2024-2025学年湖南省名校大联考高二（上）月考物理试卷（10月）（含答案）

这是一份2024-2025学年湖南省名校大联考高二（上）月考物理试卷（10月）（含答案），共11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。

1.面积为S的矩形线圈放置于匀强磁场中，磁感应强度大小为B，磁感线与线圈平面的夹角为θ，下列说法正确的是( )
A. 穿过线圈的磁通量为BSB. 穿过线圈的磁通量为BScsθ
C. 穿过线圈的磁通量为BSsinθD. 增加线圈的匝数，穿过线圈的磁通量变大
2.一点电荷Q置于x轴上某处，坐标轴上A、B两点的坐标分别为0.3m和0.6m，如图1所示。把试探电荷q(电荷量可调节)分别放在A、B两点时，它所受的静电力F与试探电荷q电荷量的关系分别如图2中的直线a、b所示(规定F沿x轴正方向为正)。则( )
A. A点的电场强度大小为103N/CB. 点电荷Q处于A、B两点之间
C. 点电荷Q是正电荷D. A点电势高于B点电势
3.有一块小量程电流表，满偏电流为2mA，内阻为60Ω。现要将其改装成4mA和15mA的双量程电流表，某同学设计了两种电路图，图1中接线柱对应的量程已标出。则( )
A. 图1中的电阻R1约为60Ω
B. 图2连接接线柱1时对应的量程是0∼4mA
C. 若将小量程电流表改装成量程为0∼6.0V的电压表，则需要串联阻值为2940Ω的电阻
D. 从保护表头的角度考虑，实际使用中选择图1设计更合理
4.如图所示，一不计重力的带电粒子由静止开始经M、N间的加速电场加速后，沿极板A、B的中线以垂直于偏转电场的方向进入偏转电场。粒子从偏转电场射出时偏移量为14d。已知偏转极板A、B的长为l，板间距离为d，则M、N间的加速电压U1和A、B间的偏转电压U2的比值为( )
A. d22l2B. 2l2d2C. d2l2D. l2d2
5.在真空中，有两个电荷量分别为+4q和−q的点电荷分别固定在x轴上的−1和0处。假设无限远处的电势为零，当一个电子沿着x轴的正半轴移动时，其电势能Ep随x的变化图像可能正确的是( )
A. B.
C. D.
6.用水枪喷水是儿童喜欢的游戏，但是如果使用的玩具水枪冲击力较强，也有可能对儿童造成伤害。新闻曾多次报道有儿童眼睛被玩具水枪射伤的案例，所以儿童玩具水枪设计、制作的厂家必须控制水枪的冲击力，使水枪严格符合产品质量标准。设水枪喷水口的半径为r，刚从喷水口射出的水流水平垂直打到竖直放置的一块木板后不反弹，测得水流对竖直木板的平均冲力大小为F，已知水的密度为ρ，则喷水口的出水速度v为( )
A. 1r FρπB. 1r 2FρπC. 12r FρπD. 1r F2ρπ
二、多选题：本大题共4小题，共24分。
7.下列说法正确的是( )
A. 电磁波的波长越大，光子能量越小
B. 一切物体都能辐射电磁波，但黑体除外
C. 安培定则不但可以判断通电直导线周围的磁场方向，还可以判断通电螺线管轴线上的磁场方向
D. 穿过线圈的磁通量发生变化时，线圈中一定产生感应电流，与线圈是否闭合无关
8.在物理学的发展历程中，科学家们采用了多种物理思想方法。例如，在图1中，书本的一幅插图展示了其中一种重要的物理思维方法，这一方法可以迁移运用。在图2中，一点电荷q仅在电场力的作用下，从原点由静止出发，沿x轴运动至x0过程中，它的位移、速度、所受的电场力以及加速度、运动时间分别为x、v、F、a、t。根据图1所展示的物理思维方法，下列说法正确的是( )
A. a−t图像曲线与横轴所围成的面积，在数值上等于该电荷的位移
B. F−t图像曲线与横轴所围成的面积，在数值上等于该电荷动能的增加量
C. F−x图像曲线与横轴所围成的面积，在数值上等于该电荷电势能的减少量
D. 1v−x图像曲线与横轴所围成的面积，在数值上等于该电荷的运动时间
9.用图1所示的电路给电容器进行充放电，先将开关S置于位置1，充电结束后，再切换至位置2。电流传感器记录了电流随时间变化的I−ι图像，如图2所示(1s∼3.4s时间内，曲线与横轴间共包含40个小格)。已知电源电动势为8.0V，内阻可忽略不计。则( )
A. 若使用欧姆表直接连接未充电的待测电容器两端，观察到指针的偏转情况是初始偏转角度较大，随后逐渐减小
B. 图2中1s∼3.4s时间内，电容器板A带正电，且电容器板A、B之间的电场强度逐渐增大
C. 该电容器的电容大约为300μF
D. 若仅增大电阻R的阻值，则该实验中电容器的充电或放电时间将超过2.4s
10.如图所示，半径为R的光滑四分之一圆弧轨道AB与光滑水平轨道BC相切于B点，轻弹簧与质量为m的小球a连接，静止在水平轨道上。将质量为2m的小球b从A点由静止释放，通过B点后继续向右压缩弹簧。已知重力加速度为g，两小球在水平轨道上运动的过程中，下列判断正确的是( )
A. 弹簧的最大弹性势能为23mgR
B. 小球a的最大速度为23 gR
C. 小球b的最小速度为13 gR
D. 小球b的速度为12 2gR时，小球a的速度为 2gR
三、实验题：本大题共2小题，共20分。
11.随着科技的发展，我国在航天事业上取得了令世人瞩目的成绩。如果航天员把下面的实验装置带到空间站中做实验，会有与地面上不一样的情况。
(1)在空间站中，下列说法正确的是_________。
A.可以用天平测物体的质量
B.可以用弹簧秤测物体的重力
C.可以用弹簧秤测拉力
D.用图2实验装置验证动量守恒时，装置必须调水平
(2)航天员在空间站中还可以用图1的装置测物体的质量，拉力传感器通过细线连接小球，让小球做匀速圆周运动，力传感器的示数为F，测出小球做圆周运动的轨道半径R和周期T，则根据物理知识可以得出小球的质量m=________(用F、T、R表示)。
(3)用图2装置在空间站做动量守恒实验，带有相同遮光条的滑块A、B中间有一压缩的轻质弹簧并处于锁定状态，解除锁定(弹簧与两个滑块均不拴接)滑块A、B上的遮光条经过两光电门的时间分别为t1和t2，若两滑块的质量比mAmB=________，则说明两个滑块弹开时满足动量守恒定律。
12.有一个由均匀新材料制成的圆柱形定值电阻，其额定电流为0.3A，标称电阻值为两位数，十位数为1，但个位数因模糊而无法辨认。为了测量该电阻在额定电流下的电阻及其电阻率，某同学进行了以下实验。

(1)该同学用螺旋测微器测量其横截面直径如图1所示，则其直径为d=________mm，如图2所示，用游标卡尺测得其长度L=________cm。
(2)该同学用多用电表的欧姆“×1”挡测此圆柱体的电阻，正确的操作步骤顺序为________(填写字母序号)。
A.调节欧姆调零旋钮，使电表指针指在刻度盘最右端的零刻度
B.用螺丝刀调节表盘下中间部位的指针定位螺丝，使多用电表指针指在刻度盘最左端的零刻度
C.把选择开关旋转到“Ω”挡的“×1”位置，将红、黑表笔分别插入“+”“−”插孔，并将两表笔短接
D.将红、黑表笔分别与待测电阻两端接触，读出并记录多用电表读数
E.测量完毕，将选择开关旋转到OFF位置
若多用表的表盘示数如图3所示，则该电阻的阻值约为________Ω。

(3)为了更精确测量该圆柱体的电阻，该同学又用电流表、电压表、滑动变阻器、直流电源等器材组成实验电路(如图4所示)。不考虑电表内阻对电路的影响，并用分压式电路。图4中连接有错误，请在图5中画出正确的实验连线图____。

(4)两个电表的读数分别如图6所示，由此可以得出该圆柱体在额定电流下的电阻为R=________Ω(结果保留3位有效数字)，电阻率的表达式为ρ=________(用R、d、L表示)。
四、计算题：本大题共3小题，共32分。
13.如图所示，在匀强电场中有A、B、C三个点，AB为6cm，BC为12cm，AB延长线与BC夹角为60∘。将电荷量为4×10−8C的正电荷从A点移到B点，电场力做了8×10−8J的功。从B点移到C点，克服电场力做了1.6×10−7J的功。若规定B点的电势为零，求：
(1)A点和C点的电势；
(2)该匀强电场的电场强度大小。
14.如图所示，已知电源电动势E=12V，内阻r=4Ω，定值电阻R1=1.5Ω。电动机的额定电压U=4.5V，线圈内阻RM=1Ω。滑动变阻器R2的阻值范围为0∼7Ω，求：
(1)闭合开关S、S1，断开S2，当滑动变阻器触头置于正中间位置时，R1消耗的功率为多大(结果可用分式表示)；
(2)闭合开关S、S1，断开S2，当R2的阻值为多大时，R2消耗的功率最大；
(3)闭合开关S、S2，断开S1，调节滑动变阻器，当电源的输出功率达到理论最大值时电动机正常运转。电动机正常运转时，电动机的输出功率为多大。
15.如图所示，水平传送带的右端靠近相同高度光滑平台的左端(平台不影响传送带的正常转动)，平台右侧的光滑水平面上有一小车A紧靠平台，且小车A的上表面与平台等高，物体B静止在平台上。传送带在电机的带动下以v0=8m/s的速度顺时针匀速转动，将物体C从传送带的最左端由静止释放，滑上平台后与物体B发生弹性碰撞，碰后物体B无摩擦地滑上小车，恰好没从小车上滑落。已知小车A的质量mA=2kg，物块B的质量mB=6kg，物块C的质量mC=2kg，物块C与传送带间的动摩擦因数μ1=0.4，物块B与小车上表面之间的动摩擦因数μ2=0.2，传送带两转轴之间的距离l=12m，重力加速度g取10m/s2，物块均可看成质点。求：
(1)物块C第一次通过传送带的过程中，传送带摩擦力对它的冲量大小I；
(2)物块C与B碰撞后，两物块的速度大小v1、v2；
(3)小车的长度L；
(4)物块C与传送带间因摩擦而产生的热量Q。
参考答案
1.C
2.B
3.C
4.D
5.A
6.A
7.AC
8.CD
9.ABD
10.AD
11.(1)C
(2) FT24π2R
(3) t1t2

12.(1) 3.325 4.37
(2) BCADE 19
(3)
(4) 18.3 Rπd24L

13.(1)电荷从 A 移到 B 点，根据电场力做功与电势差关系可得
WAB=qφA−φB
电荷从 B 点移到 C 点，有
WBC=qφB−φC
其中 φB=0 ，代入数据解得
φA=2V ， φC=4V
(2)因 BC 中点电势为
φD=φC+φB2=2V
所以 D 点电势与 A 点电势相等，连接 DA ， DA 为该匀强电场中的等势线，过 B 点作 AD 的垂线相交于 E 点，则电场强度的方向与 AD 垂直，与 AB 成 60∘ 角斜向右下方，如图所示
由几何关系得
LEB=LABsin30∘=3cm
电场强度大小为
E=UEBLEB
代入数据解得
E=2003V/m

14.(1)闭合开关 S 、 S1 ，断开 S2 ，通过 R1 的电流
I=ER1+R2+r
定值电阻 R1 消耗的电功率为
P1=I2R1=E2R1+R2+r2R1
当滑动变阻器触头置于正中间位置时，滑动变阻器
R2=3.5Ω R1 消耗的功率
P1=83W
(2)将定值电阻 R1 看做电源内阻的一部分，则电源的等效内阻
r′=R1+r=5.5Ω
由电源的输出功率与外电阻的关系可知，当滑动变阻器接入电路的阻值
R2=r′=5.5Ω
滑动变阻器消耗的功率最大
(3)电源的输出功率
P出=EI−I2r
根据一元二次函数知识解得
I=E2r=1.5A P出 有最大值电动机正常运转，输出功率
PM=UI−I2RM
解得
PM=4.5W

15.(1)经分析判断，物块C由静止释放后，在传送带摩擦力作用下先做加速运动，与传送带速度大小相等以后，做匀速运动，不受摩擦力的作用，离开传送带时与传送带的速度相等，所以摩擦力的冲量
I=mCv0=16N⋅s
(2)物块C与B碰撞过程，动量守恒和动能守恒
mCv0=mCv1+mBv2 ， 12mCv02=12mCv12+12mBv22
解得
v1=−4m/s ， v2=4m/s
(3)最终物块B与小车达到共同速度，根据动量守恒和能量守恒
mBv2=mB+mAv ， −μ2mBgL=12mB+mAv2−12mBv22
解得小车的长度
L=1m
(4)物块C第一次在传送带上加速的过程中，与传送带的相对位移为 Δx1 ，则有
v0=at1 ， Δx1=v0t1−12v0t1
产生的热量
Q1=μ1mCgΔx1
联立代入数据解得
Q1=64J
与B碰撞后返回传送带减速，设减速时间为 t2 ，与传送带的相对位移为 Δx2 ，则有
v1=at2 ， Δx2=v0t2+12v1t2
产生的热量
Q2=μ1mCgΔx2
联立代入数据解得
Q2=80J
再一次向右通过传送带的过程，加速时间仍为 t2 ，与传送带的相对位移为 Δx3 ，则有
Δx3=v0t2−12v1t2
产生的热量
Q3=μ1mCgΔx3
联立解得
Q3=48J
之后C离开平台，故物块C与传送带间因摩擦产生的热量
Q=Q1+Q2+Q3=192J