2024-2025学年山东省青岛第二中学高二（上）第一次月考物理试卷（含答案）

这是一份2024-2025学年山东省青岛第二中学高二（上）第一次月考物理试卷（含答案），共10页。试卷主要包含了单选题，多选题，实验题，计算题等内容，欢迎下载使用。

1.如图所示，带电的平行板电容器与静电计连接，下极板接地，静电计外壳接地，已知电容器上极板带负电，稳定时一带电的油滴恰好静止于两极板间的P点，则下列说法正确的是( )
A. 保持下极板不动，将上极板稍微下移一点距离，静电计的张角变大
B. 保持上极板不动，将下极板稍微下移一点距离，液滴将向下运动
C. 保持下极板不动，将上极板稍微向右移一点距离，P点电势将降低
D. 保持下极板不动，将上极板稍微向右移一点距离，带电油滴仍静止不动
2.如图所示，电源电动势，E=8V，内电阻r=1Ω，小灯泡L1标有“3V 3W”字样，小灯泡L2标有“2V 4W”字样，电动机D的内阻rD=0.5Ω，当闭合电键S，将滑动变阻器R的阻值调到1Ω时，两灯泡和电动机均能正常工作。则( )
A. 流过电动机的电流为2A
B. 电动机两端电压为2V
C. 电动机输出的机械功率为3.5W
D. 电源的输出功率为16W
3.如图所示的U−I图像中，直线a、b分别为两个电源的路端电压与电流的关系，曲线c为小灯泡的两端电压与电流的关系，三条线交于Q点。若将小灯泡先后分别与这两电源直接相连组成闭合回路，则( )
A. 电源电动势EaB. 电源内阻raC. 电源的输出功率Pa>Pb
D. 电源的总功率P总a>P总b
4.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。下列说法正确的是( )
A. 若d1B. 高压水枪单位时间喷出的水的质量为ρπv2d22
C. 高压水枪单位时间喷出的水的质量为ρπv1d12
D. 水柱对汽车的平均冲力为14ρπd22v22
5.如图甲所示，坐标原点O处固定有电荷量为−Q的点电荷，M、N点固定有电荷量为4Q的点电荷，Q>0。
x轴上a、b、c三点的横坐标分别为x1、x2、x3,x轴上电势φ随x坐标的变化曲线如图乙所示，其中x2为图象最高点对应的横坐标，下列说法正确的是( )
A. y轴上M点到O点之间存在电场强度为零的点
B. b点场强大于c点场强
C. 将一带负电的试探电荷由a点静止释放，试探电荷沿x轴运动可到达c点
D. 将一带负电的试探电荷由a点静止释放，试探电荷沿x轴运动可到达O点
6.如图所示，在O点用三根等长的绝缘细线分别悬挂A、B、C三个带电小球，三个小球的质量均为m，稳定后OABC构成正四面体，A、B、C处于同一水平面，不计小球的大小，重力加速度为g，则下列说法正确的是( )
A. 三个小球的带电量不一定相等
B. 三个小球中，可能有某两小球带异种电荷
C. 每根细线的拉力大小为任意两小球间库仑力的3倍
D. 每根细线的拉力大小等于 32mg
二、多选题：本大题共4小题，共24分。
7.蹦极是一项深受年轻人喜爱的极限运动，某游客身系弹性绳从高空P点自由下落，将蹦极过程简化为人沿竖直方向的运动，如图所示。从弹性绳恰好伸直，到人第一次下降至最低点的过程中，若忽略空气阻力影响，下列说法正确的是( )
A. 弹性绳对人的冲量始终竖直向上
B. 弹性绳恰好伸直时，人的动量最大
C. 弹性绳对人的冲量大于重力对人的冲量
D. 在最低点时，弹性绳对人的拉力等于人的重力
8.如图所示，电源电动势为E，内阻为r，R是定值电阻，热敏电阻RT的阻值随温度的降低而增大，C是平行板电容器，电路中的电表均为理想电表。闭合开关S，平行板电容器内的带电液滴恰好静止。分别用I、U1、U2和U3表示电流表A、电压表V1、电压表V2和电压表V3的示数，用ΔI、ΔU1、ΔU2和ΔU3表示电流表A、电压表V1、电压表V2和电压表V3的示数变化量的绝对值。当温度降低时，关于该电路工作状态的变化，下列说法正确的是( )
A. U2和U3的示数均增加B. ΔU2ΔI<ΔU3ΔI
C. 带电液滴一定向下运动D. 电源的输出功率可能先增加后减小
9.如图所示，空间某水平面内固定一均匀带电圆环，电荷量为Q，其圆心为O。P、Q是圆环轴线上关于圆心O对称的两点，OP间距为L，有一电荷量为q的小球恰能静止在P点，P点与圆环上任意一点的连线与PO间的夹角均为θ。已知静电力常量为k，重力加速度为g，现给小球一沿PO方向的初速度v0，下列说法正确的是( )
A. 小球从P点运动到O点的过程中，做加速运动
B. 小球的质量为kQqcs3θgL2
C. 小球运动到Q点时的加速度为0
D. 小球运动到Q点的速度大小为 4gL+v02
10.如图所示，小车静止在光滑水平面上，小车AB段是半径为R的四分之一光滑圆弧轨道，从B到小车右端挡板平滑连接一段光滑水平轨道，在右端固定一轻弹簧，弹簧处于自由状态，自由端在C点。一质量为m、可视为质点的滑块从圆弧轨道的最高点A由静止滑下，而后滑入水平轨道，小车质量是滑块质量的2倍，重力加速度为g。下列说法正确的是( )
A. 滑块到达B点时的速度大小为 2gR
B. 弹簧获得的最大弹性势能为mgR
C. 滑块从A点运动到B点的过程中，小车运动的位移大小为23R
D. 滑块第一次从A点运动到B点时，小车对滑块的支持力大小为4mg
三、实验题：本大题共2小题，共18分。
11.如图所示为实验室中“验证动量守恒定律”的实验装置示意图。
(1)若入射小球质量为m1，半径为r1；被碰小球质量为m2，半径为r2，则应满足__________(填选项前的字母)。
A．m1>m2，r1>r2 B．m1>m2，r1C．m1>m2，r1=r2 D．m1(2)为完成此实验，以下所提供的测量工具中必需的是__________(填选项前的字母)。
A.直尺 B.游标卡尺 C.天平 D.弹簧测力计 E.停表
(3)本实验巧妙地利用小球飞行的水平距离表示小球的水平速度。下面的实验条件中，不能使小球飞行的水平距离表示水平速度的是__________。
A.轨道末端切线未调整为水平
B.改变1小球初始释放点的位置
C.使1、2两小球的直径之比改变为1:3
D.升高桌面高度
(4)设P为碰前入射小球落点的平均位置，M为碰后入射小球落点的平均位置，N为碰后被碰小球落点的平均位置，则关系式__________(用m1、m2及图中字母表示)成立，即可达到实验目的。
12.小明同学在研究由某种材料制成的圆柱体电学元件(图甲所示)的过程中，进行了如下操作：
(1)用20分度的游标卡尺测量其长度如图乙所示，由图可知其长度为_________mm，用螺旋测微器测量其直径如图丙所示，其直径为_________mm。
(2)小明为研究通过该电学元件的电流I随两端电压U变化的关系，设计了实验电路。为使该电学元件两端电压能从零开始调起，请你用笔画线代替导线帮他将图丁中的实物图连接完整。
(3)小明利用(2)中实验电路测得相关数据如下表所示，请你在图戊的坐标系中描点并画出I−U图像。
(4)通过I−U图像会发现，随着两端电压U的逐渐变大，该电学元件的电阻越来越_________(选填“大”或“小”)。
四、计算题：本大题共2小题，共28分。
13.如图所示，Oxyz坐标系内有一边长为2L的立方体空间OABC−O1A1B1C1，整个立方体空间内存在沿x轴正方向的匀强电场(图中未画出)，M和N分别是AB和O1C1中点。一质量为m、电荷量为q的带电微粒由M点静止释放，恰能通过N点。不计空气阻力，已知重力加速度为g。
(1)若M点的电势为零，求N点的电势；
(2)若该微粒在M点沿+z方向以初速度v0= gL射入电场，求微粒离开立方体空间时的位置坐标；
(3)若从M点向AA1B1B正方形平面内各个方向均匀射出速率均为v= gL的该种带电微粒(如图)，求能从O1A1B1C1正方形区域内射出的带电微粒数N1与总微粒数N0之比。
14.如图所示，质量分别为m、3m的小球甲、乙置于足够长的光滑水平面上并处于静止状态。某时刻，通过水平力第1次给小球甲一水平向右的瞬时冲量，使其获得水平向右的速度v0，从甲、乙两小球发生第1次弹性碰撞开始，经过时间Δt第2次给小球甲另一水平向右的瞬时冲量，使小球甲恢复到速度v0，此后，每当两小球碰撞结束时，总是再经过时间Δt给小球甲某一水平向右的瞬时冲量，小球甲总能恢复到速度v0，如此循环……所有碰撞都是一维弹性碰撞，且碰撞吋间均忽略不计，忽略空气阻力。求：
(1)第1次碰撞后瞬时，甲、乙两小球的速度；
(2)从第1次碰撞到第2次碰撞所经过的时间，以及第2次碰撞的位置到第1次碰撞位置的距离；
(3)从静止开始到第6次碰撞结束过程中，小球甲受到的水平向右的总冲量大小。
参考答案
1.C
2.C
3.D
4.D
5.C
6.C
7.AC
8.AD
9.BD
10.BD
11.(1)C；
(2)AC；
(3)AC；
(4)m1×OP=m1×OM+m2×ON
12.(1) 52.35 4.700
(2)见解析
(3)见解析
(4)小

13.解：(1)设匀强电场的电场强度为E，经判定带电微粒从M至N做匀加速直线运动，qE与mg的合力方向沿MN直线，所以qE=mg，
带电微粒从M至N电场力做功q(φM−φN)=2qEL ，
解得φN= −2mgLq。
(2)带电微粒沿+z方向做匀速直线运动，得L=v0t ，
微粒沿+x方向做初速为零的匀加速直线运动，qE=max
x=12axt2 (解得 x=L2 ) ，
微粒沿−y方向做自由落体运动， y=2L−12gt2 (解得 y=3L2 )，
所以微粒离开正方体空间时的位置坐标为( L2 ， 3L2 ，2L) 。
(3)设某一微粒的速度方向与+x方向夹θ角，该微粒恰好从B1C1 (A1O1)边上射出正方体空间，则沿z方向，L= vt1sinθ，
沿+x方向 2L=vt1csθ+12axt2 ，
解得θ= π4，
带电微粒在−y方向运动的位移 ℎ=12gt 12=L <2L，所以微粒射出正方体空间时y>0 ，
所以能从O1A1B1C1正方形区域内射出电场的带电微粒数与总粒子数之比
N1N0=2θπ=12。

14.(1)第1次碰撞后瞬时，设甲、乙两小球的速度分别为 v1 、 v2 ，以水平向右为正方向，第1次碰撞过程中，由动量守恒和机械能守恒，有
mv0=mv1+3mv2 ， 12mv02=12mv12+12⋅3mv22
联立解得
v1=−12v0 ， v2=12v0
甲球速度方向水平向左，乙球速度方向水平向右。
(2)由题知，第1次碰撞后经过时间 Δt ，甲、乙两小球各自水平向左和向右运动了距离
x1=v02Δt
小球甲第2次获得瞬时冲量、速度恢复成 v0 后，设又经过时间 t1 ，甲、乙两小球发生第2次碰撞，该过程中
v0t1−v02t1=2x1
解得
t1=2Δt
因此，从第1次碰撞到第2次碰撞所经过的时间
t=Δt+t1=3Δt
设第2次碰撞的位置到第1次碰撞位置的距离为x，则
x=v02t=32v0Δt
(3)由分析知，小球甲第1次受到的水平向右的瞬时冲量
I1=mv0
小球甲第2次受到的水平向右的瞬时冲量
I2=mv0−mv1=32mv0
之后，小球甲以速度 v0 追上小球乙并发生第2次碰撞
第2次碰撞后瞬时，设甲、乙两小球的速度分别为 v3 、 v4 ，则有
mv0+3m⋅v02=mv3+3mv4 ， 12mv02+12⋅3m⋅v022=12mv32+12⋅3mv42
联立解得
v3=14v0 ， v4=34v0
因此，小球甲第3次受到的水平向右的瞬时冲量
I3=mv0−mv3=34mv0=322mv0
之后，小球甲以速度 v0 追上小球乙并发生第3次碰撞，碰撞过程中，同理可得，第3次碰撞后瞬时，设甲、乙两小球的速度分别为 v5 、 v6 ，则有
mv0+3m⋅3v04=mv5+3mv6 ， 12mv02+12⋅3m⋅3v042=12mv52+12⋅3mv62
联立解得
v5=58v0 ， v6=78v0
因此，因此，小球甲第4次受到的水平向右的瞬时冲量
I4=mv0−mv5=38mv0=323mv0
由此可推，小球甲第n次受到的水平向右的瞬时冲量满足
In=3mv02n−1(n>1)
小球甲第5次碰撞结束过程中，小球甲受到的水平向右的瞬时冲量满足
I5=3mv024=3mv016
小球甲第6次碰撞结束过程中，小球甲受到的的水平向右的瞬时冲量满足
I6=3mv025=3mv032
故从静止开始到第6次碰撞结束过程中，小球甲受到的水平向右的总冲量大小
I总=I1+I2+I3+I4+I5+I6=125mv032
U/V
0
0.40
0.60
0.80
1.00
1.20
1.32
1.50
I/A
0
0.20
0.45
0.80
1.25
1.80
2.20
2.81