2024-2025学年江苏省宿迁市泗阳县实验高级中学高二（上）开学考试物理试卷（含解析）

2024-2025学年江苏省宿迁市泗阳县实验高级中学高二（上）开学考试物理试卷
一、单选题：本大题共11小题，共44分。
1.随着智能手机的发展，电池低容量和手机高耗能之间的矛盾越来越突出，手机无线充电技术间接解决了智能手机电池不耐用的问题。如图所示，当充电基座上的送电线圈通入正弦式交变电流后，就会在邻近的受电线圈中感应出电流，最终实现为手机电池充电。电磁感应的首次发现者为( )
A. 爱因斯坦 B. 法拉第 C. 洛伦兹 D. 密立根
2.如图所示的各图所描述的物理情境中，产生感应电流的是( )
A. 甲图中开关闭合稳定后，线圈中
B. 乙图矩形导电线圈平面垂直于磁场方向向右平移中
C. 丙图金属框从位置向位置运动，金属框中
D. 丁图矩形导电线圈绕水平轴匀速转动中
3.原来静止的可以自由转动的小磁针如图所示，当一束带负电的粒子沿水平方向从左向右飞过小磁针的下方时，小磁针的极将( )
A. 向纸内偏转
B. 向纸外偏转
C. 向下偏转
D. 向上偏转
4. 红、橙、黄、绿四种单色光中，光子能量最小的是( )
A. 红光 B. 橙光 C. 黄光 D. 绿光
5.电磁波在医院得到了广泛应用，关于电磁波的某些特性，下列说法不正确的是( )
A. 伽玛手术刀治疗癌症是利用强穿透力，能量高的特性
B. 胸透又称荧光透视，是利用射线具有穿透性，荧光性和摄影效应的特性
C. 红外线测温仪，是利用了红外线波长较长的特性
D. 医用紫外灭菌灯是利用了紫外线的消毒特性
6.如图所示，甲木块的质量为，以速度沿光滑水平地面向前运动，正前方有一静止的、质量为的乙木块，乙上连有一轻质弹簧．甲木块与弹簧接触后( )
A. 甲木块的动量守恒 B. 乙木块的动量守恒
C. 甲、乙两木块所组成的系统的动量守恒 D. 甲、乙两木块所组成系统的动能守恒
7.高空作业须系安全带，如果质量为的高空作业人员不慎跌落，从开始跌落到安全带对人刚产生作用力前人下落的距离为可视为自由落体运动，此后经历时间安全带达到最大伸长，若在此过程中该作用力始终竖直向上，则该段时间安全带对人的平均作用力大小为 ( )
A. B. C. D.
8.将质量为的模型火箭点火升空，燃烧的燃气以大小为的速度从火箭喷口在很短的时间内喷出．在燃气喷出后的瞬间，火箭的动量大小为喷出过程中重力和空气阻力可忽略( )
A. B.
C. D.
9.水平面上有质量相等的、两个物体，水平推力、分别作用在、上。一段时间后撤去推力，物体继续运动一段距离后停下。两物体的图线如图所示，图中。则整个过程中( )
A. 的冲量等于的冲量
B. 的冲量大于的冲量
C. 摩擦力对物体的冲量等于摩擦力对物体的冲量
D. 合外力对物体的冲量等于合外力对物体的冲量
10.如图所示，滑槽与滑块紧靠在一起，静止于光滑的水平面上．小球从的右上方无初速度地下滑，当滑到左方最高处时，将( )
A. 静止 B. 向左运动 C. 向右运动 D. 无法确定
11.如图所示，一个木箱原来静止在光滑水平面上，木箱内粗糙的底板上放着一个小木块。木箱和小木块都具有一定的质量。现使木箱获得一个向右的初速度，则( )
A. 小木块和木箱最终都将静止
B. 小木块最终将相对木箱静止，二者一起向右运动
C. 小木块在木箱内壁将始终来回往复碰撞，而木箱一直向右运动
D. 如果小木块与木箱的左壁碰撞后相对木箱静止，则二者将一起向左运动
二、实验题：本大题共1小题，共10分。
12.某同学用如图甲所示装置通过半径相同的、两球的碰撞来验证动量守恒定律。实验时先使球从斜槽上某一固定位置由静止开始滚下，落到位于水平地面的记录纸上，留下痕迹。重复上述操作次，得到个落点痕迹。再把球放在水平槽上靠近槽末端的地方，让球仍从位置由静止开始滚下，和球碰撞后，、球分别在记录纸上留下各自的落点痕迹。重复上述操作次，得到了如图乙所示的三个落地点。
请你叙述找出落地点的平均位置的方法是：________，并在图中读出________。
已知，碰撞过程中动量守恒，则由图可以判断出是________球的落地点，是________球的落地点。
用题中的字母写出动量守恒定律的表达式：________。
三、计算题：本大题共4小题，共46分。
13.如图所示，金属框架与导体棒构成回路，处在匀强磁场中且与磁场垂直。
若，从点出发，向右以的速度匀速运动时，回路的磁通量的变化是多少？
在图中，若回路面积从变到，从变到，则回路中的磁通量变化量是多少？
14.质量为的小球在光滑的水平桌面上以的速率向右运动，恰遇上质量为的小球以的速率向左运动，碰撞后，小球恰好静止，则碰后小球的速度大小、方向如何？
15.将质量为的小球，从距水平地面高处，以的水平速度抛出，不计空气阻力，取求：
抛出后内重力对小球的冲量；
平抛运动过程中小球动量的增量；
小球落地时的动量．
16.如图所示，一轻质弹簧两端连着物体和，放在光滑的水平面上，物体被水平速度为、质量为的子弹击中，子弹嵌在其中作用时间极短，已知物体的质量是物体的质量的，子弹的质量是物体的质量的。求：
物体获得的最大速度；
子弹射入木块过程中损失的动能；
弹簧压缩量最大时物体的速度。
答案解析
1.
【解析】手机无线充电技术的原理是电磁感应现象，该原理是法拉第首次发现的。故B正确，ACD错误。
故选：。
2.
【解析】A.甲图中开关闭合稳定后，穿过线圈的磁通量保持不变，所以线圈中不产生感应电流，故A错误；
B.乙图矩形导电线圈平面垂直于磁场方向向右平移中，穿过线圈平面的磁通量不变，所以线圈中不产生感应电流，故B错误；
C.丙图金属框从位置向位置运动，金属框中磁通量发生变化，所以会在金属框中产生感应电流，故C正确；
D.丁图矩形导电线圈绕水平轴匀速转动中，穿过线圈的磁通量始终为，不发生变化，所以在线圈中不产生感应电流，故D错误。
3.
【解析】解：带负电的粒子水平从左向右飞过，电流方向从右向左，根据安培定则知，小磁针所处位置的磁感应强度的方向垂直纸面向里，所以小磁针的极将向内偏转，故A正确，BCD错误。
故选：。
电荷的定向移动会产生电流，规定正电荷的定向移动方向为电流方向；再根据安培定则判断小磁针极的方向。
本题考查直线电流的磁场方向，即静止时小磁针的极指示磁场方向等知识点，属于基础知识的简单题型。
4.
【解析】每个光子的能量为，各种色光中，红色光的频率最小，波长最长，所以红色光的能量最小。
故选A。
5.
【解析】A.射线能量高、穿透力强，医院常用射线照射癌细胞，治疗癌症，故A正确；
B.射线具有穿透性，荧光性和摄影效应的特性，所以可以用来做胸透，故B正确；
C.红外线测温仪，是利用了红外线的热效应，故C错误；
D.医院用紫外线灯照射的方法来消毒灭菌，是利用了紫外线的消毒特性，故D正确。
由于本题选择错误的，故选 C。
6.
【解析】解：甲木块与弹簧接触后，由于弹簧弹力的作用，甲、乙的动量要发生变化，但对于甲、乙所组成的系统因所受合力的冲量为零，故动量守恒，故AB错误，C正确；甲、乙两木块所组成系统的动能，一部分转化为弹簧的势能，故系统动能不守恒，故D错误．
故选：．
系统所受合力为零时，系统动量守恒，据此分析答题．
本题考查了判断动量与动能是否守恒，应用动量守恒的条件、从能量角度分析即可正确解题．
7.
【解析】
对自由落体运动，有：，解得：，规定向下为正方向，对运动的全程，根据动量定理，有：；解得：
。
故选A．
8.
【解析】【分析】本题主要考查了动量守恒定理的基本应用，知道火箭点火升空过程中动量守恒，难度不大。
由火箭点火升空过程中系统动量守恒，可得两者动量大小相等，再由动量的定义确定。
【解答】燃气的动量大小为，燃气喷出瞬间，火箭与燃气组成的系统动量守恒，则火箭的动量大小为，故A正确．
9.
【解析】C.由图，与平行，说明推力撤去后两物体的加速度相同，而撤去推力后物体的合力等于摩擦力，根据牛顿第二定律可知，两物体受到的摩擦力大小相等，但的运动时间小于的时间，根据可知，摩擦力对物体的冲量小于摩擦力对物体的冲量，故C错误；
因为两物体所受摩擦力相同，根据动量定理，对整个过程研究得，由图看出，，则有，即的冲量小于的冲量，故AB错误；
D.根据动量定理可知，合外力的冲量等于物体动量的变化量，两个物体动量的变化量都为零，所以相等，故D正确。
故选D 。
10.
【解析】选B小球和滑槽、滑块三个物体构成一个系统，这个系统所受水平方向的合外力为零，所以系统水平方向动量守恒，小球下滑前系统总动量为零，小球下滑后和滑槽作用，滑槽和滑块作用，作用结果使滑块向右运动，有向右的动量．当滑到左方最高点时，小球和滑槽的相对速度为零，但小球和滑槽这个整体向左运动，有向左的动量，这样才能保证系统总动量为零．故选项B正确．
11.
【解析】系统所受外力的合力为零，动量守恒，初状态木箱有向右的动量，小木块动量为零，故系统总动量向右，系统内部存在摩擦力，阻碍两物体间的相对滑动，最终相对静止，因为系统的总动量守恒，不管中间过程如何相互作用，根据动量守恒定律，最终两物体以相同的速度一起向右运动，故B正确；故ACD错误；
故选B。
12.用最小的圆圈起小球的所有落点，圆的圆心即为小球落点的平均位置； ；
；；。
【解析】多做几次试验，用尽可能小的圆把所有的小球落点都圈在里面，其圆心就是小球落点的平均位置；由图示刻度尺可知，其分度值为，由图示可知，。
与相撞后，的速度增大，的速度减小，碰前碰后都做平抛运动，高度相同，落地时间相同，是球的落地点，是球的落地点。
根据两小球从同一高度开始下落，故下落的时间相同，根据动量守恒定律可得，故有，即：。
故答案为：用最小的圆圈起小球的所有落点，圆的圆心即为小球落点的平均位置；；；；。
13.解：棒向右以的速度匀速运动时，位移为：
由于
此时回路的面积为：
回路的磁通量即磁通量的变化量为：
回路面积从变到，从变到时的磁通量为：
故回路中的磁通量的变化为：。
【解析】根据磁通量的公式：求出开始时的磁通量，求出时刻回路的面积，再求出对应的磁通量，它们的差即为所求；
根据磁通量的公式：分别求出各状态的磁通量，前后的差即为所求。
本题考查对于匀强磁场中磁通量的求解能力。对于公式，为线圈在在垂直于磁场方向投影的面积。且磁通量大小与线圈匝数无关，注意磁通量的正负。
14.解：以两球组成的系统为研究对象，系统动量守恒，以向右为正方向，由动量守恒定律得：
，
即：，
解得：，负号表示方向向左；
答：碰撞后小球的速度是，方向向左．
【解析】两个球发生碰撞的过程中，系统受到外力的合力为零，故两个球构成的系统动量守恒，根据动量守恒定律求解即可．
本题关键抓住系统动量守恒，根据动量守恒定律列式后，应用动量守恒定律时注意其矢量性．
15.解：重力是恒力， 内重力对小球的冲量为：

方向竖直向下．
由于平抛运动的竖直分运动为自由落体运动，故有：，
落地时间为：
小球飞行过程中只受重力作用，所以合外力的冲量为：
，方向竖直向下．
由动量定理得：
，方向竖直向下．
小球落地时竖直分速度为： ．
由速度合成知，落地速度为：，
所以小球落地时的动量大小为：．
与水平方向之间的夹角：
所以：
答：抛出后内重力对小球的冲量是 ，方向竖直向下；
平抛运动过程中小球动量的增量是 ，方向竖直向下；
小球落地时的动量是 ，与水平方向之间的夹角是．
【解析】重力是恒力，根据冲量的公式即可求出重力的冲量；
根据平抛运动的公式求出平抛运动的时间，然后由动量定理即可求出小球动量的增加；
根据矢量的合成方法求出小球的末速度，然后根据动量的定义即可求出．
该题结合平抛运动考查动量定理，在解答的过程中要注意的动量、冲量都是矢量，不能漏掉了方向．
16.由题意，对子弹进入物体中的过程，由动量守恒定律得
解得它们的共同速度，即物体获得的最大速度
子弹射入物体的过程中损失的动能为
以子弹及物体、组成的系统作为研究对象，整个作用过程中总动量守恒，弹簧具有最大压缩量时，它门的速度相等，由动量守恒定律得
求得三者的共同速度，即弹簧具有最大压缩量时，物体的速度为

【解析】详细解答和解析过程见【答案】
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