2024-2025学年江苏省宿迁市泗阳县实验高级中学高二（上）开学考试物理试卷（含解析）

这是一份2024-2025学年江苏省宿迁市泗阳县实验高级中学高二（上）开学考试物理试卷（含解析），共9页。试卷主要包含了单选题，实验题，计算题等内容，欢迎下载使用。

1.随着智能手机的发展，电池低容量和手机高耗能之间的矛盾越来越突出，手机无线充电技术间接解决了智能手机电池不耐用的问题。如图所示，当充电基座上的送电线圈通入正弦式交变电流后，就会在邻近的受电线圈中感应出电流，最终实现为手机电池充电。电磁感应的首次发现者为( )
A. 爱因斯坦B. 法拉第C. 洛伦兹D. 密立根
2.如图所示的各图所描述的物理情境中，产生感应电流的是( )
A. 甲图中开关S闭合稳定后，线圈N中
B. 乙图矩形导电线圈平面垂直于磁场方向向右平移中
C. 丙图金属框从A位置向B位置运动，金属框中
D. 丁图矩形导电线圈绕水平轴OO′匀速转动中
3.原来静止的可以自由转动的小磁针如图所示，当一束带负电的粒子沿水平方向从左向右飞过小磁针的下方时，小磁针的N极将( )
A. 向纸内偏转
B. 向纸外偏转
C. 向下偏转
D. 向上偏转
4. 红、橙、黄、绿四种单色光中，光子能量最小的是( )
A. 红光B. 橙光C. 黄光D. 绿光
5.电磁波在医院得到了广泛应用，关于电磁波的某些特性，下列说法不正确的是( )
A. 伽玛手术刀治疗癌症是利用γ强穿透力，能量高的特性
B. 胸透又称荧光透视，是利用X射线具有穿透性，荧光性和摄影效应的特性
C. 红外线测温仪，是利用了红外线波长较长的特性
D. 医用紫外灭菌灯是利用了紫外线的消毒特性
6.如图所示，甲木块的质量为m1，以速度v沿光滑水平地面向前运动，正前方有一静止的、质量为m2的乙木块，乙上连有一轻质弹簧．甲木块与弹簧接触后( )
A. 甲木块的动量守恒B. 乙木块的动量守恒
C. 甲、乙两木块所组成的系统的动量守恒D. 甲、乙两木块所组成系统的动能守恒
7.高空作业须系安全带，如果质量为m的高空作业人员不慎跌落，从开始跌落到安全带对人刚产生作用力前人下落的距离为ℎ(可视为自由落体运动)，此后经历时间t安全带达到最大伸长，若在此过程中该作用力始终竖直向上，则该段时间安全带对人的平均作用力大小为 ( )
A. m 2gℎt+mgB. m 2gℎt−mgC. m gℎt+mgD. m gℎt−mg
8.将质量为1.00 kg的模型火箭点火升空，50 g燃烧的燃气以大小为600 m/s的速度从火箭喷口在很短的时间内喷出．在燃气喷出后的瞬间，火箭的动量大小为(喷出过程中重力和空气阻力可忽略)( )
A. 30 kg·m/sB. 5.7×102kg·m/s
C. 6.0×102kg·m/sD. 6.3×102kg·m/s
9.水平面上有质量相等的a、b两个物体，水平推力F1、F2分别作用在a、b上。一段时间后撤去推力，物体继续运动一段距离后停下。两物体的v−t图线如图所示，图中AB//CD。则整个过程中( )
A. F1的冲量等于F2的冲量
B. F1的冲量大于F2的冲量
C. 摩擦力对a物体的冲量等于摩擦力对b物体的冲量
D. 合外力对a物体的冲量等于合外力对b物体的冲量
10.如图所示，滑槽M ​1与滑块M ​2紧靠在一起，静止于光滑的水平面上．小球m从M ​1的右上方无初速度地下滑，当m滑到M ​1左方最高处时，M ​1将( )
A. 静止B. 向左运动C. 向右运动D. 无法确定
11.如图所示，一个木箱原来静止在光滑水平面上，木箱内粗糙的底板上放着一个小木块。木箱和小木块都具有一定的质量。现使木箱获得一个向右的初速度v0，则( )
A. 小木块和木箱最终都将静止
B. 小木块最终将相对木箱静止，二者一起向右运动
C. 小木块在木箱内壁将始终来回往复碰撞，而木箱一直向右运动
D. 如果小木块与木箱的左壁碰撞后相对木箱静止，则二者将一起向左运动
二、实验题：本大题共1小题，共10分。
12.某同学用如图甲所示装置通过半径相同的A、B两球的碰撞来验证动量守恒定律。实验时先使A球从斜槽上某一固定位置G由静止开始滚下，落到位于水平地面的记录纸上，留下痕迹。重复上述操作10次，得到10个落点痕迹。再把B球放在水平槽上靠近槽末端的地方，让A球仍从位置G由静止开始滚下，和B球碰撞后，A、B球分别在记录纸上留下各自的落点痕迹。重复上述操作10次，得到了如图乙所示的三个落地点。
(1)请你叙述找出落地点的平均位置的方法是：________，并在图中读出OP=________cm。
(2)已知mA:mB=2:1，碰撞过程中动量守恒，则由图可以判断出R是________球的落地点，P是________球的落地点。
(3)用题中的字母写出动量守恒定律的表达式：________。
三、计算题：本大题共4小题，共46分。
13.如图所示，金属框架MON与导体棒DE构成回路，处在匀强磁场中且与磁场垂直。
(1)若B=0.1T，DE从O点出发，向右以1m/s的速度匀速运动4s时，回路的磁通量的变化是多少？
(2)在图中，若回路面积从S0=8m2变到St=18m2，B从B0=0.1T变到Bt=0.8T，则回路中的磁通量变化量是多少？
14.质量为m1=10g的小球在光滑的水平桌面上以v1=30cm/s的速率向右运动，恰遇上质量为m2=50g的小球以v2=10cm/s的速率向左运动，碰撞后，小球m2恰好静止，则碰后小球m1的速度大小、方向如何？
15.将质量为m=1 kg的小球，从距水平地面高ℎ=5 m处，以v0=10 m/s的水平速度抛出，不计空气阻力，g取10 m/s2.求：
(1)抛出后0.4 s内重力对小球的冲量；
(2)平抛运动过程中小球动量的增量Δp；
(3)小球落地时的动量p′．
16.如图所示，一轻质弹簧两端连着物体A和B，放在光滑的水平面上，物体A被水平速度为v0、质量为m的子弹击中，子弹嵌在其中(作用时间极短)，已知物体A的质量是物体B的质量的34，子弹的质量是物体B的质量的14。求：
(1)物体A获得的最大速度；
(2)子弹射入木块过程中损失的动能；
(3)弹簧压缩量最大时物体B的速度。
答案解析
1.B
【解析】手机无线充电技术的原理是电磁感应现象，该原理是法拉第首次发现的。故B正确，ACD错误。
故选：B。
2.C
【解析】A.甲图中开关S闭合稳定后，穿过线圈N的磁通量保持不变，所以线圈N中不产生感应电流，故A错误；
B.乙图矩形导电线圈平面垂直于磁场方向向右平移中，穿过线圈平面的磁通量不变，所以线圈中不产生感应电流，故B错误；
C.丙图金属框从A位置向B位置运动，金属框中磁通量发生变化，所以会在金属框中产生感应电流，故C正确；
D.丁图矩形导电线圈绕水平轴OO′匀速转动中，穿过线圈的磁通量始终为0，不发生变化，所以在线圈中不产生感应电流，故D错误。
3.A
【解析】解：带负电的粒子水平从左向右飞过，电流方向从右向左，根据安培定则知，小磁针所处位置的磁感应强度的方向垂直纸面向里，所以小磁针的N极将向内偏转，故A正确，BCD错误。
故选：A。
电荷的定向移动会产生电流，规定正电荷的定向移动方向为电流方向；再根据安培定则判断小磁针N极的方向。
本题考查直线电流的磁场方向，即静止时小磁针的N极指示磁场方向等知识点，属于基础知识的简单题型。
4.A
【解析】每个光子的能量为，各种色光中，红色光的频率最小，波长最长，所以红色光的能量最小。
故选A。
5.C
【解析】A.γ射线能量高、穿透力强，医院常用γ射线照射癌细胞，治疗癌症，故A正确；
B.X射线具有穿透性，荧光性和摄影效应的特性，所以可以用来做胸透，故B正确；
C.红外线测温仪，是利用了红外线的热效应，故C错误；
D.医院用紫外线灯照射的方法来消毒灭菌，是利用了紫外线的消毒特性，故D正确。
由于本题选择错误的，故选 C。
6.C
【解析】解：甲木块与弹簧接触后，由于弹簧弹力的作用，甲、乙的动量要发生变化，但对于甲、乙所组成的系统因所受合力的冲量为零，故动量守恒，故AB错误，C正确；甲、乙两木块所组成系统的动能，一部分转化为弹簧的势能，故系统动能不守恒，故D错误．
故选：C．
系统所受合力为零时，系统动量守恒，据此分析答题．
本题考查了判断动量与动能是否守恒，应用动量守恒的条件、从能量角度分析即可正确解题．
7.A
【解析】
对自由落体运动，有：ℎ=12gt12，解得：t1= 2ℎg，规定向下为正方向，对运动的全程，根据动量定理，有：mg(t1+t)−Ft=0；解得：
F=m 2gℎt+mg。
故选A．
8.A
【解析】【分析】本题主要考查了动量守恒定理的基本应用，知道火箭点火升空过程中动量守恒，难度不大。
由火箭点火升空过程中系统动量守恒，可得两者动量大小相等，再由动量的定义确定。
【解答】燃气的动量大小为p=mv=50×10−3×600 kg·m/s=30 kg·m/s，燃气喷出瞬间，火箭与燃气组成的系统动量守恒，则火箭的动量大小为p′=p=30 kg·m/s，故A正确．
9.D
【解析】C.由图，AB与CD平行，说明推力撤去后两物体的加速度相同，而撤去推力后物体的合力等于摩擦力，根据牛顿第二定律可知，两物体受到的摩擦力大小相等，但a的运动时间小于b的时间，根据I=ft可知，摩擦力对a物体的冲量小于摩擦力对b物体的冲量，故C错误；
AB.因为两物体所受摩擦力相同，根据动量定理，对整个过程研究得F1t1−ftOB=0，F2t2−ftOD=0由图看出，tOBD.根据动量定理可知，合外力的冲量等于物体动量的变化量，ab两个物体动量的变化量都为零，所以相等，故D正确。
故选D 。
10.B
【解析】选B.小球m和滑槽M ​1、滑块M ​2三个物体构成一个系统，这个系统所受水平方向的合外力为零，所以系统水平方向动量守恒，小球m下滑前系统总动量为零，小球m下滑后m和滑槽M ​1作用，滑槽M ​1和滑块M ​2作用，作用结果使滑块M ​2向右运动，有向右的动量．当m滑到左方最高点时，小球m和滑槽M ​1的相对速度为零，但小球m和滑槽M ​1这个整体向左运动，有向左的动量，这样才能保证系统总动量为零．故选项B正确．
11.B
【解析】系统所受外力的合力为零，动量守恒，初状态木箱有向右的动量，小木块动量为零，故系统总动量向右，系统内部存在摩擦力，阻碍两物体间的相对滑动，最终相对静止，因为系统的总动量守恒，不管中间过程如何相互作用，根据动量守恒定律，最终两物体以相同的速度一起向右运动，故B正确；故ACD错误；
故选B。
12.(1)用最小的圆圈起小球的所有落点，圆的圆心即为小球落点的平均位置；13.0 ；
(2)B；A；(3)mA⋅OQ=mA⋅OP+mB⋅OR。
【解析】(1)多做几次试验，用尽可能小的圆把所有的小球落点都圈在里面，其圆心就是小球落点的平均位置；由图示刻度尺可知，其分度值为1cm，由图示可知，OP=13.0cm。
(2)A与B相撞后，B的速度增大，A的速度减小，碰前碰后都做平抛运动，高度相同，落地时间相同，R是B球的落地点，P是A球的落地点。
(3)根据两小球从同一高度开始下落，故下落的时间相同，根据动量守恒定律可得mAv0=mAv1+mBv2，故有mAv0t=mAv1t+mBv2t，即：mA⋅OQ=mA⋅OP+mB⋅OR。
故答案为：(1)用最小的圆圈起小球的所有落点，圆的圆心即为小球落点的平均位置；13.0；(2)B；A；(3)mA⋅OQ=mA⋅OP+mB⋅OR。
13.解：(1)棒向右以1m/s的速度匀速运动4s时，位移为：x=vt=1×4=4m
由于∠MON=45°
此时回路的面积为：S=12x2=12×42=8m2
回路的磁通量即磁通量的变化量为：△Φ1=Φ=BS=0.1×8=0.8Wb
(2)回路面积从S0=8m2变到St=18m2，B从B0=0.1T变到Bt=0.8T时的磁通量为：Φ2=BtSt=0.8×18=14.4Wb
故回路中的磁通量的变化为：△Φ2=Φ2−Φ=14.4−0.8=13.6Wb。
【解析】(1)根据磁通量的公式：Φ=BS求出开始时的磁通量，求出t=4s时刻回路的面积，再求出对应的磁通量，它们的差即为所求；
(2)根据磁通量的公式：Φ=BS分别求出各状态的磁通量，前后的差即为所求。
本题考查对于匀强磁场中磁通量的求解能力。对于公式Φ=BScsα，Scsα为线圈在在垂直于磁场方向投影的面积。且磁通量大小与线圈匝数无关，注意磁通量的正负。
14.解：以两球组成的系统为研究对象，系统动量守恒，以向右为正方向，由动量守恒定律得：
m1v1+m2(−v2)=m1v1′+m2v2′，
即：0.01kg×30cm/s−0.05kg×10cm/s=0.01kgv1′+0，
解得：v1′=−20cm/s，负号表示方向向左；
答：碰撞后小球m1的速度是20cm/s，方向向左．
【解析】两个球发生碰撞的过程中，系统受到外力的合力为零，故两个球构成的系统动量守恒，根据动量守恒定律求解即可．
本题关键抓住系统动量守恒，根据动量守恒定律列式后，应用动量守恒定律时注意其矢量性．
15.解：(1)重力是恒力，0.4 s内重力对小球的冲量为：
I=mgt=1×10×0.4 N⋅s=4 N⋅s
方向竖直向下．
(2)由于平抛运动的竖直分运动为自由落体运动，故有：ℎ=12gt2，
落地时间为：t= 2ℎg= 2×510=1s
小球飞行过程中只受重力作用，所以合外力的冲量为：
I′=mgt=1×10×1 N⋅s=10 N⋅s，方向竖直向下．
由动量定理得：
Δp=I′=10 N⋅s，方向竖直向下．
(3)小球落地时竖直分速度为：vy=gt=10×1=10 m/s．
由速度合成知，落地速度为：v= v02+vy2= 102+102m/s=10 2m/s，
所以小球落地时的动量大小为：p′=mv=10 2kg⋅m/s．
与水平方向之间的夹角：tanθ=vyv0=1010=1
所以：θ=45°
答：(1)抛出后0.4s内重力对小球的冲量是4 N⋅s，方向竖直向下；
(2)平抛运动过程中小球动量的增量△p是10 N⋅s，方向竖直向下；
(3)小球落地时的动量p′是10 2 N⋅s，与水平方向之间的夹角是45°．
【解析】(1)重力是恒力，根据冲量的公式即可求出重力的冲量；
(2)根据平抛运动的公式求出平抛运动的时间，然后由动量定理即可求出小球动量的增加；
(3)根据矢量的合成方法求出小球的末速度，然后根据动量的定义即可求出．
该题结合平抛运动考查动量定理，在解答的过程中要注意的动量、冲量都是矢量，不能漏掉了方向．
16.(1)由题意，对子弹进入物体A中的过程，由动量守恒定律得
mv0=m+3mv1
解得它们的共同速度，即物体A获得的最大速度
v1=14v0
(2)子弹射入物体A的过程中损失的动能为
ΔEk=12×mv02−12m+3mv12=38mv02
(3)以子弹及物体A、B组成的系统作为研究对象，整个作用过程中总动量守恒，弹簧具有最大压缩量时，它门的速度相等，由动量守恒定律得
mv0=m+3m+4mv2
求得三者的共同速度，即弹簧具有最大压缩量时，物体B的速度为
v2=18v0

【解析】详细解答和解析过程见【答案】