为弹性碰撞，则碰撞前后满足动量守恒和机械能守恒，则有


联立解得：
 

12.【答案】 
【解析】解：分度的游标卡尺，游标尺的最小刻度是，游标卡尺的读数为主尺刻度加游标尺的读数：。
该实验测电阻的原理为等效替代法，因此电流表的读数应不变为I，金属管线的电阻值为。
设外截面的横截面积为S，则有，
解得：。
故答案为：；，；。
13.【答案】解：速度为时，粒子恰好从O点射出磁场，如图1所示，由几何关系

根据洛伦兹力提供向心力有：

解得


当粒子的运动轨迹与AC边相切时，如图2所示，根据几何关系

得

则粒子的速度

要使粒子可以从OA边射出，粒子速度应满足

答：匀强磁场的磁感应强度为；
粒子的入射速度方向不变，当速度大小满足条件，粒子可以从OA边射出。
【解析】画出恰好能从O点射出磁场的运动轨迹，根据几何关系结合洛伦兹力提供向心力可解得；
作出带电粒子的临界轨迹，由几何关系确定半径的大小，由洛伦兹力提供向心力解得。
 

14.【答案】解：粒子在加速电场中加速时有
解得：
以粒子射入圆形电场的位置为坐标原点，建立如图所示的直角坐标系，设粒子射出圆形电场的位置坐标为，粒子射出时，沿y轴方向的速度为
因粒子动量的该变量与粒子进入圆形电场区域时的动量大小相等，故
在x方向，
在y方向，
圆形区域满足方程
解得：
在圆形区域内，粒子的加速度
在y方向：
解得：

答：粒子射出加速电场的速度为；
圆形区域内的电场强度为。
【解析】根据动能定理计算出粒子射出加速电场的速度；
根据粒子在不同方向的运动特点结合圆相关的几何关系计算出场强的大小。

15.【答案】解：当ac边一半长度进入磁场时，根据几何关系可得“V”字形框架切割的有效长度为
根据法拉第电磁感应定律可得感应电动势：
由于三边电阻相同，导体棒与导轨两接触点的电势差为：；
当ac边刚好完全进入磁场时，“V”字形框架切割的有效长度为L
电动势
回路电阻：
功率为：
根据线框克服安培力的功率等于回路内的发热功率，回路内的发热功率为。
答：当ac边一半长度进入磁场时，导体棒与“V”字形框架两接触点的电势差为；
当ac边刚好完全进入磁场时，回路内的发热功率为。
【解析】当ac边一半长度进入磁场时，根据法拉第电磁感应定律可得感应电动势，导体棒与导轨两接触点的电势差为两端电压，由此分析；
当ac边刚好完全进入磁场时，求出感应电动势，再根据电功率的计算公式进行解答。
16.【答案】解：滑块从圆弧滑下的过程，系统水平方向动量守恒、机械能守恒，设A滑块在斜面底端时，A的速度大小为，B的速度大小为，A的水平位移大小为，B的水平位移大小为，取水平向右为正方向，则有：


联立解得：，
因A滑块从圆弧滑下的过程，系统水平方向动量守恒，则在此过程任意时刻，A、B滑块的水平速度大小之比为：，则有：

又有：
解得：
与C碰撞过程中，A的动能减小为原来的，故A球的速度变为正负表示方向。
A、C碰撞过程，满足动量守恒，取水平向右为正方向，则有：

当碰后A的速度方向向右，即时，解得：，
因，且方向相同，所以此碰撞情况不合理。
当碰后A的速度方向向左，即时，解得：，
此时A的速度大小为，与滑块B的速度大小相等，故A不能再次滑上
设半圆轨道的半径为r，C滑块滑上半圆轨道的过程根据机械能守恒定律得：

在最高点由重力提供向心力得：

联立解得：
答：滑块从圆弧滑下两滑块分离时，B物块向左运动的位移大小为；
与C碰撞后，A不能再次滑上B，理由见解答；
半圆轨道的半径为。
【解析】滑块从圆弧滑下的过程，系统水平方向动量守恒、机械能守恒，水平方向符合“人船模型”，应用此模型解答；
依据题意，讨论A球碰后的速度方向的可能性，A、C碰撞过程，根据动量守恒定律和碰撞的合理性解答；
滑块滑上半圆轨道的过程根据机械能守恒定律求得到达最高点的速度，在最高点由重力提供向心力，根据牛顿第二定律求解。