湖南省邵阳市邵东市重点中学2023-2024学年高二上学期12月月考物理试题（含答案）

邵东市重点中学2023-2024学年高二上学期12月月考
物 理
本试卷共6页。全卷满分100分，考试时间75分钟。
一、选择题：本题共6小题，每小题4分，共24分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。
1．在物理学的发展过程中，科学家们创造出了许多物理学研究方法，以下关于所用物理学研究方法的叙述正确的是（ ）
A．在不需要考虑带电物体本身的大小和形状时，用点电荷来代替物体的方法叫微元法
B．15世纪以前的学者们总是通过思辩性的论战决定谁是谁非，是牛顿首先采用了以实验检验猜想和假设的科学方法
C．在推导匀变速直线运动位移公式时，把整个运动过程划分成很多小段，每一小段近似看作匀速直线运动，然后把各小段的位移相加，这里采用了理想模型法
D．伽利略认为自由落体运动就是物体在倾角为90°的斜面上的运动，再根据铜球在斜面上的运动规律得出自由落体的运动规律，这是采用了实验和逻辑推理相结合的方法
2．如图，在固定光滑斜面的底端分别以相同大小的初速度释放两个完全相同的小球A、B，小球可视为质点。A的初速度沿斜面向上，B的初速度与斜面有一定的夹角，到达顶端时速度恰好垂直斜面。不计空气阻力，针对两小球从斜面底端运动到顶端的过程，下列说法正确的是（ ）
A．两球所受合力做的功相同 B．两球所受合力的冲量相同
C．两球重力做功的平均功率相等 D．两球到达顶端时，重力的瞬时功率的大小一定相同
3．如图所示，D是置于电磁铁两极间的一段通电直导线，电流方向垂直于纸面向里，在开关S接通后，导线D所受磁场力的方向是（ ）
A．竖直向上 B．竖直向下 C．水平向左 D．水平向右
4．如图所示，一直流电动机与阻值的电阻串联在电源上，电源的电动势，内阻，闭合开关，用理想电压表测出电动机两端的电压，已知电动机线圈的电阻，则下列说法正确的是（ ）
A．通过电动机的电流为10A B．电动机的输入功率为2W
C．电源的输出功率为4W D．电动机的输出功率为16W
5．如图，在地球某一位置实验获得两个单摆的受迫振动共振图线，则关于两单摆振动情况，下列说法正确的是（ ）
A．图线Ⅰ与图线Ⅱ单摆摆长之比为
B．图线Ⅱ摆长约为1m
C．若撤去驱动力后使单摆做简谐运动，运动到最低点时合外力为零
D．若撤去驱动力后使单摆做简谐运动，运动到最低点时加速度为零
6．如图所示，一倾角为的足够长斜面体固定在水平地面上，质量为的长木板B沿着斜面以速度匀速下滑，现把质量为的铁块A无初速度放在长木板B的左端，铁块最终恰好没有从长木板上滑下。已知A与B之间、B与斜面之间的动摩擦因数均为，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，取重力加速度，，，则下列判断不正确的是（ ）
A．动摩擦因数
B．铁块A和长木板B共速后的速度大小为3m/s
C．长木板的长度为4.5m
D．从铁块放上长木板到铁块和长木板共速的过程中，铁块A和长木板B构成的系统动量守恒，机械能不守恒
二、选择题：本题共4小题，每小题5分，共20分。在每小题给出的四个选项中，有多项符合题目要求。全部选对的得5分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。
7．关于磁场和磁感线的描述，下列说法正确的是（ ）
A．磁极之间的相互作用是通过磁场发生的，磁场和电场一样，也是一种客观存在的特殊物质
B．磁感线可以形象地描述各磁场的强弱和方向，它每一点的切线方向都和小磁针放在该点静止时北极所指的方向一致
C．磁感线总是从磁铁的N极出发，到S极终止
D．磁感线可以用细铁屑来显示，因而是真实存在的
8．一列简谐横波在x轴上传播，在时刻的波形图如图中实线所示，图中虚线是时的波形图。已知该波的周期大于0.15s，这列波的速度v为（ ）
A．若波沿x轴正方向传播，则波速 B．若波沿x轴正方向传播，则波速
C．若波沿x轴负方向传播，则波速 D．若波沿x轴负方向传播，则波速
9．高速公路对车辆进行电子秤重的原理如图，没有车辆时，指针指在变阻器R的最上端，电压表为理想电表，则（ ）
A．没有车辆时，电压表示数为零 B．车辆秤重时，电路中的总电流变小
C．车辆秤重时，电源的输出功率变小 D．秤重的车辆质量越大，电压表示数越大
10．如图所示，已知某匀强电场方向平行于正六边形ABCDEF所在平面。若规定D点电势为零，则A、B、C处的电势分别为8V、6V、2V。初动能为12eV、电荷量大小为2e（e为元电荷）的带电粒子从A沿着AC方向射入电场，恰好经过BC的中点G。不计粒子的重力，下列说法正确的是（ ）
A．匀强电场电场强度方向为由A指向D B．该粒子一定带负电
C．该粒子到达点G时的动能为20eV D．仅改变粒子在A点初速度的方向，该粒子可能经过C
三、实验题
11．某学习小组为了测定家用自来水的电阻率，在粗细均匀的圆柱形玻璃管中注满自来水，玻璃管两端用具有良好导电能力的活塞塞住管口，现有如下仪器：
电源E：具有一定内阻，电动势约为10V
电流表：量程为0～2mA，内阻 电流表：盘程为0～5mA，内阻约为
定值电阻 定值电阻
滑动变阻器R：最大阻值约为 多用电表一个 单刀单掷开关S，导线若干
（1）甲同学将多用电表欧姆挡旋至“×100”倍率位置，对玻璃管中水的电阻进行粗略测量如图所示，该同学所测阻值为______。
（2）乙同学想要较精确测量水柱的阻值，他将电流表与定值电阻______（填字母代号）进行______联，改装成量程为1.5V的电压表V。
（3）乙同学测量中要求仪表的指针偏角不小于满偏角度的三分之一，电路应选用下面的图______最为合理。
A． B． C． D．
（4）乙同学测得电流表读数为，电流表读数为，玻璃管中有水部分的长度为l，玻璃管内径为d。则所测家用自来水的电阻率______（用题中所给的字母表达）。
12．为测量某电源的电动势E（约为3V）和内阻r（约为），小聪同学设计了如图甲、乙所示实验电路图。已知电流表的内电阻约为，电压表的内电阻约为，变阻器最大电阻、额定电流1A，定值电阻。请回答下列问题：
（1）闭合开关S前，应将滑动变阻器的滑片P移至最______端。（选填“左”或“右”）
（2）闭合开关S后，移动滑片P改变滑动变阻器的接入阻值，记录下几组电压表示数U和对应的电流表示数I。
（3）重复步骤（1）（2）。把甲、乙两组实验记录的数据在同一坐标系内描点作出图像，如图丁所示，可知图中标记为Ⅰ的图线是采用实验电路______（填“甲”或“乙”）测量得到的。
（4）不管是采用图甲还是图乙实验电路，实验测出的电源内阻r均存在系统误差，从减小系统误差角度考虑，该实验宜选用图______（选填“甲”或“乙”）实验电路。
（6）利用图丁图像提供的信息可以修正该实验的系统误差，则修正后被测电源的内阻______（、、、、均已知）。
四、解答题
13．半径为R的透明半圆柱体A右侧有一很大的屏B，两者之间的距离为d，如图所示。用一束单色光沿半径照射。当时，A右侧恰好无光线射出。
（1）求半圆柱体对该单色光的折射率n；
（2）当时，求出射光线打在屏上位置距O的距离h。
14．如图所示，直角坐标系中的第Ⅰ象限中存在沿y轴负方向的匀强电场，在第Ⅱ象限中存在垂直纸面向外的匀强磁场。一电荷量为q、质量为m的带正电粒子，在x轴上的a点以与x轴负方向成60°角的速度射入磁场，从处的b点沿垂直于y轴方向进入电场，并经过x轴上处的c点。不计粒子重力。求：
（1）磁感应强度B的大小；
（2）电场强度E的大小；
（3）带电粒子在磁场和电场中的运动时间之比。
15．如图甲所示，一水平放置的圆环形刚性窄槽固定在桌面上，槽内嵌着1、2、3号三个大小相同的小球，它们的质量分别是、和，。小球与槽的两壁刚好接触而它们之间的摩擦可忽略不计，且槽的内半径远大于球的半径。开始时，三球处在槽中Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ的位置，彼此间距离相等；2、3号球静止，1号球以初速度（其中）沿槽运动，R为圆环的内半径和小球半径之和。设各球之间的碰撞皆为弹性碰撞，忽略碰撞的时间。
（1）求1、2号球第一次碰撞后的速度大小分别为多少？（速度用表示）；
（2）求系统内发生第三次碰撞的位置及碰后三球的速度大小（速度用表示）；
（3）求此三球系统的运动周期T（需写出详细推算过程）。
（4）若在此环形窄槽内等间距嵌入2024个大小相同的小球，如乙图所示，开始时1号球同样以初速度沿槽运动，其他球均静止。摩擦不计，各球间的碰撞皆为弹性碰撞，忽略碰撞的时间。试猜想各小球的质量满足怎样的关系，会发生类似三球系统的周期性运动，并写出该运动周期（不需要写出详细推算过程）。
邵东市重点中学2023-2024学年高二上学期12月月考物理试卷参考答案
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
D A A D B B AB AD AD AB
11．①1100 ② ③串联 ④A ⑤
12．①左 ②乙 ③甲 ④
13．【答案】（1） （2）
【解析】（1）由题可知 由临界角公式 解得
（2）设折射角为，由折射定律有，得
由几何关系可知。
14．【答案】（1） （2） （3）
【解析】（1）带电粒子的运动轨迹如图，由几何关系可知
解得 又因为 解得
（2）带电粒子在电场中运动时，沿x轴有
沿y轴有 又因为 解得
（3）带电粒子在磁场中运动时间为
带电粒子在电场中运动时间为，
所以带电粒子在磁场和电场中运动时间之比为。
15．【答案】（1）；；；（2）第三次碰撞发生在Ⅰ位置；，0，0；（3）见解析
【详解】（1）令和分别表示第一次碰后1、2号的速度，根据动量守恒定律有
根据能量守恒定律有
由此可解得， 此时3号球静止，速度为0；
（2）碰后2号运动到位置Ⅲ时，与3号相碰。根据动量守恒和机械能守恒，因为两球质量相等，所以速度互换，所以碰后2号停在Ⅲ处，而3号以速率运动，直到3号运动到位置Ⅰ时，正好1号也返回到Ⅰ处，所以第三次碰撞发生在Ⅰ位置；
令和分别表示第三次碰后1、3号的速度，则有
由此可解得， 此时2号球在位置Ⅲ静止，速度为0；
（3）1、3号相碰过程中速度的变化正像上述1、2号在Ⅱ处相碰时的逆过程，即碰后3号停在Ⅰ处，而1号又以的速度顺时针运动。等1号再运动到位置Ⅱ时，和开始时相比，正好是三球顺时针依次换了一下位置而速率和开始时相同。这就是说，到此时共经历了一个周期的。
1号第一次由Ⅰ运动到Ⅱ所需时间为
1、2号相碰后回到Ⅰ所需时间为
1、3号碰后再回到Ⅱ所需时间为，又 解得
若环形槽内等间距分布着个小球，令1、2号球第1次碰后的速度分别为、，
则有， 且
解得 且
由上述质量关系可得，
又，， 且
解得 将，代入可得