湖南省常德市第一中学2024-2025学年高二上学期第二次月水平检测物理试题

常德市一中 2024 年下学期高二年级第二次月水平检测物理答案 一、选择题 1.D 2.D 3.D 4.B 5.A 6.C 7.AD 8.BD 9.BC 10.BC 2.电场线的疏密表示电场强度的大小，根据题图可知，P点电场强度大小等于 Q点电场强度大小， 但是两点电场强度的方向不同，则电场强度不相同，故 A 错误；同理，M点的电场线较 N点 密，可知 M点的电场强度大于 N点的电场强度，故 B错误；根据电场线的方向可知，右边的 点电荷带负电，但是电荷量小于左边的点电荷的电荷量，故 C错误；依据 E＝k q r2 及电场强度 叠加原理，则两点电荷连线的中点处的电场强度大小为 E 合＝3k q r2 ，故 D正确。 3.由于电容器接在恒压直流电源的两极上，因此熔喷布变薄或变厚，电容器两端电压都不会变， A 错误；由电容器电容的决定式 C＝ εrS 4πkd 可知，当熔喷布的厚度变薄时，导致相对介电常数εr 变小，电容器的电容 C变小，B错误；由于电容器接在恒压直流电源的两极上，两个极板间的 电压不变，上、下两个极板的上下位置均固定，由 E＝U d 可知，A、B两个极板间的电场强度不 变，C错误；当熔喷布变厚时，导致相对介电常数εr变大，电容 C变大，电压 U不变，由 Q＝ CU，可知电容器的两极板所带电荷量 Q增加，则会有自 b向 a的充电电流流过灵敏电流计，D 正确。 4.在电流变化时线圈才会产生自感电动势，回路接通的状态时回路中电流不变化，线圈两端不会 产生感应电动势。当回路断开时电流要立即减小到零，但由于线圈的自感现象会产生感应电动 势，则线圈两端会对人产生电击感，故 A错误；由题意可知，刘伟能感觉到电击感，说明线圈 产生了自感电动势，即两手之间瞬间有高电压，从而形成自感电流，故 B正确；刘伟受到电击 的同时，多用电表不可能被烧坏，因为多用电表已断开，故 C错误；当李辉触摸线圈两端时， 线圈中已无电流，不再有自感电动势，所以没有什么感觉，故 D错误。 5.设导轨平面与水平面的夹角为θ，导体棒向上做匀加速运动，则 F-� 2�2�� � -mgsin θ=ma 即 F=� 2�2� � t+ma+mgsin θ，选项A正确；力F的功率P=Fv=(� 2�2� � t+ma+mgsin θ)at=� 2�2�2 � t2+m(a2+agsin θ)t 则 P-t 图像为开口向上的抛物线，选项 B错误；产生的感应电流 I=���� � 则 I-t 图像是过原点 的直线，选项 C错误；电阻 R上产生的热量Q=I2Rt=� 2�2�2 � t3，则Q-t 图像一定不是过原点的直 线，选项D错误。 6.加速电压为 U0，磁场的磁感应强度为 B，离子的电荷量为 q，质量为m，运动半径为 R，则由 qU0= 1 2 mv2，qvB=m� 2 � ，解得 R=1 � 2�� � ，由此式可知，在 B、q、U相同时，m小的半径小，所 以钙 40 半径小，钙 43 半径大；在m、B、q相同时，U大半径大。设钙 40 质量为m1，电压为 U0+ΔU时，最大半径为R1；钙43质量为m2，电压为U0-ΔU时，最小半径为R2，则R1= 1 � 2�1(�0+Δ�) � ， R2= 1 � 2�2(�0−Δ�) � ，令 R1=R2，则m1(U0+ΔU)=m2(U0-ΔU)，解得ΔU= �2−�1 �2+�1 U0= 43−40 43+40 U0= 3 83 U0，故选 C。 7.开关 S闭合后，在滑动变阻器 R0的滑动端向下滑动的过程中，滑动变阻器接入电路的阻值减小， 电路的总阻值减小，电路的总电流 I增大，内电路的电压 Ir增大，路端电压 U减小，即电压表 示数减小；R1分压 IR1变大，R2两端的电压减小，故电流表的示数减小，流过 R0的电流增大。 故选 A、D。 8.当滑动变阻器接入电路的有效阻值为 3 Ω时与阻值为 R2时消耗的功率相等，则有( E 3＋R＋r )2×3 ＝( E R2＋R＋r )2×R2，解得 R2＝12 Ω(R2＝3 Ω舍去)，A错误；将 R看成电源的内阻，据外电路电 阻等于电源内阻时电源输出功率最大知，当等效电源的内外电阻相等时滑动变阻器消耗的功率 最大，由题图乙知，当 Rr＝R＋r＝4 Ω＋2 Ω＝6 Ω时，滑动变阻器消耗的功率 P最大，最大功 率为 P2＝ E2 [2R＋r]2 (R＋r)＝ E 2 4R＋r ＝1.5 W，B正确；根据 B选项可知，当 Rr＝6 Ω时滑动变阻 器消耗的功率 P最大，但此时电路中的电流不是最大，电源输出功率不是最大，C 错误；当 Rr＝0时，电路中电流最大，且最大值为 Imax＝ E R＋r ＝1 A，此时电源的输出功率最大为 Pm＝Imax2R ＝4 W小于 4.5 W，所以无论如何调整滑动变阻器 Rr的阻值，电源的输出功率都不可以达到 4.5 W，D正确。 9.风的速度由 v 变成 0，根据Δp＝m·Δv，可得风的动量变化量不为零，A错误；在Δt时间内，风 柱的质量为 m＝v·Δt·Sρ，设平面对风的力大小为 F，规定逆风方向为正方向，根据动量定理有 FΔt＝0－m(－v)＝v2·Δt·Sρ，解得 F＝ρSv2，根据牛顿第三定律可得此平面受到的风力大小为 F′ ＝F＝ρSv2，所以若风速减小为原来的1 2 ，根据上式可得此平面受到的风力减小为原来的 1 4 ，B、 C正确；风对机身平面的冲量与机身平面对风的冲量大小相等，方向相反，D错误。 10.由对称性，因点电荷射入磁场时初速度方向不是沿半径方向，则该点电荷离开磁场时速度方向 的反向延长线也不会通过O点，选项 A错误；点电荷在磁场中的运动轨迹如图(a)所示，由几何 关系可知，该点电荷在磁场中的运动半径 r=1 2 R，则运动时间为 t= π� �0 = π� 2�0 ，选项 B 正确；根据 qv0B=m �02 � ，解得该点电荷的比荷为� � =2�0 �� ，选项 C正确；若磁场反向， 点电荷在磁场中的运动轨迹如图(b)，设点电荷在磁场中运动轨迹所对 的圆心角为 2θ，则由几何关系和正弦定理有 � sin� = � 2 sin(60°−�) ，解得 tan θ= 3 2 <1=tan 45°，则 2θ< π 2 ， 该点电荷在磁场中运动的时间 t< π� 4�0 ，选项D错误。 二、实验题 11.(1) � �� + 1 � (2)2.9 0.70 (3)电压表分流 偏小 12.（1）AC （2）m1·OP＝m1·OM＋m2·ON 三、计算题 13.(1) 2Mgl M＋m (2) ml M＋m 解析 (1)取水平向右为正方向，设当小球到达最低点时其速度大小为 v1，此时小车的速度大小为 v2，根据动量守恒定律与能量守恒定律得 0＝Mv2－mv1，mgl＝1 2 mv12＋1 2 Mv22 解得 v1＝ 2Mgl M＋m (2)当小球到达最低点时，设小球向左移动的距离为 x1，小车向右移动的距离为 x2，根据动量守恒 定律有： mx1 t ＝Mx2 t ，而且 x1＋x2＝l 解得：x2＝ ml M＋m 。 14.(1)0.5 (2)0.4 m/s 0.112 J 解析 (1)由题图乙可知，0~0.2 m内金属棒在磁场区域上方运动，摩擦力做功导致其机械能减小， 可得ΔE=-μmgxcos 37°，解得μ=0.5 (2)金属棒进入磁场后，做加速度减小的加速运动，加速度为零时，金属棒的速度达到最大，此后 安培力恒定，则金属棒的机械能均匀减小，结合题图乙可知，x=0.4 m时，恰好是金属棒加速度 为零的时候，则有 mgsin 37°=μmgcos 37°+B 2L2v R ，解得 v=0.4 m/s 金属棒在磁场中运动的过程对应题图乙 0.2~0.6 m内图线，由能量守恒可得 ΔE' =μmgx'cos 37°+Q 解得 Q=0.112 J。 15.（1）�� 3�� ；（2） 1 + 3 �；（3）0.5��；（4）见解析 【详解】（1）根据 qvB = m v2 r 得 r = mv qB = d 如图 当粒子与收集板相遇位置在粒子源正下方A点时，弦长最短，圆心角为最小为 60°，时间最短， 即 tmin = 60 360 T = 1 6 2πm qB = πm 3qB （2）粒子与收集板相遇的最左端 B和最右端 C如图所示，由几何关系，收集板上能接收到粒子 区域的长度为 L = d + 3d = 1 + 3 d （3）由图可知 粒子轨迹与收集板的两个切点为 D点与 C点，打在D点的粒子在粒子源发射速度 v1 的方向竖直向上，打在 C 点的粒子在 粒子源发射速度 v2 的方向竖直向下。v1 与 v2 的方向的夹角为 180°，发射速度方向 v1 与 v2 的 夹角之间的粒子均能打在收集板上，故每秒内到达收集板的粒子粒子数为 n = 180° 360° N = 1 2 N 则每秒内收集板收集的粒子电荷量就等于通过电流表的电流大小 I，可得 I = 0.5Nq （4）粒子源左右两侧的粒子不可能都逆时针转动且垂直到达收集板，所以两侧需要存在不同方 向的匀强磁场。使粒子垂直到达收集板的条件是：粒子射出磁场时的方向与收集板垂直，出射点 的集合为半径为 d的圆形，故磁场区域为半径为 d的圆形区域，即粒子源两侧磁场面积均为πd2， 且方向分别垂直纸面向里和垂直纸面向右。如图所示 常德市一中2024年下学期高二年级第二次月水平检测 物 理 (时量：75分钟 满分：100分 命题与审题：高二年级物理备课组) 一、选择题（本题包括10小题，共44分。1~6题为单选题，每小题4分；7~10题为多选题，每小题5分，选不全得3分，选错或不选得0分。） 1．在电磁学发展的过程中，许多科学家做出了贡献。下列说法正确的是(　　) A．法拉第发现了电流的磁效应 B．楞次发现了电磁感应现象 C．麦克斯韦证实了电磁波的存在 D．库仑发现了点电荷间的相互作用规律，密立根通过油滴实验测定了元电荷的数值 2．如图所示是一对不等量异种点电荷的电场线分布图，电荷量大小分别为q和2q，图中两点电荷连线长度为2r，P、Q两点关于两电荷连线对称。由图可知(k为静电力常量)(　　) A．P、Q两点的电场强度相同 B．M点的电场强度小于N点的电场强度 C．右边的点电荷带电荷量为－2q D．两点电荷连线的中点处的电场强度大小为3k 3．近年来医用口罩需求陡增，熔喷布是医用口罩的最核心的材料。工厂在生产熔喷布时为了实时监控其厚度，通常要在生产流水线上设置如图所示传感器，其中A、B为平行板电容器的上、下两个极板，上下位置均固定，且分别接在恒压直流电源的两极上，G是灵敏电流计。熔喷布匀速从两极板间穿过，当熔喷布的厚度变薄时会导致相对介电常数变小，则熔喷布(　　) A．突然变薄，电容器两端电压会变大 B．突然变薄，电容器的电容会变大 C．突然变厚，A、B两个极板间的电场会变弱 D．突然变厚，会有自b向a的电流 4．如图，李辉用多用电表的欧姆挡测量一个变压器线圈的电阻，以判断它是否断路。刘伟为了使李辉测量方便，没有注意操作的规范，用两手分别握住线圈裸露的两端让李辉测量。测量时表针摆过了一定角度，李辉由此确认线圈没有断路。正当李辉把多用电表的表笔与被测线圈脱离时，刘伟突然惊叫起来，觉得有电击感。李辉很奇怪，用手摸摸线圈两端，没有什么 感觉，再摸摸多用电表的两支表笔，也没有什么感觉。关于这个过程，下列说法正确的是(　　) A．刘伟被电击时变压器线圈中的电流瞬间变大 B．刘伟有电击感是因为两手之间瞬间有高电压 C．刘伟受到电击的同时多用电表将被烧坏 D．李辉触摸线圈两端没有什么感觉是因为他的皮肤干燥，身体电阻大 5．如图所示，倾斜放置的光滑平行足够长的金属导轨MN、PQ间静置一根质量为m的导体棒，阻值为R的电阻接在M、P间，其他电阻忽略不计，磁感应强度为B的匀强磁场垂直导轨平面向下。t=0时对导体棒施加一个沿导轨平面向上且垂直于导体棒的力F，使得导体棒能够从静止开始向上做匀加速直线运动，导体棒始终与导轨垂直且接触良好，则在导体棒向上运动的过程中，施加的力F、力F的功率P、产生的感应电流I、电阻R上产生的热量Q随时间变化的图像正确的是(　　) 6．质谱仪可测定同位素的组成。现有一束二价钙40和二价钙43离子经电场加速后，沿着与磁场边界垂直的方向进入匀强磁场中，如图所示，测试时规定加速电压大小为U0，但在实验过程中加速电压有较小的波动，可能偏大或偏小ΔU. 为使钙40和钙43打在照相底片上的区域不重叠，不计离子的重力及离子间的相互作用，则ΔU不得超过(　　) A． U0 B． U0 C． U0 D．U0 7．如图所示电路，电源内阻不可忽略，电表均为理想电表。开关S闭合后，在滑动变阻器R0的滑动端向下滑动的过程中(　　) A．电压表与电流表的示数都减小 B．电压表与电流表的示数都增大 C．流过R2电流变大，流过R0电流变小 D．流过R1电流变大，流过R0电流变大 8．如图甲所示的电路，电源电动势E＝6 V，内阻r＝2 Ω，定值电阻R＝4 Ω。已知滑动变阻器消耗的功率P与其接入电路的有效阻值Rr的关系如图乙所示，下列说法正确的是(　　) A．图乙中R2＝9 Ω B．图乙中滑动变阻器的最大功率P2＝1.5 W C．滑动变阻器消耗的功率P最大时，电源输出功率也最大 D．无论如何调整滑动变阻器Rr的阻值，都无法使电源的输出功率达到4.5 W 9．2022年5月14日，C919大飞机在上海浦东机场第四跑道起飞，并安全降落。这也意味着中国按照国际民航规章自行研制、具有自主知识产权的第一架大型喷气式民用C919大飞机首次飞行试验圆满成功。C919的成功一部分得益于我国拥有强大的风洞测试系统。在某次风洞测试中，飞机始终保持水平静止状态，风以速度v垂直打到机身面积为S的平面上，且速度立即减为零。已知气流密度为ρ，则(　　) A．风的动量变化量为零 B．此平面受到的风力大小为ρSv2 C．若风速减小为原来的，则此平面受到的风力减小为原来的 D．风对机身平面的冲量与机身平面对风的冲量相同 10．在纸面内半径为R的圆形区域中充满了垂直于纸面向里、磁感应强度为B的匀强磁场，一点电荷从图中A点以速度v0沿水平方向垂直磁场入射，速度方向与半径方向的夹角为30°，经磁场偏转后刚好能从C点(未画出)反向射出，不计点电荷的重力，下列说法正确的是(　　) A．该点电荷离开磁场时速度方向的反向延长线通过O点 B．该点电荷在磁场中的运动时间为 C．该点电荷的比荷为 D．若磁场反向，则该点电荷在磁场中运动的时间大于 二、实验题（本题包括2小题，每空2分，共14分） 11．某学习小组的同学们想利用电压表和电阻箱测量一电池组的电动势和内阻，他们找到的实验器材如下： A.待测电池组； B.电压表量程，内阻约； C.电阻箱阻值范围； D.开关、导线若干。 实验步骤如下： 将电池组与其余实验器材按图甲所示电路连接； 调节电阻箱阻值，闭合开关，待示数稳定，后记录电阻箱的阻值和电压表的数值后立即断开开关； 改变电阻箱的阻值，重复实验，计算出相应的和，绘制出关系图线如图中的直线所示。请回答下列问题： 根据闭合电路欧姆定律，可以得到与的关系表达式为________用、和表示； 根据实验数据绘制的图线由图像得出电池组的电动势________、内电阻________。结果保留两位有效数字 本实验系统误差产生的原因是________选填“电压表分压”“电压表分流”或“电阻箱分压”，内阻测量值比真实值________选填“偏大”“偏小”或“相等”。 12．在验证动量守恒定律的实验研究过程中：小明用“碰撞实验器”验证动量守恒定律，实验装置如下图所示，研究两个小球在轨道水平部分碰撞前后的动量关系。O是小球抛出时球心在地面上的垂直投影点，实验时，小明先让入射小球m1多次从斜轨上S位置由静止释放，找到其落地点的平均位置P，测量平抛的水平位移OP。然后把被碰小球m2静置于水平轨道的末端，再将入射小球m1从斜轨上S位置由静止释放，与小球m2相撞，多次重复实验，找到两小球落地的平均位置M、N。 （1）下列器材选取或实验操作符合实验要求的是________。 A．选用两球的质量应满足m1>m2 B．可选用半径不同的两小球 C．小球m1每次必须从斜轨同一位置释放 D．需用秒表测量小球在空中飞行的时间 （2）在某次实验中，测量出两小球的质量分别为m1、m2，三个落点的平均位置与O点的距离分别为OM、OP、ON。在实验误差允许范围内，若满足关系式________________________，即验证了碰撞前后两小球组成的系统动量守恒。(用测量的物理量表示) 三、计算题（本题包括3小题，第13题12分，第14题14分，第15题16分，共42分。） 13．如图所示，在光滑水平面上有一小车，小车上固定一竖直杆，总质量为M，杆顶系一长为l的轻绳，绳另一端系一质量为m的小球，绳被水平拉直处于静止状态，小球处于最右端。将小球由静止释放，重力加速度为g，求： （1）小球摆到最低点时小球速度的大小； （2）小球摆到最低点时小车向右移动的距离。 14．如图甲所示，两平行金属导轨ab、cd与水平面的夹角为37°，间距L=0.5 m，a、c间接阻值R=2 Ω的定值电阻，在轨道间加一宽为l=0.4 m的有界匀强磁场，磁场方向垂直于轨道平面向上，磁感应强度大小B=2 T，边界与斜面底边平行。现将质量m=0.1 kg的金属棒MN垂直放置于导轨上，并由静止释放，金属棒始终与导轨垂直且接触良好，从金属棒开始运动到离开磁场的过程中，金属棒的机械能E和位移x之间的关系如图乙所示，0~0.2 m、0.4~0.6 m内的图线为直线。取斜面底边重力势能为零，不计轨道和棒的电阻，重力加速度取10 m/s2。 sin 37°=0.6，cos 37°=0.8。求：（1）金属棒与斜面间的动摩擦因数；（2）金属棒穿过磁场的过程中，棒的最大速率及回路中产生的焦耳热。 15．粒子源S能够在纸面内连续不断同时向各个方向均匀发射电荷量为q，质量为m，速率都为的正粒子。粒子收集板MN足够长，水平置于粒子源的正下方，收集板与一灵敏理想电流表G相连接在大地上，收集板与粒子源的间距为d。整个空间存在垂直纸面向里的匀强磁场，磁感应强度大小为B。粒子源每秒内可以发射N个粒子，不计粒子的重力及各个粒子之间的相互作用力，求解以下问题： （1）能打在收集板上的粒子在磁场中运动的最短时间tmin； （2）收集板上能接收到粒子区域的长度L； （3）通过电流表的电流大小I； （4）请你重新设计一种面积最小的磁场区域（磁感应强度的大小不变），使所有粒子都能打在收集板上，且打在收集板上时粒子的速度方向都垂直于收集板，在答卷纸上画出你所设计的磁场区域和方向。 常德市一中2024年下学期高二年级第二次月水平检测 第 1 页 共 1 页 学科网（北京）股份有限公司 $$