河南省郑州市宇华实验学校2024-2025学年高二上学期9月月考物理试题

这是一份河南省郑州市宇华实验学校2024-2025学年高二上学期9月月考物理试题，共16页。
1.答题前，考生务必用黑色碳素笔将自己的姓名、准考证号、考场号、座位号在答题卡上填写清楚。
2.每道选择题选出答案后，用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑，如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其他答案标号。在试题卷上作答无效。
3.非选择题必须用黑色字迹钢笔或签字笔作答，答案必须写在答题卡各题目指定区域内相应位置上；如需改动，先划掉原来的答案，然后再写上新的答案；不准使用铅笔和涂改液。不按以上要求作答的答案无效。
4.考试结束后，请将本试卷和答题卡一并交回。
一、选择题：本题共10小题，共40分。在每小题给出的四个选项中，第1至7小题只有一项符合题目要求，每小题4分。第8至10小题有多项符合题目的要求，全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错或不答的得0分。
1.如图所示，质量为1kg的小球A 与质量未知的滑环B用绕过光滑定滑轮的不可伸长的轻绳连接，连接滑环B的绳与杆垂直并在同一竖直平面内。滑环B套在与竖直方向成 的粗细均匀的固定杆上，滑环和杆间的动摩擦因数 ，初始时滑环恰好不下滑，现对小球A 施加一个水平力F，使小球A在水平力F的作用下沿着圆弧轨迹缓慢上移，设滑环与杆间的最大静摩擦力等于滑动摩擦力，下列说法正确的是（ ）
A.外力 F先增大后减小
B.滑环B的质量
C.滑环B受到的摩擦力逐渐变大
D.固定杆给滑环B的弹力方向垂直于杆向上
2.为了节能，某地铁出口处的自动扶梯（斜坡型）在较长时间无人乘行时会自动停止运行，当有人站上去时又会慢慢启动，加速到一定速度后再匀速运行。对于此自动扶梯启动并将人送到高处的过程（如图所示），以下说法正确的是（ ）
A.匀速运行时，人不受摩擦力的作用
B.人对扶梯的压力是由于扶梯踏板发生弹性形变而产生的
C.在自动扶梯启动加速的阶段，人处于超重状态
D.匀速运行时，人受到的支持力和人对扶梯的压力是一对平衡力
3.质量为M的玩具动力小车在水平面上运动时，牵引力F和受到的阻力f均为恒力，如图所示，小车用一根不可伸长的轻绳拉着质量为m的物体由静止开始运动。当小车拖动物体行驶的位移为时，小车达到额定功率，轻绳从物体上脱落。物体继续滑行一段时间后停下，其总位移为。物体与地面间的动摩擦因数不变，不计空气阻力。小车的额定功率P0为（ ）
A.B.
C.D.
4.2024年5月3日，我国发射了“嫦娥六号”探测器，开启了人类首次对月球背面采样返回任务。本次登陆月球，“嫦娥六号”需经历如图所示的3次变轨过程（其中Ⅰ为圆轨道，Ⅱ、Ⅲ为椭圆轨道），之后择机进入着陆过程，然后进入月球表面。已知P点为四条轨道的共切点，Q点为轨道Ⅱ上的远月点，引力常量为G，则下列说法正确的是（ ）
A.“嫦娥六号”在轨道上运动时，运行的周期
B.若轨道Ⅰ近似贴近月球表面，已知“嫦娥六号”在轨道Ⅰ上运动的周期，可以推知月球的密度
C.“嫦娥六号”在轨道Ⅱ上经过P点与轨道Ⅰ上经过该点，由于轨道不同，加速度也不同
D.“嫦娥六号”在轨道Ⅱ上由P点运动到Q点的过程中，由于引力做负功，其机械能逐渐减小
5.如图所示，半径为R的虚线圆位于竖直面内，AC和BD为相互垂直的两条直径，其中BD位于水平方向。竖直平面内有足够大的匀强电场，场强大小为，方向与圆周平面平行。在圆周平面内将质量为m、带电荷量为的小球（可视为质点），从A点以相同的速率在圆周平面向各个方向抛出，小球会经过圆周上不同的点。在这些点中，到达B点时小球的动能最大。若将小球从A点垂直电场方向抛出，小球恰好能经过C点，则小球初速度为（重力加速度为g）（ ）
A.B.C.D.
6.若通以电流I的圆形线圈在线圈内产生的磁场近似为方向垂直线圈平面的匀强磁场，其大小（k的数量级为）。现有横截面半径为1 mm的导线构成半径为1 cm的圆形线圈处于超导状态，其电阻率上限为。开始时线圈通有100 A的电流，则线圈的感应电动势大小的数量级和一年后电流减小量的数量级分别为（ ）
A.， B.，
C.， D.，
7.如图所示为电磁打点计时器的部分结构示意图，它由底板、励磁线圈、永磁体和带有打点振针的振动片等组成.当线圈中通以6～8 V、50 Hz的交变电流时，电流的磁场使振动片磁化，其右端就会在永磁体的磁场中上下振动，从而使振针在拖动的纸带上打出点迹.下列关于电磁打点计时器的说法中正确的是（ ）
A.当线圈中通有如图所示方向的电流时，振动片右侧受到向上的磁场力
B.接通电源后，振动片就立即以其固有频率持续稳定的振动
C.在允许的范围内增大电源电压时，会增大振针的打点频率
D.断开打点计时器电源的瞬间，振动片立即停止振动
8.如图所示四幅图为物体做直线运动的图像，下列说法正确的是（ ）
A.图甲中，物体在这段时间内的位移大于
B.图乙中，物体的加速度为
C.图丙中，阴影面积表示时间内物体的加速度变化量
D.图丁中，时物体的速度为25m/s
9.如图所示，倾斜圆盘圆心处固定有与盘面垂直的细轴，盘面上沿同一直径放有质量均为m的A、B两物块（可视为质点），两物块分别用两根平行圆盘的不可伸长的轻绳与轴相连，A、B两物块与轴的距离分别为3d和d，两物块与盘面的动摩擦因数相同，盘面与水平面夹角为。当圆盘以角速度匀速转动时，物块A、B始终与圆盘保持相对静止。当物块A转到最高点时，两根绳子拉力均为零，且A、B所受摩擦力均刚好等于最大静摩擦力。已知重力加速度为g，最大静摩擦力等于滑动摩擦力。则下列说法正确的是（ ）
A.
B.
C.运动过程中绳子对A拉力的最大值为
D.运动过程中B所受摩擦力最小值为
10.示波器是一种多功能电学仪器，是由加速电场和偏转电场组成的。如图，不同的带负电粒子在电压为U1的电场中由静止开始加速，从M孔射出，然后射入电压为U2的平行金属板间的电场中，入射方向与极板平行，速度偏转角度为θ，已知带负电粒子均能射出平行板电场区域，则（ ）
A.若比荷相等，则带负电粒子从M孔射出的速率相等
B.若电荷量q相等，则带负电粒子从M孔射出时的动能相等
C.若比荷不相等，则带负电粒子的速度偏转角度θ不同
D.若电荷量q不相等，则带负电粒子从平行金属板射出时动能不相等
二、非选择题：本题共5小题，共60分。
11.（6分）有同学利用如图所示的装置来验证力的平行四边形定则，在竖直木板上铺有白纸，固定两个光滑的滑轮A和B，将绳子打一个结点O，每个钩码的重量相等，当系统达到平衡时，根据钩码个数读出三根绳子的拉力TOA、TOB和TOC，回答下列问题：
（1）改变钩码个数，实验能完成的是 。
A.钩码的个数N1=N2=2，N3=3
B.钩码的个数N1=N3=3，N2=6
C.钩码的个数N1=N2=N3=5
D.钩码的个数N1=3，N2=4，N3=9
（2）在拆下钩码和绳子前，必要的步骤是 。
A.标记结点O的位置，并记录OA、OB、OC三段绳子的方向
B.量出OA、OB、OC三段绳子的长度
C.用量角器量出三段绳子之间的夹角
D.记录钩码的个数N1、N2、N3
E.用天平测出钩码的质量
（3）在作图时，你认为下图中是正确的 。（填“甲”或“乙”）
12.（8分）小华同学设计了如图甲所示的实验装置探究物体质量一定时加速度与力的关系。其中小车的质量为M（未知），与小车连接在一起的定滑轮的质量为，砂和砂桶的总质量为m，力传感器可测出轻绳中的拉力大小。
(1)除了图甲已给出的实验器材外，还需要的测量工具有______。
A.秒表B.天平C.刻度尺D.弹簧秤
(2)实验时 （填“需要”或“不需要”）将带滑轮的长木板右端垫高，以补偿阻力； （填“需要”或“不需要”）满足“M远大于m”这一条件。
(3)将小车靠近打点计时器，先接通电源（频率为50Hz），再释放小车，记录力传感器的示数。将得到的一条清晰的纸带，从O点开始每隔四个点取一个计数点，分别计为0、1、2、3、4，各计数点到O点的距离如图乙所示，小车的加速度大小为 （结果保留2位有效数字）。
(4)最后小华同学以力传感器的示数F为横坐标，加速度a为纵坐标，画出的图像如图丙是一条直线，图线与横坐标轴的夹角为，图线的斜率为k，则小车的质量______。
A.B.C.D.
13.（9分）无人机是利用无线电遥控设备和自备的程序控制装置操纵的不载人飞机，它具有体积小、造价低、使用方便等优点，随着民用无人机的快速发展，广告、影视、婚礼视频记录等正越来越多地出现无人机的身影，如图所示是我国新研究生产的一款航拍器无人机。该款无人机内置电动势E＝15.2V、容量A＝4500mA·h的智能电池，其内电阻忽略不计。若该款无人机正常工作时电池输出稳定的电流为I＝4.5A，飞行时电动机工作效率η＝80％，其他设施正常工作时的电功率为。求：
（1）充满一次电，该款无人机理论上正常工作的最长时间t；
（2）电动机1s内输出的机械能；
（3）已知该款无人机的总质量为m＝2.0kg，假设无人机飞行时所受到空气阻力恒为f＝4N，g取，求该款无人机竖直上升飞行时的最大速度。
14.（10分）如图所示，倾角的直轨道AB与半径的圆弧形光滑轨道BCD相切于B点，O为圆弧轨道的圆心，CD为竖直方向上的直径，质量的小滑块可从斜面上的不同位置由静止释放，已知小滑块与直轨道AB间的动摩擦因数，重力加速度取，。
（1）若释放点距B点的长度，求小滑块到最低点C时对轨道的压力大小；
（2）若小滑块恰好能通过圆弧轨道的最高点D，求释放点距B点的距离。
15.（12分）如图所示，长度为的细绳上端固定在天花板上点，下端拴着质量为的小球，当把细绳拉直时，细绳与竖直线的夹角，此时小球静止于光滑的水平面上。
（1）当球以角速度做圆锥摆运动时，细绳的拉力为多大？水平面受到的压力是多大？
（2）当球以角速度做圆锥摆运动时，细绳的拉力及水平面受到的压力各是多大？
16.（15分）光滑绝缘水平面上有一质量、电荷量的小球系在长的绝缘细线上线的另一端固定在点。整个装置放置于的匀强电场中，电场方向与水平面平行且沿方向，如图所示（此图为俯视图）。现给小球一垂直于细线的初速度，使其从点开始绕点做圆周运动，小球可视为质点。
（1）求小球运动过程中绳子拉力的最大值；
（2）小球转过角度满足时，求绳子张力大小关于的表达式；
（3）当某次小球运动到点时，电场方向突然反向但场强大小不变，并且此后小球每转过，场强均反向且场强大小不变，假设细线最大张力足够，记小球在点的动能为，求这以后小球第次回到点时的表达式。
物理参考答案
一、选择题：本题共10小题，共40分。在每小题给出的四个选项中，第1至7小题只有一项符合题目要求，每小题4分。第8至10小题有多项符合题目的要求，全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错或不答的得0分。
1.【答案】B
【解析】BD.初始时，根据平衡条件可知绳子的拉力为，滑环B静止时受力情况如图所示
假设滑环受到固定杆的支持力方向垂直于杆向下，根据平衡条件有，，代入数据联立解得，假设滑环受到固定杆的支持力方向垂直于杆向上，根据平衡条件有，，代入数据联立解得m为负值，假设不成立，B正确，D错误；
A.对小球A施加水平力F，使小球A沿圆弧轨迹缓慢上移，则小球A处于动态平衡状态，受力如图所示
根据平衡条件可得，，解得，，可知外力 F逐渐增大，绳上的拉力逐渐增大，A错误；
C.由A中可知绳上的拉力逐渐增大，根据，可知增大，滑环B仍然保持静止，则有，可知滑环B受到的摩擦力大小不变，C错误。选B。
2.【答案】C
【解析】A.匀速运行时，根据平衡条件可知人受到重力，斜坡扶梯对人的支持力以及斜坡扶梯对人的摩擦力，A错误；
B.根据弹力产生的条件可知人对扶梯的压力是由于人的脚发生弹性形变而产生的，B错误；
C.在自动扶梯启动加速的阶段，人具有竖直向上的分加速度，处于超重状态，C正确；
D.人受到的支持力和人对扶梯的压力是一对相互作用力，不是平衡力，D错误；选C。
3.【答案】A
【解析】设物体与地面间的动摩擦因数为μ，当小车拖动物体行驶的位移为S1的过程中有
F－f－μmg = (m＋M)a，v2= 2aS1，P0= Fv，轻绳从物体上脱落后a2= μg，v2= 2a2(S2－S1)
联立有，选A。
4.【答案】B
【解析】A.根据开普勒第三定律可知，“嫦娥六号”在轨道上运动时，运行的周期TⅢ>TⅡ>TⅠ，A错误；
B.根据万有引力提供向心力，贴近月球表面运动时，根据密度和质量的关系，联立解得，B正确；
C.根据，可知，嫦娥六号在轨道Ⅰ和轨道Ⅱ运行至P点时加速度大小相等，C错误；
D.“嫦娥六号”在轨道Ⅱ上由P点运动到Q点的过程中，只有引力做功，其机械能不变，D错误。选B。
5.【答案】D
【解析】小球受到电场力和重力的合力，当到达等效最低点时动能最大，B点为等效最低点，则小球受到的合力沿方向。受力如图
由平行四边形定则可知：电场方向与方向成，，则，小球垂直电场抛出，做类斜上抛运动，如图，运动到点过程，，得，选D。
6.【答案】D
【解析】线圈中电流的减小将在线圈内导致自感电动势，其中L代表线圈的自感系数，有，在计算通过线圈的磁通量时，以导线附近处的B为最大，而该处B又可把线圈当成无限长载流导线所产生的，根据题意，则，根据电阻定律有，联立解得，，则线圈的感应电动势大小的数量级和一年后电流减小量的数量级分别为，。选D。
7.【答案】A
【解析】A：当线圈中通有如图所示方向的电流时，由安培定则可知，线圈左边为N极、右边为S极，即磁化后振动片右侧为S极，其受磁场力与永磁体在该处产生的磁场方向相反，即向上，A正确；
B：接通电源后，需要经过一小段时间调整，振动片才能以50Hz的频率稳定振动，B错误；
C：增大电源电压而不改变电源频率时，只会增大振针的振动幅度，而不会改变振动片做受迫振动的频率，C错误；
D：断开电源后，振动片做阻尼振动，振幅会逐渐减小，直至停止，D错误。选A。
8.【答案】AD
【解析】A.在图甲中，做出时间内初速度为0末速度为的匀加速直线运动图线，如图
由图可知，，A正确；
B.乙图中，根据数据可得，由速度位移公式，可得物体的加速度为，B错误；
C.丙图是a-t图像，根据，解得，阴影面积表示时间内物体的速度变化量，C错误；
D.丁图中，根据数据可得，整理可得，由位移公式，可知，，所以时物体的速度为，D正确。选AD。
9.【答案】AC
【解析】A.当物块A转到最高点时，两根绳子拉力均为零，且A、B所受摩擦力均刚好等于最大静摩擦力；A在最高点，由牛顿第二定律得，B在最低点，由牛顿第二定律得，联立解得，，A正确，B错误；
C.运动过程中，当A到最低点时，所需的拉力最大，设为，由牛顿第二定律得
，解得，C正确；
D.运动过程中，当B到最高点时，由于，可知B的重力分力刚好提供所需的向心力，所以B所受摩擦力最小值为0。D错误。选AC。
10.【答案】ABD
【解析】A.由动能定理得
可得
所以当带负电粒子的比荷相等时，它们从M孔射出的速度的大小相等，故A正确；
B.粒子从M孔射出时的动能
所以当带负电粒子的电荷量q相等时，它们从M孔射出时的动能相等，故B正确；
C.轨迹如下图所示
设偏转电场的板间距离为d′，偏转电场的两极板的板长为L，带电粒子进入偏转电场做类平抛运动，则
解得
tanθ=
偏转角度θ与粒子的比荷无关，所以不同比荷的带负电粒子从O点射入，速度偏转角度θ相同，故C错误；
D.带负电粒子离开偏转电场时偏转距离
由动能定理
解得
粒子带电量不相同，则带负电粒子离开偏转电场时的动能不相等，故D正确。
故选ABD。
二、非选择题：本题共5小题，共60分。
11.（6分）【答案】（1）AC （2）AD （3）甲
【解析】（1）A.对O点受力分析，如下图所示
OA、OB、OC分别表示三个力的大小，由于三共点力处于平衡，所以OC等于OD。因此三个力的大小构成一个三角形。2、2、3可以构成三角形，则结点能处于平衡状态，A正确；
B.3、3、6不可以构成三角形，则结点不能处于平衡，B错误。
C.5、5、5可以构成三角形，则结点能处于平衡，C正确；
D.3、4、9不可以构成三角形，则结点不能处于平衡，D错误。选AC。
（2）为验证平行四边形定则必须作受力图，所以先明确受力点，即标记结点O的位置，其次要作出力的方向并读出力的大小，最后作出力的图示，因此要做好记录，是从力的三要素角度出发，要记录砝码的个数和记录OA、OB、OC三段绳子的方向。选AD。
（3）以O点为研究对象，F3的是实际作用效果在OC这条线上，由于误差的存在，F1、F2的理论值要与实际值有一定偏差，故甲图符合实际，乙图不符合实际。
12.（8分）【答案】(1)C； (2)需要；不需要； (3)0.40； (4)C
【解析】（1）A.通过打点计时器可以得到计数点的时间间隔，所以不需要秒表，A错误；
B.小车质量一定，不需要用天平测出具体质量，B错误；
C.需要用刻度尺测量纸带上计数点之间的距离，C正确；
D.拉力传感器可以直接显示小车所受到的外力，不需要用弹簧测力计测量力的大小，D错误。选C。
（2）[1][2] 虽然实验装置采用了力传感器，但是该实验也需要平衡摩擦力，否则无法计算合力大小；实验中，根据力传感器的读数可以得到小车受到的拉力，不需要满足“小车的质量远大于砂和砂桶的总质量”这一条件。
（3）由题知，相邻两计数点间的时间间隔，可得
（4）对小车和滑轮整体根据牛顿第二定律有，变形有，所以图像的斜率，解得，C正确。选C。
13.（9分）【答案】（1）1h；（2）48J；（3）2m/s
【解析】（1）由题可得理论上正常工作的最长时间
（2）由能量守恒定律得，所以
（3）当加速度a＝0时速度最大，即，由，解得
14.（10分）【答案】（1）；（2）
【解析】（1）从释放点到C点，根据动能定理，在C点，根据牛顿第二定律，根据牛顿第三定律，小滑块到最低点C时对轨道的压力大小，解得。
（2）小滑块恰好能通过圆弧轨道的最高点，在点，由牛顿第二定律可得，滑块由释放运动到点过程，由动能定理得，解得。
15.（12分）【答案】（1），；（2），
【解析】（1）设小球做圆锥摆运动的角速度为时，小球对光滑水平面的压力恰好为零，此时球受重力和细绳的拉力，竖直方向根据受力平衡有
水平方向根据牛顿第二定律可得
联立解得
由于时，所以小球受重力、细绳的拉力和水平面的支持力，则有
联立解得
根据牛顿第三定律可知水平面受到的压力大小为
（2）由于，可知小球离开水平面做圆锥摆运动，设细绳与竖直方向的夹角为，小球受重力和细绳的拉力，则有
联立解得
由于小球已离开水平面，所以水平面受到的压力大小为
16.（15分）【答案】（1）；
（2） ；
（3）.
【解析】（1）由题意可知小球在点时绳中张力最大，在点对小球由牛顿第二定律，解得。
（2）由牛顿第二定律得，由动能定理得，解得。
（3）从电场第一次反向到小球第次回到点，对小球列全过程动能定理，解得。