【物理】湖北省荆州市公安县第三中学2020-2021学年高二9月月考试卷

【物理】湖北省荆州市公安县第三中学2020-2021学年高二9月月考试卷

荆州市公安县第三中学2020-2021学年高二9月月考 物理试卷 考试时间：90分钟 第I卷（选择题）‎ 一、单选题（每题3分，共24分）‎ ‎1．物体在恒力F1、F2、F3的共同作用下做匀速直线运动，若突然撤去恒力F1，则物体的运动情况是（　　）‎ A．一定做匀变速直线运动 B．可能做匀速直线运动 C．可能做曲线运动 D．速度大小一定增加 ‎2．如图所示，A、B、C三颗人造地球卫星绕地球做匀速圆周运动，已知三颗卫星的质量关系为，轨道半径的关系为，则三颗卫星( ) ‎ A．线速度大小关系为 B．加速度大小关系为 C．向心力大小关系为 D．周期关系为 ‎3．人用绳子通过光滑定滑轮拉静止在地面上的物体A，A穿在光滑的竖直杆上，当人以速度v竖直向下匀速拉绳使质量为m的物体A上升高度h后到达如图所示位置时，此时绳与竖直杆的夹角为θ。已知重力加速度为g，则（　　）‎ A．此时物体A的速度为 B．此时物体A的速度为 C．该过程中绳对物体A做的功为 D．该过程中绳对物体A做的功为 ‎4．起重机的钢索将重物由地面吊到空中某个高度，其v－t图象如图所示，则钢索拉力的功率随时间变化的图象可能是下列选项图中的哪一个（　　）‎ A．B．C．D．‎ ‎5．如图所示，A、B、O、C为在同一竖直平面内的四点，其中A、B、O沿同一竖直线，B、C同在以O为圆心的圆周(用虚线表示)上，沿AC方向固定有一光滑绝缘细杆L，在O点固定放置一带负电的小球．现有两个质量和电荷量都相同的带正电小球a、b均可视为点电荷，先将a套在细杆上．让其从A点由静止开始沿杆下滑，后使b从A点由静止开始沿竖直方向下落，则下列说法中正确的是（　　）‎ A．从A点到C点，小球a做匀加速运动 B．小球a在C点的动能等于小球b在B点的动能 C．从A点到C点，小球a的机械能先增加后减少，但机械能与电势能之和不变 D．小球a从A点到C点电场力做的功大于小球b从A点到B点电场力做的功 ‎6．在研究微型电动机的性能时，应用如图所示的实验电路．当调节滑动变阻器R并控制电动机停止转动时，电流表和电压表的示数分别为0. 50 A和2. 0 V．重新调节R并使电动机恢复正常运转，此时电流表和电压表的示数分别为2. 0 A和24. 0 V．则这台电动机正常运转时输出功率为（ ）‎ A．32 W B．44 W C．47W D．48W ‎7．如图所示，半径为r的圆形空间内，存在着垂直于纸面向外的匀强磁场，一个带电粒子（不计重力），从A点沿半径方向以速度v0垂直于磁场方向射入磁场中，并由B点射出，且∠AOB=120°，则该粒子在磁场中运动的时间为（　　）‎ A． B． C． D．‎ ‎8．如图所示，竖直墙面与水平地面均光滑且绝缘，两个带有同种电荷的小球A、B分别位于竖直墙面和水平地面，且处于同一竖直平面内，若用图示方向的水平推力F作用于小球B，则两球静止于图示位置．如果将小球向左推动少许，待两球重新达到平衡时，跟原来相比（　　）‎ A．两小球间距离将增大，推力F将减小 B．两小球间距离将增大，推力F将增大 C．两小球间距离将减小，推力F将增大 D．两小球间距离将减小，推力F将减小 二、多选题 ‎9．如图所示，水平传送带长为AB=s，运行速度为v，把质量为m的小物体轻放在A点，物体与传送带间的动摩因数为，当小物体由A运动到B点的过程中，摩擦力对小物体做功可能为（　　）‎ A．大于 B．大于 C．小于 D．等于 ‎10．如图所示是示波器原理图，电子被电压为U1的加速电场加速后射入电压为U2的偏转电场，离开偏转电场后电子打在荧光屏上的P点，P点与O点的距离叫做偏转距离，偏转电场极板长为L，板间距离为d，为了增大偏转距离，下列措施可行的是（　　）‎ A．增大U1 B．增大U2 C．增大L D．增大d ‎11．某同学将一直流电源的总功率PE、输出功率PR和电源内部的发热功率Pr随电流I变化的图线画在了同一坐标上，如图中的a、b、c所示，根据图线可知（　　）‎ A．电源电动势为8V，电源内阻为2Ω B．反映Pr变化的图线是c C．b、c线的交点与a、c线的交点的横坐标之比一定为1∶2，纵坐标之比一定为1∶4‎ D．当电流为1.0A时，外电路的电阻为2Ω ‎12．如图所示，一质量为m、电荷量为q的带电粒子（不计重力），从a点以与边界夹角为53°的方向垂直射入磁感应强度为B的条形匀强磁场，从磁场的另一边界b点射出，射出磁场时的速度方向与边界的夹角为37°．已知条形磁场的宽度为d，sin 37°＝0.6，cos37°＝0.8．下列说法正确的是（ ）‎ A．粒子带正电 B．粒子在磁场中做圆周运动的半径为d C．粒子在磁场中做圆周运动的速度大小为 D．粒子穿过磁场所用的时间为 第II卷（非选择题）‎ 三、实验题（共16分）‎ ‎13．（每空2分，共8分）某实验兴趣小组的同学利用如图所示的装置完成了“探究动能定理”的实验，该小组的同学组装好实验器材后，进行了如下的操作：‎ a．在砂桶里装上一定质量的细砂，缓缓地调节长木板的倾角，轻推滑块，使滑块沿长木板匀速下滑；‎ b．去掉细线和砂桶，保持长木板的倾角不变，接通电源，将滑块由光电门1上方释放，记录滑块经过两光电门时的挡光时间、；‎ c．测出砂和砂桶的总质量m、滑块和遮光条的总质量M；‎ d．改变砂桶中细砂的质量，重复a、b、c。‎ ‎(1)长木板表面的粗糙程度对该实验______（填“有”或“无”）影响；去掉细线和砂桶后，滑块的合力应为______（用以上的物理量表示），重力加速度g已知。‎ ‎(2)为了写出探究动能定理的关系式，除了上述物理量外，请分析还需要测量的物理量有______。‎ A．长木板的倾角θ B．遮光条的宽度d C．光电门2到长木板顶端之间的距离L D．两光电门之间的距离s ‎(3)由以上的分析可知，动能定理的关系式应为_______（用以上的物理量表示）。‎ ‎14．（每小题2分，共8分）某同学利用图甲中的电路测量电流表的内阻RA（约为），图中R1是滑动变阻器，R2是电阻箱，S1和S2为开关。已知电流表的量程为10mA。‎ ‎（1）请根据电路图连接图乙中的实物图；‎ ‎（2）断开S2，闭合S1，调节R1的阻值，使A满偏；保持R1的阻值不变，闭合S2，调节R2，当R2的阻值如图丙所示时，A恰好半偏。若忽略S2闭合后电路中总电阻的变化，则可知RA＝________Ω；‎ ‎（3）考虑电路中总电阻的变化，则电流表的内阻RA的测量值R测和真实值R真相比，R测 ‎________R真（填“＞”或“＜”）；‎ ‎（4）将（2）中电流表内阻的测量值作为该表内阻，若要改装成量程为3 V的电压表，则需与该电流表串联一个阻值为__________Ω的电阻。‎ 四、解答题（共44分）‎ ‎15．（10分）某回旋加速器的两个半圆金属盒处于与盒面垂直的匀强磁场中，两金属盒间存在交变电场，用其加速质子。已知金属盒的半径为R，磁场的磁感应强度为B，金属盒间缝隙的加速电压为U，质子的质量为m，电荷量为q。求 ‎（1）交变电场的频率f；‎ ‎（2）质子加速完毕出射时的动能Ek；‎ ‎（3）质子在回旋加速器中运动的圈数n。‎ ‎16．（12分）如图所示，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，重力加速度为g，在轨道所在空间加一竖直向上的匀强磁场，使导体棒在轨道上保持静止。‎ ‎（1）求磁场对导体棒的安培力的大小；‎ ‎（2）如果改变导轨所在空间的磁场方向，使导体棒在轨道上保持静止，求磁感应强度B的最小值和方向。‎ ‎17．（12分）如图所示，在矩形区域(含边界)存在垂直纸面向里的匀强磁场，磁感应强度大小B0=2.0×10-2T，A、B、C、D为矩形的四个顶点，BC边长l1=4m，AB边长l2=2m。大量质量m=3.2×10-26kg、带电荷量q=-1.6×10-18C的粒子，从A点沿AD方向以不同的速率射入匀强磁场中，粒子恰好均从BC边射出，不计粒子重力及粒子间的作用力。求：‎ ‎（1）粒子的速率的取值范围；‎ ‎（2）粒子在磁场中运动的最长时间。‎ ‎18．（10分）如图所示，在平面直角坐标系的第一、二象限存在沿y轴正方向的匀强电场，电场强度大小为E；在第三、四象限存在垂直纸面向里的匀强磁场，磁感应强度大小为B。在y轴的P点有一个质量为m、电荷量为－q（q>0）的带电粒子，具有沿x正方向的初速度v0（大小未知）。在x轴上有一点D，已知OD=d，OP=h。带电粒子重力可忽略，试求：‎ ‎(1)若该粒子第1次经过x轴时恰好经过D点，初速度v0多大？‎ ‎(2)若该粒子第3次经过x轴时恰好经过D点，初速度v0'多大？‎ ‎【参考答案】‎ 1． C；2．B；3．D；4．B；5．C；6．A；7；C；8．A；9．CD；10．BC；11．BCD；12．BD。‎ ‎13．无 ； mg ； BD ； ；‎ ‎14． 4.9； ＜ ； 小 ； 295.1； ‎ ‎15．(1)质子在磁场中做匀速圆周运动，洛伦兹力提供向心力---------1分 ‎------------1分 ‎----------------------1分 联立可得-----------1分 ‎(2) 洛伦兹力提供向心力，当半径最大时，对应的速度最大，动能最大，最大半径为R ‎-----------1分 ‎----------------1分 联立可得-------2分 质子在磁场中每转一圈加速两次，获得能量为2Uq，设质子在回旋加速器中运动的圈数n，则有-------------1分 将代入可得---------------1分 ‎16．(12分)（1）导体棒受力如图所示 根据共点力平衡条件可知，磁场对导体棒的安培力的大小F安＝mgtan α.-------4分 （2） 要使磁感应强度最小，则要求安培力最小．根据受力情况可知，最小安培力 F安min＝mgsin α，方向平行于轨道斜向上-------3分 所以最小磁感应强度Bmin＝ ＝-------3分 根据左手定则可判断出，此时的磁感应强度的方向为垂直轨道平面斜向上．-------2分 17． ‎ (12分) (1)粒子恰好均从BC边射出，可知粒子以最小速率v1运动时恰好打在B点，由几何关系可知其半径-------1分 可知粒子以最大速率v2运动时恰好打在C点，设其半径为R2，由几何关系 解得m-------1分 粒子在匀强磁场中运动，由洛伦兹力提供向心力，有-------2分 可得-------2分 解得 ‎ 则粒子的速率的取值范围为 -------2分 ‎(2)从B点射出的粒子在磁场中运动的时间最长，其运动时间 --------1分 ‎-------2分 解得 s----------1分 17． ‎(10分)(1)据图可知，粒子自P点做类平抛运动，则有-------1分 ‎------1分 解得-------2分 ‎(2)粒子进入磁场做圆周运动，如图所示 ‎-------1分 ‎-------1分 粒子第3次经过x轴恰好到达D，如图所示 ‎------1分 d=3x－2Rsinθ-------1分 解得-------2分