江苏省盐城中学2023-2024学年高二下学期5月月考物理试题（含答案）

高二年级阶段性质量检测物理试卷（2024.05）
试卷说明：本场考试时间75分钟，总分100分
一、单项选择题：共11题，每题4分，共44分。
1．如图所示，吊床用绳子拴在两棵树上等高位置，某人先坐在吊床上，后躺在吊床上，均处于静止状态。设吊床两端绳中的拉力为，吊床对人的作用力为，则（ ）
A．坐着比躺着时大 B．坐着比躺着时小
C．坐着比躺着时大 D．坐着比躺着时小
2．如图所示是某物体的运动轨迹。已知它运动速率保持不变，则在此过程中它运动的（ ）
A．角速度变大，向心加速度变大 B．角速度变小，向心加速度变大
C．角速度变大，向心加速度变小 D．角速度变小，向心加速度变小
3．一物块在水平外力作用下由静止开始沿光滑水平面做直线运动，其速度v随位移x变化的图像如图所示，下列关于物块速度v随时间t、加速度a随速度v变化的图像可能正确的是（ ）
A． B． C． D．
4．如图所示，在倾角为的光滑斜面上，一质量为3m的小车在沿斜面向下的外力F作用下沿斜面下滑，小车支架上用细绳悬挂一质量为m的小球，若在小车下滑的过程中，连接小球的轻绳恰好水平，则外力F的大小为（重力加速度为g）（ ）
A． B． C． D．
5．如图，固定的弹性金属圆环与螺线管共轴，在闭合开关S的瞬间，有关环中的感应电流I的方向（从环的右侧往左侧看）和环形变的说法正确的是（ ）
A．顺时针方向，扩张 B．顺时针方向，收缩
C．逆时针方向，扩张 D．逆时针方向，收缩
6．如图所示，圆形区域内存在着垂直于纸面向外的匀强磁场，两带电粒子（不计重力）沿直线方向从A点射入磁场中，分别从圆弧上的P、Q两点射出，则下列说法正确的是（ ）
A．若两粒子比荷相同，则从A分别到P、Q经历时间之比为
B．若两粒子比荷相同，则从A分别到P、Q经历时间之比为
C．若两粒子比荷相同，则两粒子在磁场中速率之比为
D．若两粒子速率相同，则两粒子的比荷之比为
7．如图所示，一通电导体棒静止在倾角为的粗糙斜面上，流过导体棒的电流如图所示，导体棒所在空间加一方向与导体棒垂直的匀强磁场，当匀强磁场方向与图中箭头方向（与斜面垂直向上）的夹角为时，无论所加磁场多强，均不能使导体棒发生移动。已知导体棒与斜面间的动摩擦因数为，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，下列关系式中正确的是（ ）
A． B． C． D．
8．磁流体发电的原理如图所示。将一束速度为v的等离子体垂直于磁场方向喷入磁感应强度为B的匀强磁场中，在相距为d、宽为a、长为b的两平行金属板间便产生电压。如果把上、下板和电阻R连接，上、下板相当于是一个直流电源的两极。若稳定时等离子体在两板间均匀分布，电阻率为。忽略边缘效应，下列判断正确的是（ ）
A．上板为正极 B．上下两板电压
C．电流 D．电流
9．如图所示，直线Ⅰ、Ⅱ分别是电源1与电源2的路端电压随输出电流变化的特性图线，曲线Ⅲ是一个小灯泡的伏安特性曲线，如果把该小灯泡先后分别与电源1和电源2单独连接时，则下列说法不正确的是（ ）
A．在这两种连接状态下，小灯泡的电阻之比是
B．在这两种连接状态下，小灯泡消耗的功率之比是
C．电源1和电源2的内阻之比是
D．电源1和电源2的电动势之比是
10．如图所示，质量均为M的物块A、B叠放在光滑水平桌面上，质量为m的物块C用跨过轻质光滑定滑轮的轻绳与B连接，且轻绳与桌面平行，A、B之间的动摩擦因数为，设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度大小为g，下列说法正确的是（ ）
A．若物块A、B未发生相对滑动，物块A受到的摩擦力为
B．要使物块A、B发生相对滑动，应满足关系
C．若物块A、B未发生相对滑动，轻绳拉力的大小为
D．A、B未发生相对滑动时轻绳对定滑轮的作用力为
11．如图所示，三个同心圆a、b、c的半径分别为r、、，在圆a区域内存在垂直纸面向外的匀强磁场。在圆a和圆b间的环形区域存在背向圆心的辐向电场，在圆b和圆c间的环形区域存在垂直纸面向里的匀强磁场，磁感应强度为。一质量为m、电荷量为的粒子，从圆a边界上的A点沿半径方向以速度射入圆a内，第一次从圆a边界射出时速度方向偏转，经过辐向电场加速后，从圆b边界上进入外环区域，粒子恰好不会从圆c飞离磁场。已知磁感应强度，不计粒子的重力。则（ ）
A．圆a区域内匀强磁场的磁感应强度大小为
B．圆a与圆b两边界间辐向电场的电势差为
C．粒子从电场回到入射点A，在磁场中运动的最短时间为
D．粒子从电场回到入射点A，在磁场中运动的最短时间为
二、非选择题：共5题，56分。其中13～16题解答时请写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤，只写出最后答案的不能得分。
12．为了测量某种圆柱形材料的电阻率，一同学利用以下器材设计了如下实验，已知该圆柱形材料电阻约为
A．电阻箱R（）
B．量程为30mA、内阻为的电流表
C．量程为30mA、内阻约为的电流表
D．最大阻值为、最大允许电流为0.5A的滑动变阻器
E．电动势、内阻未知的直流电源
F．开关S一个，导线若干
具体实验步骤如下：
①连接好实验电路，闭合开关S；
②调节滑动变阻器和电阻箱R，使示数为，记下此时电阻箱阻值R和示数；
③重复步骤2，且保持示数不变，测量多组R和值；
④将实验测得的数据处理后，最后作出了如图丁所示的图像。
（1）用螺旋测微器测出圆柱形材料电阻的直径如图乙所示，该读数为______mm；用游标卡尺测出其长度如图丙所示，该读数为______cm。
（2）电流表选择______（填写器材前字母代号）；
（3）由丁图数据可得序号为C的电流表内阻为______；
（4）该材料的电阻率为______（保留2位有效数字）。
13．一台小型电动机在3V电压下工作，用此电动机提升所受重力为4N的物体时，通过它的电流是0.2A。在30s内可使该物体被匀速提升3m。若不计除电动机线圈生热之外的能量损失，求：
（1）电动机的输入功率；
（2）在提升重物的30s内，电动机线圈所产生的热量；
（3）线圈的电阻。
14．如图所示的坐标系中，第一象限内存在垂直纸面向里的匀强磁场，磁感应强度为，第二象限存在沿y轴负方向的匀强电场，x轴下方存在垂直纸面向里的匀强磁场（图中未画出），磁感应强度未知。一带正电粒子从点以初速度开始运动，初速度方向与x轴负方向夹角为，粒子到达y轴时速度方向与y轴垂直，粒子经过电场区域、x轴下方磁场区域恰好回到A点，且速度方向与初速度方向相同。粒子重力不计，，，求：
（1）粒子的比荷；
（2）匀强电场的电场强度大小；
（3）x轴下方磁场的磁感应强度大小。
15．如图所示，两根足够长的平行金属导轨、固定在倾角的绝缘斜面上，顶部接有一阻值的定值电阻，下端开口，轨道间距，整个装置处于磁感应强度的匀强磁场中，磁场方向垂直斜面向上，质量的金属棒置于导轨上，在导轨之间的电阻，电路中其余电阻不计，金属棒由静止释放后沿导轨运动时始终垂直于导轨，且与导轨接触良好，不计空气阻力影响，已知金属棒与导轨间动摩擦因数，g取，，。
（1）求金属棒沿导轨向下运动的最大速度．
（2）求金属棒沿导轨向下运动过程中，电阻R上的最大电功率．
（3）若从金属棒开始运动至达到最大速度的过程中，电阻R上产生的焦耳热总共为1.5J，求这个过程的经历的时间．
16．如图所示，长木板A置于光滑水平面上，木板右端距固定平台距离，木板厚度与光滑平台等高，平台上固定半径的光滑半圆轨道，轨道末端与平台相切。木板左端放置滑块B，滑块与木板上表面间的动摩擦因数，给滑块施加水平向右的作用力，作用时间后撤去F，滑块质量，木板质量，滑块没有滑离木板，不计空气阻力，重力加速度。
（1）在时间内，分别求A、B的加速度大小；
（2）若木板与平台间每次碰撞前后速度大小均不变，方向相反，最终滑块停在木板右端，求木板长度；
（3）若木板长度，且木板与平台第一次碰撞即与平台粘合在一起，滑块继续运动，求滑块通过轨道最高点时对轨道压力大小。
参考答案
1．A 2．A 3．D
4．【答案】A
【详解】对小球受力分析，小球受重力和水平方向绳子的拉力，由于小车沿斜面下滑，则小球的合力沿斜面向下，根据几何关系可知，小球的合力
则小球的加速度为
对小车和小球整体受力分析，根据牛顿第二定律可得
联立解得
故A正确，BCD错误。故选A。
5．【答案】C
【详解】在闭合开关S的瞬间，螺线管磁场方向向左，根据楞次定律，金属圆环感应磁场方向向右，从环的右侧往左侧看，感应电流I的方向为逆时针方向，环向外扩张。故选C。
6．【答案】D
【详解】AB．两粒子运动轨迹如图
粒子运动时间为若两粒子比荷相同，则从A分别到P、Q经历时间之比为，A、B错误；
C．设圆形区域半径为R，由题意可知，两粒子运动半径之比为根据若两粒子比荷相同，则两粒子在磁场中速率之比为，C错误；
D．同理C选项，若两粒子速率相同，则两粒子的比荷之比为，D正确。故选D。
7．【答案】A
【详解】通电导体棒受安培力与斜面夹角为，受重力、支持力、摩擦力和安培力，根据平衡条件；其中解得
当时即当时无论所加磁场多强，均不能使导体棒发生移动，故选A。
8．【答案】C
【详解】A．根据左手定则，正电荷受到的洛伦兹力向下，负电荷受到的洛伦兹力向上，故上极为负极，下板为正极。故A错误；
B．稳定时，电荷受到的洛伦兹力和电场力大小相等，即解得即电源电动势为U，可知上下两板电压要小于。故B错误；
CD．根据电阻定律，等离子体的电阻根据闭合电路欧姆定律，有联立，解得
故C正确；D错误。故选C。
9．【答案】A
【解析】小灯泡与电源1连接时的电阻为，小灯泡与电源2连接时的电阻为，所以在这两种连接状态下，小灯泡的电阻之比是，A错误，符合题意；小灯泡与电源1连接时小灯泡消耗的功率为，小灯泡与电源2连接时小灯泡消耗的功率为，所以在这两种连接状态下，小灯泡消耗的功率之比是，B正确，不符合题意；电源1的内阻为，电源2的内阻为，所以电源1和电源2的内阻之比是，C正确，不符合题意；由图像可得电源1和电源2的电动势都为10V，则电源1和电源2的电动势之比是，D正确，不符合题意．
10．【答案】B
【详解】A．若物块A、B未发生相对滑动，物块A、B、C三者加速的大小相等，由牛顿第二定律得对物块A根据牛顿第二定律可得解得故A错误；
B．物块A受到的最大合外力为，则物块A的最大加速度当物块A的加速度恰好为时，物块A、B发生相对滑动，以物块A、B、C系统为研究对象，由牛顿第二定律得
解得要使物块A、B之间发生相对滑动，则故B正确；
C．对物块C由牛顿第二定律得解得所以轻绳拉力的大小小于；故C错误；
D．轻绳对定滑轮的作用力故D错误。故选B。
11．【答案】B
【解析】根据题述，带电粒子从圆a边界上的A点沿半径方向以速度射入圆a内，第一次从圆a边界射出时速度方向偏转，画出带电粒子运动轨迹如图甲（磁场未画出）。
由轨迹图中几何关系得，，解得轨迹半径，根据洛伦兹力提供向心力有，联立解得圆a区域内匀强磁场的磁感应强度，故A错误。画出粒子经过辐向电场加速后，从圆b边界上进入外环区域，粒子恰好不会从圆c飞离磁场的临界轨迹如图乙（磁场及电场未画出）。根据几何关系知，粒子在圆b和圆c间的匀强磁场中运动轨迹半径，粒子在环形磁场区域运动，洛伦兹力提供向心力，有，粒子在辐向电场中加速，由动能定理有，联立解得，B正确。由对称性可知，粒子从电场回到入射点A，在圆a区域磁场中运动的速度为，轨迹所对的圆心角为，即，在圆b、c间运动轨迹所对圆心角为，在磁场中运动的时间为，C、D错误。
12．【答案】1.704 3.970 C 48.0
【详解】（1）[1]螺旋测微器的读数为
[2]游标卡尺的读数为
（2）[3]由图甲根据欧姆定律有整理可得由此可知，要求得的值，除了需要求出图乙所示图像的斜率，还需要知道的内阻，所以的内阻应该确定，故应选用C。
（3）[4]根据（2）分析可知为C的电流表内阻等于图像的纵轴截距的绝对值为；
（4）[5]根据（2）分析可知解得该材料的电阻率又
代入数据解得
13．【答案】（1）0.6W；（2）6J；（3）
【详解】（1）电动机的输入功率
（2）物体上升的速度
电动机提升重物的机械功率
电动机线圈所产生的热功率
所生热量
（3）由焦耳定律得线圈电阻
14．【答案】（1） （2） （3）
【解析】（1）设粒子在第一象限内做圆周运动的轨迹半径为，则有
由图可知 解得。
（2）设粒子做类平抛运动过程竖直位移为，则
由题意可知，粒子做类平抛运动的末速度与x轴负方向夹角为，则，
类平抛运动过程，，联立解得，。
（3）设粒子做类平抛运动过程水平位移为，则，设粒子在y轴下方磁场区域运动的轨道半径为，则粒子运动速度，　解得。
15．【答案】解：（1）金属棒由静止释放后，沿斜面做变加速运动，加速度不断减小，当加速度为零时有最大速度，
由牛顿第二定律．
　　　解得
（2）金属棒以最大速度匀速运动时，电阻R上的电功率最大，此时
联立解得
（3）设金属棒从开始运动到达到最大速度过程中，沿导轨下滑距离为x，由能量守恒定律
根据焦耳定律
联立解得
　　　
解得
由动量定理：
解得。
16．【答案】（1），；（2）12m；（3）10N
【详解】（1）设有外力F作用时滑块和木板的加速度分别为和，由牛顿第二定律可得
解得
解得
（2）撤去外力F时滑块和木板的速度分别为和，则有
撤去外力F后滑块的加速度大小为
设在经时间，滑块与木板达到共速，则有
解得　
木板的位移
可知木板的最大速度为4.8m/s。时间内，滑块木板的相对位移为
木板与平台碰撞后，因，所以木板先向左做减速后向右做加速运动，两者再达到共同速度再次与平台碰撞，以后重复上述运动，最终滑块停在木板右端，第二段滑块与木板间的相对位移为，由功能关系则有解得
则有木板的长度为
（3）若木板长度，滑块与木板达到共同速度后一起运动，木板与平台碰撞后立即停止，滑块经圆轨道最高点时的速度为v，由动能定理
解得
在最高点，由牛顿第二定律解得
由牛顿第三定律可知，滑块对轨道的压力大小为10N。