福建省廈門市第一中學(xué)2023-2024學(xué)年高二上學(xué)期12月月考物理試卷（解析版）

福建省廈門市第一中學(xué)2023-2024學(xué)年度第一學(xué)期12月月考高二物理試卷一、單項選擇題（本題共4小題，每小題4分，共16分。每小題只有一個選項符合題目要求）1.“中國天眼”用于探索宇宙起源和演化，其靈敏度達到世界第二大望遠鏡的2.5倍以上，大幅拓展了人類的視野。“天眼”“眼眶”所圍圓面積為S。其所在處地磁場的磁感應(yīng)強度大小為B，與“眼眶”平面平行、垂直的分量分別為、，則穿過“眼眶”的磁通量大小為（）A.B1S B. C.0 D.BS【答案】B【解析】【詳解】在勻強磁場中，“眼眶”與磁場Bl平行，穿過的磁通量Φ=0，“眼眶”與磁場B2垂直，則穿過的磁通量Φ=B2S。故選B。2.某豎直彈簧振子的振動圖像如圖所示，則（）A.內(nèi)，振子的動量變化量為零B.時振子位移為C.第末，彈簧振子的彈性勢能為零D.內(nèi)，振子通過的路程為【答案】B【解析】【詳解】A．由圖可知，振子在末和末速度大小相等，方向不同，則振子的動量變化量不為零，故A錯誤；B．根據(jù)題意，由圖可知，振子的振動方程為時振子位移為故B正確；C．第3s末，振子通過平衡位置，彈簧彈力等于振子重力，彈簧有形變量，彈簧振子的彈性勢能不為零，故C錯誤；D．由圖像可知，周期為4s，振幅為8cm，5s內(nèi)，振子通過的路程為故D錯誤。故選B。3.在顯像管的電子槍中，從熾熱的金屬絲不斷放出的電子進入電壓為U的加速電場，設(shè)其初速度為零，經(jīng)加速后形成橫截面積為S、電流為I的電子束。已知電子的電荷量為e、質(zhì)量為m，則在剛射出加速電場時，一小段長為Δl的電子束內(nèi)的電子個數(shù)是()A. B.C. D.【答案】B【解析】【詳解】在加速電場中有eU＝mv2得v＝在剛射出加速電場時，一小段長為Δl的電子束內(nèi)電荷量為q＝IΔt＝I則電子個數(shù)n＝＝故選B。4.設(shè)相距為，電荷量分別為+q和-q的點電荷構(gòu)成電偶極子，如圖所示，取二者連線方向為y軸方向，中點O為原點，建立如圖所示的坐標系，P點距坐標原點O的距離為，P、O兩點間的連線與y軸正方向的夾角為，設(shè)無窮遠處的電勢為零，P點的電勢為，真空中靜電力常量為.下面給出的四個表達式,其中只有一個是合理的,請你分析判斷的合理表達式應(yīng)為（）A.B.C.D.【答案】C【解析】【詳解】AD.若夾角θ=90°，則P點位于軸上，檢驗電荷從無窮遠沿軸移動到O點的過程中，電場力始終與位移方向垂直，則軸上的電勢處處為0，這與°相符，故A錯誤，D錯誤；BC.因離O點越遠,其電勢就越小，故r應(yīng)在分母上，故B錯誤，C正確．故選C二、雙項選擇題（本題共4小題，每題6分，共24分，每小題有兩個選項符合題目要求。全部選對得6分，選對但不全得3分，有選錯的得0分）5.如圖所示為兩個單擺做受迫振動的共振曲線，則下列說法正確的是（）A.若兩個受迫振動分別在月球上和地球上進行（），且擺長相等，則圖線I表示月球上單擺的共振曲線B.若兩個單擺的受迫振動是在地球上同一地點進行的，則兩個單擺的擺長之比C.若擺長均約為1m，則圖線I是在地球上完成的D.若兩個單擺在同一地點均發(fā)生共振，圖線II表示的單擺的能量一定大于圖線I表示的單擺的能量【答案】A【解析】【詳解】A．圖像中振幅最大處對應(yīng)的頻率應(yīng)與做受迫振動的單擺的固有頻率相等，從圖像可以看出，兩單擺的固有頻率分別為，當兩單擺分別在月球和地球上做受迫振動且擺長相等時，根據(jù)單擺的周期公式變式可得則可知，越大，越大，因此可得又因為，由此可知圖線I表示月球上單擺的共振曲線，故A正確；B．若兩個單擺的受迫振動是在地球上同一地點進行的，則相同，擺長長的頻率小，根據(jù)可得故B錯誤；C．若圖線I是在地球上完成的，根據(jù)其中解得故C錯誤；D．單擺的能量除與振幅有關(guān)外，還與擺球的質(zhì)量有關(guān)，故D錯誤。故選A。6.“戰(zhàn)繩”是一種近年流行的健身器材，健身者把兩根相同繩子的一端固定在一點，用雙手分別握住繩子的另一端，上下抖動繩子使繩子振動起來（圖甲）。以手的平衡位置為坐標原點，圖乙是健身者右手在抖動繩子過程中某時刻的波形，若右手抖動的頻率是0.5Hz，下列說法正確的是（）A.該時刻P點的位移為B.再經(jīng)過0.25s，P點到達平衡位置C.該時刻Q點的振動方向沿y軸負方向D.從該時刻開始計時，質(zhì)點Q的振動方程為【答案】B【解析】【詳解】ABC．由題可知，振幅，頻率，由圖可知波的波長為，波向右傳播，該時刻P點得振動方向沿y軸負方向，Q點的振動方向沿y軸正方向，故從該時刻開始計時P點的振動方程為故時P點的位移為當時P點的位移為P點到達平衡位置，AC錯誤，B正確；D．從該時刻開始計時，質(zhì)點從平衡位置向上振動，故質(zhì)點Q的振動方程為D錯誤。故選B。7.如圖所示，R1為定值電阻，R2為滑動變阻器（最大阻值25Ω），現(xiàn)閉合電路中的開關(guān)S，將滑動變阻器的滑動觸頭P從最左端滑到最右端的過程中，由電表的測量數(shù)據(jù)得到U-I圖線如右下圖所示（電表均為理想表）。則下列說法正確的是（）A.電源電動勢為4V B.電源內(nèi)電阻的阻值為5ΩC.電源的最大輸出功率為1.8W D.滑動變阻器R2的最大功率為1.2W【答案】BC【解析】【詳解】AB．當滑片左移時，滑動變阻器接入電阻減小，則電路中總電阻減小，由閉合電路歐姆定律可知，電路中電流增大。而R1兩端的電壓增大，故乙表示是V1示數(shù)的變化，甲表示V2示數(shù)的變化；根據(jù)圖像乙得根據(jù)閉合電路歐姆定律得根據(jù)圖像甲得解得A錯誤，B正確；C．電源的最大輸出功率C正確；D．滑動變阻器R2的最大功率為D錯誤。故選BC。8.如圖甲所示一足夠長的絕緣豎直桿固定在地面上，帶電荷量為0.01C、質(zhì)量為0.1kg的圓環(huán)套在桿上，整個裝置處于水平方向的電場中，電場強度E隨時間t變化的圖象如圖乙所示，環(huán)與桿間的動摩擦因數(shù)為0.5，t=0時，環(huán)靜止釋放，環(huán)所受的最大靜摩擦力等于滑動摩擦力，不計空氣阻力，g=10m/s2。則下列說法正確的是（）A.環(huán)先做加速運動再做勻速運動 B.0-2s內(nèi)環(huán)的位移小于2.5mC.2s時環(huán)的加速度為5m/s2 D.環(huán)的最大動能為20J【答案】BCD【解析】【分析】【詳解】A．由圖可得開始時的最大靜摩擦力為則環(huán)先做加速運動再做減速運動最后靜止不動，所以A錯誤；C．2s末的加速度為解得所以C正確；B．1s末的最大靜摩擦力為0-2s內(nèi)環(huán)運動時間為1s，設(shè)環(huán)以2s末加速度做勻加速直線運動有由于0-2s內(nèi)環(huán)做加速度逐漸增大的加速運動，所以0-2s內(nèi)環(huán)的位移小于2.5m，則B正確；D．環(huán)速度最大時，有重力等于滑動摩擦力，則5s末速度最大，由牛頓第二定律可得整理得，，a-t圖像如圖所示由a-t圖像的面積表示速度的變化量則有環(huán)的最大速度為環(huán)的最大動能為所以D正確；故選BCD三、非選擇題：共60分，其中9、10、11題為填空題，12、13均為實驗題，14～16題為計算題?？忌鶕?jù)要求作答。9.某同學(xué)做“利用單擺測重力加速度”實驗，先用一個游標卡尺測量小球的直徑，示數(shù)如圖甲所示，則該小球的直徑為________mm。用秒表測得50個全振動的時間如圖乙所示，秒表示數(shù)為__________s。【答案】①.29.8mm②.99.8s【解析】【詳解】［1］圖甲所示游標卡尺主尺的示數(shù)是29mm，游標尺的示數(shù)是8×0.1mm=0.8mm，

小球的直徑d=29mm+0.8mm=29.8mm；［2］圖乙所示秒表分針示數(shù)是1.5min，秒針示數(shù)是9.8s，秒表所示是90s+9.8s=99.8s10.如今全國各大城市都進入了高樓時代，高空墜物現(xiàn)在已成為危害極大的社會安全問題。如圖為高空墜物的公益廣告，形象地描述了高空墜物對人傷害的嚴重性。某同學(xué)想用實例來檢驗廣告的科學(xué)性：假設(shè)一個質(zhì)量為50g的雞蛋從離地45米高的窗戶自由落下，雞蛋與地面撞擊時間約為，不計空氣阻力，g取，規(guī)定豎直向下為正方向。該雞蛋對地面的平均沖擊力大小為________，與地面撞擊過程，雞蛋的動量改變量為________?！敬鸢浮竣?750.5N②.【解析】【詳解】[1]由自由落體運動速度與下落高度關(guān)系公式可得雞蛋落地時的速度設(shè)向下是正方向，由動量定理可得解得由牛頓第三定律可知，雞蛋對地面的平均沖擊力大小為750.5N。[2]取向下是正方向，雞蛋的動量改變量為負號表示動量改變量的方向向上。11.如圖1所示，用多用電表測電壓表內(nèi)阻（圖中為連接之前），此時多用電表選擇歐姆擋×1000擋位，連接后多用電表與電壓表的讀數(shù)如圖2、圖3所示，電壓表的內(nèi)阻為________，多用電表中電源的電動勢為________V（答案均保留兩位有效數(shù)字）?！敬鸢浮竣?②.7.5V【解析】【詳解】[1]歐姆表讀數(shù)即為電壓表內(nèi)阻，電壓表的內(nèi)阻為[2]電壓表最小分度為0.1V，故讀數(shù)為3.60V；根據(jù)閉合電路歐姆定律，電動勢為12.某實驗小組同學(xué)研究兩個小球在軌道末端碰撞前后的動量關(guān)系，實驗裝置如圖所示，斜槽與水平槽圓滑連接。安裝好實驗裝置，在地上鋪一張白紙，白紙上鋪放復(fù)寫紙，記下重錘線所指的位置O。步驟1：不放小球b，讓小球a從斜槽上某固定位置由靜止?jié)L下，并落在地面上，重復(fù)多次，用盡可能小的圓，把小球的所有落點圈在里面，其圓心就是小球落點的平均上位置B；步驟2：把小球b輕放在斜槽末端邊緣，讓小球a從相同位置由靜止?jié)L下，與小球b發(fā)生碰撞，重復(fù)多次，并使用與步驟1同樣的方法分別標出碰撞后兩小球落點的平均位置A、C；步驟3：用刻度尺分別測量三個落地點的平均位置A、B、C離O點的距離，即線段OA、OB、OC的長度。已知小球a質(zhì)量為m1、小球b質(zhì)量為m2。（1）在本實驗中，下列是產(chǎn)生誤差的主要原因的是______。A.斜槽的末端沒有調(diào)整至水平狀態(tài)B.小球斜槽中運動時會受到摩擦力作用C.小球a每次由靜止釋放時的位置不固定D.測量平均落點到O點的線段長度時有誤差（2）完成上述實驗需小球a和小球b質(zhì)量大小關(guān)系為m1______m2（填“大于”“等于”或“小于”）。（3）若等式______在誤差范圍內(nèi)成立，則說明碰撞前后系統(tǒng)動量守恒；若想用該實驗測得的數(shù)據(jù)進一步判斷兩球碰撞過程中機械能是否守恒，判斷的依據(jù)可以是：等式“OB+OA=OC”在誤差允許的范圍內(nèi)成立，該依據(jù)______（填“正確”或“錯誤”）?！敬鸢浮竣?ACD##ADC##CAD##CDA##DAC##DCA②.大于③.④.正確【解析】【詳解】（1）[1]A．若斜槽末端沒有調(diào)整至水平狀態(tài)，則小球飛出的初速度方向沒有沿水平方向，導(dǎo)致小球的運動不是平拋運動，引起初速度的測量誤差，故A正確；B．由于小球a從斜槽上每次釋放均是從某固定位置由靜止?jié)L下，則其每次克服摩擦力做功相同，即小球a每次飛出的初速度大小一定，可知小球在斜槽中運動時受到摩擦力作用對實驗沒有影響，故B錯誤；C．若小球a每次由靜止釋放時的位置不固定，其飛出時的初速度大小不是一個定值，導(dǎo)致在水平地面的落點不是一個定值，引起實驗的測量誤差，故C正確；D．測量平均落點到O點的線段長度時有誤差，導(dǎo)致測量小球飛出的初速度有誤差，故D正確。故選ACD。（2）[2]為了避免入射小球出現(xiàn)反彈，實驗需小球a和小球b質(zhì)量大小關(guān)系為m1大于m2。（3）[3]小球飛出后做平拋運動，則有，解得小球平拋豎直分位移相等，則飛出速度與水平位移成正比，小球a單獨滾下對應(yīng)的水平分位移是OB，碰撞后，小球a、b飛出對應(yīng)的水平分位移分別是OA、OC，根據(jù)解得[4]若兩球碰撞過程中機械能則有結(jié)合上述解得由于聯(lián)立解得可知，兩球碰撞過程中機械能是否守恒，判斷的依據(jù)可以是：等式“OB+OA=OC”在誤差允許的范圍內(nèi)成立，該依據(jù)正確。13.在“測量金屬絲的電阻率”的實驗中，某同學(xué)進行了如下操作：（1）用毫米刻度尺測量接入電路中的金屬絲的有效長度L，再用螺旋測微器測量金屬絲的直徑D。某次測量結(jié)果如圖1所示，則這次測量的讀數(shù)___________mm。（2）用多用電表測得金屬絲的阻值為3Ω，現(xiàn)在使用電流表和電壓表準確測量金屬絲的阻值。為了安全、準確、方便地完成實驗，除電源（電動勢為4V，內(nèi)阻很?。?、待測電阻絲、導(dǎo)線、開關(guān)外，電流表應(yīng)選用___________，滑動變阻器應(yīng)選用___________（選填器材前的字母）。A.電壓表V2（量程3V，內(nèi)阻約3kΩ）B.電壓表V1（量程15V，內(nèi)阻約15kΩ）C.電流表A1（量程600mA，內(nèi)阻約1Ω）D.電流表A2（量程3A，內(nèi)阻約0.02Ω）E.滑動變阻器R1（總阻值10Ω，額定電流2A）F.滑動變阻器R2（總阻值100Ω，額定電流2A）（3）若采用圖2所示的電路測量金屬絲的電阻，電壓表的左端應(yīng)與電路中的___________點相連（選填“a”或“b”）。（4）若采用圖3的電路測量電阻率，圖中的電流表內(nèi)阻跟R0接近。閉合開關(guān)S，多次移動滑片P的位置改變電路中接入金屬絲的有效長度，分別記錄每次電流表的示數(shù)I和接入電路中金屬絲的有效長度L。根據(jù)實驗中所測的數(shù)據(jù)，作出的下列圖像合理的是___________?！敬鸢浮竣?0.517②.C③.E④.b⑤.BC##CB【解析】【詳解】（1）[1]螺旋測微器的讀數(shù)為：固定刻度讀數(shù)+可動刻度讀數(shù)分度值（2）[2]待測電阻約3，電路的總電流最大值約1A左右，所以電流表采用電流表A1（量程600mA，內(nèi)阻約1Ω）則選C。[3]電路中電阻較小，滑動變阻器采用限流式接法，為了方便調(diào)節(jié)，采用滑動變阻器R1（總阻值10Ω，額定電流2A），所以選E。（3）[4]根據(jù)大內(nèi)小外規(guī)律可知采用伏安法外接法來測量電路，所以電壓表的左端應(yīng)與電路中的b點相連。（4）[5]根據(jù)閉合電路歐姆定律有整理可得則有，，故選BC。14.如圖所示，半徑為R四分之一光滑圓形固定軌道右端連接一光滑的水平面，現(xiàn)有一質(zhì)量為m=1kg的滑塊P從B點正上方h=R=0.4m高處靜止釋放，質(zhì)量為M=2m的小球Q連接輕質(zhì)彈簧靜止在水平面上，重力加速度為g=10m/s2。（1）求滑塊到達圓形軌道最低點C時對軌道的壓力FN的大??；（2）求在滑塊壓縮彈簧的過程中，彈簧具有的最大彈性勢能Epm；（3）求小球Q可以獲得的速度大小。【答案】（1）50N；（2）；（3）【解析】【詳解】（1）滑塊P從A運動到C過程，根據(jù)機械能守恒得解得滑塊到達圓形軌道最低點C時速度為在最低點C處，根據(jù)牛頓第二定律有解得軌道對滑塊P的支持力根據(jù)牛頓第三定律知滑塊P對軌道的壓力大小為，方向豎直向下。（2）彈簧被壓縮過程中，當兩球速度相等時，彈簧壓縮量最大，彈簧具有最大彈性勢能，根據(jù)系統(tǒng)動量守恒有根據(jù)機械能守恒定律有聯(lián)立解得（3）彈簧被壓縮后再次恢復(fù)到原長時，設(shè)滑塊P和Q的速度大小分別為和，根據(jù)動量守恒有根據(jù)機械能守恒有聯(lián)立解得，小球Q可以獲得的速度大小為。15.如圖甲所示，豎直放置的直角三角形NMP(MP邊水平)，∠NMP＝θ，MP中點處固定一電荷量為Q的正點電荷，MN是長為a的光滑絕緣桿，桿上穿有一帶正電的小球(可視為點電荷)，小球自N點由靜止釋放，小球的重力勢能和電勢能隨位置x(取M點處x＝0)的變化圖象如圖乙所示(圖中E0、E1、E2為已知量)，重力加速度為g，設(shè)無限遠處電勢為零，M點所處的水平面為重力零勢能面．(1)圖乙中表示電勢能隨位置變化的是哪條圖線？(2)求重力勢能為E1時的橫坐標x1和帶電小球的質(zhì)量m；(3)求小球從N點運動到M點時的動能Ek.【答案】(1)圖線Ⅱ(2),(3)【解析】【詳解】試題分析：判斷出電荷Q產(chǎn)生的電場分布，判斷出正電荷下滑過程中電場力做功情況，即可判斷出電勢能的變化；由幾何關(guān)系求出x1的位置，利用E1=mgh即可求的質(zhì)量；在小球從N到M的過程中，利用動能定理求小球到達M點時的動能Ex．(1)正Q電荷的電勢分布規(guī)律是離它越近電勢越高，帶正電的小球的電勢能為E＝qφ，可知正電荷從N點到M點的電勢能先增大后減小，故圖乙中表示電勢能隨位置變化的是圖線Ⅱ.(2)電勢能為E1時，距M點的距離為x1處重力勢能E1＝mgx1sinθ可得(3)在小球從N點運動到M點的過程中，根據(jù)動能定理得：mgasinθ＋E2－E0＝Ek－0，解得：點睛：本題主要考查了電場的分布情況及小球的運動情況，通過電場力做功來判斷電勢能的變化從而判斷出圖象，再根據(jù)平衡條件和動能定理進行處理．16.帶電粒子在電場中的運動規(guī)律在近代物理實驗裝置中有著極其廣泛的應(yīng)用，這些應(yīng)用涉及到帶電粒子的測量、加速和約束問題。2023年諾貝爾物理學(xué)獎獲得者就因其研究控制電子移動而獲得。如圖的電場模型設(shè)計，可以通過改變電場的水平寬度控制帶電小球間碰撞，從而模仿微觀狀態(tài)帶電粒子的運動。如圖所示，帶電量為，質(zhì)量為的小球B靜置于光滑的水平絕緣板右端，板的右側(cè)空間有水平寬