四川省成都外国语学校2023-2024学年高二物理上学期10月月考试题（Word版附解析）

成都外国语学校高2022级上10月月考

高二物理试卷

时间：75分钟     满分100分

一、单项选择题：本题共7小题，每小题4分，共28分。

1. 关于元电荷和点电荷下列说法正确的是（     ）

A. 元电荷就是点电荷

B. 元电荷实际上是指电子和质子本身

C. 所有带电体的电荷量一定等于元电荷

D. 一个带电体能否看成点电荷，不是看它尺寸的绝对值，而是看它的形状和尺寸对相互作用力的影响能否忽略不计

【答案】D

【解析】

【详解】AB. 元电荷是指一个电子所带的电荷量，元电荷是最小电荷单位，并不是指电子或质子本身，也不是点电荷，故AB错误；

C. 任何带电体所带电荷量或等于元电荷e，或者是元电荷e的整数倍，故C错误；

D. 点电荷是理想化模型，一个带电体能否看成点电荷，不是看它的尺寸的绝对值，而是看它的形状和尺寸对相互作用力的影响能否忽略不计，故D正确

2. 如图1所示，弹簧振子以点O为平衡位置，在A、B两点之间做简谐运动。取向右为正方向，振子的位移x随时间t的变化如图2所示，下列说法正确的是（　　）

A. 时，振子经过O点向左运动 B. 时，振子在O点右侧2.5cm处

C. 和时，振子的速度相同 D. 时，振子的动能最大

【答案】D

【解析】

【分析】

【详解】A．时，图像切线的斜率为正，说明振子的速度为正，故振子经过O点向右运动，A错误；

B．在内，振子做变速运动，不是匀速运动，所以时，振子不在O点右侧2.5cm处，B错误；

C．由图像切线的斜率可知，在时，斜率为负，说明振子的速度为负，在时，斜率为正，说明振子的速度为正，故和时，振子的速度不相同，C错误；

D．由图线可知，振子的周期为4s，当时，振子刚好在平衡位置，故振子的动能最大，D正确。

故选D。

3. 通过天文观察得知，某行星质量为，半径为，行星表面无大气存在，其同步卫星的轨道半径为，已知万有引力常数为，则以下说法错误的是（    ）

A. 该行星的自转周期为

B. 不考虑自转的影响，在该行星表面高处以初速度平抛一物体，落地时水平位移为

C. 该行星的第一宇宙速度为

D. 该行星同步卫星轨道处的重力加速度为

【答案】D

【解析】

【详解】A．该行星的自转周期等于星球同步卫星的周期，由

解得

故A正确；

B．该行星表面由

解得

由平抛规律知

，

解得

故B正确；

C．根据

解得

故C正确；

D．行星同步卫星轨道处

解得

故D错误。

本题选错误的，故选D。

4. 三个相同的金属小球1、2、3分别置于绝缘支架上，各球之间的距离远大于小球的直径。球1的带电荷量为2q，球2的带电荷量为nq，均为正电荷。球3不带电且离球1和球2很远，此时球1、2之间作用力的大小为F。现使球3先与球2接触，再与球1接触，然后将球3移至远处，此时1、2之间作用力的大小仍为F，方向不变。由此可知(   　)

A. n＝8 B. n＝10

C. n＝12 D. n＝14

【答案】C

【解析】

【详解】设1、2距离为R，则球1、2之间作用力为

与2接触后，它们带的电的电量平分，均为，再3与1接触后，它们带的电的总电量平分，均为，将球3移至远处后，球1、2之间作用力为

联立以上解得

n=12

故C正确，ABD错误。

5. 图甲为一沿x轴方向传播的简谐横波在某一时刻的波形图，P、Q、M、N是平衡位置分别在m、m、m、m处的质点，图乙为质点N以此时刻为计时起点的振动图象，则下列说法正确的是（　　）

A. 在0.15s时间内，质点P沿x轴负方向移动了3m

B. 这列波的传播速度为20m/s

C. 这列波沿x轴正方向传播

D. 从此时刻开始，质点M比质点Q早0.1s到达正最大位移处

【答案】B

【解析】

【详解】ABC．由乙图中知波传播的周期T=0.2s，由甲图中知波的波长=4m，则波的传播速度

由乙图中知t=0时刻质点N经平衡位置向上运动，则波沿x轴负方向传播；在0.15s时间内，质点P仅在平衡位置附近振动了，通过的路程为0.3m，质点P并不随波迁移，故AC错误，B正确；

D．从此时刻开始，质点M到达正最大位移处用时，即0.1s，质点Q在此时刻振动方向向下，到达正最大位移处用时，即0.15s，所以质点M比质点Q早0.05s到达正最大位移处，故D错误。

故选B。

6. 如图甲，固定在竖直面内的光滑圆形管道内有一小球在做圆周运动，小球直径略小于管道内径，管道最低处N装有连着数字计时器的光电门，可测球经过N点时的速率，最高处装有力的传感器M，可测出球经过M点时对管道作用力F（竖直向上为正），用同一小球以不同的初速度重复试验，得到F与的关系图像如图乙，c为图像与横轴交点坐标，b为图像延长线与纵轴交点坐标，重力加速度为g，则下列说法中正确的是（　　）

A. 小球的质量为

B. 小球做圆周运动的半径为

C. 当小球经过N点时满足，则经过M点时对内管道壁有压力

D. 若小球经过N点时满足，则经过M点时对轨道无压力

【答案】ABD

【解析】

【详解】AB.设小球的质量为，做圆周运动的半径为，从最高点到最低点，由动能定理得

解得

小球经过M点时，根据牛顿第二定律可得

联立可得

根据图像的斜率和纵轴截距可得

联立解得

故AB正确；

C．由乙图可知，当时，经过M点时对管道作用力，方向为竖直向上，对外管道壁有压力，但对内管道壁无压力，故C错误；

D．由乙图可知，当时，球经过M点时对管道作用力，故D正确。

故选ABD。

7. 在一次拍篮球比赛中，已知篮球质量为，为保证篮球与地面碰撞后自然跳起的最大高度均为，需每次在球到达最高点时拍球，每次拍球作用距离为，使球在离手时获得一个竖直向下的速度。若不计空气阻力及球的形变，取，则下列说法正确的是（    ）

A. 手给球的冲量等于

B. 若每次手与球作用时间是0.2s，则手给球的平均作用力为6N

C. 人对球做的功为

D. 球落地速度为

【答案】B

【解析】

【详解】A．根据题述，使球在离手时获得一个竖直向下的初速度，根据动量定理，合外力给球的冲量

手给球的冲量与重力冲量之和等于合外力冲量，手给球的冲量小于，故A错误；

B．根据

解得

故B正确；

C．根据动能定理

解得

故C错误；

D．根据

可得球落地速度为

故D错误。

故选B。

二、多项选题：本题共3小题，每小题5分，共15分

8. 在光滑水平面内有一直角坐标系xOy，在t=0时刻，质量为m=2kg的物块从直角坐标系的坐标原点O以一初速度沿y轴正方向开始运动，同时受一沿+x方向的恒力F作用，其沿x方向的位移x与x方向的速度的平方关系如图甲所示，沿y方向的位移y随时间t的变化关系如图乙所示。下列说法正确的是

A. 物块做匀变速曲线运动

B. 物块受到的恒力F=1N

C. t=4s时物块位移s=10m，方向与x轴正向成37°

D. t=4s时物块的速度为=5.5m/s，方向与x轴正向成37°

【答案】AC

【解析】

【详解】A．分析物体在x方向上的运动情况，根据速度-位移关系可知，，x-vx2图象的斜率表示加速度二倍的倒数，a=1m/s2，位移-时间图象的斜率等于速度，倾斜的直线表示物体做匀速直线运动，y方向上做匀速直线运动，则物体做匀变速曲线运动，故A正确；

B．根据牛顿第二定律可知，F=ma=2N，故B错误；

C．t=4s时，x方向上的位移

x=at2=8m

y方向上的位移y=6m，根据运动的合成与分解可知，物块的位移

方向与x轴的夹角θ满足

可得

故C正确；

D．物体做类平抛运动，t=4s时，速度与x轴的夹角φ满足tanφ=2tanθ，即φ≠37°，故D错误。

故选AC。

9. 甲乙两列简谐横波在同一均匀介质中沿轴相向传播，波速，某时刻的波形如图所示，、、为介质中的三个质点，则下列说法正确的是（    ）

A. 两列简谐横波不能发生干涉现象

B. 处的质点从图示时刻开始经通过的路程为

C. 从图示时刻开始，经过质点、的速度相同

D. 以点开始振动时为计时起点，则质点的振动方程为

【答案】CD

【解析】

【详解】A．根据题意可知，两列波波速相同，波长相同，则周期相同

频率

频率相同，故两列简谐横波能发生干涉现象，故A错误；

B．处的质点，两波到达该处叠加减弱，所以振幅为振幅之差5cm，甲波传到该处

乙波传到该处

通过的路程

故B错误；

C．此时波形图的表达式为

因此可知此时

波向右传播，经过1s传播距离为，即的质点的振动形式传给M，的质点的振动形式传给N,因此1s后两只点速度相同，故C正确；

D．两列波同时到达P点，P点振幅为两列振幅之和

故D正确。

故选CD。

10. 传送带在工业生产中有着巨大的作用，例如可以利用传送带分拣鱼虾，其原理如图所示。传送带倾角为，长度为2l，以速度顺时针匀速转动。该装置工作时，将混合的鱼虾无初速放到传送带中点。为研究方便，仅研究一只虾与一条鱼，已知鱼和虾的质量分别为、，动摩擦因数分别为、，且鱼和虾均可视为质点。混合的鱼虾放到传送带上后，鱼会沿传送带往上运动，且到达传送带最高点前已达到速度；虾会沿传送带往下运动。鱼虾在传送带上的整个过程中，下列说法正确的是（　　）

A. 传送带与鱼之间摩擦产生的热量为

B. 传送带对鱼做功为

C. 传送带对虾做功为

D. 传送带与虾之间摩擦产生的热量为

【答案】BC

【解析】

【详解】A．由于鱼达传送带最高点前已达到速度v0，则鱼与传送带间的相对位移小于l，所以传送带与鱼之间摩擦产生的热量

故A错误；

B．传送带对鱼做功为

故B正确；

C．虾沿传送带往下运动，摩擦力方向向上，则传送带对虾做功为

故C正确；

D．传送带与虾相向运动，虾运动的位移大小为l，则传送带与虾的相对位移大于l，所以传送带与虾之间摩擦产生的热量

故D错误。

故选BC。

三、实验题（本大题共2小题，其中11题6分，12题9分，共15分）

11. 某实验小组同学用如图所示的装置“探究影响电荷间相互作用力的因素”。把带电荷量为的小球用绝缘丝线系在铁架台上，将带电荷量为的带电体置于水平桌面上，先后移动到、、等位置，调节丝线的长度使带电小球和带电体始终位于同一水平线上。

（1）若带电小球的质量为，重力加速度为，带电体在位置时，丝线偏离竖直方向的夹角为，则带电小球受到的静电力大小为______（用m、g及的三角函数表示）。

（2）本实验方案采用的物理方法是______（选填“理想实验法”“等效替代法”“控制变量法”或“微小量放大法”）。

（3）通过上述操作可以得出的结论有______。

A.保持、不变，带电体在位置时，丝线偏离竖直方向的夹角较大，静电力较大

B.保持、不变，带电体在位置时，丝线偏离竖直方向的夹角较大，静电力较大

C.保持带电体的位置不变，带电体的带电荷量越大，丝线偏离竖直方向的夹角越大，静电力越大

D.保持带电体的位置不变，带电小球的带电荷量越大，丝线偏离竖直方向的夹角越小，静电力越小

【答案】    ①.     ②. 控制变量法    ③. AC##CA

【解析】

【详解】（1）[1]根据题意，对带电小球受力分析，受重力、绳子拉力和库仑力，如图所示

由平衡条件可得

（2）[2]本实验为“探究影响电荷间相互作用力的因素”，需采用的物理方法是控制变量法。

（3）[3]AB．根据题意，由库仑定律可知，保持、不变，当距离最小时，库仑力最大，丝线偏离竖直方向的夹角最大，即带电体在位置时，丝线偏离竖直方向的夹角较大，静电力较大，故B错误，A正确；

CD．根据题意，由库仑定律可知，保持两电荷距离不变，则电荷量的乘积越大，库仑力越大，丝线偏离竖直方向的夹角越大，故D错误，C正确。

故选AC。

12. 公路在通过小型水库泄洪闸的下游时常常要修建凹形路面，也叫“过水路面”，如图汽车通过凹形路面．某兴趣小组，想通过所学知识测量过水路面的半径，他们设想的办法是，通过查阅比对图示照片的汽车真实车身长度平均值约为毫米，测得照片中的车身长度约为毫米．并根据估算的比例制作了图示模型，表面打磨的很平滑．点是设想中模型弧的圆心位置弧长远小于模型半径，点是圆弧的最低点位置。另准备的实验器材是手机和一个直径很小的铁球．实验步骤如下，请予以完善，并回答有关问题：

（1）将模型放在水平桌面上，并调整模型水平，将铁球放到弧上，如果铁球静止时球心位置在点左侧上方，可以在_________端，端下方垫加小纸片，使铁球静止时球心位置在C点正上方即可；

（2）将手机闹钟功能中选择秒表功能，并回零；

（3）从点释放铁球，铁球球心第一次通过初始静止时的位置开始计时，第次大于通过该点时结束计时，手机秒表记得的时间为；

（4）查阅当地重力加速度，记录为；

问题：根据以上实验数据，铁球往复运动的周期_________；请写出过水路面半径的表达式________；

问题：实验中发现，铁球往复运动的幅度越来越小，铁球往复运动的周期________填“变大”、“变小”或“不变”；

问题：实验中如果没有调节模型水平，其他步骤相同，与调节模型水平测量的结果比较，在误差允许范围内的测量__________填“偏大”、“偏小”或“不变”。

【答案】    ①. A端    ②.     ③.     ④. 不变    ⑤. 不变

【解析】

【详解】（1）[1]如果铁球静止时球心位置在点左侧上方，说明右侧偏高，可以在A端下方垫加小纸片，使铁球静止时球心位置在C点正上方即可；

（4）[2]由题意可知在时间内摆球全振动的次数为,则铁球往复运动的周期

[3]根据

又有

则过水路面半径的表达式

[4]周期与往复运动幅度无关，故铁球往复运动的周期不变；

[5]根据上述公式可知，实验中如果没有调节模型水平，其他步骤相同，手表记录的时间t不变，与调节模型水平测量的结果比较，在误差允许范围内的测量不变。

四、计算题（本大题共3小题，其中13题10分，14题12分，15题20分，共42分）

13. 一列简谐横波沿x方向传播，如图所示，其中实线和虚线分别为t=0和t=0.5s两时刻波形图。求：

（1）若x=4m处的质点在t=0时刻沿y轴负方向振动，判断这列波的传播方向；

（2）该波的传播速度。

【答案】（1）沿x轴负方向；（2）见解析所示

【解析】

【分析】

【详解】（1）根据处的质点在时刻的运动方向可判定该简谐横波的传播方向沿x轴负方向。

（2）若波向右传播，由波动规律可得

若波向左传播，同理可得

14. 如图，质量的带正电小球套在光滑的竖直绝缘细杆上，杆底端固定一个与小球电荷量相等的小球，整个装置处在真空中。小球从离底端的位置由静止释放后沿杆下滑，刚释放时加速度大小已知静电力常量，取重力加速度求：

（1）小球所带的电荷量：

（2）小球速度最大时与距离。

（3）已知小球的最大速度为求（2）下降H过程中库仑力所做的功W。

【答案】（1）；（2）（3）

【解析】

【详解】（1）小球刚释放时受重力与库仑力，根据牛顿第二定律，则有

其中刚释放时加速度大小为

综上所解得

（2）当小球加速度时，速度最大，则有

解得

（3）对小球速度最大，用动能定理，有

解得

15. 如图所示，一水平传送带以的速度顺时针转动，其左端A点、右端B点分别与两个光滑水平台面平滑对接。右边水平台面上有一个倾角为45°，高为的固定光滑斜面（水平台面与斜面由平滑圆弧连接），斜面的上方有一光滑导轨，导轨上放一质量为的小物块丙，小物块丙下方由长约0.5m不可伸长的轻绳连接质量为的小物块乙，小物块乙离水平台面高为。左边水平台面上有一质量的小物块甲，将小物块甲从压缩弹簧的右端由静止释放（小物块甲与弹簧不拴接，滑上传送带前已经脱离弹簧）。小物块甲离开斜面后恰好在它运动的最高点与小物块乙发生弹性碰撞（碰撞时间极短），在小物块丙的前面足够远处有一锋利的小刀，当绳子碰到小刀时立即被割断，此后，小物块乙恰好做平抛运动。已知A、B两点间的距离L＝3m，物块甲与传送带之间的动摩擦因数，取，三个小物块均可视为质点。求：

（1）小物块甲滑离斜面时的速度大小；

（2）弹簧最初储存的弹性势能；

（3）小物块乙做平抛运动的水平位移。

【答案】（1）；（2）；（3）##0.8m##0.27m

【解析】

【详解】（1）设小物块甲滑离斜面时速度大小为v，

代入数据解得

（2）设小物块甲在B点的速度为，对小物块甲，从B点到斜面顶端，由动能定理有

代入数据解得

因为

所以，小物块甲在传送带上一直减速运动，对小物块甲，从静止开始运动到B点，设弹簧弹力做功为W，由动能定理有

代入数据解得

W＝3.2J

那么，弹簧最初储存的弹性势能

（3）小物块甲与小物体乙碰撞过程，设碰后小物体甲的速度为，小物体乙的速度为

联立以上各式代入数据解得

，

之后，小物块乙与小物块丙组成系统，水平方向动量守恒，机械能守恒。

①小物体乙、丙达到共同速度时，绳恰好被割断，小物体乙相对它原来位置上升高度为h

联立以上各式代入数据解得

之后小物体乙做平抛运动，设运动时间为，水平位移为

联立以上各式代入数据解得

②小物体乙摆动到最低点时（设此时小物体乙、丙的速度分别为、），绳恰好被割断，

联立以上各式代入数据解得

或

之后小物体乙做平抛运动，设运动时间为，水平位移为

联立以上各式代入数据解得

或