2022-2023学年湖南省郴州市高二上学期教学质量监测试卷物理试题含解析

  郴州市2022年下学期教学质量监测试卷

高二物理（选择考）

（试题卷）

一、单项选择题（6个小题，共24分）

1. 我国是世界上最早发现磁现象的国家，指南针的发明为世界的航海业做出了巨大的贡献。关于磁现象，下列说法正确的是（　　）

A. 奥斯特提出了分子电流假说，安培发现了电流磁效应

B. 磁感线上每一点的切线方向都跟该点的磁场方向一致

C. 电场线一定是闭合的，磁感线一定是不闭合的

D. 地球磁场的N极在地理的北极附近，地球周围的磁感线是空间真实存在的曲线

【答案】B

【解析】

【详解】A．安培提出了分子电流假说，奥斯特发现了电流磁效应，故A错误；

B．磁感线上每一点的切线方向都跟该点的磁场方向一致，故B正确；

C．静电场的电场线是不闭合的，磁感线是闭合的，故C错误；

D．地球磁场的N极在地理的南极附近，地球周围的磁感线不是空间真实存在的曲线，故D错误。

故选B。

2. 如图，两根相互绝缘的通电长直导线分别沿x轴和y轴放置，沿x轴方向的电流为。已知通电长直导线在其周围激发磁场的磁感应强度，其中k为常量，I为导线中的电流，r为场中某点到导线的垂直距离。图中A点的坐标为（，），若A点的磁感应强度为零，则沿y轴放置的导线中电流的方向为（　　）

A. 沿x轴正向 B. 沿x轴负向

C. 沿y轴正向 D. 沿y轴负向

【答案】C

【解析】

【详解】A点的磁感应强度为零，根据安培定则可知，沿x轴方向的电流在A点的磁感应强度方向垂直平面向外，则沿y轴放置的导线中电流在A点的磁感应强度方向垂直平面向里，根据安培定则可知，沿y轴放置的导线中电流的方向为沿y轴正向。

故选C。

3. 图甲中的装置水平放置，将小球从平衡位置O拉到A后释放，小球在O点附近来回振动；图乙中被细绳拴着的小球由静止释放后可绕固定点来回摆动。若将上述装置安装在太空中的我国空间站内进行同样操作，下列说法正确的是（　　）

A. 甲图中的小球将保持静止

B. 甲图中的小球仍将来回振动

C. 乙图中小球仍将来回摆动

D. 乙图中的小球将做匀速圆周运动

【答案】B

【解析】

【详解】AB．空间站中的物体处于完全失重状态，甲图中的小球所受的弹力不受失重的影响，则小球仍将在弹力的作用下来回振动，A错误，B正确；

CD．图乙中的小球在地面上由静止释放时，所受的回复力是重力的分量，而在空间站中处于完全失重时，回复力为零，则小球由静止释放时，小球仍静止不动，不会来回摆动；也不会做匀速圆周运动，若给小球一定的初速度，则小球在竖直面内做匀速圆周运动，C、D错误。

故选B

4. 关于受迫振动和共振，下列说法正确的是（　　）

A. 火车过桥时限制速度是为了防止火车发生共振

B. 若驱动力的频率为5Hz，则受迫振动稳定后的振动频率一定不是5Hz

C. 当驱动力的频率等于系统的固有频率时，受迫振动的振幅最大

D. 受迫振动系统的机械能守恒

【答案】C

【解析】

【详解】A．火车过桥时限制速度是为了防止桥发生共振，故A错误；

B．若驱动力的频率为5Hz，则受迫振动稳定后的振动频率一定是5Hz，故B错误；

C．当驱动力的频率等于系统的固有频率时，受迫振动的振幅最大，故C正确；

D．物体做受迫振动，驱动力对受迫振动的系统做功，受迫振动系统的机械能不守恒，故D错误。

故选C。

5. 某同学为测量电源电动势E和电阻R的阻值，连接如图甲所示电路图，图乙为该同学根据上述设计的实验电路利用实验测出的数据绘出的图线，电流表内阻不计，不计电源内阻，下列选项正确的是（　　）

A. 电源电动势约为10V B. 电源电动势约为9V

C. 电阻R的阻值约为 D. 电阻R的阻值约为

【答案】B

【解析】

【详解】根据闭合电路欧姆定律可得

可知图像的斜率绝对值为

代入，，可得电源电动势为

故选B。

6. 如图，将一轻质弹簧一端固定在地面上竖直放置，原长为2L。不用考虑弹簧倾倒情形发生。将一质量为m的小球A刚好与弹簧上端接触由静止释放，小球运动到最低点时距地面高度为L。现移走A球，将另一质量为的小球B放在该弹簧上端并不与弹簧粘连，在外力作用下将小球向下压至距地面L高度处，再由静止释放小球。以上各情形中小球均可看作质点，不计空气阻力，弹簧均在弹性限度范围以内。则以下说法正确的是（    ）

A. 小球A、B由静止释放后均作简谐运动

B. 小球A的最大动能为

C. 小球B运动至地面高度处时动能最大

D. 小球B运动距地面的最大高度为4L

【答案】D

【解析】

【详解】A．小球A由静止释放后到达最低点，然后恰能上升至原来的位置，然后再次向下运动，作简谐运动；而小球B从距地面L高度处由静止释放后，到达原长位置时小球将脱离弹簧做上抛运动，则小球B的运动不是简谐振动，选项A错误；

B．由题意可知，小球A在下降时处于平衡位置，此时动能最大，由能量关系

可知小球A的最大动能小于 ，选项B错误；

C．小球A的平衡位置满足

小球B的平衡位置满足

可得

即距离地面，离地面高度处不是小球B的平衡位置，此时小球B的动能不是最大，选项C错误；

D．若设小球B从距地面L高度处释放能上升的最大高度为h，则由能量关系可知

解得

即小球B运动距地面的最大高度为4L，选项D正确。

故选D。

二、多项选择题（4个小题共20分，错选得0分，漏选得3分）

7. 战绳训练是当下流行的一种健身方式，健身者通过晃动战绳的一端使其上下振动从而让手臂和肩部的肌肉得到良好的锻炼。下图甲的照片和乙的简图相对应，不妨假设健身者左右手抓住的绳子是完全相同的，两手的振动能持续保持相同的频率和振幅。下列说法正确的是（　　）

A. 健身者左右手开始抖动时的方向是相同的

B. 当左右两列绳波传到P点时振动将得到加强

C. 右手绳子上的a、b两点将同时到达波峰

D. 如果只增加左右手上下振动的幅度，绳波的波长保持不变

【答案】CD

【解析】

【详解】A．根据波形平移法可知，健身者左右手开始抖动时的方向是相反的，故A错误；

B．当左右两列绳波传到P点时，波峰与波谷相遇，P点为振动减弱点，故B错误；

C．图中右手绳子上的a、b两点都处于波谷，由于振动周期相同，a、b两点将同时到达波峰，故C正确；

D．如果只增加左右手上下振动的幅度，由于频率不变，波速不变，可知绳波的波长保持不变，故D正确。

故选CD。

8. 如图所示，电源电动势为E，内阻为r，R1为定值电阻（R1>r），R2为可变电阻，C为电容器，闭合开关后改变R2的阻值，则（　　）

A. 增大R2的阻值，电阻R1上的电压也增大

B. 增大R2的阻值，电容器C上的电荷量增加

C. 当R2=0时，电源的输出功率最大

D. 当R2=0时，电源的效率最大

【答案】BC

【解析】

【详解】AB．当增大时，电路总电阻增大，电流减小。两端电压

减小，减小；跟据闭合电路欧姆定律可知，电阻两端的电压

电流减小，故增加。电容器两端电压也增加，故电容器上的电荷量增加。故A错误，B正确；

CD．外电路电阻与内阻越接近，电源输出功率越大。由于，故当时，电源输出功率最大。电源的效率

可知，越小，效率越低。故C正确，D错误。

故选BC。

9. 在如图所示的电路中，输入电压U恒为8 V，灯泡L标有“3 V，6 W”字样，电动机线圈的电阻RM＝1 Ω.若灯泡恰能正常发光，下列说法正确的是(　　)

A. 电动机的输入电压是5 V B. 流过电动机的电流是2 A

C. 电动机的效率是80% D. 整个电路消耗的电功率是10 W

【答案】AB

【解析】

【详解】AB．灯泡恰能正常发光，说明灯泡电压为3 V，电流为2 A，电动机的输入电压是8 V-3 V＝5 V，流过电动机的电流是I＝2 A，选项AB正确；

CD．电动机内阻消耗功率I2RM＝4 W，电动机输入功率为5×2 W＝10 W，输出功率为6 W，效率为η＝60%，整个电路消耗的电功率是10 W＋6 W＝16 W，选项CD错误．

10. 如图所示，光滑平面上有一个质量为2m的“小山”。最高点距地面为h，被一个弯曲的与“小山”连在一起的光滑曲面挡板罩住形成光滑管道，一个质量为m的小球以某初速度入管道。小球直径比管道内径略小，小球恰好能越过“小山”，重力加速度为g。挡板罩质量不计，则（　　）

A. 小球初始速度大小为

B. 小球的初速度大小为

C. 小球离开“小山”后小球与“小山”的速度大小分别为和0

D. 小球离开“小山”后小球与“小山”的速度大小分别为和

【答案】BC

【解析】

【详解】AB．设小球初始速度大小为，小球恰好能越过“小山”，可知在最高点时，两者具有相同的水平速度，根据系统水平方向动量守恒可得

根据系统机械能守恒可得

联立解得

，

故A错误，B正确；

CD．设小球离开“小山”后小球与“小山”的速度分别为、，根据系统水平方向动量守恒可得

根据系统机械能守恒可得

联立解得

，

或

，

由于小球从最高点向下滑动过程，小球对“小山”的压力使“小山”做减速运动，故小球离开“小山”时，“小山”速度应满足

故小球离开“小山”后小球与“小山”速度大小分别为和0，故C正确，D错误。

故选BC。

三、实验题（每空2分，共16分）

11. 小范同学在做如图甲所示的“单摆测量重力加速度”实验时：

（1）用游标卡尺测量小球的直径如上图乙所示，则该摆球的直径为______cm。

（2）关于该实验的下列说法中正确的有______。

A．由于摆球质量不影响实验结果，可以选择乒乓球代替小钢球

B．摆球摆动过程中要求偏角较小（小于5°）

C．为了减小实验误差，应选择小球摆到最高位置开始计时

D．用铁夹夹住摆线而不是直接缠绕在铁架上的主要目的是确保摆长不变

（3）在某次实验过程中，测得摆长为1.20m时，完成40个完整周期总用时88.0s，请你帮忙求出当地重力加速度值为______（结果保留2位小数）。

【答案】    ①. 1.86    ②. BD##DB    ③. 9.78

【解析】

【详解】（1）[1]10分度游标卡尺的精确值为，由图乙可知该摆球的直径为

（2）[2]A．为了减小空气阻力的影响，摆球应选择密度大，质量大的小钢球，不可以选择乒乓球代替小钢球，故A错误；

B．为了使小球的摆动为简谐运动，摆球摆动过程中要求偏角较小（小于5°），故B正确；

C．为了减小实验误差，应选择小球摆到最低点位置开始计时，故C错误；

D．用铁夹夹住摆线而不是直接缠绕在铁架上的主要目的是确保摆长不变，故D正确。

故选BD

（3）[3]在某次实验过程中，测得摆长为1.20m时，完成40个完整周期总用时88.0s，可知周期为

根据单摆周期公式

可得

12. 某物理兴趣小组准备测一个电流表的内阻。实验室准备的器材有：干电池两节、待测电流表A（量程为0~0.6A）、电压表V（量程为0~3V）、滑动变阻器（最大阻值，额定电流2A）、定值电阻、定值电阻、多用电表、电键导线若干。

（1）甲同学想先利用多用电表的欧姆挡估测电流表的内阻，为了电表安全，测量时应将红表笔接触电流表的______接线柱的金属部分（选填“正”或“负”），黑表笔接触电流表的另一接线柱的金属部分。他先将欧姆表倍率调为最小倍率“×1”挡，经过欧姆表测电阻的正确操作后，指针在表盘的位置如图a所示，则电流表内阻约为______。

（2）乙同学想利用图b所示电路测量电流表的内阻，请在图c中用笔画线代替导线完善实物图连线（只需补一根导线）。______

（3）为了使测量时相对误差更小，要求测量时两电表指针偏转均超过其量程的三分之二，应使用______（选填“”或“”）。电路接通后，把滑动变阻器的滑动端滑动到某一位置，若此时电压表读数为U，电流表读数为I，则电流表内阻______（用题设字母表示）。

【答案】    ①. 负    ②. 2.5    ③. 见解析    ④.     ⑤.

【解析】

【详解】（1）[1]甲同学想先利用多用电表的欧姆挡估测电流表的内阻，可知黑表笔接欧姆表内部电源的正极，为了电表安全，测量时应将红表笔接触电流表的负接线柱的金属部分，黑表笔接触电流表的另一接线柱的金属部分。

[2]他先将欧姆表倍率调为最小倍率“×1”挡，经过欧姆表测电阻的正确操作后，指针在表盘的位置如图a所示，则电流表内阻约为。

（2）[3]根据电路图，实物连线如图所示

（3）[4]为了使测量时相对误差更小，要求测量时两电表指针偏转均超过其量程的三分之二；若选择，则电压表最大示数约为

可知测量时为了两电表指针偏转均超过其量程的三分之二，应选择，此时电压表最大示数约为

[5]电路接通后，把滑动变阻器的滑动端滑动到某一位置，若此时电压表读数为U，电流表读数为I，根据欧姆定律可得

可得电流表内阻为

四、解答题（13小题10分，14题14分，15题16分共40分，解答必须要有必要的文字说明和主要公式．）

13. 如图所示，在竖直向下匀强磁场中，一根长0.4m质量为0.2kg的通电导线M用等长绝缘轻绳AE、CD悬挂起来，，。当导线M中的电流为20A时，M受磁场力使得AE、CD与竖直方向夹角（导线与磁场方向垂直），求：

（1）磁感应强度B的大小；

（2）通过面积的磁通量是多少？

【答案】（1）；（2）

【解析】

【详解】（1）以导线M为对象，受力如图所示

根据受力平衡可得

又

联立解得

（2）通过面积的磁通量为

14. 位于坐标原点的质点O从时刻开始在垂直于x轴方向上做简谐运动，在时刻第一次形成如图所示的完整波形，P是平衡位置为处的质点，B是位于处的质点。求：

（1）波的传播速度v；

（2）当B第一次到达波峰时，位于处质点A通过的总路程；

（3）从图示状态开始计时，P质点经过多长时间到达平衡位置且运动方向向上。

【答案】（1）；（2）20cm；（3）（）

【解析】

【详解】（1）由图可知，周期和波长分别为

，

机械波的波速

（2）当质点B第一次到达波峰位置，所需时间

由图可知，振幅

则质点A恰好振动了一个周期，则质点A通过各的路程

（3）从图示状态开始计时，要使P质点到达平衡位置且运动方向向上，在一个周期内，波在传播方向上向前传僠了2.5m的距离，则此振动状态刚好传到了P点，结合振动的周期性，则

（）

15. 如图所示，光滑水平面上放着静止着的质量为2kg木板A和质量为1kg物块C。质量6kg的物块B以6m/s的初速度从木板左端滑上A，B、C的大小相对于A均可忽略，B与A之间的动摩擦因数，A的速度为3m/s时与C发生完全非弹性碰撞。求（g取）：

（1）A、C碰撞之前，B与A相对滑动时各自的加速度大小；

（2）A、C碰撞后的瞬间，A、B、C的速度大小；

（3）确保B不从A上滑下来，A的最短长度。

【答案】（1）； ；（2）2m/s， 5m/s， 2m/s；（3）

【解析】

【详解】（1）A、C碰撞之前，B与A相对滑动时，以B对象，根据牛顿第二定律可得

以A对象，根据牛顿第二定律可得

（2）A碰C前的速为，AC碰撞过程根据动量守恒有

解得

A碰C之前用时

B的初速度为，则A碰C时有

A、C碰撞后的瞬间速度都为，B的速度在碰撞的瞬间不发生变化，则B的速度为。

（3）A与C碰前，A的速度从0增加到，位移为

该过程B的位移为

则A与C碰前，B比A多走了

设A与C碰撞后，直至A、B、C三者共速，B又比A多运动了，则有

联立解得

为了确保B不从A上滑下来，A的最短长度为