2022-2023学年山西省忻州市第一中学高二下学期第一次月考试题 物理 解析版

高二年级2022~2023学年第二学期第一次月考

物  理

一、选择题：本题共12小题，每小题4分，共48分．在每小题给出的四个选项中，第1~8题只有一个选项正确，第9~12题有多个选项正确，全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分．

1．如图，L是自感系数很大、电阻不计的线圈，a、b是两个相同的小灯泡，在开关S由断开到闭合的过程中，下列说法正确的是（    ）

A．开始流过b电流方向自左向右，电路稳定后没有电流流过b

B．开始流过b电流方向自右向左，电路稳定后没有电流流过b

C．开始流过b电流方向自左向右，电路稳定后仍有电流流过b

D．开始流过b电流方向自右向左，电路稳定后仍有电流流过b

2．如图所示，房顶上固定一根长2m的细线沿竖直墙壁垂到窗沿下，细线下端系了一个小球（可视为质点）．打开窗子，让小球在垂直于窗子的竖直平面内小幅度摆动，A点是小球摆动的最左端，B点是小球摆动的最右端，O点是小球摆动的平衡位置．不计空气阻力，小球从A点到O点所用的最短时间为，小球从B点到所O点所用的最短时间为，，窗上沿到房顶的高度为房顶（    ）

A．1.6m B．1.5m C．1.2m D．1.4m

3．如图甲所示，一方向平行于螺线管轴线向左的磁场穿过螺线管，磁感应强度随时间变化的规律如图乙所示，规定从a经R流向b为电流正方向，则0~6s时间内流过电阻R的电流I随时间t的变化图像可能为（    ）

A． B． C． D．

4．如图所示，处于磁感应强度大小、方向水平向右的匀强磁场中的金属细框竖直放置在两水银槽中，框的质量，水平细杆CD长．一电源通过开关S与两水银槽相连，闭合开关S瞬间，细框跳起（细框跳起瞬间安培力远大于重力），跳起的最大高度．不计空气阻力，重力加速度取．则开关S闭合瞬间，通过细杆CD的电荷量为（    ）

A． B． C． D．

5．如图所示，光滑水平面上有一静止的木块，一颗子弹以水平速度射穿木块，并沿原来速度方向远离木块．则在子弹射入木块的过程中，下列说法中正确的是（    ）

A．子弹对木块的冲量大小等于木块对子弹的冲量大小

B．子弹和木块组成的系统机械能不守恒，动量也不守恒

C．子弹动能变化量的大小等于木块动能变化量的大小

D．子弹对木块做的功等于木块对子弹做的功

6．如图所示是某质点沿x轴做简谐运动的振动图像，简谐运动的频率为0.5Hz，在t=0时，位移是4cm，且向x轴负方向运动，则简谐运动的振动方程为（    ）

A． B．

C． D．

7．如图所示，一弹簧振子可沿竖直方向做简谐运动，O为平衡位置，现将弹簧振子从平衡位置向下拉一段距离，释放后振子在M、N间振动，且MN=40cm，振子第一次由M到N的时间为0.2s，不计一切阻力，下列说法中正确的是（    ）

A．振子振动的振幅为40cm、频率为5Hz

B．振子由M到O的时间为0.05s

C．从释放振子开始计时，振子在10s内通过的路程为10m

D．从释放振子开始计时，振子在10s末偏离平衡位置的位移大小为20cm

8．如图所示，一束带电粒子以一定的初速度沿直线通过由相互正交的匀强磁场和匀强电场组成的速度选择器，进入半圆形匀强磁场中分裂为甲、乙两束．不考虑重力作用，下列说法正确的是（    ）

A．甲、乙两束粒子都带负电甲 B．甲、乙两束粒子质量一定不同

C．甲束粒子的比荷大于乙束粒子的比荷 D．速度选择器中的磁场方向垂直于纸面向外

9．自然界中有许多地方有共振的现象，人类也在其技术中利用或者试图避免共振现象．如乐器的音响共振、太阳系一些类木行星的卫星之间的轨道共振、动物耳中基底膜的共振、磁共振等等．关于共振现象的利用和防止，下列说法正确的是（    ）

A．秋千越荡越高、喇叭常放在音箱内是利用共振现象的实例

B．战舰上的机关炮正连续向敌人射击时的振动是利用共振现象的实例

C．为了避免桥梁发生共振现象，部队过桥不能齐步走而要便步走

D．长江大桥上正通过一列火车时的振动中表现为共振现象

10．如图所示，铝管竖直置于水平桌面上，小磁体从铝管正上方由静止开始下落，在磁体穿过铝管的过程中，磁体不与管壁接触，且无翻转，不计空气阻力．下列选项正确的是（    ）

A．磁体做自由落体运动  B．磁体做加速度增大的加速运动

C．磁体可能一直做加速度减小的加速运动 D．磁体可能先做加速运动，最后做匀速运动

11．在绝缘光滑水平桌面上，有两个带电小球A和B．t=0时刻，小球A静止，小球B以一定的初速度向A运动，两小球的v-t图像如图所示，且A、B未相碰．则（    ）

A．两小球带异种电荷  B．两小球组成的系统动量守恒

C．两小球组成的系统机械能守恒 D．A球质量大于B球

12．如图所示，两个小球A、B用长为L的轻质细绳连接，B球穿在光滑水平细杆上，初始时刻，细绳处于水平状态．已知A球的质量为m，B球的质量为2m，两球均可视为质点．将A、B由静止释放，不计空气阻力，重力加速度为g，下列说法正确的是（    ）

A．B球向右运动的最大位移为 B．B球向右运动的最大位移为L

C．B球运动的最大速度为 D．B球运动的最大速度为

二、实验题：本题共2小题，共16分．

13．（7分）如图甲为用单摆测重力加速度的实验装置，在实验中：用最小刻度为1mm的刻度尺测摆长，测量情况如图乙所示．

（1）下列说法正确的是________．

A．测摆长时，摆线应接好摆球，使摆球处于自然下垂状态

B．摆长等于摆线的长度加上摆球的直径

C．测单摆的周期时，应从摆球经过最高点速度为0时开始计时

D．如果有两个大小相等且都带孔的铜球和木球，应选用铜球作摆球

（2）O为悬挂点，从图乙可知单摆的摆长为________m．

（3）若用l表示单摆的摆长，T表示单摆振动周期，可求出当地重力加速度大小g=________．

（4）若把该单摆放在月球上，则其摆动周期________（填“变大”“变小”或“不变”）．

14．（9分）如图所示，某课外探究小组利用气垫导轨做“验证动量守恒定律”的实验，所用的气垫导轨装置由导轨、滑块（带挡光板）、弹射架、光电门等组成．

实验步骤：

①安装好气垫导轨，调节气垫导轨的调节旋钮，使导轨水平；

②向气垫导轨通入压缩空气；

③接通数字计时器；

④把滑块2静止放在气垫导轨上两光电门的中间；

⑤滑块1挤压导轨左端弹射架上的橡皮绳；

⑥释放滑块1，滑块1通过光电门1后与左侧带有固定弹簧（未画出）的滑块2碰撞，碰后滑块2和滑块1依次通过光电门2，两滑块通过光电门2后依次被制动；

⑦读出两滑块通过光电门的挡光时间，滑块1通过光电门1的挡光时间，通过光电门2的挡光时间，滑块2通过光电门2的挡光时间；

⑧测出挡光板的宽度，测得滑块1的质量为，滑块2（包括弹簧）的质量为．

（1）实验中气垫导轨的作用是________________________．

（2）碰撞前滑块1的速度为________m/s，碰撞后滑块1的速度为________m/s，碰撞后滑块2的速度为________m/s．（结果均保留两位有效数字）

（3）碰撞前系统的总动量为________；碰撞后系统的总动量为________；由此可得实验结论：________________．

三、解答或论述题：本题共3小题，共36分．解答应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤．只写出最后答案的不得分，有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位．

15．（10分）如图所示，宽为L、长为2L的矩形区域MNPQ内（包含边界）有垂直纸面向外的匀强磁场，磁感应强度的大小为B，M处有一粒子源，能向MN的方向发射大量速率不相等，质量均为m、电荷量均为q的带负电粒子，这些粒子都能从PQ边离开磁场区域，不考虑粒子的重力及粒子间的相互作用．，，求：

（1）粒子速度的最大值和最小值；

（2）粒子在磁场中运动的最长时间和最短时间．

16．（12分）如图所示，滑雪轨道B点的左侧是粗糙的水平轨道，右侧AB是光滑的半径R=20m的部分圆弧轨道，B点是圆弧轨道的最低点，水平轨道和圆弧轨道平滑连接．质量m=20kg的小孩从轨道顶端A点由静止开始下滑，经过B点时被静止的质量M=60kg的家长抱住，一起滑行到C点（图中未画出）停下，已知A点距水平轨道的高度h=5m，人与水平轨道间的动摩擦因数，g取，求：

（1）小孩到达B点时对轨道的压力大小；

（2）大人和小孩从B运动到C所用时间；

（3）家长抱住小孩的瞬间，小孩和家长组成的系统损失的机械能．

17．（14分）如图所示，A、B、C的质量分别为、、，轻弹簧的左端固定在挡板上，C为半径的圆轨道，静止在水平面上．现用外力使小球A压缩弹簧（A与弹簧不连接），当弹簧的弹性势能为时由静止释放小球A，小球A与弹簧分离后与静止的小球B发生正碰，小球B到圆轨道底端的距离足够长，经过一段时间小球滑上圆轨道，一切摩擦均可忽略，假设所有的碰撞均为弹性碰撞，重力加速度取．求：

（1）小球B能达到的最大高度；

（2）通过计算分析，小球B能否第二次进入圆轨道．

高二年级2022~2023学年第二学期第一次月考·物理

参考答案、提示及评分细则

一、选择题：本题共12小题，每小题4分，共48分．在每小题给出的四个选项中，第1~8题只有一个选项正确，第9~12题有多个选项正确，全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分．

1．A  当S闭合瞬间，两灯同时获得电压，同时发光，随着线圈L电流的增加，b逐渐变暗直到熄灭，开始流过b电流方向自左向右，电路稳定后没有电流流过b，选项A正确．

2．B  设窗上沿到房顶的高度为，小球的摆动可视为单摆运动，，，，，选项B正确．

3．B  在0~4s时间内，原磁场增大，则穿过螺线管的磁通量增大，根据楞次定律可知，感应磁场方向向右，由安培定则可知，R中的电流方向从b流向a，感应电动势为，则通过R的电流大小为；在4~6s时间内，感应电动势为，则通过R的电流大小为，根据楞次定律可知，R中的电流从a流向b，选项B可能正确．

4．C  细框向上跳起的过程中，跳起的速度大小，开关S闭合瞬间，因安培力远大于重力，则由动量定理有，通过细杆的电荷量，解得．只有选项C正确．

5．A  在子弹射入木块的过程中，根据牛顿第三定律可知，子弹对木块的作用力与木块对子弹的作用力大小相等，作用时间相同，由可知，子弹对木块的冲量大小等于木块对子弹的冲量大小，选项A正确；根据动量守恒的条件，子弹和木块组成的系统动量守恒，选项B错误；子弹对木块的作用力与木块对子弹的作用力大小相等，方向相反，但两者对地位移大小不等，则子弹对木块做的功不等于木块对子弹做的功，子弹动能变化量的大小和木块动能变化量的大小不相等，选项C、D错误．

6．A  简谐运动的表达式为，根据题目所给条件得，，所以，将，代入得，解得初相或，因为时，速度方向沿x轴负方向，即位移在减小，所以取，所求的振动方程为，只有选项A正确．

7．D  从题图可知，振子振动的振幅为，，所以，由得，选项A错误；根据简谐运动的对称性可知，振子由M到O的时间与振子由O到N的时间相等，均为，选项B错误；弹簧振子的振幅．振子在1个周期内通过的路程为4A，故在内通过的路程，选项C错误；10s内振子振动了25个周期，10s末振子仍处在M点，所以振子偏离平衡位置的位移大小为，选项D正确．

8．C  由左手定则结合带电粒子在磁场中偏转的方向知，甲、乙两束粒子均带正电，选项A错误；甲、乙两束粒子的速度相同，而甲束粒子在磁场中的偏转半径较小，由知甲束粒子的比荷大于乙束粒子的比荷，而它们的电荷量关系未知，则无法判断粒子质量关系，选项B错误，C正确；速度选择器中甲、乙两束粒子所受电场力向下，所以所受洛伦兹力应向上，结合左手定则可判断磁场方向应垂直于纸面向里，选项D错误．

9．AC  当物体发生共振时，驱动力的频率等于物体的固有频率，此时振动物体的振幅最大，能量最大，秋千越荡越高、喇叭常放在音箱内是利用共振现象，选项A正确；机关炮正连续向敌人射击时的振动，该振动与机关枪在射击时的反冲运动有关，与共振无关，选项B错误；部队过桥不能齐步走而要便步走，防止走动频率与固有频率相同，出现共振现象，选项C正确；大桥上正常通过一列火车时的振动，该振动的振幅一定是很小的，是不允许发生共振的，选项D错误．

10．CD  磁体在铝管中运动的过程中，安培力做负功，磁体的加速度小于重力加速度；根据法拉第电磁感应定律可知，磁体速度越快，产生的感应电动势越大，受到的安培力也越大，所以磁体的加速度是逐渐减小的，磁体不是做匀加速运动，若铝管较短，磁体一直做加速度减小的加速运动；若铝管较长，磁体先做加速度减小的加速运动，后做匀速运动，选项C、D正确。

11．BD  由图像可知B球先做减速运动，A球做加速运动，则两球带同种电荷，A错误；两球组成的系统动量守恒，从开始运动到两球距离再次恢复到原来值时，B球的速度为负值，则由动量守恒定律和能量关系可知，，解得，可知，选项B、D正确；两球运动过程中，动能和电势能之和守恒，两球的机械能不守恒，选项C错误．

12．AD  对于A、B组成的系统，当A球摆到左侧，细绳再次处于水平状态时，B球有向右的最大位移，此时对系统有，，解得B球向右运动的最大位移为，选项A正确，B错误；当A球摆到B球正下方时，B球的速度最大，在水平方向上由动量守恒定律得，由机械能守恒定律得，解得B球运动的最大速度为，选项C错误，D正确．

二、实验题：本题共2小题，共16分．

13．（1）AD  （2）0.9980（0.9975~0.9985均正确）  （3）  （4）变大

解析：（1）测摆长时摆线应接好摆球，使摆球处于自然下垂状态，否则，摆长的测量不准确，选项A正确；摆长等于摆线的长度加上摆球的半径，选项B错误；当摆球经过平衡位置时开始计时，测多次全振动后求出周期的平均值，选项C错误；摆球选择质量大一些，体积小一些的小球，如果有两个大小相等且都带孔的铜球和木球，应选用铜球作摆球，选项D正确．

（2）从悬点到球心的距离即为摆长，可得．

（3）若用l表示单摆的摆长，T表示单摆振动周期，由单摆的周期公式，可求出当地重力加速度大小．

（4）由于月球上的重力加速度较小，所以将单摆放在月球上时，其摆动周期变大．

14．（1）减小因滑块和导轨之间的摩擦而引起的误差，保证两个滑块的碰撞是一维的

（2）0.40  0.080  0.48

（3）0.12  0.12  在实验误差允许的范围内，两滑块相互作用的过程中，系统的动量守恒

解析：（1）气垫导轨的使用大大减小了因滑块和导轨之间的摩擦而引起的误差，且保证两个滑块的碰撞是一维的．

（2）滑块1碰撞之前的速度，滑块1碰撞之后的速度，滑块2碰撞之后的速度．

（3）系统碰撞之前，系统碰撞之后，通过实验结果，可得结论：在实验误差允许的范围内，两滑块相互作用的过程中，系统的动量守恒．

三、解答或论述题：本题共3小题，共36分．解答应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤．只写出最后答案的不得分，有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位．

15．解：（1）粒子从PQ边离开磁场时的临界运动轨迹如图甲、乙所示：

由几何知识可知：

粒子在磁场中做圆周运动，洛伦兹力提供向心力，由牛顿第二定律得：

解得

粒子速度的最大值为

粒子速度的最小值为

（2）由粒子从边离开磁场区域的临界运动轨迹可知，粒子转过的最大圆心角，最小圆心角：

粒子做圆周运动的周期：

则粒子在磁场中运动的最长时间：

粒子在磁场中运动的最短时间：

16．解：（1）小孩从A点滑到B点的运动中机械能守恒，由机械能守恒定律可得

代入数据解得

小孩运动到B点时，由牛顿第二定律可得

代入数据解得

由牛顿第三定律可知，小孩到达B点时对轨道的压力大小为

（2）家长抱住小孩的运动中，家长和小孩组成的系统动量守恒，以向左为正方向，由动量守恒定律可得

代入数据解得

设家长和小孩组成的系统在水平轨道上从B点滑行到C点的距离为s，由动量定理可得

代入数据解得

（3）家长抱住小孩的瞬间，小孩和家长组成的系统损失的机械能为

代入数据解得

17．（1）设碰前小球A的速度为，从释放小球A到分离的过程，由机械能守恒定律得

解得

A、B碰撞的过程，A、B组成的系统机械能守恒、动量守恒，

有

解得

小球与圆轨道在水平方向上共速时上升的高度最高，设共同的速度为，小球与圆轨道组成的系统在水平方向上动量守恒，得：

小球与圆轨道组成的系统机械能守恒，得：

代入数据解得、

（2）设小球与圆轨道分离时的速度分别，由动量守恒定律和机械能守恒定律得：

联立解得、

球A与球B碰后向左运动，再次压缩弹簧，且球A与弹簧分离后的速度大小为

经过一段时间，球A与球B发生第二次碰撞，设碰后球A和球B的速度分别为，

有

解得、（舍去）

，

因为，所以小球B不能追上圆轨道