2022-2023学年湖南省常德市汉寿县第一中学高二上学期第九次月考物理试题含解析

  湖南省常德市汉寿县第一中学2022-2023学年

高二上学期第九次月考物理试题

（范围：必修1、必修2、必修3、选择性必修1）

一、选择题（本大题共10小题，共44分，1～6小题只有一个选项正确，每小题4分；7～10小题有多个选项正确，全部选对得5分，部分选对得3分，错选或不选得0分）

1. 下列对物理基础知识和物理学史的描述正确的是（　　）

A. 质量小体积小的物体一定可以看成质点

B. 物体做单向直线运动时平均速度等于平均速率

C. 千克、开尔文、安培都是国际单位制中的基本单位

D. 牛顿提出了万有引力定律并测量了引力常量

【答案】C

【解析】

【详解】A．质量小体积小的物体不一定可以看成质点，如研究原子内部结构时，原子不能看成质点，故A错误；

B．物体做单向直线运动，物体的路程等于位移大小，物体的平均速度大小等于平均速率，不能说平均速度等于平均速率因为一个是矢量一个是标量，故B错误；

C．千克、开尔文、安培都是国际单位制中的基本单位，故C正确；

D．牛顿提出了万有引力定律，卡文迪许测量了引力常量，故D错误。

故选C。

2. 如图所示，一重为的球固定在杆的上端，今用测力计水平拉球，使杆发生弯曲，此时测力计的示数为，则杆对球作用力的大小及方向为（　　）

A. ，竖直向上 B. ，竖直向上

C. ，斜向左上方与竖直方向夹角为 D. ，斜向右上方与竖直方向的夹角为

【答案】C

【解析】

【详解】以球为研究对象，分析受力情况：重力G、测力计的拉力T和AB杆对球作用力F，由题

由平衡条件知，F与G、T的合力大小相等、方向相反，作出力的合成图如图

则有

与竖直方向夹角的正切值

解得

故选C。

3. 如图所示，将质量为的形框架开口向下置于水平地面上，用细线及轻弹簧、将质量为的小球悬挂起来。框架和小球都静止时细线竖直，弹簧、水平且长度恰好等于弹簧原长，这时框架对地面的压力大小等于。现将细线剪断，则在剪断后瞬间（　　）

A. 框架对地面的压力大小仍为

B. 框架对地面的压力大小为

C. 小球的加速度大小等于

D. 小球加速度为

【答案】C

【解析】

【详解】CD．剪断细线1瞬间，细线的拉力变为0，小球所受合外力等于重力，由牛顿第二定律可知此时小球的加速度大小为，C正确，D错误；

AB．框架受重力和支持力作用

由牛顿第三定律可知，框架对地面的压力大小为Mg，AB错误；

故选C。

4. 2022年北京冬奥会后，滑雪已然成为了冬天最受大家欢迎的体育项目。如图甲所示，整体质量为m的单板滑雪爱好者在安全速降过程中获得了最大速度为v，为了顺利通过一个半径为R的水平弯道，滑雪者尝试以雪板紧贴弯道侧壁的方式过弯。如图乙所示，此侧壁与水平面的夹角为，此时滑雪板所受支持力大小为F，两侧面不受力，该弯道回转半径R远大于滑雪者的身高，重力加速度大小为g，不计空气与摩擦阻力影响，下列说法正确的是（　　）

A.  B.

C.  D.

【答案】A

【解析】

【详解】对运动员受力分析，如图所示

则有

由

解得

故选A。

5. 如图，小球套在光滑的竖直杆上，轻弹簧一端固定于O点，另一端与小球相连．现将小球从M点由静止释放，它在下降的过程中经过了N点，已知在M、N两点处，弹簧对小球的弹力大小相等，且，在小球从M点运动到N点的过程中，不计空气阻力，下列说法正确的是（　　）

A. 弹力对小球先做正功后做负功

B. 只有一个时刻小球的加速度等于重力加速度

C. 弹簧长度最短时，小球的动能最大

D. 小球到达N点时的动能等于其在M、N两点的重力势能之差

【答案】D

【解析】

【详解】A．因M和N两点处弹簧对小球的弹力大小相等，且，可知M处的弹簧处于压缩状态，N处的弹簧处于伸长状态，则在小球从M点运动到N点的过程中，弹簧的弹性势能先增大，后减小再增大；弹簧的弹力对小球先做负功，后做正功再做负功，故A错误；

B．当弹簧水平时，竖直方向的力只有重力，小球受到的合力为重力，小球的加速度为重力加速度；当弹簧恢复到原长时，小球只受重力作用，小球的加速度为重力加速度；故有两个时刻小球的加速度等于重力加速度，故B错误；

C．小球的动能最大时，速度最大，加速度为零，合力为零，而弹簧长度最短时，即弹簧处于水平方向，此时小球合力不为零，小球的动能并不是最大，故C错误；

D．由于M和N两点处弹簧对小球的弹力大小相等，可知M和N两点处弹簧的压缩量等于伸长量，M和N两点处弹簧的弹性势能相等，根据系统机械能守恒可知，小球到达N点时的动能等于其在M、N两点的重力势能差，故D正确。

故选D。

6. 如图所示，a、b、c、d是菱形的四个顶点，∠abc＝120°，O为菱形对角线的交点。现将三个电荷量为＋Q、－Q、＋Q的点电荷分别固定在a，b，c三个顶点上，静电力常量为k，菱形边长为l，下列说法正确的是（　　）

A. d点的电场强度 B. d点的电场强度大小为零

C. O点的电场强度大小为 D. O点的电场强度方向由O点指向d点

【答案】B

【解析】

【详解】AB．根据点电荷电场强度表达式

三个点电荷在d点产生的场强大小相等，由场强的叠加可知，两个电荷量为的点电荷在d点的场强合大小

方向竖直向下，与电荷量为的电电荷在d点的场强方向相反，大小相等，可知d点的电场强度大小为零，故A错误，B正确；

CD．根据对称性可知，两个电荷量为的点电荷在O点的合场强大小为零，则O点的电场强度为电荷量为的点电荷在点的电场强度，方向指向点，大小为

故CD错误。

故选B。

7. 空间有一电场，各点电势随位置的变化情况如图所示，下列说法正确的是（　　）

A. O点的电场强度一定为零

B. 点与x1点的电场强度相同

C. x2和x1两点在同一等势面上

D. 将正电荷从移到x1，电荷的电势能增大

【答案】BC

【解析】

【详解】A．图像上各点切线的斜率表示电场强度，由几何知识得知，O点场强不为零，故A错误；

B．根据对称性结合图像斜率可知，点与x1点的电场强度相同，故B正确；

C．x2和x1两点电势相等，故一定在同一等势面上，故C正确；

D．电势能为

将正电荷从移到x1电荷的电势能由正值变为负值，电荷的电势能减小。故D错误；

故选BC。

8. 如图所示，以O点为圆心，以为半径的圆与坐标轴交点分别为a、b、c、d，该圆所在平面内有一匀强电场，场强方向与x轴正方向成角，已知a、b、c三点的电势分别为、4V、，则下列说法正确的是（　　）

A. 该匀强电场的场强

B. 该匀强电场的场强

C. d点的电势为

D. d点的电势为

【答案】BD

【解析】

【详解】由题意得，a、c间的电势差为

a、c两点沿电场强度方向的距离为

则

根据匀强电场中电势差与电场强度的关系式U=Ed，相等距离，电势差相等，则b、c间的电势差等于a、d间的电势差，可知

d点的电势为-4V，故BD正确AC错误。

故选BD。

9. 如图为汽车蓄电池供电简化电路图。汽车启动时先闭合开关S1，车灯亮，再闭合开关S2，电动机工作，启动发动机，车辆启动完成，断开S2，下列说法正确的是（　　）

A. 闭合S2时车灯变亮 B. 闭合S2时电流表示数变小

C. 闭合S2时不变 D. 断开S2时电源效率变大

【答案】CD

【解析】

【详解】AB．闭合，电路并联支路增多，电路等效总电阻减小，电路干路电流变大，电流表示数变大，电源内电压变大，路端电压变小，车灯变暗，AB错误；

C．根据闭合电路欧姆定律可得

则有

可知闭合S2时不变，C正确；

D．断开，电路并联支路减少，电路等效总电阻增大，电路干路电流变小，电源内电压变小，路端电压变大，根据

可知电源效率变大，D正确。

故选CD。

10. 两列分别沿x轴正、负方向传播的简谐横波在时刻的波形如图所示，其中a波振幅为2cm，沿x轴正方向传播；b波振幅为4cm，沿x轴负方向传播。两列波的传播速度大小均为。下列判断正确的是（　　）

A. a波的周期为2s

B. 两列波的质点的起振方向均沿y轴负方向

C. 时，质点Q离开平衡位置的位移为4cm

D. 时，质点M的位移为2cm

【答案】AD

【解析】

【详解】A．横波a的波长为4m，则周期

故A正确；

B．根据平移法，且同一列波各点起振方向均相同，可知a波起振方向向上，b波起振方向向上，故B错误；

C．横波b的波长为4m，则周期也为2s，t=1.5s时经过，则质点Q离开平衡位置的位移为-4cm，故C错误；

D．时，a波到达M点，再经过0.5s，即时，质点M的位移为2cm。故D正确。

故选AD。

二、实验题（本题共11、12两道小题，其中11题12分，12题8分，每空2分）

11. （1）如图是研究小球的平抛运动时拍摄的闪光照片的一部分，其背景是边长为5cm的小方格，重力加速度取g=10 m/s2。由此可知：闪光频率为___________Hz；小球抛出时的初速度大小为___________m/s。

小球在B点的竖直分速度___________ m/s。（保留两位有效数字）

（2）用如图装置做“研究平抛物体运动”实验时，让小球多次沿同一轨道运动，通过描点法画小球平抛运动的轨迹。

①已备有如下器材：

A．白纸   B．图钉    C．方木板  D．斜槽轨道  E.小球   F.天平   G.重垂线  H.秒表    L.刻度尺

上述器材中，不需要的器材有：___________。（填器材名称前的字母）

②为了得到较准确的运动轨迹，在下面的操作要点中你认为正确的是___________。

A．应调节使斜槽轨道的末端切线水平

B．为减小实验误差，应使小球每次从斜槽轨道不同位置滚下，最后取平均值

C．为消除轨道摩擦力的影响，应使斜槽轨道的末端倾斜，直到小球能在轨道的末端匀速滚动以平衡摩擦力

D．每次必须由静止释放小球

【答案】    ①. 10    ②. 2.5    ③. 3.0    ④. FH##HF    ⑤. AD##DA

【解析】

【详解】（1）[1]由平抛运动竖直方向的分运动是匀变速直线运动可知

解得，间隔时间为

所以闪光频率

[2]水平方向有

代入数据解得，小球抛出时的初速度大小为

[3]小球在B点的竖直分速度

（2）[4]小球抛出后，运动规律满足

与小球的质量无关；在实验中通过画出轨迹，在计算的过程中消去。所以在上述器材中，不需要的器材是天平和秒表，故选FH。

[5]A．为了保证小球做平抛运动，所以应调节斜槽轨道的末端切线水平，A正确；

B．为了保证小球做平抛运动的初速度相同，所以应使小球每次从斜槽轨道同一位置由静止开始下滑，B错误；

C．小球离开斜槽时应做平抛运动，所以斜槽末端切线要保持水平，不需要平衡摩擦力，C错误；

D．为了保证小球做平抛运动的初速度相同，所以应使小球每次从斜槽轨道同一位置由静止开始下滑，D正确。

故选AD。

12. 某学习小组测量某电动自行车电池组的电动势和内电阻（电动势约为35V，内电阻小于）实验过程如下。请完成下列填空。

（1）现将量程为6V、内阻约为的直流电压表V改装为量程为36V的新电压表。具体操作如下：

①将这只电压表V与电阻箱相连后，再按照如图甲所示的电路连接实验器材；

②把滑动变阻器滑片滑动到最左端；

③把电阻箱的阻值调到零；

④闭合开关S，把滑动变阻器的滑片滑动到适当位置，使电压表V的读数为6V；

⑤把电阻箱的阻值调到适当值，使电压表V的读数为______V后，保持电阻箱的阻值不变，保持电压表V与电阻箱串联，撤去其他线路，那么，电压表V与电阻箱串联的组合体即为改装成的量程为36V的新电压表。若电阻箱保持的阻值为，则量程为6V的电压表V的内阻为______。

（2）用该扩大了量程的新电压表（电压表V的表盘没变）,测电池组的电动势E和内电阻r，实验电路如图乙所示。通过观察表盘读数，得到多组电压表V的读数U和电流表A的读数I的值，作出图线如图丙所示。可知电池组的电动势为_____V、内电阻为___。（结果均保留两位有效数字）

【答案】    ①. 1    ②. 990    ③. 33    ④. 2.0

【解析】

【详解】（1）[1]把6V的直流电压表接一电阻箱，改装为量程为36V的电压表时，将直流电压表与电阻箱串联，整个作为一只电压表，据题分析，电阻箱阻值调到零，电压表读数为6V，则知把电阻箱阻值调到适当值，使电压表读数为

[2]若电阻箱保持的阻值为，则量程为6V的电压表V的内阻为，则

解得

（2）[3]由丙读出，外电路断路时，电压表的电压为

则电源的电动势为

[4]内阻为

三、解答题（本题共13、14、15三个小题，共计36分，其中13题10分，14题10分，15题16分）

13. 某直流电动机提升重物的装置，如图所示，重物的质量，电源的电压为120V。不计内阻，当电机以的恒定速度向上提升重物时，电路中的电流强度，（）求：

（1）电动机线圈的电阻为多少？

（2）电动机输出功率以及机械效率？

【答案】（1）；（2），

【解析】

【详解】（1）（2）由题意可知，电动机的输入功率为

电动机的输出功率为

设电动机线圈的电阻为r，则线圈的热功率为

解得

电动机的机械效率为

14. 固定的半圆形玻璃砖半径为R，横截面如图所示，O点为圆心，为直径的垂线，足够大的光屏紧靠玻璃砖右侧且垂直于。由a，b两种单色光组成的细光束沿半径方向射向O点，入射光线与间的夹角为。已知a光的折射率为，b光的折射率为。若对于该玻璃砖光线发生折射时可以不考虑其反射光线。求：

（1）当光屏上有两个光斑时，角的范围；

（2）当时，光屏上两光斑之间的距离。

【答案】（1）0°＜θ＜60°；（2）

【解析】

【详解】（1）根据临界角公式，对a光，有

解得a光的临界角

C1=45°

根据临界角公式，对b光，有

解得b光的临界角为

C2=60°

当时，两束光都不会发生全反射，光屏上会出现两个光斑，都是折射后形成的光斑，如图所示

当 时，a光发生全反射，b光发生折射，故光屏上有两个亮斑，其中包含NP侧a光的反射光斑以及NQ一侧的b光的折射光线形成的光斑。

当时，两光都发生全反射，光屏上只有一个光斑。

所以当光屏上有两个光斑时，角的范围是

0°＜θ＜60°

（2）根据折射定律，当时，对a光

解得

α=45°

对b光

解得

光屏上两光斑之间的距离为

15. 如图所示，木板C静置于光滑的水平面上，物块B静置于木板C的左端，竖直平面内的四分之一光滑圆弧轨道下端与木板C的上表面相切。物块A以初速度从圆弧轨道的最高点滑下，与物块B发生弹性碰撞后恰好返回到圆弧轨道的最高点，物块B恰好未滑离木板C。已知物块A的质量，木板C的质量，圆弧轨道的半径R=0.45m，物块B和木板C间的动摩擦因数为，物块A、B均可看作质点，重力加速度取。求：

（1）物块A第一次运动到圆弧轨道最低点时受到的支持力大小；

（2）物块B的质量；

（3）木板C的长度L。

【答案】（1）；（2）8kg；（3）0.5m

【解析】

【详解】（1）物块A从圆弧轨道的最高点滑下第一次运动到圆弧轨道最低点过程有

解得

在最低点，由牛顿第二定律得

解得

（2）物块A与物块B的碰撞过程为弹性碰撞，设碰后物块A的速度大小为，物块B的速度大小为，由系统动量守恒定律得

由系统机械能守恒定律得

碰后物块A恰好返回到圆弧轨道的最高点，则有

解得

，，

（3）物块B恰好未滑离木板C，说明物块B到达木板C的右端时，两者具有相同的速度，对物块B与木板C组成的系统，由动量守恒定律得

由能量守恒定律得

解得