湖北省荆州市部分名校2024-2025学年高二上学期10月月考物理试题

这是一份湖北省荆州市部分名校2024-2025学年高二上学期10月月考物理试题，共10页。试卷主要包含了 选择题的作答， 非选择题的作答， 如图所示，让一价氢离子等内容，欢迎下载使用。

考试时间: 2024年 10月 11日上午 10: 30-11: 45 试卷满分：100分
注意事项：
1. 答题前，先将自己的姓名、准考证号、考场号、座位号填写在试卷和答题卡上，并将准考证号条形码粘贴在答题卡上的指定位置。
2. 选择题的作答：每小题选出答案后，用2B 铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。写在试卷、草稿纸和答题卡上的非答题区域均无效。
3. 非选择题的作答：用黑色签字笔直接答在答题卡上对应的答题区域内。写在试卷、草稿纸和答题卡上的非答题区域均无效。
一、选择题：本题共10 小题，每小题4分，共40分。在每小题给出的四个选项中，第1~7题只有一项符合题目要求，第8~10题有多项符合题目要求。每小题全对得4分，选对但不全得2分，有选错的得0分。
1. 下列关于静电场的说法中正确的是 ( )
A. 库仑通过扭秤实验得出库仑定律
B. 卡文迪什通过实验测量了元电荷的数值为1.6×10⁻¹⁹C
C. 元电荷实际上是指电子和质子本身
D. 电场是一种为研究物理问题而假想的物质
2. 如图所示，实线为电场中方向未知的三条电场线，a、b两带电粒子以不同速度从M点射入电场，仅在电场力作用下的运动轨迹如图中虚线所示。则( )
A. a一定带正电，b一定带负电
B. 两个粒子的电势能均减小
C. a的加速度逐渐增大，b的加速度逐渐减小
D. a的动能逐渐减小，b的动能逐渐增加
3. 如图所示，用高压水枪清洗汽车时，设水枪出水口的直径为d₁，水柱射出出水口的速度大小为v₁，水柱垂直射到汽车表面时的直径为d₂，水柱垂直射到汽车表面时水的速度大小为v₂，冲击汽车后水的速度为零。已知水的密度为ρ，液体在流动过程中单位时间流过任一横截面的质量相等。下列说法正确的是 ( )
A. 若 d₁B. 高压水枪单位时间喷出的水的体积为 12πv2d22
C. 高压水枪单位时间喷出的水的质量为 14ρπv1d12
D. 水柱对汽车的平均冲力为 18ρπd22v22
4. 如图是多用电表内部结构示意图，通过选择开关分别与1、2、3、4、5、6相连，以改变电路结构，分别成为电流表、电压表和欧姆表，下列说法正确的是 ( )
A. 作电流表时2比1量程大，作电压表时6比5量程大
B. 测量某导体的电阻时，如果两手同时分别接触两表笔的金属杆，则测量值偏小
C. 测量某二极管的正向电阻时，应使表笔A接二极管的正极
D. 用多用电表的欧姆挡测电阻时，若指针偏转角度很小，则应换倍率更小的挡测量
5. 在x轴上有两个固定的点电荷Q₁、Q₂，其电场中的电势φ在x轴正半轴上的分布如图所示，下列说法正确的是 ( )
A. Q₁为负电荷, Q₂为正电荷
B. x₁处的电场强度为零
C. x₂处的电势最低、电场强度为零
D. 带电量为q的正检验电荷从x₂位置移到无穷远的过程中，电场力做功为qφ0
6. 如图所示，让一价氢离子( 11H1+和二价氦离子 24He2+的混合物从 O点由静止开始经过同一加速电场加速，然后在同一偏转电场里偏转，最后都从偏转电场右侧离开，图中画出了其中一种粒子的运动轨迹，不计粒子间的相互作用。下列说法正确的是 ( )
A. 在加速电场中运动时间较长的是11H1+⁺
B. 经加速电场加速度后， 24He2+的动能较小
C. 在加速过程中两种离子的轨迹重合，偏转过程中两种离子的轨迹不重合
D. 在偏转电场中两种离子的加速度之比为2：1
7. 如图所示，A、B是水平放置的平行板电容器的两块极板，下极板 B接地，直流电源电动势E恒定，内阻不计。将开关S闭合，电路稳定后，一带电油滴位于两板中央的M点且恰好处于静止状态，现将B板向上平移一小段距离, 则( )
A. 电容器的电容将减小
B. 在B板上移过程中，电阻R中有向右的电流
C. M点电势将降低
D. 带电油滴将沿竖直方向向下运动
8. 半径为R的绝缘细圆环固定在图示位置，圆心位于O点，环上均匀分布着电量为Q的正电荷。点A、B、C将圆环三等分，取走 A、B处两段弧长均为△L的极小圆弧后，O点的电场强度大小为E。将一点电荷q置于OC延长线上距C点为2R的D点，O点的电场强度大小刚好为3E。圆环上剩余电荷分布不变，则q为 ( )
A. 正电荷, q=9QΔL2πR
B. 正电荷, q=9QΔLπR
C. 负电荷, q=9QΔLπR
D. 负电荷, q=18QΔLπR
9. 如图是苹果自动分拣装置的示意图，该装置能够按一定质量标准自动分拣大苹果和小苹果。该装置的托盘秤压在一个以O₁为转动轴的杠杆上，杠杆末端压在电阻R₁上，R₁的阻值随压力的变化而变化。小苹果通过托盘秤时，R₂两端的电压较小，分拣开关在弹簧向上弹力作用下处于水平状态，小苹果进入上面通道； 当大苹果通过托盘秤时，R₂两端能够获得较大电压，电磁铁吸动分拣开关的衔铁，打开下面通道，让大苹果进入下面通道。设定进入下面通道的大苹果最小质量 m为该装置的分拣标准，下列说法正确的是 ( )
A. 压力越小, R₁越小 B. 调节R₂的大小可以改变筛选苹果的标准
C. 若电源内阻变小，会提高分拣标准 m D. 若电源电动势变大，会降低分拣标准 m
10. 如图所示，质量M=2kg、半径R=2m、内壁光滑的半圆槽静置于光滑水平地面上。现将质量m=1kg的小球(可视为质点) 自左侧槽口A点的正上方h=2m处由静止释放，小球下落后刚好自A点进入槽内，B点为半圆槽内壁的最低点。不计空气阻力，重力加速度. g=10m/s²,下列说法正确的是 ( )
A. 小球从A到B的过程中，小球对半圆槽做正功
B. 小球运动到B时，小球速度大小为 45m/s
C. 小球从A到C的过程中，半圆槽的位移为 43m
D. 小球从C 点飞出后做斜抛运动
二、非选择题：本题共5小题，共60分。
11. (5分)
如图a是第四次天宫课堂中的实验，为了验证碰撞实验中动量是否守恒，利用仿真物理实验室软件模拟航天员的数据，结合频闪照相和留下质心轨迹的技术得到结论。
受此启发，某同学使用如图b所示的装置进行了碰撞实验，木板两端分别安装a、b两个位移传感器，传感器a测量滑块甲与它的距离xA，传感器b测量滑块乙与它的距离xB。部分实验步骤如下：
①实验测得滑块甲的质量为0.50kg；
②在长木板的两端各固定一位移传感器(与计算机连接)，并利用垫木将长木板的左端垫高，将滑块甲和质量为m的滑块乙放置在木板上；
③调整好垫木位置后，拨动两滑块，使甲、乙均向下运动；
④导出传感器记录的数据，绘制xA、xB随时间t变化的图像，分别如图c、d所示。
回答以下问题：
(1) 利用垫木将长木板的左端垫高的目的是
(2) 从图像可知两滑块在 t= s时发生碰撞；
(3) 若滑块甲、乙碰撞过程中满足动量守恒定律，可得滑块乙的质量为m= kg(计算结果保留2位有效数字)。
12. (10分)
为了测量干电池组的电动势和内阻，某同学在实验室选择了合适的器材并设计了如图甲所示的实验电路图。图中定值电阻 R₀=2Ω,电流表 A₁的量程为0.60A，内阻可忽略； 电流表. A₂的量程为200mA, 内阻 RA2=4Ω。
(1) 请画线代替导线补全实物图乙。
(2) 电路中将R与电流表A₂串联，将电流表A₂改装成量程为3V的电压表，则 R=Ω。
(3) 闭合开关K前，将图甲中滑动变阻器的滑片移到a端，闭合开关K后，调节滑动变阻器的滑片，得到多组电流表A₁、A₂的示数I₁、I₂，以I₂为纵轴、I₁为横轴作. I₂-I₁图像，得到图像与纵轴的截距为113mA，图像斜率绝对值为0.17，则电池组的电动势E= V，内阻r= Ω。(计算结果均保留三位有效数字)
(4) 若考虑电流表A₁的内阻影响，上述测量方法会导致电池组内阻的测量值 (填“大于”“小于”或“等于”) 真实值。
13. (12分) 如图, 电源电动势为10V, 内阻为2Ω, 电阻R₁为0.5Ω, R₂为5Ω。已知电动机额定电压U为5V，线圈电阻RM为0.5Ω。开关闭合后，电动机恰好正常工作。问：
(1) 通过R₁的电流是多少?
(2) 电动机正常工作时产生的机械功率是多大?
(3) 若R₁、R₂电阻可调，在确保电动机正常工作的前提下，当 R₁的阻值多大时， R₁消耗的电功率最大? 此时R₂的阻值多大?
14. (15分) 某游戏公司的设计人员，构想通过电场来控制带电小球的运动轨迹。如图1所示，绝缘光滑圆轨道竖直放在水平方向的匀强电场中，一个质量为m、电荷量为+q的小球位于轨道内侧的最高点A处。小球由静止释放后沿直线打到图示的B点； 当给小球一个水平方向的初速度，小球恰能在竖直平面内做完整的圆周运动。小球可视为质点，已知圆轨道的半径为R, 重力加速度为g, α=60°。
(1) 求匀强电场的电场强度E₁大小；
(2) 求小球做圆周运动时， 通过A 点的动能Eₖ；
(3) 撤掉圆轨道，保留圆形轨道的痕迹，将原电场更换为如图2所示的交变电场(正、负号分别表示与原电场强度方向相同或相反)，t=0时刻小球在A点由静止释放，欲使小球经过一个周期(图中周期T未知) 恰好能运动到最低点 C，已知 t=T2时刻小球的位置在圆周上，求所加电场强度E₂大小。
15. (18分) 如图所示，“L”型平板B静置在地面上，物块A 处于平板B上的O'点，O'点左侧粗糙、右侧光滑，光滑部分的长度d=2.0m。用不可伸长的长度为L=3.2m的轻绳将质量为m=0.1kg的小球悬挂在O'点正上方的O点。轻绳处于水平拉直状态，小球可视为质点，将小球由静止释放，下摆至最低点时轻绳拉断、小球与小物块A碰撞后瞬间结合成一个物体C，之后C沿平板滑动直至与B右侧挡板发生弹性碰撞。已知 A的质量 mA=0.1kg,B 的质量mB=0.6kg, C与B间的动摩擦因数μ₁=0.4, B 与地面间的动摩擦因数 μ₂=0.3,，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度 g=10m/s²,整个过程中C始终在B上，所有碰撞时间忽略不计，不计空气阻力，求：
(1) 轻绳被拉断前瞬间绳对小球的拉力大小；
(2) C与B的挡板碰撞后, 二者的速度 vc与vB;
(3) C与B都停止运动时C与B右侧挡板的距离。
2024年湖北部分名校高二10月联考
高二物理答案
一. 选择题
二. 非选择题
11. (1) 左盘(1分) 灵敏电流计的读数I (1分) (2) 右盘 (1分)
3Δmg2NL(2分)
12. (1) 如图(2分)
(2)11(2分)
(3)1.70(2分) ; 0.550(2分)
(4) 大于 (2分)
13. (1) I₁=2A(3分) 2P外=4.5W (5分)
3R₁=2ΩR₂=20Ω (4分)
【详解】(1) 电动机恰好正常工作，所以电动机两端的电压恰好等于额定电压U，
电源内阻和电阻R₁的总电压为 Uᵣ+U₁=E-U ① (1 分)
则R₁的电流为 I1=Ur+U1r+R1 ② (1 分)
I₁=2A ③ (1 分)
(2) 根据并联关系 U₂=U
通过R₂的电流 I2=U2R2 ④ (1 分)
流过电动机的电流为 IM=I-I2=1A ⑤ (1 分)
电动机的输入功率为 Pλ=UIM ⑥ (1 分)
电动机的热功率为 P差=IM2RM ⑦ (1分)
所以，电动机正常工作时产生的机械功率为
P放=Pλ-P差 P外=4.5W ⑧ (1分)
(3)在确保电动机正常工作的前提下，则电源内阻和电阻R₁的总电压为5V不变，设此电压为E₁，则R₁的功率为
由数学关系可知，当 R₁=r=2Ω时，R₁的功率最大 ⑨ (1分)
此时电路中的总电流为 I'=E1R1+r ⑩ (1分)
则此时通过R₂的电流为 I2'=I'-IM ⑪ (1 分)
则此时R₂的阻值为 R2=U2I2R2=20Ω ⑫ (1 分)
14. 【答案】(1)5cm; (3分)( 2v≤2×10⁶m/s;(5分) 316-46×106m/s(7分)
【详解】(1) 由洛伦兹力作为向心力可得
qv1B=mv12r1 ① (2分)
解得 r1=mv1qB=0.05m=5cm ②(1分)
P点离EH和HG 最近，当离子刚好与EH或HG 相切时，离子不能射出整个正方形区域，由几何关系可知，P点与EH之间的距离为2cm=2r₂
故对应离子的半径为r₂=1 cm ③ (2分)
由牛顿第二定律可得 qv2B=mv22r2
解得
v2=Bqr2m=2×106m/s ④(2分)
故离子不可能射出正方形区域的粒子速度范围为
v≤2×10⁶m/s ⑤(1分)
(3)离子要从GF边上射出正方形区域，临界情况是半径为r₃的轨迹既与HG 相切，又与GF 相切，如图所示
圆心为O₂，作两条虚线辅助线，A 为垂足，在△PAO₂中有
PO₂=r₃,PA=8cm-r₃-2cm,AO₂=r₃-2cm ⑥ (1分)
由勾股定理可得
PO22=PA2+AO22circle7(2分)
解得
r3=8-26cm ⑧(2分)
由洛伦兹力作为向心力可得
v3=Bqr3m=16-46×106m/s ⑨(2分)
故离子要从GF 边上射出正方形区域，速度至少为( 16-46×106m/s。
15. 【答案】 1E1=3mgq(4分)((2)EK=2mgR (6分) 3E2=23mgq (8分)
【详解】(1)根据小球由静止沿直线打到B点，可知重力和电场力合力的方向沿AB方向，则有 mgtan60°=qE₁ ① (2分)
可得 E1=3mgq ② (2分)
(2)根据重力和电场力合力方向可知，小球能通过圆轨道等效最高点D点(位于O点左上侧60°处)，如图所示
小球恰能在竖直平面内做完整的圆周运动，重力和电场力的合力大小
为 F合=mgcs600 ③ (1分)
小球在 D 点，有 F合=mvD2R ④ (1分)
小球从 D 到A 过程，由动能定理可得
F合R1-cs60∘=EK-12mvD2 ⑤ (2分)
解得小球通过A 点的动能为EK =2mgR ⑥ (2分)
(3) 由题意可知小球在 0∼T4周期内做直线运动，在水平方向上，向右运动的位移
x1=12⋅qE2m⋅T42 ⑦ (2分)
T4∼T2周期内电场方向反向，则小球做曲线运动，水平方向上，因为加速度大小相等方向相反，所以向右运动位移仍为x₁; π/2~T)周期内返回； 竖直方向上做自由落体运动，有
2R=12gT2 ⑧ (1分)
由运动的分析可知，要使小球由A点运动到最低处C点，且小球速度竖直向下时均在圆周上，需 T2时刻到达最大水平位移处，如图所示
则此时竖直方向下降的距离为
h'=12g⋅T22 ⑨(1分)
根据几何关系可知，向右运动的最大水平位移为
2x1=R2-R-h'2 ⑩(2分)
解得 E2=23mgq ⑪(2分)
题号
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
答案
A
B
A
B
C
D
C
BD
BD
ABD