信阳市高中2023-2024学年高二上学期1月月考
物理试题
分值: 100 分 时长: 75 分仲
一、选择造: 本题 10 小题, 共 46 分. 第 1~7 题只有一项符合题目要求, 每遇 4 分: 第 8~10 题有多项符合题目要求, 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. 用如图所示的方法可以测出一个人的反应时间。甲同学用手提住直尺顶端的地方, 乙同学在直尺下端刻度为零的地方做捛住直尺的准备, 但手没有碰直尺, 当乙同学看到甲同学放开直尺时, 立即握住直尺, 结果乙同学握住直尺的刻度为 。小明同学根据所学知识计算出不同刻度对应的反应时间, 从而在这把尺子上标刻度做成“反应时间测量尺”。已知重力加速度为 。关于“反应时间测量尺”, 下列说法正确的是
A. 其“时间刻度”是均匀的, 与长度刻度成正比例
B. 其“时间刻度”是不均匀的, 且靠近直尺零刻度的地方“时间刻度”密
C. 其“时间刻度”是不均匀的, 且靠近直尺零刻度的地方“时间刻度”疏
D. 如果在月球上使用此刻度尺, “时间刻度”的每个数字应该成比例改小一些
2. 如图所示, 某中学生沿直线骑行自行车, 该处地磁场磁感应强度的水平分量方向由南向北, 竖直分量方向向下, 假地球为球体并且忽略地磁偏角。图中辐条处于竖直位置, 下列判断正确的是
A. 若由东向西沿直线骑行，辐条上点比点电势
B. 若由东向西沿直线骑行, 车把左端的电势比右端低,
C. 若由南向北沿直线骑行, 辐条点比点电都高
D. 若由南向北沿直线骑行，车把左端的电势比右端低
3. 如图所示, 在玻璃皿的中心放一个圆柱形电极接电源的负极,沿边缘内壁放另一个圆环形电极接电源的正极做“旋转液体实验”, 其中蹄形磁铁两极间正对部分的磁场可视为匀强磁场, 磁感应强度大小 ,磁铁上方为 极. 电源的电动势 , 内阻未知, 限流电阻 . 闭合开关 后, 当导电液体旋转稳定时理想电压表的示数恒为,理想电流表示数为 . 则
A. 从上往下看, 液体顺时针旋转
B. 玻璃皿中两电极间液体的等效电阻为
C. 液体消耗的电功率为
D. 1 分钟内, 液体里产生的热量为
4. 如图所示, 半径为 的导线环对心、匀速穿过半径也为 的匀强磁场区域，关于导线环中的感应电流随时间的变化关系, 下列图像中(以逆时针方向的电流为正)最符合实际的是
5.电影《流浪地球》讲述的是面对太阳快速老化膨胀的灾难，人类制定了“流浪地球”计划, 这首先需要使自转角速度大小为 的地球停止自转, 再将地球推移出太阳系到达距离太阳最近的恒星 (比邻星)。为了使地球停止自转, 设想的方案就是在地球赤道上均匀地安装 台“喷气”发动机, 如图所示 ( 较大, 图中只画出了4个)。假设每台发动机均能沿赤道的切线方向提供大小恒为 的推力, 该推力可阻碍地球的自转。已知描述地球转动的动力学方程与描述质点运动的生顿第二定律方程 具有相似性, 为 , 其中 为外力的总力矩, 即外力与对应力臂乘积的总和, 其值为; 为地球相对地轴的转动惯量; 为地球的角速度的变化率。将地球看成质量分布均匀的球体, 下列说法中正确的是
A. 的单位为
B. 地球停止自转后, 赤道附近比两极点附近的重力加速度大
C. 地球自转刹车过程中, 赤道表面附近的重力加速度逐渐变小
D. 在 与 的类比中, 与质量 对应的物理量是转动惯量
6.如图所示，以直角三角形为边界的有界匀强磁场区域，磁感应强度为，。在点放置一个粒子源，可以向各个方向发射某种带负电粒子，粒子的电量大小为 ，质量为 ，发射速度大小都为 ，发射方向由图中的角度 表示。不计粒子间的相互作用及重力，下列说法不正确的是
A. 若，则在边界上只有一半区域有粒子射出
B. 若，则以飞入的粒子在磁场中运动时间最短
C. 若，则以飞入的粒子在磁场中运动的时间都不相等
D. 若，则以方向射入磁场的粒子在磁场中运动的时间为
7.涡流制动是磁悬浮列车在高速运行时进行制动的一种方式。某研究所制成如图所示的车和轨道模型来定量模拟磁悬浮列车的涡流制动过程。车厢下端安装有电磁铁系统,能在长 、宽 的矩形区域内产生竖直方向的匀强磁场, 磁感应强度可随车速的减小而自动增大 (由车内速度传感器控制), 但最大不超过 。长大于 、宽也为 的单匝矩形线圈, 间隔铺设在轨道正中央, 其间隔也为 , 每个线圈的电阻为 , 导线粗细忽略不计。在某次实验中, 模型车速度为 时, 启动电磁铁系统开始制动, 车立即以加速度 做匀减速直线运动, 当磁感应强度增加到 时就保持不变, 直到模型车停止运动。已知模型车的总质量为 , 空气阻力不计。不考虑磁感应强度的变化引起的电磁感应现象以及线圈激发的磁场对电磁铁产生磁场的影响。则模型车的制动距离为
A.
B.
C.
D.
8. 如图所示为a、b两小球沿光滑水平面相向运动的 图.已知当两小球间距小于或等于L时,受到相互排斥的恒力作用,当间距大于L 时,相互间作用力为零.由图可知
A. a球的质量大于 球的质量
C. 时刻两球间距最小
B. a球的质量小于 球的质量
D. 时刻两球间距为
9.如图所示, 一质量为 M的 U形金属框 $a b c d$ 静置于水平粗糙绝缘平台上,和边平行且与边垂直, 边长度为 足够长, 金属框与绝缘平台间动摩擦因数为 , 整个金属框电阻可忽略。一根质量也为 的导体棒MN平行静置于金属框上, 导体棒接入回路中的电阻为 , 导体棒与金属框间摩擦不计。现用水平恒力 向右拉动金属框, 运动过程中, 装置始终处于竖直向下, 磁感应强度为 的匀强磁场中, MN与金属框始终保持良好接触, 重力加速度为 , 经过足够长时间后, 下列说法正确的是
A. 导体棒与金属框具有共同速度
B . 导体棒与金属框具有共同加速度
C. 导体棒中电流
. 导体棒消耗的电功率为
10.磁悬浮列车的运动原理如图所示，在水平面上有两根很长的平行直导轨，导轨间有与导轨垂直且方向相反的匀强磁场 和 和 相互间隔，导轨上有金属框 . 当磁场 和 同时以恒定速度 沿导轨向右匀速运动时，金属框也会沿导轨向右运动. 已知两导轨间距 ，两种磁场的宽度均为 . 金属框的质量 ，电阻 . 设金属框受到的阻力与其速度成正比，即，比例系数 . 则下列说法正确的是
A. 在线框加速的过程中，某时刻线框速度 ，此时电路中的感应电动势大小为
B. 在线框加速的过程中，某时刻线框速度 ，此时线框的加速度 的大小为
C. 金属框的最大速度为
D. 当金属框达到最大速度时，装置消耗的功率为$1.6 W$
二、实验题
11.某实验小组用落体法验证机械能守恒定律, 实验装置如图所示, 将打点计时器固定在铁架台上, 使重物带动纸带从静止开始下落。
(1) 关于本实验, 下列说法正确的是
A. 重物应选择密度较小的木块进行实验
B. 释放纸带之前, 纸带必须处于坚直组紧状态
C. 实验中应先接通电源, 后释放纸带
D. 可以利用公式 或 求解瞵时速度
(2) 实验中, 选用如图所示的一条纸带进行数据处理, 该纸带 点与下一个打出的点间距接近, 在纸带上选取三个连续打出的点A、B、C, 测得它们到起始点的距离分别为 已知当地重力加速度为 , 打点计时器的打点周期为。设重物质量为。从 点到 点的过程中, 重物的重力势能变化量 ，动能变化量 （用题中物理量的符号表示）
(3) 某同学用如图所示装置验证机械能守恒定律, 将拉力传感器固定在天花板上, 细线一端系着小球, 另一端连在拉力传感器上。将小球拉至某一位置由静止释放, 使小球在竖直平面内摆动, 记录小球摆动过程中拉力传感器示数的最大值 和最小值 。改变小球的初始释放位盜, 重复上述过程。已知小球质量为 ,
当地重力加速度为 。在误差允许范围内, 当满足关系式 时, 可验证机械能守恒。(用题中物理量的符号表示)
12.某同学利用下列实验器材设计一个电路来研究某压敏电阻 的压阻效应, 然后将该压敏电阻改装为压力传感器测量压力。已知该电阻 的阻值变化范围为 。供选择的实验器材如下:
A. 电源 (电动势为 , 内阻不计)
B. 电流表 (量程为 , 内阻 )
C. 电流表 (量程为 , 内阻 约为 )
D. 电压表 V (量程为 , 内阻约为 )
E. 电阻箱
F. 定值电阻
G. 开关 及导线若干
(1) 为了较准确地测量电阻 , 请在图甲中虚线框内将测量电阻 的实验电路图补充完整, 并在图中标出所选器材的符号
(2) 要测量电阻 , 在电阻 上加一个坚直向下的力 , 闭合开关 后, 根据所设计的电路需要测量和记录的物理量有 。
A. 通过电流表 的电流
C. 电压表 两端的电压
B. 通过电流表 的电流
D. 电阻箱 的电阻
(3) 该同学根据实验测量结果, 作出压敏电阻 随所加外力 的 图像, 如图乙所示。该同学将这种压敏电阻 与一个量程为 的理想电压表按如图丙所示电路改装成测量压力的仪表, 已知电源 ,内阻不计, 为了使改装后的压力表的量程为 , 压力为 时对应电压表 的刻度, 则定值电阻 , 电压表 刻度对应压力表 的刻度。这样改装的压力表的压力刻度 (选填 “均匀” 或 “不均匀” )
三、计算题
13.如图甲所示, 物块 、 的质量分别是 和 用轻弹簧拴接, 放在光滑的水平地面上, 物块 右侧与竖直墙相接触。另有一物块 从 时以一定速度向右运动, 在 时与物块 相碰,并立即与 A 粘在一起不再分开, 物块 C 的 图象如图乙所示. 求:
(1) 物块 的质量 ;
(2) 离开墙后的运动过程中弹簧具有的最大弹性势能 。
14. 如图所示, 电阻不计、间距 、足够长的光滑金属导轨、与水平面成 角,导轨平面矩形区域内分布着磁感应强度大小 、方向垂直于导轨平面向上的匀强磁场, 边界 ef、gh 之间的距离 . 现将质量 、电阻 的导体棒 、 相隔 先后从导轨顶端由静止自由释放, 、 在导轨上运动时始终与导轨垂直且接触良好, 进人磁场时恰好匀速运动, 穿出磁场时速度为 . 已知重力加速度 , , 求:
(1) 导轨顶端与磁场上边界 ef 之间的距离 .
(2) 从导体棒 释放到 穿出磁场的过程, 回路中产生的焦耳热 .
15.如图所示,竖直平面坐标系中, 轴上方有垂直于平面向里的匀强磁场, 磁感应强度大小为 。下方有沿 方向的匀强电场, 电场强度大小为 。粒子源从 点向坐标平面内第一象限发射粒子, 粒子的初速度方向与 轴正方向夹角范围是 , 初速度大小范围是 。已知粒子的质量为 、电荷量为 , 不计粒子重力及粒子间相互作用。
(1) 求沿 轴正方向射出的粒子到达 轴下方的最远距离 ;
（2）求粒子第一次在磁场中运动时可能到达区域的面积 ;
(3) 若粒子源只沿 方向发射粒子, 其它条件不变, 发现 轴上从 点起左侧所有位置均有粒子通过, 求粒子从点运动到点所需的最短时间 。1-5 BACCD 6-10 B C BD BC BCD
11【答案】
BC
mghg
m(he-ha)2
F,+2F=3mg
8T2
【详解】(1)[1]A.重物应选择密度较大的铁块进行实验，以减小空气阻力的影响，选项A错误；
B.释放纸带之前，纸带必须处于竖直绷紧状态，选项B正确：
C.实验中应先接通电源，后释放纸带，选项C正确；
D.不能利用公式v=√2gh或v=g求解瞬时速度，否则就是利用了机械能守恒定律，选项D错误。
故选BC。
昏女做恋塔，黑杀牙麻筹串脉A养中联回度奖由】()
(2)[2][3]该纸带O点与下一个打出的点间距接近2mm,可知打0点时速度为零，则从O点到B点的过程
中，重物的重力势能变化量
d
,。,五G铝A财A首國的裤四申1迷索的A暗A米滤申代骤遥藏要需
△E。=mghg
.G8A射
动能变化量
S图由I(E
2T0
8T2
(3)[4设摆球从偏离竖直位置夹角为的位置摆下，则在最高点时
卧特宝飘酒用丙图国
从最高点到最低点若机械能守恒，则
0-12a5
1
mgi(l-cos0)-m
最低点时
(m-)=a
F,-mg-m-I
所特短
可得
z中=
F+2F=3mg
的市
武泸的性闲地，的演盘大份女蹄郊金世
V80=(r-w)4s=3
代等时形图璃
12【答案】
ABD
150
50N
A2
额1G
Ro
GD8登%
【详解】(1)[山]由于器材中所给电压表的量程远大于电源电压，所以需要用电流表与电阻箱串联改装成电
压表，实验电路如下图所示
d
38
18
夏架等】d
年短内图空小潮人灯美出尖的大外团密时是明()【前】
前主日更立态对溪雕有空于安乘少带雅，萌三带情日
:斯门迎致米效料，稀净过运中如3
Ro
留渝进了单庆总顺否，定闭图融水g-”点负公甲怀清不0
(2)[2]由实验原理可知，电流表A1和R,串联后和Rx并联，根据欧姆定律得
。”日站
器后慢0热风，多记西家帽的“北牛距玉间点的出李一子已点3管雅D
2-1
量为安湖能衣重的磷第，中
所以需要读取的数据为电流表A1和A2的读数I小、2，电阻箱的阻值R1,故ABD正确，C错误。
故选ABD。
(3)[3]由图乙可知
昼》变喻齿
人动护宁
由图丙利用欧姆定律得
起克商限苏便行深雪式计量的口离就从盛问()
E=U+gR=U49250-2n
R
P
由题意，F10ON时，U3V可得
代果们树学认转射得许把风道
闭将U2V代入，得
是路a寸R150ny-28-
三，计算题
同脉的式城，~的
13【答案】(1)1.5kg:(2)8.1J
韩？腹
（-an
)由题意可知物块℃与物块A碰撞瞬间动量守恒，设物块C的初速度为，碰后瞬间和A获得共同速度
为%，则由动量守恒定律可得
金
ou-
nS-3
mev=(mc+mA)v2
结合图乙可知
安版脉，顿e-产。小战
心西诚敏传剑其零人。惯，永长海盟动西
(S-3)
%=9m/s,v2=3m/s
代入上式解得
剑敏细同共
mc =1.5kg
(2)当B离开墙壁后，A、B、C及弹簧组成的系统动量守恒，能量守恒，且当弹簧被压缩至最短时弹簧弹
21一
性势能最大，此时三者共速，设共速时的速度为，则由动量守恒定律及能量守恒可得
时负=生凝蜗
(me+m)y=(m+m+me)州
+片信+树+g
点A科或沿脑数骨阿.L斜
解得
《个大，=8，的，点自em奥数造，AQD8{桌答】
V.S=(-8E=1
14【答案】(1)0.33m:(2)0.888J
都A
(1)设P进磁场时的速度为，由法拉第电磁感应定律
专2小心=女新密封限菜，中饭数t珍始香9
E=BLVI
imd
由闭合电路欧姆定律
国赠
2R&=
安培力
:而d
F=BIL
易大量发就宝阳誉金世？
