湖南省長沙市2023-2024學(xué)年高二物理上學(xué)期第一次月考題含解析

2023-2024-1學(xué)年度高二上學(xué)期一次月考物理75分鐘滿分：100分第Ⅰ卷選擇題（共44分）一、單選題（每小題4分，共24分）1.一代代物理學(xué)家們在探究客觀世界的過程中，不斷發(fā)現(xiàn)物理規(guī)律，總結(jié)研究方法，推動了生產(chǎn)力的發(fā)展和人類文明的進(jìn)步。下列關(guān)于物理學(xué)史和物理學(xué)方法的敘述，錯誤的是（）A.“電場強(qiáng)度”概念的提出應(yīng)用了比值定義法B.牛頓發(fā)現(xiàn)了萬有引力定律，卡文迪什成功測量出了引力常量G的值C.開普勒總結(jié)了行星運動的規(guī)律，并結(jié)合第谷的數(shù)據(jù)找出了行星按照這些規(guī)律運動的原因D.法國物理學(xué)家?guī)靵鲇门こ訉嶒灠l(fā)現(xiàn)了庫侖定律【答案】C【解析】【詳解】A．“電場強(qiáng)度”概念的提出應(yīng)用了比值定義法，A正確；B．牛頓發(fā)現(xiàn)了萬有引力定律，卡文迪什成功測量出了引力常量G的值，B正確；C．開普勒結(jié)合第谷的數(shù)據(jù)總結(jié)了行星運動的規(guī)律，并未找出行星按照這些規(guī)律運動的原因，C錯誤；D．法國物理學(xué)家?guī)靵鲇门こ訉嶒灠l(fā)現(xiàn)了庫侖定律，D正確。本題選擇錯誤的，故選C。2.如圖所示，有一帶電荷量為＋q的點電荷與均勻帶電圓形薄板相距為2d，此點電荷到帶電薄板的垂線通過板的圓心。若圖中a點處的電場強(qiáng)度為零，靜電力常量為k，則圖中b點處的電場強(qiáng)度大小是（）A. B. C.0 D.【答案】A【解析】【詳解】在a處產(chǎn)生的場強(qiáng)大小為方向水平向左。據(jù)題，a點處的電場強(qiáng)度為零，與帶電薄板在a點產(chǎn)生的場強(qiáng)大小相等，方向相反，則帶電薄板在a點產(chǎn)生的場強(qiáng)大小為方向水平向右。根據(jù)對稱性可知，帶電薄板在b點產(chǎn)生的場強(qiáng)大小為方向水平向左。在b處產(chǎn)生的場強(qiáng)大小為方向水平向左，則b點處的電場強(qiáng)度大小是故選A。3.2023年5月30日9時31分，搭載神舟十六號載人飛船的長征二號F遙十六運載火箭在酒泉衛(wèi)星發(fā)射中心發(fā)射升空，飛船入軌后，于北京時間2023年5月30日16時29分，成功對接于空間站天和核心艙徑向端口，18時22分，翹盼已久的神舟十五號航天員乘組順利打開“家門”，歡迎遠(yuǎn)道而來的神舟十六號航天員乘組入駐“天宮”。如圖所示，已知空間站在距地球表面約400千米的高空繞地球做勻速圓周運動，地球半徑約為6400km，地球同步衛(wèi)星距地面高度約為36000km。下列說法正確的是（）A.空間站繞地球做圓周運動的線速度略大于第一宇宙速度B.航天員在空間站中每天大約能看到6次日出C.空間站運行的向心加速度與地球表面附近重力加速度之比約為162：172D.空間站與地球同步衛(wèi)星的線速度大小之比約為1：4【答案】C【解析】【詳解】A．第一宇宙速度是衛(wèi)星繞地球做圓周運動的最大速度，所有繞地球做圓周運動的衛(wèi)星的線速度都小于第一宇宙速度，A錯誤；C．根據(jù)結(jié)合地球表面附近物體所受重力和萬有引力的關(guān)系可知空間站運行的向心加速度與地球表面附近重力加速度之比為C正確；B．設(shè)空間站與地球同步衛(wèi)星的周期分別為、，環(huán)繞半徑分別為、，根據(jù)開普勒第三定律得航天員看日出的次數(shù)約為B錯誤；D．由萬有引力提供向心力得聯(lián)立解得D錯誤。故選C。4.如圖為某同學(xué)組裝完成的簡易多用電表的電路圖。圖中E是電池，其中電動勢為1.5V；R1、R2、R3、R4和R5是固定電阻，R6是可變電阻；表頭G的滿偏電流為250μA，內(nèi)阻為480Ω。虛線方框內(nèi)為換擋開關(guān)，A端和B端分別與兩表筆相連。該多用電表有5個擋位，5個擋位為：直流電壓1V擋和5V擋，直流電流1mA擋和2.5mA擋，歐姆×100Ω擋。下列說法正確的是（）A.圖中的A端與紅色表筆相連接B.在使用多用電表之前，調(diào)整R6使電表指針指在表盤左端電流“0”位置C.在使用多用電表歐姆擋時，中值電阻讀數(shù)表示的電阻大小為1500ΩD.根據(jù)題給條件可得R1+R2=120Ω，R4=880Ω【答案】C【解析】【詳解】A．圖中B端接內(nèi)部電源的負(fù)極，則與紅色表筆相連接，選項A錯誤；B．在使用多用電表歐姆檔之前，調(diào)整R6使電表指針指在表盤右端電阻“0”位置，選項B錯誤；C．在使用多用電表歐姆擋時，歐姆檔內(nèi)阻即中值電阻為選項C正確；D．當(dāng)B接2時，直流電流為1mA擋，根據(jù)并聯(lián)電路的電壓特點IgRg=（I-Ig）（R1+R2）解得當(dāng)B接4時，直流電壓為1V擋，串聯(lián)電路電壓特點UR＝U?IgRg＝1V?250×10?6×480V=0.88V根據(jù)歐姆定律，電阻故D錯誤。故選C。5.如圖甲所示，光滑絕緣水平面上有一帶負(fù)電荷的小滑塊，可視為質(zhì)點，在處以初速度沿x軸正方向運動。小滑塊的質(zhì)量為，帶電量為。整個運動區(qū)域存在沿水平方向的電場，圖乙是滑塊電勢能隨位置x變化的部分圖像，P點是圖線的最低點，虛線AB是圖像在處的切線，并且AB經(jīng)過（1，2）和（2，1）兩點，重力加速度g取。下列說法正確的是（）A.在處的電場強(qiáng)度大小為20V/mB.滑塊向右運動的過程中，加速度先增大后減小C.滑塊運動至處時，速度的大小為2.5m/sD.若滑塊恰好能到達(dá)處，則該處的電勢為-50V【答案】D【解析】【詳解】A．Ep-x圖像斜率的絕對值表示滑塊所受電場力的大小，所以滑塊在x=1m處所受電場力大小為解得電場強(qiáng)度大小故A錯誤；B．滑塊向右運動時，電場力先減小后增大，所以加速度先減小后增大，故B錯誤；C．滑塊從x=1m到x=3m運動過程中電勢能減小，電場力做功由動能定理得解得滑塊運動至處時，速度的大小為故C錯誤；D．若滑塊恰好到達(dá)x=5m處，則滑塊恰好到達(dá)x=5m處則滑塊從x=1m到x=5m運動過程中由解得滑塊到達(dá)處的電勢能處的電勢為故D正確。故選D。6.如圖所示的電路中，電源電動勢為E，內(nèi)阻為r，R1、R2為定值電阻，R1>r，R3為滑動變阻器，C為下極板接地的平行板電容器，電表均為理想電表。初始狀態(tài)的S1和S2均閉合，滑片P位于中點，此時兩極板之間的固定帶電油滴M所受電場力恰好與重力平衡。下列說法正確的是（）A.現(xiàn)保持S1閉合，將S2斷開。滑片P向下移動，則A1示數(shù)和電源效率均減小B.現(xiàn)保持S1閉合，將S2斷開?；琍向上移動，則電源總功率和輸出功率均增大C.保持S1、S2閉合，將上極板向下平移一小段距離，則V示數(shù)不變，帶電油滴M的電勢能增大D.保持S1、S2閉合，將下極板向下平移一小段距離，則油滴所在處的電勢增大，流過A2的電流方向為a→b【答案】B【解析】【詳解】A．現(xiàn)保持S1閉合，將S2斷開?；琍向下移動，滑動變阻器的阻值增大，根據(jù)串反并同規(guī)律，A1示數(shù)減??；電源的效率為滑動變阻器的阻值增大，外電路電阻增大，電源效率增大，A錯誤；B．現(xiàn)保持S1閉合，將S2斷開?；琍向上移動，滑動變阻器的阻值減小，根據(jù)串反并同規(guī)律，通過電源的電流增大，根據(jù)，電源總功率增大；因為，外電路的總電阻值逐漸接近電源的內(nèi)阻，電源的輸出功率增大，B正確；C．僅將上極板向下平移一小段距離，則V的示數(shù)始終等于滑動變阻器兩端電壓，保持不變；僅將上極板向下平移一小段距離，電容器兩端電壓不變，根據(jù)，電容器內(nèi)電場強(qiáng)度增大，油滴與下極板之間的電勢差增大，油滴所在處的電勢升高，根據(jù)帶負(fù)電油滴M的電勢能減小，C錯誤；D．僅將下極板向下平移一小段距離，電容器兩極板之間的電勢差不變，電容器內(nèi)的電場強(qiáng)度減小，油滴與上極板之間的電勢差減小，油滴與下極板之間的電勢差增大，油滴所在處的電勢升高，電勢能減??；根據(jù)解得僅將下極板向下平移一小段距離，d增大，Q減小，電容器放電，流過A2的電流方向為b→a，D錯誤。故選B。二、多選題（每小題5分，共20分，全部選對的得5分，選對但不全的得3分，選錯或不選的得0分）7.一段粗細(xì)均勻的導(dǎo)體的橫截面積為S，流過其中的電流強(qiáng)度恒為I，導(dǎo)體每單位體積內(nèi)的自由電子數(shù)為n，每個自由電子所帶的電荷量為e，自由電子沿著導(dǎo)體定向移動的平均速率為v。在時間內(nèi)，通過導(dǎo)體橫截面的自由電子數(shù)為（）A. B. C. D.【答案】AD【解析】【詳解】AB．時間內(nèi)，電子定向移動的距離通過導(dǎo)體橫截面的自由電子數(shù)解得A正確，B錯誤；CD．根據(jù)解得C錯誤，D正確。故選AD。8.蹦床是小朋友喜歡的戶外運動項目。如圖所示，一質(zhì)量為m的小朋友，某次彈跳中從床面上方高h(yuǎn)1處由靜止落下，下落的時間為t1，落到床面上屈伸彈起后離開床面的最大高度為h2，上升的時間為t2。已知h2>h1，重力加速度為g，不計空氣阻力，此過程中（）A.床面對小朋友彈力的最大值為mgB.小朋友所受重力的沖量為C.小朋友離開床面時的速度大小為D.小朋友的機(jī)械能增加了【答案】CD【解析】【詳解】A．小朋友在最低點時，床面對小朋友的彈力最大，從最低點向上運動時，先做加速運動，彈力的最大值大于mg，故A錯誤；

B．小朋友重力的沖量其中?t為小朋友與床面的作用時間，故B錯誤；

C．小朋友離開床面后做豎直上拋運動，離開床面的最大高度為h2，根據(jù)功能關(guān)系可得：mv2=mgh2解得離開床面時的速度大小為故C正確；

D．根據(jù)功能關(guān)系可得小朋友的機(jī)械能增加了ΔE=mgh2-mgh1=mg(h2-h1)故D正確。

故選CD。9.如圖，一電子僅在電場力作用下運動，經(jīng)過a時的動能為12eV，從a到d的過程中克服電場力所做的功為6eV。虛線a、b、c、d、f代表勻強(qiáng)電場內(nèi)間距相等的一組等勢面，已知平面b上的電勢為4V。下列說法正確的是（）A.平面d上的電勢為零B該電子一定能到達(dá)平面fC.該電子經(jīng)過平面c時，其電勢能為-2eVD.該電子經(jīng)過平面a時的速率是經(jīng)過d時的2倍【答案】AC【解析】【詳解】A．依題意，已知等勢面b上的電勢為4V，可得電子在該等勢面上的電勢能為-4eV，由于從a到d的過程中電子克服電場力所做的功為6eV，則電子的動能減小6eV，電勢能增加6eV，可得電子從a到d通過相鄰等勢面，動能均減少2eV，電勢能均增加2eV，由于電子具有的能量等于動能與電勢能之和，所以可得電子在等勢面b上具有的能量為根據(jù)能量守恒，則平面d上有可得則平面d上的電勢為零，故A正確；B．由于該電子到達(dá)平面d時的動能為6eV，電子從a到d通過相鄰等勢面，動能均減少2eV，則到達(dá)平面f時動能為2ev，由于題中沒有說明電子如何運動，則不一定能到達(dá)f平面，故B錯誤；C．根據(jù)能量守恒可得，該電子經(jīng)過平面c時，其電勢能滿足可得故C正確；D．根據(jù)前面選項分析，可知該電子經(jīng)過平面d時的動能為則可得故D錯誤。故選AC。10.如圖所示，滑塊A和足夠長的木板B疊放在水平地面上，A和B之間的動摩擦因數(shù)是B和地面之間的動摩擦因數(shù)的4倍，A和B的質(zhì)量均為m?，F(xiàn)對A施加一水平向右逐漸增大的力F，當(dāng)F增大到F0時A開始運動，之后力F按圖乙所示的規(guī)律繼續(xù)增大，圖乙中的x為A運動的位移，已知最大靜摩擦力等于滑動摩擦力。對兩物塊的運動過程，以下說法正確的是（）A.當(dāng)F＞2F0，木塊A和木板B開始相對滑動B.當(dāng)F＞F0，木塊A和木板B開始相對滑動C.自x=0至木板x=x0木板B對A做功大小為D.x=x0時，木板B的速度大小為【答案】D【解析】【詳解】AB．設(shè)A、B之間的最大摩擦力為，B與地面之間的最大摩擦力為，由于最大靜摩擦力等于滑動摩擦力，則可知，當(dāng)F增大到F0，A開始運動時，B也和A一起滑動。則當(dāng)A、B發(fā)生相對滑動時，A、B之間的摩擦力達(dá)到最大靜摩擦力，整體隔離法得聯(lián)立解得故AB錯誤；CD．木板自x=0至x=x0過程中，A、B沒有發(fā)生相對滑動，整體動能定理得對A用動能定理，得聯(lián)立解得，故C錯誤，D正確。故選D。第Ⅱ卷非選擇題（共56分）三、實驗題（11小題5分；12小題11分）11.如圖所示甲為“研究斜槽末端小球碰撞時的動量守恒”的實驗。（1）彈性小球1的質(zhì)量為m1，彈性小球2的質(zhì)量為m2，下列做法有助于減小實驗誤差的是_____A．斜槽軌道必須是光滑的B．兩球的質(zhì)量應(yīng)滿足m1大于m2C．讓入射小球的直徑大于被碰小球的直徑D．同一組實驗中，入射小球必須從同一位置由靜止釋放（2）如圖乙所示，碰撞前后落點的位置為P、M和N，測量OP、OM和ON的距離，滿足關(guān)系式____________________________，即可驗證兩球碰撞前后動量守恒?！敬鸢浮竣?BD##DB②.m1?OP=m1?OM+m2?ON【解析】【詳解】（1）[1]A．斜槽軌道不一定必須是光滑的，只要小球到達(dá)底端時速度相同即可，選項A錯誤；B．為防止入射球碰后反彈，則兩球的質(zhì)量應(yīng)滿足m1大于m2，選項B正確；C．為保證兩球能發(fā)生正碰，則讓入射小球的直徑等于被碰小球的直徑，選項C錯誤；D．同一組實驗中，入射小球必須從同一位置由靜止釋放，以保證入射球小球到達(dá)底端時速度相同，選項D正確。故選BD。（2）[2]若碰撞過程動量守恒，設(shè)小球m1的初速度為正方向，根據(jù)動量守恒定律應(yīng)滿足m1v0=m1v1+m2v2小球做平拋運動豎直位移相同，故運動時間相同，由x=vt可知，平拋初速度與水平位移成正比，故應(yīng)滿足的表達(dá)式為m1?OP=m1?OM+m2?ON12.新能源汽車已經(jīng)普遍走進(jìn)了我們的生活，某校學(xué)生實驗小組通過網(wǎng)絡(luò)找到了比亞迪“秦”電池銘牌，電池采用的是比亞迪刀片電池技術(shù)。已知該車內(nèi)的整塊動力電池的額定電壓為320V，額定容量為26A·h，整塊動力電池是由100塊電芯串聯(lián)而成?，F(xiàn)將一塊電芯拆解出來，測量其電動勢E和內(nèi)阻r。（1）實驗前利用1A恒流電源對一塊電芯進(jìn)行充電，充滿的時間要________h。（2）為了能較準(zhǔn)確的測量一塊電芯的電動勢E和內(nèi)阻r，該同學(xué)設(shè)計了一個可以排除電流表A和電壓表V內(nèi)阻影響的實驗方案，如圖1所示，記錄了單刀雙擲開關(guān)S2分別接1、2對應(yīng)的多組電壓表的示數(shù)U和電流表的示數(shù)I，根據(jù)實驗記錄的數(shù)據(jù)繪制如圖2中所示的A、B兩條U-I圖線，可以判斷圖線A是利用單刀雙擲開關(guān)S2接________（選填“1”或“2”）中的實驗數(shù)據(jù)描出的，綜合A、B兩條圖線，此電芯的內(nèi)阻r=_______（用圖中EA、EB、IA、IB表示）。（3）考慮到刀片電池電芯的內(nèi)阻較小，為了防止調(diào)節(jié)滑動變阻器電阻過小時由于電流過大而損壞器材，該同學(xué)在電路中用了一個保護(hù)電阻R0，如圖3所示，除電芯、開關(guān)、導(dǎo)線外，可供選擇使用的實驗器材還有：A.電流表（量程0.6A）B.電流表（量程3A）C.電壓表（量程3V）D.電壓表（量程15V）E.定值電阻（阻值2Ω，額定功率2W）F.定值電阻（阻值20Ω，額定功率20W）G.滑動變阻器（阻值10Ω）H.滑動變阻器（阻值100Ω）為了器材的安全、測量的準(zhǔn)確和操作的方便，電流表應(yīng)選_______；定值電阻R0選_______；滑動變阻器R應(yīng)選________。（填儀器前的字母）【答案】①.0.26②.1③.④.A⑤.E⑥.G【解析】【詳解】（1）[1]一塊電芯額定容量為則用1A恒流電源充電，充滿的時間要（2）[2][3]當(dāng)S2接1時，誤差在于電流表的分壓，所測內(nèi)阻等于電源內(nèi)阻與電流表內(nèi)阻之和，所以內(nèi)阻測量值比真實值偏大；當(dāng)S2接2時，誤差在于電壓表的分流，所測內(nèi)阻等于電源與電壓表并聯(lián)的總電阻，所以內(nèi)阻測量值比真實值偏小。由于U?I圖線斜率的絕對值表示內(nèi)阻，即S2接1時的圖線陡峭一些，可以判斷圖線A是利用單刀雙鄭開關(guān)S2接1中的實驗數(shù)據(jù)描出的，內(nèi)阻測量值比真實值偏大。S2接1時，所測電動勢為電流表與電源串聯(lián)后整體的等效電源的電動勢，即S2接1時的電動勢的測量值等于真實值，即有由于S2接2時，當(dāng)電路短路時，電壓表沒有分壓，即此時的電流的測量值與真實值相等，結(jié)合上述可知，電源的真實的U?I圖線是A圖線縱軸交點與B圖線橫軸交點的連線，可知（3）[4][5][6]由題給器材R0只能選定值電阻（阻值2Ω，額定功率2W）或定值電阻（阻值20Ω，額定功率20W），根據(jù)P=I2R可知為了保證R0的安全，最大電流不超過1A，因此電流表應(yīng)選A(量程0.6A)；一塊電芯的電動勢為因此電壓表應(yīng)選C(量程3V)；電壓最高為3V，如果選擇20Ω的定值電阻，最大電流低于0.15A，電路電流太小，影響實驗的準(zhǔn)確性，所以定值電阻應(yīng)選E(阻值2Ω、額定功率2W)；滑動變阻器如果選H(阻值100Ω)，調(diào)節(jié)很不方便，所以應(yīng)選G(阻值10Ω)。四、計算題（第13題10分，第14題14分，第15題16分）13.長沙市岳麓區(qū)某中學(xué)校園體育節(jié)已經(jīng)拉開帷幕，其中男子九人制足球賽也將隨之舉行。如圖所示，小廖同學(xué)正在練習(xí)用頭顛球。某一次足球由靜止下落0.6m，被重新頂起，離開頭部后豎直上升至1m處。已知足球與頭部的作用時間為0.1s，足球的質(zhì)量為0.4kg，足球在空中時空氣阻力為1N，大小不變，其他時間空氣阻力不計。重力加速度g取10m／s2，在此過程中，求：（1）足球在空中下落過程中空氣阻力對它的沖量大小；（2）足球與頭部作用過程中，頭對足球的平均作用力。【答案】（1）0.4N·s；（2）36N，方向豎直向上【解析】【詳解】（1）足球由靜止下落過程，根據(jù)牛頓第二定律解得足球在空中下落過程中空氣阻力對它的沖量大?。?）足球被頂起的上升過程，根據(jù)牛頓第二定律解得足球下落過程的末速度大小為足球被頂起的初速度大小為所以足球與頭部作用過程中，合力對足球的沖量為合力對足球的沖量為解得頭部對足球的作用力大小為36N，方向豎直向上。14.如圖所示，在豎直平面內(nèi)固定的圓形絕緣軌道的圓心為O，半徑為r，內(nèi)壁光滑，A、B兩點分別是圓軌道的最低點和最高點。該區(qū)間存在方向水平向右的勻強(qiáng)電場，一質(zhì)量為m、帶負(fù)電的小球在軌道內(nèi)側(cè)做完整的圓周運動（電荷量不變），經(jīng)過C點時速度最大，O、C連線與豎直方向的夾角，重力加速度為g。求：（1）小球所受的靜電力大??；（2）小球在A點的速度為多大時，小球經(jīng)過B點時對圓軌道的壓力最小；（3）在（2）的條件下，小球經(jīng)過B點時對圓軌道的壓力的最小值。【答案】（1）；（2）；（3）【解析】【詳解】（1）已知帶電小球在光滑的豎直圓軌道內(nèi)做完整的圓周運動，經(jīng)C點時速度最大，因此，C點是豎直平面內(nèi)圓周運動的等效“最低點”，也就是小球在C點電場力和重力的合力則背離圓心的方向，如圖：則有因此電場力為（2）要小球經(jīng)B點時對軌道的壓力最小，則以最小速度經(jīng)過D點，D點豎直平面內(nèi)圓周運動的等效“最高點”，恰好能完整的做圓周運動，在“最高點”有最小速度，即解得小