精品解析：山西省长治市上党联盟2024-2025学年高二上学期10月月考物理试题

2024—2025学年山西名校十月联合考试 高二物理 本试卷满分100分，考试用时75分钟。 注意事项： 1．答题前，考生务必将自己的姓名、考生号、考场号、座位号填写在答题卡上。 2．回答选择题时，选出每小题答案后，用铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其他答案标号。回答非选择题时，将答案写在答题卡上。写在本试卷上无效。 3．考试结束后，将本试卷和答题卡一并交回。 一、选择题：本题共10小题，共46分。在每小题给出的四个选项中，第1～7题只有一项符合题目要求，每小题4分；第8～10题有多项符合题目要求，每小题6分，全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。 1. 下面是某同学对一些公式的理解，其中正确的是（　　） A. 真空中点电荷的电场强度公式仅适用于点电荷电场，适用于任何电场 B. 电势差的比值定义式适用于任何电场，且跟、无关 C. 由公式可知，电场中某点的电势与成反比 D. 由可知，电场中任意两点，b间的距离越大，两点间电势差也一定越大 【答案】B 【解析】 【详解】A．真空中点电荷的电场强度公式仅适用于点电荷电场，仅适用于匀强电场，选项A错误； B．电势差的比值定义式适用于任何电场，且跟、无关、B正确； C．公式是电势的比值定义式，与均无关，选项C错误； D．公式中的指两点沿电场方向的距离，间的距离大，二者沿电场方向的距离不一定大，两点间电势差不一定越大，选项D错误。 故选B。 2. 设在无摩擦的桌面上置有5个相同的钢球，其中三个紧密连接排放一列，另两个一起自左方以速度正面弹性碰撞此三球，如图，碰撞后向右远离的小球个数为（ ） A. 1个 B. 2个 C. 3个 D. 4个 【答案】B 【解析】 【详解】设钢球从左到右分别为求1、2、3、4、5，球2先与球3相碰，根据动量守恒以及能量守恒可得 解得 ， 可知球2与球3互换速度，接着球3先与球4相碰，同理可得球3与球4互换速度，依此类推，最终球2、3、4静止，球5以速度向右运动。接着球1与球2相碰，同理可得，最终球1、2、3静止，球4以速度向右运动，故碰撞后向右远离的小球个数为2个。 故选B。 3. 一辆质量为20kg的玩具赛车在水平直跑道上由静止开始匀加速启动，达到额定功率后保持功率不变，其加速度a随时间t变化的规律如图所示。已知赛车在跑道上运动时受到的阻力恒为40N，赛车从起点到终点所用的时间为35s，赛车到达终点前已达到最大速度，下列说法正确的是（　　） A. 赛车匀加速行驶的距离是25m B. 赛车5s末的速度是15m/s C. 赛车5s末的功率是1000W D. 赛车匀速行驶的时间是30s 【答案】A 【解析】 【详解】A．从题中图像可以看出，赛车匀加速行驶的加速度为、时间为5s，匀加速行驶的距离 选项A正确； BC．设匀加速阶段的牵引力为，根据牛顿第二定律 可得 5s的时候达到了额定功率，则赛车5s末的速度是 根据，可得赛车5s末的功率是 选项BC错误； D．由题中图像可知，有一段时间赛车做加速度减小的加速运动，故匀速行驶的时间应小于30s，选项D错误。 故选A。 4. 如图所示的是某电场的等势面分布情况，相邻等势面电势差相等，如果把电子从b等势面移到等势面，则静电力做的功为（　　） A. 15eV B. －15eV C. 15J D. －15J 【答案】A 【解析】 【详解】由静电力做功表达式得 代入数据得 故选A。 5. 如图所示，点电荷A和B带电荷量分别为和，彼此相距6cm。若在两点电荷连线中点O处放一个半径为1cm的金属球壳，静电力常量，则球壳上感应电荷在O点处产生的电场强度大小为（　　） A. B. C. D. 【答案】C 【解析】 【详解】点电荷在点的电场强度大小为 方向由指向； 点电荷在点的电场强度大小为 方向由指向； 设感应电荷在点处产生的电场强度大小为，由静电平衡条件知 方向由指向。 故选C。 6. 宇宙间存在一些离其他恒星较远的三星系统。其中一种三星系统如图所示，三颗质量均为m的星体位于等边三角形的三个顶点，三角形的边长为R。忽略其他星体对它们的引力作用，三颗星体在同一平面内绕三角形中心O做匀速圆周运动，引力常量为G，则（　　） A. 每颗星体做圆周运动的线速度为 B. 每颗星体做圆周运动的周期为 C. 每颗星体做圆周运动的角速度为 D. 每颗星体做圆周运动的加速度与三颗星体的质量无关 【答案】C 【解析】 【详解】A．任意两个星体之间的万有引力 每颗星体受到的合力 由几何关系知，每颗星体做匀速圆周运动的半径 根据牛顿第二定律可得 解得 故A错误； B．根据万有引力提供向心力有 得 故B错误； C．每颗星体做圆周运动的角速度 故C正确； D．根据 得 可知加速度与质量有关，故D错误。 故选C。 7. 如图所示，在直角坐标系xOy中有、b、c、d四点，c点坐标为.现加上一方向平行于xOy平面的匀强电场，d点电势为8V。将一电荷量为的点电荷从a点移动到d点，电场力做的功为。将其从d点移动到b点，电场力做的功为。下列说法不正确的是（　　） A. 匀强电场的方向沿x轴正方向 B. 坐标原点O的电势为0 C. 该点电荷在c点的电势能为 D. 电场强度的大小为200V/m 【答案】C 【解析】 【详解】B．由电场力做功公式有 得 则 同理，由 得 则 匀强电场中同一方向上距离相同，电势降落相同，可知 故B正确； C．根据电势能计算公式有 故C错误； AD．是等电势的两点，位于同一等势面上，故匀强电场的方向沿轴正方向，则有 故AD正确。 本题选择错误选项； 故选C。 8. 如图甲所示，A，B是某电场中一条电场线上的两点，一个负电荷从A点由静止释放，仅在静电力作用下从A点运动到B点，其运动的图像如图乙所示，则（　　） A. 图甲中电场线的方向由B指向A B. A点的电场强度小于B点的电场强度 C. A点的电势低于B点的电势 D. 该负电荷在A点的电势能大于其在B点的电势能 【答案】ACD 【解析】 【详解】A．由题图乙知负电荷从A点到点做加速度减小的加速运动，加速度方向为从A到，即负电荷受力方向为从A到，又因为负电荷所受静电力方向与电场强度方向相反，所以电场强度方向为由到A，电场线的方向由指向A，A正确； B．因为负电荷从A点到点，加速度减小，所以静电力减小，电场强度减小，B错误； C．沿着电场线方向电势降低，所以A点的电势低于点的电势， C正确； D．负电荷从A点到点静电力做正功，由功能关系知其电势能减小，所以该负电荷在A点的电势能大于其在点的电势能，D正确。 故选ACD。 9. 甲、乙两物块沿光滑水平面在同一直线上运动并发生正碰，图为两物块碰撞前后的位移一时间图像，其中a、b分别为甲、乙两物块碰前的位移—时间图像，c为碰撞后两物块共同运动的位移-时间图像，若乙物块的质量，则由图判断，下列结论正确的是（　　） A. 甲物块的质量为6kg B. 甲物块碰撞前的动量大小为 C. 碰撞过程中甲、乙所受力的冲量相同 D. 碰撞过程中甲、乙两物块组成的系统损失的动能为15J 【答案】BD 【解析】 【详解】A．由题图可知，甲碰前速度 乙碰前速度 碰后二者共同速度 由动量守恒定律有 解得 kg 故A错误； B．甲碰前的动量 所以其大小为，故B正确； C．因为二者碰撞过程中作用力等大反向，冲量是矢量，方向不同，故C错误； D．由能量守恒定律得 故D正确。 故选BD。 10. 如图所示，在足够长的光滑绝缘水平面上竖直固定一光滑绝缘、半径为R的四分之一圆弧轨道BC，B为圆弧的最低点，A点在圆弧左侧的水平面上，且A、B间距为2R。整个装置处于水平向右的匀强电场中，电场强度大小为E。一质量为，电荷量为的带正电小球从A点由静止释放，忽略空气阻力，重力加速度大小为g，则（　　） A. 小球运动到B点时的速度大小 B. 小球在圆弧BC上运动过程中的最大动能 C. 小球从离开圆弧轨道到落地过程中的最小速率 D. 小球落地点离圆弧轨道B点的距离 【答案】AC 【解析】 【详解】A．小球从出发至运动到点的过程有 得 A正确； B．小球在圆弧上运动过程中的最大动能出现在圆弧的中点（此时速度方向与重力和电场力的合力方向垂直，速度有极大值），从出发到此处，由动能定理有 得 B错误； C．由运动的对称性可知 小球从离开圆弧轨道到落地过程中做类斜抛运动，将沿合外力和垂直合外力的方向分解，两个分速度大小均为，在类斜抛运动的最高点有最小速率，此时与合外力反向的分速度减小到零，另一与合外力垂直的分速度为最小速率 C正确； D．由于小球在竖直方向上做竖直上抛运动，在水平方向上做加速度为的匀加速运动，由运动学规律有 则 D错误。 故选AC。 二、非选择题：本题共5小题，共54分。 11. 观察电容器充、放电现象的实验装置如图甲所示。电源的输出电压恒为，S是单刀双掷开关，G为灵敏电流计，为平行板电容器。 （1）当开关S接_________（填“1”或“2”）时，平行板电容器放电，流经G表的电流方向_________（填“向左”或“向右”）。 （2）将G表换成电流传感器，电容器充电完毕后再放电，其放电电流随时间变化的图像如图乙所示，已知图乙中图线所围的面积约为38个方格，可算出电容器的电容为_________F。 【答案】（1） ①. 2 ②. 向左 （2） 【解析】 【小问1详解】 [1][2]由题图可知，开关S接1时，电容器与电源连接，处于充电状态，上极板带正电；则当开关S接2时，平行板电容器放电，流经G表的电流方向向左。 【小问2详解】 已知图乙中图线所围的面积约为38个方格，则电容器刚放电时所带电荷量为 则电容器的电容为 12. 在研究平抛运动规律时，让小钢球多次从斜槽上的挡板处由静止释放，从轨道末端抛出，落在水平地面上。某学习小组为了测量小球在轨道上损失的机械能，他们准备了一块木板，设计了如图所示的实验方案。已知木板的下端放在水平地面上且可以在地面上平移，木板与水平地面的夹角为45°。 （1）请完善下列实验步骤： ①调整轨道末端沿___________方向； ②轨道末端重垂线的延长线与水平地面的交点记为O点； ③让小球多次从轨道上滚下，平移木板使小球与木板刚好不相碰，此时木板与地面接触点记为C点； （2）用刻度尺测量小球在轨道上初位置A时到地面的高度H、小球在轨道末端B时到地面的高度h、C点到O点距离s，用天平测出小球质量m，已知当地重力加速度为g。若小球可视为质点，则小球离开B点时的速度为___________，小球在轨道上损失的机械能为___________；（用题中所给的物理量表示） 【答案】 ①. 水平 ②. ③. 【解析】 【详解】（1） ①[1]因为小球要做平抛运动，所以初速度应该是水平方向，故调整轨道末端沿水平方向； （2）[2][3]设从B点抛出的小球，经过时间t与板相切，可知此时小球的合速度方向沿木板的方向，根据几何关系，可知水平速度和竖直速度均为v0，由几何关系 ， 解得 根据能量守恒，可知小球在轨道上损失的机械能为 13. 在光滑绝缘水平面上有2个带电小球，A球固定，质量 的B 球以初冲量 10N·s水平向左运动，直至速度为零，求： （1）B球的初速度大小v； （2）B球电势能的增加量 【答案】（1）5m/s （2）25J 【解析】 【小问1详解】 由动量定理有 得B球的初速度大小 【小问2详解】 B球的初动能为 由能量守恒定律有B球电势能的增加量 14. 如图甲所示，质量为m的滑块在粗糙水平面以初速度水平向右运动，在开始运动的同时受到水平向左的恒力的作用，其运动的图像如图乙所示，重力加速度大小为g，图中数据都为已知量，求： （1）水平恒力的大小F； （2）滑块与水平面间的动摩擦因数。 【答案】（1） （2） 【解析】 【小问1详解】 时间内，滑块做匀减速直线运动，有 由牛顿第二定律得 时间内，滑块做反向的匀加速直线运动，有 由牛顿第二定律得 联立解得 ， 【小问2详解】 由滑动摩擦力公式可得 解得滑块与水平面间的动摩擦因数为 15. 如图所示，图中P、Q之间的加速电压，M、N两板之间的偏转电压，电子从电子枪中逸出后沿图中虚线射入，经加速电场，偏转电场区域后，打到水平靶台的中心点C，虚线与靶台ACB在同一竖直面内，且AB的长度为10cm。已知电子质量，电荷量，偏转极板M，N长L＝20cm，间距d＝16cm，虚线距离靶台的竖直高度h＝30cm，不考虑电子的重力、电子间相互作用力及电子从电子枪中逸出时的初速度大小，不计空气阻力。 （1）求电子进入偏转电场区域时速度的大小； （2）求靶台中心点C离N板右侧的水平距离； （3）若使电子打在靶台ACB上，求M、N两板之间的电压范围（计算结果保留两位有效数字）。 【答案】（1） （2） （3） 【解析】 【小问1详解】 对电子在加速电场中的加速过程用动能定理有 解得 代入数据得 【小问2详解】 电子在偏转电场中做类平抛运动，在水平方向上做匀速直线运动，有 在竖直方向上做匀加速直线运动，有 其中加速度 解得 电子离开偏转电场后做匀速直线运动，由几何关系可知，如图 代入数据后得 【小问3详解】 由题可知，两点离板右侧的水平距离分别为 若电子刚好到达点，由几何关系有 解得 所以电子不能打到点，所以有 可得 电子刚好到达点时，由几何关系有 解得 当偏转电压为，电子离开电场时的侧移量为， 可得 综上得 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 2024—2025学年山西名校十月联合考试 高二物理 本试卷满分100分，考试用时75分钟。 注意事项： 1．答题前，考生务必将自己的姓名、考生号、考场号、座位号填写在答题卡上。 2．回答选择题时，选出每小题答案后，用铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其他答案标号。回答非选择题时，将答案写在答题卡上。写在本试卷上无效。 3．考试结束后，将本试卷和答题卡一并交回。 一、选择题：本题共10小题，共46分。在每小题给出的四个选项中，第1～7题只有一项符合题目要求，每小题4分；第8～10题有多项符合题目要求，每小题6分，全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。 1. 下面是某同学对一些公式的理解，其中正确的是（　　） A. 真空中点电荷的电场强度公式仅适用于点电荷电场，适用于任何电场 B. 电势差的比值定义式适用于任何电场，且跟、无关 C. 由公式可知，电场中某点的电势与成反比 D. 由可知，电场中任意两点，b间的距离越大，两点间电势差也一定越大 2. 设在无摩擦的桌面上置有5个相同的钢球，其中三个紧密连接排放一列，另两个一起自左方以速度正面弹性碰撞此三球，如图，碰撞后向右远离的小球个数为（ ） A. 1个 B. 2个 C. 3个 D. 4个 3. 一辆质量为20kg的玩具赛车在水平直跑道上由静止开始匀加速启动，达到额定功率后保持功率不变，其加速度a随时间t变化的规律如图所示。已知赛车在跑道上运动时受到的阻力恒为40N，赛车从起点到终点所用的时间为35s，赛车到达终点前已达到最大速度，下列说法正确的是（　　） A. 赛车匀加速行驶的距离是25m B. 赛车5s末的速度是15m/s C. 赛车5s末的功率是1000W D. 赛车匀速行驶的时间是30s 4. 如图所示的是某电场的等势面分布情况，相邻等势面电势差相等，如果把电子从b等势面移到等势面，则静电力做的功为（　　） A. 15eV B. －15eV C. 15J D. －15J 5. 如图所示，点电荷A和B带电荷量分别为和，彼此相距6cm。若在两点电荷连线中点O处放一个半径为1cm的金属球壳，静电力常量，则球壳上感应电荷在O点处产生的电场强度大小为（　　） A. B. C. D. 6. 宇宙间存在一些离其他恒星较远的三星系统。其中一种三星系统如图所示，三颗质量均为m的星体位于等边三角形的三个顶点，三角形的边长为R。忽略其他星体对它们的引力作用，三颗星体在同一平面内绕三角形中心O做匀速圆周运动，引力常量为G，则（　　） A. 每颗星体做圆周运动的线速度为 B. 每颗星体做圆周运动的周期为 C. 每颗星体做圆周运动的角速度为 D. 每颗星体做圆周运动的加速度与三颗星体的质量无关 7. 如图所示，在直角坐标系xOy中有、b、c、d四点，c点坐标为.现加上一方向平行于xOy平面的匀强电场，d点电势为8V。将一电荷量为的点电荷从a点移动到d点，电场力做的功为。将其从d点移动到b点，电场力做的功为。下列说法不正确的是（　　） A. 匀强电场的方向沿x轴正方向 B. 坐标原点O的电势为0 C. 该点电荷在c点的电势能为 D. 电场强度的大小为200V/m 8. 如图甲所示，A，B是某电场中一条电场线上的两点，一个负电荷从A点由静止释放，仅在静电力作用下从A点运动到B点，其运动的图像如图乙所示，则（　　） A. 图甲中电场线的方向由B指向A B. A点的电场强度小于B点的电场强度 C. A点的电势低于B点的电势 D. 该负电荷在A点的电势能大于其在B点的电势能 9. 甲、乙两物块沿光滑水平面在同一直线上运动并发生正碰，图为两物块碰撞前后的位移一时间图像，其中a、b分别为甲、乙两物块碰前的位移—时间图像，c为碰撞后两物块共同运动的位移-时间图像，若乙物块的质量，则由图判断，下列结论正确的是（　　） A. 甲物块的质量为6kg B. 甲物块碰撞前的动量大小为 C. 碰撞过程中甲、乙所受力的冲量相同 D. 碰撞过程中甲、乙两物块组成的系统损失的动能为15J 10. 如图所示，在足够长的光滑绝缘水平面上竖直固定一光滑绝缘、半径为R的四分之一圆弧轨道BC，B为圆弧的最低点，A点在圆弧左侧的水平面上，且A、B间距为2R。整个装置处于水平向右的匀强电场中，电场强度大小为E。一质量为，电荷量为的带正电小球从A点由静止释放，忽略空气阻力，重力加速度大小为g，则（　　） A. 小球运动到B点时的速度大小 B. 小球在圆弧BC上运动过程中的最大动能 C. 小球从离开圆弧轨道到落地过程中的最小速率 D. 小球落地点离圆弧轨道B点的距离 二、非选择题：本题共5小题，共54分。 11. 观察电容器充、放电现象的实验装置如图甲所示。电源的输出电压恒为，S是单刀双掷开关，G为灵敏电流计，为平行板电容器。 （1）当开关S接_________（填“1”或“2”）时，平行板电容器放电，流经G表的电流方向_________（填“向左”或“向右”）。 （2）将G表换成电流传感器，电容器充电完毕后再放电，其放电电流随时间变化的图像如图乙所示，已知图乙中图线所围的面积约为38个方格，可算出电容器的电容为_________F。 12. 在研究平抛运动规律时，让小钢球多次从斜槽上的挡板处由静止释放，从轨道末端抛出，落在水平地面上。某学习小组为了测量小球在轨道上损失的机械能，他们准备了一块木板，设计了如图所示的实验方案。已知木板的下端放在水平地面上且可以在地面上平移，木板与水平地面的夹角为45°。 （1）请完善下列实验步骤： ①调整轨道末端沿___________方向； ②轨道末端重垂线的延长线与水平地面的交点记为O点； ③让小球多次从轨道上滚下，平移木板使小球与木板刚好不相碰，此时木板与地面接触点记为C点； （2）用刻度尺测量小球在轨道上初位置A时到地面的高度H、小球在轨道末端B时到地面的高度h、C点到O点距离s，用天平测出小球质量m，已知当地重力加速度为g。若小球可视为质点，则小球离开B点时的速度为___________，小球在轨道上损失的机械能为___________；（用题中所给的物理量表示） 13. 在光滑绝缘水平面上有2个带电小球，A球固定，质量 的B 球以初冲量 10N·s水平向左运动，直至速度为零，求： （1）B球的初速度大小v； （2）B球电势能的增加量 14. 如图甲所示，质量为m的滑块在粗糙水平面以初速度水平向右运动，在开始运动的同时受到水平向左的恒力的作用，其运动的图像如图乙所示，重力加速度大小为g，图中数据都为已知量，求： （1）水平恒力的大小F； （2）滑块与水平面间的动摩擦因数。 15. 如图所示，图中P、Q之间的加速电压，M、N两板之间的偏转电压，电子从电子枪中逸出后沿图中虚线射入，经加速电场，偏转电场区域后，打到水平靶台的中心点C，虚线与靶台ACB在同一竖直面内，且AB的长度为10cm。已知电子质量，电荷量，偏转极板M，N长L＝20cm，间距d＝16cm，虚线距离靶台的竖直高度h＝30cm，不考虑电子的重力、电子间相互作用力及电子从电子枪中逸出时的初速度大小，不计空气阻力。 （1）求电子进入偏转电场区域时速度的大小； （2）求靶台中心点C离N板右侧的水平距离； （3）若使电子打在靶台ACB上，求M、N两板之间的电压范围（计算结果保留两位有效数字）。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $