天津市武清区天和城实验中学2024-2025学年高二下学期第二次月考物理试卷

这是一份天津市武清区天和城实验中学2024-2025学年高二下学期第二次月考物理试卷，共9页。试卷主要包含了单选题，多选题，实验题，解答题等内容，欢迎下载使用。
1．下图是我们在学习平抛运动中做过的实验，A、B是两个完全相同的钢球。若忽略空气阻力，当小锤完成敲击后，下列对两小球的判断错误的是（ ）
A．从敲击后到两个钢球落地，两个钢球的动能增量相同
B．从敲击后到两个钢球落地，两个钢球的重力冲量相同
C．两个钢球落地时的重力功率不相同
D．两个钢球落地时的动量不相同
2．如图所示，图甲为一简谐横波在t=0.2s时的波形图，P是平衡位置在x=4m处的质点，Q是平衡位置在x=6m处的质点，图乙为质点P的振动图像。下列说法正确的是（ ）
A．这列波沿x轴正方向传播
B．t=0.3s时，Q质点速度最小
C．t=0.2s到t=0.3s，波上各个质点通过的路程均为20cm
D．t=0.35s时，P点的加速度方向与y轴正方向相同
3．如图所示，一个三棱镜的截面为等腰直角三角形ABD，∠A为直角。此截面所在平面内的光线沿平行于BD边的方向射到AB边，进入棱镜后直接射到AD边上，并刚好能发生全反射。该棱镜材料的折射率为（ ）
A．B．C．D．
4．速度选择器已成为前沿科学领域的重要工具，如图所示，速度选择器内存在方向竖直向上的匀强电场和方向垂直于纸面向外的匀强磁场，甲、乙两粒子先后从速度选择器左端沿水平方向射入后，均沿着图示虚线路径通过速度选择器，下列说法正确的是（ ）
A．甲、乙两粒子一定都带正电荷
B．甲、乙两粒子的速度一定相等
C．仅使甲粒子的电荷量增加，甲粒子的运动轨迹将向上偏转
D．仅使乙粒子从速度选择器右端沿水平方向射入，乙粒子的运动轨迹仍为直线
5．如图所示，水平面上固定一倾角为的光滑斜面，斜面质量为，斜面上放置一根长质量为的直导线，空间中有竖直向下的匀强磁场，磁感应强度为，当给直导线通以垂直纸面向外，大小为的电流时，通电直导线恰好保持静止，下列说法正确的是（重力加速度为）（ ）

A．通电直导线受到的安培力方向沿斜面向上
B．斜面对水平面的压力小于
C．通电直导线受到的安培力大小为
D．通电直导线的电流
二、多选题
6．某物体的位置坐标随时间变化规律为，关于该物体的运动，下列说法正确的是（ ）
A．该物体做简谐运动，周期是2s
B．时刻，该物体的位置坐标为10 cm
C．该物体在任意1 s内的路程都是20 cm
D．该物体运动过程中速度变化频率为2.0 Hz
7．如图1所示，半径为r的圆内存在垂直纸面方向的磁场（含边界），磁感应强度随时间的变化规律如图2所示，图中和均为已知量，规定垂直纸面向外的方向为正方向。用截面积为、电阻率为的粗细均匀的金属导线围成半径为2r的单匝圆环沿垂直磁场方向放置，磁场的圆心与金属圆环的圆心位于同一点，下列说法正确的是（ ）
A．时间内，圆环的面积有缩小的趋势，时间内圆环的面积有增大的趋势
B．时间内，圆环中电流沿顺时针方向
C．时间内，流过圆环某一横截面的电荷量为
D．时间内，圆环中产生的焦耳热为
8．在同一电热器中分别通入如图所示的甲、乙两种交变电流，则下列说法正确的是（ ）
A．甲的有效值为
B．乙的有效值为
C．该电热器在甲、乙两种电流下对应的电功率之比为1∶8
D．该电热器在甲、乙两种电流下对应的电功率之比为5∶4
三、实验题
9．某同学用单摆测量重力加速度。
(1)为了减少测量误差，下列做法正确的是________
A．为了使摆的周期大一些，以方便测量，开始时拉开摆球，使摆角较大
B．测量摆球通过最低点100次的时间t，则单摆周期为
C．摆线尽量细些、长些、伸缩性小些
D．计时的起、止位置选在摆球达到的最高点处
(2)组装好装置，用毫米刻度尺测量摆线长度L，用螺旋测微器测量摆球直径d。螺旋测微器示数如图甲所示，摆球直径 ，记摆长。
(3)多次改变摆线长度，在小摆角下测得不同摆长l对应的摆球摆动周期T，并作出图像，如图乙所示。根据图线斜率可计算重力加速度 。（结果保留三位有效数字，取9.87）。
(4)若将摆线长度误认为摆长，仍用上述图像法处理数据，得到的重力加速度值将 （选填“偏大”“偏小”或“不变”）。
10．在“用双缝干涉测量光的波长”实验中
(1)相邻两条亮条纹间的距离需用测量头测出。某同学调整手轮，使分划板的中心刻线与亮条纹的中心对齐，某次实验手轮上的示数如图所示。已知测量头主尺的最小刻度是毫米，副尺上有50个等分刻度，此时读数为 mm。
(2)已知双缝间距为d，双缝到光屏的距离为L。实验测得n条亮条纹的间距为a，则该光的波长 。
四、解答题
11．如图所示，光滑的圆弧轨道固定在竖直平面内，轨道的点与光滑水平面相切，点切线竖直，其半径。在水平面内有一质量的小球连接着轻质弹簧处于静止状态，现有一质量为的小球从点正上方高处由静止释放，小球、均可视为质点，重力加速度，求：
(1)小球从释放到到达圆弧轨道最低点的过程中合力对它的冲量大小；
(2)在小球压缩弹簧的过程中弹簧具有的最大弹性势能；
(3)小球获得的最大速度的大小。
12．如图所示，为直角坐标系，第一象限的三角形范围内有垂直坐标平面向外的匀强磁场，。第二象限内有沿轴正方向的匀强电场，一个质量为、电荷量为的粒子从轴上的P（，）点以大小为的速度沿轴正方向射入匀强电场，经电场偏转后从轴上的Q(，)点进入匀强磁场，刚好不从边射出磁场，不计粒子的重力，求：
(1)粒子射出匀强电场时，速度与轴的夹角；
(2)匀强电场的电场强度大小；
(3)匀强磁场的磁感应强度大小。
13．如图所示，间距为的平行金属导轨由两部分组成，其中倾斜部分轨道光滑，与水平面之间的夹角为，所在的空间存在垂直轨道向上、磁感应强度大小为的匀强磁场；水平轨道的最左端连接一阻值为的定值电阻。现将与导轨宽度相等的导体棒垂直地放在导轨上，并将导体棒由距离水平面的高度处无初速度释放，导体棒在水平导轨上滑行后静止。将导体棒的释放点升高后，导体棒在水平导轨上滑行的距离始终为。已知导体棒的质量为、阻值为，且与导轨始终接触良好，导轨电阻忽略不计，重力加速度g取。
（1）求导体棒滑到倾斜导轨底端时的速度大小；
（2）求导体棒与水平轨道间的动摩擦因数；
（3）若将导体棒从某高度H处由静止释放下滑到倾斜导轨底端的过程中，流过定值电阻R的电量，求该过程中电阻R上产生的热量。
参考答案
1．C【详解】A．从敲击后到两个钢球落地，根据动能定理可得
由于两球质量相同，下落高度相同，所以两个钢球的动能增量相同，故A正确，不满足题意要求；
B．从敲击后到两个钢球落地，竖直方向有
可知两个钢球下落时间相等，根据
可知两个钢球的重力冲量相同，故B正确，不满足题意要求；
C．根据
可知两个钢球落地时的重力功率相同，故C错误，满足题意要求；
D．由于落地时，A球具有一定的水平分速度，所以两个钢球落地时的速度大小不相等，方向不相同，则两个钢球落地时的动量不相同，故D正确，不满足题意要求。
故选C。
2．D【详解】A．由图乙可知t=0.2s时，质点P向下振动，根据波形平移法可知，这列波沿x轴负方向传播，故A错误；
B．由图乙可知周期为，由图甲可知，t=0.2s时，质点Q处于波谷位置，则t=0.3s时，质点Q处于平衡位置，此时速度最大，故B错误；
C．t=0.2s到t=0.3s，经过，只有在t=0.2s处于平衡位置和波峰、波谷位置的质点通过的路程等于一个振幅20cm，其它位置的质点通过的路程不为20cm，故C错误；
D．由图乙可知，t=0.35s时，质点P处于平衡位置下方，则P点的加速度方向与y轴正方向相同，故D正确。
故选D。
3．D【详解】如图所示
由几何关系可得，
光束射到AB边时，根据光的折射定律有
当光束射到AC边时，恰好发生全反射有
联立解得该棱镜材料的折射率为
故选D。
4．B【详解】AB．粒子从左端射入，若粒子带正电，可知电场力方向向上，洛伦兹力方向向下，当二力平衡时粒子沿直线运动，则
可得
若粒子带负电，可知电场力方向向下，洛伦兹力方向向上，当二力平衡时粒子也沿直线运动，可知甲、乙两粒子不一定都带正电荷，两粒子的速度一定相等，选项A错误，B正确；
C．根据可知，粒子能否沿直线穿过两板，只与粒子的速度有关，与电量无关，即仅使甲粒子的电荷量增加，甲粒子的运动轨迹仍是直线，选项C错误；
D．仅使乙粒子从速度选择器右端沿水平方向射入，则粒子受电场力方向不变，但是洛伦兹力反向，可知电场力方向与洛伦兹力方向变得相同方向，可知乙粒子的运动轨迹将为曲线，选项D错误。
故选B。
5．D【详解】A．由左手定则可知，通电直导线受到的安培力方向水平向右，选项A错误；
B．对整体分析可知，竖直方向受重力和地面的支持力，可知斜面对水平面的压力等于，选项B错误；
C．通电直导线受到的安培力大小为
选项C错误；
D．由平衡可知
可得通电直导线的电流
选项D正确。
故选D。
6．AC【详解】A．由于物体位置坐标按正弦规律变化，因此物体做简谐运动，周期，A正确；
B．时刻，物体的位置坐标为
B错误；
C．周期，任意1 s内，即内，物体位于平衡位置两侧，关于平衡位置对称，速度大小相等，方向相反，或物体位于平衡位置一侧，在内，从最大位移处到平衡位置之间往返一次，则路程是，C正确；
D．物体做简谐运动，运动中位移、速度、加速度都随时间按正余弦规律变化，周期和频率相同，频率
D错误。
故选AC。
7．BD【详解】A．由图1可知，圆环所处位置没有磁场，所以圆环始终不受安培力的作用，则圆环没有缩小或扩张的趋势，故A错误；
B．时间内，穿过圆环的磁感应强度向外增大，根据楞次定律可知，感应磁场的方向向里，所以感应电流的方向为顺时针，故B正确；
C．时间内，根据法拉第电磁感应定律可知
又因为，，
联立，解得
故C错误；
D．时间内，圆环产生的焦耳热为
时间内，产生的感应电动势为
此过程圆环产生的焦耳热为
时间内，圆环中产生的焦耳热为
联立，解得故D正确。故选BD。
8．BD【详解】AB．由交变电流有效值的定义可知，甲、乙两种交变电流的有效值分别为
解得甲、乙电流的有效值分别为；
A错误，B正确。
CD．该电热器在甲、乙两种电流下对应的电功率之比为
C错误，D正确。故选BD。
9．(1)C(2)15.035/15.034/15.036(3)9.87(4)不变
【详解】（1）A．为了使小球摆动做简谐运动，摆角不能太大，不能大于，故A错误；
B．测量摆球通过最低点100次的时间t，则单摆周期为
故B错误；
C．为了减小实验误差，摆线尽量细些、长些、伸缩性小些，故C正确；
D．摆球在平衡位置（最低点）速度最大，计时更准确，所以计时的起、止位置选在平衡位置处，故D错误。
故选C。
（2）螺旋测微器的精确值为，由图可知摆球直径为
（3）单摆周期公式可得
则图像的斜率为解得重力加速度为
（4）若将摆线长度L误认为摆长l，则有
整理可得
仍用上述图像法处理数据，图线斜率不变，仍为，故得到的重力加速度值不变。
10．(1)15.02(2)
【详解】（1）游标卡尺的读数为
（2）相邻条纹间距为根据条纹间距公式
联立可得
11．(1)(2)(3)
【详解】（1）小球从点运动到点的过程中
由机械能守恒得
据动量定理有代入数据解得
（2）当、两球共速时，弹簧具有的弹性势能最大，令共同速度为，规定水平向右为正方向
由、两球组成的系统动量守恒得
根据机械能守恒定律有
代入数据解得
（3）当弹簧恢复原长时，小球获得的速度最大
根据动量守恒有
根据能量守恒有代入数据解得
12．(1)(2)(3)
【详解】（1）带电粒子在轴方向做匀速直线运动可得
设末速度大小为，在轴方向做匀加速运动可得
离开电场时速度与轴夹角满足解得
（2）沿轴方向有
沿轴方向有
在匀强电场中，设电场强度大小为，由牛顿第二定律可得解得
（3）由于带电粒子刚好不从边射出磁场，则其运动轨迹与相切，如图所示
由几何关系得带电粒子在磁场中做圆周运动的半径
此时洛伦兹力充当向心力，有
代入数据解得
13．（1）；（2）；（3）
【详解】（1）由题意可知，导体棒在水平导轨上滑行的距离始终不变，则导体棒从离水平面某位置无初速度释放后，在到达倾斜轨道的底端时已经开始匀速运动，设匀速时的速度大小为v，则感应电动势
感应电流
安培力
匀速运动时，由力的平衡条件可知
联立解得
（2）导体棒在水平轨道上运动时，在摩擦力的作用下做匀减速运动，根据牛顿第二定律有
由运动学公式有
联立解得
（3）导体棒从H高度下滑到倾斜导轨底端的过程中，通过电阻R的电量
解得
可知导体棒到达倾斜导轨底端的速度为
则由动能定理可得
安培力所做的功等于电路中产生的焦耳热，即，电阻R上产生的热量
联立解得