2023-2024学年湖北省武汉市武汉榕霖文化艺术学院高二（上）月考物理试卷（12月）（含解析）

这是一份2023-2024学年湖北省武汉市武汉榕霖文化艺术学院高二（上）月考物理试卷（12月）（含解析），共16页。试卷主要包含了单选题，多选题，实验题，计算题等内容，欢迎下载使用。

1.下面的物理量中，都属于标量的是( )
A. 路程；加速度B. 质量；时间C. 位移；质量D. 力；速度
2.“蹦极”运动中，长弹性绳的一端固定，另一端绑在人身上，人从几十米高处跳下。将蹦极过程简化为人沿竖直方向的运动。从绳恰好伸直，到人第一次下降至最低点的过程中，下列分析正确的是( )
A. 人在最低点时，绳对人的拉力等于人所受的重力
B. 人经历先失重后超重的状态
C. 绳恰好伸直时，绳的弹力为零，人的速度最大
D. 绳对人的拉力方向先竖直向上后竖直向下
3.如图所示，水平地面上放有两个平行且挨着的半圆柱体A、B，重力为G的光滑圆柱体C静置其上.A、B、C的半径相等，设C受到A的支持力大小为FA，地面对A的摩擦力大小为f，则( )
A. FA=G，f=G2B. FA= 33G，f= 3G2
C. FA=G，f= 3G2D. FA= 33G，f= 36G
4.关于机械振动，下列说法不正确的是( )
A. 做简谐运动的质点，其振动能量与振幅有关
B. 做简谐运动的物体经过平衡位置时所受合外力一定为零
C. 单摆做简谐运动的周期跟振幅及摆球质量无关
D. 单摆在周期性的外力作用下做受迫运动，外力的频率越大，单摆的振幅可能越小
5.某横波在介质中沿x轴传播，图甲为t=0.75s时的波形图，图乙为P点(x=1.5m处的质点)的振动图像，那么下列说法错误的是( )
A. 该波向左传播，波速为2m/s
B. 质点L与质点N的运动方向总相反
C. t=1.0s时，质点P处于平衡位置，并正在往y轴正方向运动
D. 若该波波长越大，则越容易发生明显的衍射
6.下列说法正确的是( )
A. 只要是两列波叠加，都能产生稳定的干涉图样
B. 扬声器纸盆的振动是受迫振动，受迫振动的周期等于固有周期
C. “未见其人，先闻其声”的现象，说明声波比光波更易发生明显衍射
D. 我们在地球上接收到来自遥远星球的光波的频率变低，可以判断该星球正在靠近我们
7.关于电磁感应，下列说法正确的是( )
A. 如图(a)所示，导体AB顺着磁感线运动，回路中有感应电流
B. 如图(b)所示，条形磁铁插入线圈中不动，有感应电流产生
C. 如图(c)所示，开关一直接通，小螺线管A插入大螺线管B中不动，滑动变阻器阻值匀速滑动时无感应电流，加速滑动时有感应电流
D. 如图(c)所示，开关一直接通，小螺线管A插入大螺线管B中不动，只要移动滑片，电路中就有感应电流
8.下列各图所描述的物理情境，正确的是( )
A. 图甲中线圈垂直于匀强磁场方向在磁场中向右平移时，线圈中有感应电流
B. 图乙中条形磁体附近的金属框从A位置向B位置运动过程中，穿过金属框的磁通量先减小后增大
C. 图丙中矩形线圈绕与匀强磁场平行的水平轴OO′匀速转动时，穿过线圈的磁通量的变化量不为零
D. 图丁中开关S闭合瞬间，线圈N中没有感应电流
二、多选题（本大题共4小题，共16分）
9.如图所示，ABC是某三棱镜的横截面，∠B=30∘，∠C=90∘，直角边AC=2L，一平行于BC的单色光从斜边上的D点射入棱镜，经棱镜两次折射后，从AC边的中点E射出，出射光线与AC边的夹角θ=30∘。已知该单色光在真空中的传播速度为c，下列说法正确的是( )
A. D点到A点的距离为L
B. 单色光在D点的折射角γ=30∘
C. 三棱镜对该单色光的折射率为 2
D. 该单色光从D点传播到E点的时间为 3Lc
10.两只电阻的伏安特性曲线如图所示，则下列说法中正确的是( )
A. 两电阻的阻值为R1小于R2
B. 两电阻并联时，通过R1的电流大于R2的电流
C. 两电阻串联时，R1两端电压大于R2两端电压
D. 两电阻串联时，R1消耗的功率大于R2消耗的功率
11.若AB=3m、BC=12m，如图所示。已知质点在A、B间的速度增加量为Δv=2m/s，在B、C间的速度增加量为Δv′=4m/s，则下列说法中正确的是( )
A. 质点在A、B间的平均速度大小为3m/s
B. 质点从B点运动到C点的时间为3s
C. 质点经过A点时的速度大小为3m/s
D. 质点的加速度大小为2m/s2
12.为了节省能量，某商场安装了智能化的电动扶梯。无人乘行时，扶梯运转得很慢；有人站上扶梯时，它会先慢慢加速，再匀速运转。一顾客乘扶梯上楼，恰好经历了这两个过程，如图所示。那么下列说法中正确的是( )
A. 匀速阶段，顾客不受摩擦力的作用
B. 加速阶段，顾客受到的摩擦力方向水平向左
C. 加速阶段，顾客受到的扶梯的支持力大于重力
D. 加速阶段，顾客受到的合力方向如图中箭头所示方向
三、实验题（本大题共2小题，共15分）
13.在用电火花计时器“研究匀变速直线运动”的实验中，如图所示的是一次记录小车运动情况的纸带，图中按时间先后选取A、B、C、D、E为相邻的计数点，相邻计数点间还有四个点未画出。
(1)由纸带可知，小车向_____运动。(选填“左”或“右”)
(2)根据运动学公式可求得vB=1.25m/s，vC=_____m/s，vD=_____m/s。
(3)利用求得的数值作出小车的v−t图线_______(以打A点时开始记时)，并根据作出的图线求出小车运动的加速度a=_____m/s2(计算结果保留2位小数)。
(4)将图线延长与纵轴相交，交点的纵坐标的物理意义是_____。
14.某实验小组用图甲所示电路测量电源E的电动势和内阻，图中电压表V的最大量程为3V，虚线框内为用电流计G改装的电流表。
(1)已知电流计G的满偏电流IG=200mA、内阻rG=0.30Ω，电路中已将它改装为最大量程600mA的电流表，则R1=_____Ω。
(2)通过移动变阻器R的滑片，得到多组电压表V的读数U和电流计G的读数，作出如图乙的图象。某次测量时，电压表V的示数如图丙，则此时电压表的读数为_____V，通过电源E的电流为_____mA。
(3)电源E的电动势等于_____V，内阻等于_____Ω(结果取三位有效数字)。
四、计算题（本大题共4小题，共37分）
15.一束电子流在经U=5000V的加速电压加速后，以速度v0在与两极板等距离处垂直进入平行板间的匀强电场，如图所示。若两板间距离d=1.0cm，板长l=5.0cm，那么要使电子能从平行板间飞出，两个极板上最大能加多大电压？
16.如图所示，线圈面积为S，线圈平面与磁感应强度为B的匀强磁场方向垂直。设图示情况下的磁通量为正值。问：
(1)此时穿过线圈平面的磁通量为多少？
(2)线圈从初始位置绕OO′轴转过60°时，穿过线圈平面的磁通量为多少？
(3)线圈从初始位置转过180°时，穿过线圈平面的磁通量变化了多少？
17.现有一三棱柱工件，由透明玻璃材料制成。如图所示，其截面ABC为直角三角形，∠ACB=30°，现在有一条光线沿着截面从AC边上的O点以45°的入射角射入工件折射后到达BC边的中点并发生了全反射后垂直于AB边射出。已知光在空气中的传播速度为c。
(1)求透明玻璃材料的折射率。
(2)若BC=a，求光线在玻璃材料内传播的时间。
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18.如图，光滑水平面AB与粗糙竖直面内的半圆形导轨在B点相连接，导轨半径为R，一质量为m的静止小球在A处压缩弹簧，释放后，小球向右运动，当它经过B点进入导轨瞬间对导轨的压力是其重力的7倍，之后向上运动恰能通过轨道顶点C，不计空气阻力，试求：
(1)小球释放时，弹簧的弹性势能；
(2)小球从B到C过程中产生的摩擦热；
(3)小球离开C点即将落回水平面时的动能。
答案和解析
1.【答案】B
【解析】既有大小，又有方向的物理量称为矢量；只有大小，没有方向的物理量称为标量，其中速度、位移、力、加速度为矢量，而路程、时间、质量为标量；则质量和时间全部为标量；
故选B。
2.【答案】B
【解析】从绳恰好伸直到人第一次下降至最低点的过程中，刚开始时重力大于弹力，根据牛顿第二定律得
mg−F=ma
加速度向下，速度向下，人向下做加速运动，拉力在变大，加速度在减小，当拉力等于重力时，速度达到最大，后来重力小于弹力，
F−mg=ma
加速度向上，速度向下，人向下做减速运动，直到速度减为零，拉力达到最大值。
A.由上述分析可知，人在最低点时，绳对人的拉力大于人所受的重力，A错误；
B.加速度先向下，后向上，人先失重后超重，B正确；
C.绳的拉力等于重力时，人的速度最大，C错误；
D.绳对人的拉力一直是竖直向上，D错误。
故选B。
3.【答案】D
【解析】对C进行受力分析，设C受到B的支持力大小为 FB ，由共点力平衡有
FAcs60∘=FBcs60∘
且
FAsin60∘+FBsin60∘=G
解得
FA= 33G
对A进行受力分析，有
f=FAcs60∘= 36G
故选D。
4.【答案】B
【解析】振幅反映了振动的强弱，可知做简谐运动的质点，其振动能量与振幅有关，A正确；做简谐运动的物体经过平衡位置时的回复力一定为0，但所受合外力不一定为零，如振幅很小的单摆运动到最低点时受到的合外力就不等于0，B错误；根据单摆的周期公式 T=2π lg 可知，单摆做简谐运动的周期跟振幅及摆球质量无关，C正确；根据发生共振的条件可知，当外力的频率等于单摆的固有频率时，单摆做受迫振动的振幅最大，若外力的频率大于单摆的固有频率，则外力的频率越大，单摆的振幅越小，D正确．故本题应选B．
5.【答案】C
【解析】【分析】
本题考查了识别、理解振动图象和波动图象的能力，以及把握两种图象联系的能力，同时掌握由振动图象来确定波动图象的传播方向。
根据质点P点的振动图象，可确定出t=0.75s时质点P的振动方向，由波形平移法判断波的传播方向。由波动图象读出波长，由振动图象读出质点的振动周期，从而求得波速。由波的传播方向来确定质点L和N的振动方向。横波在介质中沿x轴传播，介质中质点不随着波迁移。该波长越大，越容易发生明显的衍射。
【解答】
A.从振动图象可知，在t=0.75s时，P点振动方向向下，所以波向左传播，由甲图知，λ=4m，由乙图知，T=2s，所以波速为v=λT=2m/s，故A正确，不合题意；
B.由波动图象可知，质点L与质点N平衡位置间距为半个波长，因此它们的运动方向总是相反，故B正确，不合题意；
C.t=1.0s时，质点P处于平衡位置，并正在往波谷运动，即正在往负方向运动，故C错误，符合题意；
D.对照发生明显衍射现象的条件知，该波长越大，则容易发生明显的衍射，故D正确，不合题意。
6.【答案】C
【解析】A.频率相同、相位差恒定的两列波叠加，才能产生稳定的干涉图样，故A错误；
B.扬声器纸盆的振动是受迫振动，受迫振动的周期等于驱动力的周期，故B错误；
C.“未见其人，先闻其声”的现象，说明声波比光波更易发生明显衍射，故C正确；
D.我们在地球上接收到来自遥远星球的光波的频率变低，可以判断该星球正在远离近我们，故D错误。
故选C。
7.【答案】D
【解析】【分析】
感应电流产生的条件是穿过闭合电路的磁通量发生变化，根据这个条件分析判断有没有感应电流产生。
产生感应电流的条件细分有两个：一是电路要闭合；二是磁通量要发生变化。
【解答】
A.如图(a)所示，导体 AB 顺着磁感线运动，通过闭合回路的磁通量不变，回路中没有感应电流，故A错误；
B.如图(b)所示，条形磁铁插入线圈中不动，线圈中磁通量不变，没有感应电流产生，故B错误；
CD.如图(c)所示，开关一直接通，小螺线管 A 插入大螺线管 B 中不动，只要移动滑片，电路中的电流就发生变化，A产生的磁场就发生变化，B中的磁通量会发生变化，电路中就有感应电流，故C错误，D正确。
故选D。
8.【答案】B
【解析】【分析】
根据产生感应电流的条件判断各个选项：(1)闭合电路；(2)磁通量发生变化。
本题考查了产生感应电流的条件，关键是磁通量要发生变化，而不是线圈有磁通量穿过。基本题。
【解答】
解：A、闭合线圈在垂直于匀强磁场方向在磁场中向右平移时，磁通量没有变化，不能产生感应电流，故A错误；
B、图中条形磁体附近的金属框从A位置向B位置运动过程中，穿过金属框的磁通量先减小后增大，与线圈在同一水平面时，磁通量最小，B正确；
C、该图中的矩形线圈始终与磁场方向平行，磁通量为0且不变，故C错误；
D、开关S闭合瞬间，M线圈中的磁通量瞬间变大，N中的磁通量也变大，磁通量发生变化，有感应电流的产生，故D错误。
故选：B。
9.【答案】ABD
【解析】【分析】
本题考查光的折射，目的是考查学生的推理论证能力。根据题意做出光路图，根据折射定律求出折射率，根据几何关系分析DA间距以及γ，光在三棱镜中的传播速度v=cn，进而求出传播时间。
【解答】
作出的光路图如图所示，因入射光平行于BC边，故入射角i=60∘，在AC边，折射角β=90∘−θ=60∘，由几何关系知γ+α=∠A=60∘，根据折射定律有n=sinisinγ=sinβsinα，解得γ=α=30∘，n= 3，选项A、B均正确，选项C错误;
光在三棱镜中的传播速度v=cn，根据几何关系有DE=L，该单色光从D点传播到E点的时间tDE=DEv= 3Lc，选项D正确。
10.【答案】AB
【解析】A.题中 I−U 图象斜率的倒数表示电阻， R1 的斜率大于 R2 的斜率，故两电阻的阻值为 R1 小于 R2 ，故A正确；
B.根据并联电路各支路电压相等，即
U=I1R1=I2R2
则两电阻并联时，通过 R1 的电流大于 R2 的电流，故B正确；
C.根据串联电路电流处处相等，则
U1=IR1 ， U2=IR2
则两电阻串联时， R1 两端电压小于 R2 两端电压，故C错误；
D.根据
P1=I2R1 ， P2=I2R2
两电阻串联时， R1 消耗的功率小于 R2 消耗的功率，故D错误。
故选AB。
11.【答案】AD
【解析】CD.设汽车经过A路标时速度为v，又由于汽车在AB段速度增加量为 Δv=2m/s ，故通过B时速度为v+2，同理通过C时速度为v+6，根据匀变速直线运动的速度与位移关系
v+22−v2=2a⋅AB
v+62−v+22=2a⋅BC
联立解得
v=2m/s
a=2m/s2
故C错误，D正确；
A.汽车在AB段的平均速度大小
v=v+v+22=2+2+22m/s=3m/s
故A正确；
B.汽车在BC段的平均速度大小为
v′=2+2+2+62m/s=6m/s
汽车从B处运动到C处的时间为
t=BCv′=2s
故B错误。
故选AD。
12.【答案】ACD
【解析】解：在慢慢加速的过程中，物体加速度与速度同方向，合力斜向右上方，因而顾客受到的摩擦力与接触面平行水平向左，支持力竖直向上，支持力大于重力，
在匀速运动的过程中，顾客处于平衡状态，只受重力和支持力，顾客与电梯间的摩擦力等于零，扶梯对顾客的作用仅剩下弹力，方向沿竖直向上；故ACD正确，B错误；
分加速和匀速两个过程对顾客进行运动分析和受力分析。
本题关键要分两个过程研究，加速过程可以先找出加速度方向，然后得出合力方向，结合物体的受力情况，可以得出各个力的大小情况；匀速过程二力平衡，与运动方向无关．
13.【答案】(1)左；(2)2.27；3.29；(3) 10.20；(4)打点计时器打下点A时纸带对应的速度。
【解析】【分析】
根据纸带相邻相等时间间隔内的位移差相等可以判定小车做匀加速运动。
纸带实验中，若纸带匀变速直线运动，测得纸带上的点间距，利用匀变速直线运动的推论，可计算出打出某点时纸带运动的瞬时速度和加速度。
要注意单位的换算。对于纸带的问题，我们要熟悉匀变速直线运动的特点和一些规律。
【解答】
(1)小车匀加速运动，点迹间距变大，所以小车向左运动。
(2)由于相邻计数点间还有四个点未画出，所以相邻的计数点间的时间间隔T=0.1s
根据匀变速直线运动中时间中点的速度等于该过程的平均速度
vC=xBD2T=0.528−
vD=xCE2T=0.908−
(3)小车的v−t图像，如图所示
v−t图像的斜率表示小车的加速度，a=3.29−
(4)将图线延长与纵轴相交，交点的纵坐标大约是0.23m/s，根据图像的纵轴表示某一时刻的瞬时速度，则可知此速度的物理意义是打点计时器打下点A时纸带对应的速度。
14.【答案】 0.15 2.60 300 2.94##2.95##2.96 1.05
【解析】(1)[1]要并联的电阻
R1=IGrGI−IG=200×0.3600−200Ω=0.15Ω
(2)[2][3]电压表的最小刻度为0.1V，则读数为2.60V，由图像读出电流表G的读数100mA，通过电源的电流等于通过电流计电阻的3倍，则通过电源E的电流为300mA。
(3)[4][5]由图像纵轴截距可知，电源电动势为
E=2.95V
通过电源的电流等于通过电流计电阻的3倍，则当电流计电流为160mA时，通过电源的电流为3×160mA=480mA=0.48A，改装后的电流表内阻为
RA=0.3×0.150.3+0.15Ω=0.1Ω
则电源内阻
r=ΔUΔI−RA=2.95−Ω−0.1Ω=1.05Ω
15.【答案】400V
【解析】加速过程中，由动能定理有：
eU=12mv02 。
进入偏转电场，电子在平行于板面的方向上做匀速直线运动，有
l=v0t 。
在垂直于板面的方向，电子做匀加速直线运动，
加速度 a=Fm=eU′dm ，偏移的距离 y=12at2 。
电子能飞出的条件 y≤d2 。
联立解得 U′≤2Ud2l2=2×5000×1.0×10−45.0×10−22V=4.0×102V ，
即要使电子能飞出，两极板上所加电压最大为400V。
16.【答案】(1) BS ；(2) 12BS ；(3) −2BS
【解析】(1)以图示情况下的磁通量为正值，则此时穿过线圈平面的磁通量为
Φ0=BS
(2)线圈从初始位置绕OO＇轴转过60°时，穿过线圈平面的磁通量为
Φ1=BScs60∘=12BS
(3)线圈从初始位置转过180°时，穿过线圈平面的磁通量为
Φ2=BScs180∘=−BS
则穿过线圈平面的磁通量变化了
ΔΦ=Φ2−Φ0=−2BS
17.【答案】(1)光路图如图所示
DE光线垂直AB射出，所以 ∠EDB=∠ODC=30∘ ，折射角 r=30∘ ，
所以 n=sin45∘sin30∘= 2；
(2)由几何关系可知， ODcs30∘=12CD=14CB ，所以 OD= 36a ， DE=BDcs 30∘= 3a4 ，因为 n=cv ，所以 v=cn= 2c2 ， t=OD+DEv=5 6a12c。

【解析】①根据题意画出光路图，由几何关系求出光线进入AC边时的折射角，再由折射定律求透明玻璃材料的折射率。
②先由几何关系求光线在玻璃材料内传播的距离，由v=cn求出光线在玻璃材料内传播的速度，从而求得传播时间。
本题是折射定律和几何知识的综合应用，作出光路图，由几何关系求折射角和光程是解题的关键。
18.【答案】(1) 3mgR ；(2) mgR2 ；(3) 5mgR2
【解析】(1)小球向右运动，当它经过 B 点进入导轨瞬间对导轨的压力是其重力的7倍，根据牛顿第三定律，对小球分析有
7mg−mg=mvB2R
根据能量守恒定律有
Ep=12mvB2
解得
Ep=3mgR
(2)小球向上运动恰能通过轨道顶点 C ，则有
mg=mvC2R
根据能量守恒定律，小球从 B 到 C 过程中产生的摩擦热
Q+mg⋅2R=12mvB2−12mvC2
的
Q=mgR2
(3)小球离开 C 点后做平抛运动，根据动能定理有
mg⋅2R=Ek−12mvC2
解得
Ek=5mgR2