精品解析：四川省眉山市仁寿实验中学2023-2024学年高二下学期4月期中物理试题

高2022级4月月考试卷 物理试题 第Ⅰ卷（选择题，共43分） 一、单项选择题（本大题共7小题，每小题4分，共28分，给出的四个选项中有且只有一个正确答案） 1. 自奥斯特实验证实了电流的周围存在磁场之后，许多科学家又做了很多实验研究电与磁的关系，其中发现通电导线与磁体间有相互作用的物理学家是（　　） A. 托马斯·杨 B. 伏特 C. 安培 D. 特斯拉 2. 如图所示是某质点做简谐运动的振动图像。设水平向右为正方向，根据图像中的信息，下列说法正确的是（　　） A. 质点的振幅是20cm B. 在1.5s和2.5s这两个时刻，质点的位置相同 C. 在2s到3s的时间内，振子速度增加，加速度减少 D. 质点完成一次全振动的时间是4秒 3. 如图所示，质量为m的带电小球用绝缘丝线悬挂于P点，另一带正电小球M固定在带电小球的左侧，小球平衡时，绝缘丝线与竖直方向夹角为θ，且两球球心在同一水平线上．关于悬挂小球的电性和所受库仑力的大小，下列判断正确的是（重力加速度为g）(　　) A. 正电， B. 正电，mgtan θ C. 负电，mgtan θ D. 负电， 4. 如图所示，A、B为两个相同的灯泡（均发光），当变阻器的滑片P向下端滑动时（ ） A. A灯变亮，B灯变暗 B. A灯变暗，B灯变亮 C. A、B灯均变亮 D. A、B灯均变暗 5. 如图，一带电粒子在电场中由A点运动到B点，图中实线为电场线，虚线为粒子的运动轨迹，带电粒子只受电场力作用，则下列说法正确的是（ ） A. 该粒子带负电 B. 该粒子从A点运动到B点的过程中，其速率增大 C. 该粒子从A点运动到B点的过程中，其电势能增大 D. 该粒子从A点运动到B点的过程中，其加速度减小 6. 如图所示，直角三角形ABC，∠A=60°，AD=DC，B、C两点在同一水平线上，垂直纸面的直导线置于B、C两点，通有大小相等、方向向里的恒定电流，D点的磁感应强度大小为B0。若把置于C点的直导线的电流反向，大小保持不变，则变化后D点的磁感应强度（　　） A. 大小为B0，方向水平向左 B. 大小为B0，方向水平向右 C. 大小为B0，方向竖直向下 D. 大小为2B0，方向竖直向下 7. 如图所示，水平地面上方空间有方向竖直向下的匀强电场，一质量，电荷量的带正电小球从离地面高的点，以的初速度水平向右抛出，小球下落到地面上的M点。若撤去电场，小球仍从同一位置以相同的速度拋出，小球下落到地面上的点，测得M、N两点的距离。、两点在图中均未画出，不计空气阻力，取重力加速度大小，则匀强电场的电场强度大小为（　　） A. B. C. D. 二、多项选择题（本题共3小题，每小题5分，共15分。在每小题给出的四个选项中，有多个选项正确，全部选对得5分，选对但不全得3分，有错选得0分） 8. 下列四种情况中，可以产生感应电流的有（　　） A. 如图（a），闭合线圈在匀强磁场中沿垂直磁感线的方向水平向右运动 B. 如图（b），导体棒在匀强磁场中沿磁感线方向上下运动 C. 如图（c），条形磁铁插入线圈的过程 D. 如图（d），小螺线管置于大螺线管中不动，开关接通瞬间 9. 如图为时刻一列沿x轴正方向传播的简谐横波的完整波形图，波速大小为，P点位于x轴上且横坐标为，下列说法正确的是（ ） A. 该机械波为横波 B. 该机械波的频率为 C. P点开始振动的方向沿y轴负方向 D. 从到，P点振动路程为 10. 如图，空间有一范围足够大的匀强电场，场强方向与梯形区域ABCD平行，已知，，，，，一比荷为的带负电粒子由A点沿AD方向以速率v0进入该电场，恰好可以通过C点。不计粒子的重力，下列说法正确的是（　　） A. D点电势为10V B. 场强方向由D指向B C. 该粒子到达C点时速度大小为 D. 该粒子到达C点时速度方向与BC边垂直 第Ⅱ卷（非选择题，共57分） 三、实验题（共2个小题，共16分） 11. 实验小组的同学用如图所示的装置做“用单摆测重力加速度”的实验。 (1)实验室有如下器材可供选用： A．长约1 m的细线 B．长约1 m的橡皮绳 C．直径约2 cm的铁球 D．直径约2 cm的塑料球 E．米尺 F．时钟 G．停表 实验时需要从上述器材中选择：____________（填写器材前面的字母）。 (2)在挑选合适的器材制成单摆后他们开始实验，操作步骤如下： ①将单摆上端固定在铁架台上。 ②测得摆线长度，作为单摆的摆长。 ③在偏角较小的位置将小球由静止释放。 ④记录小球完成n次全振动所用的总时间t，得到单摆振动周期。 ⑤根据单摆周期公式计算重力加速度的大小。 其中有一处操作不妥当的是____________。（填写操作步骤前面的序号） (3)发现(2)中操作步骤的不妥之处后，他们做了如下改进：让单摆在不同摆线长度的情况下做简谐运动，测量其中两次实验时摆线的长度l1、l2和对应的周期T1、T2，通过计算也能得到重力加速度大小的测量值。请你写出该测量值的表达式g=_____________。 (4)实验后同学们进行了反思。他们发现由单摆周期公式可知周期与摆角无关，而实验中却要求摆角较小。请你简要说明其中的原因_____________。 12. 某同学要测量一节干电池的电动势和内阻。他根据老师提供的以下器材，画出了如图甲所示的原理图。 ①电压表V（量程，内阻约为） ②电流表G（量程，内阻） ③电流表A（量程，内阻约为） ④滑动变阻器（，） ⑤滑动变阻器（，） ⑥定值电阻 ⑦开关S和导线若干 （1）该同学发现电流表A的量程太大，于是他将电流表G与定值电阻并联，实际上是进行了电表的改装，则他改装后的电流表对应的量程是__________A。（保留两位有效数字） （2）为了能准确地进行测量，同时为了操作方便，实验中应选用的滑动变阻器是__________。（填写器材编号） （3）该同学利用上述实验原理图测得数据，以电流表G读数为横坐标，以电压表V的读数为纵坐标绘出了如图乙所示的图线，根据图线可求出电源的电动势__________V，电源的内阻__________。 四、计算题（本大题共3个小题，共41分，解答时请写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤） 13. 如图，电路中电源的电动势为、内阻为，电动机M的内阻为，灯泡L上标有“，”。电流表和电压表均为理想电表。闭合开关S，灯泡和电动机都正常工作。求： （1）电流表的示数； （2）电压表的示数； （3）电动机M的输出功率。 14. 如图所示，光滑圆弧轨道的圆心为（图中未画出），半径为，圆弧底部中点为O，两个大小可忽略，质量分别为和的小球A和B，A在离O点很近的轨道上某点，与竖直方向的夹角为，并且，B在O点正上方处，现同时释放两球，使两球在小球A第三次通过O点时恰好相碰，取，。求： （1）小球A做简谐运动的周期； （2）小球A经过最低点时的速度大小； （3）小球B应由多高处自由落下？ 15. 如图，水平轨道AB与半径为R的竖直半圆弧轨道BCD在B点平滑连接，整个装置处于与水平方向成角斜向上的匀强电场中，场强大小。质量为m，电荷量为q的带正电小球从水平轨道上A点静止释放后以水平速度经B点进入圆弧轨道。不计一切摩擦阻力，重力加速度大小为g。求： （1）水平轨道AB之间的距离； （2）小球运动到圆弧轨道上B点时所受轨道支持力的大小； （3）小球在轨道上运动的最大速度； （4）小球从D点离开圆弧轨道到第一次返回轨道所经历的时间。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 高2022级4月月考试卷 物理试题 第Ⅰ卷（选择题，共43分） 一、单项选择题（本大题共7小题，每小题4分，共28分，给出的四个选项中有且只有一个正确答案） 1. 自奥斯特实验证实了电流的周围存在磁场之后，许多科学家又做了很多实验研究电与磁的关系，其中发现通电导线与磁体间有相互作用的物理学家是（　　） A. 托马斯·杨 B. 伏特 C. 安培 D. 特斯拉 【答案】C 【解析】 【详解】自奥斯特实验之后，安培等人又做了很多实验，他们发现，不仅通电导线对磁体有作用力，磁体对通电导线也有作用力。为了纪念安培，人们把这种相互作用力称为安培力。托马斯·杨进行了著名的杨氏双缝实验，伏特发明了伏打电堆，特斯拉致力于交变电流的研究，推动了交变电流的实用。 故选C。 2. 如图所示是某质点做简谐运动的振动图像。设水平向右为正方向，根据图像中的信息，下列说法正确的是（　　） A. 质点的振幅是20cm B. 在1.5s和2.5s这两个时刻，质点的位置相同 C. 在2s到3s的时间内，振子速度增加，加速度减少 D. 质点完成一次全振动的时间是4秒 【答案】D 【解析】 【分析】 【详解】A．由图知，该质点的振幅为10cm。故A错误。 B．在1.5s和2.5s这两个时刻，质点的位置分别在正向最大位移和负向最大位移处，故B错误； C．在2s到3s的时间内，振子从平衡位置向负向最大位移处运动，振子速度减小，加速度增大，故C错误； D．质点完成一次全振动的时间即周期是4秒，故D正确。 故选D。 3. 如图所示，质量为m的带电小球用绝缘丝线悬挂于P点，另一带正电小球M固定在带电小球的左侧，小球平衡时，绝缘丝线与竖直方向夹角为θ，且两球球心在同一水平线上．关于悬挂小球的电性和所受库仑力的大小，下列判断正确的是（重力加速度为g）(　　) A. 正电， B. 正电，mgtan θ C. 负电，mgtan θ D. 负电， 【答案】B 【解析】 【详解】小球 M带正电，两球相斥，故小球带正电；以小球为研究对象，对小球进行受力分析，根据小球处于平衡状态可知，F=mgtgθ，故选B． 【点睛】对于复合场中的共点力作用下物体的平衡其解决方法和纯力学中共点力作用下物体的平衡适用完全相同的解决方法． 4. 如图所示，A、B为两个相同的灯泡（均发光），当变阻器的滑片P向下端滑动时（ ） A. A灯变亮，B灯变暗 B. A灯变暗，B灯变亮 C. A、B灯均变亮 D. A、B灯均变暗 【答案】D 【解析】 【详解】变阻器的滑片P向下端滑动时，变阻器接入电阻减小，电路总电阻减小，干路电流增大，根据闭合电路欧姆定律有 可知，路端电压减小，即灯泡A两端电压减小，通过A的电流减小，A灯变暗，通过定值电阻的电流增大，定值电阻两端电压增大，则灯泡B两端电压减小，B变暗，即A、B灯均变暗。故选D。 5. 如图，一带电粒子在电场中由A点运动到B点，图中实线为电场线，虚线为粒子的运动轨迹，带电粒子只受电场力作用，则下列说法正确的是（ ） A. 该粒子带负电 B. 该粒子从A点运动到B点的过程中，其速率增大 C. 该粒子从A点运动到B点的过程中，其电势能增大 D. 该粒子从A点运动到B点的过程中，其加速度减小 【答案】B 【解析】 【详解】ABC．粒子从A点运动到B点的过程中，粒子的运动轨迹向右弯曲，根据曲线运动的受力特点，可知电场力指向轨迹的凹侧，则粒子受到电场力方向与电场方向相同，故粒子带正电；电场力方向与速度方向的夹角小于，则电场力对粒子做正功，粒子的电势能减小，动能增大，速率增大，故AC错误，B正确； D．根据电场线的疏密程度可知，粒子从A点运动到B点的过程中，电场强度增大，粒子受到的电场力增大，根据牛顿第二定律可知，粒子的加速度增大，故D错误。 故选B。 6. 如图所示，直角三角形ABC，∠A=60°，AD=DC，B、C两点在同一水平线上，垂直纸面的直导线置于B、C两点，通有大小相等、方向向里的恒定电流，D点的磁感应强度大小为B0。若把置于C点的直导线的电流反向，大小保持不变，则变化后D点的磁感应强度（　　） A. 大小为B0，方向水平向左 B. 大小为B0，方向水平向右 C. 大小为B0，方向竖直向下 D. 大小为2B0，方向竖直向下 【答案】C 【解析】 【分析】 【详解】如图所示 由几何关系知θ=60°，设每根导线在D点产生的磁感强度为B，据平行四边形定则有 若把置于C点的直导线电流反向，据几何知识可得 α=30° D点合磁感强度大小为 方向竖直向下，C正确。 故选C。 7. 如图所示，水平地面上方空间有方向竖直向下的匀强电场，一质量，电荷量的带正电小球从离地面高的点，以的初速度水平向右抛出，小球下落到地面上的M点。若撤去电场，小球仍从同一位置以相同的速度拋出，小球下落到地面上的点，测得M、N两点的距离。、两点在图中均未画出，不计空气阻力，取重力加速度大小，则匀强电场的电场强度大小为（　　） A. B. C. D. 【答案】C 【解析】 【详解】撤去电场之前，小球做类平抛运动，则有 撤去电场之后，小球做平抛运动，则有 根据题意有 解得 故选C。 二、多项选择题（本题共3小题，每小题5分，共15分。在每小题给出的四个选项中，有多个选项正确，全部选对得5分，选对但不全得3分，有错选得0分） 8. 下列四种情况中，可以产生感应电流的有（　　） A. 如图（a），闭合线圈在匀强磁场中沿垂直磁感线的方向水平向右运动 B. 如图（b），导体棒在匀强磁场中沿磁感线方向上下运动 C. 如图（c），条形磁铁插入线圈的过程 D. 如图（d），小螺线管置于大螺线管中不动，开关接通瞬间 【答案】CD 【解析】 【详解】A．如图（a），闭合线圈在匀强磁场中沿垂直磁感线的方向水平向右运动，穿过线圈的磁通量不变，则线圈中无感应电流产生，故A错误； B．如图（b），导体棒在匀强磁场中沿磁感线方向上下运动，导体棒不切割磁感线，不会产生感应电流，故B错误； C．如图（c），条形磁铁插入线圈的过程，穿过线圈的磁通量增加，线圈中会有感应电流，故C正确； D．如图（d），小螺线管置于大螺线管中不动，开关接通瞬间，穿过大螺线管的磁通量增加，大螺线管中会产生感应电流，故D正确。 故选CD。 9. 如图为时刻一列沿x轴正方向传播的简谐横波的完整波形图，波速大小为，P点位于x轴上且横坐标为，下列说法正确的是（ ） A. 该机械波为横波 B. 该机械波的频率为 C. P点开始振动的方向沿y轴负方向 D. 从到，P点振动路程为 【答案】ABD 【解析】 【详解】A．由于质点沿y轴方向振动，波沿x轴正方向传播，可知振动方向与传播方向垂直，则该机械波为横波，故A正确； B．由图可知波长为 则周期为 该机械波的频率为 故B正确； C．根据波形平移法可知，时刻处质点的起振方向沿y轴正方向，则P点开始振动的方向沿y轴正方向，故C错误； D．波从传到P点所用时间为 从到，P点振动的时间为 则P点振动路程为 故D正确。 故选ABD。 10. 如图，空间有一范围足够大的匀强电场，场强方向与梯形区域ABCD平行，已知，，，，，一比荷为的带负电粒子由A点沿AD方向以速率v0进入该电场，恰好可以通过C点。不计粒子的重力，下列说法正确的是（　　） A. D点电势为10V B. 场强方向由D指向B C. 该粒子到达C点时速度大小为 D. 该粒子到达C点时速度方向与BC边垂直 【答案】AC 【解析】 【详解】B．，，可知的中点的电势为，可知为等势线，如图所示 连接，做的垂线，根据沿电场线方向电势降低可知场强方向由指向，故B错误； A．由几何关系可知为的中点，有 可得 故A正确； C．电场强度的大小 垂直电场强度方向小球做匀速直线运动，则有 沿电场强度方向小球做匀加速直线运动，则有 联立解得 ， 小球沿电场强度方向的分速度为 该粒子到达C点时速度大小为 故C正确； D．如图所示 该粒子到达C点时速度与延长线的夹角的正切值为 可知 该粒子到达C点时速度方向不与BC边垂直，故D错误。 故选AC。 第Ⅱ卷（非选择题，共57分） 三、实验题（共2个小题，共16分） 11. 实验小组的同学用如图所示的装置做“用单摆测重力加速度”的实验。 (1)实验室有如下器材可供选用： A．长约1 m的细线 B．长约1 m的橡皮绳 C．直径约2 cm的铁球 D．直径约2 cm的塑料球 E．米尺 F．时钟 G．停表 实验时需要从上述器材中选择：____________（填写器材前面的字母）。 (2)在挑选合适的器材制成单摆后他们开始实验，操作步骤如下： ①将单摆上端固定在铁架台上。 ②测得摆线长度，作为单摆的摆长。 ③在偏角较小的位置将小球由静止释放。 ④记录小球完成n次全振动所用的总时间t，得到单摆振动周期。 ⑤根据单摆周期公式计算重力加速度的大小。 其中有一处操作不妥当的是____________。（填写操作步骤前面的序号） (3)发现(2)中操作步骤的不妥之处后，他们做了如下改进：让单摆在不同摆线长度的情况下做简谐运动，测量其中两次实验时摆线的长度l1、l2和对应的周期T1、T2，通过计算也能得到重力加速度大小的测量值。请你写出该测量值的表达式g=_____________。 (4)实验后同学们进行了反思。他们发现由单摆周期公式可知周期与摆角无关，而实验中却要求摆角较小。请你简要说明其中的原因_____________。 【答案】 ①. ACEG ②. ② ③. ④. 是单摆做简谐运动的周期公式,当摆角较小时才可以将单摆的运动视为简谐运动。 【解析】 【详解】（1）[1]．实验时需要从上述器材中选择：A．长约1 m的细线 ；C．直径约2 cm的铁球； E．米尺； G．停表；故选ACEG； （2）[2]．其中的第②步骤中应该测得摆线长度加上摆球的半径作为单摆的摆长。 （3）[3]．根据可得： 联立解得： （4）[4]．是单摆做简谐运动的周期公式；当摆角较小时才可以将单摆的运动视为简谐运动。 12. 某同学要测量一节干电池的电动势和内阻。他根据老师提供的以下器材，画出了如图甲所示的原理图。 ①电压表V（量程，内阻约为） ②电流表G（量程，内阻） ③电流表A（量程，内阻约为） ④滑动变阻器（，） ⑤滑动变阻器（，） ⑥定值电阻 ⑦开关S和导线若干 （1）该同学发现电流表A的量程太大，于是他将电流表G与定值电阻并联，实际上是进行了电表的改装，则他改装后的电流表对应的量程是__________A。（保留两位有效数字） （2）为了能准确地进行测量，同时为了操作方便，实验中应选用的滑动变阻器是__________。（填写器材编号） （3）该同学利用上述实验原理图测得数据，以电流表G读数为横坐标，以电压表V的读数为纵坐标绘出了如图乙所示的图线，根据图线可求出电源的电动势__________V，电源的内阻__________。 【答案】（1）0.60 （2）④ （3） ①. 1.50 ②. 1.0 【解析】 【小问1详解】 [1]改装后电流表量程为 【小问2详解】 [1]为使电路中电流较大，并且方便调节，故实验中应选用的滑动变阻器是阻值范围较小的④。 【小问3详解】 [1][2]由（1）可知改装后电流表的量程是电流表G量程的200倍，根据闭合电路欧姆定律可得 可得 可知U−I图像纵轴截距等于电源电动势，斜率绝对值为200r，故 E=1.50V 解得 四、计算题（本大题共3个小题，共41分，解答时请写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤） 13. 如图，电路中电源的电动势为、内阻为，电动机M的内阻为，灯泡L上标有“，”。电流表和电压表均为理想电表。闭合开关S，灯泡和电动机都正常工作。求： （1）电流表的示数； （2）电压表的示数； （3）电动机M的输出功率。 【答案】（1）；（2）；（3） 【解析】 【详解】（1）电流表的示数为 （2）根据闭合电路的欧姆定律 解得电压表的示数为 （3）电动机M的输出功率为 14. 如图所示，光滑圆弧轨道的圆心为（图中未画出），半径为，圆弧底部中点为O，两个大小可忽略，质量分别为和的小球A和B，A在离O点很近的轨道上某点，与竖直方向的夹角为，并且，B在O点正上方处，现同时释放两球，使两球在小球A第三次通过O点时恰好相碰，取，。求： （1）小球A做简谐运动的周期； （2）小球A经过最低点时的速度大小； （3）小球B应由多高处自由落下？ 【答案】（1）；（2）；（3） 【解析】 【详解】（1）由题意知，可将A球运动看作摆长为R的单摆，其周期 代入题中数据解得小球A做简谐运动的周期 （2）根据动能定理可知小球A从释放到经过最低点时 解得 （3）A第三次通过位置O，用时 小球B自由落下的高度 代入题中数据解得 15. 如图，水平轨道AB与半径为R的竖直半圆弧轨道BCD在B点平滑连接，整个装置处于与水平方向成角斜向上的匀强电场中，场强大小。质量为m，电荷量为q的带正电小球从水平轨道上A点静止释放后以水平速度经B点进入圆弧轨道。不计一切摩擦阻力，重力加速度大小为g。求： （1）水平轨道AB之间的距离； （2）小球运动到圆弧轨道上B点时所受轨道支持力的大小； （3）小球在轨道上运动的最大速度； （4）小球从D点离开圆弧轨道到第一次返回轨道所经历的时间。 【答案】（1）；（2）；（3）；（4） 【解析】 【详解】（1）小球从A点到B点过程，根据动能定理可得 代入数据解得水平轨道AB之间的距离为 （2）小球运动到圆弧轨道上B点时，根据牛顿第二定律可得 解得小球所受轨道支持力的大小为 （3）小球在圆弧轨道运动时，只有重力和电场力做功，重力和电场力的合力如图所示 可知重力和电场力的合力方向水平向右，大小为 可知小球在轨道上运动到C点的速度最大，从B到C过程，根据动能定理可得 解得小球在轨道上运动的最大速度为 （4）从B到D过程，重力和电场力的合力做功为0，则小球从D点的速度为 小球从D点离开的速度水平向左，而重力和电场力的合力水平向右，可知小球从D点离开先水平向左做匀减速直线运动，再反向水平向右做匀加速直线运动回到D点，则有 小球从D点离开圆弧轨道到第一次返回轨道所经历的时间为 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $