2022-2023学年河南省新乡市第一中学高二上学期第一次月考物理试题含解析

新乡市一中2022-2023学年上期高二年级第一次月考

物理

一、选择题：（每小题4分，共48分。1~9小题，为单选，只有一项是符合题目要求；10~12小题，为多选，有多项符合题目要求，全部选对得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分。）

1. 下列说法正确的是（　　）

A. 卡文迪什通过实验测出了万有引力常量G

B. 牛顿提出所有行星绕太阳运动的轨道都是椭圆

C. 库仑发现了库仑定律并测出了静电力常量k

D. 赫兹发现了电磁感应现象，总结出了产生感应电流的条件

【答案】A

【解析】

【详解】A．卡文迪什通过实验测出了万有引力常量G。故A正确；

B．开普勒提出所有行星绕太阳运动的轨道都是椭圆，即开普勒第一定律。故B错误；

C．库仑利用扭秤装置发现了库仑定律，但并没有测出静电力常量k的值。故C错误；

D．法拉第发现了电磁感应现象，总结出了产生感应电流的条件。故D错误。

故选A。

2. 有一个长方体金属电阻，材料分布均匀，边长分别为a、b、c，且a＞b＞c。电流沿以下方向流过该金属电阻，其中电阻阻值最小的是（　　）

A.  B.

C.  D.

【答案】A

【解析】

【详解】由电阻的决定式可知

A中电阻为

B中电阻为

C中电阻为

D中电阻为

因为

最小电阻为。

故选A。

3. 如图所示电解池接入电路后，在t秒内有n1个一价正离子通过溶液内某截面S，有n2个一价负离子通过溶液内某截面S，设e为元电荷，以下说法正确的是（   ）

A. 当n1= n2时，电流为零

B. 当n1 > n2时，电流方向从A→B，电流为

C. 当n1 < n2时，电流方向从B→A，电流为

D. 无论n1、n2大小如何，电流方向都从A→B，电流都为

【答案】D

【解析】

【详解】由题意可知，流过容器截面上的电量

q = (n1＋n2)e

则电流为

方向与正电荷的定向移动方向相同，故由A到B。

故选D。

4. 如图1所示，用充电宝为一手机电池充电，其等效电路如图2所示。在充电开始后的一段时间内，充电宝的输出电压、输出电流可认为是恒定不变的，设手机电池的内阻为，则时间内（　　）

A. 充电宝输出的电功率为 B. 充电宝产生的热功率为

C. 手机电池产生的焦耳热为 D. 手机电池储存的化学能为

【答案】D

【解析】

【分析】

【详解】A．充电宝的输出电压U、输出电流I，所以充电宝输出的电功率为UI，故A错误；

B．充电宝内的电流也是I，但其内阻未知，所以无法判断充电宝产生的热功率，故B错误；

C．U是充电宝的输出电压，不是手机电池的内电压，所以不能用，计算手机电池产生的焦耳热，手机电池产生的焦耳热应为，故C错误；

D．充电宝输出的电能一部分转化为手机电池储存的化学能，一部分转化为手机电池产生的焦耳热，故根据能量守恒定律可知手机电池储存的化学能为：，故D正确。

故选D。

5. 水刀切割具有精度高、无热变形、无毛刺、无须二次加工以及节约材料等特点，因此得到广泛应用。若横截面直径为d的水流以速度v垂直射到要切割的钢板上，碰到钢板后水的速度减为零，已知水的密度为ρ，则钢板受到水的冲力大小为（　　）

A.  B.

C.  D.

【答案】D

【解析】

【详解】设时间t内有体积V的水打在钢板上，这些水的质量为

以这部分水为研究对象，它受到钢板的作用力为F，以水运动的方向为正方向，由动量定理可得

-Ft=0-mv

解得

故选D。

6. 如图所示，在质量为m的无下底的木箱顶部用一轻弹簧悬挂质量均为m的A、B两物体，箱子放在水平地面上。平衡后剪断A、B间细线，此后A将做简谐运动。当A运动到最高点时，木箱对地面的压力为（重力加速度大小为g）（　　）

A. 0 B. mg C. 2mg D. 3mg

【答案】B

【解析】

【分析】

【详解】平衡后剪断A、B间细线，A将做简谐运动，设弹簧劲度系数为k，在平衡位置有

kx1=mg

在平衡之前的初位置有

kx2=2mg

故振幅为

A=x2-x1=

根据简谐运动的对称性，A运动到最高点时，弹簧恰好处于原长，故此时木箱只受重力和支持力，二力平衡，故支持力等于木箱重力mg，结合牛顿第三定律可知，木箱对地面的压力为mg，B正确，ACD错误。

故选B。

7. 如图所示，大气球质量为25kg，载有质量为50kg的人，静止在空气中距地面20m高的地方，气球下方悬一根质量可忽略不计的绳子，此人想从气球上沿绳慢慢下滑至地面，为了安全到达地面，则这绳长至少应为（不计人的高度，可以把人看作质点）（　　）

A. 60m B. 40m C. 30m D. 10m

【答案】A

【解析】

【详解】人与气球组成的系统动量守恒，设人的速度v1，气球的速度v2，设运动时间为t，以人与气球组成的系统为研究对象，以向下为正方向，由动量守恒得

则

解得

则绳子长度

即绳子至少长60m长

故选A。

8. 最近，义乌中学实验室对一款市场热销的扫地机器人进行了相关测试，测试过程在材质均匀的水平地板上完成，获得了机器人在直线运动中水平牵引力大小随时间的变化图像a，以及相同时段机器人的加速度a随时间变化的图像b。若不计空气，取重力加速度大小为，则下列同学的推断结果正确的是（　　）

A. 机器人与水平桌面间的最大静摩擦力为3N

B. 机器人与水平桌面间的动摩擦因数为0.2

C. 在0~4s时间内，合外力的冲量为12N·s

D. 在0~4s时间内，合外力做的功为12J

【答案】C

【解析】

【详解】A．由图乙可知机器人在2s时开始滑动，有加速度，所以刚要滑动时

故A错误；

B．由图a、图b结合牛顿第二定律可得

联立可得机器人质量

滑动摩擦力为

机器人与水平桌面间的动摩擦因数为

故B错误；

C．在0~4s时间内，合外力的冲量为

故C正确；

D．4s末机器人的速度为

在0~4s时间内，合外力做功为

故D错误。

故选C。

9. 如图所示，小木块A用细线悬挂在O点，此刻小木块的重力势能为零。一颗子弹以一定的水平速度射入木块A中，并立即与A有共同的速度，然后一起摆动到最大摆角为处。如果保持子弹入射的速度大小不变，而使子弹的质量增大，则最大摆角、子弹的初动能与木块和子弹一起达到最大摆角时的机械能之差有（　　）

A. 角增大，也增大 B. 角增大，减小

C. 角减小，增大 D. 角减小，也减小

【答案】A

【解析】

【详解】设子弹的初速度为，质量为，木块A的质量为，在子弹与木块相互作用达到共同速度的过程中，因时间极短，二者组成的系统动量守恒，则有

解得

子弹和木块一起摆动到最大摆角过程，根据机械能守恒可得

解得

则越大，越小，则角也越大。获得共同速度后，在向上摆动的过程中，A和B的机械能守恒，则初态的机械能等于末态的机械能，所以子弹的初动能与系统在最高点时的机械能之差

则越大，越大。

故选A。

10. 沙滩排球，是风靡全世界的一项体育运动。假设在某次进行排球运动时，质量为m的排球从距离沙滩表面高度为H的A点由静止释放，落到沙滩并陷入深度为h的B点时速度减为零，如图所示。不计空气阻力，重力加速度为g。则关于小球排球过程中，说法正确的是（　　）

A. 整个下落过程中，排球的机械能减少了mgH

B. 整个下落过程中，排球克服阻力做的功为mg（H+h）

C. 在陷入沙滩过程中，排球动量的改变量的大小等于

D. 在陷入沙滩过程中，排球所受阻力的冲量大小大于

【答案】BCD

【解析】

【详解】AB．由动能定理

小球的机械能减少了，克服阻力做的功为，所以A错误，B正确；

CD．小球自由落下至地面过程，机械能守恒

落到地面上后又陷入泥潭中，由动量定理

小球动量的改变量等于合外力的冲量，而

小球所受阻力的冲量大于，所以CD正确。

故选BCD。

11. 如图所示，静止在光滑水平面上的小车质量为M，固定在小车上的杆用长为l的轻绳与质量为m的小球相连，将小球拉至右端水平后放手，则（　　）

A. 系统的动量守恒 B. 水平方向任意时刻m与M的动量等大反向

C. m能向左摆到原高度 D. M一直向右运动

【答案】BC

【解析】

【详解】A．小球在向下摆动的过程中，竖直方向具有向上的分加速度，小车和小球整体处于超重状态，即整体所受的合力不为零，总动量不守恒，A错误；

B．小球和小车组成的系统在水平方向不受外力作用，所以水平方向系统动量守恒，初始时系统动量为0，所以水平方向任意时刻m与M的动量等大反向，B正确；

C．由B选项分析可知，当m在最高点时，小球的速度为0，动量为0，则小车的动量也为0，小车的速度为0，由于系统机械能守恒，故m能向左摆到原高度，C正确；

D．当m向左摆动时，M向右运动，当m到达最左端然后向右摆时，M向左运动，由此可知，M先向右运动，后向左运动，如此做往复运动，D错误；

故选BC。

12. 在如图所示的电路中，电源的负极接地，其电动势为、内阻为，、为定值电阻，为滑动变阻器，为电容器，A、V为理想电流表和理想电压表。在滑动变阻器的滑片P向下滑动的过程中，下列说法中正确的是（ ）

A. 电压表示数变小

B. 电流表示数变小

C. 电容器C所带电荷量减少

D. 点的电势降低

【答案】CD

【解析】

分析】

【详解】在滑动变阻器的滑片向下滑动的过程中，滑动变阻器接入电路的电阻减小，外电阻减小，干路电流增大，电阻两端的电压增大，则电压表示数变大。电阻两端的电压

增大，则减小，电容器两极板间的电压减小，其所带电荷量减少。根据外电路中沿着电流方向，电势降低，可知点的电势大于零，减小，则点的电势降低。通过的电流减小，通过电流表的电流，增大，减小，则增大，即电流表示数变大。

故选CD。

【点睛】“串反并同”规律

所谓“串反并同”规律，指的是在闭合电路中，若电源内阻不为零，则当外电路中某一电阻增大（或减小）时，它两端的电压一定会增大（或减小），通过它的电流会减小（或增大），根据串、并联电路规律，与它串联（或间接串联）的支路上各定值电阻的电压和电流均减小（或增大），而与它并联（或间接并联）的支路上各定值电阻的电压和电流均增大（或减小）。

第II卷（非选择题）

二、实验题（本题共15分，每个小空为3分）

13. 在测量电源电动势和内电阻的实验中，有电压表V（量程为3V，内阻约3kΩ）；电流表A（量程为0.6A，内阻约为0.70Ω）；滑动变阻器R（10Ω，2A）。为了更准确地测出电源电动势和内阻，设计了如图所示的电路图。

（1）如图所示在闭合开关之前为防止电表过载而滑动变阻器的滑动头P应放在_______（选填“”或“”）处；

（2）在实验中测得多组电压和电流值，得到如图所示的图线，由图可得该电源的内阻______Ω（结果保留三位有效数字）。

【答案】    ①. a    ②. 1.00

【解析】

【详解】（1）[1]在闭合开关之前为防止电表过载而滑动变阻器的滑动头P应放在最大阻值处即a处；

（2）[2]由图可得该电源电动势

内阻

14. 某探究小组探究单摆的装置如图甲所示，细线端拴一个球，另一端连接拉力传感器，固定在天花板上，将球拉开一个很小的角度静止释放，传感器可绘制出球在摆动过程中细线拉力周期性变化的图像，如图乙所示。

（1）用游标卡尺测出小球直径d如图丙所示，读数为______mm；

（2）现求得该单摆的摆长为L，则当地的重力加速度为______（用题中的字母表示，包括图乙中）；

（3）若科学探险队员在珠穆朗玛峰山脚与山顶利用该装置分别作了实验。在山脚处，他作出了单摆图像为如图丁中直线c，当他成功攀登到山顶后，他又重复了在山脚做的实验，则利用山顶实验数据作出的图线可能是图丁中的直线______。

【答案】    ①.     ②.     ③. a

【解析】

【详解】（1）[1]由题图丙所示游标卡尺可知，游标尺是20分度的，游标尺的精度是0.05 mm，游标卡尺示数为

（2）[2]摆球经过平衡位置时细线的拉力最大，在一个周期内摆球两次经过平衡位置，由题图乙所示图像求出单摆的周期

由单摆周期公式

可知，重力加速度

（3）[3]由单摆周期公式

可得

T2—L图像的斜率

重力加速度

珠穆朗玛峰山顶重力加速度小于山脚的重力加速度，因此在峰顶做实验时图像斜率较大，在峰顶做实验作出的图线可能是直线a。

三、计算题：（本题3个小题，共47分。第15题12分，第16题15分，第17题20分）

15. 汽车安全性能是衡量汽车品质的重要指标，实车碰撞试验是综合评价汽车安全性能最有效的方法。某次测试中质量为1500kg的实验汽车在车道上加速至16m/s后撞上刚性壁障，碰后车轮被卡住，以4m/s的速度反向弹回，车滑行2m后停止，数据传感器记录此次碰撞时间为0.5s，重力加速度取10m/s2，求：

（1）碰撞过程中壁障对实验汽车的平均作用力大小；

（2）实验汽车与车道之间的动摩擦因数。

【答案】（1）；（2）

【解析】

【详解】（1）取反弹后的速度方向为正方向，由动量定理可得

解得

（2）方法一：反弹后，由动能定理有

解得

方法二：由运动学公式有

由牛顿第二定律有

解得

16. 一水平弹簧振子做简谐运动，其位移时间关系如图所示。求：

（1）写出该简谐运动的表达式；

（2）t=0.25×10-2 s时的位移；

（3）从t=0到t=8.5×10-2 s的时间内，质点的路程、位移各为多大？

【答案】（1）；（2）-1.414 cm；（3）34 cm，2 cm

【解析】

【分析】

【详解】（1）由图像知

A=2 cm，T=2×10-2 s，φ=

则

=100π rad/s

则表达式为

（2）把t=0.25×10-2 s代入表达式得

（3）时间为

所以通过的路程为

把t=8.5×10-2 s代入表达式得

即此时质点在平衡位置，这段时间内的位移大小为

17. 如图所示，光滑水平面MN的左端M处有一弹射装置P，右端N处与水平传送带恰平齐接触，传送带水平部分长度L=8m，沿逆时针方向以恒定速度v=6m/s匀速转动。放在水平面上的两相同小物块A、B间有一被压缩的轻质弹簧，弹性势能Ep=16J，弹簧与A相连接，与B不连接，A、B与传送带间的动摩擦因数μ=0.2。物块质量mA=mB=1kg。现将A、B由静止开始释放，弹簧弹开，在B离开弹簧时，A未与P碰撞，B未滑上传送带。g取10m/s2。求：

（1）B滑上传送带后，向右运动的最远处（从地面上看）与N点间的距离sm；

（2）B从滑上传送带到返回到N端的时间t；

（3）B回到水平面MN上后压缩被弹射装置P弹回的A上的弹簧，B与弹簧分离时，A、B互换速度，然后B再滑上传送带。则P必须给A做多少功才能使B从Q端滑出。

【答案】（1）4m；（2）4s；（3）W≥8J

【解析】

【分析】（1）A、B被弹簧弹开的过程实际是爆炸模型，符合动量守恒、系统机械能守恒，根据能量守恒和动量守恒求出分开后A、B的速度大小，然后根据动能定理即可求出B沿传送带向右滑动的最远距离；（2）B在传送带上受摩擦力作用，先做匀减速运动后再反向加速，根据动量定理可求解；（3）B能从Q端滑出的条件是B到达后速度大于等于零，然后根据功能关系列方程可正确解答。

【详解】（1）弹簧弹开的过程中，系统机械能守恒有

由动量恒有

联立并代入数据解得

，

B滑上传送带匀减速运动，当速度减为零时，滑动的距离最远，由动能定理得

解得

代入数据解得

sm=4m

（2）物块B先向右匀减速运动，直到速度减小到零，然后反方向匀加速运动，回到皮带左端时速度大小仍为4m/s，由动量定理得

解得

代入数据解得

t=4s

（3）设弹射装置给A做功为W，则有

AB碰后速度互换，B的速度

B要滑出平台Q端，由能量关系有

又

联立解得

代入数据解得

W≥8J