2022-2023学年湖南省常德市津市市第一中学高二上学期第八次月考物理试题含解析

  湖南省常德市津市市第一中学2022-2023学年高二上学期第八次月考物理试题

（范围：必修1、必修2、必修3、选择性必修1前三章）

一、单选题

1. 在物理学的发展历程中，首先建立了平均速度、瞬时速度以及加速度等描述运动的基本概念，创造了实验和逻辑推理结合的科学研究方法，是下列哪一位科学家（　　）

A. 亚里士多德 B. 伽利略 C. 笛卡尔 D. 牛顿

【答案】B

【解析】

【详解】在物理学的发展历程中，首先建立了平均速度、瞬时速度以及加速度等描述运动的基本概念，创造了实验和逻辑推理结合的科学研究方法，这位科学家是伽利略。

故选B。

2. 在2022年卡塔尔世界杯小组赛中，沙特阿拉伯队以逆转阿根廷队，大爆冷门。在比赛中，沙特门将阿洛瓦伊斯发挥出色，是沙特队取得胜利的最大功臣。下列说法正确的是（    ）

A. 门将击球前后瞬间，足球速度一定不相同

B. 研究门将击球动作时，可以把门将视为质点

C. 门将击球时，手对足球的作用力大于足球对手的作用力

D. 门将击球时，足球受到的弹力是由于足球发生形变产生的

【答案】A

【解析】

【详解】A．根据题意可知，门将击球时，对足球施加了作用了，由牛顿第一定律可知，足球的运动状态发生变化，即门将击球前后瞬间，足球速度一定不相同，故A正确；

B．研究门将击球动作时，门将大小和形状不可忽略，不可以把门将视为质点，故B错误；

C．门将击球时，由牛顿第三定律可知，手对足球作用力与足球对手的作用力是一对相互作用力，则手对足球的作用力等于足球对手的作用力，故C错误；

D．门将击球时，足球受到的弹力是由于门将的手发生形变产生的，故D错误。

故选A。

3. 如图所示，斜面体上放置一物块，物块通过绕过定滑轮轻绳与小球相连。小球受到水平力的作用，使轻绳偏离竖直方向角度缓慢变大。在此过程中，斜面体和物块始终保持静止，下列说法正确的是（　　）

A. 小球受到轻绳的拉力保持不变

B. 地面对斜面体的支持力逐渐变大

C. 斜面体与地面之间的摩擦力逐渐变大

D. 该过程中，物块受到的摩擦力一直沿斜面向上

【答案】C

【解析】

【详解】A．设小球重力为G1，小球受到的绳子拉力大小为T，根据平衡条件可得

当θ逐渐变大时，T一定逐渐变大，故A错误；

BC．对斜面体、小球和物块组成的整体进行分析，根据平衡条件可知地面对斜面体的摩擦力水平向右，且当整体受到的水平力F逐渐变大时，地面对斜面体的摩擦力逐渐变大。由于F不存在竖直方向的分量，所以斜面对地面的压力一定保持不变，根据牛顿第三定律可知，地面对斜面体的支持力等于斜面体对地面的压力，则地面对斜面体的支持力保持不变，故B错误，C正确；

D．设物块重力为G2，斜面倾角为。若开始时斜面对物块的摩擦力f沿斜面向下，则在斜面方向上根据平衡条件可得

当T逐渐变大时，f逐渐变大，若开始时斜面对物块的摩擦力f沿斜面向下上，则在斜面方向上根据平衡条件可得

当T逐渐变大时，f逐渐变小，故D错误。

故选C。

4. 如图所示，小球乙用轻质细线悬挂在B点，在水平面内做匀速圆周运动，轨迹的圆心为O，细线与竖直方向的夹角为37°；现将小球甲从A点以向右的初速度水平抛出，正好经过O点，已知A、B两点的高度差为，A、O两点间的距离为，重力加速度g取，、，下列说法正确的是（　　）。

A. 甲从A到O的运动时间为

B. B、O两点间的高度差为

C. 甲刚好运动到O点时，甲、乙的速率之比为

D. 甲刚好运动到O点时，甲、乙的速率之比为

【答案】A

【解析】

【详解】AB．设甲从A到O的运动时间为t，由平抛运动的规律可得

，

由几何关系可得

设B、O两点间的高度差为H，由题意可得

综合解得

、

选项A正确，B错误；

CD．对乙受力分析，向心力为

轨道半径为

由牛顿第二定律可得

综合

甲的速率为

比较可得

选项CD错误。

故选A。

5. 如图，质量为M、长度为l的小车静止在光滑的水平面上。质量为m的小物块放在小车的最左端。现在一水平恒力F作用在小物块上，使物块从静止开始做匀加速直线运动，物块和小车之间的摩擦力为f。小车运动的位移为s时，物块刚好滑到小车的最右端。以下判断正确的是（　　）

A. 力F对物块做功为 B. 力F对小车做功为

C. 摩擦力对物块做功为 D. 摩擦力对小车做功为

【答案】D

【解析】

【详解】A．小物块在力F作用下通过的位移为

故力F对物块所做功为

A错误；

B．小车不受力F的作用，力F对小车做功为0，故B错误；

C．小物块在摩擦力f作用下通过的位移也为

摩擦力对物块做负功，故摩擦力f对物块所做的功为

故C错误；

D．小车在摩擦力作用下通过的位移为s，故摩擦力对小车做的功为，故D正确。

故选D。

6. 如图所示，A、B、C、D、E是半径为r的圆周上等间距的五个点，在这些点上各固定一个点电荷，除A点处的电荷量为外，其余各点处的点电荷电荷量均为，圆心O处固定一点电荷，则所受静电力（　　）

A. 大小为方向沿方向

B. 大小为，方向沿方向

C. 大小为，方向沿方向

D. 大小为，方向沿方向

【答案】C

【解析】

【详解】将A处点电荷拆分为与，则由对称性可知，A、B、C、D、E五处对O处点电荷Q的合静电力为0，故O处Q所受静电力等于A处等效的对它的作用力，由库仑定律可知，静电力的大小为

由异种电荷相吸引可知，静电力方向沿方向。

故选C。

二、多选题

7. 空间中有两个固定点电荷A和B，带电荷量的绝对值分别为QA和QB，以点电荷A、B连线上某点为原点，以点电荷A和B所在的直线为x轴建立直角坐标系，分别作出部分E ­ x和φ ­ x图像，如图所示，无穷远处电势为零．则下列说法正确的是（　　）

A. A为正点电荷，B为负点电荷，且QA<QB

B. A为负点电荷，B为正点电荷，且QA>QB

C. 1是E ­ x图像，2是φ ­ x图像

D. 1是φ ­ x图像，2是E ­ x图像

【答案】BD

【解析】

【详解】AB．由于正点电荷周围电势趋于正无穷大，所以由图可知B为正点电荷，因为点电荷B右侧有场强为0的点，说明A为负点电荷，因电场强度叠加为0的位置，离B近，离A远，故由可知QA>QB，B正确，A错误；

CD．当φ ­ x图像斜率为0时，场强为0，结合图中的辅助线，可知1是φ ­ x图像，2是E ­ x图像，D正确，C错误。

故选BD。

8. 1911年，科学家们发现一些金属在温度低于某一临界温度时，其直流电阻率会降到以下，远低于正常金属的，称为超导现象。1934年，科学家提出超导体的二流体模型初步解释了低温超导现象。该模型认为，当金属在温度低于成为超导体后，金属中的自由电子会有一部分凝聚成超导电子（“凝聚”是指电子动量分布趋于相同、有序）。随着温度进一步降低，越来越多的自由电子凝聚为超导电子。这些超导电子与金属离子不发生“碰撞”，因而超导电子的定向运动不受阻碍，具有理想的导电性。一圆柱形金属导体，沿其轴线方向通有均匀分布的恒定电流，将中间一段金属降温转变为超导体后，超导体内的电流只分布在表面厚为量级的薄层内，其截面示意图如图所示。在正常金属和超导体之间还存在尺度为量级的交界区。根据上述信息可知（    ）

A. 交界区两侧单位时间内通过的电荷量相等

B. 超导体中需要恒定电场以维持其中的超导电流

C. 如图中超导体内部可能存在定向移动的自由电子

D. 如图中超导体内部轴线处的磁场一定为零

【答案】ACD

【解析】

【详解】A．交界区两侧的电流相等，则单位时间内通过的电荷量相等，选项A正确；

B．因超导电子能产生定向运动，不受阻碍，则超导体中不需要恒定电场以维持其中的超导电流，选项B错误；

C．由题意可知，当金属在温度低于成为超导体后，金属中的自由电子会有一部分凝聚成超导电子，则在如图中超导体内部可能存在定向移动的自由电子，选项C正确；

D．因为超导体内的电流只分布在表面厚为量级的薄层内，由对称性可知，如图中超导体内部轴线处的磁场一定为零，选项D正确。

故选ACD

9. 如图所示，四根相同的长直导线都通以同向、等大的电流，对称放置在长方体的四条短边a、b、c、d上。O点为长方体的几何中心，下列说法正确的是（　　）

A. O点的磁感应强度不为零

B. 其中两根导线电流反向时，O点的磁感应强度可能不变

C. 其中一根导线电流增大时，O点的磁感应强度可能不变

D. 其中两根导线电流增大时，O点的磁感应强度可能不变

【答案】BD

【解析】

【详解】A．O点到四根导线间距相等，当四根相同的长直导线都通以同向、等大的电流时，根据左手定则可知，a与c、b与d在O点的磁感应强度等大反向，即O点的磁感应强度为零，A错误；

B．若仅仅将a与c或b与d中的电流反向，根据左手定则可知，a与c、b与d在O点的磁感应强度仍然等大反向，即O点的磁感应强度仍然为零，即其中两根导线电流反向时，O点的磁感应强度可能不变，B正确；

C．若仅仅将a中的电流增大，根据左手定则可知，b与d在O点的磁感应强度等大反向，a与c的磁感应强度大小不等，方向相反，则O点的磁感应强度不为0，即O点的磁感应强度发生了改变，C错误；

D．若将a与c中的电流增大，但仍然保持大小相等时，a与c在O点的磁感应强度仍然等大反向，即O点的磁感应强度仍然为零，D正确。

故选BD。

10. 一列横波正在沿x轴正方向传播，计时开始后处质点的振动图像如图甲所示，某时刻这列波的波动图像如图乙所示，则下列说法正确的是（　　）

A. 该时刻处质点沿y轴负方向振动

B. 波的传播速度大小为

C. 这个时刻可能是

D. 这个时刻可能是

【答案】ABC

【解析】

【详解】A．波沿x轴正方向传播，由波形图可知该时刻处质点的振动方向为y轴负方向，A正确；

B．根据振动图像和波动图像知，，，所以

即B正确；

CD．由波动图像可知此时处质点位移为，又因为处质点的振动方程为

若，解得

或

由于处质点在该时刻振动方向沿y轴正方向，可知，C正确，D错误。

故选ABC。

三、实验题

11. 某同学用如图甲所示的装置测定当地的重力加速度。

主要实验步骤如下

A．用游标卡尺测量小球的直径d；

B．将细绳一端固定在O点，另一端系一小球，用毫米刻度尺测量细绳的长度L；

C．将细绳拉直至与O点等高的位置后由静止释放，记录小球通过最低点时光电门的遮光时间t；

D．改变细绳的长度，重复步骤B和C。

（1）用游标卡尺测量小球的直径d时的示数如图乙所示，则d=______mm。

（2）小球通过最低点时的速度大小v=______（用d、t表示）。

（3）若以为纵坐标，L为横坐标根据实验数据作出的图像的斜率为k，则当地的重力加速度大小g=______（用d、k表示）。

【答案】    ①. 10.15    ②.     ③.

【解析】

【详解】（1）[1]游标卡尺主尺的读数为10mm，游标尺的最小分度值为0.05mm，读数为，则小球的直径为

（2）[2]因为小球的直径比较小，可以用平均速度代替瞬时速度，所以小球经过最低点的速度大小为

（3）[3]对小球从被释放到通过最低点的过程，根据机械能守恒定律有

整理可得

可知图像斜率为

解得

12. 一同学用如图1所示的电路测量一阻值约为1000Ω的待测电阻的准确阻值。可用器材有：电压表V（量程为3V，内阻为1000Ω），电流表A（量程为3mA，内阻为300Ω），电源E（电动势约为4V，内阻不计），滑动变阻器R（最大阻值10Ω），定值电阻（阻值可选100Ω或300Ω），开关S，导线若干。

（1）实验时，图中的应选阻值为___________（填“”或“”）的定值电阻；

（2）改变滑动变阻器的滑片，测量电压表U、电流表I多组数据，作出图像如图2所示，根据图像可得的阻值为___________Ω（保留3位有效数字）；

（3）把滑动变阻器滑片滑到最右端，电流表的示数如图3所示，此时电流表的读数为___________mA，电源E的电动势为___________V（后一空保留2位有效数字）。

【答案】    ①. 300Ω    ②. 935（930~998）    ③. 2.89##2.88#2.90    ④. 3.7##3.6##3.8

【解析】

【详解】（1）[1]当滑动变阻器滑片滑到最右端时，且电流表达到最大量程为3mA时，电流表两端电压为0.9V，由于电源电压为4V，故Rx两端的电压U1为3.1V。故通过Rx和电压表的电流之和I1为

由电路图可知和电流表并联后的总电流也等于I1，根据并联电路分流原理可得

故选300Ω。

（2）[2]根据电路图连接方式及串并联电路的规律可知

由图像知，代入数据可得

（3）[3]电流表是示数为2.89mA。

[4] 当滑动变阻器滑片滑到最右端时，根据电路图及串并联电路的规律可得，电动势为

代入数据可得

【点睛】注意判断电流图的连接情况，以及电路中的电流电压等关系。

四、解答题

13. 如图所示，三根长度均为的绳、、组合系住一质量分布均匀的小球，球的直径为，绳、与天花板的夹角，重力加速度为。则：

（1）若小球在纸面内做小角度的左右摆动，周期为多少？

（2）若小球做垂直于纸面的小角度摆动，周期又为多少？

【答案】（1）；（2）

【解析】

【详解】（1）根据题意可知，若小球以为圆心做简谐运动，所以摆长为

振动的周期为

（2）根据题意可知，若小球以为圆心做简谐运动，摆长

振动周期为

14. 如图所示，倾角的粗糙斜面轨道与一半径竖直光滑圆弧轨道在B点平滑连接。一质量小物块Q（可视为质点）静置于圆弧轨道最低点B处。现将另一与物块Q完全相同的小物块P从斜面上高处的A点由静止释放，运动到最低点与Q发生正碰，碰撞后两物块立即粘合在一起，己知小物块P与斜面间的动摩擦因数，重力加速度g取。求：

（1）小物块P与Q碰撞前的速度大小v；

（2）小物块P与Q碰撞过程中系统损失的机械能；

（3）物块运动到圆弧轨道最高点D时所受轨道的压力。

【答案】（1）5m/s；（2）1.25J；（3）5N

【解析】

【详解】（1）物块P下滑过程，由牛顿第二定律得

得

由位移公式可得

解得

v=5m/s

（2）P、Q碰撞过程根据动量守恒有

损失的机械能为

（3）整体从B到D过程，根据机械能守恒有

在最高点D根据牛顿第二定律有

解得

FN=5N

15. 如图甲所示，两平行金属板水平放置，间距为，金属板长为，两金属板间加如图乙所示的电压（，初始时上金属板带正电）。一粒子源射出的带电粒子恰好从上金属板左端的下边缘水平进入两金属板间。该粒子源能随时间均匀发射质量为、电荷量为的带电粒子，初速度，重力忽略不计。求：

（1）若粒子在时刻进入两极板之间，粒子飞出极板时的偏移量y；

（2）若发射时间足够长，则能够从两金属板间飞出的粒子占总入射粒子数的比例。

【答案】（1）；（2）

【解析】

【详解】（1）能从板间飞出的粒子，平行于板方向做匀速直线运动，在板间运动的时间

设带电粒子在两金属板间运动时的加速度大小为，则

带电粒子在时刻进入两极板之间，则它在竖直方向上先加速向下，有

经过时间后电场反向，开始在竖直方向上减速向下，又经过时间，竖直分速度减为零

飞出极板时的偏移量

（2）假设时刻进入两金属板间的粒子不碰到金属板而能够飞出两金属板间，则飞出两金属板间时的偏移量为

则假设不成立，时刻进入两金属板间的粒子将打在金属板上。在第一个周期内，设带电粒子在时刻进入两金属板间，它在竖直方向上先加速向下，经过时间后电场反向，开始在竖直方向上减速向下，又经过时间，竖直分速度减为零，恰好从下金属板右端飞出，画出其运动轨迹，如图所示

可知

解得

所以

在第一个周期内，设带电粒子在时刻进入两金属板间，它在竖直方向上先加速向下，经过时间后电场反向，开始在竖直方向上减速向下，又经过时间，竖直分速度减为零，然后加速向上直到恰好从上金属板右端飞出，画出其运动轨迹，如图所示：

可知

解得

所以

在第一个周期内，带电粒子不碰到金属板而能够飞出两金属板间的时刻满足

则能够从两金属板间飞出的粒子占总入射粒子数的比例为