安徽省天一大联考2024-2025学年高二上学期12月月考试物理试题（解析版）

这是一份安徽省天一大联考2024-2025学年高二上学期12月月考试物理试题（解析版），共19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。
一、单选题：本大题共8小题，共32分。
1. 如图所示，在河北固安举行的2024年“嘉克杯”国际焊接大赛中，一名选手在进行电焊作业，电焊弧光中含有大量波长为的紫外线。已知普朗克常量，真空中光速为，电子的电荷量，则该紫外线光子的能量约为（ ）
A. 4eVB. 5eVC. 6eVD. 7eV
【答案】A
【解析】由
、
及，得紫外线光子能量
故选A。
2. 如图所示为某同学自制的静电除尘器。穿过去底的矿泉水瓶瓶盖（瓶盖打孔）安装一直导线M，瓶外绕多圈铁丝N。a、b端与高压直流电源相连。断开开关S，点燃蚊香，瓶内烟雾缭绕。闭合S，顿时瓶内清澈透明，则S闭合时（ ）
A. M附近电场强度最小B. M附近电场强度最大
C. 烟尘吸附在M上D. N附近空气中的气体分子易被电离
【答案】B
【解析】因为静电平衡时，M上电荷密度大，附近电场强度最大，其周围空气中的气体分子被电离，成为正离子和电子，电子在向着正极N运动的过程中，遇到烟气尘中的粉尘，使粉尘带负电，粉尘被吸附在瓶身上，从而达到除尘效果。
故选B。
3. 如图是某新国标电动车使用的锂电池，部分参数如铭牌所示，其中100公里指以最大限速行驶时的续航。充满电后，该电池贮存的电能为E，释放的总电荷量为q，车以的速度行驶时的工作电流为I、续航时间为t。则（ ）
A. B.
C. D.
【答案】C
【解析】A．由铭牌信息知，该电池能贮存的能量
可得
故A错误；
B．释放的总电荷量
故B错误；
CD．电动车以的速度行驶时，续航时间
工作电流
故C正确，D错误
故选C。
4. 两个点电荷和产生电场中的等势线如图中实线所示，a、b、c为三条等势线上的点。则（ ）
A. 带负电
B. 电子在a点的电势能为
C. 三点中，电子在b点受到的电场力最大
D. 将电子由a经b移到c点，电场力做功为
【答案】D
【解析】A．连接和，顺着电场线方向电势降低，知带正电，故A错误；
B．根据，知电子在a点的电势能为，故B错误；
C．三点中，b处等势线最疏，电场强度最小，电子在b点受到的电场力最小，故C错误；
D．将电子由a经b移到c点，电场力做功
故D正确。
故选D。
5. 如图所示的电路中，R0是定值电阻，滑动变阻器的最大电阻。电压表和电流表均为理想电表，C为电容器。闭合开关S，将滑动变阻器滑片由a滑到b的过程中（ ）
A. 电流表示数减小
B. 电压表示数减小
C. 电容器所带电荷量增多
D. 滑动变阻器消耗的功率先增大后减小
【答案】D
【解析】A．分析电路图可知，电阻R0和滑动变阻器R属于串联关系，滑片P由a滑到b的过程中，电路总电阻减小，由闭合电路欧姆定律知干路电流I增大，电流表示数增大，故A错误；
B．电压表所测电压
增大，故B错误；
C．电容器两端电压
减小，电容器所带电荷量
减小，故C错误；
D．将R0看作电源内阻，由于
当滑动变阻器电阻值等于时，其功率最大，因此滑动变阻器滑片由a滑到b的过程中，滑动变阻器消耗的功率先增大后减小，故D正确。
故选D。
6. E、F、G三点的坐标如图所示，空间内匀强磁场的磁感应强度大小为B，方向沿∠xOz的平分线方向，则通过面积SEFG的磁通量Φ为（ ）
A. B.
C. D.
【答案】A
【解析】由数学知识和对称性知，穿过的磁通量是通过面积的磁通量的2倍，将B沿垂直平面EOF和平行该平面分解为和，可得
则通过面积的磁通量为
故选A。
7. 蹦床运动是小孩喜爱的运动。一质量为40kg的小孩在t=0时从离水平网面某高度处自由落下，着网后沿竖直方向蹦离水平网面，对蹦床作用力大小F与时间t的关系如图所示。不计空气阻力，重力加速度g取10m/s2，在0.8s~1.6s时间内，网对小孩的平均作用力大小为（ ）
A. 1300NB. 1200NC. 1100ND. 1000N
【答案】B
【解析】由题图知，在0.8s~1.6s内，小孩着网时的速度
离网时速度为
取竖直向上为正方向，对小孩依据动量定理，有
解得
故选B。
8. 如图所示，在与水平方向成斜向左下的匀强电场E中，质量均为m、电荷量绝对值相等、可视为质点的带电小球M和N用不可伸长的绝缘轻绳a和b连接，a上端悬于O点。静止时，M、N与图中电场线在同一竖直面内，a竖直，b刚好拉直且与水平面成、张力为零。已知轻绳b长度l远大于球的直径，重力加速度大小为g，静电力常量为k，则E的值为（ ）
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】M、N静止时，轻绳a竖直，b中无张力，说明两球沿电场线方向所受的电场力平衡，M带正电、N带负电，所带电荷量的绝对值相等设为q，隔离N，其受重力G、两球间的库仑力及电场力作用，如图所示
由于，根据平衡条件可得
即
解得
故选B。
二、多选题：本大题共2小题，共8分。
9. 人们用手抛撒种子进行播种，某次抛撒种子后，其中质量相等两颗种子a、b的运动轨迹如图所示，其轨迹在同一竖直平面内，抛出点均为O，M、N分别为运动轨迹上与O在同一水平线上的两点，P、Q是两轨迹的最高点。从O到M和O到N的过程中，不计空气阻力，则（ ）
A. a受到重力的冲量比b大B. b受到重力的冲量比a大
C. a在P点的动量大于b在Q点的动量D. a在P点的动量小于b在Q点的动量
【答案】AD
【解析】两种子分别从O抛出到M、N的过程中做斜抛运动，由轨迹知种子a上升的最大高度较高，根据可知，种子在空中的运动时间
根据，知水平速度
结合重力冲量
动量
可知，a受到重力的冲量比b大，a在P点动量小于b在Q点的动量。
10. 如图所示，在竖直xOy平面第三象限内有电压为U0的加速电场，第一象限内有由一对水平平行板形成的偏转电场，板间电压为U，平行板下极板与x轴重合，左端紧靠O，上极板左端坐标为（0，d）。一价氢离子和二价氦离子的混合物从O′由静止开始加速后，从O点射入偏转电场，O′O与x轴正方向夹角θ=30°。氢离子从O运动到最高点E的轨迹方程为（k、b为常数），F为其出射点，离子重力和离子间相互作用均不计，则（ ）
A.
B. 二价氦离子在F点下方离开电场
C. 氦离子在O点动能较氢离子大
D. E点坐标为
【答案】ACD
【解析】AB．设离子射入偏转电场时的速度为v0，在偏转电场中运动的加速度大小为a，由O到E时间为t，竖直方向有
水平方向有
而
解得
可得
因方程与带电粒子的电荷量及质量无关，二价氦离子的轨迹与一价氢离子轨迹相同，射出电场的位置也一样，故A正确，B错误；
C．在加速电场中，从O′到O，对一价氢离子有
对二价氦离子有
氦离子在O点动能较氢离子大，故C正确；
D．在最高点E，有
解得
横坐标
结合前面结论，得
即E点坐标为
，故D正确。
故选ACD。
三、实验题：本大题共2小题，共18分。
11. 某同学用图1所示的装置验证动量定理。器材有：滑块（含遮光片，总质量为）、与计算机相连的光电门1和2、装有沙的沙袋、长木板（带滑轮））、天平和细线等。已知重力加速度大小为g。
实验步骤如下：
（1）用游标卡尺测量遮光片宽度d，示数如图2所示，________mm。
（2）挂上沙袋，改变木板的倾角，使滑块匀速滑下。
（3）取下沙袋，用天平测出其总质量为m，让滑块沿木板下滑，和计算机相连的光电门测量出遮光片经过光电门1、2的遮光时间、及遮光片从1运动到2所用时间t，则滑块从1运动到2的过程中，所受合力的冲量大小________，滑块动量的变化量大小为________（用题中给出的物理量表示）。
（4）改变沙袋的质量和木板的倾角，多次重复实验。在误差允许的范围内，若有，则动量定理得以验证。
【答案】（1） （3）
【解析】（1）[1]由游标卡尺的读数规则得
（3）[2]挂上装沙的沙袋，滑块匀速下滑，其受到的合力为零，取下沙袋，滑块受到的合力即为沙袋的重力，有
则滑块受合力的冲量大小
[3]滑块经过光电门1、2的速度大小分别
、
其动量的变化量
12. 某实验小组研究一个额定电压为（常温下电阻约6欧）的小灯泡的伏安特性。用电流表、电压表、滑动变阻器（最大电阻为）、电动势为6V的电池（内阻不计）、定值电阻、开关和导线等组成图1所示的实验电路。电表均为理想电表，实验要求小灯泡两端电压从0开始变化。
回答下列问题：
（1）根据实验要求，完成图1中的实物连线__________。
（2）闭合开关S前，滑动变阻器的滑片应置于变阻器的__________（填“a”或“b”）端。
（3）将滑动变阻器的电阻调至最大时，灯泡与滑动变阻器并联的总电阻为，小灯泡恰好正常发光，则定值电阻__________保留2位有效数字）。
（4）小组通过实验作出小灯泡的图线如图2所示，结合信息可知，滑动变阻器最大电阻__________保留2位有效数字）。
（5）将小灯泡与另一电源（电动势、内阻、的定值电阻构成图3所示的电路，闭合开关S，小灯泡工作的实际功率约为__________W（保留2位有效数字）。
【答案】（1） （2）a （3）5.2 （4）10 （5）0.28
【解析】（1）实验中要求小灯泡两端电压从0开始，滑动变阻器应采用分压式接法，连接方法如图所示。
（2）闭合开关S前，要保证小灯泡所在支路电压（或电流）为零，滑动变阻器滑片应置于a端。
（3）将滑动变阻器的电阻调至最大时，小灯泡恰好正常发光，说明灯泡两端电压为，又灯泡与滑动变阻器的并联电阻值为，由分压原理，知
解得
（4）由下图可知，小灯泡正常工作时的电流，电阻定义式得
由并联电阻关系式得
解得
（5）将定值电阻R看作电源的内阻，在小问4题图中作出该电源的图线，即关系式为
I
它与小灯泡的图线相交于点，则小灯泡在该电路中工作时的实际功率为
四、计算题：本大题共3小题，共30分。
13. 如图所示，水平绝缘平台与倾角为θ的斜面固定在同一竖直平面内，空间有水平向右的匀强电场。一质量为m、带电量为q（q>0）的金属机器人（视为质点）在平台O点水平抛出一绝缘小球（不带电），同时机器人由O点悬空仅在重力和静电力的作用下从静止开始运动。小球垂直打在斜面上的P点时，机器人恰好到达P点。O、P间竖直高度为h，不计空气阻力，重力加速度大小为g，设O点电势为零。求：
（1）小球运动初速度大小v0；
（2）电场强度大小E。
【答案】（1） （2）
【解析】（1）如图所示
绝缘小球在空间做平抛运动，垂直打在斜面上P点，有
解得
（2）机器人受电场力和重力作用，从静止开始运动，必做匀变速直线运动，轨迹从O到P，设P点处小球速度与水平方向成α角，OP与水平方向成β角，由几何知识知
依据平抛运动推论，有
则
解得
14. 如图所示的电路位于竖直面内，电源电动势，内阻，电阻，为定值电阻，为电阻箱。间距的两平行正对金属板AB、CD垂直纸面放置与水平面成，A、D刚好在同一水平线上。将调至最大，闭合开关S。调节电阻箱时，将一质量、带电量的小球以某一速度从A边缘水平射入板间，小球恰好沿直线AD运动。不计空气阻力，重力加速度取，，求：
（1）小球从A到D，静电力所做的功；
（2）电阻的阻值及它消耗的功率P。
【答案】（1） （2），
【解析】（1）小球在平行板间恰好沿直线AD运动，受电场力F和重力G作用，合力沿DA方向，如图所示
有
电场力做功
得
（2）设两平行板间的电势差为U，电场强度为E，
由
由第（1）问得
得
设回路总电流为I，依据闭合电路欧姆定律，
有
得
通过的电流
则
代入数据，得
功率
15. 如图所示，在竖直平面内有圆弧轨道AB和半圆轨道CD组成的光滑固定轨道， AB轨道的半径，CD轨道的直径，圆心、及B、C和D在同一竖直线上，B、C间有一空隙（宽略大于小球e的直径）。CD轨道与水平地面相切于D点，D点右侧有一质量为4m的长木板a静止在水平地面上，质量为m的小物块b静止在a的最右端。质量为m的小球e从A点由静止释放，经空隙进入CD轨道运动，恰好不脱离轨道CD。在D点，e与a发生弹性碰撞（碰撞时间极短），碰后瞬间锁定e，a向右运动。一段时间后，b刚好不滑离a，最后木板a的右端静止在M点（图中未画出）。已知a与b间的动摩擦因数，a与地面间的动摩擦因数，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度g取，不计空隙大小和空气阻力，小球e和物块b均可视为质点。求：
（1）圆弧轨道CD的半径；
（2）木板a的长度
（3）点离D点的距离s。
【答案】（1） （2） （3）
【解析】（1）设小球在B点的速度大小为，小球e从A运动到B，机械能守恒，有
在B点进入轨道CD，恰好不脱离轨道，有
得
（2）设小球e在D点与木板a碰撞前的速度为，碰撞后e和a的速度分别为和，取水平向右为正方向，小球e由A运动D，机械能守恒，有
得
小球与木板弹性碰撞，动量守恒与机械能守恒，有
解得
，
碰撞后，a向右做匀减速运动，b从静止开始向右做匀加速运动，加速度大小分别为和。对a，合力
对b，合力
a向右运动一段时间t后，b刚好不滑离a，两者速度相等。设此过程中，a的位移为，b的位移为，有
代入数据，得
a的位移
b的位移为
木板a的长度
（3）、b速度相等时设为，此后两者一起无相对滑动做匀减速运动，加速度为，停止运动时的位移为，有
由
得
M点离D点的距离