湖北省黄冈中学2024-2025学年高二上学期12月月考物理试卷 （含解析）

湖北省黄冈中学2024年秋高二物理十二月月考
注意事项:
1.答卷前，考生务必将自己的姓名、准考证号填写在答题卡上。
2.回答选择题时，选出每小题答案后，用铅笔把答题卡对应题目的答案标号涂黑；如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其他答案标号。回答非选择题时，将答案写在答题卡上，写在试卷上无效。
一、选择题(本题共10小题，每小题4分，共40分。在每小题给出的四个选项中，第1~7题只有一项符合题目要求，第8~10题有多项符合题目要求。每小题全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分)
1．能量子假设是对经典物理学思想与观念的一次突破。“振动着的带电微粒的能量只能是某一最小能量值的整数倍”，作出这一大胆假设的科学家是（　　）
A．牛顿 B．普朗克 C．密立根 D．爱因斯坦
2．某次课堂上，物理老师在教室里给同学们做了一个演示实验：先后将同一个鸡蛋从同一高度由静止释放，落到地面。第一次鸡蛋落在铺有海绵的水泥地上，完好无损；第二次鸡蛋直接落在水泥地上，拌碎了。海绵的厚度远小于鸡蛋下落高度，不计空气阻力。对该现象解释最合理的是（　　）
A．鸡蛋落在海绵上减速时间较短 B．鸡蛋落在海绵上受到合外力的冲量较大
C．鸡蛋落在水泥地上动量变化较大 D．鸡蛋落在水泥地上动量变化率较大
3．如图所示，质量相同的物体A、B用轻弹簧连接，静止在光滑水平面上，其中B靠在墙壁上。现用力推动A压缩弹簧至P点后再释放A，当弹簧的长度最大时，弹性势能为Ep。则（　　）
A．释放A后，A、B组成的系统机械能守恒
B．释放A后，A、B组成的系统动量守恒
C．弹簧被压缩至P点时的弹性势能为Ep
D．释放A后，B的动能最大值为2Ep
4．如图所示的正六边形是一个绝缘筒的截面，筒内无磁场，在每边中点处开有一小孔。现有质量为，电荷量为的粒子（不计重力），从其中一个小孔以垂直边长方向、适当大小的速度，射入外部磁感应强度为的足够大匀强磁场，恰好能垂直小孔进入筒内。磁场方向垂直截面，粒子恰好不与筒相碰，并以相同速度回到起点，那么该粒子从出发到第一次回到出发点所用时间是（　　）
A． B．
C． D．
5．如图所示，P、Q是两个相同的小灯泡，L是自感系数很大、电阻比小灯泡略小的线圈，下列说法中正确的是（　　）
A．闭合开关，Q立即发光，P慢慢变亮
B．闭合开关，P、Q两灯均是缓慢变亮
C．电路稳定后，断开开关，P中电流方向和断开前相反
D．电路稳定后，断开开关，P、Q两灯都是先亮一下再逐渐熄灭
6．一匝数为N匝、边长为2R的正方形线圈如图放置，在其内部半径为R的虚线圆范围内有与线圈平面垂直的匀强磁场，磁感应强度大小为B，如果将线圈绕虚线圆的某一条直径旋转270°，这个过程中穿过线圈的磁通量变化量的大小为（　　）
A．πBR2 B．NπBR2 C．4BR2 D．4NBR2
7．如图所示，MN为固定在光滑水平面上的细直导线，U形的金属框abcd放在导体棒上，两平行边ab、cd相距为L，MN与ab、cd垂直并与金属框接触良好，整个装置处于竖直向下的匀强磁场中，磁感应强度大小为B。MN接入电路的电阻为R，金属框电阻不计。若给金属框以平行ab向右的初速度，当金属框发生位移为x时，其速度减为零，此过程中通过MN的电荷量为q。则在这一过程中（　　）
A．当通过MN的电荷量达到时，金属框的速度为
B．在通过MN的电荷量达到的过程中，MN释放的热量为
C．当金属框发生的位移为时，金属框的速度为
D．MN释放的热量为
8．图甲是我国正在测试的超导磁流体推进器，它以喷射推进取代了传统的螺旋桨推进方式，图乙是其工作原理图。推进器中的超导体产生超强磁场B，电极C和D连接直流电源通过海水产生电流I，I、B及水流三者方向相互垂直。若用该推进器驱动船舶前进，则下列相关说法正确的是（　　）
A．电极C需连接电源的正极，D需接电源的负极
B．驱动船舶前进的动力是作用在水流上的安培力
C．驱动船舶前进的动力主要来源于水流作用在电极C、D上的作用力
D．驱动船舶前进的动力主要来源于水流作用在超导磁体上的作用力
9．质量为和的两个物体在光滑水平面上正碰，其位置坐标x随时间t变化的图像如图所示。下列说法正确的是（　　）
A．碰撞前静止
B．碰撞后的运动方向不变
C．
D．该碰撞为非弹性碰撞
10．如图所示，一长宽分别为2L和L、质量为m、电阻为R的n匝矩形闭合线圈abcd，从距离磁场上边界L处由静止下落，线圈恰好能匀速进入磁场。磁场上下边界的高度为4L，下列说法正确的是（　　）
A．线圈进入磁场过程中安培力的冲量小于离开磁场过程中安培力的冲量
B．线圈进入磁场时，线圈所受安培力为mg
C．磁场的磁感应强度为
D．线圈穿过磁场的全过程中，产生的总热量为2mgL
二、非选择题：本大题共5小题，共60分
11．（6分）某实验小组要测量某型号电池的电动势和内阻，在实验室中找到如下器材：
A．量程为6V的电压表，内阻很大；B．量程为3V的电压表，内阻很大；
C．电阻箱R的调节范围为0~999.9Ω；D．定值电阻，阻值约为10Ω；
E．开关和导线若干。
该实验小组设计了如图甲所示的电路图，并完成了如下的操作：
（1）组装好实验器材后，将电阻箱的阻值调到最大，开关闭合，减小电阻箱的阻值， 读出两电压表、的示数、及相应的电阻箱示数R，反复调节，记录多组实验数据；
（2）该实验小组利用（1）中的数据建立如图乙所示的坐标系并绘制图像，由图像可知该电池的电动势，E＝ V，内阻r＝ Ω（结果均保留2位有效数字）；
（3）电源电动势E的测量值 E的真实值（填“大于”或“小于”或“＝”）
12.（10分）如图所示，某实验小组的同学将长木板沿倾斜方向固定来验证动量守恒定律，并进行了如下的操作：
a.将斜槽固定在水平桌面上，并调整斜槽末端水平；b.在长木板上由下往上依次铺有白纸和复写纸；
c.先让入射小球A多次从斜轨上的某位置由静止释放；然后把被碰小球B静置于轨道的末端，再将入射小球A从斜轨上同一位置由静止释放，与小球B相撞；
d.多次重复此步骤，用最小圆圈法分别找到碰撞前后小球在长木板上的平均落点M、P、N，其中Р点为小球A单独运动的落点。
(1)为了防止小球A不被反弹，则应满足小球A的质量 （选填“大于”、“等于”或“小于”）小球B的质量；
(2)被撞小球B的落点是 （选填“M”“P”或“N”）；
(3)关于对本实验的理解，下列正确的是________；
A．需测量释放点到斜槽末端的高度h
B．需用游标卡尺测量小球的直径
C．需用天平测量两球的质量m1和m2
D．需测量M、P、N到斜槽末端О点的长度L1、L2、L3
(4)若两球碰撞的过程中动量守恒，则关系式 成立（用m1、m2、L1、L2、L3表示）；若该碰撞过程的机械能也守恒，则关系式 成立（用L1、L2、L3表示）。
13．（11分）如图（a）所示，同学们经常用到饭卡、水卡进行扣款消费。饭卡、水卡内部结构如图（b）所示，由线圈和电路组成。当卡片靠近感应区域时，会在线圈中产生感应电流来驱动芯片运作，从而实现扣款功能。测得卡片内部线圈为长8cm、宽5cm的长方形，共5匝，回路总电阻为1Ω。若某次感应时卡面与感应区平面平行，在0.1s的感应时间内，感应区内垂直于感应区平面的磁感应强度由0均匀增大到。求：
（1）0.1s内线圈的平均感应电动势E；
（2）0.1s内通过线圈内导线某截面的电荷量q；
（3）0.1s内线圈的发热量Q。（计算结果均保留2位有效数字）
14．（15分）如图所示的坐标系中，第一象限有垂直纸面向外的匀强磁场，磁感应强度为；第二象限内有正交的匀强电场和匀强磁场，电场强度为E，方向沿y轴负方向，磁感应强度为，方向垂直纸面向里。一带电粒子从A点以某一速度平行x轴向右射入电磁场，恰好做匀速直线运动，从y轴上的C点射入第一象限。C点到坐标原点O的距离为L，粒子重力不计。求：
（1）粒子从A点射入电磁场时速度v的大小；
（2）若粒子射入第一象限后经坐标原点O射出，求粒子的电性和比荷；
（3）若粒子射入第一象限后从x轴上的D点射出，且，求粒子在第一象限中运动的时间。
15．（18分）如图所示，质量的物块A在光滑水平平台上向右运动，紧靠在水平平台右端的长木板上表面NQ水平并与平台等高且底面光滑，NQ的长度L=2m，长木板的右端为半径R=0.1m的光滑圆弧，长木板的左端有一可视为质点的滑块B，其质量为，与NQ间的动摩擦因数μ=0.1，滑块A沿平台向右运动与滑块B发生弹性碰撞，测得碰后滑块B的速度大小，重力加速度g取10m/s2，求：
(1)滑块A和B碰撞前A的速度大小v0；
(2)为使滑块B不能从长木板右端滑离长木板，长木板的最大质量；
(3)在满足（2）的条件下，长木板的最大速度及滑块B最终距Q端的距离。
参考答案：
题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
答案 B D D A C A B AD AC BC
4．A
【详解】粒子运动一周的轨迹如图所示
设六边形边长为，粒子初速度大小为，由几何关系知，粒子每次在磁场中运动的轨迹半径为 圆心角大小为
由洛伦兹力提供向心力有 带电粒子每次在磁场中的时间为 得
每次在圆筒匀速直线运动的距离为，得每次在圆筒内运动的时间为
因此回到出发点所用时间
7．B
【详解】AB．对金属框由动量定理
可得
当速度减为零时，即v=0可得
当通过MN的电荷量达到时
解得 MN释放的热量为
C．根据
其中 即
当金属框发生的位移为时，则由动量定理
解得金属框的速度为
D．由能量关系可知，MN释放的热量为
10．BC
【详解】BC．由题意，线圈恰好能匀速进入磁场，线圈受到重力和安培力的作用，由平衡条件可知
根据
联立求得
A．由题意，可得线圈安培力的冲量
而
联立，可得出线圈进入和离开磁场过程中安培力的冲量大小均为
D．线圈匀速进入磁场，根据功能关系可知线圈进入磁场时产生的热量为mgL，完全进入磁场后线圈做加速度为g的加速运动，线圈出磁场时速度大于进入磁场时的速度，则受向上的安培力大于重力，则穿出磁场时克服安培力做功大于mgL，即产生的热量大于mgL，则穿过磁场的全过程中，产生的总热量大于2mgL，故D错误。
11．6.0 3.0 小于
【详解】[1][2]根据闭合电路欧姆定律得
变形得
由此可知， 乙图的纵截距为电源电动势E=6.0V
斜率的绝对值为电池内阻
[3]由于电压表的分流作用，导致干路电流偏小，根据闭合电路欧姆定律
整理，可得
由此可知电源电动势E的测量值小于E的真实值。
12．(1)大于 （1分） (2)N （1分） (3)CD（2分） (4) （3分） （3分）
【详解】（1）为了防止小球A不被反弹，则应满足A球的质量大于B球的质量；
（2）结合题图分析可知，P点为碰前入射球A的落点，M、N分别为碰后入射球A以及被碰球B的落点；
（3）A．小球抛出时的初速度可以用表示，无需测量高度，A错误；
B．该实验中两球从同一点抛出，水平位移对应小球在抛出点和落地点处的球心之间的水平距离，竖直位移对应小球在抛出点和落地点的最下方位置之间的竖直高度，不需要测量A球或B球的直径，B错误；
CD．需要验证的关系式
可知，需要测量的物理量应有A球和B球的质量m1和m2以及OM，OP，ON的长度L1、L2、L3，CD正确。
（4）[1]结合图和题意可知
若碰撞过程中两球的动量守恒，则应满足
由以上整理得
[2]若该碰撞过程的机械能守恒，则应有
整理可得
13.（1）（4分）（2）（4分）（3）（3分）
【详解】（1）0.1s内线圈的平均感应电动势为
代入数据解得
（2）0.1s内通过线圈的电流大小为代入数据解得
0.1s内通过线圈内导线某截面的电荷量为： 代入数据解得
（3）0.1s内线圈的发热量为 代入数据解得
14．（1）（3分）（2）正电（2分）（4分）（3）（6分）
【详解】（1）根据题意可知，粒子在电磁场中做匀速直线运动，则有
解得
（2）粒子射入第一象限后，做匀速圆周运动，若粒子经坐标原点O射出，由左手定则可知，粒子带正电，有 又有 联立解得
（3）若粒子射入第一象限后从x轴上的D点射出，设粒子做圆周运动的半径为，运动轨迹如图所示
由几何关系有
解得 又有 可得
则粒子在第一象限中运动的时间
15．(1)
(2)
(3)，
【详解】（1）滑块A和B碰撞过程动量守恒，机械能守恒，则有
联立解得
（2）在保证B不能从右端滑离长木板，长木板质量取最大时，对应的情况是B刚好滑到圆弧的顶端时，B与长木板共速对B和长木板有
代入数据可得
，
（3）当滑块B返回至Q点时，长木板的速度最大，设此时B的速度大小为，则有
解得
设B最终没有滑离长木板，B滑下后相对长木板滑行，据能量守恒可有
解得
故假设成立，B最终距Q端