2024-2025学年湖南师大附中高二（上）第一次月考物理试卷（含答案）

2024-2025学年湖南师大附中高二（上）第一次月考物理试卷
一、单选题：本大题共6小题，共24分。
1.物理公式或物理定律都有成立条件或适用范围，下列叙述中正确的是( )
A. 是磁感应强度的定义式，适用任何磁场，但电流元一定要垂直磁场方向放置
B. 用来计算一段电路电流通过时产生的热量，也可以用来计算电流在这段电路做的功
C. 在匀强电场中有关系式，任何距离相等的两点，一定相等
D. 、、都用到了比值定义法
2.通量是物理学中的重要概念，在物理中有着重要应用。在研究磁场时我们定义了磁通量，其中为磁感应强度、为垂直磁场的面积；磁通量大小可形象表示穿过某一平面的磁感线的净条数；磁通量为标量，但有正负之分。与之类似，在静电场中，我们定义“垂直穿过某一平面的电场线条数为通过这一平面的电通量”。如图甲，在磁感应强度大小为的匀强磁场中，面积为的平面与垂直于的平面间的夹角为，如图乙为电荷量为的点电荷的电场，如图丙为匀强电场，场强为。则下列说法正确的是( )
A. 甲图中穿过该平面的磁通量
B. 乙图中点电荷从某球面球心位置向右移动少许仍在所研究的球面内，穿过该球面的电通量不变
C. 乙图中穿过以点电荷所在位置为球心的球面的电通量随着球面半径增大而减少
D. 丙图中通过一半径为的球面的电通量为
3.锂离子电池已被广泛地用于智能手机、智能机器人、电动自行车、电动汽车等领域，锂离子电池主要依靠锂离子在电池内部正极和负极之间移动来工作，某款手机充电锂离子电池的标识如图所示。下列说法正确的是( )
A. 该锂离子电池放电时，锂离子从正极运动到负极
B. 该锂离子电池把化学能转化为电能的本领比电动势为的干电池弱
C. 该锂离子电池充满电后可贮存约的电能
D. 若该锂离子电池的待机电流为，则其最长待机时间约为
4.苏轼的诗句“定知玉兔十分圆，已作霜风九月寒，寄语重门休上钥，夜潮留向月中看”形象地描述了八月十五日看潮的情景。如图所示，太阳、月亮和地球处于一条直线上，会在海面上引起“大潮”，已知太阳质量是月球质量的万倍，日地距离是月地距离的倍，以下说法正确的是( )
A. 海水在处受到太阳的引力比受到月球的引力小
B. 海水在处受到太阳的引力比受到月球的引力小
C. 同一质量的海水在处受到月球的引力比在处小
D. 同一质量的海水在点受到太阳和月球引力的合力比处小
5.图甲为在左右的环境中工作的某自动恒温箱原理图，箱内的电阻，，，为热敏电阻，它的电阻随温度变化的图线如图乙所示，当、两端电压时，电压鉴别器会令开关接通，恒温箱内的电热丝发热，使箱内温度提高；当时，电压鉴别器使断开，停止加热。则恒温箱内的温度大约保持在( )
A. B. C. D.
6.如图甲所示，光滑的绝缘水平桌面上静止着一松软的不可伸长的带电绳，总电荷量为，绳上的电荷和绳的质量都均匀分布，绳的两端分别固定在、两点的绝缘钉上，绳段的长度为总长度的。若在空间中加上垂直于、连线且与桌面平行的匀强电场，电场强度大小为，带电绳静止时如图乙所示，此时绳上点的张力大小为，则此时处于点的绝缘钉受到的绳的拉力大小为( )
A. B. C. D.
二、多选题：本大题共4小题，共20分。
7.对于同一物理问题，常常可以从宏观与微观两个不同角度进行研究，找出其内在联系，从而更加深刻的理解其物理本质。一段长为、电阻率为、横截面积为的细金属直导线，单位体积内有个自由电子，电子电荷量为、质量为。经典物理学认为，金属的电阻源于定向运动的自由电子与金属离子即金属原子失去电子后的剩余部分的碰撞，该碰撞过程将对电子的定向移动形成一定的阻碍作用，该作用可等效为施加在电子上的一个沿导线的平均阻力，若电子受到的平均阻力大小与电子定向移动的速率成正比，比例系数为。下列说法正确的是( )
A. 比例系数
B. 比例系数与导线中自由电子定向移动的速率无关
C. 当该导线通有恒定的电流时导线中自由电子定向移动的速率
D. 金属中的自由电子定向移动的速率不变，则电场力对电子做的功与阻力对电子做的功相同
8.实验小组设计了如图所示的欧姆表电路和对应表盘，欧姆表表盘正中央的刻线为“”。通过开关和调节电阻箱，能实现“”和“”双倍率量程。已知电源电动势，毫安表内阻，电源内阻不计。则( )
A. 如果要测二极管正向电阻，表笔应该接二极管的负极
B. 定值电阻的阻值为
C. 表头的满偏电流为
D. 从“”挡换至“”挡，阻值需要增大
9.如图所示，电源电动势，内阻，，直流电动机内阻，额定输出功率。调节滑动变阻器可使甲电路输出功率最大，调节可使乙电路输出功率最大且此时电动机刚好正常工作，则( )
A. 甲电路中当时，定值电阻功率最大
B. 甲电路中当时，电源的输出功率最大
C. 乙电路中当时，电源的输出功率最大
D. 乙电路中当时，电源的输出功率最大
10.如图所示，电源电动势为、内阻为，为定值电阻，电容器的电容为。闭合开关，增大电阻箱阻值的过程中，理想电压表示数的变化量的绝对值为，理想电流表示数的变化量的绝对值为，则下列说法中正确的是( )
A. 电压表示数和电流表示数的比值为
B. 和的比值为
C. 电源的效率和输出功率一定都增加
D. 电容器电荷量的减小量为
三、实验题：本大题共2小题，共18分。
11.某实验小组在实验室利用如图甲所示的实验装置测量物块左侧有力传感器，上面有遮光条与木板间的动摩擦因数。他们将一端带有定滑轮和光电门的长木板固定在水平桌面上，在长木板的旁边固定刻度尺，物块通过跨过定滑轮的细线与砂桶相连，物块与定滑轮间的细线平行于木板。多次改变砂桶的质量，每次都让物块从同一位置由静止释放，记录多组传感器的示数和遮光条的挡光时间，已知物块释放前遮光条到光电门中心的距离为，重力加速度为。
实验前用游标卡尺测量遮光条的宽度，如图乙所示，则遮光条的宽度 ______。
实验过程中______选填“需要”或者“不需要”满足物块的质量远大于砂桶的质量。
利用记录的数据作出图像如图丙所示，则物块与木板间的动摩擦因数为______，物块的质量为______。用所给物理量的字母符号表示，如、、、、
12.在“测量一节干电池的电动势和内阻”实验中，电路图如图，可选用的实验器材有：
电压表量程；
电压表量程；
电流表量程；
电流表量程；
滑动变阻器最大阻值；
滑动变阻器最大阻值；
干电池；开关；导线若干。
选择合适的器材：滑动变阻器应选______。填写所选器材前的符号
测得的组数据已标在如图所示坐标系上，用作图法求干电池的电动势 ______和内阻 ______。注意纵坐标未从开始
按照图的测量方法，某同学利用图像分析由电表内电阻引起的实验误差。在图中，实线是根据实验数据描点作图得到的图像；虚线是该电源的路端电压随电流变化的图像没有电表内电阻影响的理想情况。图图像中哪一个是该实验的分析______。
图中虚线的函数解析式是，如果考虑电表内阻影响，图实线的函数解析式是 ______。解析式中可能用到的物理量：电源电动势，内阻，电压表内阻，电流表内阻
四、计算题：本大题共3小题，共38分。
13.如图所示，半径为的光滑绝缘管道竖直放置，管道平面内有一匀强电场。一带电量为，质量为的小球直径略小于管道恰能沿管道做完整的圆周运动，小球在点动能最大，和管道中心点连线与竖直方向夹角，重力加速度为。
求电场强度的最小值和方向；
在第问的基础上，求小球在圆轨道运动中，经过点时对轨道的压力；
在第问的基础上，若选A点为重力势能零点，求小球机械能的最小值。
14.如图，带正电且电荷量的物块放在水平桌面上，利用细绳通过光滑的滑轮与相连，连接、的两段绳分别水平和竖直，处在水平向左的匀强电场中，，从开始，与桌面的动摩擦因数随的变化如图所示，取点电势为零，从点静止释放，已知、质量均为，离滑轮的距离足够长，重力加速度取。
它们速度最大时，的位移是多少？
它们运动的最大速度多大？
当速度为时，的电势能多大？绳子的拉力多大？
15.某生产流水线利用如图所示装置将质量的工件从倾角的梯形滑坡通过平板车运送至固定水平平台上。滑坡固定在水平地面上，其斜边长，末端有一小段圆弧可使工件无机械能损失地沿水平方向滑出。与滑坡末端等高的平板车由长的车身和伸出车尾的“伸缩臂”组成臂长可调节，伸缩臂厚度不计、高度略高于水平平台。质量的平板车紧挨滑坡静止放置，车尾与平台间的水平距离。现工件从滑坡顶端由静止滑下冲上小车，车尾与左侧平台相碰时为弹性碰撞，忽略平板车与水平地面间的摩擦，工件与滑坡间的动摩擦因数，工件与平板车包括伸缩臂间的动摩擦因数，，，重力加速度取，工件可视为质点。求：
工件冲上平板车时的速度大小；
为使工件速度为时刚好落在平台上，伸缩臂臂长的最小值。
参考答案
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.
9.
10.
11. 不需要
12.
13.解：由小球在点动能最大可知，合外力指向圆心，故重力与电场力的合力沿背离圆心，如下图所示，
由几何关系可知，当电场力与垂直时，场强最小，则有
解得场强的最小值为：，场强的方向垂直于向下
延长与管道相交于点，因小球恰能沿管道做完整的圆周运动，故小球在点速度为，研究到的过程，由动能定理得：
整理变形解得：
在点由牛顿第二定律可得：
代入数据解得：
由牛顿第三定律可知，小球对轨道的压力为：，方向沿背离圆心
由功能关系可知，电场力的功等于机械能的变化量：
电场力做负功最多时，机械能最小，则有：
变形解得：
答：电场强度的最小值为，方向垂直于向下；
小球在圆轨道运动中，经过点时对轨道的压力为，方向沿背离圆心；
小球机械能的最小值为。
14.解：物体受到的电场力
动摩擦因数
滑动摩擦力
在电场力和滑动摩擦力、细绳拉力作用下向左做加速直线运动
当
加速度为零，滑动的速度最大，
由
解得
在向左滑动过程中
滑动摩擦力做功
由动能定理
解得
根据
当时，或
若，电场力做功
根据功能关系可知，当速度为时，的电势能可能是；
滑动摩擦力
由牛顿第二定律，对物块有
对物体有
联立解得
若，电场力做功
的电势能可能是
同理可得当时，
答：它们速度最大时，的位移是；
它们运动的最大速度是；
当速度为时，的电势能可能是，此时绳子拉力为；的电势能也可能是，此时绳子拉力为多大。
15.解：工件从滑坡上滑下过程，由动能定理可得
解得：
则工件冲上平板车时的速度大小为；
工件冲上平板车后做匀减速运动，平板车做匀加速运动，对工件受力分析，根据牛顿第二定律得
解得：
对平板车受力分析，根据牛顿第二定律得
解得：
当平板车与工件共速时
解得：
工件的位移
平板车的位移
工件相对平板车的位移
联立解得：
因为，所以工件与平板车有共同速度时，工件刚好到达平板车的左端，之后一起匀速运动，速度为
平板车与平台弹性碰撞后，工件向左以的速度做匀减速运动；平板车以的速度向右做匀减速运动；工件的速度减为零，运动时间
工件的位移
平板车的位移
伸缩臂臂长的最小值
联立解得：
答：工件冲上平板车时的速度大小为；
为使工件速度为时刚好落在平台上，伸缩臂臂长的最小值为。
第1页，共1页