内蒙古集宁一中2019-2020学年高二上学期10月月考物理试题

内蒙古集宁一中2019-2020学年高二上学期10月月考物理试题

集宁一中2019-2020学年第一学期第一次月考 高二年级物理试题 第Ⅰ卷 选择题（共48分）‎ 一、选择题（本题共8小题，每小题6分，共48分．在每小题给出的四个选项中.第1～5题只有一项符合题目要求，第6～8题有多项符合题目要求.全部选对得6分，选对但不全得3分，有选错的得0分．）‎ ‎1.如图所示，两电荷量分别为Q（Q>0）和-Q的点电荷对称地放置在x轴上原点O的两侧，a点位于x轴上O点与点电荷Q之间，b位于y轴O点上方，取无穷远处的电势为零，下列说法正确的是（　　）‎ A. b点的电势为零，电场强度也为零 B. a点电场强度小于b点电场强度 C. 正的试探电荷在a点的电势能大于零，电场力方向向右 D. 将同一正的试探电荷先后从O、b点移到a点，后者电势能的变化较大 ‎【答案】C ‎【解析】‎ ‎【详解】A．结合等量异种点电荷的电场的特点可知，两个等量异种电荷连线的垂直平分线是一条等势线。电场强度方向与等势面方向垂直，而且指向电势低的方向，所以b点的电势等于0，而电场强度不等于0．故A错误；‎ B．根据点电荷电场强度公式，及矢量的叠加原理，可知，x轴上O点的电场强度最小，而y轴上，O点的电场强度最大，那么a点电场强度比b点电场强度的大，故B错误；‎ C．由图，两个点电荷在a点产生的电场强度的方向都向右，所以合场强的方向一定向右，则正电荷在a点受到的电场力的方向向右；正试探电荷从a向O运动的过程中，电场力做正功，电势能减小，而O点的电势等于0，所以正的试探电荷在a点的电势能大于零；故C 正确；‎ D．两个等量异种电荷连线的垂直平分线是一条等势线，所以O、b两点的电势是相等的，将同一正的试探电荷先后从O、b两点移到a点，二者电势能的变化相等，故D错误。‎ ‎2.如图所示，小球由倾角为45°的斜坡底端P点正上方某一位置Q处自由下落，下落至P点的时间为t1。若小球从同一点Q处以速度v0水平向左抛出，恰好垂直撞在斜坡上，运动时间为t2，不计空气阻力，则t1∶t2等于(　　)‎ A. 1∶2 B. ∶1‎ C. 1∶ D. 1∶‎ ‎【答案】B ‎【解析】‎ ‎【详解】小球做平抛运动时，恰好能垂直落在斜坡上，有：，又 vy=gt2，则得 ；又水平位移 s=v0t2 ；竖直位移 hQ=gt22，由上得到：；小球做自由落体运动时，由几何关系可知小球下落的高度为：hQ+s=gt12；联立以上各式解得：．故B正确，ACD错误。‎ ‎3.如图所示，在“嫦娥”探月工程中，设月球半径为R，月球表面的重力加速度为g0．飞船在半径为4R的圆形轨道Ⅰ上运动，到达轨道的A点时点火变轨进入椭圆轨道Ⅱ，到达轨道的近月点B时，再次点火进入近月轨道Ⅲ绕月做圆周运动，则（　　）‎ A. 飞船在轨道Ⅲ的运行速率大于 B. 飞船在轨道Ⅰ上运行速率大于在轨道Ⅱ上B处的速率 C. 飞船在轨道Ⅰ上的重力加速度小于在轨道Ⅱ上B处重力加速度 D. 飞船在轨道Ⅰ、轨道Ⅲ上运行的周期之比有TI：TIII=4：1‎ ‎【答案】C ‎【解析】‎ ‎【详解】A．设月球的质量为M，飞船的质量为m，飞船绕月运动速度为v，由万有引力提供向心力：‎ 又：‎ GM＝g0R2‎ 解得：‎ 故A错误；‎ B．由可知，轨道的半径越大，速度越小，所以飞船在轨道Ⅰ上的速度小于在轨道Ⅲ的速度；而飞船在轨道Ⅱ的B点做离心运动，所以飞船在轨道Ⅱ的B点的速度大于飞船在轨道Ⅲ上的速度，所以飞船在轨道Ⅰ上运行速率小于在轨道Ⅱ上B处的速率，故B错误；‎ C．飞船的加速度a：‎ 可知轨道的半径越大，加速度越小，所以飞船在轨道Ⅰ上的重力加速度小于在轨道Ⅱ上B处重力加速度，故C正确；‎ D．由万有引力充当向心力的周期公式：‎ 得：‎ 故D错误。‎ ‎4.如图所示，在竖直放置的光滑绝缘的半圆形细管的圆心O处放一点电荷，将质量为m、带电量为q的小球从圆弧管的水平直径端点A由静止释放，小球沿细管滑到最低点B时，对管壁恰好无压力，则放于圆心处的电荷在AB弧中点处的电场强度大小为（　　）‎ A. ‎ B. ‎ C. ‎ D. 不能确定 ‎【答案】C ‎【解析】‎ ‎【详解】设细管的半径为R，小球到达B点时速度大小为v。小球从A滑到B的过程，由机械能守恒定律得 mgR=mv2‎ 得到：‎ 小球经过B点时，由牛顿第二定律得：‎ ‎，‎ 将代入得：‎ 放于圆心处的电荷在AB弧中点处的电场强度大小也为。‎ A．，与结论不相符，选项A错误；‎ B．，与结论不相符，选项B错误；‎ C． ，与结论相符，选项C正确；‎ D． 不能确定，与结论不相符，选项D错误；‎ ‎5.一台发电机用‎0.5A电流向外输电，在1min内将3600J的机械能转化为电能，则发电机的电动势为（　　）‎ A. 360V B. 120V C. 12V D. 6V ‎【答案】B ‎【解析】‎ 设发电机的电动势为E，电流I=‎0.5A，时间t=60s，产生的电能W=3600J，则由电功公式W=EIt得发电机的电动势为：，故B正确，ACD错误．故选B．‎ ‎6.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Uab=Ubc，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（　　）‎ A. 三个等势面中，c的电势最高 B. 带电质点通过P点时的电势能较大 C. 带电质点通过P点时的速度较大 D. 带电质点通过P点时的加速度较Q点大 ‎【答案】ABD ‎【解析】‎ ‎【详解】A．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c等势线的电势最高，a等势线的电势最低，故A正确；‎ B．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；‎ C．从P到Q过程中电场力做正功，电势能降低，动能增大，故P点的速度小于Q点的速度，故C错误；‎ D．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。‎ ‎7.两个等量正点电荷固定于光滑水平面上，其连线中垂线上有A、B、C三点，如图甲所示，一个电荷量为‎2C，质量为‎1kg的小物块从C点静止释放，其运动的v－t图象如图乙所示，其中B点处为整条图线切线斜率最大的位置(图中标出了该切线)．则下列说法正确的是(　　)‎ A. B点为中垂线上电场强度最大的点，场强E＝1N/C B. 由C到A的过程中物块的电势能先减小后变大 C. 由C点到A点的过程中，电势逐渐升高 D. AB两点的电势差UAB＝－5V ‎【答案】AD ‎【解析】‎ ‎【详解】A．据v-t图可知物块在B点的加速度最大，为 ‎，‎ 所受的电场力最大为 F=ma=2N，‎ 据知，B点场强最大为 ‎，‎ 故A正确。‎ B．据v-t图可知，由C到A的过程中物块的速度增大，电场力做正功，电势能减小，故B错误。‎ C．据两个等量的同种正电荷，其连线中垂线上电场强度方向由O点沿中垂线指向外侧，故由C点到A点的过程中电势逐渐减小，故C错误。‎ D．据v-t图可知A、B两点的速度，在根据动能定理得 ‎，‎ 由图知，vA=‎6m/s，vB=‎4m/s，解得 ‎，‎ 故D正确。‎ ‎8.如图所示，楔形木块abc固定在水平面上，粗糙斜面ab和光滑斜面bc与水平面夹角相同，顶角b处安装一定滑轮。质量分别为M、m（M>m）的滑块,通过不可伸长的轻绳跨过定滑轮连接，轻绳与斜面平行。两滑块由静止释放后，沿斜面做匀加速运动。若不计滑轮的质量和摩擦，在两滑块沿斜面运动的过程中 （ ）‎ A. 两滑块组成系统的机械能守恒 B. 重力对M做的功等于M动能的增加 C. 轻绳对m做的功等于m机械能的增加 D. 两滑块组成系统的机械能损失等于M克服摩擦力做的功 ‎【答案】CD ‎【解析】‎ 试题分析：由于“粗糙斜面ab”，故两滑块组成系统的机械能不守恒，故A错误；由动能定理得，重力、拉力、摩擦力对M做的总功等于M动能的增加，故B错误；除重力弹力以外的力做功，将导致机械能变化，故C正确；除重力弹力以外的力做功，将导致机械能变化，摩擦力做负功，故造成机械能损失，故D正确 考点：机械能守恒定律，动能定理的应用．‎ ‎【此处有视频，请去附件查看】‎ 第Ⅱ卷非选择题（共62分）‎ 二、填空题(每空4分，共24分)‎ ‎9.某同学利用如图所示的装置来研究平行板电容器电容的影响因素．‎ ‎（1）对该装置理解正确的是_____‎ A．操作过程中，可认为A、B两板间的电压始终不变 B．操作过程中，可认为A、B两板间的场强始终不变 C．操作过程中，可认为A、B两板间的带电量始终不变 D．操作过程中，可认为电容器的电容始终不变 ‎（2）当手持绝缘柄将A板向右平移时，静电计指针张角将_____；将A板向上平移时，静电计指针张角将_____．（选填“变大”、“变小”或“不变”）‎ ‎【答案】 (1). C (2). 变小 (3). 变大 ‎【解析】‎ ‎【详解】(1)[1]根据实验可知，电容器两极板的电量不变，故C正确，ABD错误；‎ ‎(2)[2]将A板向右平移时，由，板间距离减小，电容变大，而电容器所带电量不变，由 分析可知，U减小，则静电计指针张角变小．‎ ‎[3]将A板向上平移时，由，两板正对面积减小，电容减小，而电容器所带电量不变，由分析可知，U增大，则静电计指针张角变大．‎ ‎10.已知如图，a、b、c、d四点在同一直线上b、c两点间的距离等于c、d两点间的距离．在a点固定放置一个带电量为＋Q点电荷．将另一个电荷量为＋q的点电荷从a、b 间的某一点由静止释放，它通过b、d两点时的动能依次为20eV和100eV，则它通过c点时的动能一定________60 eV（填大于、等于或小于）．‎ ‎【答案】大于 ‎【解析】‎ ‎【详解】由于a点固定放置一个带电量为＋Q点电荷，故：‎ ‎；‎ 对bc过程，根据动能定理，有：‎ ‎；‎ 对cd过程，根据动能定理，有：‎ ‎；‎ 联立解得：‎ 故答案为：大于．‎ ‎11.一带电量为1.0×10－‎8C、质量为2.5×10－‎3kg的物体在光滑绝缘水平面上沿着x轴作直线运动，匀强电场的方向与x轴平行．若从t=0时刻开始计时，已知该物体的位移x与时间t的关系是x＝0.16t－0.02t2，式中x以m为单位，t以s为单位．则t=5.0s末物体的速率是_____m/s，该匀强电场的场强为_______V/m ‎【答案】 (1). 0.04， (2). 104‎ ‎【解析】‎ 根据x=0.16t-0.02t2=v0t+at2可知，v0=‎0.16m/s，a=-0.02，a=‎-0.04m/s2， 5s末速度：v=v0+at=0.16+5×（-0.04）=‎-0.04m/s， 负号表示5.0s速度方向与初速度方向相反， 由牛顿第二定律得：F=ma=Eq 所以电场强度：E=104V/m．‎ 三、计算题（共38分，写出必要的文字说明和计算步骤）‎ ‎12.如图所示，用长为L的绝缘细线拴住一个质量为m、带电量为+q的小球（可视为质点）后悬挂于O点，整个装置处于水平向右的匀强电场E中，将小球拉至使悬线呈水平的位置A后，由静止开始将小球释放，小球从A点开始向下摆动，当悬线转过60°角到达位置B时，速度恰好为零，求 ‎（1）B、A两点的电势差;‎ ‎（2）电场强度E;‎ ‎（3）小球到达B点时，悬线对小球的拉力T．‎ ‎【答案】（1） （2） （3）‎ ‎【解析】‎ ‎【详解】试题分析: （1）小球由A到B过程中，由动能定理得：，‎ 所以 B、A间电势差为 ‎（2）根据公式，可得场强 ‎（3）小球在AB间摆动，由对称性得知，B处绳拉力与A处绳拉力相等，而在A处，由水平方向平衡有：‎ 所以 考点：考查带电粒子在电场中运动、动能定理、圆周运动。‎ ‎13.如图所示，相距为d的两块平行金属板M, N与电源相连，电键S闭合后，MN间有匀强电场，一个带电粒子，以速度垂直电场方向从M板边缘射入电场，恰打在N板正中央，若不计重力，求：‎ ‎(1)使带电粒子能刚好飞出电场，N板应向下移动多少？‎ ‎(2)若把S打开，为达到上述目的（刚好飞出电场），N板应向下移动多少？‎ ‎【答案】(1)d ‎(2)3d ‎【解析】‎ ‎【详解】(1)设板长为L，打在板中点时间为t 则有：‎ 当刚好飞出时：设N板向下移动x 有：‎ 所以：‎ x=d ‎(2)当刚好飞出时，设N板应向下移动x1，则有：‎ 所以，推导得：‎ Q不变，所以E保持不变，所以 所以 ‎14.‎ 如图所示，光滑水平轨道与半径为R的光滑竖直半圆轨道在B点平滑连接。在过圆心O的水平界面MN的下方分布有水平向右的匀强电场。现有一质量为m，电荷量为＋q的小球从水平轨道上A点由静止释放，小球运动到C点离开圆轨道后，经界面MN上的P点进入电场(P点恰好在A点的正上方，如图所示。小球可视为质点，小球运动到C点之前电荷量保持不变，经过C点后电荷量立即变为零)。已知A、B间距离为2R，重力加速度为g。在上述运动过程中，求 ‎(1)电场强度E的大小；‎ ‎(2)小球在圆轨道上运动时的最大速率 ‎(3) 小球对圆轨道的最大压力的大小 ‎【答案】（1）E=；（2）；（3）F=（2+3）mg ‎【解析】‎ ‎【详解】（1）设电场强度为E，小球从A到C由动能定理：‎ qE•3R−mg•2R=mvc2，‎ 小球过C点时速度大小为vc，小球离开C点后做平抛运动到P点：‎ R= gt2，‎ ‎2R=vct 联立解得：E=，即电场强度E的大小为；‎ ‎（2）设小球运动到圆周D点时速度最大为v，此时OD与竖直线OB夹角为α，小球从A运动到D过程，根据动能定理：‎ qE(2R+Rsinα)-mgR(1-cosα)=mv2，‎ 即：mv2=mgR(sinα+cosα+1)‎ 根据数学知识可得，当α=45°时动能最大，‎ 由此可得：，‎ 即小球在圆轨道上运动时的最大速率为。‎ ‎(3)由于小球在D点时速度最大且电场力与重力的合力恰好沿半径方向，故小球在D点对圆轨道的压力最大，‎ 设此压力大小为F，由牛顿第三定律可知小球在D点受到的轨道弹力大小也为F，在D点对小球进行受力分析，并建立如图所示坐标系 由牛顿第二定律：‎ F−qEsinα−mgcosα=‎ 解得：F=（2+3）mg 即小球对圆轨道的最大压力的大小（2+3）mg.‎ ‎【点睛】（1）对小球从A到C过程运用动能定理列式；小球从C平抛运动到P过程，对水平和竖直分运动分别根据位移公式列式；（2）小球在圆弧右下段某个位置速度最大，根据动能定理求出速度的一般表达式，然后根据数学知识求最大值；（3）当速度最大时，小球对轨道的压力最大，根据牛顿第二定律和向心力公式列式求解．‎