【物理】天津市西青区第九十五中学2019-2020学年高二下学期3月线上测试试题（解析版）

【物理】天津市西青区第九十五中学2019-2020学年高二下学期3月线上测试试题（解析版）

天津市第九十五中学2019-2020学年高二下学期 ‎3月线上测试物理试题 一、单选题（本大题共10小题，共40.0分）‎ ‎1.一辆汽车在水平公路上转弯，沿曲线由M向N行驶，速度逐渐增大．小王分别画出汽车转弯时的四种加速度方向，则正确的是（　　）‎ A. B. ‎ C. D. ‎ ‎【答案】A ‎【解析】‎ ‎【详解】汽车从M点运动到N，曲线运动，必有些力提供向心力，向心力是指向圆心的；汽车同时速度增大，所以沿切向方向有与速度方向相同的分力；向心力和切线方向的合力与速度方向的夹角要小于，故BCD错误， A正确；‎ 故选A ‎【点睛】解决此题关键是要沿半径方向上和切线方向分析汽车的受力情况，在水平面上，加速的汽车受到水平的力的合力在半径方向的分力使汽车转弯，在切线方向的分力使汽车加速，知道了这两个分力的方向，也就可以判断合力的方向了．‎ ‎2.以的水平初速度抛出的物体，飞行一段时间后，打在倾角为的斜面上，此时速度方向与斜面夹角为，如图所示，则物体在空中飞行的时间为不计空气阻力，g取)（ ）‎ A. B. C. D. ‎ ‎【答案】B ‎【解析】‎ 小球打在倾角θ为30°的斜面上，速度方向与斜面夹角α为60°，有几何关系可知，速度与水平方向的夹角为30°，将该速度分解：，又有：，联立并代入数据解得：，故B正确，ACD错误．‎ ‎3.如图所示，汽车在岸上用轻绳拉船，若汽车行进速度为v，拉船的绳与水平方向夹角为，则船速度为（　　）‎ A. B. C. D. ‎ ‎【答案】C ‎【解析】‎ ‎【详解】将小船的速度沿着平行绳子和垂直绳子方向正交分解，如图所示 沿着绳子的分速度等于汽车拉绳子的速度，故 v=v′cosθ 代入数据有 故C正确，ABD错误； 故选C。‎ ‎4.如图所示，O1、O2是皮带传动的两轮，O1半径是O2的2倍，O1上的C点到轴心的距离等于半径的一半，则 A. B. ‎ C. D. ‎ ‎【答案】C ‎【解析】‎ ‎【详解】A、AB两点属于传送带传送。所以它们的线速度相等，故A错误； B、AC属于同轴转动，具有相等的角速度，由v=ωr，可知A与C的线速度关系：vA：vC=rA：rC=2：1，故B错误； C、AB两点的线速度相等，A的半径是B的半径的2倍，根据v=rω，知ωA：ωB=1：2，故C正确； D、AC属于同轴转动，具有相等的角速度。故D错误； 故选C。‎ ‎5.如图所示，当用扳手拧螺母时，扳手上的P、Q两点的角速度分别为和，线速度大小分别为和，则（　　）‎ A. B. ‎ C. D. ‎ ‎【答案】B ‎【解析】‎ ‎【详解】由于P、Q两点属于同轴转动，所以P、Q两点的角速度是相等的，即ωP=ωQ；同时由图可知Q点到螺母的距离比较大，由v=ωr可知，Q点的线速度大，即vP＜vQ。 故选B。‎ ‎6.已知地球质量为月球质量81倍，地球半径约为月球半径的4倍．若在月球和地球表面同样高度处，以相同的初速度水平抛出物体，抛出点与落地点间的水平距离分别为和，则 ：约为　　‎ A. 9：4 B. 6：‎1 ‎C. 3：2 D. 1：1‎ ‎【答案】A ‎【解析】‎ 设月球质量为，半径为，地球质量为M，半径为R． 已知，， 根据万有引力等于重力得：‎ 则有： 因此…① 由题意从同样高度抛出，…②‎ 联立①、②解得： 在地球上的水平位移 在月球上的； 因此得到：，故A正确，BCD错误．‎ 点睛：根据万有引力等于重力，求出月球表面重力加速度和地球表面重力加速度关系，运用平抛运动规律求出两星球上水平抛出的射程之比．‎ ‎7.地球半径为R，地面附近的重力加速度为g，物体在离地面高度为h处的重力加速度的表达式是（　　）‎ A. B. ‎ C. D. ‎ ‎【答案】D ‎【解析】‎ ‎【详解】地面万有引力等于重力 高空处 解得 故ABC错误，D正确。 故选D。‎ ‎8.如图所示，1831年法拉第把两个线圈绕在一个铁环上，A线圈与电源、滑动变阻器R组成一个回路，B线圈与开关S、电流表G组成另一个回路通过多次实验，法拉第终于总结出产生感应电流的条件关于该实验下列说法正确的是　　‎ A. 闭合开关S的瞬间，电流表G中有的感应电流 B. 闭合开关S的瞬间，电流表G中有的感应电流 C. 闭合开关S，滑动变阻器的滑片向左滑的过程中，电流表G中有的感应电流 D. 闭合开关S，滑动变阻器的滑片向左滑的过程中，电流表G中有的感应电流 ‎【答案】D ‎【解析】‎ ‎【详解】AB.因为左端线圈产生恒定磁场，所以右侧线圈中的磁通量不发生变化，闭合开关瞬间不会产生感应电流，AB错误．‎ CD.闭合开关S，滑动变阻器的滑片向左滑的过程中，回路电阻变大，电流变小，产生磁场强度变小，根据右手定则可以判断，B线圈感应电流产生的磁场向下，根据右手定则判断流经电流表的电流为，C错误D正确．‎ ‎9.如图所示，两根平行金属导轨置于水平面内，导轨之间接有电阻R．金属棒ab与两导轨垂直并保持良好接触，整个装置放在匀强磁场中，磁场方向垂直于导轨平面向下．现使磁感应强度随时间均匀减小，ab始终保持静止，下列说法正确的是（　　）‎ A. ab中的感应电流方向由b到a B. ab中的感应电流逐渐减小 C. ab所受的安培力保持不变 D. ab所受的静摩擦力逐渐减小 ‎【答案】D ‎【解析】‎ ‎【详解】A．磁感应强度均匀减小，磁通量减小，根据楞次定律得，ab中的感应电流方向由a到b，A错误；‎ B．由于磁感应强度均匀减小，根据法拉第电磁感应定律得，感应电动势恒定，则ab中的感应电流不变，根据可知电阻R消耗的热功率不变，B错误；‎ C．根据安培力公式知，电流不变，B均匀减小，则安培力减小，C错误；‎ D．导体棒受安培力和静摩擦力处于平衡，，安培力减小，则静摩擦力减小，D正确．‎ ‎10.如图，A、B是两个完全相同的白炽灯，L是自感系数很大、电阻可忽略不计的自感线圈下面说法正确的是 A. 闭合开关S时，A、B灯同时亮，且达到正常亮度 B. 闭合开关S时，A灯比B灯先亮，最后一样亮 C. 闭合开关S时，B灯比A灯先亮，最后一样亮 D. 断开开关S时，B灯立即熄灭而A灯慢慢熄灭 ‎【答案】C ‎【解析】‎ A、B、C、开关K闭合的瞬间,电源的电压同时加到两支路的两端,B灯立即发光.因为线圈的自感阻碍,A灯后发光,因为线圈的电阻可以忽略,灯A逐渐变亮,最后和B灯一样亮.故AB错误,C正确;  D、断开开关K的瞬间,线圈与两灯一起构成一个自感回路,过线圈的电流将要减小,产生自感电动势,相当电源,两灯逐渐同时熄灭,故D错误. ‎ 故选C ‎ 点睛：开关K闭合的瞬间,电源的电压同时加到两支路的两端,B灯立即发光.因为线圈的阻碍,A灯后发光,因为线圈的电阻可以忽略,灯A逐渐变亮. 最后一样亮．‎ 二、多选题（本大题共2小题，共8.0分）‎ ‎11.如图所示,A为地球同步卫星,B为运行轨道比A低的一颗卫星,C为地球赤道上某一高山山顶上的一个物体,两颗卫星及物体C的质量都相同,关于它们的线速度、角速度、运行周期和所受到的万有引力的比较,下列关系式正确的是( )‎ A. vB>vA>vC B. ‎ C. FB>FA>FC D. TA=TC>TB ‎【答案】AD ‎【解析】‎ ‎【详解】A.AC的角速度相等，由：‎ 可知：‎ AB比较，同为卫星，由万有引力提供向心力，则有：‎ 解得：‎ 可知：‎ 综合分析有：‎ 故A正确；‎ B.因为同步卫星想上对地面上的C静止，所以AC的角速度相等，‎ AB比较，同为卫星，由万有引力提供向心力，则有：‎ 解得：‎ ‎ ‎ 而A的角速度小于B的加速度；故：‎ 故B错误；‎ C.由万有引力公式可知：‎ 即半径越大，万有引力越小；故：‎ 故C错误；‎ D.卫星A为同步卫星，周期与C物体周期相等；又万有引力提供向心力，即：‎ 解得：‎ 所以A的周期大于B的周期，综合分析有：‎ 故D正确．‎ ‎12.质谱仪工作原理示意图如图，它由速度选择器和有边界的偏转磁场构成。速度选择器由两块水平放置的金属板构成。由三种电量均为q、质量不同的粒子组成的粒子束沿水平向右的方向射入速度选择器，该粒子束沿直线穿过底板上的小孔O进入偏转磁场，最终三种粒子分别打在底板MN上的a、b、c三点，且a、c的间距为。已知底板MN左右两侧的匀强磁场方向均垂直纸面向外，且磁感应强度的大小分别为B1、B2，速度选择器中匀强电场的场强大小为E，不计粒子的重力以及它们之间的相互作用，下列说法正确的是（　　）‎ A. 速度选择器中的电场方向向上 B. 三种粒子的速度大小均为 C. 三种粒子中打在c点的粒子质量最大 D. 打在a、c两点的粒子质量差为 ‎【答案】AC ‎【解析】‎ ‎【详解】A．根据粒子在磁场B2中的偏转方向，由左手定则知三种粒子均带正电，在速度选择器中，粒子所受的洛伦兹力向下，电场力向上，知电场方向向上，故A正确；‎ B．三种粒子在速度选择器中做匀速直线运动，受力平衡，有 qE＝qvB1‎ 得 故B错误；‎ C．粒子在磁场区域B2中做匀速圆周运动，洛伦兹力提供向心力，有 得 三种粒子的电荷量相等，半径与质量成正比，故打在c点的粒子质量最大，故C正确；‎ D．打在a、c间距 ‎ ‎ 解得 故D错误。故选AC。‎ 三、计算题（本大题共4小题，共52.0分）‎ ‎13.一只质量为‎2kg的小球，从距水平地面‎20m高处以‎10m/s的初速度水平抛出．不计空气阻力，取重力加速度g=‎10m/s2．求：‎ ‎（1）小球在空中飞行的时间；‎ ‎（2）小球抛出的水平距离；‎ ‎（3）小球落地的速度大小．‎ ‎【答案】（1）2s （2）‎20m （3）‎ ‎【解析】‎ ‎（1）小球竖直方向做自由落体运动，则有：‎ ‎ 得           ‎ ‎（2）小球水平方向做匀速直线运动，则小球抛出的水平距离：‎ ‎（3）落地竖直分速度大小：       速度大小为 点睛：解答本题关键掌握平抛运动的分解方法和相应的规律：竖直方向做自由落体运动，水平方向做匀速直线运动运用运动学规律解答．‎ ‎14.如图甲所示是游乐场中过山车的实物图片，可将过山车的一部分运动简化为图乙的模型图，此模型中所有轨道都是光滑的，现使小车（视作质点）从左侧轨道距B点高h＝‎0.25m处（图中未标出）由静止开始向下运动，B点为圆轨道的最低点，小车进入圆轨道后，恰好能通过轨道的最高点A处，不计空气阻力，小车的质量m＝‎1.0kg，g取‎10m/s2．求：‎ ‎（1）小车通过B点时的速度大小VB；‎ ‎（2）圆轨道的中径R的大小；‎ ‎（3）小车运动到圆轨道B点时对轨道的压力大小FB ‎【答案】（1）m/s（2）R=‎0.1m（3）60N ‎【解析】（1）由动能定理，有 ‎ 得m/s ‎ ‎（2）设小车经过A点时的速度为vA，根据牛顿第二定律有 ‎ ‎ 得vA= ‎ 依据机械能守恒定律，有 ‎ 得 ‎ 结合（1）可得 R=‎0.1m ‎ ‎（3）设轨道在最低点给小车的支持力为FB′，根据牛顿第二定律有 FB′−mg = ‎ 解得FB′=60N ‎ 由第牛顿三定律可知，球对轨道的作用力FB=60N ‎ 点睛：此题综合考察了牛顿第二定律的应用，机械能守恒定律以及圆周运动的规律；根据是搞清物理过程，挖掘隐含条件，例如：小车进入圆轨道后，恰好能通过轨道的最高点A处；选择合适的物理规律列式解答.‎ ‎15.如图所示，直角坐标系中的第Ⅰ象限中存在沿y轴负方向的匀强电场，在第Ⅱ象限中存在垂直纸面向外的匀强磁场．一电量为q、质量为m的带正电的粒子，在-x轴上的点a以速率v0，方向和-x轴方向成60°射入磁场，然后经过y轴上的b点垂直于y轴方向进入电场，并经过x轴上x=‎2L处的c点时速度大小为 v0．不计粒子重力．求 ‎（1）磁感应强度B的大小 ‎（2）电场强度E的大小．‎ ‎【答案】（1） ；（2）．‎ ‎【解析】（1）设粒子在磁场中做圆周运动的轨道半径为r，Ob=y． ‎ 则有：y=t=t=L 粒子的运动轨迹如图所示：‎ 由几何知识可得：r+rsin30°=y，‎ 得：r= L 粒子在磁场中做匀速圆周运动，洛伦兹力提供向心力，由牛顿第二定律得：‎ qv0B=m ‎ 解得：B= ‎ ‎（2）粒子在电场中做类平抛运动，到达c点时，竖直分速度为：‎ vy= ‎ 水平方向：‎2L=v0t，‎ 竖直方向：vy=at 且有： ‎ 联立可得： ‎ 点睛：本题考查了粒子在磁场与电场中运动，分析清楚粒子的运动过程、应用牛顿第二定律与类平抛运动规律、粒子做圆周运动的周期公式即可正确解题，解题时要注意数学知识的应用．‎ ‎16.如图所示，足够长U形导体框架的宽度l=‎0.5m，电阻忽略不计，其所在平面与水平面成θ=37°角，磁感应强度B=0.8T的匀强磁场方向垂直于导体框平面，一根质量m=‎0.2kg，有效电阻R=2Ω的导体棒MN垂直跨放在U形框架上，导体棒与框架间的动摩擦因数μ=0.5，导体棒由静止开始沿框架下滑到刚开始匀速运动，通过导体棒截面的电量共为Q=‎2C．求：‎ ‎（1）导体棒匀速运动的速度；‎ ‎（2）导体棒从开始下滑到刚开始匀速运动这一过程中，导体棒的电阻产生的焦耳热．（sin 37°=0.6，cos 37°=0.8，g=‎10m/s2）‎ ‎【答案】（1）‎5m/s；（2）1.5J．‎ ‎【解析】‎ ‎【详解】试题分析：（1）由安培力，，，‎ 可得 导体棒匀速下滑时，由力平衡得 所以 代入数据解得v=‎5m/s ‎（2）设导体棒由静止开始沿框架下滑到刚开始匀速运动下滑的距离为S，‎ 通过导体棒截面的电量 得到 所以 根据能量守恒定律，得 得