北京市2024_2025学年高二物理上学期9月月考试题含解析

这是一份北京市2024_2025学年高二物理上学期9月月考试题含解析，共18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（每题3分，共54分）
1. 下列四幅图中有关电场说法正确的是（ ）
A. 图甲为等量同种电荷形成的电场线
B. 图乙离点电荷距离相等的a、b两点电场强度相同
C. 图丙中在c点静止释放一正电荷，可以沿着电场线运动到d点
D. 图丁中把某一电荷从e点沿平行金属板方向移动到f点，电场力不做功
【答案】D
【解析】
【详解】A．图甲为等量异种电荷形成的电场线，A错误；
B．图乙离点电荷距离相等的a、b两点电场强度大小相等，方向不同，因此a、b两点电场强度不同，B错误；
C．图丙中在c点静止释放一正电荷，由于电场线是曲线，做曲线运动的物体受力的方向与运动方向不在一条直线上，因此不可能沿着电场线运动到d点，C错误；
D．图丁中由于e点与f点在同一等势面上，因此把某一电荷从e点沿平行金属板方向移动到f点，电场力不做功，D正确。
故选D。
2. 如图所示，用金属网把不带电的验电器罩起来，再使带电金属球靠近金属网，则下列说法正确的是（ ）
A. 箔片张开B. 箔片不张开
C. 金属球带电荷量足够大时才会张开D. 金属网罩内部电场强度不为零
【答案】B
【解析】
【详解】静电屏蔽是为了避免外界电场对仪器设备的影响，或者为了避免电器设备的电场对外界的影响，用一个空腔导体把外电场遮住，使其内部不受影响，也不使电器设备对外界产生影响，用金属网把验电器罩起来，再使带电金属球靠近验电器，由于金属网的静电屏蔽作用，箔片不张开，金属网罩内部电场强度为零，B正确，ACD错误。
故选B。
3. 如图所示，一物体静止在水平地面上，受到与水平方向成角的恒定拉力F作用时间t后，物体仍保持静止。下面说法正确的是（ ）
A. 物体所受拉力F的冲量方向水平向右
B. 物体所受拉力F冲量大小是
C. 物体所受重力的冲量大小为0
D. 物体所受合力的冲量大小为0
【答案】D
【解析】
【详解】AB．物体所受拉力F的冲量大小为
物体所受拉力F的冲量方向与F的方向相同，故AB错误；
C．物体所受重力的冲量大小为
故C错误；
D．由于物体保持静止状态，可知物体受到的合力为零，则物体所受合力的冲量大小为0，故D正确。
故选D。
4. 如图所示，是某电场的电场线和一条等势线（虚线）。下列说法正确的是（ ）
A. A点和B点的电场强度相同
B. A点的电势高于B点的电势
C. A附近的等差等势线比B附近稀疏
D. 负电荷在B点具有的电势能比在A点小
【答案】D
【解析】
【详解】AC.A点附近电场线比B点附近密集，所以A点的电场强度比B点的大，且A附近的等差等势线比B附近密集，故AC错误；
BD.沿电场线方向电势逐渐降低，所以A点的电势低于B点的电势。根据Ep=qφ可知负电荷在B点具有的电势能比在A点小，故B错误，D正确；
5. 两个分别带有电荷量-Q和+3Q的相同金属小球（均可视为点电荷），固定在相距为r的两处，它们间库仑力的大小为F。两小球相互接触后将其固定距离变为，则两球间库仑力的大小为（ ）
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】
【详解】接触前两个点电荷之间的库仑力大小为
两球分开后各自带电量为+Q，距离又变为原来的，库仑力为
所以两球间库仑力的大小为。
故选C。
6. 甲、乙两人静止在光滑的冰面上，甲推乙后，两人向相反方向滑去。若甲的质量大于乙的质量，则（ ）
A. 甲推乙的过程中，甲对乙的作用力大于乙对甲的作用力
B. 甲推乙的过程中，甲对乙的冲量小于乙对甲的冲量
C. 分开后，甲的动量大于乙的动量
D. 分开后，甲的动能小于乙的动能
【答案】D
【解析】
【详解】A．根据牛顿第三定律可知，甲推乙的过程中，甲对乙的作用力等于乙对甲的作用力，故A错误；
BC．甲推乙的过程中，甲乙二人组成的系统在二者相互作用过程中不受外力，满足系统动量守恒条件，故甲对乙的冲量与乙对甲的冲量等大反向，故分开后，甲的动量等于乙的动量，故BC错误；
D．根据
可知动量大小相等，而甲的质量大于乙的质量，故甲的动能小于乙的动能，故D正确。
故选D。
7. 如图所示，两个用绝缘柱支持的枕形导体A、B连在一起，将带正电的C靠近A端，则下列说法正确的是（ ）
A. A左端带正电，B左端带负电B. A左端带负电，B左端也带负电
C. 先将A、B分开，再移走C，A将带正电D. 先将A、B分开，再移走C，A将带负电
【答案】D
【解析】
【详解】AB．根据静电感应规律可知，A左端带负电，B右端带正电，B左端不带电，故AB错误；
CD．先将A、B分开，再移走C，由于A不再与B相接触，所以A将带负电，故C错误，D正确。
故选D。
8. 如图，电场中一正离子只受电场力作用从A点运动到B点．离子在A点的速度大小为v0，速度方向与电场方向相同．能定性反映该离子从A点到B点运动情况的速度﹣时间（v﹣t）图象是（ ）
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】
【详解】试题分析：电场中正离子只受电场力作用从A点运动到B点的过程中，电场力对离子做正功，速度增大，电场力提供加速度qE=ma，场强减小，加速度减小，速度时间图像中斜率表示加速度的大小，C对；
考点：考查电场力做功与牛顿第二定律的应用
点评：在求解本题过程中注意速度与电场力做功的关系、加速度与电场力、电场强度的关系
9. 如图所示，光滑水平地面上的P、Q两物体质量均为m，P以速度v向右运动，Q静止且左端固定一轻弹簧。当弹簧被压缩至最短时（ ）
A. P的动量为0
B. Q的动量达到最大值
C. P、Q系统总动量小于mv
D. 弹簧储存的弹性势能为
【答案】D
【解析】
【详解】A．当弹簧被压缩至最短时，两物体速度相同，P、Q系统所受外力为零，因此整个过程中动量守恒
所以P的动量为
故A错误；
B．弹簧压缩至最短后，Q的速度将继续变大，当弹簧恢复原长时，Q的动量达到最大值，故B错误；
C．P、Q系统动量守恒，总动量为
故C错误；
D．根据动量守恒和能量守恒
，
解得
故D正确。
故选D。
10. 如图所示，一个质量为的人抓在一只大气球下方，气球下面有一根长绳。气球和长绳的总质量为，长绳的下端刚好和水平面接触。初始静止时人离地面的高度为。如果这个人开始沿长绳向下滑动，当他滑到长绳下端时，他离地面的高度大约是（可以把人看作质点）（ ）

A. B. C. D.
【答案】B
【解析】
【详解】根据题意，设人的速度为，气球的速度为，人下滑的距离为，气球上升的距离为，根据人和气球动量守恒得
则有
解得
又有
则人下滑的距离为
气球上升的距离为
则此时人离地面的高度大约是。
故选B。
11. 如图所示，小车放在光滑的水平面上，将绳系着的小球拉开到一定的角度，然后同时放开小球和小车．以小球和小车为系统．那么在以后的过程中( )
A. 小球向左摆动时，小车也向左摆动，且系统动量守恒
B. 小球向左摆动时，小车向右运动，且系统水平方向动量守恒
C. 小球向左摆到最高点，小球的速度为零而小车速度不为零
D. 在任意时刻，小球和小车在水平方向的动量一定大小相等、方向相反
【答案】BD
【解析】
【详解】AB.小球与小车组成的系统在水平方向不受外力，竖直方向所受外力不为零，故系统只在水平方向动量守恒，系统在水平方向动量守恒，系统总动量为零，小球与车的动量大小相等、方向相反，小球向左摆动时，小车向右运动，故A错误，B正确；
C.小球向左摆到最高点，小球的速度为零而小车的速度也为零，故C错误；
D.系统只在水平方向动量守恒，在任意时刻，小球和小车在水平方向的动量一定大小相等、方向相反．故D正确；
故选BD．
12. 质量为m的钢球自高处落下，以速率碰到水平地面后被竖直向上弹回，离开地面时的速为，钢球与地面的碰撞时间为，不计空气阻力。在碰撞过程中（ ）
A. 钢球动量变化量方向竖直向上，大小为
B. 钢球的动量变化量方向竖直向下，大小为
C. 钢球所受合力的冲量方向竖直向上，大小为
D. 钢球受地面的弹力方向竖直向上，大小为
【答案】C
【解析】
【详解】AB．以竖直向上为正方向，钢球的动量变化量为
结果正，表明方向竖直向上，AB错误；
C．根据动量定理有
结果为正，表明方向竖直向上，C正确；
D．根据
结合上述解得
结果为正，表明方向竖直向上，D错误。
故选C。
13. 随着科幻电影《流浪地球》的热映，“引力弹弓效应”进入了公众的视野。 “引力弹弓效应”是指在太空运动的探测器，借助行星的引力来改变自己的速度。为了分析这个过程，可以提出以下两种模式：探测器分别从行星运动的反方向或同方向接近行星，分别因相互作用改变了速度。如图所示，以太阳为参考系，设行星运动的速度为u，探测器的初速度大小为v0，在图示的两种情况下，探测器在远离行星后速度大小分别为v1和v2。探测器和行星虽然没有发生直接的碰撞，但是在行星的运动方向上，其运动规律可以与两个质量不同的钢球在同一条直线上发生的弹性碰撞规律作类比。那么下列判断中正确的是（ ）
A. v1 > v0B. v1= v0C. v2 > v0D. v2 =v0
【答案】A
【解析】
【详解】AB．根据题意，设行星的质量为M，探测器的质量为m，当探测器从行星的反方向接近行星时（左图），再设向左为正方向，根据动量守恒和能量守恒得
-mv0+Mu=Mu′+mv1
mv02+Mu2=Mu′2+mv12
整理得
v1-v0=u+u′
所以
v1 > v0
A正确，B错误；
CD．同理，当探测器从行星的同方向接近行星时（右图），再设向左为正方向，根据动量守恒和能量守恒得
mv0+Mu=Mu″-mv2
mv02+Mu2=Mu″2+mv22
整理得
v0-v2=u+u″
所以
v2 < v0
CD错误。
故选A。
14. 如图所示，O点有一固定的点电荷，虚线是该点电荷产生的电场中的三条等势线，一带电粒子仅在电场力的作用下沿实线所示的轨迹从a点运动到b点，然后又运动到c点。下列说法正确的是（ ）
A. O点固定的是正点电荷
B. 带电粒子在b点的加速度比在a点的大
C. 带电粒子在a点的电势能比在b点大
D. 从a点到c点的过程中，带电粒子所受的电场力先做正功后做负功
【答案】B
【解析】
【分析】
【详解】A．由运动轨迹可判定带电粒子与固定点电荷之间为斥力作用，但无法确定电荷的正负，故A错误；
B．由图可知b点的场强比a点的大，所以带电粒子在b点的加速度比在a点的大，故B正确；
C．从a点到b点，电场力做负功，所以带电粒子在a点的电势能比在b点小，故C错误；
D．从a到c的过程中，电场力先做负功后做正功，故D错误。
故选B。
15. 在如图所示平面内，两个带等量正电的点电荷分别固定在A、B两点，O为连线的中点，为的垂直平分线，C、D两点在上且。下列说法正确的是（ ）
A. O点的场强比C点的场强大B. C点的场强与D点的场强相同
C. O点的电势比D点的电势高D. 电子在C点的电势能比在D点的电势能大
【答案】C
【解析】
【详解】A．两个带等量正电的点电荷在A、B中点产生的场强为零，而C点的场强不为零，故O点的场强比C点的场强小，A错误；
B．根据对称关系可知，C点的场强与D点的场强大小相等，但方向相反，B错误；
C．两个带等量正电的点电荷的中垂线的电场方向有O点指向远处，所以O点的电势比D点的电势高，C正确；
D．根据对称性可知，C点的电势与D点的电势相同，故电子在C点的电势能与在D点的电势能相等，D错误。
故选C。
16. 如图所示为静电喷漆示意图，喷枪喷出的油漆微粒带负电，被喷工件带正电。微粒在静电力的作用下向工件运动，最后吸附在工件表面。油漆微粒向工件靠近的过程中只受静电力的作用。下列说法正确的是（ ）
A. 油漆微粒受到工件的静电力越来越小
B. 油漆微粒的动能越来越大
C. 油漆微粒一定沿着电场线运动
D. 油漆微粒的电势能增加
【答案】B
【解析】
【详解】A．工件带正电，微粒向左运动过程中，与工件上正电之间的距离逐渐减小，可知油漆微粒受到工件上正电的静电力越来越大，故A错误；
B．根据上述，微粒所受静电力整体向左，静电力对微粒有加速作用，微粒速度增大，动能增大，故B正确；
C．工件周围电场不是匀强电场，喷枪喷出微粒的方向不一定沿电场方向，可知微粒不一定沿电场线运动，故C错误；
D．根据上述，静电力对微粒做正功，微粒的动能增大，则微粒的电势能减小，故D错误。
故选B。
17. 在一个点电荷Q的电场中，让x轴与它的一条电场线重合，坐标轴上A、B两点的坐标分别为0.3m和0.6m（图甲）。在A、B两点分别放置试探电荷，其受到的静电力跟试探电荷的电荷量的关系，如图乙中直线a、b所示。则（ ）
A. A点的电场强度大小为2.5N/CB. B点的电场强度大小为40N/C
C. 点电荷Q是负电荷D. 点电荷Q的位置坐标为0.2m
【答案】D
【解析】
【详解】AB．根据试探电荷所受电场力为
由图线a、b的斜率求出A、B点的电场强度大小为
，
故AB错误；
CD．因A点的正电荷受力和B点的正电荷受力均指向x轴的正方向，则说明电场线方向指向x轴正方向，且A点场强大，故点电荷Q带正电处在A点左侧，设点电荷在A点左侧距离为x，则有
，
解得
所以点电荷Q的位置坐标为0.2m，故C错误，D正确。
故选D。
18. 如图所示，质量为的钢板B与直立的轻弹簧连接，弹簧的下端固定在水平地面上，平衡时弹簧的压缩量为另一个表面涂有油泥、质量也为的物块A，从距钢板高度处自由落下，与钢板碰后A、B粘连在一起向下压缩弹簧，则 （ ）
A. A、B粘连后的最大速度是
B. A、B粘连后的最大速度大于
C. 在压缩弹簧过程中，A、B组成的系统机械能守恒
D. 从A开始运动到压缩弹簧至最短的整个过程中，A、B和弹簧组成的系统机械能守恒
【答案】B
【解析】
【详解】AB. 由动能定理，可得物块A下落3x0获得的速度为
解得
v0为物块与钢板碰撞时速度，碰撞时间极短，钢板与物块间动量守恒，设v0为两者碰后的共同速度，则
解得
A、B未碰前，对弹簧状态分析，根据平衡条件可知弹簧的弹力与钢板B的重力等大反向，当A、B粘连后的瞬间，弹力大小来不及突变，但A、B的重力将大于此时弹簧的弹力，A、B粘连后先要向下加速再减速，所以A、B粘连后的最大速度大于，故A错误，B正确；
C. 在压缩弹簧过程中，A、B组成的系统机械能减小，减小的机械能等于弹簧增加的弹性势能，故C错误；
D.由于A、B碰后粘连，属于完全非弹性碰撞，会有机械能损失，所以从A开始运动到压缩弹簧至最短的整个过程中，A、B和弹簧组成的系统机械能不守恒，故D错误。
故选B。
二、实验题（18分）
19. 某物理兴趣小组利用图示装置来探究影响电荷间的静电力的因素．A是一个带正电的物体，系在绝缘丝线上的带正电的小球会在静电力的作用下发生偏离，静电力的大小可以通过丝线偏离竖直方向的角度显示出来．他们分别进行了以下操作．
步骤一：把系在丝线上的带电小球先后挂在横杆上的P1、P2、P3等位置，比较小球在不同位置所受带电物体的静电力的大小．
步骤二：使小球处于同一位置，增大或减小小球所带的电荷量，比较小球所受的静电力的大小．
(1)该实验采用的方法是_____．（填正确选项前的字母）
A．理想实验法 B．控制变量法 C．等效替代法
(2)实验表明，电荷之间的静电力随着电荷量的增大而增大，随着距离的增大而_____．（填“增大”、“减小”或“不变”）
(3)若物体A的电荷量用Q表示，小球的电荷量用q表示、质量用m表示，物体与小球间的距离用d表示，静电力常量为k，重力加速度为g，可认为物体A与小球在同一水平线上，则小球偏离竖直方向的角度的正切值为_____．
【答案】 ①. B ②. 减小 ③.
【解析】
【分析】解答本题要了解库仑力的推导过程，由于决定电荷之间作用力大小的因素很多，因此需要采用控制变量的方法进行研究；现在都知道库仑力的决定因素，但是该实验只是研究了库仑力和距离之间的关系；根据共点力平衡，结合库仑定律即可求出．
【详解】解：（1）此实验中比较小球在不同位置所受带电物体的静电力的大小，再使小球处于同一位置，增大或减小小球所带的电荷量，比较小球所受的静电力的大小，所以是采用了控制变量的方法，故选B；
（2）在研究电荷之间作用力大小的决定因素时，采用控制变量的方法进行，如本实验，根据小球的摆角可以看出小球所受作用力逐渐减小，当Q、q一定，d不同时，由图可知，距离越大，作用力越小；
（3）小球受到重力、绳子的拉力以及库仑力的作用，其中A与小球之间的库仑力：， 所以小球偏离竖直方向的角度的正切值：
20. 某同学用如图甲所示的装置，通过半径相同的两球碰撞来验证动量守恒定律，图中AB是斜槽，BC是水平槽，斜槽与水平槽之间平滑连接。
实验时先使小球1从斜槽上某一固定位置由静止开始滚下，落到位于水平地面的记录纸上，留下痕迹，重复上述操作多次。再把小球2放在水平槽末端的位置，小球1仍从原位置由静止开始滚下，与小球2碰撞后，两小球分别在记录纸上留下各自的落点痕迹，重复上述操作多次。在记录纸上确定M、N、P为三个落点的平均位置。实验中测出小球1的质为，小球2的质量为，M、N、P三点到O点的距离为OM、ON、OP，其中O点为水平槽末端在记录纸上的竖直投影点。
（1）本实验必须满足的条件是____________。
A. 两小球质量必须相等B. 斜槽轨道必须是光滑的C. 轨道末端必须是水平的
（2）某次实验中P点位置的多次落点痕迹如图乙所示，刻度尺的零点与O点对齐，则____________cm。
（3）若实验结果满足____________，就可以验证碰撞过程中动量守恒。
（4）若实验结果满足____________，就可以验证碰撞过程中机械能守恒。
（5）实验中通过仅测量小球做平地运动的____________（选填“水平位移”或“竖直位移”），可间接得到小球碰撞前后的速度关系，这样做的依据是____________。
【答案】（1）C （2）44.79（44.70−44.90都对）
（3）
（4）
（5） ①. 水平位移 ②. 小球离开槽末端后做平抛运动，在空中的飞行时间相等，水平位移与水平速度成正比，可以用水平位移替代小球在碰撞前后的速度
【解析】
【小问1详解】
A．为了使小球1碰撞后不反弹，且速度不变为零，应满足，故A不符合题意；
B．实验中要求小球1每次运动至斜槽末端时的速度大小相同，所以需要每次将小球1从斜槽轨道上同一位置由静止释放，而斜槽轨道是否光滑对上述要求无影响，故B不符合题意；
C．为了使两小球离开斜槽轨道末端后能够做平抛运动，轨道末端必须是水平的，故C符合题。
故选C。
【小问2详解】
如图所示，作一尽可能小的圆将所有落点痕迹围住，圆心所在位置即为落点的平均位置，所以
【小问3详解】
小球离开轨道后做平抛运动,由于小球抛出点的高度相同，它们在空中的运动时间相等,它们的水平位移与其初速度成正比,可以用小球的水平位移代替小球的初速度,若两球相碰前后的动量守恒,则
又有
，，
代入得
【小问4详解】
若碰撞是弹性碰撞, 则机械能守恒，由机械能守恒定律得:
又有
，，
代入得
【小问5详解】
[1][2]实验中通过仅测量小球做平地运动水平位移,可间接得到小球碰撞前后的速度关系，这样做的依据是小球离开槽末端后做平抛运动，在空中的飞行时间相等，水平位移与水平速度成正比，可以用水平位移替代小球在碰撞前后的速度。
三、计算题（28分）
21. 如图所示，长的轻质细绳上端固定，下端连接一个可视为质点的带电小球，小球静止在水平向右的匀强电场中，绳与竖直方向的夹角；已知小球所带电荷量，匀强电场的场强，取重力加速度，，。求：
（1）小球所受电场力F的大小；
（2）小球的质量m；
（3）将电场撤去，小球回到最低点时速度v的大小。
【答案】（1）3.0×10－3N；（2）4.0×10－4kg；（3）2.0m/s
【解析】
【详解】（1）根据电场力的计算公式可得电场力
（2）小球受力情况如图所示
根据几何关系可得
所以
（3）电场撤去后小球运动过程中机械能守恒，则
解得
22. 如图所示，在光滑水平面上，两个物体的质量都是m，碰撞前一个物体静止，另一个以速度v向它撞去。碰撞后两个物体粘在一起，成为一个质量为2m的物体，以一定速度继续前进。求：
（1）碰撞后物体的速度大小；
（2）碰撞后该系统的总动能损失；
（3）碰撞过程中物体A的受到的冲量I。
【答案】（1）；（2）；（3）， 方向与初速度方向相反
【解析】
【分析】
【详解】（1）根据动量守恒定律，有
解得
（2）碰撞前总动能
碰撞后总动能
碰撞过程中总动能损失
（3）碰撞过程中物体A受到的冲量
方向与初速度方向相反
23. 如图所示，竖直平面内有一高为的光滑倾斜圆弧轨道，末端水平。质量的小滑块B静止在圆弧轨道末端。轨道右方有一辆质量为的小车C静止在光滑水平面上，小车上表面与轨道末端平齐且挨在一起。另一个质量为的小滑块A从圆弧轨道上端由静止释放，下滑后与B发生弹性正碰。已知B与小车C上表面的动摩擦因数为，滑块A在整个过程中与小车C都没有相互作用，取。求：
（1）A与B碰撞前瞬间滑块A的速度大小；
（2）A与B碰撞后瞬间滑块B的速度大小；
（3）要保证滑块B不从小车C上滑下，小车至少要有多长。
【答案】（1）3m/s；（2）2m/s；（3）0.08m
【解析】
【详解】（1）根据动能定理
解得A与B碰撞前瞬间滑块A的速度大小
（2）A与B发生弹性正碰，动量守恒
机械能守恒
解得
（3）B和C组成的系统合外力为零，要保证滑块B不从小车C上滑下，由动量守恒
根据能量守恒
小车至少长为
L=0.08m