河南省西华县第一高级中学2020学年高二物理上学期10月月考试题（含解析）

河南省西华县第一高级中学2020学年高二物理上学期10月月考试题（含解析）

西华一高二年级上学期月考试卷（1） ‎ 物理试题 一、选择题（本题12小题，每小题4分，共48分。其中前9题为单选，10-12为多选题选对而不全的得2分）‎ ‎1. 图所示的电容式话筒就是一种电容式传感器，其原理是：导电性振动膜片与固定电极构成了一个电容器，当振动膜片在声压的作用下振动时，两个电极之间的电容发生变化，电路中电流随之变化，这样声信号就变成了电信号，则当振动膜片向右振动的过程中 A. 电容器电容值增大 B. 电容器带电荷量减小 C. 电容器两极板间的场强增大 D. 电阻R上电流方向自左向右 ‎【答案】C ‎【解析】试题分析：当振动膜片向右振动时，电容器两极板间的距离减小，根据公式可得电容器的电容值增大，故A正确；根据公式，因为电压不变，当C增大，则Q增大，电容器处于充电状态，所以电阻R上的电流方向从右向左，根据公式可得U不变，d减小，所以E增大，BD错误C正确；‎ 考点：考查了电容器 ‎2.‎ ‎ AB和CD为圆上两条相互垂直的直径，圆心为O．将电量分别为+q和-q的两点电荷放在圆周上，其位置关于AB对称且距离等于圆的半径，如图所示．要使圆心处的电场强度为零，可在圆周上再放一个适当的点电荷Q，则该点电荷Q（　　）‎ A. 应放在A点，Q=+2q B. 应放在B点，Q=-2q C. 应放在C点，Q=+q D. 应放在D点，Q=+q ‎【答案】C ‎【解析】两个点电荷在O点产生的场强大小都为两个场强的方向互成120°，根据平行四边形定则，合场强大小为：，方向水平向右．所以放一个电荷在O点产生的场强大小为，方向水平向左，所以该电荷若在C点，为-q，若在D点，为+q，故D正确，ABC错误。‎ ‎3. 某静电场的电场线分布如图所示，图中P、Q两点的电场强度的大小分别为和，电势分别为和，则（）‎ A. ‎ B. ‎ C. ‎ D. ‎ ‎【答案】A ‎【解析】由图P点电场线密，所以电场强度大，即，‎ 根据沿电场线的方向电势降低可知：，故A正确，BCD错误。‎ ‎4. 如图甲所示，AB是某电场中的一条电场线，若有一电子以某一初速度且仅在电场力的作用下，沿AB由点A运动到点B，所经位置的电势随距A点的距离变化的规律如图乙所示．以下说法错误的是（　　）‎ A. A、B两点的电场强度EA＞EB B. 电子在A、B两点的速度vA＜vB C. A、B两点的电势φA＞φB D. 电子在A，B两点的电势能EPA＜EPB ‎【答案】B ‎【解析】φ-x图象的斜率大小等于电场强度，由图可知图象的斜率逐渐减小，则从A到点B场强减小，则有，故A说法正确；由图看出，电势逐渐降低，可判断出电场线的方向从A到B，则A、B两点的电势，故C说法正确；在移动过程中，电场力做负功，电子的动能减小速度减小，电子的电势能增大．即有，，故B说法错误，D说法正确。所以选B。‎ ‎5. 竖直向上抛出一物块，物块在空中运动的过程中受到的阻力与速度大小成正比，则物块从抛出到落回抛出点的过程中，加速度随时间变化的关系图像正确的是（设竖直向下为正方向）‎ A. B. C. D. ‎ ‎【答案】C ‎【解析】在上升过程中，对小球受力分析，由牛顿第二定律可知mg+f=ma，由于向上减速运动，速度减小，受到的阻力大小与速度大小成正比，故加速度减小到g，当达到最高点后开始加速下降，则由牛顿第二定律mg-f=ma，速度增大，加速度减小，故C正确，ABD错误 ‎6. 2020年9月27日“神舟七号”宇航员翟志刚顺利完成出舱活动任务，“神舟七号”绕地球做近似匀速圆周运动，其轨道半径为r，若另有一颗卫星绕地球做匀速圆周运动的半径为2r，则可以确定（　　）‎ A. 卫星与“神舟七号”的加速度大小之比为1：1‎ B. 卫星与“神舟七号”的线速度大小之比为1：‎ C. 翟志刚出舱后不再受地球引力 D. 翟志刚出舱任务之一是取回实验样品，假如不小心样品脱手，则样品做自由落体运动 ‎【答案】B ‎【解析】根据万有引力提供向心力有：，解得：，所以加速度大小之比为：，故A错误；根据万有引力提供向心力有：，解得：，解得：，故B正确；“神舟七号”飞船绕地球做匀速圆周运动，翟志刚出舱后处于完全失重状态，仍受到重力作用，故C错误；翟志刚出舱取回外挂实验样品，若样品脱手，则样品由于惯性继续绕地球做匀速圆周运动，故D错误。所以B正确，ACD错误。‎ ‎7. 如图所示，质量相等的A、B两物体在同一水平线上，当A物体被水平抛出的同时，B物体开始自由下落（空气阻力忽略不计），曲线AC为A物体的运动轨迹，直线BD为B物体的运动轨迹，两轨迹相交于O点，则两物体（　　）‎ A. 经O点时速率相等 B. 在O点不会相遇 C. 在O点具有的机械能一定相等 D. 在O点时重力的功率一定相等 ‎【答案】D ‎【解析】设AB经过时间t在C点相遇，A做平抛运动到O点的速率为：，B到O点的速率为：vB=gt，所以，故A错误；平抛运动在竖直方向上做自由落体运动，所以两物体到达O点的时间相等即一定会相遇，故B错误；由图可知在C点它们具有相同的重力势能，又，即甲的动能大于乙的动能，所以甲的机械能大于乙的机械能，故C错误；两物体重力相等，在C点时竖直方向的速度都等于gt相等，根据P=mgvy=mggt，重力的功率相等，故D正确。所以D正确，ABC错误。‎ ‎8. 如图所示，一位网球运动员击出的网球沿虚线斜向上做减速直线飞行，则空气对网球的作用力可能是 A. F1 B. F2 C. F3 D. F4‎ ‎【答案】B ‎【解析】网球沿虚线斜向上做减速直线运动的过程中，受到重力和空气的作用力，二个力的合力与网球的运动方向相反，即沿虚线斜向右下方，根据平行四边形定则知：只有F2与重力的合力方向可能沿虚线向下，其他几个均不可能，故B正确，ACD错误。‎ ‎9. 如图所示，带正电的粒子以一定的初速度ｖ0沿中线进入水平放置的平行金属板内，恰好沿下板的边缘飞出，已知板长为Ｌ，板间的电压为Ｕ，带电粒子的带电量为+ｑ，粒子通过平行金属板的时间为Ｔ，不计粒子的重力，则(　)‎ A. 粒子在前时间内，电场力对粒子做功为 B. 粒子在后时间内，电场力对粒子做功为 C. 粒子在竖直方向下落前和后内，电场力做功之比为1∶2‎ D. 粒子在竖直方向下落前和后内，通过的时间之比为1∶1‎ ‎【答案】B ‎【解析】试题分析：研究粒子在垂直于板的方向运动：初速度为零的匀速直线运动，由得 在前时间内，时间内与T时间内垂直于板方向之比为1：4，在前时间内，电场力对粒子做功，A错误，‎ 由得，后时间内与t时间内垂直于板方向之比为3:4，则在后时间内，电场力做功为，B正确，‎ 有电场力做功公式，则前粒子在下落前和后的过程中，电场力做功为1:1，C错误，D正确，‎ 考点：考查了带电粒子在电场中的运动 点评：粒子在垂直于板的方向分运动是初速度为匀加速直线，本题的解法是运用推论法求解．‎ ‎10. 如图所示，在等量异种电荷连线的中垂线上取A、B、C、D四点，B、D两点关于O点对称，则关于各点场强的关系，下列说法中正确的是（　　）‎ A. EA＞EB，EB=ED B. EA＜EB，EA＜EC C. EA＜EB＜EC，EB=ED D. 可能EA=EC＜EB，EB=ED ‎【答案】BC ‎【解析】试题分析：利用两个等量异种电荷的电场特点，两电荷连线的中垂线有如下特征：中垂线为等势线，连线上各点的电势相等，中间电场线比较密，两边疏，则连线中点场强最大，向外逐渐减小．且电场中的电势、电场强度都关于X轴对称，所以对称点电势相等，场强大小相等．‎ 解：据等量异种电荷的电场特点，中垂线上各点的场强关于电荷连线对称，中点场强最大，向两侧场强逐渐减小，场强方向垂直于中垂线；由于B、D两点关于O点对称，所以B、D两点的场强相同，且C点、B点、A点的场强逐渐减小，故BC正确，AD错误．‎ 故选：BC．‎ ‎【点评】明确等量异种电荷的电场特点是解题的关键，特别是中垂线上各点的场强特点，即各点的场强关于电荷连线对称，中点场强最大，向两侧场强逐渐减小，场强方向垂直于中垂线．‎ ‎11.‎ ‎ 如右上侧图所示，带箭头的线段表示某一电场中的电场线的分布情况．一带电粒子在电场中运动的轨迹如图中虚线所示．若不考虑其他力，则下列判断中正确的是（　　）‎ A. 若粒子是从A运动到B，则粒子带正电；若粒子是从B运动到A，则粒子带负电 B. 不论粒子是从A运动到B，还是从B运动到A，粒子必带负电 C. 若粒子是从B运动到A，则其加速度减小 D. 若粒子是从B运动到A，则其速度减小 ‎【答案】BC ‎【解析】试题分析：根据做曲线运动物体所受合外力指向曲线内侧可知与电场线的方向相反，所以不论粒子是从A运动到B，还是从B运动到A，粒子必带负电，故A错误，B正确；电场线密的地方电场的强度大，所以粒子在B点受到的电场力大，在B点时的加速度较大．所以粒子是从B运动到A，则其加速度减小，故C正确；从B到A过程中电场力与速度方向成锐角，即做正功，动能增大，速度增大，故D错误．故选BC．‎ 考点：电场线及电场强度；电场力的功。‎ ‎12. 如下图所示，粗糙程度均匀的绝缘斜面下方O点处有一正点电荷，带负电的小物体以初速度v1从M点沿斜面上滑，到达N点时速度为零，然后下滑回到M点，此时速度为v2（v2＜v1）。若小物体电荷量保持不变，OM＝ON，则（）‎ A. 小物体上升的最大高度为 B. 从N到M的过程中，小物体的电势能逐渐减小 C. 从M到N的过程中，电场力对小物体先做负功后做正功 D. 从N到M的过程中，小物体受到的摩擦力和电场力均是先增大后减小 ‎【答案】AD ‎【解析】试题分析：设斜面倾角为θ、上升过程沿斜面运动的最大距离为L．因为OM=ON，则M、N两点电势相等，小物体从M到N、从N到M电场力做功均为0．上滑和下滑经过同一个位置时，垂直斜面方向上电场力的分力相等，摩擦力相等，所以上滑和下滑过程克服摩擦力所作的功相等，并设为W1．在上滑和下滑过程，对小物体，摩擦力做功相等，则由动能定理分别有：‎ 上滑过程：-mgLsinθ-Wf-W1=-mv12‎ 下滑过程：mgLsinθ•L-Wf-W1=m v22-0‎ 上两式相减可得：最大高度，故A正确；从N到M的过程中，电场力对小物体先作正功后作负功，电势能先减小后增大，故B正确．从M到N的过程中，由OM=ON，可知，电场力对小物体先作正功后作负功，故C错误；从N到M的过程中，小物体受到的电场力垂直斜面的分力先增大后减小，而重力分力不变，则摩擦力先增大后减小，在此过程中小物体到O的距离先减小后增大，根据库仑定律可知小物体受到的电场力先增大后减小，故D正确，BC错误；故选AD．‎ 考点：动能定理；电势及电势能 ‎【名师点睛】本题考查动能定理的应用、摩擦力及电场力做功的特点，涉及能量变化的题目一般都要优先考虑动能定理的应用，并要求学生能明确几种特殊力做功的特点，如摩擦力、电场力、洛仑兹力等。‎ 二、实验题（共2小题，每空3分，共18分）‎ ‎13.‎ ‎ 为测定气垫导轨上滑块运动的加速度，滑块上安装了宽度为3.0cm的遮光板，如图4所示，滑块在牵引力作用下匀加速先后通过两个光电门，配套的数字毫秒计记录了遮光板完全通过第一个光电门所用的时间为△t1=0.30s，完全通过第二个光电门所用的时间为△t2=0.11s，遮光板从开始遮住第一个光电门到开始遮住第二个光电门的时间为△t=3.57s，则滑块通过第一光电门时的速度为_____m/s，滑块通过第二光电门时的速度为_____m/s，加速度为_____m/s2.‎ ‎【答案】 (1). 0.10 (2). 0.27 (3). 0.0476‎ ‎14. 某同学把附有滑轮的长木板放在实验桌上，将细绳一端拴在小车上，另一端绕过定滑轮，挂上适当的钩码，使小车在钩码的牵引下运动，以此定量探究绳拉力做功与小车动能变化的关系，此外还准备了打点计时器及配套的电源、导线、复写纸、纸带、小木块等。组装的实验装置如图所示。‎ ‎①要完成该实验，必需的实验器材还有哪些____。‎ ‎②实验开始时，他先调节木板上定滑轮的高度，使牵引小车的细绳与木板平行，他这样做的目的是下列的哪个______（填字母代号）‎ A避免小车在运动过程中发生抖动 B可使打点计时器在纸带上打出的点清晰 C可以保证小车最终能够实现匀速直线运动 D可在平衡摩擦力后使细绳拉力等于小车受的合力 ‎③平衡摩擦力后，当他用多个钩码牵引小车时，发现小车运动过快，致使打出的纸带上点数较少，难以选到合适的点计算小车速度，在保证所挂钩码数目不变的条件下，请你利用本实验的器材提出一个解决办法_____：。‎ ‎④他将钩码重力做的功当作细绳拉力做的功，经多次实验发现拉力做功总是要比小车动能增量大一些，这一情况可能是下列哪些原因造成的_____（填字母代号）。‎ A在接通电源的同时释放了小车 B小车释放时离打点计时器太近 C钩码匀加速运动，钩码重力大于细绳拉力 ‎【答案】 (1). 天平（包括砝码） (2). 在小车上加适量的砝码 (3). D (4). C ‎【解析】（1）根据实验原理是合外力所做的功等于动能的变化量，通过研究纸带来研究小车的速度，利用天平测量小车的质量，利用砝码的重力代替小车的合外力，所以需要刻度尺来测量纸带上点的距离和用天平测得小车的质量，即还需要刻度尺，天平（带砝码）。所以需要刻度尺和天平（带砝码）。‎ ‎（2）实验过程中，为减少误差，提高实验的精确度，他先调节木板上定滑轮的高度，使牵引小车的细绳与木板平行，目的是消除摩擦带来的误差，即平衡摩擦力后，使细绳的拉力等于小车的合力，故D正确，ABC错误。‎ ‎（3）平衡摩擦力后，当他用多个钩码牵引小车时，发现小车运动过快，致使打出的纸带上点数较少，即小车的加速度大，所以应减少小车的加速度，当小车的合力一定的情况下，据牛顿第二定律可知，适当增大小车的质量，即在小车上加适量的砝码。‎ ‎（4）他将钩码重力做的功当做细绳拉力做的功，经多次实验发现拉力做功总是要比小车动能增量大一些，该实验一定有转化为内能的，即试验中有存在摩擦力没有被平衡掉；还有该实验要求，只有当小车的质量远大于砝码的质量时，小车的拉力才近似等于砝码的重力，故AB错误，C正确。‎ 三、解答题(3小题，共44分。解答时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，答案中必须明确写出数值和单位。)‎ ‎15. 如图所示，ABCD为表示竖立放在场强为E=104V/m的水平匀强电场中的绝缘光滑轨道，其中轨道的BCD部分是半径为R的半圆环，轨道的水平部分与半圆环相切A为水平轨道的一点，而且AB=R=0.2m，把一质量m=0.1Kg、带电q=10-4C的小球，放在水平轨道的A点上面由静止开始被释放后，在轨道的内侧运动．（g=10m/s2）求：‎ ‎（1）它到达C点时的速度是多大？‎ ‎（2）它到达C点时对轨道压力是多大？‎ ‎（3）小球所能获得的最大动能是多少？‎ ‎【答案】（1）2m/s （2）3N （3）‎ ‎【解析】试题分析：应用动能定理直接求出到达C点时速度；应用牛顿第二定律可求压力；首先找到动能最大的位置即所谓“等效最低点”的方法，即小球能够平衡的位置，然后结合动能定理即可求解。‎ ‎（1）由A到C的过程中根基动能定理有：‎ 带入数据解得：‎ ‎（2）小球在C点时受重力、电场力和支持力，‎ 且电场力和支持力提供向心力：‎ 带入数据解得：‎ 由牛顿第三定律可知小球对轨道的压力为3N.‎ ‎（3）由题意知：mg=qE=1N，可知小球受到合力的方向垂直于B、C点的连线BC 指向圆心O，所以“等效最低点”在BC的中点且为E，从A到E的过程中根基动能定理有：‎ 带入数据解得：‎ 点睛：本题主要考查了动能定理、牛顿第二定律的综合应用，记住在复合场中速度最大即等效“最低点”是物体能够平衡的位置，速度最小（等效最高点）位置则是最低点关于圆心的对称点。‎ ‎16. 如图所示，水平放置的平行板电容器两板间距为d=8cm，板长为L=25cm，接在直流电源上，有一带电液滴以v0=0.5m/s的初速度从板间的正中点水平射入，恰好做匀速直线运动，当它运动到P处时迅速将下板向上提起cm，液滴刚好从金属板末端飞出，求：‎ ‎（1）下极板上提后液滴经过P点以后的加速度大小（g取10m/s2）；‎ ‎（2）液滴从射入开始匀速运动到P点所用时间．‎ ‎【答案】（1）2m/s2（2）0.3s ‎...............‎ ‎（2）液滴向上偏转过程中，竖直方向做初速度为零的匀加速直线运动，水平方向做匀速直线运动，由运动学公式可求得液滴从射入开始匀速运动到P点所用时间．‎ 解：（1）带电液滴在板间受重力和竖直向上的电场力，因为液滴做匀速运动，所以有：‎ qE=mg，q=mg，即：qU=mgd．‎ 当下板向上提后，d减小，E增大，电场力增大，故液滴向上偏转，在电场中做类平抛运动．‎ 此时液滴所受电场力F′=q=‎ 此时加速度a===g（﹣1）=g=2m/s2．‎ ‎（2）因液滴刚好从金属板末端飞出，所以液滴在竖直方向上的位移是，设液滴从P点开始在匀强电场中的飞行时间为t1，则：‎ ‎=at，解得t1==s="0.2" s，‎ 而液滴从刚进入电场到出电场时间t2==s=0.5s，‎ 所以液滴从射入开始匀速运动到P点的时间t=t2﹣t1="0.3" s．‎ 答：‎ ‎（1）下极板上提后液滴经过P点以后的加速度大小为2m/s2．‎ ‎（2）液滴从射入开始匀速运动到P点的时间为0.3s．‎ ‎【点评】本题中液滴先做匀速运动后做类平抛运动，对其运动情况的分析是解答的基础和关键，再选择物理规律解决问题．‎ ‎17. 如图所示，小车质量M=8kg，带电荷量q=+3×10-2C，置于光滑水平面上，水平面上方存在方向水平向右的匀强电场，场强大小E=2×102N/C．当小车向右的速度为3m/s时，将一个不带电、可视为质点的绝缘物块轻放在小车右端，物块质量m=1kg，物块与小车表面间动摩擦因数μ=0.2，小车足够长，g取10m/s2．求：‎ ‎（1）物块在小车上滑动过程中系统因摩擦产生的内能；‎ ‎（2）从滑块放在小车上后5s内小车电势能的变化量。‎ ‎【答案】（1）6J （2）132J ‎【解析】试题分析：物块放上后，小车在水平受到电场力qE，和滑动摩擦力，由于qE＞μmg，小车向右做匀加速运动．物块受到水平向右的滑动摩擦力，向右做匀加速运动，根据牛顿第二定律分析物块的加速度大于小车的加速度，当两者速度相等时，求出时间，再分别用位移公式求出从物块放上小车到相对静止两者的位移差，进而求内能；物块与小车相对静止后，一起匀加速运动，对整体用牛顿第二定律求出加速度，根据位移公式求出物块放上小车前和后的位移，再求电场力做功，即可得出电势能的变化。‎ ‎（1）物块放上后，小车向右做匀加速运动为： ‎ 物块向右做匀加速运动的加速度为：‎ 设滑块在小车滑行时间t1，当两者速度相等时有：‎ 带入数据解得：‎ 该过程中小车的位移为：‎ 该过程中物块的位移为：‎ 物块在车上相对车滑行距离：‎ 带入数据解得：‎ 故热量为： Q=f△x=μmg•△x=6J ‎（2）当物块与小车相对静止时，共同运动的加速度：‎ 当物块与小车相对静止时，共同运动的速度：‎ 物块与小车相对静止前小车运动的位移：‎ 带入数据解得：‎ 物块与小车相对静止后小车运动的位移：‎ 带入数据解得：‎ 则 5s内电场力对小车所做的功为：W=qE•（x3+x4）=132J 所以电势能减小132J.‎ 点睛：本题主要考查了电场中力学问题，关键分析物块与小车的受力情况和运动情况，根据运动学公式和牛顿第二定律进行解题。‎