湖北省部分高中2023-2024学年高二上学期9月联考物理试卷(含答案)

这是一份湖北省部分高中2023-2024学年高二上学期9月联考物理试卷(含答案)，共24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
1、为保障电动车、摩托车骑乘人的行车安全，某市交管部门发起“骑乘戴头盔，平安把家归”的安全倡议。骑乘时佩戴好头盔能极大的减小事故发生时头部受到的伤害。关于事故发生时，头盔对骑乘人头部的保护作用，下列说法中正确的是( )
A.头部质量变大，惯性大B.头部动量的变化量变小
C.外力对头部的冲量变小D.头部动量的变化率变小
2、如图所示，验电器的箔片带正电，当金属球A靠近验电器上的金属球B时，验电器中金属箔片的张角变小，下列分析中正确的是( )
A.靠近前金属球A和B一定带异种电荷
B.靠近前金属球A和B一定带同种电荷
C.若将金属球A与B接触，箔片张角一定变小
D.若将金属球A与B接触，箔片张角一定变大
3、如图所示，粗细均匀的正方形导线框ABCD处于匀强磁场中，磁场方向与线框平面垂直。将线框两端接入电路中，让恒定电流从A端流入、B端流出，关于磁场对线框四条边作用力的分析，下列选项正确的是( )
A.AB边与CD边受到的力大小相等，方向相同
B.AB边与CD边受到的力大小相等，方向相反
C.AD边与BC边受到的力大小相等，方向相同
D.AD边与BC边受到的力大小相等，方向相反
4、如图所示，三角形ABC中，AB边上某点（不包含顶点B）固定一点电荷，BC边上电场强度的最大值为E，则顶点B处电场强度的大小为( )
A.B.C.D.
5、如图所示，正六边形abcdef位于匀强磁场中，匀强磁场方向与正六边形平面平行，正六边形中心处有一长直导线，导线中通有垂直于六边形平面向里的恒定电流，b点磁感应强度为零。则a、d、e、f各点中磁感应强度最大的是( )
A.aB.fC.eD.d
6、如图所示时电路中的一部分，其中、、，、，则流过电流表的电流( )
A.大小为0.2A，方向向左B.大小为0.2A，方向向右
C.大小为0.4A，方向向左D.大小为0.4A，方向向右
7、如图所示的电路中，合上开关S，将滑片Р向右移动的过程中，由理想电流表和理想电压表测得三组数据（）、（）和（），已知，，。电源内阻不计，则下列结论中正确的是( )
A.B.
C.可能存在D.
二、多选题
8、如图所示，虚线框内可能存在匀强电场或匀强磁场。若电子从左边界水平射入，能沿直线穿过框内区域，不计电子重力，则框内区域电场或磁场的方向可能为( )
A.仅存在电场，电场方向水平向右
B.仅存在磁场，磁场方向水平向左
C.电场和磁场均存在，电场方向竖直向上，磁场方向竖直向下
D.电场和磁场均存在，电场方向竖直向下，磁场方向垂直纸面向外
9、春节是我国传统节日，人们通常在夜晚放烟花进行庆祝。如图所示，某种烟花弹从地面处发射竖直上升至最高点时炸裂为A、B两块，质量分别为3m和m，A、B初速度方向水平，A的落地点与发射点距离为s，不计空气阻力，则( )
A.A、B同时落地B.A、B下落过程中动量守恒
C.A、B落地时的速度大小之比为1:3D.A、B落地时间距为4s
10、如图甲所示，A、B、C、D为匀强电场中相邻的等差等势面，电量为q、质量为m的带电小球垂直等势面D竖直向上抛出，恰能到达等势面A，该过程中小球的动能和机械能随高度h的变化关系如图乙所示，为已知量，重力加速度为g，不计空气阻力，则( )
A.小球抛出时的初速度B.电场强度的大小为
C.相邻等势面间电势差的大小为D.小球抛出时的重力势能为
三、实验题
11、如图所示，一圆弧形轨道与水平轨道OP平滑连接，滑块A和滑块B使用相同材料制成，质量分别为，用上述装置探究动量守恒定律的实验步骤如下：
①不放滑块B，让滑块A从圆弧轨道上S点由静止滑下，记录滑块A的停止点；
②把滑块B静置于水平轨道始端О点，让滑块A仍从S点由静止滑下，分别记录滑块A和滑块B的停止点；
③测量三个停止点到О点间的距离分别为2.70cm、4.80cm、7.50cm。
（1）步骤②中滑块B的停止点为___________。（选填“”、“”或“”）。
（2）若碰撞过程中动量守恒，则滑块A和滑块B的质量之比=___________。
（3）实验中滑块A和滑块B的碰撞___________。（选填“是”或“不是”）弹性碰撞。
12、某同学用电流传感器和电压传感器做“观察电容器的充、放电现象”实验，实验电路图如图甲所示。
（1）将开关K与1相连，电源对电容器充电过程中，下列选项中关于电流i和电压u随时间t变化的图象可能正确的是___________。
A.B.
C.D.
（2）调节电阻箱的阻值为，将开关K与2相连，电容器放电过程中，流过电阻箱的电流方向为___________（选填“a到b”或“b到a”）；计算机显示电流和电压随时间变化的图象如图乙所示，可算出电阻箱的阻值___________kΩ，电容器的电容为___________F。（结果均保留两位有效数字）
（3）调节电阻箱的阻值为时，电容器放电过程中电流随时间变化的图象如图丙中虚线所示。若调节电阻箱的阻值为（）时，请在图丙中用实线画出电容器放电过程中电流随时间变化的图象。
四、计算题
13、如图所示虚线方框中为欧姆表内部电路图，电流表的满偏电流为，为欧姆调零电阻，测量前已欧姆调零。调节电阻箱的阻值为R，将红、黑表笔接在电阻箱两端，电流表的指针指在满偏的三分之二位置处。求：
（1）求电源的电动势E和欧姆表的内阻；
（2）将红、黑表笔接在电压表两端，电流表的指针指在满偏的三分之一位置处，求电压表所测电压值U。
14、如图所示，质量为m的物块静置于水平地面上，时对物块施加水平向右的拉力，拉力大小随时间变化的规律为（k为已知量）。物块与地面间的动摩擦因数为μ，设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度为g。
（1）求物块开始滑动的时刻；
（2）求物块开始滑动前拉力的冲量I；
（3）若经过（）时间后撤去拉力，求物块运动的时间与的关系。
15、如图所示，半径为R的光滑绝缘圆轨道固定在竖直平面内，水平直径BD下方有水平向左的匀强电场，小球从轨道最低点A水平向右出发可沿圆轨道内侧做圆周运动。当小球初速度为时，小球恰能沿轨道逆时针方向再次回到A点。已知小球带电量为、质量为m，重力加速度为g，不计空气阻力。
（1）求匀强电场的场强大小E；
（2）求运动过程中轨道对小球弹力的最大值；
（3）增大小球的初速度，经历多个圆周运动后小球将脱离轨道，求脱离轨道前小球最后一次经过A点时，轨道对小球弹力大小的取值范围。
参考答案
1、答案：D
解析：根据
可知戴上头盔后，若遇到危险头部受到撞击时，虽然不能减少动量的变化，即不能减少外力对头部的冲量，但可以延长作用时间，减少动量的变化率，即减少冲击力的大小，从而保护头部。
故选D。
2、答案：C
解析：AB.当金属球A靠近验电器上的金属球B时，验电器中金属箔片的张角变小，说明金属箔片的带电量减小，可能A与B带异种电荷相互吸引，使B球的带电量增多，从而箔片上带电量减小，也可能A球不带电，由于静电感应，使得A球靠近B球一侧带上异种电荷，相互吸引，使B球的带电量增多，从而箔片上带电量减小，A、B错误；
CD.若A球不带电，金属球A与B接触，使得B球上部分电荷转移到A球上，从而箔片张角变小；若A球带异种电荷，A、B接触时，电荷先中和，然后电荷再从B球转移到A球上一部分，从而使得B球的带电量减小，箔片张角变小，C正确，D错误。
故选C。
3、答案：D
解析：AB.AB边电阻小于ADCB的电阻，则AB边电流大于CD边电流，则根据可知AB与CD边受到的力大小不相等，方向相同，选项AB错误；
CD.AD边与BC边电流相等，根据可知，受到的力大小相等，由左手定则可知，安培力方向相反，选项C错误，D正确。
故选D。
4、答案：A
解析：设点电荷固定在AB边上的M点，MN垂直BC，如图所示
根据库仑定律
可知，N点距离M点最近，场强最大，而
因此
故选A。
5、答案：C
解析：通电导线在b点处产生的磁场方向竖直向上，由于b点的合场强为零，可知匀强磁场的场强方向竖直向下，通电导线在e点产生的磁场方向竖直向下，根据磁场的叠加原理，可知e点的合场强最大。
故选C。
6、答案：B
解析：根据欧姆定律可知
而
同理
而
解得
因此流过的电流
负号表示电流的方向由C流向B，由于C点流入和流出的电流之和为零，因此电流表示的示数为
方向向右。
故选B。
7、答案：D
解析：AB.将滑动变阻器的滑片Р向右移动的过程中，回路的电阻逐渐增大，电流强度逐渐减小，分得的电压逐渐降低，滑动变阻器分得的电压逐渐升高，因此
，
A、B错误；
C.滑动变阻器接入电路的阻值分别为
，，
若
则，
可知，
此时不满足
C错误；
D.将等效为电源内阻，根据闭合电路欧姆定律可知
在图象中，斜率表示内电阻，因此利用图象
D正确。
故选D。
8、答案：AB
解析：A.若仅存在电场，受电场力的方向一定水平向左或水平向右，故电场方向水平向左或水平向右，A正确；
B.若仅存在磁场，由于洛伦兹力的方向与运动方向不在一条直线上，不可能受洛伦兹力的作用，因此磁场方向水平向左或水平向右均可，B正确；
CD.电场和磁场均存在，若电场方向竖直向上，电子受电场力竖直向下，则应受洛伦兹力方向竖直向上，根据左手定则，磁场方向应垂直纸面向外；同理若电场方向竖直向下，电子受电场力竖直向上，应受洛伦兹力竖直向下，可得磁场方向应垂直纸面向内，CD错误。
故选AB。
9、答案：AD
解析：A.炸裂后，A、B均做平抛运动，由于下落的高度相同，因此同时落到，A正确；
B.由于A、B在下落的过程中，竖直方向受重力的作用，因此动量不守恒，B错误；
C.由于水平方向动量守恒，落地时水平方向速度大小之比为1:3，而竖直方向速度相等，因此合速度之比不是1:3，C错误；
D.由于水平方向动量守恒，而落地时间相同，因此水平方向位移大小之比为1:3，方向相反，因此落地时距离为4s，D正确；
故选AD。
10、答案：AC
解析：A.由图乙可知
可得
A正确；
B.上升的过程中
解得电场强度的大小
B错误；
C.由于恰好到达A等势面，由图乙可知
可知相邻等势面间电势差的大小
C正确；
D.抛出时的动能为，机械能为，因此重力势能为，D错误。
故选AC。
11、答案：（1）（2）5（3）不是
解析：（1）为了保证碰撞后滑块A不反弹，必须满足
从而使得A与B碰撞后，B的速度大于A碰前的速度，运动的位移最大，从而运动到位置。
（2）根据动量守恒
由于
动量守恒定律的表达式可以表示为
代入数据可得
（3）若是弹性碰撞，满足机械能守恒
即应该满足
代入数据可知
不满足机械能守恒，因此不是弹性碰撞。
12、答案：（1）AD
（2）a到b；4.0；（或）
（3）
解析：（1）对电容器充电时，随着电容器带电量逐渐增加，充电电流逐渐减小，电容器两端的电压逐渐升高。
故选AD。
（2）由于充电的过程中，电容器上极板带正电，放电的过程中，流过电阻的电流方向为从a到b。
在图乙中找到某时刻对应电流和电压的值，根据欧姆定律可知
由图乙可知，充电后电容器的带电量为图象中，图线与时间轴围成的面积
由图乙可知，充电后，电容器两端的电压为
电容大小为
（3）由于
从而放电电流变大，放电时间减小，如图所示
13、答案：（1），2R（2）
解析：（1）欧姆调零时，满足
测电阻箱电阻时，满足
解得，
（2）测电压表时，满足
解得
14、答案：（1）（2），方向水平向右（3）
解析：（1）物块开始滑动时
解得
（2）物块开始滑动前，拉力随时间均匀变大，则
解得
冲量方向水平向右。
（3）从物块开始滑动至停下过程中，拉力的冲量
摩擦力的冲量
由动量定理得
解得
15、答案：（1）（2）（3）
解析：（1）小球恰能再次回到A点，则小球经过最高点C时恰由重力提供向心力，设经过C点的速度为，受力分析得
小球从A到C的过程中
解得
（2）如图所示，设重力场与电场所形成的“等效重力场”方向沿虚线MN方向，MN经过圆心O且与圆交于M、N两点，与水平方向夹角为α，如图所示
则
小球从A到C的过程中，小球在A点受到的弹力最大，设最大值为；从C回到A的过程中，小球在N点受到的弹力最大，设最大值为，经过N点时的速度为，则
根据动能定理
解得
即弹力最大值
（3）若小球恰好完成一个完整的圆周运动到达A点，此后小球将脱离轨道。设小球脱离轨道前，最后一次经过A点时最小速度为，轨道对小球弹力的最小值为，则
解得
由题意小球经过A点的速度为时，可恰好完成一个完整的圆周运动，则小球脱离轨道前最后一次经过A点时的最大速度
即轨道对小球弹力的最大值
由
即