2017-2018学年江西省南康中学高二上学期第一次月考物理试题 解析版

2017-2018学年江西省南康中学高二上学期第一次月考物理试题 解析版

南康中学2017～2018学年度第一学期高二第二次大考 物 理 试 卷 一、选择题（共12个小题，每题4分，共48分。其中1—7题只有一个选项，8—12题有两个或者两个以上选项。选对4分，漏选2分，错选0分）‎ ‎1. 额定电压是220V，电阻是440Ω的灯泡，在正常工作时，3分钟内通过灯丝横截面的电量为（　　）‎ A. 30C B. 90C C. 220C D. 360C ‎【答案】B ‎【解析】根据欧姆定律得通过灯泡的电流：，3分钟内通过灯丝横截面的电量为：q=It=180×0.5C=90C，故B正确，ACD错误。‎ ‎2. 一艘在火星表面进行科学探测的宇宙飞船，在经历了从轨道Ⅰ→轨道Ⅱ→轨道Ⅲ的变轨过程后，顺利返回地球。若轨道Ⅰ为贴近火星表面的圆周轨道，已知引力常量为G，下列说法正确的是 （      ）‎ A. 飞船在轨道Ⅱ上运动时，P点的速度小于Q点的速度 B. 飞船在轨道Ⅰ上运动的机械能大于轨道Ⅲ上运动的机械能 C. 测出飞船在轨道Ⅰ上运动的周期，就可以测出火星的平均密度 D. 飞船在轨道Ⅱ上运动到P点的加速度大于飞船在轨道Ⅰ上运动到P点的加速度 ‎【答案】C ‎..................‎ 点睛：解决本题的关键掌握万有引力提供向心力这一重要理论以及卫星变轨的原理，注意D选项中比较加速度的大小，可以结合牛顿第二定律进行比较，不能通过速度的大小关系比较向心加速度.‎ ‎3. 质量相等的两个质点A、B在拉力作用下从同一地点沿同一直线竖直向上运动的v-t图像如图所示，下列说法正确的是 (      )‎ A. t2时刻两个质点在同一位置 B. 0-t2时间内两质点的平均速度相等 C. 0-t2时间内A质点处于超重状态 D. 在t1-t2时间内质点B的机械能守恒 ‎【答案】C ‎【解析】试题分析：速度时间图象与坐标轴围成的面积表示位移，平均速度等于位移除以时间，当加速度方向向上时，物体处于超重状态，方向向下时，处于失重状态，物体的动能和势能之和不变时，机械能守恒．‎ 解：A、速度时间图象与坐标轴围成的面积表示位移，0﹣t2时间内B的位移大于A的位移，B在A的上面，故A错误；‎ B、0﹣t2‎ 时间内B的位移大于A的位移，时间相等，则B的平均速度大于A的平均速度，故B错误；‎ C、0﹣t2时间内A的斜率为正，加速度为正，方向向上，处于超重状态，故C正确；‎ D、t1﹣t2时间内质点B匀速向上运动，动能不变，重力势能变大，机械能增大，故D错误．‎ 故选：C ‎【点评】解决本题的关键知道速度时间图线的物理意义，知道图线的斜率表示加速度，图线与时间轴围成的面积表示位移，当加速度方向向上时，物体处于超重状态，方向向下时，处于失重状态．‎ ‎4. 有一条捕鱼小船停靠在湖边码头，一位同学想用一个卷尺粗略测出它的质量。他轻轻从船尾走向船头，而后轻轻下船。用卷尺测出船后退的距离d和船长Ｌ，又知他的质量为m，则小船的质量为（不计湖水的阻力）（　　　）‎ A. B. C. D. ‎ ‎【答案】B ‎5. 将一电荷量为Q的小球放在不带电的金属球附近，所形成的电场线分布如图所示，金属球表面的电势处处相等．a、b为电场中的两点，则（　　）‎ A. 电荷Q带负电 B. a点的电场强度比b点的小 C. a点的电势比b点的高 D. 检验电荷﹣q在a点的电势能比在b点的大 ‎【答案】C ‎【解析】由图可知电场线从Q出发到不带电的金属球终止，所以Q应该是带正电，故A错误；电场线的疏密表示场强的大小，由图象知a点的电场强度比b点大，故B错误；a 点所在的电场线从Q出发到不带电的金属球终止，所以a点的电势高于金属球的电势，而b点所在处的电场线从金属球发出到无穷远，所以金属球的电势高于b点的电势，即a点的电势比b点的高，故C正确；电势越高的地方，负电荷具有的电势能越小，即正电荷在a点的电势能较b点大，故D错误。所以C正确，ABD错误。‎ ‎6. 如图所示，倾角为的斜面体固定于水平地面上，挡板AD可绕A点自由转动，光滑小球置于挡板与斜面之间，调整档板与地面间夹角，使得小球对斜面的压力大小等于小球的重力，则挡板与地面间的夹角为（ ）‎ ‎ ‎ A. B. C. D. ‎ ‎【答案】D ‎【解析】对光滑小球受力分析，如图所示：‎ 小球处于静止状态，所受的合力为零，则重力和斜面的支持力的合力与挡板的作用力大小相等，方向相反，因N=mg，则合力的平行四边形为菱形，根据几何关系可得：，则θ=α=75°，故D正确，ABC错误。‎ ‎7. 光滑绝缘水平面上固定两个等量正电荷，它们连线的中垂线上有A、B、C三点，如图甲所示。一质量m=1kg的带正电小物块由A点静止释放，并以此时为计时起点，沿光滑水平面经过B、C两点，其运动过程的v-t图像如图乙所示，其中图线在B点位置时斜率最大，根据图线可以确定（　　）‎ A. A、B、C三点的电场强度大小为 B. 中垂线上B点电场强度的大小 C. ‎ D. 小物块在B点的电势能 ‎【答案】C ‎【解析】试题分析：从乙图可以看出物块的速度在增大，即向上做加速运动，电场方向一定向上，在运动过程中受到竖直向下的重力和向上的电场力，故，速度时间图像的斜率表示加速度，所以在B点的加速度最大，即由于重力恒定，所以B点的电场力最大，即电场强度最大，A错误；由于不知道物块电荷量，所以无法确定B点的电场强度大小，B错误；根据动能定理可得，，因为，所以，C正确；由于不知道在A点的电势能，所以无法求解B点的电势能，D错误；‎ 考点：考查了带电粒子在电场中的运动 ‎【名师点睛】带电粒子在电场中的运动，综合了静电场和力学的知识，分析方法和力学的分析方法基本相同．先分析受力情况再分析运动状态和运动过程（平衡、加速、减速，直线或曲线），然后选用恰当的规律解题．解决这类问题的基本方法有两种，第一种利用力和运动的观点，选用牛顿第二定律和运动学公式求解；第二种利用能量转化的观点，选用动能定理和功能关系求解 ‎8. 传感器是一种采集信息的重要器件，如图所示是一种测定压力的电容式传感器．当待测压力F作用于可动膜片电极上时，以下说法中正确的是（　　）‎ A. 若F向上压膜片电极，电路中有从a到b的电流 B. 若F向上压膜片电极，电路中有从b到a的电流 C. 若F向上压膜片电极，电路中不会出现电流 D. 若电流表有示数，则说明压力F发生变化 ‎【答案】BD ‎【解析】试题分析：电容器的电压不变．若F向上压膜片电极，电容增大，电量增大，电容器充电，电路中形成顺时针方向的电流，电流表指针发生偏转．电流表有示数，则说明压力F发生变化．‎ 解：A、B、C由题可知，电容器的电压不变．若F向上压膜片电极，减小板间距离，电容增大，电量增大，电容器充电，电路中形成顺时针方向的充电电流，即电路中有从b到a的电流．故AC错误，B正确．‎ D、当压力F变化时，电容变化，电量变化，电路中就有电流．故D正确．‎ 故选BD．‎ ‎【点评】本题是实际问题，实质是电容器动态变化分析的问题，关键要抓住不变量：电压不变．‎ ‎9. 如图所示，A、B、C是平行纸面的匀强电场中的三点，它们之间的距离均为L，电荷量为q＝1.0×10－5 C的负电荷由A移动到C电场力做功W1＝4.0×10－5 J，该电荷由C移动到B电场力做功W2＝－2.0×10－5 J，若B点电势为零，以下说法正确的是(　　)‎ A. A点电势为2 V B. A点电势为－2 V C. 匀强电场的方向为由C指向A D. 匀强电场的方向为垂直于AC指向B ‎【答案】BC ‎【解析】试题分析：对于C、B间电势差为，若B点电势为零，，则C点电势．而A与C间的电势差为，，则A点电势，故A错误，B正确；AC连线的中点M电势为0，M与B点的连线即为等势线，且电场线垂直于等势线，三角形ABC为等边三角形，BM⊥AC，根据沿着电场线方向，电势降低，则有匀强电场的方向由C到A，故C正确D错误；‎ 考点：考查了电场力做功与电势差的关系 ‎【名师点睛】本题考查对电势差公式的应用能力，应用时，各量均需代入符号．注意电势有正负，而电压没有正负可言．‎ ‎10. 如图所示，质量相同的两个带电粒子M、N，以相同的速度沿垂直于电场方向同时射入两平行板间的匀强电场中，M从两板正中央射入，N从下极板边缘处射入，它们最后打在上极板的同一点上. 不计粒子的重力，则从开始射入到打到上板的过程中   （　　）‎ A. 它们的带电荷量之比qM: qN=1:2‎ B. 它们在电场中的运动时间tN> tM C. 它们的电势能减少量比△EM: △EN=1:4‎ D. 打到上极板时的速度之比为uM: uN=1:2‎ ‎【答案】AC ‎【解析】由题可知，两个带电粒子都做类平抛运动，水平方向做匀速直线运动，且它们的水平位移相等、初速度相等，所以在电场中的运动时间相等，即tN=tM，故B错误；在由竖直方向上：，因为m、t、E相等，则带电荷量之比，故A正确；由功能关系可知，电势能减小量等于电场力做功，则电势能减少量之比，故C正确；由上可知两粒子的加速度之比为：aM：aN=1：2，则粒子打在极板上时，竖直方向分速度之比为：vyM：vyN=1：2，所以打到上极板时的速度之比为：，故D错误。所以AC正确，BD错误。‎ ‎11. 在探究摩擦力变化规律的实验中，特设计了如甲图所示的演示装置，力传感器A与计算机连接，可获得力随时间变化的规律，将力传感器固定在光滑水平桌面上，测力端通过细绳与一滑块相连（调节传感器高度可使细绳水平），滑块放在较长的小车上，小车一端连接一根轻绳并跨过光滑的轻定滑轮系一只空沙桶（调节滑轮可使桌面上部细绳水平），整个装置处于静止状态．实验开始时打开传感器同时缓慢向沙桶里倒入沙子，小车一旦运动起来，立即停止倒沙子，若力传感器采集的图像如乙图所示，则结合该图像，下列说法中正确的是（ ）‎ A. 可求出空沙桶的重力 B. 可求出滑块与小车之间的滑动摩擦力的大小 C. 可求出滑块与小车之间的最大静摩擦力的大小 D. 可判断第5秒后小车做匀速直线运动（滑块仍在车上）‎ ‎【答案】ABC ‎【解析】试题分析：在整个过程中，滑块受到水平向右的摩擦力f与水平向左的传感器的拉力F，滑块始终静止，处于平衡状态，由平衡条件得：则f=F；小车与滑块的摩擦力f与滑块对小车的摩擦力f′是作用力与反作用力，由牛顿第三定律得：f′=f，则f′=F；‎ A、t=0时，没有向桶中倒沙，G空沙桶=F，由图乙所示图象可知，G空沙桶=F=2N，故A正确；‎ B、当小车运动时，滑块与小车间的摩擦力是滑动摩擦力，由图乙所示图象可知，f=F′=3N，故B正确；‎ C、当小车由静止刚好开始运动时，滑块与小车间的摩擦力是最大静摩擦力，由图乙所示图象可知，‎ 滑块与小车间的最大静摩擦力fmax=F″=3.5N，故C正确；‎ D、由图象我们只能知道50s后小车受到的滑动摩擦力是3N，恒定不变，并不知道沙桶对小车的拉力是多少，不知小车所受合力是多少，无法判断小车的运动状态，小车可能做匀速直线运动，也可能做加速直线运动，故D错误；故选ABC．‎ 考点：探究摩擦力变化规律.‎ ‎12. 某实验小组利用图示装置进行“探究动能定理”的实验，实验步骤如下：A．挂上钩码，调节长木板的倾角，轻推小车后，使小车能沿长木板向下做匀速运动；B．打开速度传感器，取下轻绳和钩码，保持A中调节好的长木板倾角不变，让小车从长木板顶端静止下滑，分别记录小车通过速度传感器1和速度传感器2时的速度大小v1和v2；C．重新挂上细绳和钩码，改变钩码的个数，重复A到B的步骤．若要验证动能定理的表达式，还需测量的物理量有（ ）‎ A. 悬挂钩码的总质量m B. 长木板的倾角θ C. 两传感器间的距离l D. 小车的质量M ‎【答案】ACD ‎【解析】根据动能定理可知，合外力对小车做的功等于小车动能的变化量，则有：，所以要测量悬挂钩码的总质量m，两传感器间的距离l，小车的质量M，故ACD正确，B错误。‎ 二、填空题（每空2分，共8分）‎ ‎13. 用如图装置可验证机械能守恒定律．轻绳两端系着质量相等的物块A、B，物块B上放置一金属片C．铁架台上固定一金属圆环，圆环处在物块B正下方．系统静止时，金属片C与圆环间的高度差为h．由此释放，系统开始运动，当物块B穿过圆环时，金属片C被搁置在圆环上．两光电门固定在铁架台P1、P2处，通过数字计时器可测出物块B通过P1、P2这段时间．‎ ‎（1）若测得P1、P2之间的距离为d，物块B通过这段距离的时间为t，则物块B刚穿过圆环后的速度v=__．‎ ‎（2）若物块A、B的质量均为M表示，金属片C的质量用m表示，该实验中验证了下面哪个等式成立，即可验证机械能守恒定律．（已知重力加速为g）正确选项为__．‎ A．mgh=Mv2            B．mgh=Mv2‎ C．mgh=（2M+m）v2       D．mgh=（M+m）v2‎ ‎（3）改变物块B的初始位置，使物块B由不同的高度落下穿过圆环，记录各次高度差h以及物块B通过P1、P2这段距离的时间为t，以h为纵轴，以__（填“t2”或“”）为横轴，通过描点作出的图线是一条过原点的直线．该直线的斜率k=__（用m、M、d、g表示）．‎ ‎【答案】 (1). (2). C (3). (4). ‎ ‎【解析】（1）根据某段时间内平均速度等于中间时刻的瞬时速度，可得物块的速度为：。‎ ‎（2）由题意可知在该过程中，系统ABC减小的重力势能转化为系统的增加的动能，即，化简得：，故C正确，ABD，错误。‎ ‎（3）将和，联立可得：，由此可知以为横轴。作出的图线是一条过原点的直线，直线的斜率：。‎ 三、计算题（共44分，要有必要的分析和计算过程，直接写答案不给分）‎ ‎14. 如图所示，一平行板电容器两极板的U＝12 V且始终与直流电源连接，电容C＝3.0×10－10 F，两极板间距离d＝1.2×10－3m，取g＝10 m/s2，求：‎ ‎(1)该电容器所带电量．‎ ‎(2)若板间有一带电微粒，其质量为m＝2.0×10－3 kg，恰在板间处于静止状态，则该微粒带电量为多少？带何种电荷？‎ ‎【答案】（1）3.6×10－9 C （2）2.0×10－6 C    微粒带负电荷 ‎【解析】试题分析：‎ ‎（1）由电容的定义式C=得，电容器所带电量Q=CU=3.0×10﹣10×12C=3.6×10﹣9C．‎ ‎（2）由E=得，板间电场强度E=‎ 对于带电微粒，由平衡条件得，qE=mg 则q==C=2×10﹣6C 由于电容器上板带正电，场强方向向下，微粒所受电场力方向竖直向上，则该电荷带负电．‎ ‎15. 带电量为q，质量为m的原子核由静止开始经电压为U1的电场加速后进入一个平行板电容器，进入时速度和电容器中的场强方向垂直．已知：电容器的极板长为L，极板间距为d，两极板的电压为U2，重力不计，求：‎ ‎（1）经过加速电场后的速度v0；‎ ‎（2）离开电容器电场时的偏转量y。‎ ‎【答案】（1） （2）‎ ‎【解析】试题分析：粒子先经过加速电场加速，由动能定理可以解得其速度，粒子进入偏转电场做类平抛运动，把其分解为水平方向的匀速直线运动，竖直方向的匀加速直线运动。‎ ‎（1）粒子经加速电场U1加速过程，‎ 由动能定理得：‎ 解得：‎ ‎（2）粒子进入偏转电场后做类平抛运动，‎ 竖直方向：‎ 水平方向：‎ 加速度为：‎ 以上联立解得：‎ 点睛：本题主要考查了粒子在加速电场和偏转电场作用下的运动，应用动能定理和平抛知识即可解题。‎ ‎16. 如图所示．Q为固定的正点电荷，A、B两点在Q的正上方和Q相距分别为h和0.25h，将另一点电荷从A点由静止释放，运动到B点时速度正好变为零，若此电荷在A点处的加速度大小为g，已知静电力常量为，求：‎ ‎(1)此电荷在B点处的加速度；‎ ‎(2)A、B两点间的电势差UAB(用Q和h表示)．‎ ‎【答案】(1)3g方向竖直向上 （2）‎ ‎【解析】试题分析：（1）这一电荷必为正电荷，设其电荷量为q，由牛顿第二定律，‎ 在A点时，在B点时 解得，方向竖直向上，且另一点电荷的电量：‎ ‎（2）另一点电荷从A到B过程，由动能定理，故 考点：考查了牛顿第二定律，动能定理，电场力做功 ‎【名师点睛】本题是库仑定律与牛顿第二定律，及动能定理，同时还涉及电场力做功的综合运用．另一点电荷在点电荷的电场中受到变化的库仑力，加速度大小是变化的．‎ ‎ ‎ ‎17. 如图所示，空间有场强E=1.0×102V/m竖直向下的匀强电场，长L=0.8m不可伸长的轻绳固定于O点．另一端系一质量m=0.5kg带电q=+5×10﹣2C的小球．拉起小球至绳水平后在A点无初速度释放，当小球运动至O点的正下方B点时绳恰好断裂，小球继续运动并垂直打在同一竖直平面且与水平面成θ=53°、无限大的挡板MN上的C点．试求：‎ ‎（1）绳子的最大张力；‎ ‎（2）A、C两点的电势差；‎ ‎（3）当小球运动至C点时，突然施加一恒力F作用在小球上，同时把挡板迅速水平向右移至某处，若小球仍能垂直打在档板上，所加恒力F的方向及取值范围．‎ ‎【答案】（1）30N （2）125V （3）‎ ‎【解析】试题分析：（1）小球到B点时速度为v，A到B由动能定理：‎ 解得：F=30N ‎（2）高AC高度为hAC，c点速度为v1‎ U=EhAC 解得U=125V ‎（2）加恒力后，小球做匀速直线运动或者匀加速直线运动，设F与竖直方向夹角为α，当小球匀速直线运动时α=0，当小球匀加速直线运动时，F的最小值为F1，F没有最大值 F与竖直方向的最大夹角为α=1800-θ=1270‎ ‎0≤α≤1270‎ F≥8N 考点：动能定理；牛顿第二定律的应用 ‎ ‎ ‎ ‎