四川省广安市育才学校2023-2024学年高二上学期12月月考物理试题（含答案）

广安市育才学校2023-2024学年高二上学期12月月考
物理试题
考试时间：75分钟
注意事项：
1．答题前填写好自己的姓名、班级、考号等信息
2．请将答案正确填写在答题卡上
第Ⅰ卷（选择题）
请点击修改第Ⅰ卷的文字说明
一、单题（共28分）
1．（本题4分）下列说法正确的是（ ）
A．带电小球都能看成点电荷 B．元电荷的电量就是
C．电磁波可以传递信息 D．能量是守恒的，所以我们无需节能
2．（本题4分）下列关于物理学研究方法的叙述正确的是（ ）
A．根据，当非常非常小时，就可以用表示物体在t时刻的瞬时速度，这里运用了微元法
B．不考虑带电体本身大小和形状时，可以用点电荷来代替带电体，这里运用了等效替代法
C．在探究加速度、力和质量三者之间的关系时，先保持质量不变研究加速度与力的关系，再保持力不变研究加速度与质量的关系，这里运用了控制变量方法
D．用比值定义法定义的物理量在物理学中占有相当大的比例，如电场强度，电容，加速度都是采用比值定义法
3．（本题4分）某静电场的电场线如图中实线所示（方向未知），虚线是某个带电粒子仅在静电力作用下的运动轨迹，下列说法正确的是（ ）
A．粒子一定带负电
B．粒子在M点的速度小于在N点的速度
C．粒子在M点的电势能小于在N点的电势能
D．粒子一定从M点运动到N点
4．（本题4分）如图所示，一个质量为的人抓在一只大气球下方，气球下面有一根长绳。气球和长绳的总质量为，当静止时人离地面的高度为，长绳的下端刚好和地面接触。如果这个人开始沿绳向下滑，当他滑到绳下端时，他离地高度约是（可以把人看做质点）（ ）
A． B． C． D．
5．（本题4分）如图所示，一辆小车静止在光滑的水平面上，用轻绳将小球悬挂在小车立柱上，将小球缓慢拉至与悬点在同一水平面上的A点，并从静止释放，下列说法正确的是（ ）
A．小球自A点释放后，小球的机械能守恒
B．小球自A点释放后，小球的动量守恒
C．小球自A点释放后，小球和小车组成的系统动量守恒
D．小球自A点释放后，小球和小车组成的系统水平方向上动量守恒
6．（本题4分）如图所示，匀强电场平行于xOy平面坐标系，矩形ABCD的顶点B和D均落在y轴上，顶点A在x轴上，，，A、B、C三点的电势分别为、、，下列说法正确的是（ ）
A．D点的电势为
B．匀强电场平行于y轴，且沿着y轴负方向
C．匀强电场的电场强度的大小为
D．将一电子从D点移动到B点，电子克服电场力做的功为
7．（本题4分）有一竖直的弹簧振子，小球静止时弹簧伸长量为L，现将小球从平衡位置O下拉一段距离A，由静止释放并开始计时，已知小球做简谐运动的周期为T，以O点为坐标原点，取竖直向下为正方向，则小球的位移x随时间t的表达式为（ ）
A． B．
C． D．
二、多选题（共18分）
8．（本题6分）矩形滑块由不同材料的上、下两层粘合在一起组成，将其放在光滑的水平面上。质量为m的子弹以速度v水平射向滑块，若射击下层，子弹刚好不射出；若射击上层，则子弹刚好能射进一半厚度，如图所示，上述两种情况相比较（ ）
A．子弹损失的动能一样多
B．子弹与上层摩擦力较大
C．子弹射击下层时系统产生的热量较多
D．子弹射击上层时，从射入到共速所经历时间较长
9．（本题6分）如图甲所示为以O点为平衡位置，在A、B两点间做简谐运动的弹簧振子。图乙为这个弹簧振子的振动图像，由图可知下列说法中正确的是（ ）
A．在时，弹簧振子的位移为正向最大
B．在时，弹簧振子的速度为正向最大
C．从到时间内，弹簧振子做加速度增加的减速运动
D．在与两个时刻，弹簧振子速度相同，加速度也相同
10．（本题6分）扫地机器人是智能家用电器的一种，它利用自身携带的小型吸尘部件进行吸尘清扫，某品牌扫地机器人如图所示，已知其工作额定电压为，额定功率为。扫地机器人体内的电池容量为，充电时额定电压为，额定电流为，则下列说法正确的是（ ）
A．扫地机器人正常工作时的电流为
B．电池充满电后，扫地机器人单次连续工作时长最多为
C．电池充满时储存的化学能为
D．将已用光的电池充电，充满需消耗的电能约为
第Ⅱ卷（非选择题）
三、实验题（共15分）
11．（本题7分）某课外实验小组利用单摆测量当地的重力加速度大小，过程如下
（1）该实验小组的同学用游标卡尺测量摆球的直径，其示数如图甲所示，则实验所用摆球的直径________；
（2）把摆球用细线悬挂在铁架台上，用毫米刻度尺测得摆线长l，求出单摆的摆长L；
（3）测量周期：该小组的一位同学在摆球某次通过最低点时按下停表开始计时，并同时数0，当摆球第二次通过最低点时数1，依此法往下数，当他数到n时，按下停表停止计时，读出这段时间t，则该单摆的周期为_______；
（4）该同学测出不同摆长L和对应的周期T，并在坐标纸上作出图线如图乙所示，则当地的重力加速度大小________．
（5）实验小组的同学根据实验测得的数据，结合单摆周期公式计算出当地的重力加速度大小g．查询所在地的重力加速度大小后，发现测量值偏小，其原因可能是_______
A．开始计时时，停表过迟按下
B．单摆的振幅较小
C．以摆线长l作为摆长进行计算
D．摆线上端悬点未固定，振动中出现松动，使摆线的长度增加
12．（本题8分）用如图所示的“碰撞实验器”可以验证动量守恒定律，即研究两个小球在水平轨道上碰撞前后的动量关系。
（1）两小球的质量的大小关系应满足_______；两球的半径应满足_______，（都选填“>”“<”或“=”）
（2）下列条件中，实验必须要求的是_______．
A．斜槽光滑 B．斜槽末端水平
C．小球与的材料相同 D．小球每次从同一高度处滚下
（3）用天平测量两个小球的质量、．图中O点是小球抛出点在水平地面上的垂直投影，实验时，先让入射小球多次从斜轨上S位置静止释放；然后把被碰小球静置于轨道水平部分的右侧末端，再将入射小球从斜轨上S位置静止释放，与小球相撞，并重复多次，分别找到小球的平均落点M、P、N，并测量出平均水平距离、、．
（4）若两球相碰前后的动量守恒，表达式_______成立[用（3）中测量的量表示]；若碰撞是弹性碰撞，还应有表达式_______成立[用（3）中测量的量表示]。
四、解答题（共39分）
13．（本题10分）一个质量为的小球竖直向下以的速度落至水平地面，再以的速度反向弹回。
（1）取竖直向下为正方向，求小球与地面碰撞前后的动量变化量？
（2）考虑小球的重力，当小球与地面的作用时间为，求小球受到地面的平均作用力大小和方向？
14．（本题13分）如图所示，套筒C可以沿着水平固定的光滑杆（足够长）左右滑动，套筒下方用不可伸长的轻细线悬挂物体B．开始时物体B和套筒C均静止，弹性小球A以的水平初速度与B发生没有机械能损失的碰撞。已知小球A、物体B、套筒C的质量分别为，轻绳长为，重力加速度g取．求：
（1）小球A与物体B碰撞后瞬间的速度大小；
（2）碰撞后瞬间绳子拉力大小；
（3）物体B可以达到的最大高度（距初始位置）。
15．（本题16分）如图所示，BC是半径为R的圆弧形光滑绝缘轨道，轨道位于竖直平面内，其下端与水平绝缘轨道平滑连接，整个轨道处在水平向左的匀强电场中，电场强度为E。现有一质量为m的带电小滑块（体积很小可视为质点），在BC轨道的D点释放后可以静止不动。已知OD与竖直方向的夹角为，随后把它从A点由静止释放，小滑块恰能滑过C点，若已知滑块与水平轨道间的动摩擦因数为，重力加速度为g．且．求：
（1）滑块的带电量q；
（2）水平轨道上A、B两点之间的距离L；
（3）从A滑至C的过程，何处动能最大，并求出该最大值．
参考答案：
1．C
【详解】A．只有当带电小球之间的距离比它们自身的大小大得多，以致带电小球的形状、大小及电荷分布状况对它们之间的作用力的影响可以忽略时，带电小球才能看成点电荷，故A错误；
B．元电荷的电量是1.60×10-19C，故B错误；
C．电磁波可以传递信息，故C正确；
D．能量守恒的，但能源不是守恒的，我们应当节约能源，而不是节约能量，故D错误。
2．C
【详解】A．为研究某一时刻或某一位置时的速度，我们采用了取时间非常小，即让时间趋向无穷小时的平均速度作为瞬时速度，即采用了极限思维法，故A错误；
B．不考虑带电体本身大小和形状时，可以用点电荷来代替带电体，这里运用了理想模型法，故B错误；
C．在探究加速度、力和质量三者之间的关系时，先保持质量不变研究加速度与力的关系，再保持力不变研究加速度与质量的关系，这里运用了控制变量方法，故C正确；
D．电场强度，电容，都利用的是比值定义法，而加速度是牛顿第二定律的表达式，不是比值法定义，故D错误。
3．B
【详解】A．由粒子的运动轨迹可知，粒子所受静电力指向凹侧，但由于不知道电场线的方向，所以无法判断静电力与场强的关系，故无法判断粒子所带电性，故A错误；
BC．由粒子的运动轨迹可知，粒子所受静电力指向凹侧。若粒子从N点运动到M点，力与运动方向成钝角，则电场力做负功，电势能增大，动能减小，M点的速度小于在N点的速度，M点的电势能大于在N点的电势能；若粒子从M点运动到N点，力与运动方向成锐角，则电场力做正功，动能增大，M点的速度仍小于在N点的速度，M点的电势能仍大于在N点的电势能，故B正确，C错误；
D．根据粒子运动的轨迹可以判断其受力的方向，但不能判断其运动的方向，故D错误。
4．B
【详解】热气球和人原来静止在空中，说明系统所受合外力为零，故系统在人下滑过程中动量守恒，设当他滑到绳下端时，他离地高度为，设此过程人下滑的位移大小为，热气球上升的位移大小为，由动量守恒定律有
又
，
联立解得
5．D
【详解】A．小球向下摆动的过程中，轻绳拉力对小球做负功，对小车做正功，则小球的机械能不守恒，但小球和小车组成的系统机械能守恒，故A错误；
BCD．小球自A点释放后，小球在竖直方向有加速度，小车在竖直方向没有加速度，则小球和小车组成的系统在竖直方向的合外力不为0，小球的动量不守恒，小球和小车组成的系统动量不守恒；但小球和小车组成的系统水平方向的合外力为0，所以小球和小车组成的系统水平方向上动量守恒，故BC错误，D正确。
6．C
【详解】A．在匀强电场中，沿着同一方向，电势均匀降落，则
即
从而可得
A错误；
B．BD为等势面，电场线与等势面垂直，因此匀强电场平行于x轴，且沿着x轴负方向，B错误；
C．根据勾股定理可知， OA间的距离
OA间的电势差
因此匀强电场的电场强度的大小
C正确；
D．由于BD在同一等势面上，电子从D点移动到B点，电场力做功为零，D错误；
7．A
【详解】已知小球做简谐运动的周期为 T，所以
由题意知小球在t=0时位移为A，所以小球的初相
则小球的位移x随时间t的表达式为
8．AB
【详解】AC．子弹射入滑块的过程中，将子弹和滑块看成一个整体，合外力为0，动量守恒，所以两种情况后子弹和滑块的速度相同，所以末动能相同，故系统损失的动能一样多，产生的热量一样多，A正确，C错误；
BD．子弹射入下层滑块刚好不射出，射入上层滑块能进一半厚度，说明在上层所受的摩擦力比下层大，根据动量定理可知，两种情况冲量相同，子弹射击上层所受摩擦力大，所以从入射到共速所经历时间短，B正确，D错误。
9．AC
【详解】A．在时，弹簧振子的位移为正向最大，A正确；
B．在时，弹簧振子的速度为负向最大，B错误；
C．从到时间内，弹簧振子做加速度增大的减速运动，C正确；
D．在与两个时刻，弹簧振子速度相同，加速度的大小相同，方向不同，D错误。
10．AD
【详解】A．机器人正常工作时的电流
故A正确；
B．电池充满电后，机器人单次续航的理论工作时长
故B错误；
C．mA·h是电荷量的单位，它显然不是指能量，故C错误；
D．将已用光的电池以额定电压充电，充满需消耗的电能
故D正确。
11． 2.245 CD/DC
【详解】（1）[1]实验所用摆球的直径
D=2.2cm+0.05mm×9=2.245cm
（2）[2]该单摆的周期为
（3）[3]根据
可得
由图像可知
解得
（4）[4]根据
A．开始计时时，停表过迟按下，则周期测量值偏小，则g值测量值偏大，选项A错误；
B．单摆的振幅较小，对实验无影响，选项B错误；
C．以摆线长l作为摆长进行计算，则摆长偏小，则g测量值偏小，选项C正确；
D．摆线上端悬点未固定，振动中出现松动，使摆线的长度增加，而计算时仍用原来的值计算，则g值测量值偏小，选项D正确。
12． > = BD/DB
【详解】（1）[1][2]为了碰撞后碰撞小球不被被碰小球反弹，则两小球的质量需要满足，而为了让碰撞发生在水平方向，从而研究水平方向上的动量守恒，则两小球的半径必须相同，即。
（2）[3]AD．该实验中，斜槽不必光滑，只需要每次从同一高度释放小球，就可保证小球单独做平抛运动的初速度与和发生碰撞时的初速度相同，故A错误，D正确；
B．该实验必须保证斜槽末端水平，如此才能时小球获得水平方向的速度，从而做平抛运动，故B正确；
C．实验中，不需要小球m1与m2的材料相同，只需要保证，且两小球半径即可，故C错误。
（4）[4]小球单独做平抛运动和与小球碰撞后两者都做平抛运动在竖直方向的位移相同，即做平抛运动的时间相同，而平抛运动水平方向做匀速直线运动，设小球做平抛运动的时间为，因此只要满足
即可验证动量守恒，整理上式可得
[5]若该碰撞为弹性碰撞，则由机械能守恒可得
即满足
可得碰撞为弹性碰撞。
13．（1）；（2），方向竖直向上
【详解】（1）取竖直向下为正方向，则碰撞前后的动量变化量为
（2）由动量定理可得
其中负号表示力的方向竖直向上。考虑小球的重力，则小球受到地面的平均作用力大小为
方向竖直向上。
14．（1）2m/s，4m/s；（2）8.4N；（3）0.4m
【详解】（1）弹性小球A碰撞B的过程有
解得
，
即碰后A的速度大小为2m/s，方向向左，B的速度大小为4m/s；
（2）碰撞后瞬间，对物体B，根据牛顿第二定律有
解得
（3）B与C共速时，B达到最大高度，则
解得
15．（1）；（2）；（3）D点，
【详解】（1）滑块在BC轨道的D点释放后可以静止不动，有
滑块的带电量为
（2）滑块从A点由静止释放，小滑块恰能滑过C点，根据动能定理有
水平轨道上A、B两点之间的距离为
（3）等效重力的方向为
可得
故从A滑至C的过程，D点动能最大，从A滑至D的过程，根据动能定理有
动能最大值为