湖北省黄冈市部分普通高中2023-2024学年高二上学期阶段性质量监测物理试卷(含答案)

这是一份湖北省黄冈市部分普通高中2023-2024学年高二上学期阶段性质量监测物理试卷(含答案)，共17页。试卷主要包含了单选题，多选题，计算题，实验题等内容，欢迎下载使用。


一、单选题
1、古人很早就开始研究磁现象，中国古代百科全书《吕氏春秋》中记载“磁石召铁，或引之也”，表明磁石靠近铁块时对铁块有力的作用，下列有关磁的说法正确的是( )
A.磁石对铁的作用是通过磁场产生的
B.磁场看不见、摸不着，实际并不存在，是人们假想的一种物质
C.英国物理学家法拉第发现通电导线在周围空间也可以产生磁场
D.若一小段通电导线在空间某处所受磁场力为零，则该处的磁感应强度一定为零
2、随着科技的发展，我国移动通信全面进入5G时代，5G信号比4G信号带宽更大，上传和下载数据更快速高效，3G信号使用的电磁波频率是4G信号的几十倍，下列说法正确的是( )
A.电磁波需要在介质中才能传播
B.5G信号电磁波的光子能量比4G信号电磁波的光子能量大
C.5G信号电磁波的波长比4G信号电磁波的波长大
D.在相同介质中5G信号比4G信号的传播速度大
3、如下图所示，匝数为n、面积为S的矩形线圈与水平面的夹角为。线圈处于竖直向下的匀强磁场中，磁感应强度大小为B。则穿过线圈平面的磁通量为( )
A.B.C.D.
4、如图所示，在直角三角形ABC的B、C处分别有垂直于三角形平面的通电长直导线，导线中电流的大小相等，方向均垂直于三角形平面向里，，D为AB边中点，已知C处的电流在A点产生的磁场磁感应强度大小为，则D点磁场的磁感应强度大小为( )
A.0B.C.D.
5、在如图所示的电路中。L是电阻为的线圈，R是定值电阻，，和为零刻度在表盘中央且左右两边刻度完全对称的两个相同的电流表，当开关S闭合后电路稳定时，电流表的指针向左偏转θ角。则断开开关S时，下列说法正确的是( )
A.电流表和的指针迅速回到零刻度
B.电流表的指针缓慢回到零刻度，电流表的指针迅速回到零刻度
C.电流表的指针缓慢回到零刻度，电流表的指针先迅速向右偏转且偏转角大于θ角后缓慢回到零刻度
D.电流表的指针缓慢回到零刻，电流表的指针先迅速向右偏转且偏转角等于θ角后缓慢回到零刻度
6、如图1所示，一金属圆环放在磁场中，磁场方向与金属圆环平面垂直，磁感应强度B随时间t的变化规律如图2所示，则在0~1s的时间内与1~3s的时间内( )
A.金属圆环中感应电流的方向相同
B.金属圆环中感应电流大小之比为1:2
C.通过金属圆环中某一截面电荷量之比为2:1
D.金属圆环中产生的焦耳热之比为2:1
7、如图所示，纸面内的矩形区域的两边长分别为，。分别为AF、CE边的中点。在左、右两则矩形区域内分别存在垂直纸面向里、向外的匀强磁场，磁场的磁感应强度大小均为B。现有一质量为m、电荷量为q的带正电粒子从C点沿着方向射入磁场区域，刚好从F点射出磁场区域，不计粒子的重力，则粒子射入磁场区域时的速度大小为( )
A.B.C.D.
二、多选题
8、一质量为1kg的小球从离地20m的高度由静止释放，忽略球受到的空气阻力，重力加速度，以下说法正确的是( )
A.小球由静止释放到落地过程中重力的冲量为10N·s
B.小球由静止释放到落地过程中重力的冲量为20N·s
C.小球落地瞬间的动量大小为10kg·m/s
D.小球落地瞬间的动量大小为20kg·m/s
9、如图所示，水平面内固定有两根足够长的光滑平行导轨，导轨间距为l，电阻忽略不计。质量为m的导体棒与质量为的导体棒PQ均垂直于导轨静止放置，两导体棒电阻均为R。相距为d，整个装置处于磁感应强度大小为B、方向竖直向下的匀强磁场中，现让棒以初速度v水平向左运动，直至最终达到稳定状态，导体棒运动过程中始终与导轨垂直且接触良好，则在此过程中( )
A.两导体棒组成的系统动量守恒
B.两导体棒在运动过程中任意时刻加速度均相同
C.整个运动过程中，棒上所产生的热量为
D.最终稳定时两导体棒间的距离为
10、在如图所示的装置中，AP、CD是两个在竖直面内平行放置的半径均为的光滑四分之一圆弧导轨，它们分别在P、D平滑连接着两根光滑平行直导轨PM、DN，两直导轨在同一水平面内距离为，圆弧导轨处于磁感应强度大小为，方向与水平面成45°角斜向左下方的匀强磁场中，一质量为1kg的金属杆中通以图示方向的大小恒为1A的电流，现让金属杆由AC位置无初速度释放，下列有关说法正确的是( )
A.金属杆下滑过程中受到的安培力不变
B.金属杆释放瞬间的加速度大小为
C.金属杆滑到PD时的速度大小为4m/s
D.金属杆滑到PD时对P点的压力为25N
三、计算题
11、固定在同一水平面上的两根足够长的光滑平行金属导轨，间距为，间接入一阻值为的电阻，一长度大于l的金属杆ac垂直于边放置在导轨上，金属杆的质量为，导轨间电阻，整个装置处于磁感应强度大小为，方向竖直向下的匀强磁场中，金属杆在外力F的作用下从时刻开始向右做初速度为零的匀加速直线运动，加速度大小为，金属杆在运动过程中始终垂直于边且与导轨接触良好，求时：
（1）流经R的电流I和电阻R两端的电压U分别为多大；
（2）外力F的大小。
12、如图所示，光滑水平面上有两个高度相同的滑板A、B，质量分别为，滑板B上最左端放置一个可视为质点的物块C，质量为，物块C与滑板A上表面间的动摩擦因数为，滑板A以的初速度向右运动与B发生碰撞，碰撞时间极短，可忽略不计。碰撞后滑板A、B始终粘连在一起，物块C恰好末从滑板A左端滑下，求：
（1）滑板A与滑板B碰撞后瞬间滑板B的速度大小v；
（2）从滑板A与B碰撞开始计时，经多长时间物块C恰好到达滑板A最左端；
（3）滑板A的最短长度l。
13、在如图所示的平面直角坐标系中，第一象限内存在着磁感应强度大小为，方向垂直于坐标平面向外的匀强磁场，第四象限内存在着磁感应强度大小可调节、方向垂直于坐标平面向里的匀强磁场。在x轴的正半轴装有一块足够长的薄挡板，挡板的N点处开有一个小孔。在y轴上的M点处有一粒子源可在平面内向不同方向发射速度大小不同的带正电粒子，已知粒子的质量为m，电荷量为q，OM的距离为L，ON的距离为，带电粒子撞上挡板后立即被吸收，不计粒子受到的重力和粒子间的相互作用力。
（1）求所有能射入第四象限的粒子的最小速度的大小；
（2）求沿y轴正方向发射且最终打到挡板的上表面的粒子，在磁场中运动的最长时间；
（3）若粒子沿y轴正方向发射且最终能打在挡板的下表面，求第四象限内磁场的磁感应强度的最小值。
四、实验题
14、某同学采用如下图甲、乙的电路探究感应电流的产生条件及感应电流的方向，如图甲将两个线圈绕在同一个铁芯上，线圈A与电池连接，线圈B用长直导线连通，长直导线正下方放置一个小磁针，小磁针静止时刚好平行于长直导线；如图乙将两个线圈A、B绕在同一个铁芯上，线圈A与电池连接，线圈B接灵敏电流评。实验中可能观察到的现象是：
（1）图甲中，开关闭合瞬间，小磁针______________（填“会”或者“不会”）发生偏转。
（2）图乙中，开关闭合瞬间，灵敏电流计中会产生由______________（填“a到b”或者“b到a”）的电流；若开关闭合后将滑动变阻器的滑片迅速向左移动时，灵敏电流计中会产生由______________（填“a到b”或者“b到a”）的电流。
15、用如图1所示的装置探究碰撞中的不变量。先不放B球，让A球从斜槽上某一固定位置S由静止开始滚下，从轨道末端飞出，落到位于水平地面的复写纸上，在复写纸下面垫放的白纸上留下点迹，重复上述操作10次，得到小球平均落点位置。再把B球放在轨道末端，让A球仍从S位置由静止滚下，A球和B球碰撞后，都从轨道末端飞出，分别在白纸上留下各自的落点痕迹，重复操作10次，分别得到两球平均落点位置。如图2所示为三个落点的平均落点位置。
（1）关于本实验的条件和操作要求，下列说法正确的是______________。（填字母代号）
A.实验选用的斜槽轨道必须光滑B.料槽轨道末端的切线必须水平
C.选用的两个小球质量可以相等D.选用的两个小球半径必须相等
（2）不放B球时，A球从轨道末端飞出后，在白纸上留下的点迹应是______________点。（填“M”或“P”或“N”）
（3）上述实验除需测量线段的长度外，还需要测量的物理量有______________。
A.A球质量、B球质量B.小球释放点距斜槽末端的高度h
C.小球抛出点距地面的高度HD.小球开始抛出到落地所用的时间t
（4）若的长度依次为，则在实验误差允许的范围内，若满足关系式______________（用及问题（3）中测得物理量所对应符号表示），则可以认为两球碰撞前后的动量守恒。若满足关系式______________（用表示）则该碰撞为弹性碰撞。
参考答案
1、答案：A
解析：A.磁体之间、磁体与铁之间的相互作用都是通过磁场产生的，故A正确；
B.磁场虽然看不见、摸不着，但是一种实实在在存在的物质，故B错误；
C.丹麦物理学家奥斯特发现通电导线在周围空间也可以产生磁场，故C错误；
D.若一小段通电导线在空间某处所受磁场力为零，则该处的磁感应强度不一定为零，因为当导线和磁感线平行时，磁场力也为零，故D错误。
故选A。
2、答案：B
解析：A.电磁波的传播不需要介质，A错误；
BC.5G信号比4G信号的频率大，根据
，
可知，5G信号电磁波的光子能量比4G信号电磁波的光子能量大；5G信号电磁波的波长比4G信号电磁波的波长短，B正确，C错误；
D.频率高则折射率大，根据
5G信号频率高、折射率大，则在同一介质中，5G信号比4G信号的传播速度小，D错误。
故选B。
3、答案：C
解析：根据磁通量的定义有
故选C。
4、答案：B
解析：两通电导线在D点产生的磁场如图所示
根据几何关系可知，两导线在D点产生的磁场大小相等，方向夹角为120°，所以
故选B。
5、答案：C
解析：S闭合且稳定时，通过电流表、两条支路的电流均由右向左，此时电流表的指针向左偏转θ角；
断开S，L中产生自感电动势，由“增反减同”可知，自感电动势的方向一定与原电流方向相同，此时线圈和定值电阻以及两电流表构成回路，显然，断开S后，在的作用下，回路中将继续形成沿逆时针方向的电流，这时流经电流表支路的电流方向变为由左向右，则电流表的指针先迅速向右偏转；
由于S闭合稳定时，，则通过电感的电流大于定值电阻和，断开S瞬间，在的作用下，通过电流表的电流瞬间增大，则电流表的指针偏转角大于θ角；
由于这段时间内是逐渐减小的，故回路电流也是逐渐减小的。
由此分析可知，电流表的指针缓慢回到零刻度，电流表的指针先迅速向右偏转且偏转角大于θ角后缓慢回到零刻度。
故选C。
6、答案：D
解析：A.根据楞次定律判断可以知道，0~1s时间内感应电流方向沿逆时针方向，在1~3s时间内，方向沿顺时针方向，故A错误；
B.由0~1s时间内
根据法拉第电磁感应定律得
则通过圆环线圈的电流大小为
由1~3s时间内
根据法拉第电磁感应定律得
则通过圆环线圈的电流大小为
金属圆环中感应电流大小之比为
故B错误；
C.在0~1s时间内通过金属环某横截面的电量
在1~3s时间内通过金属环某横截面的电量
通过金属圆环中某一截面电荷量之比为1:1，故C错误；
D.在0~1s时间内金属环所产生的焦耳热为
在1~3s时间内金属环所产生的焦耳热为
金属圆环中产生的焦耳热之比为2:1，故D正确。
故选D。
7、答案：B
解析：粒子刚好从F点射出磁场区域，由于两磁场等大、反向，则粒子轨迹交于MN中点，如图
由几何关系，粒子的运动半径为
根据
联立得
故选B。
8、答案：BD
解析：AB.根据自由落体运动规律有
可得小球落地时间为
所以小球由静止释放到落地过程中重力的冲量为
故A错误，B正确；
CD.小球落地前瞬间的速度大小为
所以小球落地瞬间的动量大小为
故C错误，D正确。
故选BD。
9、答案：ACD
解析：A.两导体棒的电流相等，方向相反，则受安培力大小相等、方向相反，将安培力等效为内力，两导体棒组成的系统动量守恒，A正确；
B.安培力提供导体棒的合力，由于两导体棒质量不同，则加速度不同，B错误；
C.根据动量守恒
根据能量守恒
两导体棒电阻相同，则整个运动过程中，棒上所产生的热量为
得
C正确；
D.整个过程中，通过的电荷量为
对，由动量定理
联立得
最终稳定时两导体棒间的距离为
D正确。
故选ACD。
10、答案：AC
解析：A.由图可知，磁场与电流方向夹角不变，则根据
可得，金属杆下滑过程中受到的安培力不变，故A正确；
B.金属杆释放瞬间，对金属杆在竖直方向不仅受到重力，还存在安培力的竖直分量，故加速度不为g
故B错误；
C.金属杆滑到过程中，由动能定理得
解得
故C正确；
D.金属杆滑到时，对金属杆受力分析由牛顿第二定律
可得
由牛顿第三定律，金属杆滑到时对P点的压力为
故D错误。
故选AC。
11、答案：（1），（2）
解析：（1）时金属杆ac的速度为
闭合回路中的感应电动势为
则流经R的电流为
R两端的电压为
（2）时金属杆ac受到的安培力为
根据牛顿第二定律有
解得
12、答案：（1）（2）0.2s（3）
解析：（1）滑板A与滑板B碰撞，由动量守恒定律可知
解得碰撞后瞬间滑板B的速度大小为
（2）将A、B、C看成一个系统，则由动量守恒定律可知
对C，由动量定理
联立解得
（3）由动能定理可知
解得
13、答案：（1）（2）（3）
解析：（1）当MN为粒子在第一象限运动轨迹的直径时，粒子半径最小，速度最小
洛伦兹力提供向心力，有
解得
由几何关系可知
解得
（2）如图，当沿y轴正方向发射的粒子轨迹恰好与x轴相切时，粒子在磁场中运动时间最长，粒子周期为
故粒子在磁场中运动的最长时间为
（3）粒子沿y轴正方向发射且最终能打在挡板的下表面，则粒子不能在第四象限穿过y轴进入第三象限，故粒子轨迹恰好与y轴相切时，最小。在第一象限中，如图，由几何关系可知
联立可得
又因为
在第四象限，由几何关系可知
由因为
解得
故第四象限内磁场的磁感应强度的最小值为。
14、答案：（1）会（2）b到a；a到b
解析：（1）图甲中，开关闭合瞬间，穿过闭合线圈的磁通量增大，线圈B中有感应电流产生，小磁针会发生偏转。
（2）图乙中，开关闭合瞬间，穿过闭合线圈B的磁通量增大，根据楞次定律知，灵敏电流计中会产生由b到a的电流；
若开关闭合后将滑动变阻器的滑片迅速向左移动时，线圈A中电流减小，穿过闭合线圈B的磁通量减少，根据楞次定律知，灵敏电流计中会产生由a到b的电流。
15、答案：（1）BD（2）P（3）A（4）；
解析：（1）AB.安装的轨道不必光滑，因为球每次与轨道的摩擦力均相同，为了让小球做平抛运动，轨道末端的切线必须水平，故A错误、B正确；
C.为了保证入射球碰后不反弹，入射球A的质量应大于被碰球B的质量，故C错误；
D.为保证是正碰，两小球的半径必须相同，故D正确。
故选BD。
（2）根据平抛运动和结合A球和B球碰撞后速度变化的规律可知不放B球时，A球从轨道末端飞出后，在白纸上留下的点迹应是P点，故填P；
（3）A.探究碰撞中的动量变化规律可知，动量跟质量和速度有关，除需测量线段的长度外，还需要测量两球质量，故A正确；
BCD.由于平抛运动的高度相同，时间相同不需要具体测量高度，故BCD错误；
故选A。
（4）设入射小球A碰撞前瞬间的速度为，碰撞后瞬间入射小球A的速度为，被碰小球B的速度为，根据动量守恒定律得
由于两小球做平抛运动下落高度相同，所用时间相同，则有
则两球碰撞只要满足
可以认为两球碰撞前后的动量守恒。
若是弹性碰撞，则有
则有
可得
联立动量守恒表达式
解得
故填