2020-2021年新高二物理开学摸底考试卷（三）

2020-2021年新高二物理开学摸底考试卷（三）

2020-2021 年新高二物理开学摸底考试卷（三） 选择题(本题共 12 小题;每小题 4 分,共 48 分。其中 1-8 题为单选题，9-12 为多选题，全部选对得 4 分，选 对但不全得 2 分) 1.下列关于曲线运动的说法。正确的是（ ） A. 做曲线运动的物体，加速度和速度都一定在变化 B. 做曲线运动的物体，所受合外力可能为零 C. 做曲线运动的物体，速度可能不变 D. 做曲线运动的物体，加速度可能不变 【答案】D 【解析】做曲线运动的物体，速度方向一定在变化，速度大小可能变也可能不变；根据合外力是否为恒力 可知，加速度的大小可能变也可能不变，加速度的方向可能变也可能不变，故 D 正确，ABC 错误。 故选 D。 2.明代出版的《天工开物》一书中就有牛力齿轮翻车的图画(如图)，记录了我们祖先的劳动智慧．若 A、B、 C 三齿轮半径的大小关系如图，则( ) A．齿轮 A 的角速度比 C 的大 B．齿轮 A、B 的角速度大小相等 C．齿轮 B 与 C 边缘的线速度大小相等 D．齿轮 A 边缘的线速度比齿轮 C 边缘的线速度大 【答案】D 【解析】AB．齿轮 A 与齿轮 B 是同缘传动，边缘点线速度相等，根据公式vr 可知，半径比较大的 A 的角速度小于 B 的角速度．而 B 与 C 是同轴传动，角速度相等，所以齿轮 A 的角速度比 C 的小，AB 错误； C．B、C 两轮属于同轴转动，故角速度相等，根据公式 可知，半径比较大的齿轮 B 比 C 边缘的线速 度大，C 错误； D．齿轮 A、B 边缘的线速度相等，根齿轮 B 比 C 边缘的线速度大，所以齿轮 A 边缘的线速度比 C 边缘的 大，D 正确． 3.如图所示，轻弹簧竖直放置，下端固定在水平地面上，一小球从离弹簧一定高度处由静止释放，在小球从 开始接触弹簧到向下运动到最低点的过程中，下列判断正确的是（ ） A．小球动能一直在减小 B．小球重力势能一直在增加 C．弹簧弹性势能一直在增加 D．弹簧弹力先做负功后做正功 【答案】C 【解析】从小球接触弹簧开始，开始时重力大于弹力，合力向下，向下做加速度逐渐减小的加速运动，运 动到某个位置时，弹力和重力相等，合力为零，加速度为零，速度最大，再向下运动过程中，弹力大于重 力，做加速度增大的减速运动，直到停止，故小球的动能先增加后减小，重力势能一直减小，弹簧弹力一 直做负功，则弹性势能一直变大，故 ABD 错误，C 正确； 故选 C。 4.如图所示，一架直升机在 720m 高空以 80m/s 的速度水平匀速飞行，要将救灾物资分别投放到山脚 A 处和 山顶 B 处。已知山高 400m，山脚与山顶的水平距离为 560m，若不计空气阻力，g 取 10m/s2，则投放的时 间间隔应为（ ） A．4s B．7s C．12s D．11s 【答案】D 【解析】根据 21 2AAhgt 得 2 2 720 1210 A A ht s sg    则抛出物资时距离 A 点的水平距离为 x1=v0tA=80×12m=960m 根据 21 2BBh g t 得 2 22(7 0400 s=s1 ) 80 B B ht g  则抛出物资时距离 B 点的水平位移为 x2=v0tB=80×8m=640m 则两次抛出点的水平位移为 x=x1+560-x2=880m 则抛出物资的时间间隔为 0 880 s=11s80 xt v 故选 D。 5.用图示的电路可以测量电阻的阻值．图中 Rx 是待测电阻，R0 是定值，G 是灵敏度很高的电流表，MN 是一 段均匀的电阻丝．闭合开关，改变滑动头 P 的位置，当通过电流表 G 的电流为零时，测得 MP=l1，PN=l2，， 则 Rx 的阻值为（ ） A． 1 0 2 l Rl B． 1 0 12 l Rll C． 2 0 1 l Rl D． 2 0 12 l Rll 【答案】C 【解析】电阻丝 MP 段与 PN 段电压之比等于 R0 和 Rx 的电压比，即 0 0 xR x RMP PN U RU U U R；通过电流表 G 的电 流为零，说明通过电阻丝两侧的电流是相等的，而总电流一定，故通过 R0 和 Rx 的电流也相等，故 0MP PNx RR RR ； 根据电阻定律公式 LR S ，有 1 2 MP PN Rl Rl ；故 0 1 2X R l Rl ，解得 2 0 1 x lR Rl ． 故选 C． 6.如图所示，一颗卫星绕地球做椭圆运动，运动周期为 T,图中虚线为卫星的运行轨迹，A，B，C，D 是轨迹 上的四个位置，其中 A 距离地球最近，C 距离地球最远。B 和 D 点是弧线 ABC 和 ADC 的中点，下列说法 正确的是 A．卫星在 C 点的速度最大 B．卫星在 C 点的加速度最大 C．卫星从 A 经 D 到 C 点的运动时间为 T/2 D．卫星从 B 经 A 到 D 点的运动时间为 T/2 【答案】C 【解析】A、卫星绕地球做椭圆运动，类似于行星绕太阳运转，根据开普勒第二定律：行星与太阳的连线在 相等时间内扫过的面积相等，则知卫星与地球的连线在相等时间内扫过的面积相等，所以卫星在距离地球 最近的 A 点速度最大，在距离地球最远的 C 点速度最小，卫星在 B、D 两点的速度大小相等；故 A 错误； B、在椭圆的各个点上都是引力产生加速度 2 GMa r ，因 A 点的距离最小，则 A 点的加速度最大，故 B 错 误. C、根据椭圆运动的对称性可知 ADC CBAt t T，则 2ADC Tt  ，故 C 正确. D、椭圆上近地点 A 附近速度较大，远地点 C 附近速度最小，则 2BAD Tt  ， 2DCB Tt  ；故 D 错误. 故选 C. 7.酒精测试仪用于对机动车驾驶人员是否酒后驾车及其他严禁酒后作业人员的现场检测，它利用的是一种二 氧化锡半导体型酒精气体传感器。酒精气体传感器的电阻随酒精气体浓度的变化而变化，在如图所示的电 路中，不同的酒精气体浓度对应着传感器的不同电阻，这样，显示仪表的指针就与酒精气体浓度有了对应 关系。如果二氧化锡半导体型酒精气体传感器电阻 R 的倒数与酒精气体的浓度C 成正比，那么，电压表示 数 U 与酒精气体浓度 之间的对应关系正确的是 （ ） A． U 越大，表示 C 越小， 与 成反比 B． 越大，表示 越小，但 与 不成反比 C． 越大，表示 越大， 与 成正比 D． 越大，表示 越大，但 与 不成正比 【答案】D 【解析】酒精气体传感器和定值电阻串联在电路中，电压表测 0R 两端的电压，根据酒精气体传感器的电阻 的倒数与酒精气体的浓度成正比，可得 1 kCR  其中 k 是比例系数，根据欧姆定律得 00 0 1 UEE RRRr RrkC   联立可得 0 0 1 ERU RrkC   由数学知识可知 越大， 越大，但两者不成正比，故 A、B、C 错误，D 正确； 故选 D。 8.如图所示，一物体沿固定斜面从静止开始向下运动，经过时间 t0 滑至斜面底端。已知物体在运动过程中所 受的摩擦力恒定。若用 v、s、Ep 和 E 分别表示该物体的速度大小、位移大小、重力势能和机械能，设斜面 最低点重力势能为零，则下列图像中可能正确的是（ ） A． B． C． D． 【答案】D 【解析】A．在 v-t 图象中，斜率表示加速度大小，由于物体沿斜面做匀加速运动，因此其 v-t 图象斜率不变， 选项 A 错误； B．物体下滑位移为 21 2x at ，因此由数学知识可知其位移—时间图象为上开口抛物线，故 B 错误； C．设斜面高为 h0，倾角为  ，则物体下落的高度 2 sin2sin xath  选因为斜面最低点重力势能为零，则物体的重力势能为 2 00() 2sinp mgaEmghhmght  所以 EP-t 图象明显不是一次函数关系，选项 C 错误； D．根据功能关系，克服摩擦力做功等于机械能减小量，故物体的机械能 2 00 1 2EEfsEfat 所以 E-t 图象是下开口抛物线，选项 D 正确。故选 D。 9.某电场的电场线分布如图所示，则（ ） A．电荷 P 带负电 B．电荷 P 带正电 C．某试探电荷在 c 点受到的电场力大于在 d 点受到的电场力 D．a 点的电场强度大于 b 点的电场强度 【答案】BC 【解析】AB．电场线从正电荷出发，由电场线分布可知，电荷 P 带正电，故 A 错误，B 正确； C．因 c 点的电场线较 d 点密集，可知 c 点的场强较大，正试探电荷在 c 点受到的电场力大于在 d 点受到的 电场力，故 C 正确； D．a 点的电场线比 b 点较稀疏，则 a 点的电场强度小于 b 点的电场强度，故 D 错误。 故选 BC。 10.某汽车的电源与启动电机、车灯连接的简化电路如图所示。当汽车启动时，开关 S 闭合，电机工作，车 灯突然变暗，此时（ ） A．车灯的电流变小 B．路端电压变小 C．电路的总电流变小 D．电源的总功率变大 【答案】ABD 【解析】A．开关闭合时，车灯变暗，故流过车灯的电流 I 灯 变小，A 正确； B．电路的路端电压为 =UUIR 路 灯 灯 灯 变小，路端电压变小，B 正确； C．总电流即干路电流为 UEUI rr 内 路 干 U 路 减小，干路电流增大，C 错误； D．电源总功率为 P EI 干总 I 干 增大，总功率变大，D 正确。故选 ABD。 11.如图所示，平行金属板 A、B 水平正对放置，分别带等量异号电荷，一带电微粒水平射入板间，在重力 和电场力共同作用下运动，轨迹如图中虚线所示，那么（ ） A．微粒从 M 点运动到 N 点动能一定增加 B．微粒从 M 点运动到 N 点电势能一定增加 C．微粒从 M 点运动到 N 点机械能可能增加 D．若微粒带正电荷，则 A 板一定带正电荷 【答案】AC 【解析】以带电微粒为研究对象分析受力可知，微粒同时受到重力和电场力作用，由其运动轨迹的弯曲方 向仅可判断出重力与电场力合力向下，而电场力方向可能竖直向上，亦可能竖直向下，故微粒从 M 点运动 到 N 点合力做正功，其动能增大，机械能可能增加，A 板带可能带正电荷，亦可能带负电荷，故 BD 错误， AC 正确。 故选 AC。 12.甲为 0.1kg 的小球从最低点 A 冲入竖直放置在水平地面上、半径为 0.4m 的半圆轨道，已知小球恰能到达 最高点 C，轨道粗糙程度处处相同，空气阻力不计。小球速度的平方与其高度的关系图像，如图乙所示。g 取 10m/s2，B 为 AC 轨道中点。下列说法正确的是（ ） A．图乙中 x＝4 B．小球从 B 到 C 损失能量为 0.125J C．小球从 A 到 C 合力做的功为 1.05J D．小球从 C 抛出后，落地点到 A 的距离为 0．8m 【答案】AD 【解析】A．当 h=0.8m 时，小球运动到最高点，因为小球恰能到达最高点 C，则有 2vm g m r ＝ 解得 100.4m/s=2m/svgr＝ 则 x=4，故 A 正确。 B．从 A 到 C 过程，动能减小量为  22 0 111 0.1254J=1.05J222mvmv 重力势能的增加量为 mg•2R=1×0.8J=0.8J 则机械能减小 0.25J，由于 A 到 B 过程中压力大于 B 到 C 过程中的压力，则 A 到 B 过程中的摩擦力大于 B 到 C 过程中的摩擦力，可知 B 到 C 的过程克服摩擦力做功较小，知机械能损失小于 0.125J，故 B 错误。 C．小球从 A 到 C 合外力对其做的功等于动能的变化量，则  22 0 111 0.1425 J=-1.05J222kWEmvmv＝ 故 C 错误。 D．C 点的速度 v=2m/s，根据 22 1 2Rgt＝ 440.4 s0.4s10 Rt g  ＝ ＝ 则落地点到 A 点的距离 x′=vt=2×0.4m=0.8m 故 D 正确。故选 AD。 第 II 卷（非选择题) 一．实验题：(本题共 2 小题,共 14 分） 13.（6 分）“探究功与速度变化的关系”实验装置如图所示。 （1）实验中小车会受到阻力，可以使木板适当倾斜来“抵消”阻力的影响，需要将木板的__侧适当垫高（填“左” 或“右”）。 （2）某次橡皮筋对小车做功为 W，打点计时器打出的纸带如图所示，A、B、C、…、G 是纸带上标出的计 数点，每两个相邻的计数点之间还有 4 个打出的点未画出，则橡皮筋做功之后恢复原长对应的小车 v=___________m/s（保留 3 位有效数字）。 （3）若根据多次测量数据画出的 W—v 图像如图所示，可知 W 与 v 的可能正确的是___________ 【答案】左 0.168 C 【解析】(1)[1] 为了平衡小车运动的阻力，需要将木板的左侧适当垫高； (2)[2] 每两个相邻的计数点之间还有 4 个打出的点未画出，打点周期为 T=0.1s，利用纸带求解小车速度 21.6810 m/s=0.168m/s0.1v  (3)[3] 因为 21 2Wmv ，图线为抛物线，则 W-v 图像为 C 图。 14.（8 分）某同学在学完“测量金属丝的电阻率”实验后，找到一个圆柱状导体材料，想利用实验测量其电阻 率，利用游标卡尺和螺旋测微器分别测量该导体的长度和粗细。 (1)用螺旋测微器测截面直径如图甲所示，则该材料的直径为______mm；利用 20 分度的游标卡尺测量长度 如图乙所示，但该游标卡尺的游标尺前面部分刻度值被污渍覆盖看不清，该材料长度为______cm； (2)在本实验中，为了减小电流表和电压表内阻引起的系统误差，采用了如图所示的电路： 测电阻过程中，首先，闭合电键 S1，将电键 S2 接 2，调节滑动变阻器 RP 和 R，使电压表读数尽量接近满量 程，读出这时电压表和电流表的示数 U1、I1；然后，将电键 S2 接 1，读出这时电压表和电流表的示数 U2、 I2。则待测材料的电阻可以表示为______； (3)若本实验中，测得金属的长度为 L，直径为 D，电阻为 Rx，则该金属电阻率的表达式为______。 【答案】1.783 10.155； 1221 12 UIUI II  2 4 xDR L  【解析】(1)[1]螺旋测微器的读数为 D=1.5mm+28.3×0.01mm=1.783mm； [2]游标卡尺的读数为 L=101mm+11×0.05mm=101.55mm=10.155cm； (2)[3]电键 S2 接 2 时应有 U1=I1(Rx+RA+RP) 电键 S2 接 1 时应有 U2=I2(RA+RP) 联立以上两式解得 Rx= (3)[4]根据电阻定律 Rx= 21 4 L D   可得金属电阻率为 ρ= 2 xπ 4 DR L 三．解答题：共 4 个⼩题，共 38 分。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，有数值计算的题必须明确写出数据值和单位。 15.（8 分）在研究微型电动机的性能时，可采用如图 2－5－12 所示的实验电路．当调节滑动变阻器 R，使 电动机停止转动时，电流表和电压表的示数分别为 0.5 A 和 1.0 V；重新调节 R，使电动机恢复正常运转时， 电流表和电压表的示数分别为 2.0 A 和 15.0 V．求这台电动机正常运转时的输出功率和电动机的线圈电阻． 【解析】 当电流表和电压表的示数为 0.5 A 和 1.0 V 时，电动机停止工作，电路中只有电动机的内阻 消耗电能，其阻值 r＝U1 I1 ＝1.0 0.5 Ω＝2 Ω. 当电动机正常工作时，电流表、电压表示数分别为 2.0 A 和 15.0 V，则电动机的总功率 P 总＝U2I2＝15.0×2.0 W＝30.0 W， 线圈电阻的热功率 P 热＝I22r＝2.02×2 W＝8.0 W， 所以 P 输出＝P 总－P 热＝30.0 W－8.0 W＝22.0 W. 【答案】 22.0 W 2 Ω 16.（10 分）如图所示是一种可以体验超重和失重的巨型娱乐器械。一个可乘多人的环形座舱由高处自由下 落，其运动可视为自由落体运动，经过 3.2s 座舱底部距地面 32m，此时开始制动，到地面时速度恰好为零。 制动过程可视为匀减速直线运动。问 (1)下落过程中座舱的最大速度是多少？ (2)制动过程中座舱加速度是多大？ (3)制动过程中座舱对乘客作用力是乘客重力的几倍？ 【答案】(1)32m/s；(2) 216m/ sa  ；(3)2.6 【解析】(1)设座舱下落的最大速度为 v 自由下落过程中 v g t 得 3 2m / sv  (2)设座舱制动过程的加速度大小为 a ，则 2 2v a h 得 21 6m / sa  (3)对质量为 m 的乘客 NF mg ma 设制动过程中乘客受到座舱的作用力是其重力的 n 倍，则 nmg mg ma 得 2 . 6n  17.（10 分）如图所示，定在竖直平面内的轨道由直轨道 AB 和圆弧轨道 BC 组成，小球从斜面上 A 点由静 止开始滑下，滑到斜面底端后又滑上半径 R=0.4m 的圆轨道（不计轨道连接处能量损失，g 取 10m/s2）。 (1)若接触面均光滑，小球刚好能滑到圆轨道的最高点 C，求斜面高 h； (2)若接触面均粗糙，小球质量 m=0.1kg，斜面高 h=2m，小球运动到 C 点时对轨道压力大小为 mg，求全过 程中摩擦阻力做的功。 【答案】(1)1m；(2)-0.8J 【解析】(1)小球刚好到达 C 点，重力提供向心力，由牛顿第二定律得 2mvmg R 从 A 到 C 过程机械能守恒，由机械能守恒定律得   212 2mg h R mv 解得 2.52.50.4m1mhR (2)在 C 点，由牛顿第二定律得 2 Cvm g m g m R 从 A 到 C 过程，由动能定理得   21202fCmg h R W mv    解得 0.8JfW  18.（10 分）如图所示，竖直平行正对放置的带电金属板 A、B，两板间的电势差 UAB=500V，B 板中心的小 孔正好位于平面直角坐标系 xOy 的 O 点；y 轴沿竖直方向；在 x>0 的区域内存在沿 y 轴正方向的匀强电场， 一质量为 m＝1×10-13 kg，电荷量 q＝1×10－8 C 带正电粒子 P 从 A 板中心 O′处静止释放，其运动轨迹恰好经 过 M ( 5 m，1 m)点；粒子 P 的重力不计，试求： (1)粒子到达 O 点的速度 (2)x>0 的区域内匀强电场的电场强度； (3)粒子 P 到达 M 点的动能。 【答案】（1） 41 0 m / s ；（ 2） 4 0 0 V / m ；（ 3） 69 1 0 J  【解析】(1)加速过程，根据动能定理得： 2 0 1 02ABqUmv 解得： 4 0 10m/sv  (2) 粒子在右侧做类平抛运动，则有： 0x v t 21 2y at qEa m 联立解得： 4 0 0 V / mE  (3) 粒子从O 到 M 的过程，根据动能定理则有： 2 0 1 2kqEyEmv 解得： 69 1 0 JkE 