2024-2025学年湖北省襄阳市宜城市第一中学高二（上）月考物理试卷（9月）（含解析）

2024-2025学年湖北省襄阳市宜城市第一中学高二（上）月考
物理试卷（9月）
一、单选题：本大题共7小题，共28分。
1.将物体水平抛出，在物体落地前不计空气阻力，下列说法正确的是( )
A. 动量的方向不变 B. 动量变化量的方向不变
C. 相同时间内动量的变化量越来越大 D. 动量变化的越来越快
2.水刀切割具有精度高，无热变形、无毛刺，无需二次加工以及节约材料等特点，因而得到广泛应用。某水刀切割机床如图所示，若横截面直径为的圆柱形水流垂直射到要切割的钢板上，碰到钢板后水的速度减为零。已知水的流量单位时间流出水的体积为，水的密度为，则钢板受到水的平均冲力大小为( )
A.
B.
C.
D.
3.在匀强磁场中有粗细均匀的同种导线制成的正方形线框，磁场方向垂直于线框平面，、两点接一直流电源，电流方向如图所示。已知边受到的安培力为，则整个线框所受安培力为
A. B. C. D.
4.如图所示，一质量为的导体棒置于倾角为的粗糙金属导轨上，导体棒与导轨间的动摩擦因数为，导体棒通过导轨与电源、定值电阻相连，该装置处于垂直导轨平面向下的匀强磁场中未画出。已知电源电动势为，定值电阻的阻值为，其他电阻均不计，导体棒接入电路中的长度为，磁感应强度大小为。为了使导体棒保持静止，现给导体棒施加垂直导轨平面向下的压力，则的大小至少为( )
A. B. C. D.
5.如图所示，两根相互平行的长直导线过纸面上的、两点，且与纸面垂直，导线中通有大小相等、方向相反的电流。、、在、的连线上，为的中点，、位于的中垂线上，且、、、到点
的距离均相等。关于以上几点处的磁场，下列说法错误的是( )
A. 点处的磁感应强度为零
B. 、两点处的磁感应强度大小相等、方向相同
C. 、两点处的磁感应强度大小相等、方向相同
D. 、两点处磁感应强度的方向相同
6.如图所示，在光滑的水平轨道上有甲、乙两个等大的小球沿轨道向右运动，取向右为正方向，它们的动量分别为和。若两球能发生正碰，则碰后两球动量的增量和可能是( )
A. ，
B. ，
C. ，
D. ，
7.如图所示，两光滑且平行的固定水平杆位于同一竖直平面内，两静止小球、分别穿在两杆上，两球间连接一个保持原长的竖直轻弹簧，现给小球一个水平向右的初速度如果两杆足够长，则在此后的运动过程中( )
A. 、组成的系统动量守恒 B. 、组成的系统机械能守恒
C. 弹簧最长时，其弹性势能为 D. 当速度达到最大时，速度最小
二、多选题：本大题共3小题，共18分。
8.如图所示，平板上方有足够大的匀强磁场区域，磁场方向垂直纸面向里，电子从平板上的小孔射入匀强磁场，速度方向与平板夹角为，整个装置放在真空中，且不计重力。电子打到平板上的位置到小孔的距离为，在磁场中运动时间为，则( )
A. 若一定，增大速度，电子打到平板上的位置到小孔的距离不变
B. 若一定，增大速度，电子在磁场中的运动时间不变
C. 若速度大小一定，角从增大到过程中，电子打到平板上的位置到小孔的距离先减小后增大
D. 若速度大小一定，角从增大到过程中，电子在磁场中运动时间增长
9.如图所示，两个质量相等的物体从同一高度沿倾角不同的两个光滑固定斜面由静止自由滑下，到达斜面底端的过程中( )
A. 两物体所受重力冲量相同 B. 两物体所受合外力冲量不同
C. 两物体到达斜面底端时动量相同 D. 两物体到达斜面底端时动量不同
10.如图甲所示，光滑水平面上有、两物块，它们在时发生碰撞，图乙是两者的位移图像，已知物块的质量为，由此可知( )
A. 碰撞前的动量为
B. 两物块的碰撞为完全非弹性碰撞
C. 物块的质量为
D. 两物块碰撞过程中对作用力的冲量是
三、实验题：本大题共2小题，共18分。
11.某同学用如图甲所示的实验装置来验证动量守恒定律。实验时先让质量为的入射小球从斜槽上某一固定位置由静止释放，小球从轨道末端水平抛出，落到位于水平地面的复写纸上，在复写纸下面的白纸上留下痕迹，重复上述操作次，得到个落点痕迹。再把质量为的被碰小球放在水平轨道末端，仍将小球从位置由静止释放，小球和碰撞后，分别在白纸上留下各自的落点痕迹，重复操作次，、、为三个落点的平均位置，点是水平轨道末端在记录纸上的竖直投影点，如图乙所示。请完成下列问题：
关于实验操作，下列说法正确的是__________。
A.实验过程中白纸和复写纸可以根据两小球的落点位置随时调整移动
B.以最小的圆圈住尽可能多的落点，则圆心可视为小球的平均落点
C.两个小球的质量需要满足，且轨道表面必须光滑
D.小球与碰撞后，、的落点分别是图乙中的、点
当所测物理量满足表达式__________用所测物理量的字母表示时，即说明两小球碰撞遵循动量守恒定律。
该同学进一步测量发现，总是满足，由此判断小球与的碰撞属于__________。
A.弹性碰撞 非弹性碰撞 完全非弹性碰撞 都有可能
12.某同学为了测量某一节干电池的电动势和内阻，进行了以下操作：
该同学首先用多用电表的直流挡粗略测量该节干电池的电动势，电表指针如图甲所示，则该电表读数为__________。
该同学认为用多用电表测量误差较大，为了能比较准确地进行测量，他利用部分实验器材进行了如下实验：
A.待测干电池 电流表满偏电流，内阻为
C.电流表量程，内阻约为
D.滑动变阻器，额定电流为
E.滑动变阻器，额定电流为
F.电阻箱阻值为 开关一个，导线若干
为了能比较准确地进行测量，根据要求回答下列问题：
实验中滑动变阻器，应选__________填“”、或“”；
为了操作方便，需利用电流表和电阻箱改装成量程为的电压表，需__________填“串联”或“并联”阻值__________的电阻箱；
该同学画出实验电路图如图乙所示；
如图丙所示是该同学根据正确的实验得到的数据作出的图线，其中纵坐标为电流表的示数，横坐标为电流表的示数。由图可知，被测干电池的电动势为______，内阻为_______结果均保留两位有效数字。
四、计算题：本大题共3小题，共36分。
13.如图所示，等腰直角三角形的直角边长为，为边的中点，为边上的一点，在区域内，既有磁感应强度大小为、方向垂直纸面向里的匀强磁场，又有电场强度大小为的匀强电场，一带正电的粒子自点沿平行于的直线通过区域，不计粒子的重力．
求电场强度的方向和粒子进入场区的速度大小；
若仅撤去电场，粒子仍以原速度自点射入磁场，从点射出磁场，求粒子的比荷；
14.如图，小车质量为，滑块质量为，滑块置于小车上方且距小车左端距离为，滑块和小车两者以的速度水平向右匀速行驶，水平面光滑。质量为的子弹以的速度水平向左飞行，瞬间击中滑块并留在其中，之后一段时间滑块和小车发生相对滑动，最终滑块刚好不会从小车上掉下，求：
子弹击中滑块后瞬间滑块的速度大小；
小车最终运动的速度大小；
从子弹击中滑块开始小车向右运动的最长时间。
15.如图甲，粗糙绝缘水平面上有两个完全相同的金属小滑块、，质量均为。空间有场强大小均为、方向均沿水平且相反的两个匀强电场，滑块处于电场分界线上。开始时，带电量为，不带电，、相距，速度均为，一段时间后、发生弹性正碰，且碰撞时间极短，碰后、所带电荷量均恒为，碰后的最大速度恰好与碰前的最大速度大小相等，的部分关系如图乙所示为未知量，整个过程中，、之间的库仑力视为真空中点电荷的相互作用，静电力常量为，、与水平面间的最大静摩擦力等于滑动摩擦力且大小均为。求：
经多长时间、发生弹性正碰；
碰撞后的速度最大时、间的距离；
碰撞分离后至速度达到最大的过程中，、间的库仑力对、做的总功。
答案解析
1.
【解析】A.平抛运动中，速度大小方向都在发生变化，则由可知，动量的方向会发生变化，故A错误；
由于物体所受合外力的冲量大小等于它的动量的变化量，即，由此可得，动量变化量的方向始终向下不变，相同时间内动量的变化量相同，且动量变化快慢不变，故B正确，CD错误。
故选B。
2.
【解析】以水为研究对象，根据动量定理可知，而，，
代入可得，
根据牛顿第三定律，钢板受到水的冲力。
故选D。
3.
【解析】设磁感应强度大小为，边长为，则的长度为，与并联，两者电阻之比为，则电流之比为，
则在、点接一直流电源后流过导线的电流为，导线的电流为
导线边所受的安培力大小导线的有效长度为，受到的安培力大小为根据左手定则，导线边受到的安培力方向与受到的安培力方向都垂直于向下，则整个线框所受安培力为，故ABC错误，D正确。
4.
【解析】解：通电情况下，导体棒的受力情况如图所示，导体棒保持静止的临界状态受力为
代入数据解得
即时导体棒恰好可以保持静止，因此要使导体棒保持静止．
故ABC错误，D正确
故选：。
对导体棒进行受力分析，根据平衡条件可解得向下压力的最小值。
本题以导体棒的受力平衡为载体，重点考查在安培力作用下的受力平衡问题，要求学生能掌握安培力方向的判断，大小的计算，并且能分析出导体棒平衡的临界状态。较好地考查了学生的科学思维。
5.
【解析】解：、根据右手螺旋定则，处导线在点产生的磁场方向竖直向下，处导线在点产生的磁场方向竖直向下，合成后磁感应强度不等于，故A错误；
B、在处产生的磁场方向竖直向下，在处产生的磁场方向竖直向下，在处产生的磁场方向竖直向下，处产生的磁场方向竖直向下，根据场强的叠加知，、两点处磁感应强度大小相等，方向相同，故B正确；
C、在处产生的磁场方向垂直于偏下，在出产生的磁场方向垂直偏下，在处产生的磁场方向垂直于偏下，在处产生的磁场方向垂直于偏下，根据平行四边形定则，知处的磁场方向竖直向下，处的磁场方向竖直向下，且合场强大小相等，故C正确；
D、由以上分析可知，、两点处磁感应强度的方向都竖直向下，方向相同，故D正确。
本题选错误的，故选：。
根据右手螺旋定则确定两根导线在、、、四点磁场的方向，根据平行四边形定则进行合成。
解决本题的关键掌握右手螺旋定则判断电流与其周围磁场方向的关系，会根据平行四边形定则进行合成。
6.
【解析】A.由题意可知，其系统碰撞后的总动量为
由上述可知，系统碰撞前后满足动量守恒，碰后球动量变为
碰后球动量变为
其碰前总动能为
碰撞后总动能为
碰撞前后能量的变化为
由于和球的质量未知，若
则由
即满足系统的总动能不增加，即符合能量守恒，而碰后两球的动量都与原方向相同，且球的动量变小，即球的速度变小，球的动量增加，即球的速度增加，所以可能球速度小于球的速度，满足实际运动情况。该情况可能发生，故A正确；
B.两个小球发生正碰，则其系统碰撞前后应该满足动量守恒，碰前总动量为
碰后总动量为
由上述可知，系统碰撞前后动量不守恒，故B错误；
C.由题意可知，其系统碰撞后的总动量为
由上述可知，系统碰撞前后满足动量守恒，碰后两球的动量都与原方向相同，但球的动量增加，与实际运动不符，故C错误；
D.由题意可知，其系统碰撞后的总动量为
由上述可知，系统碰撞前后满足动量守恒，进一步分析可知，碰后球的动量变为
球碰动量变为
根据动能与动量的关系有
由上述式子可知，其球碰撞前后动能大小不变，但是球碰后动能变大，即对于、组成的系统来说其系统的总动能在碰后大于碰前，违反了能量守恒，故D错误。
故选A。
7.
【解析】A.由于两球竖直方向上受力平衡，水平方向所受的弹力的弹力大小相等，方向相反，所以两球组成的系统所受的合外力为零，系统的动量守恒，故A正确；
B.对于弹簧、、组成的系统，只有弹力做功，系统的机械能守恒，由于弹性势能是变化的，所以、组成的系统机械能不守恒，故B错误；
C.当两球的速度相等时，弹簧最长，弹簧的弹性势能最大，以向右为正方向，由动量守恒定律得：，解得：；由系统的机械能守恒得：，解得：，故C错误；
D.若，当弹簧伸长时，一直在加速，当弹簧再次恢复原长时速度达到最大，弹簧伸长时先减速后，速度减至零向左加速，最小速度为零．所以速度达到最大时，速度不是最小，故D错误。
故选A。
8.
【解析】解：作出电子的运动轨迹图，如图所示，据半径公式、周期公式和几何关系有：，由圆的对称关系知，电子在磁场中的偏转时间。
、若一定，增大速度时，从上述知，距离要增大，时间不变，故A错误，B正确；
、若速度大小一定，角从增大到过程中，轨迹分别画出轨迹、、所示，从上述知，距离先增大到时最大，然后减小。而时间一直增大，故C错误，D正确。
故选：。
先画出一般情况下电子的运动轨迹，由几何关系表示出电子打到平板上的位置到小孔的距离和在磁场中运动的时间，然后用数学的方法判断在各选项情况下和的变化。
画出轨迹，从轨迹图可以看出结果，当然从数学表达式也能得到结果，本题的关键是要有变化的思维去分析问题，不要只停留在锐角的前提下，还要考虑钝角情况。
9.
【解析】物体在下滑中只有重力做功，而重力做功只与高度差有关，故两种情况下重力做功相等，由得两种情况下到达斜面底端的速度的大小是相等的，方向沿斜面向下；
A.设斜面的倾角为，根据牛顿第二定律有：，则可得两物体的加速度分别为：与，设斜面的高度为，根据位移时间关系有：，可得两物体在斜面上运动时间为：与，则可知两物体运动时间不同，根据可知，两物体所受重力的冲量也不相同，故A错误；
B.物体在两种情况下到达斜面底端的速度的大小是相等的，而速度的方向不同，所以两种情况下物体的末动量不同，根据动量定理：，所以合力的冲量大小相等，方向是不同的，故B正确；
物体在两种情况下到达斜面底端的速度的大小是相等的，而速度的方向不同，所以两种情况下物体的末动量不同，故C错误，D正确。
故选BD。
10.
【解析】解：、根据图像的斜率等于速度，可知碰撞前的速度，碰撞前的动量为，故A错误；
B、根据图象可知，碰撞后二者速度相同，说明碰撞为完全非弹性碰撞，故B正确；
C、碰撞后，二者的共同速度，取碰撞前的速度方向为正方向，由动量守恒定律得：，解得：，故C错误；
D、对，由动量定理，两物块碰撞过程中对作用力的冲量是，故D正确。
故选：。
根据图像的斜率等于速度，求出碰撞前的速度，根据动量的定义式求解碰撞前的动量；碰撞后二者速度相同，说明碰撞为完全非弹性碰撞，碰撞过程中存在机械能的损失；由图像的斜率求出碰撞后的共同速度，根据动量守恒定律求解物块的质量；对，根据动量定理求解对的冲量。
解决本题的关键是明确知道位移时间图象的斜率表示速度，碰撞过程遵守动量守恒定律。
11.
【解析】实验过程中白纸必须始终放在复写纸的下面，且不能调整位置，故A错误；
B.以最小的圆圈住尽可能多的落点，则圆心可视为小球的平均落点，使实验结果尽可能准确，故B正确；
C.为保证小球 碰撞后不被弹回，两个小球的质量需要满足 ，实验中只需保证小球 到达轨道末端的速度相同，所以轨道表面不必光滑，故C错误；
D.小球 与 碰撞后， 的落点分别是题图乙中的 点，故D正确。
故选BD；
对小球 和，根据动量守恒得
小球从轨道末端飞出后做平抛运动，竖直方向有
水平方向有
整理得
小球 与 碰撞后分开，说明不是完全非弹性碰撞，假设两小球是弹性碰撞，系统动量守恒有
根据系统能量守恒有
联立两式解得
即
可得
由于 ，该碰撞不是弹性碰撞，是非弹性碰撞。
12.；；串联；；；
【解析】直流挡的表盘分度值为，根据指针所指刻度可知
由于电源内阻只有几欧姆，因此为了操作方便且能准确进行测量，滑动变阻器应选择最大值较小的；
利用电流表和电阻箱改装成量程为的电压表，电流表改装成电压表要串联电阻，所串联的阻值
根据闭合电路欧姆定律有
变形得
结合图像可知斜率的绝对值
解得
根据图像的纵轴截距
解得
13.解：粒子在场区受力平衡：
解得：，根据带正电粒子所受电场力的方向与电场强度的方向相同，可知场强的方向由指向
过点作半径，它与的延长线交于圆心，作，垂足为，设粒子做匀速圆周运动的半径为，由牛顿第二定律得：
在直角三角形中：
联立解得：
联立解得：；
答：电场强度的方向和粒子进入场区的速度大小为，
若仅撤去电场，粒子仍以原速度自点射入磁场，从点射出磁场，粒子的比荷为。
【解析】根据正电的粒子在电磁场中做直线运动可以，粒子受力平衡，根据电场力等于洛伦兹力求出初速度；
根据洛伦兹力提供向心力公式结合几何关系求解。
本题考查了粒子在电场与磁场中的运动，知道若粒子在混合场中做直线运动，则粒子受力平衡，能结合几何关系求解，难度适中。
14.解：设子弹射入木块后子弹与木块的共同速度为，以水平向左为正方向，则由动量守恒定律有，
代入数据解得；
木块和子弹恰好不从小车上掉下来，则木块和子弹相对小车滑行时，跟小车具有共同速度，设向左为正方向，则由动量守恒定律有
，
代入数据解得；
由能量守恒定律有，
由功能关系有，
解得，
设向左为正方向，根据动量定理得
，
解得。

【解析】整个运动的过程中，系统的动量守恒，对于不同的过程，根据动量守恒和能量守恒计算即可解决。子弹与滑块组成的系统动量守恒，由动量守恒定律可以求出滑块的速度；
子弹、滑块、小车组成的系统动量守恒，由动量守恒定律求出它们的最终速度；
根据能量守恒定律结合功能关系求出动摩擦因数，然后分析滑块，由动量定理求时间。
15.解：受到的合外力大小，
由牛顿第二定律可得的加速度大小，
设经时间发生碰撞，则，
联立解得；
碰撞后的速度最大时所受合力为零，有，
设、间的距离为，则心，
可得；
碰撞前的瞬时速度为，有
，
设碰后瞬间的速度为，的瞬时速度为，、发生弹性正碰时动量守恒、机械能守恒，
，
，
可得，，
碰撞分离后至速度达到最大的过程中，、系统受到的合外力为零，动量守恒，有会
，
设库仑力对、做的总功为，由动能定理可得，
可得。
【解析】对受力分析，根据牛顿第二定律得出加速度，再结合位移时间关系得出时间；
碰撞后的速度最大时所受合力为零，列出受力平衡方程即可；
弹性碰撞过程，根据动量守恒定律和机械能守恒列式子。碰撞分离后至速度达到最大的过程中，系统动量守恒。再结合动能定理得出、间的库仑力对、做的总功。
本题是物体在电场和重力场复合场中的动量和能量的关系及动力学问题，难道较大。
第1页，共1页