2021-2022学年山西省运城市芮城中学高二（上）12月物理试题含解析

芮城中学高二年级月考物理试题

（本试题共100分：考试时间90分钟）

一、选择题（本大题共14个小题，其中1-9题只有一个选项符合题意，10-14有多个选项符合题意，每小题4分，选不全得2分，错选或不选得0分。）

1. 关于电场强度和电场线，下列说法正确的是（　　）

A. 在电场中某点放不同的检验电荷，该点的电场强度就不同

B. 在电场中没有电场线地方场强一定为零

C. 电荷在电场中某点所受力的方向即为该点的电场强度方向

D. 由静止释放的带电粒子在电场中运动的轨迹可能不与电场线重合

【答案】D

【解析】

【详解】A．电场中某点的场强大小由电场本身决定，与放入电场中的检验电荷无关，因此在电场中某点放不同的检验电荷，该点的电场强度是相同的，故A错误；
B．电场线的疏密表示电场强度的强弱，在电场中没画电场线的地方场强并不一定为零，故B错误；
C．正电荷在电场中某点所受力的方向才是该点的电场强度方向，电场强度方向与负电荷所受的电场力方向相反，故C错误；
D．若电场线是曲线，由静止释放的带电粒子在电场中运动的轨迹不与电场线重合，故D正确．

故选D。
 

2. 为了安全，轿车中都装有安全气囊。当发生剧烈碰撞时，安全气囊启动为驾驶员提供保护。关于安全气囊的作用，下列说法正确的是（　　）

A. 减小了驾驶员的动量变化量 B. 减小了驾驶员的动量变化率

C. 增大了驾驶员的动量变化量 D. 减小了驾驶员受到撞击力的冲量

【答案】B

【解析】

【分析】

【详解】在碰撞过程中，人的动量变化量是一定的，等于末动量与初动量的差值，而用安全气囊后增加了作用时间，根据动量定理可知，动量变化量相同时，作用时间越长，作用力越小，即动量变化率越小。

故选B。

3. 下列四幅图所反映的物理过程中，系统动量守恒的是（　　）

A. 只有甲、乙正确 B. 甲、乙、丙正确

C. 只有甲、丙正确 D. 只有乙、丁正确

【答案】C

【解析】

【分析】

【详解】甲图中，在光滑水平面上，子弹射入木块的过程中，子弹和木块组成的系统动量守恒。

丙图中两球匀速下降，说明两球组成的系统在竖直方向上所受的合外力为零，两球组成的系统动量守恒，细线断裂后，它们在水中运动的过程中，两球整体受力情况不变，遵循动量守恒定律。

乙图中系统受到墙的弹力作用，丁图到中斜面受到其右侧挡板的作用，乙、丁两图所示过程系统所受合外力不为零，动量不守恒。

故选C。

4. 如图所示，质量相等的A、B两个球，原来在光滑水平面上沿同一直线相向做匀速直线运动，A球的速度是6 m/s，B球的速度是-2 m/s，A、B两球发生对心碰撞。对于该碰撞之后的A、B两球的速度可能值，某实验小组的同学们做了很多种猜测，下面的猜测结果一定无法实现的是（　　）

A. vA′=-2 m/s，vB′=6 m/s B. vA′=2 m/s，vB′=2 m/s

C. vA′=1 m/s，vB′=3 m/s D. vA′=-3 m/s，vB′=7 m/s

【答案】D

【解析】

【详解】设每个球的质量均为m，碰前系统总动量

碰前的总动能

A．若vA′=-2 m/s，vB′=6 m/s，碰后总动量

则动量守恒，总动能

机械能也守恒，故A可能实现，不符合题意；

B．若vA′=2 m/s，vB′=2 m/s，碰后总动量

总动能

动量守恒，机械能不增加，故B可能实现，不符合题意；

C．碰后总动量

总动能

动量守恒，机械能不增加，故C可能实现，不符合题意；

D．碰后总动量

总动能

动量守恒，机械能增加，违反能量守恒定律，故D不可能实现，符合题意。

故选D。

5. 如图所示,两块水平放置的平行正对的金属板a、b与电池相连,在距离两板等距的M点有一个带电液滴处于静止状态．若将a板向下平移一小段距离,但仍在M点上方,稳定后,下列说法中正确的是　

A. 液滴将向下加速运动

B. M点电势升高，液滴在M点的电势能将增大

C. M点的电场强度变小了

D. 在a板移动前后两种情况下,若将液滴从a板移到b板,电场力做功相同

【答案】D

【解析】

【详解】AC．极板始终与电源连接，电压不变，由可知d减小电场强度E增大，电场力增大，粒子向上加速运动，故AC错误；

B．b点电势为零，有：

，

场强增大，M点电势升高，液滴电场力方向向上，所以液滴带负电，液滴M点电势能降低，故B错误；

D．在a板移动前后两种情况下，若将液滴从a板移到b板，由于电压相同，电场力做功qU相同，故D正确。

故选D。

【点睛】极板始终与电源连接，电压不变，由可知d减小电场强度E增大，电场力增大，粒子向上加速运动；判断某一点电势高低必须找一个参考点，就是接地点或零势点，明确电势差与电势的关系．

6. 如图所示，电源电动势E=10V，内阻r=1Ω，闭合开关S后，标有“8V、8W”的灯泡L恰能正常发光，电动机M的电阻R0=4Ω，下列说法正确的是（　　）

A. 流经电源的电流为3.5A B. 电动机M的发热功率为4W

C. 电源的输出功率P出=18W D. 10s内电动机M输出的能量为80J

【答案】B

【解析】

【详解】AC．灯泡恰能正常发光，并联部分电压为

内电压应为

流过电源的电流

电源的输出功率

AC错误；

BD．流过灯泡的电流

则可得流过电动机的电流

电动机的热功率

电动机的总功率

电动机的机械功率

10s内电动机M输出的能量

D错误B正确。

故选B。

7. 电动机与小电珠串联接入电路，电动机正常工作时，小电珠的电阻为R1，两端电压为U1，流过的电流为I1；电动机的内电阻为R2，两端电压为U2，流过的电流为12．则

A  B.  C.  D.

【答案】D

【解析】

【详解】由题意可知I1=I2，选项A错误；因U2>I2R2，U1=I1R1，则，选项BC错误，D正确；故选D.

8. 如图所示，平行直线表示电场线，但未标明方向，带电荷量为−q的微粒在电场中只受电场力的作用，由A点移到B点，则（　　）

A. 若微粒的运动轨迹是轨迹1，则电场线方向向左

B. 若微粒运动轨迹是轨迹2，则电场线方向向右

C. 微粒一定做匀变速曲线运动

D. 微粒可能沿直线轨迹3运动

【答案】C

【解析】

【详解】A．若微粒的运动轨迹是轨迹1，可知负粒子受到的电场力向左，故电场线向右，故A错误；

B．若微粒的运动轨迹是轨迹2，可知负粒子受到的电场力向右，则电场线方向向左，故B错误；

C．微粒只受电场力，故一定做匀变速曲线运动，故C正确；

D．做直线运动的物体，受的合外力与速度方向共线，由题意知不可能满足电场力和速度共线，故D错误。

故选C。

9. 两长度相同的金属板M、N正对水平放置，板长为L，板间距为d，连接在图示的电路中。D为理想二极管（正向电阻为0，反向电阻无穷大），滑动变阻器R的最大阻值为2r，定值电阻的阻值R0=r，E为恒压电源，不计电源内阻。将滑片P置于滑动变阻器正中间，闭合开关S，让一电荷量为q、质量为m的粒子（不计重力）从靠近M板左端的位置以水平速度v0射入板间，粒子恰好打在N板的右端。在保持开关S闭合的情况下，下列说法错误的是（　　）

A. 电源电动势E=

B. 若仅将滑动变阻器的滑片向左滑动，则粒子仍能打在N板上

C. 若仅将粒子的初速度变为2v0后射入板间，则粒子从M、N板的中线处离开

D. 若仅将N板向上平移，则粒子打在N板的中点处

【答案】C

【解析】

【详解】A．加速度为

可得

解得

MN板看成一个电容器，稳定后R趋近于，所以相当于短路，电压与两端电压相等

故A正确，不符题意；

B．向左移动滑片，的阻值变小，的分压升高，由可知竖直方向的加速度增大，会打在N板上，故B正确，不符题意；

C．粒子做类平抛的运动时间为

初速度变为2v0后，时间为

则

故粒子从靠近M的处射出，故C错误，符合题意；

D．由可知，仅将N板向上平移，电容器的电容变为原来的2倍，而电路结构不变有电容器的电压不变，则加速度变为2倍，设水平位移为，有

解得

则有

故D正确，不符题意；

故选C。

10. 如图所示，一个枕形导体AB原来不带电，将它放在一个负点电荷的电场中，负点电荷所带的电荷量为Q，与AB的中心O的距离为R。由于静电感应，在导体AB的两端分别出现感应电荷，当达到静电平衡时（已知静电力常量为k）（　　）

A. 导体A端的电势高于B端的电势

B. 导体的感应电荷在O点产生的电场强度大小为，方向向左

C. 导体的中心O的电场强度为零

D. 撤去负点电荷后，导体带上了正电荷

【答案】BC

【解析】

【详解】A．当达到静电平衡时，导体是等势体，故导体A端电势等于B端电势，A错误；

BC．导体内部各点的合场强为零，则导体中心O点的场强为零，故感应电荷在O点的产生场强与点电荷-Q在O点的场强等大反向，大小为，方向向左，BC正确；

D．撤去点电荷-Q后，导体两端的感应电荷会还原而使得导体不带电，D错误。

故选BC。

11. 如图所示，一轻弹簧的左端固定，右端与一带电小球相连接，小球静止在光滑绝缘的水平面上，施加一个水平方向的匀强电场，使小球从静止开始向右运动，则向右运动的这一过程中（运动过程中始终未超过弹簧的弹性限度） (    )

A. 小球动能最大时，小球电势能最小

B. 弹簧弹性势能最大时，小球和弹簧组成的系统机械能最大

C. 小球电势能最小时，小球动能为零

D. 当电场力和弹簧弹力平衡时，小球的动能最大

【答案】BCD

【解析】

【详解】小球向右运动时，电场力做正功，电势能减小；当电场力与弹力平衡时，小球的动能最大，电势能不是最大；在最右端电势能最大；故A错误；小球运动过程中只有电场力和弹簧弹力做功，故小球的电势能、动能和弹簧的弹性势能总量守恒，在最右端，电势能最小，故小球和弹簧组成的系统机械能最大；故B正确；小球向右运动时，电场力做正功，电势能减小，故最右端电势能最小，此时动能为零，故C正确；当电场力和弹簧弹力平衡前，电场力大于弹簧的弹力，小球做加速运动，当弹力等于电场力时，速度达到最大，球的动能最大，故D正确；故选BCD．

12. 在军事训练中，一战士从岸上以2 m/s的速度跳到一条向他缓缓漂来，速度是0.5 m/s的小船上，然后去执行任务，已知战士质量为60 kg，小船的质量是140 kg，该战士上船后又跑了几步，最终停在船上，不计水的阻力，则（　　）

A. 战士跳到小船上到最终停在船上的过程，战士和小船的总动量守恒

B. 战士跳到小船上到最终停在船上的过程，战士和小船的总机械能守恒

C. 战士最终停在船上后速度为零

D. 战士跳到小船上到最终停在船上的过程动量变化量的大小为105 kg·m/s

【答案】AD

【解析】

【详解】AB．战士跳上小船最终停在小船上的过程中，合外力为零，则总动量守恒，机械能有损失，所以总机械能不守恒。故A正确，B错误。
CD．以战士初始运动方向为正，根据动量守恒定律得

mv1-Mv2=（M+m）v

解得

战士动量的变化量

△p=m（v-v1）=-60×1.75=-105kg∙m/s

故C错误，D正确。
故选AD。

13. 如图所示，一质量M=8.0kg的长方形木板B放在光滑水平地面上，在其右端放一个质量m=2.0kg的小木块A。给A和B以大小均为5.0m/s，方向相反的初速度，使A开始向左运动，B开始向右运动，A始终没有滑离B板，A、B之间的动摩擦因数是0.5。则在整个过程中，下列说法正确的是（　　）

A. 小木块A的速度减为零时，长木板B的速度大小为4m/s

B. 小木块A的速度方向一直向左，不可能为零

C. 小木块A与长木板B共速时速度大小为3m/s

D. 长木板的长度可能为10m

【答案】CD

【解析】

【详解】AB．木块与木板组成的系统动量守恒，由于初速度均为v0=5.0m/s，所以木板的动量大于小木块的动量，系统合动量方向向右，所以木块A先向左做减速运动，速度减为零后反向向右做加速运动，最后木块与木板一起做匀速直线运动，以向右为正方向，由动量守恒定律得当木块A的速度间为零时

代入数据解得

故AB错误；

C．最终木块与木板速度相等，根据动量守恒定律可得

代入数据解得

故C正确；

D．最终木块与木板相对静止，一起做匀速直线运动，对系统

代入数据解得

x=8m

木板的最小长度为8m，可能为10m，故D正确。

故选CD。

14. 空间存在一电场，一带负电的粒子仅在电场力作用下从x1处沿x轴负方向运动，初速度大小为v0，其电势能Ep随坐标x变化的关系如图所示，图线关于纵轴左右对称，以无穷远处为零电势能点，粒子在原点O处电势能为E0，在x1处电势能为E1，则下列说法中正确的是（    ）

A. 坐标原点O处电场强度最大

B. 粒子经过x1、-x1处速度相同

C. 由x1运动到O过程加速度一直减小

D. 粒子能够一直沿x轴负方向运动，一定有

【答案】BD

【解析】

【详解】A．根据电势能与电势的关系：Ep=qφ，场强与电势的关系

得

Ep-x图象切线的斜率等于，根据数学知识可知，坐标原点O处切线斜率为零，则坐标原点O处电场强度为零，故A错误；

B．由图看出，x1、-x1两处的电势能相等，根据能量守恒定律得知，粒子经过x1、-x1处速度相同，故B正确；

C．由x1运动到O过程，根据数学知识可知，图线的斜率先增大后减小，说明场强先增大后减小，由F=qE知，粒子所受的电场力先增大后减小，根据牛顿第二定律得知，加速度先增大后减小，故C错误；

D．根据公式Ep=qφ，可知，该粒子带负电，从x1处到-x1处，电势先降低后升高，电场方向先沿x轴负方向后沿x轴正方向，电场力先沿x轴正方向后沿x轴负方向，粒子只要能通过原点O，就能一直沿x轴运动，设粒子恰好能到达原点O时的速度为v，则根据能量守恒定律得

mv2=E0-E1，

当v0＞v时，即

粒子能够一直沿x轴负方向运动，故D正确。

故选BD。

二、实验题（共17分）

15. 图a为某同学组装完成的简易多用电表的电路图。图中E是电池，R1、R2、R3、R4和R5是固定电阻，R6是可变电阻；表头G的满偏电流为250 μA，内阻为480 Ω。虚线方框内为换挡开关，A端和B端分别与两表笔相连。该多用电表有5个挡位，5个挡位为：直流电压1V挡和5V挡，直流电流1mA挡和2.5mA挡，欧姆×100 Ω挡。

(1)图a中的A端与______（填“红”或“黑”）色表笔相连接。

(2)关于R6的使用，下列说法正确的是_______（填正确答案标号）。

A．在使用多用电表之前，调整R6使电表指针指在表盘左端电流“0”位置

B．使用欧姆挡时，先将两表笔短接，调整R6使电表指针指在表盘右端电阻“0”位置

C．使用电流挡时，调整R6使电表指针尽可能指在表盘右端电流最大位置

(3)根据题给条件可得R1＋R2=_______Ω，R4=________Ω。

(4)某次测量时该多用电表指针位置如图b所示。若此时B端是与“1”相连的，则多用电表读数为_______；若此时B端是与“3”相连的，则读数为________；若此时B端是与“5”相连的，则读数为___________。（结果均保留3位有效数字）

【答案】    ①. 黑    ②. B    ③. 160    ④. 880    ⑤. 1.45 mA    ⑥. 1.10×103 Ω    ⑦. 2.90 V

【解析】

【详解】(1)[1]与欧姆表内电源正极相连的是黑表笔。

(2)[2]R6是可变电阻，它的作用就是欧姆表调零，也就是使用欧姆挡时，先将两表笔短接，调整R6使电表指针指在表盘右端电阻“0”位置。

(3)[3]换挡开关接2时，是量程较小的电流表，所以

[4]换挡开关接4时，是量程较小的电压表，这时表头与R1、R2并联组成新表头，新表头的内阻

新表头的量程是1 mA，所以

(4)[5]某次测量时该多用电表指针位置如图（b）所示。若此时B端与“1”相连，则多用电表是量程为2.5 mA的电流表，则读数为1.45 mA；

[6]若此时B端与“3”相连接，多用电表是欧姆×100 Ω挡，则读数为11.0×100 Ω，即1.10×103 Ω；

[7]若此时B端与“5”相连接，多用电表是量程为5 V电压表，则读数为2.90V。

16. 实验小组利用图示的装置进行“验证动量守恒定律”的实验，操作步骤如下：

①在水平桌面上的适当位置固定好弹簧发射器，使其出口处切线与水平桌面相平；

②在一块长平木板表面先后钉上白纸和复写纸，将该木板竖直并贴紧桌面右侧边缘。将小球a向左压缩弹簧并使其由静止释放，a球碰到木板，在白纸上留下压痕P；

③将木板向右水平平移适当距离，再将小球a向左压缩弹簧到某一固定位置并由静止释放，撞到木板上，在白纸上留下压痕P2；

④将半径相同的小球b放在桌面的右边缘，仍让小球a从步骤③中的释放点由静止释放，与b球相碰后，两球均撞在木板上，在白纸上留下压痕P1、P3。

（1）下列说法正确的是___________。

A．小球a的质量一定要大于小球b的质量

B．弹簧发射器的内接触面及桌面一定要光滑

C．步骤②③中入射小球a的释放点位置一定相同

D．把小球轻放在桌面右边缘，观察小球是否滚动来检测桌面右边缘末端是否水平

（2）本实验必须测量的物理量___________。

A．小球的半径r

B．小球a、b的质量m1、m2

C．弹簧的压缩量x1，木板距离桌子边缘的距离x2

D．小球在木板上的压痕P1、P2、P3分别与P之间的竖直距离h1、h2、h3

（3）用（2）中所测的物理量来验证两球碰撞过程中动量是否守恒，当满足关系式则证明a、b两球碰撞过程中动量守恒。（        ）

（4）若b球上涂有粘性很强的胶体（胶体质量不计），让小球a从步骤③中的释放点由静止释放与b球相碰后，两球粘连在一起并撞到木板上在白纸上留下压痕P4，则压痕P4的位置应在________

A．P1上方    B．P1与P2之间    C．P2与P3之间    D．P3下方

【答案】    ①. AD    ②. BD    ③.     ④. C

【解析】

【分析】

【详解】(1)[1] A．为防止碰撞后入射球反弹，入射小球a的质量应大于被碰小球b的质量，故A正确；

B．弹簧发射器的内接触面及桌面不一定要光滑，入射小球a的释放点位置相同即可保证每次实验入射球的速度相等，故B错误；

C．步骤②中只是为了确定水平位置，而步骤③中入射小球a的释放点位置对应平抛初速度，不一定相同，故C错误；

D．为保证小球离开斜槽后做平抛运动，斜槽末端的切线必须水平，把小球轻放在桌面右边缘，观察小球是否滚动来检测桌面右边缘末端是否水平，故D正确。

故选AD。

(2)[2] 小球离开轨道后做平抛运动，设木板与抛出点之间的距离为x，由平抛运动规律得，水平方向

x=vt

竖直方向

解得

设碰撞前a的速度为v0，碰撞后a的速度是v1，碰撞后b的速度为v2，则

两球碰撞过程系统动量守恒，以向右为正方向，由动量守恒定律得

m1v0=m1v1+m2v2

整理得

故需要小球a、b的质量m1、m2，小球在木板上的压痕P1、P2、P3分别与P之间的竖直距离 h1、h2、h3。

故选BD。

(3)[3]根据以上分析可知，要验证

(4)[4] 由静止释放与b球相碰后，两球粘连在一起完全非弹性碰撞，机械能损失最大，故

弹性碰撞

所以

则轨迹在P2与P3之间。

故选C。

三、解答题（共27分）

17. 质量为60kg的建筑工人，不慎从高空跌下，幸好弹性安全带的保护使他悬挂起来。已知弹性安全带的缓冲时间是1.5s，安全带自然长度为5m，g取10m/s2，则安全带所受的平均冲力的大小是多少？

【答案】1000N

【解析】

【详解】根据自由落体运动规律，该工人自由下落5m的时间为

则根据动量定理可得

代入数据可得安全带所受的平均冲力

18. 如图所示，xOy平面第一象限内存在平行于y轴竖直向上的匀强电场E1，第四象限内存在平行于x轴的匀强电场E2。（两电场的电场线在图中均未画出）质量为m、电荷量为q、带正电的小球从y轴上的A点以速度v0沿x轴正方向射入第一象限的电场，从x轴上的B点进入第四象限的电场后做直线运动。已知A点的坐标（0，l），B点的坐标（2l，0），重力加速度为g；求电场的场强E1的大小和E2。

【答案】，，方向沿x轴正方向

【解析】

【详解】设带电小球经过B点时，速度方向与x轴夹角为，在第一象限，由类平抛运动规律有

所以

，

在竖直方向上，由动能定理有

解得

（2）根据带电小球在第四象限做直线运动，所以合力与速度方向共线，则有

解得

方向沿x轴正方向。

19. 如图所示，在光滑的水平面上有一长为L的木板B，上表面粗糙，在其左端有一光滑的圆弧槽C，与长木板接触但不相连，圆弧槽的下端与木板上表面相平，B、C静止在水平面上．现有滑块A以初速度v0从B的右端滑上，并以滑离B，恰好能到达C的最高点。A、B、C的质量均为m，试求：

（1）A滑离B时，B的速度；

（2）A与木板B上表面间的动摩擦因数μ；

（3）圆弧槽C的半径R；

（4）若v0=4m/s，则当A滑离C时，C的速度多大。

【答案】（1）；（2）；（3）；（4）

【解析】

【详解】（1）当在上滑动时，与整体发生作用，规定向左为正方向，由于水平面光滑，与组成的系统动量守恒，有

得

（2）由能量守恒得知系统动能的减小量等于滑动过程中产生的内能，有

得

（3）当滑上，与分离，与发生作用，设到达最高点时速度相等为，规定向左为正方向，由于水平面光滑，与组成的系统动量守恒，有

得

与组成的系统机械能守恒，有

得

（4）当滑下时，设的速度为，的速度为，规定向左为正方向，与组成的系统动量守恒，有

与组成的系统动能守恒，有

解得

方向水平向左