河南省创新发展联盟2023-2024学年高二上学期12月月考物理题（解析版）.docx

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2023年秋季河南省高二第四次联考物理试卷本试卷满分100分，考试用时75分钟。注意事项：1.答题前，考生务必将自己的姓名、考生号、考场号、座位号填写在答题卡上。2.回答选择题时，选出每小题答案后，用铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其他答案标号。回答非选择题时，将答案写在答题卡上。写在本试卷上无效。3.考试结束后，将本试卷和答题卡一并交回。一、单项选择题：本题共7小题，每小题4分，共28分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。1.下列关于磁感线的叙述中正确的是（）A.磁感线是磁场中实际存在的一些曲线B.在磁场中，磁感线不可以相交C.磁感线从磁体的N极发出，终止于S极D.铁屑在磁场中规则排列而组成曲线就是磁感线【答案】B【解析】【详解】A．磁感线是人们为了描述磁场而假想的曲线，不是磁场中实际存在的一些曲线，故A错误；B．在磁场中，任何两条磁感线都不相交，因为在磁场中的任一点，磁场方向只有一个，若磁感线相交，交点处切线方向有两个，表示磁场方向有两个，故B正确；C．磁感线在磁体的外部是从磁体的N极出发回到S极，在磁体的内部，磁感线是从磁体的S极出发，回到N极，是闭合的曲线，故C错误；D．铁屑在磁场中规则排列而组成的曲线能模拟磁感线的形状，但并不是磁感线，故D错误。故选B。2.秋冬时节空气干燥，容易摩擦起电。带有静电的人身上电压可达到几千伏，当人的手指靠近金属导体时会产生很强的电场从而击穿空气，发生放电现象。关于这种现象，下列说法正确的是（）A.发生放电现象时，金属导体内的正负电荷同时转移B.放电过程中，正电荷发生定向移动C.手指与金属导体距离越近，越容易发生放电现象D.放电过程中，移动电荷的电势能一定变大【答案】C第18页/共18页学科网（北京）股份有限公司 2023年秋季河南省高二第四次联考物理试卷本试卷满分100分，考试用时75分钟。注意事项：1.答题前，考生务必将自己的姓名、考生号、考场号、座位号填写在答题卡上。2.回答选择题时，选出每小题答案后，用铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其他答案标号。回答非选择题时，将答案写在答题卡上。写在本试卷上无效。3.考试结束后，将本试卷和答题卡一并交回。一、单项选择题：本题共7小题，每小题4分，共28分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。1.下列关于磁感线的叙述中正确的是（）A.磁感线是磁场中实际存在的一些曲线B.在磁场中，磁感线不可以相交C.磁感线从磁体的N极发出，终止于S极D.铁屑在磁场中规则排列而组成曲线就是磁感线【答案】B【解析】【详解】A．磁感线是人们为了描述磁场而假想的曲线，不是磁场中实际存在的一些曲线，故A错误；B．在磁场中，任何两条磁感线都不相交，因为在磁场中的任一点，磁场方向只有一个，若磁感线相交，交点处切线方向有两个，表示磁场方向有两个，故B正确；C．磁感线在磁体的外部是从磁体的N极出发回到S极，在磁体的内部，磁感线是从磁体的S极出发，回到N极，是闭合的曲线，故C错误；D．铁屑在磁场中规则排列而组成的曲线能模拟磁感线的形状，但并不是磁感线，故D错误。故选B。2.秋冬时节空气干燥，容易摩擦起电。带有静电的人身上电压可达到几千伏，当人的手指靠近金属导体时会产生很强的电场从而击穿空气，发生放电现象。关于这种现象，下列说法正确的是（）A.发生放电现象时，金属导体内的正负电荷同时转移B.放电过程中，正电荷发生定向移动C.手指与金属导体距离越近，越容易发生放电现象D.放电过程中，移动电荷的电势能一定变大【答案】C第18页/共18页学科网（北京）股份有限公司 【解析】【详解】A．发生放电现象时，金属导体内的正电荷是原子核不能移动，只有负电荷运动，A错误；B．放电过程中，负电荷发生定向移动，B错误；C．手指与金属导体距离越近，电场强度越大，越容易发生放电现象，C正确；D．放电过程中，电场力的方向与电荷的运动方向相同，电场力对移动的电荷做正功，电荷的电势能一定变小，D错误。故选C。3.下列各图的线圈或回路中能产生感应电流的是（）A.B.C.D.【答案】B【解析】【详解】A．该图线圈不闭合，不能产生感应电流，故A错误；B．金属框向右匀速运动的过程中，穿过该闭合金属框的磁通量减少，能产生感应电流，故B正确；C．该图中两金属棒以相同的速度运动，则穿过闭合回路的磁通量不会发生变化，闭合回路中不会产生感应电流，故C错误；D．该图中直线电流产生的磁场在下面的水平放置的圆形线框中的磁通量为零，增大通入的电流时，穿过线框的磁通量总为零，则线圈框中不会产生感应电流，故D错误；故选B。4.甲、乙两物块沿光滑水平面在同一直线上运动并发生正碰，图为两物块碰撞前后的位移—时间图像，其中a、b分别为甲、乙两物块碰前的位移—时间图像，c为碰撞后两物块共同运动的位移—时间图像，若乙物块的质量m=2kg，则由图判断，下列结论正确的是（）第18页/共18页学科网（北京）股份有限公司 A.甲物块的质量为5kgB.甲物块碰撞前的动量大小为6kg·m/sC.碰撞过程中甲、乙所受力的冲量相同D.碰撞过程中甲、乙两物块组成的系统损失的动能为15J【答案】D【解析】【详解】A．甲乙两物块碰撞前的速度分别为和，碰撞后两物块的速度为，两物块碰撞过程动量守恒，则解得故A错误；B．甲物块碰撞前的动量为所以甲物块碰撞前的动量大小为，故B错误；C．碰撞过程中甲、乙所受力等大反向，冲量是矢量，所以碰撞过程中甲、乙所受力的冲量方向不同，故C错误；D．根据能量守恒定律得故D正确。故选D。5.如图所示，竖直平面内有三根轻质细绳，绳1水平，绳2与水平方向成角，为结点，竖直绳3的下端栓接一质量为、长度为的垂直于纸面放置的金属棒。金属棒所在空间存在竖直向上，磁感应强度大小为B的匀强磁场，整个装置处于平衡状态。现给金属棒通入方向向里，大小由零缓慢增大的电流，电流的最大值为，可观察到绳3转过的最大角度为。已知重力加速度为，则在此过程中，下列说法正确的是（　　）第18页/共18页学科网（北京）股份有限公司 A.绳1的拉力先增大后减小B.绳2的拉力先增大后减小C.绳3的拉力最大值为D.金属棒中电流的值为【答案】C【解析】【详解】AB．对整体分析，重力大小和方向不变，绳1、2弹力方向不变，根据左手定则，安培力水平向右逐渐增大，有平衡条件得，水平方向竖直方向则电流逐渐变大，则F1增大、F2不变，故AB错误；C．当电流增大到时，安力与力的合力最大，即绳3的拉力最大最大值为故C正确；D．对金属棒受力分析得得第18页/共18页学科网（北京）股份有限公司 故D错误。故选C。6.两个带等量负电的点电荷固定在图中M、N两点，PQ为MN连线的中垂线，交MN于O点，A点为PQ上的一点。取无限远处的电势为零，一电子仅在静电力作用下运动。下列说法正确的是（）A.若电子从A点由静止释放，则其将由A点向O点运动，此过程中加速度大小可能减小B.若电子从A点由静止释放，则其将以O点为对称中心做往复运动C.若电子从A点由静止释放，则静电力对其做正功，电势能减小D.若在A点给电子一个合适的初速度，则它可以做类平抛运动【答案】C【解析】【详解】AB．若电子从A点由静止释放，电子受斥力作用由A点向P运动，O点场强和无穷远场强为零，则加速度可能减小，也可能先增大后减小，AB错误；C．若电子从A点由静止释放，由AB可知，静电力对其做正功，电势能减小，C正确；D．电子不可能受到恒定电场力作用，不会做类平抛运动，D错误。故选C。7.我国最北的城市漠河地处高纬度地区，在晴朗的夏夜偶尔会出现美丽的彩色“极光”，如图甲所示。极光是宇宙中高速运动的带电粒子受地磁场影响，与空气分子作用的发光现象。若宇宙粒子带正电，因入射速度与地磁场方向不垂直，故其轨迹偶成螺旋状如图乙所示（相邻两个旋转圆之间的距离称为螺距）。下列说法正确的是（）第18页/共18页学科网（北京）股份有限公司 A.带电粒子进入大气层后与空气发生相互作用，在地磁场作用下的旋转半径会越来越大B.若越靠近两极地磁场越强，则随着纬度的增加，以相同速度入射的宇宙粒子的运动半径越大C.当不计空气阻力时，若入射粒子的速率不变，仅减小与地磁场的夹角，则旋转半径减小，而螺距不变D.漠河地区看到的“极光”将以顺时针方向（从下往上看）向前旋进【答案】D【解析】【详解】A．带电粒子进入大气层后，由于与空气相互作用，粒子的运动速度会变小，在洛伦兹力作用下的偏转半径会变小，故A错误；B．若越靠近两极地磁场越强，则随着纬度的增加地磁场变强，其他条件不变，则半径变小，故B错误；C．当不计空气阻力时，将带电粒子的运动沿磁场方向和垂直于磁场方向进行分解，沿磁场方向将做匀速直线运动，垂直于磁场方向做匀速圆周运动。若带电粒子运动速率不变，与磁场的夹角变小，则速度的垂直分量变小，故粒子在垂直于磁场方向的运动半径会减少，即直径D减小。而速度沿磁场方向的分量变大，故沿磁场方向的匀速直线运动将变快，则螺距将增大。故C错误。D．漠河地区的地磁场竖直分量是竖直向下的，宇宙粒子入射后，由左手定则可知，从下往上看将以顺时针的方向向前旋进，故D正确。故选D。二、多项选择题：本题共3小题，每小题6分，共18分。在每小题给出的四个选项中，有多项符合题目要求。全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。8.如图所示，框架面积为S，框架平面与磁感应强度为B的匀强磁场方向垂直，则下列有关穿过平面的磁通量的情况表述正确的是（）第18页/共18页学科网（北京）股份有限公司 A.磁通量有正负，所以是矢量B.若使框架绕转过60°角，磁通量C.若框架从初始位置绕转过90°角，磁通量为0D.若框架从初始位置绕转过180°角，磁通量变化量为0【答案】BC【解析】【详解】A．磁通量有正负，但磁通量是标量，故A错误；B．使框架绕转过60°角，磁通量为故B正确；C．若框架从初始位置绕转过90°角，线圈平面与磁场平行，磁通量为0，故C正确；D．若框架从初始位置绕转过180°角，磁通量变化量为故D错误。故选BC。9.如图甲所示，洛伦兹力演示仪是由励磁线圈（也叫亥姆霍兹线圈）、洛伦兹力管和电源控制部分组成的。励磁线圈是一对彼此平行的共轴串联的圆形线圈，它能够在两线圈之间产生匀强磁场。洛伦兹力管的圆球形玻璃泡内有电子枪，能够连续发射出电子，电子经加速电压加速，在玻璃泡内运动时，可以显示出电子运动的径迹。某次实验观察到电子束打在图乙中的P点，下列说法正确的是（）A.图乙中励磁线圈的电流方向为逆时针方向B.若使得电子的径迹为一个完整的圆，可以加大励磁线圈的电流C.若使得电子的径迹为一个完整的圆，可以增加加速电压第18页/共18页学科网（北京）股份有限公司 D.若已知加速电压U及两线圈间的磁感应强度B，则可通过测量圆形径迹的直径来估算电子的电荷量【答案】AB【解析】【详解】A．由乙图可知，电子自左向右运动且向上偏转，由左手定则可知，励磁线圈产生的磁场方向应垂直直面向外，再由安培定则可知，励磁线圈中的电流方向为逆时针方向，故A正确；B．根据洛伦兹力提供向心力得加大励磁线圈的电流，则励磁线圈产生的磁场增强，因此电子运动轨迹半径减小，故B正确；C．对电子加速运动，由动能定理可知，增加加速电压可以增大入射速度v，从而增大轨迹半径R，故C错误；D．由上面关系式联立可得则还需要知道电子质量才可估算电子电荷量，故D错误；故选AB。10.如图所示，空间存在水平向右的匀强电场，长L=0.12m的绝缘轻杆上端连接在O点。有一质量m=0.3kg、电荷量q=+0.5C的带电金属小球套在绝缘轻杆上，球与杆间的动摩擦因数μ=0.75。当杆竖直固定放置时，小球恰好能匀速下滑。当轻杆与竖直方向的夹角为θ时，小球在下滑过程中与杆之间的摩擦力恰好为0。取重力加速度大小g=10m/s2。下列说法正确的是（）A.匀强电场的电场强度大小为8N/CB.匀强电场的电场强度大小为6N/C第18页/共18页学科网（北京）股份有限公司 C.θ=37D.若保持θ角不变，将小球从O点由静止释放，小球离开杆时的速度大小为2m/s【答案】AD【解析】【详解】AB．杆竖直放置时，小球恰好能匀速下滑，则有解得A正确，B错误；C．当轻杆与竖直方向的夹角为θ时，小球在下滑过程中与杆之间的摩擦力恰好为0，说明小球与杆之间无压力，重力与电场力的合力沿杆向下，有解得C错误；D．若保持θ角不变，将小球从O点由静止释放，设小球加速度为，有设小球离开杆时的速度大小为，有解得D正确。故选AD。三、非选择题：共54分。11.“祖冲之”实验小组用如图甲所示的装置通过A、B两球的碰撞来验证动量守恒定律。先将A球从斜槽轨道上某点由静止释放，在水平地面的记录纸上留下压痕，重复实验多次，记下平均落地点P；再把同样大小的B球放在斜槽轨道水平段的最右端，让A球仍从同一位置由静止释放，和B第18页/共18页学科网（北京）股份有限公司 球相碰后，两球分别落在记录纸上的不同位置，重复实验多次，记下平均落地点M、N，图中O点为斜槽轨道水平段的最右端悬挂的重垂线所指位置。（1）为完成此实验，以下所提供的器材中必需的是____________；A．螺旋测微器B．打点计时器C．天平D．秒表（2）实验中需要满足的条件是____________；A．轨道末端必须水平B．A球的半径必须大于B球的半径C．轨道必须光滑D．A球的质量必须小于B球的质量（3）经测定，A、B两球的质量分别为mA=35g、mB=7g，小球落地点的位置距O点的距离如图乙所示。利用此次实验中测得的数据计算碰撞前的总动量p与碰撞后的总动量的比值为__________（结果保留两位有效数字）。若碰撞是弹性碰撞，还应满足的关系式为__________（用题中所给物理量的符号表示）。【答案】①.C②.A③.0.98④.【解析】【详解】（1）[1]本实验不需要测量时间，所以不用打点计时器和秒表。实验中测量距离用刻度尺而不用螺旋测微器，实验需要测量小球质量，则所提供的器材中必需的是天平。故选C。（2）[2]A．实验是通过平抛运动来研究小球碰撞前后的速度，则为使小球能做平抛运动，轨道末端必须水平，故A正确；B．为使两小球发生对心正碰，则A球的半径必须等于B球的半径，故B错误；C第18页/共18页学科网（北京）股份有限公司 ．实验只需要小球每次到达轨道末端的速度相等，轨道的摩擦就不会产生误差，所以每次只要让小球都从同一位置由静止释放即可，轨道不必光滑，故C错误；D．为使碰撞后A球不反弹，则A球的质量必须大于B球的质量，故D错误。故选A。（3）[3]由于小球做平抛运动的高度相同，则它们的运动时间t相同，则碰撞前小球A的速度为则系统碰撞前的总动量为碰撞后小球A、B的速度分别为，则系统碰撞后的总动量为联立可得，碰撞前的总动量p与碰撞后的总动量的比值为[4]碰撞是弹性碰撞，则系统机械能守恒，根据机械能守恒有整理可得即还应满足的关系式为。12.小明同学想要探究离子浓度对饮用水导电率的影响，实验操作如下：取100mL饮用水加入适量的食盐，搅拌溶解得到未饱和食盐溶液，为了方便测量溶液的电阻，取部分溶液装入绝缘性良好的塑料圆柱形容器内，容器两端用金属圆片电极密封，如图甲所示。（1）小明同学先用多用电表粗测其电阻，将选择开关置于欧姆“100第18页/共18页学科网（北京）股份有限公司 ”挡位置，在欧姆调零后测量其阻值时记录电表指针偏转如图乙所示，该电阻的阻值为___________Ω。（2）为了准确测量封装筒内封装溶液的电阻，实验室提供了下列器材：A.干电池两节（每节干电池电动势约为1.5V，内阻可忽略）；B.灵敏电流表G（量程为0~0.5mA，内阻等于120Ω）；C.电压表V1（量程为0~3V，内阻约为4kΩ）；D.电压表V2（量程为0~15V，内阻约为7kΩ）；E.滑动变阻器R1（最大阻值为10Ω）；F.电阻箱R2（最大阻值为9999.9Ω）；G.开关、导线若干该同学用伏安法完成测量，除干电池、开关、导线和滑动变阻器R1外，还应选择的电压表是__________（填写器材前面的字母）。灵敏电流表G的量程不够，应该让其与F并联，并调整至__________Ω，将其改装为量程为2mA的电流表。小明同学已经完成了部分电路设计，如图丙所示，请将剩余的电路图画在虚线框内（在图中标上必要的电学符号，待测电阻用Rx表示）。______【答案】①.1900②.C③.40.0④.【解析】【详解】（1）[1]该电阻的阻值为（2）[2]两节干电池的电动势约为3V，电压表应选择量程为0~3V的电压表，故选C。（3）[3]根据电流表改装原理电阻箱阻值应调整为（4）[4]改装后的电流表内阻为已知量，电流表的分压值可以计算得出，为准确测出待测电阻的阻值，电流表应采用内接法，剩余的电路图如图所示。第18页/共18页学科网（北京）股份有限公司 13.一质量为m、电荷量为q（q>0）的粒子以速度v垂直y轴进入第一象限，后垂直x轴射出，粒子只受洛伦兹力作用，磁感应强度大小为B，方向垂直纸面向外，磁场区域是等腰梯形，求：（1）粒子在磁场中运动的时间t；（2）等腰梯形面积的最小值S。【答案】（1）；（2）【解析】【详解】（1）设粒子在磁场中做匀速圆周运动的半径为R解得（2）粒子在第一象限的运动轨迹如图由几何关系可得等腰梯形下底高第18页/共18页学科网（北京）股份有限公司 上底面积的最小值解得14.如图所示，水平地面上静止放置着物块B和C，相距l=1.0m。物块A以速度v0=10m/s沿水平方向与B发生正碰。碰撞后A和B牢固地粘在一起向右运动，并再与C发生正碰，碰后瞬间C的速度v=2m/s。已知A和B的质量均为m，C的质量为A质量的k倍，物块A、B、C与地面的动摩擦因数均为μ=0.45，假设碰撞时间极短，取重力加速度大小g=10m/s2。（1）求A、B碰后瞬间的速度；（2）求A、B整体与C碰撞前瞬间的速度；（3）根据A、B整体与C的碰撞过程分析k的取值范围。【答案】（1）；（2）；（3）【解析】【详解】（1）设A、B碰撞后的速度为v1，A、B碰撞过程，由动量守恒定律得解得（2）设与C碰撞前瞬间A、B整体的速度为v2，由动能定理得第18页/共18页学科网（北京）股份有限公司 联立以上各式解得（3）若A、B整体与C发生完全非弹性碰撞，由动量守恒定律得代入数据解得若A、B整体与C发生弹性碰撞，由动量守恒定律和能量守恒定律得联立以上两式解得，代入数据解得综上所得，k的取值范围为15.固定在水平桌面上的水平粗糙导轨处于垂直桌面向上的匀强磁场中，磁感应强度大小B=1T，导轨间距L=1m。左侧接有定值电阻R=2Ω。如图甲所示（俯视图），一质量m=2kg、阻值r=2Ω的金属棒在水平拉力F的作用下由静止开始从CD处沿导轨向右加速运动，金属棒的v-x图像如图乙所示。若金属棒与导轨间的动摩擦因数μ=0.25，则金属棒在从起点出发到发生x=1m位移的过程中，取重力加速度大小g=10m/s2，求：（1）金属棒克服安培力做的功W1；（2）拉力F做的功W；（3）整个过程系统产生的总热量Q。第18页/共18页学科网（北京）股份有限公司 【答案】（1）；（2）；（3）【解析】【详解】（1）由速度图像得金属棒所受安培力解得则知FA与x是线性关系。当x=0时，安培力当x=1m时，安培力则金属棒从起点出发到发生x=1m位移的过程中，安培力做的功即金属棒克服安培力做的功（2）金属棒克服摩擦力做功根据动能定理得代入解得拉力做的功第18页/共18页学科网（北京）股份有限公司 （3）从能量守恒角度可知，外力做的功使系统产生热量和动能，故有第18页/共18页学科网（北京）股份有限公司