2024-2025学年安徽省马鞍山市第二中学高二（上）月考物理试卷（9月）（含答案）

这是一份2024-2025学年安徽省马鞍山市第二中学高二（上）月考物理试卷（9月）（含答案），共9页。试卷主要包含了单选题，实验题，计算题等内容，欢迎下载使用。
一、单选题：本大题共10小题，第1-8题每题4分，第9、10题每题5分，共42分。
1.下列说法正确的是( )
A. 元电荷就是电子或质子本身
B. 存在电荷量为2×10−19C的带电粒子
C. 处于静电平衡状态的导体，其内部的电场强度处处为零
D. 一个与外界没有电荷交换的系统，电荷的代数和可能增加
2.如图所示，小车在牵引力作用下水平向左做直线运动，绳子跨过定滑轮拉着质量为m的物体B竖直匀速上升，在此过程中，图示时刻图中的物理量为已知量，重力加速度为g，不计滑轮和绳子质量及摩擦，下列判断正确的是
A. 小车做匀速运动
B. 绳对小车的拉力大小在减小
C. 图示时刻，vA=vBcsθ
D. 图示时刻，绳对小车做负功的功率大小为mgvAcsθ
3.如图所示，a,b两质点从O点分别以相同的水平速度v0沿x轴正方向被抛出，a在竖直平面内运动，落地点为P1，b沿光滑斜面运动，落地点为P2,P1和P2在同一水平面上，不计空气阻力，则下列说法中正确的是( )
A. a、b的运动时间相同
B. a、b沿x轴方向的位移相同
C. a、b落地时的速度大小相同
D. a、b落地时的动能相同
4.a、b、c、d四颗地球卫星，a还未发射，在地球赤道上随地球一起转动，向心加速度为a1；b处于较低的轨道上，离地心距离为r，运行角速度为ω2，加速度为a2；c是地球同步卫星，离地心距离为4r，运行角速度为ω3，加速度为a3；d是高空探测卫星，各卫星排列位置如图所示，地球的半径为R。则以下说法正确的是( )
A. a1a2=rR2B. 卫星d的运动周期有可能是24小时
C. ω2ω3=21D. 卫星b每天可以观测到8次的日出
5.为了测试某新能源汽车的性能，无人驾驶的新能源汽车在封闭的平直测试路段从静止开始运动，该汽车的速度v与时间t的关系图像如图所示，0∼10s对应的图线为过原点的直线，10s时汽车的功率恰好达到额定功率，之后维持额定功率不变。已知该汽车的质量为2000kg，汽车在测试路段运动时受到的阻力大小恒为汽车重力的15，取重力加速度大小g=10m/s2。下列说法正确的是( )
A. 该汽车的额定功率为8.0×104W
B. 5s末该汽车的牵引力大小为8×103N
C. 该次测试中汽车的最大速度为30m/s
D. t1∼t1+10s内汽车行驶的路程为600m
6.如图所示，平行板电容器的两极板A、B与电池两极相接，一个带正电的小球悬挂在电容器内部，闭合开关S，电容器充电，这时悬线偏离竖直方向夹角为θ，那么( )
A. 保持开关S闭合，带正电的A板向B板靠近，则θ减小
B. 保持开关S闭合，带正电的A板向B板靠近，则θ增大
C. 开关S断开，带正电的A板向B板靠近，则θ增大
D. 开关S断开，带正电的A板向B板靠近，则θ不变
7.两个等量同种正点电荷固定于光滑水平面上，两点电荷连线的中垂线上有A、B、C三点如图所示(中垂线也在水平面内)，一个带电小物块从C点由静止释放，沿路径C−B−A运动，小物块运动过程中的加速度a、速度v、电势能Ep以及从C→A的电势φ随时间变化的关系图像可能正确的是( )
A. B. C. D.
8.如图所示，劲度系数为k的轻质弹性绳一端固定在O点，另一端与一质量为m、套在摩擦因数为μ的粗糙竖直固定杆的圆环相连，M处有一光滑定滑轮，初始圆环置于A处，OMA三点在同一水平线上，弹性绳的原长等于OM。圆环从A处由静止开始释放，到达C处时速度为零，AC=ℎ。如果圆环在C处获得一竖直向上的速度v，恰好能回到A，弹性绳始终在弹性限度内，重力加速度为g，则下列分析正确的是( )
A. 下滑过程中，竖直杆对圆环摩擦力越来越大
B. 从C上滑到A过程中摩擦生热为14mv2
C. 在C处，弹性绳的弹性势能为mgℎ−14mv2
D. 圆环的机械能在下滑过程中持续减小，上升过程中持续增加
9.如图所示，一束α粒子沿中心轴射入两平行金属板之间的匀强电场中后，分成三束a、b、c，则( )
A. 初速度va=vbtc
C. 动能变化量ΔEka=ΔEkb>ΔEkcD. 动能变化量ΔEka>ΔEkb>ΔEkc
10.下列关于图甲、乙、丙、丁四幅图中力F做功的说法正确的是( )
A. 甲图中，全过程F做的总功为72 J
B. 乙图中，若F大小不变，物块从A到C过程中，力F做的功为W=F×AC
C. 丙图中，绳长为R，若空气阻力f大小不变，OA水平，细绳伸直，小球从A运动到B过程中空气阻力做的功W=−12πRf
D. 丁图中，F始终保持水平，缓慢将小球从P拉到Q，F做的功为W=Flsinθ
二、实验题：本大题共2小题，共16分。
11.（6分）白塔中学高2023级学生利用如图甲所示的向心力演示器探究小球做圆周运动所需的向心力F与小球质量m、运动半径r和角速度ω之间的关系。左右塔轮自上而下有三层，每层半径之比由上至下分别是1：1，2：1和3：1(如图乙所示)，它们通过不打滑的传动皮带连接，并可通过改变传动皮带所处的层来改变左右塔轮的角速度之比。实验时，将两个小球分别放在短槽的C处和长槽的A(或B)处，A、C分别到左右塔轮中心的距离相等，B到左塔轮中心的距离是A到左塔轮中心距离的2倍，转动手柄使长槽和短槽分别随变速塔轮一起匀速转动，槽内的球就做匀速圆周运动。横臂的挡板对球的压力提供了向心力，球对挡板的反作用力通过横臂的杠杆作用使弹簧测力套筒下降，从而露出标尺，标尺上的红白相间的等分格显示出两个小球所受向心力的比值。请回答相关问题：
(1)本实验采用的主要实验方法为( )
A.等效替代法 B.控制变量法 C.放大法 D.理想实验法
(2)若要探究向心力的大小F与半径r的关系，可以将相同的钢球分别放在挡板C和挡板B处，将传动皮带置于第____层(填“一”、“二”或“三”)。
(3)某次实验时，将质量为m1和m2的小球分别放在B、C位置，传动皮带位于第三层，转动手柄，则当塔轮匀速转动时，左右两标尺的露出的格子数之比1:3，由此可知m1:m2=____。
12.（10分）某同学用电流传感器观察电容器的放电过程。甲图为该实验电路图，其中电源电压恒为6 V。该同学先将开关接1为电容器充电，待电容器充满电再将开关接2，利用传感器记录电容器放电过程，得到该电容器放电过程的I−t图像如图乙。
(1)下列各图是描述对给定的电容器充电时电荷量Q、电压U、电容C之间关系的图像，其中错误的是( )
A. B． C． D．
(2)下列说法正确的是___________。
A.电容器充电的过程中，负电荷由电源的正极移动到电容器的正极板
B.电容器充电的过程中，电路中的电流不断增大
C.电容器放电的过程中，电容器两极板间的电场强度不断变小
D.电容器放电的过程中，电路中电流不断增大
(3)根据以上数据估算，电容器在整个放电过程中释放的电荷量为_______ C。(结果保留三位有效数字)
(4)该同学用相同实验装置测得另一电容器放电过程中释放的电荷量Q=6.6×10−3C，该电容器的电容为__________ F。(结果保留两位有效数字)
(5)如果不改变电路其他参数，只增大电阻R，充电时i−t图线与横轴所围成的面积将__________(选填“增大”“不变”或“减小”)；放电时间将__________(选填“变长”“不变”或“变短”)。
三、计算题：本大题共3小题，共42分。
13.（10分）如图所示，在方向水平向右的匀强电场E中，一不可伸长的不导电细线的一端连着一个质量为m的带电小球，另一端固定于O点，当小球静止在B点时，细线与竖直方向夹角θ=30°，已知重力加速度为g，细线长度为L。试求：(最后结果可带根号表示)
(1)小球带何种电荷，带电荷量为多少；
(2)若将小球拉到A点使细线呈水平状态无初速释放，求小球过最低点C时，细线对小球的拉力。
14.（16分）在地球赤道平面内绕地球运行的卫星(可视为质点)，从该卫星作赤道的两条切线，两条切线之间的夹角通常称为地球对该卫星的张角θ，如图甲所示。有a、b两卫星在赤道平面内绕地球做匀速圆周运动，它们的绕行方向相同，地球对卫星a的张角θa=60°，地球对卫星b的张角θb=120°，如图乙所示。已知地球半径为R，地球表面的重力加速度为g。
(1)求卫星a的轨道半径及其绕地球运动的周期；
(2)求卫星b的轨道半径及其绕地球运动的周期；
(3)若a、b通过激光进行通信，两卫星运行过程中，因地球的遮挡，将间歇性地出现不能直接通信的时间段，求每一次因地球遮挡不能直接通信持续的时间。
15.（16分）如图所示，在一竖直面内，倾角θ=37°的光滑直轨道AB、光滑螺旋圆形轨道BC−DEF、水平直轨道FG、水平传送带GH平滑连接。其中螺旋圆形轨道与轨道AB、FG分别相切于B(E)点和C(F)点。传送带以大小v=6m/s的速度顺时针转动，一质量m=1kg的滑块(视为质点)从倾斜轨道AB上高度ℎ=3m处静止释放，可经该装置滑离传送带。已知螺旋圆形轨道半径R=0.4m，轨道FG长L1=4m，传送带GH长L2=1.5m，滑块与FG间的动摩擦因数μ1=0.7，与传送带间的动摩擦因数μ2=0.4，不计空气阻力，sin37°=0.6，cs37°=0.8，g=10 m/s2。求：
⑴滑块经过轨道最高点D时所受轨道的压力FN的大小；
⑵滑块到达H点时的速度大小vH；
⑶滑块经过传送带GH的过程中，电机因传送滑块多消耗的电能ΔE。
参考答案
1.C
2.D
3.C
4.D
5.B
6.BD
7.B
8.B
9.BC
10.AC
11.(1)B
(2)一
(3)3:2

12.(1)A
(2)C
(3) 1.72×10−3
(4) 1.1×10−3
(5) 不变 变长

13.(1)小球在B点受重力，拉力，电场力三力平衡，小球带正电荷，则
qE=mgtan30°
解得
q=mgtanθE= 3mg3E
(2)小球从A到C由动能定理
mgL−qEL=12mvC2−0
在C点绳对小球拉力为T，根据牛顿第二定律
T−mg=mvC2L
联立解得
T=9−2 33mg

14.(1)据几何关系可得
rasin30∘=R
解得
ra=2R
对卫星a，据万有引力定律可得
GMmara2=ma4π2Ta2ra
由黄金代换
GMmR2=mg
联立，解得
Ta=4π 2Rg
(2)对卫星b，据几何关系可得
rbsin60∘=R
解得
rb=23 3R
据万有引力定律可得
GMmbrb2=mb4π2Tb2rb
由黄金代换
GMmR2=mg
联立，解得
Tb=4π3 2 3Rg
(3)设卫星a的角速度大小为 ωa ，卫星b的角速度大小为 ωb ，从转动的角度，以卫星a为参考系，卫星b相对卫星a转动的角速度大小为 (ωb−ωa) ，当卫星 b 出现在地球后方的阴影区域时，两颗卫星无法直接通信，据几何关系可得
(ωb−ωa)t=θa+θb
又
ωa=2πTa ， ωb=2πTb
解得
t=2π427−1 2Rg

15.解：(1)滑块从A到D，由动能定理得mgℎ−2R=12mv 02，
解得滑块经过轨道最高点D时速度大小为v0=2 11m/s，
滑块经过轨道最高点D时由牛顿第二定律得FN+mg=mv 02R，解得FN=100N；
(2)滑块由A到G由动能定理得mgℎ−μ1mgL1=12mv 12，
解得滑块到达G点时的速度大小v1=2m/s，
滑块在传送带上的加速度大小为a=μmgm=μg=4m/s2，
滑块加速到与传送带有共同速度，则L=v2−v 122a=4m>L2=1.5m，
说明滑块运动到H点没达到与传送带有共同速度，则v H2−v 12=2aL2，
解得滑块到达H点时的速度大小vH=4m/s；
(3)滑块在传送带上运动的时间t=vH−v1a=0.5s，
滑块在传送带上运动的时间内传送带运动的位移大小x=vt=3m，
滑块经过传送带GH的过程中，电机因传送滑块多消耗的电能ΔE=μ2mgx−L2+12mv H2−12mv 12，
解得ΔE=12J。