北京市顺义区第一中学2022-2023高二下学期3月月考物理试卷（答案）考试试卷

(
10
) (
t
/10
-2
s
) (
- 10
图
2
) (
10
) (
- 10
图
1
)
顺义一中 2022 –2023 学年第二学期高二物理月考试卷
Ⅰ卷
一、单选题 (每题 3 分，共 42 分)
1 ．手机通信系统主要由手机、基站和交换网络组成，信号通过电磁波传播。下列关于电磁 波的说法正确的是
A ．电磁波在空气中不能传播
B ．只要有变化的电场和磁场，就能产生电磁波
C ．利用电磁波不能传递信号和能量
D ．要有效发射电磁波，振荡电路要有足够高的振荡频率
2．如图所示，一通电直导线位于匀强磁场中，导线与磁场方向垂直。当导线中的电流为 I
时，通电导线所受安培力的大小为 F。 当该导线中的电流变为 2I 时，
B
保持其他条件不变，通电导线所受安培力的大小为 I
A ． B ．F C ．2F D ．4F
3 ．如图所示为交流发电机的示意图，矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场的轴 OOp 匀速转 动，发电机的电动势随时间的变化规律为e = 20sin100πt(V) 。下列说法正确的是 ( )
A ．此交流电的频率为100Hz
B ．此交流电动势的有效值为20V
C ．当线圈平面转到图示位置时产生的电动势为零
D ．当线圈平面转到图示位置时磁通量的变化率最大
4 ．如图所示为图 1 所示的方波电压和图2 所示的正弦交流电压，求图 1 和图 2 中电压有效
值之比为
(
C
．
1
：
1
D
．
1
：
2
)A ．2 ：1 B ． ：1
(
U
/
V
)U/V
(
t
/
)10-2 s
(
0
) (
1
2
)0
1 2
5.如图所示，一物体在与水平面成9 角的拉力 F 作用下匀速前进了时间 t ，则
A ．拉力 F 对物体的冲量大小为Ft B ．拉力 F 对物体的冲量大小为Ft cos9
C ．合外力对物体的冲量大小为Ft sin9 D ．合外力对物体的冲量大小为Ft cos9
高二物理选考 第 1 页 共 8 页
(
B
) (
A
．接近
A
环时，
A
环将远离磁铁
B
．接近
A
环时，
A
环将靠近磁铁
C
．
接近
B
环时，
B
环将靠近磁铁
D
．接近
B
环时，
B
环将远离磁铁
) (
N
)
6.如图所示，在光滑的水平面上有一辆平板车，人和车都处于静止状态。一个人站在车上用
大锤敲打车的左端。在连续的敲打下，下列说法正确的是
A ．车持续地向左运动 B ．车持续地向右运动
C ．大锤、人和车组成的系统动量守恒
D ．当大锤停止运动时，人和车也停止运动
7．2022 年 2 月 5 日，北京冬奥会短道速滑项目在首都体育馆开赛，中国队以2 分 37 秒 348 夺得混合团体冠军，比赛中“接棒”运动员 (称为“甲”) 在前面滑行，“交棒”运动员 (称为“乙” 从后面用力推前方“接棒”运动员完成接力过程，如图所示。假设交接棒过程中两运动员的速 度方向均在同一直线上，忽略运动员与冰面之间的摩擦。在交接棒过程，下列说法正确的是
A ．乙对甲的作用力大于甲对乙的作用力
B ． 甲、乙两运动员组成的系统机械能守恒
C ． 甲、乙两运动员相互作用力的冲量之和一定等于零
D ． 甲、乙两运动员相互作用力做功之和一定等于零
8.如图所示，虚线框 MNPQ 内存在匀强磁场，磁场方向垂直纸面向里。a 、b、
c 是三个质量和电荷量都相等的带电粒子，它们从 PQ 边上的中点沿垂直于磁场
的方向射入磁场，图中画出了它们在磁场中的运动轨迹。若不计粒子所受重力，
则
A.粒子 a 带负电，粒子b 、c 带正电
C.粒子 c 在磁场中的加速度最大
B.粒子 c 在磁场中的速度最大
D.粒子 c 在磁场中运动的时间最长
9 ．如图所示，A、B 都是很轻的铝环，分别吊在绝缘细杆的两端，杆可绕中间竖直轴在水平 面内转动，环 A 是闭合的，环 B 是断开的。若用磁铁 N 极分别接近这两个圆环，则下面说
法中正确的是
A
S
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(
B
甲
乙
) (
图
2
图
1
) (
A
.
只增加原线圈的匝数就可以增大原线圈
的
输
出电压
B
.
只增加原线圈的匝数就可以增大副线圈的
输
出电压
C
.
无论铁芯
B
是否
安装铁芯
A
上，
U
1
:
U
2
=
n
1
:
n
2
D
.
若铁芯
B
没有安装在铁芯
A
上
，
U
1
:
U
2
>
n
1
:
n
2
) (
n
2
) (
n
1
)
10． 如图 1 甲所示，一闭合线圈固定在垂直于纸面的匀强磁
(
i
)场中，且线圈平面与磁场垂直。设垂直纸面向里为磁感应强 B
(
所示，图甲中线圈上的箭头的方向为感应电流
i
的正方向。
)度 B 的正方向，磁感应强度 B 随时间而变化的情况如图 1 乙 0 12 34 t
则在图 2 中给出的线圈中感应电流 i 随时间而变化的图象可 图 1
能的是
i i i i
0 1 2 3 4 t 0 1 23 4 t 0 1 2 3 4 t 0 1 2 3 4 t
A B C D
图 2
11.如图 1 所示，100 匝的线圈 (图中只画了 2 匝) 两端 A 、B 与一个理想电压表相连。线
圈内有指向纸内方向的磁场，线圈中的磁通量在按
图 2 所示规律变化。下列说法正确的是
A ．电压表的示数为 150V ，A 端接电压表正接线柱
B ．电压表的示数为 50.0V ，A 端接电压表正接线柱
C ．电压表的示数为 150V ，B 端接电压表正接线柱
D ．电压表的示数为 50.0V ，B 端接电压表正接线柱
12.如图所示，Al 和 A2 是两个规格完全相同的灯泡，Al 与自感线圈 L 串联后接到电路中，A2 与可变电阻串联后接到电路中。先闭合开关 S ，缓慢调节电阻 R ，使两个灯泡的亮度相同， 再调节电阻 R1 ，使两个灯泡都正常发光，然后断开开关 S 。对于这个电路，下列说法中正确
的是 L A1
A ．再闭合开关 S 时，Al 先亮，A2 后亮
B ．再闭合开关 S 时，Al 和 A2 同时亮
(
R
A
2
R
1
)C ．再闭合开关 S ，待电路稳定后，重新断开开关 S ，A2 立刻熄灭，A1
过一会儿熄灭 E S
D．再闭合开关 S，待电路稳定后，重新断开开关 S，Al 和 A2 都要过一
会儿才熄灭
13. 图 1 所示为可拆变压器的零部件，其中铁芯 B 可以安装在铁芯 A 的横梁上以形成闭合铁 芯；原、副线圈的匝数分别为 n1 和 n2 ，将它们分别套在铁芯 A 的两臂上，则如图2 所示。 之后使原线圈与正弦式交流电源相连，并测得原、副线圈的电压分别为 U1 和U2 。下列说法
正确的是
(
铁
芯
A
线圈
n
2
n
1
线圈
铁
芯
B
)
(
图
2
)图 1
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14.为了节能和环保，一些公共场所用光敏电阻制作光控开关来控制照明系统，右图为电路
原理图。图中直流电源电动势为 3V ， 内阻可不计，R 为可变电阻，RG 为光敏电阻，其在不同照度下的阻值如下表 (照度是描述光的强弱的物 理量，光越强照度越大，lx 是它的单位) 。若控制开关两端电压升至 2V 时将自动开启照明系统，则以下说法正确的是
照度/lx 0.2 0.4 0.6 0.8 1.0 1.2
电阻 RG/k 75 40 28 23 20 18
A ．若将 R 接入电路的阻值调整为 20 k ，则当照度降低到1.0 时启动 照明系统
照明系统
控制开关
RG R
B ．若要使照明系统在照度降低到 1.2 时启动，则要将 R 接入电路的阻值调整为 36 k
C ．若要在光照更暗时启动照明系统，应将 R 接入电路的阻值调小
D ．R 接入电路的阻值不变时，照度越小，控制开关两端的电压越大
Ⅱ卷
三、填空题 (共 12 分 )
15.在“验证动量守恒定律”的实验中，先让质量为 m1 的 A 球从斜槽轨道上某一固定位置 S 由静止开始滚下，从轨道末端水平抛出，落到位于水平地面的复写纸上，在复写纸下面的白
纸上留下痕迹。重复上述操作 10 次，得到 10 个落点
痕迹。再把质量为 m2 的 B 球放在斜槽轨道末端，让 A
球仍从位置 S 由静止滚下，与 B 球碰撞后，分别在白
纸上留下各自的落点痕迹，重复操作 10 次。M、P 、N
为三个落点的平均位置，O 点是轨道末端在白纸上的
竖直投影点。
(1) 实验中，通过测量______ 间接地测定小球碰撞前后的速度；
A ．小球开始释放的高度h
B ．小球抛出点距地面的高度 H
C ．小球做平抛运动的水平距离
(2) 以下提供的器材中，本实验必须使用的是______；
A ．刻度尺 B ．天平 C ．秒表
(3) 关于该实验的注意事项，下列说法正确的是______；
A ．斜槽轨道必须光滑
B ．斜槽轨道末端的切线必须水平
C ．上述实验过程中白纸可以移动
D ．两小球 A 、B 半径不等
(4) 为了尽量减小实验误差，两个小球的质量应满足 m1>m2，若满足关系式 则
可以认为两小球碰撞前后总动量守恒；如果再满足表达式_______________________ ，则说 明两球的碰撞为弹性碰撞。 (用所测物理量表示)
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(5) 实验时，若斜槽轨道光滑、两小球发生弹性碰撞，且 m1(
O
C
D
E
)
图乙
四．计算题 (解答应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤。只写出
最后答案的不能得分。有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位 )
16． (10 分) 物理学中把质量m 和速度v 乘积定义为物体的动量，用字母p 表示，表达式 p = mv ，动量的方向与速度方向相同。动量定理I合 = p 说的是物体在一个过程中动量的 变化等于这个过程中所受力的冲量，其中动量变化量p = p2 一 p1 。
(1) 质量为 1kg 的物体，沿同一方向速度由3m/ s 增大为6m/ s ，求它的动量变化量p1 的
大小；
(2) 如图甲所示，一个质量为0. 1kg 的钢球以3m/ s 的速度水平向右运动，碰到坚硬的墙壁 后弹回，沿着同一直线以3m/ s 的速度水平向左运动，求碰撞前后钢球的动量变化量p2 的
大小和方向。
(3) 如图乙所示一个质量为m 的钢球， 以速度v 斜射到水平放置的坚硬大理石板上，入射 角是45o 。碰撞后被斜着弹出，弹出的角度也是45o ，速度变为v ，且其大小与v 的大小相
同。求碰撞前后钢球的动量变化量p3 的大小和方向。
(4) 一个质量 m=50kg 的蹦床运动员，从离水平网面 h1 = 3.2m高处自由下落，着网后沿竖
直方向蹦回到离水平网面 h2 = 5m 高处。已知运动员与网接触的时间为 t = 0.9s ，求网对 运动员的平均作用力大小 ；重力加速度 g 取10m/s2 。
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17. (12 分) 碰撞是生活中常见的现象，某同学想对碰撞问题进行研究。
该同学在调平的气垫导轨上研究两个滑块的碰撞。让滑块 A
以某一速度与原来静止的滑块 B 发生正碰，已知 A 的质量 A
B
为 2m ，B 的质量为 m。
( 1) 若如图 1 所示，滑块 A 的右端、滑块 B 的左端均装有
粘扣，碰后 A 、B 将粘在一起运动。已知滑块 A 的初速度
(
图
1
)为 v0 ，求碰后共同速度和此过程中 A 、B 组成的系统损失
(
B
)的机械能是多少？ A
(2)若如图2 所示，滑块 A 的右端、滑块 B 的左端均装有
弹簧圈，碰后 A 、B 将分开且沿着相同方向运动。通过传
感器分别测得两个滑块碰撞前后的速度如下： 图 2
碰撞前 碰撞后
实验序号 v10 (m/s ) v20 (m/s ) v1 (m/s ) v2 (m/s )
1 0.90 0 0.30 1.20
2 0.73 0 0.24 0.97
3 0.81 0 0.27 1.08
a. 该同学通过处理数据发现碰撞前后有 mAv10 = mAv1 + mBv2 ，说明滑块的碰撞过程满足动量 守恒定律；请根据牛顿第二定律和运动学公式，推导小球 A 和小球 B 在碰撞前后满足关系 式：mAv10 = mAv1 + mBv2
b. 同时他还发现 v2 一 v1 = v10 也成立，他认为这是一个运动的滑块与一个静止的滑块发生弹 性碰撞的必然结果。请你用弹性碰撞的规律分析说明该同学的观点是否正确。
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18. (6 分) 如图甲所示，在水平地面上固定一对与水平面倾角为α 的光滑平行导电轨道，轨 道间的距离为 L，两轨道底端的连线与轨道垂直，顶端接有电源。将一根质量为 m 的直导体 棒 ab 放在两轨道上，且与两轨道垂直。已知通过导体棒的恒定电流大小为 I，方向由 a 到 b， 图乙为图甲沿 a→b 方向观察的平面图。若重力加速度为 g ，在轨道所在空间加一垂直于斜 面向上的匀强磁场，使导体棒在轨道上保持静止。
(1) 请在图乙所示的平面图中画出导体棒受力的示意图；
(
a
I
) (
(
3
) 求磁感应强度
B
的大小。
α
a
)(2) 求出磁场对导体棒的安培力的大小； b
α α
甲 乙
19. (6 分) 某一质谱仪原理如图所示，区域 Ⅰ 为粒子加速器，加速电压为 U1 ；区域Ⅱ为速 度选择器，磁场与电场正交，磁感应强度为 B1 ，板间距离为d；区域Ⅲ为偏转分离器，磁感 应强度为 B2 。一质量为 m ， 电荷量为+q 的粒子，初速度为 0 ，经粒子加速器加速后，该粒
子恰能沿直线通过速度选择器， 由 O 点沿垂直于边界 MN 的方向进入分离器后做匀速圆周
运动，打在 P 点上。忽略粒子所受重力，求
(1) 粒子进入速度选择器的速度 v；
(2) 速度选择器的两极板电压 U2；
(3) OP 之间的距离。
(
Ⅰ
Ⅱ
)U1
B1
E
P
(
N
) (
M
)O
Ⅲ
B2
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20. (12 分) 如图所示，在匀强磁场中倾斜放置两根平行金属导轨，导轨与水平面夹角为9， 磁场方向垂直导轨平面向下，磁感应强度的大小为 B ，平行导轨间距为 L 。两根金属杆 ab 和 cd 可以在导轨上无摩擦地滑动。两金属杆的质量均为 m ，电阻均为 R 。导轨的电阻不计。 若用与导轨平面平行的拉力 F 作用在金属杆 ab 上，使 ab 匀速上滑并使 cd 杆在导轨上保持 静止。求：
⑴在图中画出通过 ab 棒的电流方向，判断 a 、b 两端电势哪点高？
⑵拉力 F 的大小；
⑶ab 杆上滑的速度大小；
⑷拉力 F 做功的功率。
高二物理选考 第 8 页 共 8 页高二物理 3月月考答案
1. D 2.C 3.D 4.B 5.A 6.D 7.C 8.D 9.A 10.C 11.B 12.D 13.D 14.D
15.(1)C (2)AB (3)B (4)m1OP m1OM m2ON mOP
2
1 m1OM
2 m2ON
2 (或者
OP OM ON ) (5)m1OE m1OC m2OD
16．（1） p1 mv mv0 1 6 1 3 3kg.m / s
（2） p2 mv mv0 0.1 3 （ 0.1 3） 0.6kg.m / s
可知碰撞前后钢球的动量变化量大小为0.6kg.m / s，方向水平向左。
（3）动量是矢量，动量的方向与速度方向相同，动量的运算遵循三角形定则，如图所示
可知碰撞前后钢球的动量变化量方向竖直向上，大小为
p (mv)2 (mv )23 (mv)
2 (mv)2 2mv
mgh 1（4 2）对运动员下落 1 mv1 v1 2gh1 8m / s2
1 2
对运动员弹回 mgh2 mv2 2
v2 2gh2 10m / s
对运动员接触网过程列动量定理：规定向上为正

F t mg t mv2 ( mv1) 解得： F 1500N
17.（1）根据动量守恒定律，有 2mv0 (2m+m)v
1 1 1
A、B组成的系统损失的机械能 E = 2mv 2 (2m m)v2 解得 E = mv 2
损 2 0 2 损 3 0
(2)
F v va.对小球 A ,由牛顿第二定律 A mAaA ,根据加速度的定义有 a 1 10A t
v
对小球 B,由牛顿第二定律 FB mBa 2B ,根据加速度的定义有 aB t
根据牛顿第三定律 FA FB 故有mA (v1 v10 ) mBv2 ，即 mAv10= mAv1+mBv2
b.若 A、B发生弹性碰撞，则碰撞过程满足动量守恒定律和机械能守恒定律，有
mAv10 mAv1 mBv2
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1 2 1 2 1mAv10 m v m v
2
2 2 A 1 2 B 2
整理以上两式得
mA (v10 v1 ) mBv2
mA (v
2
10 v1)(v10 v1) mBv2
解得 v10 v1 v2 即 v2 v1 v10 ，所以该同学的观点是正确的。
18.(1)安培力沿斜面向上
(2)因为平衡 F mg sin
(3) BIL mg sin B mg sin
IL
1
19．（1）粒子加速过程根据动能定理，有U1q mv
2 2U
解得 v= 1
q
2 m
U 2U q
（2）粒子经过速度选择器过程受力平衡，有 2 q qvB 1
d 1
解得U 2 B1d m
v2
（3）粒子在分离器中做匀速圆周运动，根据牛顿第二定律，有 qvB2 m r
2 2U m
OP 2r 1
B2 q
20. （1）电流方向从 b到 a, a端电势高。
（2）由于 ab棒和 cd棒均处于平衡状态，设回路中的电流为 I，根据楞次定律和左手定
则，判断出 ab棒受到磁场力的方向沿斜面向下，根据力的平衡条件有
F＝mgsinθ ＋BIL
对 cd棒受力分析，根据力的平衡条件有
mgsinθ ＝BIL
联立以上两式，解得
F＝2mgsinθ
(3)回路中的感应电动势为 E＝BLv
I E BLv感应电流为
2R 2R
v 2Rmg sin
B2L2可得
(4)由于作用在 ab棒上的拉力恒定，ab棒匀速运动，所以拉力 F做功的功率是恒定的，
即 P＝Fv
4Rm2g 2 sin 2
将③、④式代入，得 P
B2L2
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