湖南省永州市2023-2024學年高二物理上學期10月月考試題含解析

2023年下期階段性考試測試卷高二物理滿分：100分考試時間：75分鐘一、單選題（本題共6小題，每小題4分，共24分。在每小題給出的四個選項中，只有一項符合題目要求，錯選得0分）1.質(zhì)量相同的甲、乙兩小球用細線系于同一根水平桿上，兩小球做簡諧運動的圖像如圖所示，則（）A.兩小球經(jīng)過平衡位置時速度一樣大B.運動過程中最大加速度甲的大C.兩小球擺動過程中最大擺角乙的大D.運動過程中甲的機械能小于乙的機械能【答案】B【解析】【詳解】由圖可知，甲、乙周期之比甲、乙的振幅之比根據(jù)單擺周期公式可知甲、乙的擺長之比C．甲球擺長小，振幅大，所以擺動過程中最大擺角甲的大，故C錯誤；A．圖像斜率表示速度，根據(jù)圖像可知甲圖像在平衡位置的斜率大小大于乙圖像在平衡位置的斜率的大小，所以甲小球經(jīng)過平衡位置速度更大，故A錯誤；B．最低點加速度最大，所以運動過程中最大加速度因為最大擺角甲的大，所以甲的最大加速度大，故B正確；D．因為甲的擺長短，最大擺角大，所以甲速度為0時，位置更高，重力勢能更大，機械能更大，故D錯誤。故選B。2.甲、乙兩汽車在一平直公路上同向行駛，在到的時間內(nèi)，它們的圖像如圖所示，在這段時間內(nèi)（）A.時刻甲、乙兩車速度大小相等方向相反B.時刻甲、乙兩車相遇C.汽車甲的平均速度大于汽車乙的平均速度D.汽車甲的加速度大小逐漸增大，汽車乙的加速度大小逐漸減小【答案】C【解析】【詳解】A．在v-t圖像中交點表示速度相等，由圖可知時刻甲、乙兩車速度大小相等方向相同，故A錯誤；B．v-t圖像中圖線與橫軸圍成的面積表示位移，由于不知道兩車初始時刻的位置關(guān)系，故不能確定時刻兩車是否相遇，故B錯誤；C．根據(jù)v-t圖像中圖線與橫軸圍成的面積表示位移可知在到的時間內(nèi)，甲的位移大于乙的位移，故根據(jù)平均速度的定義可知在這段時間內(nèi)汽車甲的平均速度大于汽車乙的平均速度，故C正確；D．在v-t圖像中圖線的斜率表示加速度，故由圖可知汽車甲和乙的加速度大小都逐漸減小，故D錯誤。故選C。3.一帶電油滴在勻強電場E中的運動軌跡如圖中虛線所示，電場方向豎直向下．若不計空氣阻力，則此帶電油滴從a運動到b的過程中，能量變化情況為()A.動能減小B.電勢能增加C.動能和電勢能之和減小D.重力勢能和電勢能之和增加【答案】C【解析】【詳解】物體做曲線運動過程中受到的合力指向軌跡內(nèi)側(cè)，并且運動過程中小球只受電場力和重力，所以合力豎直向上，合力與運動方向夾角為銳角，做正功，動能增大，電場力方向向上，電場力做正功，電勢能減小，AB錯誤；根據(jù)功能關(guān)系可知，在從a到b的運動過程中只有重力、電場力做功，因此重力勢能、電勢能、動能三者之和保持不變，因該過程中動能增加，因此重力勢能和電勢能之和減小，故C正確；從a到b的運動過程中重力做負功，重力勢能增加，因此動能和電勢能之和減小，故D錯誤．【點睛】做此類題目的關(guān)鍵是根據(jù)物體做曲線運動過程中受到的合力指向軌跡內(nèi)側(cè)判斷受力情況，本題在電場和重力場的復合場中重點考查帶電小球的功能關(guān)系轉(zhuǎn)化．在學習過程中要明確各種功能關(guān)系是解這類問題的關(guān)鍵．4.如圖所示，一學生練習用頭顛球。某一次足球由靜止自由下落0.45m時被重新頂起，離開頭部后豎直上升的最大高度為1.25m。已知足球與頭部的作用時間為0.2s，足球的質(zhì)量為0.5kg，重力加速度g取10m/s2，不計空氣阻力，下列說法正確的是（）A.足球下落過程中與頭部剛接觸時動量大小為2.5kg·m/sB.足球與頭部作用過程中動量變化量大小為1kg·m/sC.頭部對足球平均作用力大小為足球重力大小的4倍D.頭部對足球的平均作用力大小為足球重力大小的5倍【答案】D【解析】【詳解】A．根據(jù)解得足球下落過程中與頭部剛接觸時的速度大小為則足球下落過程中與頭部剛接觸時動量大小為故A錯誤；B．根據(jù)解得足球剛離開頭部時的速度大小為則足球與頭部作用過程中動量變化量大小為故B錯誤；CD．足球與人頭部的接觸過程，取向上為正方向，根據(jù)動量定理可得解得可知頭部對足球的平均作用力大小為足球重力大小的5倍，故C錯誤，D正確。故選D。5.如圖所示，固定在水平地面上的物體A的左側(cè)是圓弧面，右側(cè)是傾角為θ的斜面。一根輕繩跨過物體A頂點處的小滑輪，繩兩端分別系有質(zhì)量為m1、m2的兩個物體。若m1、m2都處于靜止狀態(tài)且m2所處位置與圓心的連線跟水平方向的夾角為θ，不計一切摩擦，則m1、m2之間的大小關(guān)系是（）A. B.C. D.【答案】A【解析】【詳解】由題意，通過光滑的滑輪相連，左右兩側(cè)繩的拉力F大小相等，兩物體處于平衡狀態(tài)，分別對這兩個物體進行受力分析可得聯(lián)立兩式，可得故選A。6.如圖所示，電源的電動勢為E、內(nèi)阻為r，閉合開關(guān)S，不考慮燈絲電阻值隨溫度的變化，電流表、電壓表均為理想電表，當滑動變阻器的滑片由左端向右端滑動時，下列說法正確的是（）A.電流表讀數(shù)減小，小燈泡L2變亮B.電壓表讀數(shù)變小C.ΔU與ΔI的比值的絕對值等于電源的內(nèi)阻D.有瞬時電流從a經(jīng)電阻R流向b【答案】C【解析】【詳解】A．滑動變阻器由左端向右端滑動時，接入電路中的電阻變大，根據(jù)閉合電路歐姆定律，可知電路總電流減小，故通過電流表和L2的電流變小，L2變暗，故A錯誤；B．由于電路總電流減小，則路端電壓增大，故電壓表讀數(shù)變大，故B錯誤；C．根據(jù)閉合電路歐姆定律，則有可得故C正確；D．由于電路總電流減小，通過L2的電流變小，則L2兩端電壓變小，電容器兩端電壓變小，電容器所帶電量變小，電容器放電，有瞬時電流從b經(jīng)電阻R流向a，故D錯誤。故選C。二、多選題（本題共4小題，每小題5分，共20分。在每小題給出的四個選項中有多項符合題目要求。全部選對的得5分，選對但不全的得3分，有錯選或不答的得0分）7.圖示是兩等量異號點電荷，以兩電荷連線的中點O為圓心畫出半圓，在半圓上有a、b、c三點，b點在兩電荷連線的垂直平分線上。下列說法正確的是（）A.a、c兩點電場強度相同B.a、c兩點的電勢相同C.正電荷在a點的電勢能大于在b點的電勢能D.之間的電勢差大于之間的電勢差【答案】AC【解析】【詳解】A．根據(jù)兩等量異號點電荷電場的電場線，由對稱性可知，a、c兩點的電場強度相同，A正確；BC．兩電荷連線所在處的電場線方向由a指向c，沿電場線方向電勢降低，所以a點電勢高于c點，正電荷在a點的電勢能大于在b點的電勢能，B錯誤，C正確；D．由對稱性可知之間的電勢差等于之間的電勢差，又O點和b點等電勢，所以之間的電勢差等于之間的電勢差，D錯誤。故選AC。8.近期，電影《火星救援》的熱映再次激起了人們對火星的關(guān)注。某火星探測器貼近火星表面做勻速圓周運動，已知線速度大小為v，周期為T，萬有引力常量為G，下列說法正確的是（）A.可算出探測器的質(zhì)量 B.可算出火星的質(zhì)量C.可算出火星的半徑 D.若要在火星著陸，必須使飛船加速【答案】BC【解析】【詳解】C．根據(jù)可知火星的半徑為故C正確；AB．根據(jù)萬有引力提供向心力，有解得火星的質(zhì)量為故B正確，A錯誤；D．若要在火星著陸，必須啟動助推器使飛船減速，故D錯誤。故選BC。9.如圖所示，高為h=1.25m的平臺上，覆蓋一層薄冰，現(xiàn)有一質(zhì)量為60kg的滑雪愛好者，以一定的初速度v向平臺邊緣滑去，著地時的速度方向與水平地面的夾角為45°，重力加速度g=10m/s2，不計空氣阻力。由此可知（）A.滑雪者在空中運動的時間為0.5sB.滑雪者著地點到平臺邊緣的水平距離是2.5mC.滑雪者著地時的速度大小是5.0m/sD.滑雪者著地前瞬間，重力做功的瞬時功率是W【答案】AB【解析】【詳解】A．根據(jù)得，滑雪者在空中運動時間為故A正確；B．滑雪者落地豎直方向的分速度根據(jù)平行四邊形定則知，初速度為則水平距離為故B正確；C．根據(jù)平行四邊形定則知，落地的速度為故C錯誤；D．滑雪者落地時重力做功的瞬時功率為故D錯誤。故選AB。10.如圖所示，A、B兩個木塊靜止疊放在豎直輕彈簧上，已知mA=mB=1kg，輕彈簧的勁度系數(shù)為100N/m。若在木塊A上作用一個豎直向上的力F，使木塊A由靜止開始以2m/s2的加速度豎直向上做勻加速直線運動，從木塊A向上做勻加速運動開始到A、B分離的過程中，彈簧的彈性勢能減小了1.28J，取g=10m/s2，下列判斷正確的是（）A.木塊A向上做勻加速運動的過程中，力F的最大值是12NB.木塊A向上做勻加速運動的過程中，力F的最小值是12NC.從A向上做勻加速運動到A、B分離過程中，F(xiàn)對木塊做功0.64JD.從A向上做勻加速運動到A、B分離的過程中，F(xiàn)對木塊做功0.96J【答案】AC【解析】【詳解】AB．對A，有所以，當時，F(xiàn)最大，即故A正確，B錯誤；CD．初始位置彈簧的壓縮量為A、B分離時，，對B，有所以以A、B為一個整體，A、B上升的高度為A、B分離時的速度為由動能定理得可得故C正確，D錯誤。故選AC。三、實驗題（本題共2題，共16分，每空2分）11.用圖甲實驗裝置驗證動量守恒定律。主要步驟為：①將斜槽固定在水平桌面上，使槽的末端水平；②讓質(zhì)量為的入射球多次從斜槽上位置靜止釋放，記錄其平均落地點位置；③把質(zhì)量為的被碰球靜置于槽的末端，再將入射球從斜槽上位置靜止釋放，與被碰球相碰，并多次重復，記錄兩小球的平均落地點位置；④記錄小球拋出點在地面上的垂直投影點，測出碰撞前后兩小球的平均落地點的位置、、與的距離分別為、、，如圖乙，分析數(shù)據(jù)：（1）實驗中入射球和被碰球的質(zhì)量應滿足的關(guān)系為___________。A.B.C.（2）（單選）關(guān)于該實驗，下列說法正確的有__________。A.斜槽軌道必須光滑B.鉛垂線的作用是檢驗斜槽末端是否水平C.入射球和被碰球的半徑必須相同D.實驗中必須測量出小球拋出點的離地高度（3）若兩球碰撞時的動量守恒，應滿足的關(guān)系式為___________；若碰撞是彈性碰撞，還應滿足的關(guān)系式為__________。（均用題中所給物理量的符號表示）【答案】①.C②.C③.④.【解析】【詳解】（1）[1]為了避免碰撞后小球被撞回，所以要求入射球的質(zhì)量大于被碰球的質(zhì)量，即。故選C。（2）[2]A．只要保證每一次小球從同一位置靜止釋放，使得小球獲得相同的初速度即可，斜槽軌道可以不用光滑，故A錯誤；B．鉛垂線的作用是用來確定O點位置的，不是用來檢驗斜槽是否水平，故B錯誤；C．為了能夠讓小球發(fā)生對心碰撞，入射球和被碰球的半徑必須相同，故C正確；D．小球從斜槽末端飛出后，做平拋運動，由于高度相同，所以在空中運動時間相同，即可用水平位移表示速度，所以不需要測量小球拋出點的離地高度H，故D錯誤。故選C。（3）[3]設(shè)小球在空中運動的時間為t，若滿足動量守恒定律有整理得[4]若碰撞是彈性碰撞，還應滿足機械能守恒定律，即12.實驗室提供下列器材：A．電源電動勢E、內(nèi)阻rB．電阻箱（0~999Ω）C．電流表（0~0.6A，0~3A，內(nèi)阻較?。〥．電壓表（0~3V，0~15V，內(nèi)阻較大）E．一段電阻率較大、粗細均勻的電阻絲（鎳鉻合金絲）ab，滑片P與電阻絲始終接觸良好F．螺旋測微器G．開關(guān)，導線若干

為測定電源電動勢E和內(nèi)阻r，用電阻絲ab替代滑動變阻器，設(shè)計了如圖1所示的實驗電路。其中電阻箱。實驗時，閉合開關(guān)S，調(diào)節(jié)滑片P到某一位置，測出aP的長度x和對應的電壓U、電流I的值，改變滑片P的位置，得到多組x及對應的U、I值。根據(jù)實驗記錄的數(shù)據(jù)，用描點法在坐標紙上分別作出圖像、圖像，如圖2和圖3所示，依據(jù)圖像可求得：（1）電源電動勢E=______V，內(nèi)阻r=______Ω；（結(jié)果保留兩位有效數(shù)字）（2）如圖4所示，用螺旋測微器測得電阻絲的直徑d=______mm；（3）電阻絲的電阻率______Ω·m（計算結(jié)果取兩位有效數(shù)字）?！敬鸢浮竣?3.0②.2.0③.0.562##0.561##0.563##0.564④.【解析】【詳解】（1）[1][2]由閉合電路歐姆定律可得可知圖像的縱軸截距等于電動勢，則有圖像的斜率絕對值為解得內(nèi)阻為（2）[3]螺旋測微器精確值為，由圖4可知電阻絲的直徑為（3）[4]由歐姆定律可得又聯(lián)立可得可知圖像的斜率為解得阻絲電阻率為四、解答題（本題共3小題，共40分。解答應寫出必要的文字說明、方程式和重要演算步驟，只寫出最后答案的不能得分，有數(shù)值計算的題，答案中必須明確寫出數(shù)值和單位）13.如圖所示，一電子（電荷量為e）經(jīng)電壓為U0的電場加速后，從兩金屬板正中央沿垂直電場方向射入平行板電容器，恰好從金屬板邊緣穿出電場。已知兩金屬板間距離為d、電壓為U，求：（1）金屬板AB的長度L；（2）電子穿出電場時的動能Ek。【答案】（1）；（2）【解析】【詳解】（1）設(shè)電子飛離加速電場時的速度為，由動能定理得電子在電場中做類平拋運動，則有電子偏轉(zhuǎn)時間由牛頓第二定律可得由類平拋運動的規(guī)律可得聯(lián)立解得（2）設(shè)電子穿出電場時的動能為，根據(jù)動能定理得解得14.如圖所示，在光滑的水平面上，有一質(zhì)量為m1=3.0kg的長木板A，板長L=8m，A的左端放著一個質(zhì)量為m2=1.0kg的小物塊B（可視為質(zhì)點），兩者均處于靜止狀態(tài)，小物塊與木板之間的接觸面粗糙，最大靜摩擦力認為等于滑動摩擦力。在木板A的左端正上方有一固定點O，用長為R=3.6m的不可伸長的輕繩將質(zhì)量為m3=2.0kg的小球C懸于點O?，F(xiàn)將輕繩拉直使輕繩與水平方向成θ=30°（如圖所示），由靜止釋放小球。此后小球C與B恰好發(fā)生彈性碰撞，碰撞過程時間極短?？諝庾枇Σ挥嫞=10m/s2。求：（1）小球C與小物塊B碰撞前瞬間的速度v0的大?。唬?）小球C與小物塊B碰撞后，B的速度v2的大?。唬?）小物塊B與木板A間動摩擦因數(shù)μ至少為多大時，小物塊B才不會滑出木板？【答案】（1）6m/s；（2）8m/s；（3）0.3【解析】【詳解】（1）小球C從開始下落到與B碰撞前瞬間，由動能定理得解得（2）小球C與小物塊B在碰撞后，小球C速度為，小物塊B的速度為，由動量守恒和機械能守恒得聯(lián)立解得B的速度大?。?）小物塊B在木板A上滑動，小物塊B和木板A組成的系統(tǒng)動量守恒，設(shè)B滑到木板A最右端時剛好不會滑出木板的速度大小為v，則解得小物塊B在木板A上滑動的過程中，由小物塊B和木板A組成的系統(tǒng)能量守恒聯(lián)立解得15.如圖所示，一彈射游戲裝置由安裝在水平臺面上的固定彈射器、豎直光滑圓軌道（在最低點A分別與水平粗糙軌道AO和AC相連）、位于水平光滑軌道CD右側(cè)且固定于豎直擋板上的輕彈簧（彈性限度足夠大）組成。游戲開始前，先將質(zhì)量m1=0.02kg的滑塊1靜置于軌道CD上某處。游戲時質(zhì)量m2=0.06kg的滑塊2從O點彈出，經(jīng)過圓軌道并進入水平軌道AC。每一次游戲，滑塊2彈出后就將彈射器移走?；瑝K