陕西省西安市长安区第二中学2024-2025学年高二（上）第二次月考物理试卷（含解析）

陕西省西安市长安二中2024-2025学年高二（上）第二次月考物理试卷
一、单选题：本大题共8小题，共32分。
1.当篮球在指尖上绕轴转动时，球面上、两点做圆周运动的( )
A. 半径相等
B. 线速度大小相等
C. 向心加速度大小相等
D. 角速度大小相等
【答案】D
【解析】解：如图所示：
、两点在水平方向做圆周运动，半径垂直于转轴，根据几何知识，故A错误；
D.篮球上的、绕轴做同轴转动，因此、两点做圆周运动的角速度相等，故D正确；
B.根据线速度与角速度的关系，因此，故B错误；
C.根据向心加速度公式，因此，故C错误。
故选：。
A.、两点在水平方向做圆周运动，根据几何知识分析、两点做圆周运动的半径的大小；
D.篮球上的、绕轴做同轴转动，据此分析作答；
B.根据线速度与角速度的关系分析作答；
C.根据向心加速度公式分析作答。
本题主要考查了圆周运动半径的确定、线速度与角速度的关系、向心加速度公式，理解圆周运动的两种传动方式是解题的关键；要区别求半径与圆周运动的半径。
2.在下列所描述的运动过程中，若物体所受的空气阻力均忽略不计，则机械能守恒的是( )
A. 小孩沿滑梯匀速滑下 B. 被投掷出的铅球在空中运动
C. 发射过程中的火箭加速上升 D. 电梯中的货物随电梯一起匀速下降
【答案】B
【解析】解：、小孩沿滑梯匀速滑下，小孩的动能不变，重力势能减小，所以小孩的机械能不守恒，故A错误；
B、被投掷出的铅球在空中做斜抛运动，只有重力做功，所以机械能守恒，故B正确；
C、火箭加速上升，动能和重力势能都增大，机械能不守恒，故C错误；
D、货物随电梯一起匀速下降，动能不变，重力势能减少，机械能不守恒，故D错误。
故选：。
物体机械能守恒的条件是只有重力做功，根据机械能守恒的条件逐个分析物体的受力的情况，即可判断物体是否是机械能守恒。
掌握住机械能守恒的条件，也就是只有重力做功，分析物体是否受到其它力的作用，以及其它力是否做功，由此即可判断是否机械能守恒．
3.利用砚台将墨条研磨成墨汁时讲究“圆、缓、匀”，如图，在研磨过程中，砚台始终静止在水平桌面上。当墨条的速度方向水平向左时，( )
A. 砚台对墨条的摩擦力方向水平向左
B. 桌面对砚台的摩擦力方向水平向左
C. 桌面和墨条对砚台的摩擦力是一对平衡力
D. 桌面对砚台的支持力与墨条对砚台的压力是一对平衡力
【答案】C
【解析】解：墨条速度方向水平向左，墨条受到砚台的滑动摩擦力水平向右，根据牛顿第三定律砚台受到墨条的摩擦力方向向左，砚台有向左运动的趋势，桌面对砚台的摩擦力方向水平向右，故AB错误；
C.砚台处于静止状态，水平方向的合力为零，桌面和墨条对砚台的摩擦力是一对平衡力，故C正确；
D.桌面对砚台的支持力与墨条对砚台的压力大小并不相等，桌面对砚台的支持力等于墨条对砚台的压力加上砚台的重力，所以桌面对砚台的支持力大于墨条对砚台的压力，不可能是一对平衡力，故D错误。
故选：。
滑动摩擦力的方向与墨条的相对运动方向相反；根据牛顿第三定律判断砚台受到墨条的滑动摩擦力方向，根据平衡条件判断桌面对砚台的摩擦力方向；根据受力分析来判定。
本题主要考查了摩擦力方向的判断、牛顿第三定律和平衡条件的运用。
4.某带电粒子转向器的横截面如图所示，转向器中有辐向电场。粒子从点射入，沿着由半径分别为和的圆弧平滑连接成的虚线等势线运动，并从虚线上的点射出，虚线处电场强度大小分别为和，则、和、应满足( )
A.
B.
C.
D.
【答案】A
【解析】解：由转向器中有辐向电场可知，粒子受到的电场力提供向心力，又因为粒子在等势线上运动，则粒子的速度大小保持不变，根据牛顿第二定律可得：，，联立解得：，故A正确，BCD错误；
故选：。
粒子在等势线上运动，则粒子的速度大小不变，粒子受到的电场力提供向心力，结合牛顿第二定律完成分析。
本题主要考查了带电粒子在电场中的运动，分析出粒子做圆周运动的向心力来源即可完成分析，难度不大。
5.如图所示，两段长度和材料相同、各自粗细均匀的金属导线、，单位体积内的自由电子数相等，横截面积之比为：：。已知内有个自由电子通过导线的横截面，则( )
A. 流经导线的电流为
B. 流经导线的电流为
C. 内有个自由电子通过导线的横截面
D. 自由电子在导线和中移动的速率之比：：
【答案】B
【解析】解：、电子的电荷量，流过的电流为：，故A错误；
B、因金属导线、串联，所以流过导线的电流也是，故B正确；
C、因金属导线、串联，所以相同时间内通过的电荷量相等，即内有个自由电子通过导线的横截面，故C错误；
D、根据电流微观表达式：
可得：
自由电子在导线和中移动的速率之比为：，故D错误。
故选：。
根据电流定义式可求通过电阻的电流；根据串联电路的规律可知流过的横截面的电子个数；根据电流的微观表达式可得电荷定向移动的速率之比。
本题考查了电流的定义式、微观表达式以及串联电路的规律。
6.如图所示为、两电阻的伏安特性曲线，图中，关于两电阻的描述正确的是( )
A. 电阻的阻值随电流的增大而增大
B. 因图线的斜率表示电阻的倒数，故电阻的阻值
C. 在两图线交点处，电阻的阻值等于电阻的阻值
D. 在电阻两端加 电压时，流过电阻的电流是
【答案】C
【解析】解：、在图象中，图象的斜率表示电阻的倒数，由图可知，电阻的图象的斜率越来越大，故A的电阻随电压的增大而减小，故A错误；
B、两坐标的标度并不相同，所以不能直接根据图象的斜率求解电阻，故B错误；
C、两图象的交点处，电流和电压均相同，则由欧姆定律可知，两电阻的阻值大小相等；故C确；
D、由图可知，的电阻，故当加电压时，电流为，故D错误。
故选：。
在图象中，图象的斜率表示电阻的倒数；两线交点时电流和电压相等，则由欧姆定律可求得电阻相等。
本题考查伏安特性曲线的应用，要注意明确图象的性质，同时注意图象的斜率可以表示电阻的倒数，但由于采用了不同的标度，故不能用图象斜率求解电阻大小，只能根据坐标值利用欧姆定律求解。
7.如图所示，三块平行放置的带电金属薄板，，中央各有一小孔，小孔分别位于、、点．由点静止释放的电子恰好能运动到点．现将板向右平移到点，则由点静止释放的电子( )
A. 运动到点返回 B. 运动到和点之间返回
C. 运动到点返回 D. 穿过点
【答案】A
【解析】解：设间电场强度为，间场强为，根据题意由点释放的电子恰好能运动到点，根据动能定理，有：
板电量不变，板间的场强为：
由知板间的场强不随距离的变化而变化，当板向右平移到时，板间的场强不变，由知，电子仍然运动到点返回，故A正确，BCD错误；
故选：。
根据匀强电场电场强度的公式，电容的定义式以及电容的决定式推导出电场强度的计算公式，知道在电量不变的情况下，改变两板间距离，场强不变，再结合动能定理进行讨论。
解决考查带电粒子在电场中的运动，关键是要运用动能定理处理，注意在电量不变的条件下，改变极板间的距离场强不变。
8.如图是两个量程的电压表，当使用、两个端点时，量程为，当使用、两个端点时，量程是，已知表头电阻，满偏电流为，则( )
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】解：接、时，量程为，串联的分压电阻，其作用是保护表头。则有：。
接、时，电压表的量程，串联的分压电阻和，它们的作用是保护表头，则有：。故C正确，ABD错误。
故选：。
根据明确电路结构，说明分压电阻的作用。根据串联电路规律可知：改装后的量程为据此可求出应串联的电阻。
本题考查电表改装中的数据分析，关键是正确认识电路，明确串并联电路的基本规律的应用。
二、多选题：本大题共2小题，共8分。
9.四个带电粒子的电荷量和质量分别为、、、，它们先后以相同的速度从坐标原点沿轴正方向射入一匀强电场中，电场方向与轴平行。不计重力，下列描绘这四个粒子运动轨迹的图像中，可能正确的是( )
A. B.
C. D.
【答案】AD
【解析】【分析】
方向粒子做匀速直线运动，竖直方向做初速度为零的匀加速直线运动，求出时刻竖直方向偏转位移大小，再根据电场线方向向上、向下两种情况进行分析判断。
本题主要是考查带电粒子在电场中的运动与图象的结合，关键是弄清楚粒子的受力情况和运动情况，根据相同时间内在方向与方向的位移大小关系进行判断。
【解答】
设质量为、电荷量为的粒子经过时间在轴方向偏转位移为，粒子的初速度为，比荷为，电场强度大小为。
根据牛顿第二定律可得加速度大小为：
方向粒子做匀速直线运动，则有：，即经过相同时间水平位移相等
竖直方向根据位移时间关系可得：，整理可得：。
由于与的比荷相同，故轨迹相同，由于与其它三个粒子电性相反，故偏转方向相反。
、如果电场线平行于轴向下，则正电荷向下偏转、负电荷向上偏转，与重合，且与关于轴对称，在时刻沿方向的位移大于，故A正确、BC错误；
D、如果电场线平行于轴向上，则正电荷向上偏转、负电荷向下偏转，与重合，且与关于轴对称，在时刻沿方向的位移大于，故D正确。
10.如图甲所示，在、两极板间加上如图乙所示的交变电压。板的电势为，一质量为、电荷量为的电子在时刻进入两极板，仅在静电力作用下，由静止开始运动，恰好能到达板，则( )
A. 电子在两板间做匀加速直线运动
B. A、两板间的距离为
C. 若电子在时刻进入两极板，它将时而向板运动，时而向板运动，最终打在板上
D. 电子在两板间的最大速度为
【答案】BD
【解析】解：、电子在两板间先向右做匀加速直线运动，然后向右做匀减速直线运动，故A错误；
B、电子在时刻由静止释放进入两极板运动，由分析可知，电子先加速后减速，在时刻到达板，设两板的间距为，加速度大小为，则有，解得
，故B正确；
C、若电子在时刻进入两极板间，在时间内电子做匀加速直线运动，位移，说明电子会一直向板运动并在之前就打在板上，不会向板运动，故C错误；
D、由题意可知，经过时间电子速度最大，则最大速度为，故B正确。
故选：。
A、交变电场中电荷受到的电场力方向会发生变化；
B、根据电荷所受电场力求解其加速度，然后运用运动学公式求出距离；
C、分析电荷在时间内的运动情况，根据其位移大小判断其是否会向板运动；
D、经过时间电子速度最大。
考查带电粒子在交变电场中的运动规律，根据电荷的受力分析其运动情况。
三、实验题：本大题共1小题，共10分。
11.某同学在进行“测定金属丝的电阻率”的实验。
如图甲所示，该同学用螺旋测微器测量金属丝的直径______。
该同学用如图乙所示电路图测量金属丝的电阻，供选择的仪器如下：
电流表内阻为；
电流表；
滑动变阻器；
滑动变阻器；
蓄电池；
电键及导线若干。
滑动变阻器应选择______选填“”或“”；在图丙中按图乙用连线代替导线连接实物图。
闭合电键，移动滑动触头至某一位置，记录、的读数、，通过调节滑动变阻器，得到多组实验数据；以为纵坐标，为横坐标，作出相应图象，如图丁所示。根据图象的斜率及电流表内阻，写出金属丝电阻的表达式______。
测得金属丝连入电路的长度为，则金属丝电阻率______用、、、表示。
【答案】
【解析】解：如图甲所示，螺旋测微器固定刻度示数为，可动刻度示数为，故金属丝的直径为
。
分压式电路滑动变阻器总电阻应较小，因此，滑动变阻器应选择；
连接实物图如图所示。
根据并联电路电流的分配规律得：
根据数学知识可知，图象的斜率
则得。
根据电阻定律得：
又，
可得。
故答案为：；，如图；；。
螺旋测微器的固定刻度与可动刻度的读数之和就是螺旋测微器的读数，可动刻度要注意估读一位。
分压式电路滑动变阻器总电阻应较小。对照电路图连接实物图。
根据并联电路电流的分配规律和欧姆定律求出与的关系式，结合图象斜率的物理意义得到金属丝电阻的表达式。
根据电阻定律求金属丝电阻率的表达式。
螺旋测微器固定刻度与可动刻度的示数之和是螺旋测微器的示数，要注意估读一位。当变阻器总电阻较小时，往往选择分压式接法。
四、计算题：本大题共3小题，共50分。
12.光滑水平面与竖直面内的圆形导轨在点连接，导轨半径，一个质量的小球在处压缩一轻质弹簧，弹簧与小球不拴接。用手挡住小球不动，此时弹簧弹性势能，如图所示。放手后小球向右运动脱离弹簧，沿圆形轨道向上运动恰能通过最高点，取求：
小球脱离弹簧时的速度大小；
小球从到克服阻力做的功；
小球离开点后落回水平面的位置到点的距离。
【答案】解：根据机械能守恒定律

由动能定理得
小球恰能通过最高点，故
由得
由
得
【解析】本题的解题关键是根据牛顿第二定律求出物体经过、两点的速度，再结合动能定理、平抛运动的知识求解。
13.一个电荷量为，质量为的带电粒子，由静止经电压为的加速电场加速后，立即沿中心线垂直进入一个电压为的偏转电场，然后打在垂直于放置的荧光屏上的点，偏转电场两极板间距为，极板长，极板的右端与荧光屏之间的距离也为。整个装置如图示不计粒子的重力求：
粒子出加速电场时的速度；
粒子出偏转电场时的偏移距离；
点到的距离。
【答案】解：由动能定理可得：，
解得：
带电粒子垂直进入磁场，做类平抛运动，
水平方向上：
在竖直方向上：
，
联立解得：；
粒子出偏转电场后打在屏的时间
平行屏方向速度
出偏转电场后沿屏方向位移：，
点到距离。
答：粒子出加速电场时的速度为；
粒子出偏转电场时的偏移距离为；
点到的距离为。
【解析】带电粒子在加速电场中电场力做正功，由动能定理可解速度出加速电场时的速度。
带电粒子在偏转电场中做类平抛运动，利用运动的合成与分解的观点解决偏转量。
粒子出偏转电场后做匀速运动，根据运动规律求解点到的距离。
单个粒子的运动运用动能定理很简便，利用运动的合成与分解的观点解决类平抛问题。
14.如图所示，长为的轻质细线固定在点，细线的下端系住质量为、电荷量为的小球，小球的最低点距水平面的高度为，在小球最低点与水平面之间高为的空间内分布着场强为的水平向右的匀强电场，固定点的正下方处有一小障碍物，现将小球从细线处于水平状态由静止释放。
细线在刚要接触障碍物时，小球的速度是多大？
细线在刚要接触障碍物和细线刚接触到障碍物时，细线的拉力发生多大的变化？
若细线在刚接触到障碍物时断开，小球送动到水平面时的动能为多大？
【答案】解：由机械能守恒定律得：
细线在刚要接触障碍物时，细线的拉力设为，由牛顿第二定律得：
细线在刚接触到障碍物时，细线的拉力设为，由牛顿第二定律得：
可解得：
细线断开后小球在竖直方向做自由落体运动，运动时间为：
小球在水平方向做匀加速运动，运动的距离为：
小球运动到水平面时的动能，由动能定理得：
可解得：。
答：细线在刚要接触障碍物时，小球的速度是；
细线在刚要接触障碍物和细线刚接触到障碍物时，细线的拉力发生的变化；
若细线在刚接触到障碍物时断开，小球送动到水平面时的动能为。
【解析】由机械能守恒定律求小球到细线接触时的速度；
根据牛顿第二定律分别求出接触到前后的拉力大小；
细线断开后小球在竖直方向做自由落体运动，由平抛运动求出水平的方向的距离，进而由动能定理求解。
本题要求同学们能正确的对物体进行受力分析，并能联想到已学的物理模型，根据相关公式解题。
第1页，共1页