福建省廈門市第一中學2023-2024學年度第一學期12月月考高二物理試卷（時間：75min）命題教師：程俊審核教師：謝蘇閩一、單項選擇題（本題共4小題，每小題4分，共16分。每小題只有一個選項符合題目要求）1．“中國天眼”用于探索宇宙起源和演化，其靈敏度達到世界第二大望遠鏡的2.5倍以上，大幅拓展了人類的視野。“天眼”“眼眶”所圍圓面積為S。其所在處地磁場的磁感應強度大小為B，與“眼眶”平面平行、垂直的分量分別為B1、B2A．B1S B．B2S C．0 2．某豎直彈簧振子的振動圖像如圖所示，則（）A．1～3s內，振子的動量變化量為零B．t=2C．第3s末，彈簧振子的彈性勢能為零D．5s內，振子通過的路程為323．在顯像管的電子槍中，從熾熱的金屬絲不斷放出的電子進入電壓為U的加速電場，設其初速度為零，經加速后形成橫截面積為S、電流為I的電子束。已知電子的電荷量為e、質量為m，則在剛射出加速電場時，一小段長為Δl的電子束內的電子個數是()A．IΔleSm2eUB．IΔlem2eU4．設相距為l，電荷量分別為+q和-q的點電荷構成電偶極子，如圖所示，取二者連線方向為y軸方向，中點O為原點，建立如圖所示的xOy坐標系，P點距坐標原點O的距離為r(r?l)，P、O兩點間的連線與y軸正方向的夾角為θ，設無窮遠處的電勢為零，P點的電勢為φ，真空中靜電力常量為k.下面給出φ的四個表達式,其中只有一個是合理的,請你分析判斷φ的合理表達式應為（

）A．φ=kqlcosθr2B．φ=kqr二、雙項選擇題（本題共4小題，每題6分，共24分，每小題有兩個選項符合題目要求。全部選對得6分，選對但不全得3分，有選錯的得0分）5．如圖所示為兩個單擺做受迫振動的共振曲線，則下列說法正確的是（）A．若兩個受迫振動分別在月球上和地球上進行（g地B．若兩個單擺的受迫振動是在地球上同一地點進行的，則兩個單擺的擺長之比LC．若擺長均約為6.2m，則圖線I是在地球上完成的D．若兩個單擺在同一地點均發生共振，圖線II表示的單擺的能量一定大于圖線I表示的單擺的能量6．“戰繩”是一種近年流行的健身器材，健身者把兩根相同繩子的一端固定在一點，用雙手分別握住繩子的另一端，上下抖動繩子使繩子振動起來（圖甲），以手的平衡位置為坐標原點，圖乙是健身者右手在抖動繩子過程中某時刻的波形，若右手抖動的頻率是0.5Hz，下列說法正確的是（）A．該時刻Q點的振動方向沿y軸負方向B．再經過0.25s，P點到達平衡位置C．該時刻P點的位移為10D．從該時刻開始計時，質點Q的振動方程為y=207．如圖所示，R1為定值電阻，R2為滑動變阻器（最大阻值25Ω），現閉合電路中的開關S，將滑動變阻器的滑動觸頭P從最左端滑到最右端的過程中，由電表的測量數據得到U-I圖線如右下圖所示（電表均為理想表）。則下列說法正確的是（）A．電源電動勢為4V B．電源內電阻的阻值為5ΩC．滑動變阻器R2的最大功率為1.2W D．電源的最大輸出功率為1.8W8．如圖甲所示一足夠長的絕緣豎直桿固定在地面上，帶電荷量為0.01C、質量為0.1kg的圓環套在桿上，整個裝置處于水平方向的電場中，電場強度E隨時間t變化的圖象如圖乙所示，環與桿間的動摩擦因數為0.5，t=0時，環靜止釋放，環所受的最大靜摩擦力等于滑動摩擦力，不計空氣阻力，g=10m/s2。則下列說法正確的是（）A．環先做加速運動再做勻速運動 B．0-2s內環的位移小于2.5mC．2s時環的加速度為5m/s2 D．環的最大動能為20J三、非選擇題：共60分，其中9、10、11題為填空題，12、13均為實驗題，14～16題為計算題。考生根據要求作答。9．某同學做“利用單擺測重力加速度”實驗，先用一個游標卡尺測量小球的直徑，示數如圖甲所示，則該小球的直徑為mm。用秒表測得50個全振動的時間如圖乙所示，秒表示數為s。10．如今全國各大城市都進入了高樓時代，高空墜物現在已成為危害極大的社會安全問題。如圖為高空墜物的公益廣告，形象地描述了高空墜物對人傷害的嚴重性。某同學想用實例來檢驗廣告的科學性：假設一個質量為50g的雞蛋從離地45米高的窗戶自由落下，雞蛋與地面撞擊時間約為2×10-3s，不計空氣阻力，g取10m/s11．如圖1所示，用多用電表測電壓表內阻（圖中為連接之前），此時多用電表選擇歐姆擋×1000擋位，連接后多用電表與電壓表的讀數如圖2、圖3所示，電壓表的內阻為，多用電表中電源的電動勢為V(答案均保留兩位有效數字)。12．某實驗小組同學研究兩個小球在軌道末端碰撞前后的動量關系，實驗裝置如圖所示，斜槽與水平槽圓滑連接。安裝好實驗裝置，在地上鋪一張白紙，白紙上鋪放復寫紙，記下重錘線所指的位置O。步驟1：不放小球b，讓小球a從斜槽上某固定位置由靜止滾下，并落在地面上，重復多次，用盡可能小的圓，把小球的所有落點圈在里面，其圓心就是小球落點的平均上位置B；步驟2：把小球b輕放在斜槽末端邊緣，讓小球a從相同位置由靜止滾下，與小球b發生碰撞，重復多次，并使用與步驟1同樣的方法分別標出碰撞后兩小球落點的平均位置A、C；步驟3：用刻度尺分別測量三個落地點的平均位置A、B、C離O點的距離，即線段OA、OB、OC的長度。已知小球a質量為m1、小球b質量為m2。（1）在本實驗中，下列是產生誤差的主要原因的是。A．斜槽的末端沒有調整至水平狀態B．小球在斜槽中運動時會受到摩擦力作用C．小球a每次由靜止釋放時的位置不固定D．測量平均落點到O點的線段長度時有誤差（2）完成上述實驗需小球a和小球b質量大小關系為m1m2（填“大于”“等于”或“小于”）。（3）若等式在誤差范圍內成立，則說明碰撞前后系統動量守恒；若想用該實驗測得的數據進一步判斷兩球碰撞過程中機械能是否守恒，判斷的依據可以是：等式“OB+OA=OC”在誤差允許的范圍內成立，該依據（填“正確”或“錯誤”）。13．在“測量金屬絲的電阻率”的實驗中，某同學進行了如下操作：（1）用毫米刻度尺測量接入電路中的金屬絲的有效長度L，再用螺旋測微器測量金屬絲的直徑D。某次測量結果如圖1所示，則這次測量的讀數D=mm。（2）用多用電表測得金屬絲的阻值為3Ω，現在使用電流表和電壓表準確測量金屬絲的阻值。為了安全、準確、方便地完成實驗，除電源（電動勢為4V，內阻很小）、待測電阻絲、導線、開關外，電流表應選用，滑動變阻器應選用（選填器材前的字母）。A．電壓表V2（量程3V，內阻約3kΩ）B．電壓表V1（量程15V，內阻約15kΩ）C．電流表A1（量程600mA，內阻約1Ω）D．電流表A2（量程3A，內阻約0.02Ω）E.滑動變阻器R1（總阻值10Ω，額定電流2A）F.滑動變阻器R2（總阻值100Ω，額定電流2A）（3）若采用圖2所示的電路測量金屬絲的電阻，電壓表的左端應與電路中的點相連（選填“a”或“b”）。（4）若采用圖3的電路測量電阻率，圖中的電流表內阻跟R0接近。閉合開關S，多次移動滑片P的位置改變電路中接入金屬絲的有效長度，分別記錄每次電流表的示數I和接入電路中金屬絲的有效長度L。根據實驗中所測的數據，作出的下列圖像合理的是。14．如圖所示，半徑為R的四分之一光滑圓形固定軌道右端連接一光滑的水平面，現有一質量為m=1kg的滑塊P從B點正上方h=R=0.4m高處靜止釋放，質量為M=2m的小球Q連接輕質彈簧靜止在水平面上，重力加速度為g=10m/s2。（1）求滑塊到達圓形軌道最低點C時對軌道的壓力FN的大小;（2）求在滑塊壓縮彈簧的過程中，彈簧具有的最大彈性勢能Epm；（3）求小球Q可以獲得的速度大小?15．如圖甲M、N、P為直角三角形的三個頂點，∠NMP=θ，MP中點處固定一電量為Q的正點電荷，MN是長為a的光滑絕緣桿，桿上穿有一帶正電的小球（可視為點電荷），小球自N點由靜止釋放，小球的重力勢能和電勢能隨位置x（取M點處x=0）的變化圖象如圖乙所示，重力加速度為g。設無限遠處電勢為0，M點所處的水平面為重力零勢面。（1）圖乙中表示電勢能隨位置變化的是哪條圖線?（2）求勢能為E1時的橫坐標x1和帶電小球的質量m；（3）小球從N點運動到M點時的動能Ek。16．帶電粒子在電場中的運動規律在近代物理實驗裝置中有著極其廣泛的應用，這些應用涉及到帶電粒子的測量、加速和約束問題。2023年諾貝爾物理學獎獲得者就因其研究控制電子移動而獲得。如圖的電場模型設計，可以通過改變電場的水平寬度控制帶電小球間碰撞，從而模仿微觀狀態帶電粒子的運動。如圖所示，帶電量為q=+2×10-3C，質量為mB=0.1kg的小球B靜置于光滑的水平絕緣板右端，板的右側空間有水平寬度一定、豎直高度足夠高的勻強電場，方向水平向左，電場強度。（1）求第一次碰撞后瞬間A、B小球的速度；（2）如果兩小球第二次第三次碰撞都發生在電場中，則在第二次與第三次碰撞之間，有一個時刻B小球合力的瞬時功率為0。求從B球開始運動到此時B球所受重力的沖量大小；（3）現要求兩小球在空中只能碰撞兩次，求電場水平寬度滿足的條件。參考答案：1．B【解析】在勻強磁場中，“眼眶”與磁場Bl平行，穿過的磁通量Φ=0，“眼眶”與磁場B2垂直，則穿過的磁通量Φ=B2S。2．B【解析】A．由圖可知，振子在1s末和3s末速度大小相等，方向不同，則振子的動量變化量不為零，故A錯誤；B．根據題意，由圖可知，振子的振動方程為x=8cos0.5πtcm；t=3．B【解析】在加速電場中有eU＝12mv2，得v＝2eUm；在剛射出加速電場時，一小段長為Δl的電子束內電荷量為q＝IΔt＝IΔlv；則電子個數n＝qe4．C【解析】AD.若夾角θ=90°，則P點位于x軸上，檢驗電荷從無窮遠沿x軸移動到O點的過程中，電場力始終與位移方向垂直，則x軸上的電勢處處為0，這與cos90°相符，故A錯誤，D錯誤；BC.因離O點越遠,其電勢就越小，故r5．A【解析】A．圖像中振幅最大處對應的頻率應與做受迫振動的單擺的固有頻率相等，從圖像可以看出，兩單擺的固有頻率分別為fΙ=0.2Hz當兩單擺分別在月球和地球上做受迫振動且擺長相等時，根據單擺的周期公式T=2πL變式可得f=12πgL；則可知，g越大，f越大，因此可得B．若兩個單擺的受迫振動是在地球上同一地點進行的，則g相同，擺長長的頻率小，根據fΙfΙΙC．若圖線I是在地球上完成的，根據f=12πgL，其中6．ABD【解析】由題可知，振幅為A=20cm，頻率為f=0.5Hz，則由由圖可知波的波長為λ=8m，波向右傳播，且v=λf=8×0.5m/s=4m/s，該時刻P點的振動方向沿y軸負方向，Q點的振動方向沿y軸正方向，故從該時刻開始計時P點的振動方程為y=20sin(πt+3π4)cm；故t=0時P點的位移為y=102cm，當t=0.25s7．BC【解析】AB．當滑片左移時，滑動變阻器接入電阻減小，則電路中總電阻減小，由閉合電路歐姆定律可知，電路中電流增大。而R1兩端的電壓增大，故乙表示是V1示數的變化，甲表示V2示數的變化；根據圖像乙得R根據閉合電路歐姆定律得U根據圖像甲得0=E-0.6×R1+rE=6V，C．電源的最大輸出功率PD．滑動變阻器R2的最大功率為P8．BCD【解析】A．由圖可得E=開始時的最大靜摩擦力為f=μq則環先做加速運動再做減速運動最后靜止不動，所以A錯誤；C．2s末的加速度為mg-μqE2B．1s末的最大靜摩擦力為f0-2s內環運動時間為1s，設環以2s末的加速度做勻加速直線運動有x=由于0-2s內環做加速度逐漸增大的加速運動，所以0-2s內環的位移小于2.5m，則B正確；D．環速度最大時，有重力等于滑動摩擦力，則5s末速度最大，由牛頓第二定律可得mg-μqE=ma整理得a=5t-5，0≤t≤3，a=25-5ta-t圖像如圖所示由a-t圖像的面積表示速度的變化量則有環的最大速度為v環的最大動能為E9．29.8mm99.8s【解析】圖甲所示游標卡尺主尺的示數是29mm，游標尺的示數是8×0.1mm=0.8mm，小球的直徑d=29mm+0.8mm=29.8mm；圖乙所示秒表分針示數是1.5min，秒針示數是9.8s，秒表所示是90s+9.8s=99.8s10．750.5N?1.5【解析】由自由落體運動速度與下落高度關系公式v2v=設向下是正方向，由動量定理可得mg-F解得F=mg+由牛頓第三定律可知，雞蛋對地面的平均沖擊力大小為750.5N。取向下是正方向，雞蛋的動量改變量為Δ負號表示動量改變量的方向向上。11．14kΩ7.5V【解析】歐姆表讀數即為電壓表內阻，歐姆表讀數=倍率×表盤讀數，即R=1000×14電壓表最小分度為0.1V，故讀數為3.60V；根據閉合電路歐姆定律，電動勢為E=U+12．ACD大于m1【解析】（1）A．若斜槽的末端沒有調整至水平狀態，則小球飛出的初速度方向沒有沿水平方向，導致小球的運動不是平拋運動，引起初速度的測量誤差，故A正確；B．由于小球a從斜槽上每次釋放均是從某固定位置由靜止滾下，則其每次克服摩擦力做功相同，即小球a每次飛出的初速度大小一定，可知小球在斜槽中運動時受到摩擦力作用對實驗沒有影響，故B錯誤；C．若小球a每次由靜止釋放時的位置不固定，其飛出時的初速度大小不是一個定值，導致在水平地面的落點不是一個定值，引起實驗的測量誤差，故C正確；D．測量平均落點到O點的線段長度時有誤差，導致測量小球飛出的初速度有誤差，故D正確。故選ACD。（2）為了避免入射小球出現反彈，實驗需小球a和小球b質量大小關系為m1大于m2。（3）小球飛出后做平拋運動，則有h=12解得v=x小球平拋豎直分位移相等，則飛出速度與水平位移成正比，小球a單獨滾下對應的水平分位移是OB，碰撞后，小球a、b飛出對應的水平分位移分別是OA、OC，根據m解得m[4]若兩球碰撞過程中機械能則有1結合上述解得m由于m聯立解得OB+OA=OC可知，兩球碰撞過程中機械能是否守恒，判斷的依據可以是：等式“OB+OA=OC”在誤差允許的范圍內成立，該依據正確。13．0.517CEbBC/CB【解析】（1）螺旋測微器的讀數為：固定刻度讀數+可動刻度讀數×分度值D=0.5（2）待測電阻約3Ω，電路的總電流最大值約1A左右，所以電流表采用電流表A1（量程600mA，內阻約1Ω）則選C。電路中電阻較小，滑動變阻器采用限流式接法，為了方便調節，采用滑動變阻器R1（總阻值10Ω，額定電流2A），所以選E。（3）根據大內小外規律可知采用伏安法外接法來測量電路，所以電壓表的左端應與電路中的b點相連。（4）根據閉合電路歐姆定律有E=I整理可得I=1則有1I=kL+b，k=故選BC。14．（1）50N，方向豎直向下；（2）Epm【解析】（1）滑塊P從A運動到C過程，根據機械能守恒得mg又因為h=R，代入解得v在最低點C處，根據牛頓第二定律有F解得軌道對滑塊P的支持力F根據牛頓第三定律知滑塊P對軌道的壓力大小為50N（2）彈簧被壓縮過程中，當兩球速度相等時，彈簧壓縮量最大，彈簧具有最大彈性勢能，根據系統動量守恒有m