湖北省宜昌市2024_2025学年高二物理上学期9月月考试卷含解析

这是一份湖北省宜昌市2024_2025学年高二物理上学期9月月考试卷含解析，共16页。试卷主要包含了选择题，非选择题等内容，欢迎下载使用。
1. 关于物体的动量，下列说法中正确的是（）
A. 不同物体中动量越大，速度一定越大
B. （kg·m/s）的动量大于（kg·m/s）的动量
C. 物体的动能发生变化，其动量可能不变
D. 做匀速圆周运动的物体，其动量一定不变
【答案】B
【解析】
【详解】A．根据p=mv可知，不同物体中动量越大，速度不一定越大，选项A错误；
B．动量的符号只代表方向，不代表大小，则（kg·m/s）的动量大于（kg·m/s）的动量，选项B正确；
C．物体的动能发生变化，一定是物体速度大小发生变化，则其动量一定变化，选项C错误；
D．做匀速圆周运动的物体，速度的方向一定变化，则其动量一定变化，选项D错误。
故选B。
2. 质量为的玩具小车，速度由向左的变为向右的，取向左为正方向，则小车的动能变化量和动量变化量分别为（）
A. ，B. ，
C. ，D. ，
【答案】C
【解析】
【详解】小车的初速度为，末速度为，小车的动能变化量
动量变化量
故选C。
3. 关于课本上的四幅插图，下列说法正确的是（ ）
A. 火车在转弯时速度超过“设计速度”时，就会受到内轨施加的向外的弹力作用
B. 甲对乙的冲量与乙对甲的冲量相同
C. 汽车上坡时司机通过“换挡”的办法降低速度，来获得较大的牵引力
D. 运动员落地总是要屈腿，是为了减小地面对人冲量
【答案】C
【解析】
【详解】A．火车在转弯时速度超过“设计速度”时，轨道对火车支持力和重力的合力不足以提供火车做圆周运动的向心力，此时火车有做离心运动的趋势，就会受到外轨施加的向内的弹力作用，选项A错误；
B．甲对乙的冲量与乙对甲的冲量大小相同，方向相反，选项B错误；
C．根据P=Fv，可知，汽车上坡时司机通过“换挡”的办法降低速度，来获得较大的牵引力，选项C正确；
D．运动员落地总是要屈腿，是在动量变化相同的情况下增加与地面的作用时间，从而减小地面对人的冲力，选项D错误。
故选C。
4. 如图所示，直角三角形abc，∠a＝60°，ad＝dc，b、c两点在同一水平线上，垂直纸面的直导线置于b、c两点，通有大小相等、方向向里的恒定电流，d点的磁感应强度大小为B0.若把置于c点的直导线的电流反向，大小保持不变，则变化后d点的磁感应强度（ ）
A. 大小为B0，方向水平向左
B. 大小为B0，方向竖直向下
C. 大小为B0，方向水平向右
D. 大小为2B0，方向竖直向下
【答案】B
【解析】
【详解】如图所示
由几何关系知θ=60°，设每根导线在d点产生的磁感强度为B，据平行四边形定则有
若把置于c点的直导线电流反向，据几何知识可得
α=30°
d点合磁感强度大小为
方向竖直向下；故选B。
5. 在巴黎奥运会上，中国跳水梦之队首次包揽八金。如图甲所示，在某次跳水比赛中，假设运动员入水前做竖直上抛运动，从离开跳板瞬间开始计时，取竖直向下为正方向，该运动员重心的竖直速度随时间变化的图像如图乙所示，其中部分为直线。则（ ）
A. 时刻运动员离水面最高B. 时刻运动员离水面最高
C. 时刻运动员所受重力瞬时功率最大D. 运动员所受重力冲量为零
【答案】A
【解析】
【详解】AB．由乙图可知，时刻运动员向上减速到零，故时刻运动员离水面最高，故A正确，B错误；
C．由乙图可知，时刻运动员的速度为零，故此时的重力瞬时功率为零，故C错误；
D．根据
可知运动员所受重力冲量不为零，故D错误。
故选A。
6. 一物体静止在光滑水平面上，从t=0时刻起，受到的水平外力F如图所示、以向右运动为正方向，物体质量为5kg、则下列说法正确的是（ ）
A. 前1s内力F对物体的冲量为5N·sB. t=2s时物体回到出发点
C. t=3s时物体的速度大小为1m/sD. 第3s内物体的位移为1m
【答案】C
【解析】
【详解】A．图像与坐标轴围成的面积代表F的冲量，则前1s内力F对物体的冲量为
故A错误；
B．根据牛顿第二定律
可得，物体的加速度随时间变化的图像如图所示
0~1s内，物体向右加速，1~2s向右减速，2s时速度刚好减为0，2s内物体一直向右运动，故B错误；
CD．第3s内，物体从静止开始向右做匀加速运动，根据牛顿第二定律可得物体的加速度为
第3s末速度为
第2s末物体的速度为零，第3秒内物体的位移为
故C正确，D错误；
故选C。
7. 如图所示，半径为R的光滑半圆弧槽ABC固定在竖直平面内，B为圆弧槽最低点，质量为m的通电直导体棒a静止于B点，电流方向垂直于纸面向里，空间有水平向右的匀强磁场，重力加速度为g，导体棒对圆弧槽的压力大小等于2mg，现将磁场方向在竖直平面内沿顺时针方向缓慢转过90°，则此过程中安培力对导体棒做的功为（ ）
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】
【详解】根据题意，由左手定则可知，匀强磁场水平向右时，安培力竖直向下，由牛顿第三定律可知，圆弧槽对导体棒的支持力为，由平衡条件有
解得
将磁场方向在竖直平面内沿顺时针方向缓慢转过90°，使导体棒a沿凹槽ABC内壁向A点缓慢移动，导体棒a在移动的过程中处于动态平衡，最终静止于点，如图所示
由几何关系可得
则从点到点，由动能定理有
解得
故选C。
8. 如图所示，在垂直纸面向外的匀强磁场中，一质量为m、电荷量为+q（q>0）的带电滑块从光滑绝缘斜面的顶端由静止释放，滑至底端时恰好不受弹力，已知磁感应强度的大小为B，斜面的倾角为，重力加速度为g，滑块可视为质点，下列说法正确的是（ ）
A. 滑块滑至底端时的速率为B. 滑块滑至底端时的速率为
C. 滑块经过斜面中点时的速率为D. 斜面的高度为
【答案】AC
【解析】
【详解】AB．由左手定则可知，滑块所受洛伦兹力垂直斜面向上，滑块滑至底端时恰不受弹力，则有
解得
故A正确，B错误；
C．设斜面的高度为，设滑块经过斜面中点时的速率为，由动能定理得
解得
故C正确；
D．滑块从斜面顶端运动到底端的过程中，由动能定理得
代入数据解得
故D错误。
故选AC。
9. 质量为和的两个物体在光滑水平面上正碰，其位置坐标x随时间t变化的图像如图所示。下列说法正确的是（ ）
A. 碰撞前静止B. 碰撞后的运动方向不变
C. D. 该碰撞为非弹性碰撞
【答案】AC
【解析】
【详解】A．根据图像斜率表示速度可知碰撞前静止，碰撞后运动方向发生改变，故A正确，B错误；
C．碰撞前的速度为
碰撞后的速度为
碰撞前的速度为0，碰撞后的速度为
根据动量守恒定律得
可得两物体的质量之比为
故C正确；
D．碰撞前系统总动能为
碰撞后系统的总动能为
则有
可知两物体的碰撞为弹性碰撞，故D错误。
故选AC。
10. 长木板A放在光滑的水平面上，质量为m＝2kg的另一物体B以水平速度v0＝2m/s滑上原来静止的长木板A的上表面，由于A、B间存在摩擦，之后A、B速度随时间变化情况如图所示，g＝10 m/s2.下列说法正确的是（ ）
A. 木板获得的动能为1 J
B. 系统损失的机械能为1 J
C. 木板A的最小长度为2 m
D. A、B间的动摩擦因数为0.1
【答案】AD
【解析】
【详解】A．由题图可知，最终木板获得的速度为v＝1m/s，A、B组成的系统动量守恒，以B的初速度方向为正方向，由动量守恒定律得
mv0＝(M＋m)v
解得
M＝2 kg
则木板获得的动能为
Ek＝Mv2＝×2×12 J＝1 J
故A正确；
B．系统损失的机械能
ΔE＝mvB2－(m＋M)v2
代入数据解得
ΔE＝2 J
故B错误；
C．根据v－t图像中图线与t轴所围的面积表示位移，由题图得到0～1 s内B的位移为
sB＝×(2＋1)×1 m＝1.5 m
A的位移为
sA＝×1×1 m＝0.5 m
则木板A的最小长度为
L＝sB－sA＝1 m
故C错误；
D．由题图可知，B加速度
a＝＝－1 m/s2
负号表示加速度的方向与v0的方向相反，由牛顿第二定律得
－μmg＝ma
解得
μ＝0.1
故D正确。
故选AD。
二、非选择题：本题共5小题。
11. 某实验小组用如图所示的装置验证动量守恒定律。
（1）两小球的质量应满足的关系是______。（选填“＞”或“＜”或“＝”），实验前固定在桌边上的斜槽末端的切线要沿______方向。
（2）第一步：先从S处释放并多次重复找到小球的落地点。
第二步：将静置于轨道末端点，再从S处释放，与发生对心碰撞，多次重复后找到两球的落地点。
第三步：最终地面上有三个落地点M、P、N，地面上的O点与轨道末端点在同一竖直线上，并测得OM、OP、ON的长度分别为、、。
（3）第一步中小球的落地点为______（选填“M”或“P”或“N”）点，若、、、、满足关系式：______（用、、、、表示），则两球碰撞前后的动量守恒。
【答案】 ①. ＞ ②. 水平 ③. P ④.
【解析】
【详解】（1）[1]为防止碰撞后入射球反弹，入射球的质量应大于被碰球的质量，即
[2]斜槽末端的切线要沿水平方向，这样才能保证两个小球离开斜槽后做平抛运动。
（3）[3]第一步中小球抛出时的速度，比碰撞后的速度小，的速度大；碰撞前后，小球，均做平抛运动，因为下落高度相同，下落时间相同，则第一步中小球的落地点应为P点。
[4]碰撞后，小球落点为N点，为M点，若两球碰撞前后的动量守恒，则有
即需要验证的表达式为
12. 一简单欧姆表的原理如图（1）所示。
（1）图中与接线柱A相连的表笔颜色是_____________（选填“红”或“黑”）表笔。
（2）使用该欧姆表测量定值电阻R1的阻值时，选择开关旋转到“×10”档位，测量时指针的位置如图（2）所示，则定值电阻R1的阻值为__________Ω。
（3）测量完R1后，需要继续测量一个阻值大约是2kΩ的电阻R2，在用红黑表笔接触R2前，下列操作步骤正确且合理的顺序为_______________。
A.用螺丝刀调节表盘下中间部位的指针定位螺丝，使表针指向“0”；
B.将红表笔和黑表笔接触；
C.把选择开关旋转到“×1”位置；
D.把选择开关旋转到“×100”位置；
E.调节欧姆表调零旋钮使表针指向欧姆零点。
（4）在图（1）中，若，测量定值电阻R3的阻值时，指针位于表盘的正中央，则定值电阻R3的阻值为___________Ω。
【答案】 ①. 黑 ②. 110 ③. DBE ④. 150
【解析】
【详解】（1）[1] 无论用多用电表进行何种操作测量，电流都应该是从黑表笔流出由红表笔流入多用电表，即“红进黑出”，由于A与内置电源正极相连，因此与接线柱A相连的表笔颜色是黑色；
（2）[2]根据指针示数可知，读数为
（3）[3]测量大电阻时，应先把选择开关旋转到“×100”位置（较大档位），再将红表笔和黑表笔接触，最后调节欧姆调零旋钮使表针指向欧姆零点，由于前面已经测量完R1，此时不再需要进行机械调零，正确顺序应为DBE；
（4）[4] 测量定值电阻R3的阻值时，指针位于表盘的正中央，说明表头半偏，说明电流是直接将AB短接的一半，因此内电阻等于外电阻，即定值电阻R3的阻值为150Ω。
13. 在光滑水平面上停着一辆质量为60kg的小车，一个质量为40kg的小孩以相对于地面5m/s的水平速度从后面跳上车和车保持相对静止。
（1）求小孩跳上车和车保持相对静止时的二者速度大小；
（2）若此后小孩又向前跑，以相对于地面3.5m/s的水平速度从前面跳下车，求小孩跳下车后车的速度大小。
【答案】（1）2m/s；（2）1m/s
【解析】
【详解】（1）小孩和车组成的系统在水平方向上动量守恒，设小孩跳上车和车保持相对静止时的二者速度大小为v1，则有
解得
v1=2m/s
（2）设小孩跳下车后车的速度大小为v3，则有
解得
v3=1m/s
14. 如图所示，水平面上有电阻不计的U形导轨NMPQ，两平行金属导轨间距，M和P之间接入电动势为、的电源，现垂直于导轨搁一根质量、电阻的金属棒ab，并加一个范围较大的匀强磁场，磁感应强度为，方向与水平面夹角为，且指向右斜上方，金属棒刚好能静止。（g取10m/s2，，），求：
（1）导体棒静止时ab中电流及导体棒ab所受安培力大小；
（2）摩擦力大小为多少；
（3）若B的大小和方向均能改变，则要使ab棒所受支持力为零，B的大小至少为多少。
【答案】（1）5A；；（2）；（3）
【解析】
【详解】（1）根据欧姆定律，电路中的电流为
则导体棒受到的安培力大小为
（2）根据左手定则可知，棒ab所受的安培力方向垂直与棒斜向作上方，其受力截面图为
根据平衡条件
（3）要使ab棒受的支持力为零，其静摩擦力必然为零，根据（2）问中受力图可知：满足上述条件的最小安培力应与ab棒的重力大小相等、方向相反，所以有
解得最小磁感应强度
15. 如图所示，在空间中有一平面直角坐标系xOy，其第一象限内（包括坐标轴上）充满着两个匀强磁场区域I和Ⅱ，直线OP是它们的边界。区域I中的磁感应强度为3B，方向垂直纸面向外；区域Ⅱ中的磁感应强度为，方向垂直纸面向里。边界上的点坐标为。一质量为、电荷量为的带正电粒子从点平行于轴负方向射入区域I，忽略粒子重力。
（1）若粒子不能从轴出射，则粒子运动速度的最大值；
（2）若粒子垂直于轴离开磁场，则该粒子在磁场中运动的最短时间；
（3）若粒子从点离开磁场，则该粒子在磁场中运动的速度的可能值?
【答案】（1）
（2）
（3）
【解析】
【小问1详解】
根据题意，作出粒子的运动轨迹如图1所示
由几何关系得
解得
由图可知
由牛顿第二定律
解得
【小问2详解】
粒子垂直于轴离开磁场，运动轨迹如图2所示
由几何关系知粒子在I区转过的圆心角为，在II区转过的圆心角为，又
因带电粒子速度大小没有确定，可多次通过磁场I区和II区，但带电粒子第一次通过磁场I区进入磁场II区后与y轴垂直，所用时间最短。故所用时间最短为
【小问3详解】
若粒子从点离开磁场，如图3所示
由几何关系得
其中
，
联立解得