安徽省安庆市枞阳中学2020学年高二物理上学期月考试题（含解析）

安徽省安庆市枞阳中学2020学年高二物理上学期月考试题（含解析）

‎2020学年安徽省安庆市枞阳中学高二（上）月考物理试卷 ‎ 一、选择题 ‎1.一宇航员在一星球上以速度竖直上抛一物体，经t秒钟后物体落回手中，已知星球半径为R，使物体不再落回星球表面，物体抛出时的速度至少为　　‎ A. ‎ B. ‎ C. ‎ D. ‎ ‎【答案】A ‎【解析】‎ 物体抛出后，在星球表面上做竖直上抛运动．设星球对物体产生的“重力加速度”为g，则  v0=g× ；设抛出时的速度至少为v，物体抛出后不再落回星球表面，根据牛顿第二定律有 mg=m；联立得v=，故选A．‎ ‎2.如图，光滑圆轨道固定在竖直面内，一质量为m的小球沿轨道做完整的圆周运动已知小球在最低点时对轨道的压力大小为，在高点时对轨道的压力大小为重力加速度大小为g，则的值为　　‎ A. 3mg B. 4mg C. 5mg D. 6mg ‎【答案】D ‎【解析】‎ 试题分析：在最高点，根据牛顿第二定律可得，在最低点，根据牛顿第二定律可得，从最高点到最低点过程中，机械能守恒，故有，联立三式可得 考点：考查机械能守恒定律以及向心力公式 ‎【名师点睛】根据机械能守恒定律可明确最低点和最高点的速度关系；再根据向心力公式可求得小球在最高点和最低点时的压力大小，则可求得压力的差值．要注意明确小球在圆环内部运动可视为绳模型；最高点时压力只能竖直向下．‎ ‎3.如图所示，有一个放在绝缘支架上带正电的导体球A，靠近放在绝缘支架上不带电的导体B，导体B用导线经开关接地，现把S先合上再断开，再移走A，则导体　　‎ A. 不带电 B. 带正电 C. 带负电 D. 不能确定 ‎【答案】C ‎【解析】‎ 试题分析：当闭合开关时S，由于静电感应的作用，金属导体B右端带的正电荷会被从大地上来的负电荷中和，所以导体B右端不再带有电荷，左端带负电，‎ 再断开S，再移走A，则导体B带负电．‎ 故选：C．‎ ‎4.如图，绝缘光滑圆环竖直放置，a、b、c为三个套在圆环上可自由滑动的空心带电小球，已知小球c位于圆环最高点，ac连线与竖直方向成角，bc连线与竖直方向成角，三个小球均处于静止状态。下列说法正确的是　　‎ A. a、b、c小球带同种电荷 B. a、b小球带异种电荷，b、c小球带同种电荷 C. a、b小球电量之比为 D. a、b小球电量之比为 ‎【答案】D ‎【解析】‎ AB：对c小球受力分析可得，a、b小球必须带同种电荷c小球才能平衡。对b小球受力分析可得，b、c小球带异种电荷b小球才能平衡。故AB两项错误。‎ CD：对c小球受力分析，将力正交分解后可得：，又，解得：。故C项错误，D项正确。‎ ‎5.如图所示，虚线a、b、c代表电场中的三个等势面，相邻等势面之间的电势差相等，即，实线为一带正电的质点仅在电场力作用下通过该区域时的运动轨迹，P、Q是这条轨迹上的两点，据此可知以下说法中不正确的是　　‎ A. 三个等势面中，a的电势最高 B. 带电质点通过P点时的电势能比Q点大 C. 带电质点通过P点时的动能比Q点大 D. 带电质点通过P点时的加速度比Q点大 ‎【答案】C ‎【解析】‎ ‎【详解】电荷所受电场力指向轨迹内侧，由于电荷带正电，因此电场线指向右下方，沿电场线电势降低，故a等势线的电势最高，c等势线的电势最低，故A正确；根据质点受力情况可知，从P到Q过程中电场力做正功，电势能降低，故P点的电势能大于Q点的电势能，故B正确；从P到Q过程中电场力做正功，电势能降低，动能增大，故P点的动能小于Q点的动能，故C错误；等势线密的地方电场线密场强大，故P点位置电场强，电场力大，根据牛顿第二定律，加速度也大，故D正确。本题选错误的，故选C。‎ ‎【点睛】解决这类带电粒子在电场中运动的思路是：根据运动轨迹判断出所受电场力方向，然后进一步判断电势、电场强度、电势能、动能等物理量的变化．‎ ‎6.关于和的理解，正确的是　　‎ A. 电场中的A、B两点间的电势差和两点间移动电荷的电量q成反比 B. 在电场中A、B两点移动不同的电荷，电场力的功和电量q成正比 C. 与q、有关，且与成正比 D. 与q、无关，与电荷移动的路径无关 ‎【答案】B ‎【解析】‎ 电场中两点间的电势差由电场及场中两点的位置决定，跟移动电荷的电荷量无关，故A错误，C正确；而电场力做功表达式为：，可知电场力做功则既与两点间的电势差有关，又与被移动电荷的电量有关，跟电荷移动的路径无关，故B正确、D错误。所有BC正确，AD错误。‎ ‎7.某汽车从静止开始以加速度a匀加速启动，最后做匀速运动已知汽车的质量为m，额定功率为p，匀加速运动的末速度为，匀速运动的速度为，所受阻力为下图是反映汽车的速度随时间及加速度、牵引力和功率随速度变化的图象，其中正确的是　　‎ A. ‎ B. ‎ C. ‎ D. ‎ ‎【答案】ABC ‎【解析】‎ 汽车开始做初速度为零的匀加速直线运动，当达到额定功率时，匀加速结束，然后做加速度逐渐减小的加速运动，直至最后运动运动．开始匀加速时：F-f=ma 设匀加速刚结束时速度为v1，有：P额=Fv1‎ 最后匀速时：F=f，有：F额=Fvm；由以上各式解得：匀加速的末速度为： ，最后匀速速度为：，在v-t图象中斜率表示加速度，汽车开始加速度不变，后来逐渐减小，最终做匀速直线运动，故A正确．开始汽车功率逐渐增加，P=Fv=Fat，故为过原点直线，后来功率恒定，故B正确．汽车牵引力开始大小不变，然后逐渐减小，最后牵引力等于阻力，故C正确．汽车运动过程中开始加速度不变，后来加速度逐渐减小，最后加速度为零，故D错误．‎ 故选ABC．‎ 点睛：对于机车启动问题，要根据牛顿第二定律和汽车功率P=Fv进行讨论，弄清过程中速度、加速度、牵引力、功率等变化情况．‎ ‎8.直线AB是某电场中的一条电场线。若有一电子以某一初速度，仅在电场力的作用下，沿AB由A运动到B，其速度图象如图所示，下列关于A、B两点的电场强度EA、EB和电势、的判断正确的是　　‎ A. ‎ B. ‎ C. ‎ D. ‎ ‎【答案】AC ‎【解析】‎ 试题分析：根据图象的斜率大小等于电场强度，分析场强的变化．由图看出，电势逐渐降低，可判断出电场线的方向，确定电势的高低，由电场力做功正负，分析速度的大小并判断电子电势能的变化．‎ 由图可知，电子做减速运动，加速度逐渐减小，说明受到的电场力逐渐减小，根据可知，电场强度逐渐减小，即．故A正确B错误；由图看出，电子的速度减小，则动能减小，电场力做负功，则电子受到的电场力的方向由B指向A，电子带负电，所以电场线的方向是由A指向B．A点的电势高，所以，故C正确D错误．‎ ‎9.如图，光滑绝缘细杆与水平面成角固定，杆上套有一带正电的小球，质量为m，带电荷量为为使小球静止在杆上，可加一匀强电场所加电场的场强满足什么条件时，小球可在杆上保持静止　　‎ A. 垂直于杆斜向上，场强大小为 B. 竖直向上，场强大小为 C. 平行于杆斜向上，场强大小为 D. 水平向右，场强大小为 ‎【答案】B ‎【解析】‎ 试题分析：若电场方向垂直于杆斜向上，小球受到的电场力方向也垂直于杆斜向上，在垂直于杆的方向小球受力能平衡，而在平行于杆方向，重力有沿杆向下的分力，没有力与之平衡，则小球将向下滑动，不能保持静止．故AC错误．若电场方向竖直向上，此时球受两个力，竖直向上的电场力和竖直向下的重力，根据二力平衡可知，Eq=mg，故E=mgq．故B正确．若电场方向向右，此时受三个力，重力、电场力和支持力．重力和电场力垂直于杆方向的分力的合力和支持力等值反向，重力和电场力沿杆子方向的分力大小相等方向相反，有mgsinθ=Eqcosθ，故，故D错误．故选B．‎ 考点：物体的平衡 ‎【名师点睛】判断物体能否静止，关键是正确分析物体的受力情况，根据利用平衡条件进行检验合力是否为零。‎ ‎10.经长期观测，人们在宇宙中已经发现了“双星系统”。“双星系统”由相距较近的恒星组成，每个恒星的半径远小于两个恒星之间的距离，而且双星系统一般远离其他天体，它们在相互间的万有引力作用下，绕某一点做匀速圆周运动，如图所示为某一双星系统，A星球的质量为，B星球的质量为，它们中心之间的距离为L，引力常量为G，则下列说法正确的是　　‎ A. A星球的轨道半径为 B. B星球的轨道半径为 C. 双星运行的周期为 D. 若近似认为B星球绕A星球中心做圆周运动，则B星球的运行周期为 ‎【答案】CD ‎【解析】‎ 双星靠他们之间的万有引力提供向心力，A星球的轨道半径为R，B星球的轨道半径为r，根据万有引力提供向心力有：‎ 得 ，且R+r=L 解得： ；，故AB错误；‎ 根据万有引力等于向心力：，解得T=2πL，选项C正确；若近似认为B星球绕A星球中心做圆周运动，则R=0，r=L，此时B星球的运行周期为T=2πL，选项D错误；故选C.‎ 点睛：解决本题的关键知道双星靠相互间的万有引力提供向心力，具有相同的角速度．以及会用万有引力提供向心力进行求解 二、实验题 ‎11.某同学用图示装置研究平抛运动及其特点，他的实验操作是：在小球A、B处于同一高度时，用小锤轻击弹性金属片，使A球水平飞出，同时B球被松开。‎ 他观察到的现象是：小球A、B______填“同时”或“不同时”落地；‎ 让A、B球恢复初始状态，用较大的力敲击弹性金属片，A球在空中运动的时间将______填“变长”、“不变”或“变短”；‎ 上述现象说明：平抛运动的时间与______大小无关，平抛运动的竖直分运动是______运动。‎ ‎【答案】 (1). ①同时 (2). ②不变 (3). ③初速度 (4). 自由落体 ‎【解析】‎ ‎①小锤轻击弹性金属片时，A球做抛运动，同时B球做自由落体运动。通过实验可以观察到它们同时落地；‎ ‎②用较大的力敲击弹性金属片，则被抛出初速度变大，但竖直方向运动不受影响，因此运动时间仍不变；‎ ‎③上述现象说明：平抛运动的时间与初速度大小无关，且可以证明平抛运动在竖直方向上做自由落体运动。‎ ‎12.如图所示为验证机械能守恒定律的实验装置。现有器材为：带铁夹的铁架台、电 磁打点计时器、纸带、带铁夹的重物、天平。‎ 为完成实验，还需要的器材有______。‎ A.米尺 B. 直流电源 C.秒表 D.交流电源 某同学用图所示装置打出的一条纸带如图2所示，相邻两点之间的时间间隔为，根据纸带计算出打下D点时重物的速度大小为______。结果保留三位有效数字 采用重物下落的方法，根据公式验证机械能守恒定律，对实验条件的要求是______，为验证和满足此要求，所选择的纸带第1、2点间的距离应接近______。‎ 该同学根据纸带算出了相应点的速度，作出图象如图所示，则图线斜率的物理意义是______。‎ ‎【答案】 (1). AD； (2). 1.75；  (3). 重物的初速度为零； (4). 2mm； (5). 当地重力加速度的2倍 ‎【解析】‎ ‎（1）通过打点计时器计算时间，故不需要秒表．打点计时器应该与交流电源连接．‎ 需要刻度尺测量纸带上两点间的距离．故选AD．‎ ‎（2）由图可知CE间的距离为：x=19.41﹣12.40=7.01cm=0.0701m；则由平均速度公式可得，D点的速度；‎ ‎（3）用公式mv2=mgh时，对纸带上起点的要求是重锤是从初速度为零开始，打点计时器的打点频率为50 Hz，打点周期为0.02‎ ‎ s，重物开始下落后，在第一个打点周期内重物下落的高度所以所选的纸带最初两点间的距离接近2mm，h=gT2=×9.8×0.022 m≈2 mm．‎ ‎（4）由机械能守恒mgh=mv2得v2=2gh，由此可知：图象的斜率k=2g；‎ 点睛：本题考查验证机械能守恒定律的实验，要注意运用运动学公式和动能、重力势能的定义式解决问题是该实验的常规问题．同时在计算中要注意单位的换算．‎ 三、计算题 ‎13.如图所示，竖直平面内的圆弧形光滑轨道半径为R，A端与圆心O等高，AD为与水平方向成角的斜面端在O的正上方一个小球在A点正上方由静止开始释放，自由下落至A点后进入圆形轨道并恰能到达B点，求：‎ ‎（1）释放点距A点的竖直高度；‎ ‎（2）小球落到斜面上C点时的速度大小和方向．‎ ‎【答案】（1）1.5R（2），方向与水平方向夹角的arctan2‎ ‎【解析】‎ ‎【详解】小球恰能到达B点，在B点由重力提供向心力，则有：‎ 得：‎ 设小球的释放点距A点高度为h，小球从开始下落到B点，由机械能守恒定律，得：‎ ‎；‎ 得：‎ 小球离开B点后做平抛运动，小球落到C点时有：‎ 解得：‎ 小球落在斜面上C点时竖直分速度为：‎ 小球落到C点得速度大小：‎ 小球落到C点时，设速度与水平方向夹角为：‎ 则 ．‎ ‎【点睛】小球的运动过程可以分为三部分，第一段是自由落体运动，第二段是圆周运动，此时机械能守恒，第三段是平抛运动，分析清楚各部分的运动特点，采用相应的规律求解即可．‎ ‎14.如图所示，匀强电场中A、B、C三点构成一个直角三角形，把电荷量的点电荷由A点移到B点，电场力做功；再由B点移到C点克服电场力做功，‎ ‎（1）求A、B和A、C间的电势差和；‎ ‎（2）若取B点的电势为零，求A、C两点的电势和；‎ ‎（3）在图中定性画出匀强电场线的方向及分布情况．‎ ‎【答案】(1)-240V,-120V（2）-240V,-120V（3）见解析 ‎【解析】‎ ‎【详解】、B间的电势差 A、B和A、C间的电势差 取，又，解得：‎ 因，解得：‎ 由上可知AB中点的电势为，与C点的电势相等，根据电场线与等势面垂直，且指向电势较低的等势面，作出匀强电场线的方向及分布情况如图．‎ ‎【点睛】解决本题的关键要掌握电势差与电场力做功的关系、电势与电势差的关系及电场线与等势面的关系．‎ ‎15.如图，光滑斜面倾角为，一质量、电荷量的小物块置于斜面上，当加上水平向右的匀强电场时，该物体恰能静止在斜面上，，求：‎ ‎（1）该电场的电场强度大小 ‎（2）若电场强度变为原来的，小物块运动的加速度大小 ‎（3）在前提下，当小物块沿斜面下滑时，机械能的改变量．‎ ‎【答案】（1） （2） （3）‎ ‎【解析】‎ ‎（1）如图所示，小物块受重力、斜面支持力和电场力三个力作用，受力平衡，则有 在x轴方向：‎ 在y轴方向：‎ 得：，故有：，方向水平向右．‎ ‎（2）场强变化后物块所受合力为：‎ 根据牛顿第二定律得：‎ 故代入解得，方向沿斜面向下。‎ ‎（3）机械能的改变量等于电场力做的功，故，解得。‎ 点睛：由三力平衡，借助于力的平行四边形定则来确定电场强度方向，当受力不平衡时，由牛顿运动定律来求解．当物体运动涉及电场力、重力做功，注意电场力做功只与沿电场强度方向的位移有关。‎ ‎16.如图所示，BC是半径为R的 圆弧形的光滑且绝缘的轨道，位于竖直平面内，其下端与水平绝缘轨道平滑连接，整个轨道处在水平向左的匀强电场中，电场强度为E，P为一质量为m，带正电q的小滑块体积很小可视为质点，重力加速度为g．‎ ‎（1）若小滑块P能在圆弧轨道上某处静止，求其静止时所受轨道的支持力的大小．‎ ‎（2）若将小滑块P从C点由静止释放，滑到水平轨道上的A点时速度减为零，已知滑块与水平轨道间的动摩擦因数为求：‎ 滑块通过圆弧轨道末端B点时的速度大小以及所受轨道的支持力大小 水平轨道上A、B两点之间的距离．‎ ‎【答案】(1) （2） （3）‎ ‎【解析】‎ ‎【分析】‎ ‎（1）滑块在某点受重力、支持力、电场力三个力处于平衡，根据共点力平衡求出支持力的大小；‎ ‎（2）①小滑块从C到B的过程中，只有重力和电场力对它做功，根据动能定理求解．根据圆周运动向心力公式即可求解；②由动能定理即可求出AB的长．‎ ‎【详解】(1)受力如图，滑块在某点受重力、支持力、电场力平衡，有：，由牛顿第三定律得：‎ ‎(2)①小滑块从C到B的过程中，设滑块通过B点时的速度为，由动能定理得：‎ 代入数据解得：‎ 通过B前，滑块还是做圆周运动，由牛顿第二定律得：，‎ 由牛顿第三定律得：‎ 代入数据解得：‎ ‎(3)令A、B之间的距离为，小滑块从C经B到A的过程中，由动能定理得：‎ 解得：‎