【物理】浙江省杭州市学军中学2019-2020学年高二上学期期中考试物理试题（解析版）

【物理】浙江省杭州市学军中学2019-2020学年高二上学期期中考试物理试题（解析版）

杭州学军中学2019学年第一学期期中考试 高二物理试卷（答卷）‎ 一、选择题Ⅰ（本大题共11小题，每小题3分，共33分。每小题列出的四个备选项中只有一个是符合题目要求的，不选、多选、错选均不得分）‎ ‎1.下列说法中正确的是 A. 研究瓢虫的转身动作可将瓢虫视为质点 B. 选取不同的参考系，同一物体的运动轨迹可能不同 C. 运动员的铅球成绩是指铅球从离开手到落地的位移大小 D. 汽车安全气囊通过减小撞击过程中动量变化量来减轻对乘员的伤害程度 ‎【答案】B ‎【解析】‎ ‎【详解】A. 研究瓢虫的转身动作时不能看做质点，若看做质点就不能看转身动作了，故A错误；‎ B. 选取不同的参考系，同一物体的运动轨迹可能不同，故B正确．‎ C. 运动员的铅球成绩测量的是水平位移，不能说是位移大小；故C错误；‎ D. 安全气囊可以增加人体与车接触的时间，根据动量定理得： -Ft=0-mv 所以 当时间增大时，冲量和动量的变化量都不变，改变的动量的变化率，即车对人的作用力减小．所以汽车安全气囊是通过增加撞击过程中的时间，来减小车与人增加的作用力减轻对乘员的伤害程度的，故D错误．‎ ‎2.下列物理量中采用比值法定义的是 A. 电流强度， B. 电阻， ‎ C. 电动势， D. 电容，‎ ‎【答案】C ‎【解析】‎ ‎【详解】A.由知电流强度与电压成正比，与电阻成反比，所以该式不属于比值定义法．故A错误；‎ B.根据可知，电阻由物质的材料，长度，横截面积决定，所以不属于比值定义法，故B错误．‎ C.根据可知，电动势与W、q无关，仅用此比值计算电动势，所以属于比值定义法，故C正确．‎ D.根据可知，这是平行板电容器电容的决定式，故D错误．‎ ‎3.如图A、B两个物体叠放在一起，质量分别为m、M，在斜向下与水平方向成角，作用在B上的推力F作用下，A、B一起做匀速直线运动，A、B之间的动摩擦因素为，B与水平地面间的动摩擦因数为，以下说法正确的是 A. A、B间的摩擦力为 B. A、B间的摩擦力为 C. B与地面间的摩擦力为 D. B与地面间的摩擦力为 ‎【答案】D ‎【解析】‎ ‎【详解】AB. 以整体为研究对象，在水平方向根据牛顿第二定律可得：‎ ‎，‎ 解得加速度为：‎ 以A为研究对象，根据牛顿第二定律可得，A、B间的摩擦力为：‎ 故AB错误．‎ CD. 以整体为研究对象，在竖直方向：N=（m+M）g+Fsinθ B与地面间的摩擦力为f=μ2N=μ2（m+M）g+μ2Fsinθ 故C错误D正确；‎ ‎4.如图为人造地球卫星轨道的示意图，则卫星（ ）‎ A. 在a轨道运行的周期为24 h B. 在b轨道运行的速度始终不变 C. 在c轨道运行的速度大小始终不变 D. 在c轨道运行时受到的地球引力大小是变化的 ‎【答案】D ‎【解析】‎ 同步卫星的运行周期为24小时，即相对地球静止，所以只能在赤道平面内，A错误；b轨道内的卫星做圆周运动，其速度方向时刻变化，所以其速度时刻变化着，B错误；c轨道为椭圆轨道，根据，可知在近地点速度大，在远地点速度小，根据，同一卫星在近地轨道受到的引力大，在远地轨道受到的引力小，C错误D正确．‎ ‎5.“摩天轮”是一种大型转动的机械建筑设施，上面挂在轮边缘的是供乘客乘搭的座舱，乘客坐在摩天轮慢慢地往上走，可以从高处俯瞰四周景色．如图所示，“摩天轮”在竖直平面内顺时针匀速转动．若某时刻与最高吊篮高度相同的一小重物开始做自由落体运动．被此时正处于右侧中间高度的同学恰好在第一次到达最低点b处接到，已知“摩天轮”半径为R．所有同学的质量为m，（不计人和吊篮的大小及重物的质量），下列说法正确的是 A. 摩天轮运动的线速度大小为 B. 吊篮位于最高点时，吊篮中的同学受力平衡 C. 小物体从被释放到被接住运动的时间是 D. 吊篮位于最低点位置时，吊篮中的同学处于失重状态 ‎【答案】A ‎【解析】‎ ‎【详解】AC. 据自由落体运动有：‎ 解得小物体的运动时间为：‎ 根据运动的等时性可知，摩天轮的周期为：‎ 其线速度为：‎ 故A正确C错误．‎ BD. 小明在做圆周运动，其合力始终指向圆心，在最高点时，重力大于支持力，处于失重状态；在最低点时，支持力大于重力，处于超重状态，故BD错误．‎ ‎6.如图，两根相互平行的长直导线分别通有方向相反的电流和，且 ；a、b、c、d为导线某一横截面所在平面内的四点，且a、b、c与两导线共面；b点在两导线之间，b、d的连线与导线所在平面垂直．磁感应强度可能为零的点是 A. a点 B. b点 C. c点 D. d点 ‎【答案】C ‎【解析】‎ 试题分析：两电流在该点合磁感应强度为0，说明两电流在该点的磁感应强度满足等大反向关系，根据右手螺旋定则在两电流的同侧磁感应强度方向相反，则为或，又，所以该点距远距近，所以是点，故选项C正确，选项ABD错误．‎ 考点：通电直导线和通电线圈周围磁场的方向 ‎【名师点睛】由安培定则可判出两导线在各点磁感线的方向，再由矢量的合成方法可得出磁感应强度为零的点的位置；本题考查了安培定则及矢量的合成方法，特别应注意磁场的空间性，注意培养空间想象能力．‎ ‎7.锂电池因能量密度高、绿色环保而广泛使用在手机等电子产品中，现用充电器为一手机锂电池充电，等效电路如图所示，充电器的输出电压为U，输出电流为I，手机锂电池的内阻为r，下列说法正确的是 A. 锂电池两端的电压为 B. 锂电池产生的热功率 C. 电能转化为化学能的功率为 D. 充电器输出的电功率为 ‎【答案】B ‎【解析】‎ ‎【详解】A. 锂电池两端的电压为充电器的输出电压U．由于锂电池不是纯电阻电路，所以U≠Ir．故A错误 B. 电池产生的热功率为I2r，故B正确 C. 电能转化为化学能和热能，根据能量守恒定律，有：UI=I2r+P 故P=UI-I2r 故C错误；‎ D. 充电器输出的电功率为：UI，故D错误；‎ ‎8.水平放置的金属板左右两端的正上方有两个固定的点电荷、，一表面绝缘的带电的小球（可视为质点且不影响、的电场），从左端以初速度沿光滑的上表面向右运动到右端，在该运动过程中 A. 小球作匀速直线运动 B. 小球做先加速，后减速运动 C. 小球先减速，后加速运动 D. 无法计算 ‎【答案】A ‎【解析】‎ ‎【详解】金属板在两电荷的电场中达到静电平衡时，金属板是一个等势体，表面是一个等势面，表面的电场线与表面垂直，小球所受电场力与金属板表面垂直，在金属板上向右运动的过程中，电场力不做功，根据动能定理得知，小球的动能不变，速度不变，所以小球做匀速直线运动．‎ A. 小球作匀速直线运动与分析相符，故A正确．‎ B. 小球做先加速，后减速运动与分析不符，故B错误．‎ C. 小球先减速，后加速运动与分析不符，故C错误．‎ D. 无法计算与分析不符，故D错误．‎ ‎9.如图所示为一速度选择器，两极板P、Q 之间存在电场强度为E的匀强电场和磁感应强度为B的匀强磁场.一束电量均为q的粒子流（重力不计）以速度v从a沿直线运动到b，则下列说法中正确的是 A. 粒子一定带正电 B. 粒子的速度一定等于 C. 若粒子的电量加倍，则粒子一定不能沿直线运动到b D. 若粒子流以速度v从b点向左水平进入极板间，将会做曲线运动 ‎【答案】D ‎【解析】‎ ‎【详解】A. 粒子受洛伦兹力和电场力；假设粒子带负电，则受到向下的洛伦兹力，电场力向上；若粒子带正电，洛伦兹力向上，电场力向下；均可以平衡；故粒子可以带正电，也可以带负电；故A错误．‎ B. 为使粒子不发生偏转，粒子所受到电场力和洛伦兹力是平衡力，即为qvB=qE 粒子的速度一定等于： 故B错误．‎ C.根据以上分析可知，只要粒子速度满足条件，与电量无关，一定可以沿直线运动到b，故C错误．‎ D. 如果这束粒子流从b处沿直线ba方向射入，电场力方向不变，洛伦兹力反向，故电场力与洛伦兹力方向相同，不再平衡，故合力与速度不共线，粒子开始做曲线运动，故D正确．‎ ‎10.如图所示，A、B两球所带电荷量均为，质量均为，其中A球带正电荷，B球带负电荷，且均可视为点电荷． A球通过绝缘细线吊在天花板上，B球固定在绝缘棒一端，现将B球放在某一位置，能使绝缘图线伸直， A球静止且与竖直方向的夹角为30 °，已知静电力常量用，则A、B球之间的距离可能为 A. B. C. D. ‎ ‎【答案】A ‎【解析】‎ ‎【详解】选A球为研究对象，它受重力、库仑力和细线的拉力，三力平衡，由几何关系得，库仑力得最小值为：‎ 根据得 所以距离应小于1m．‎ A. 与分析相符，故A正确．B. 与分析不符，故B错误．‎ C. 与分析不符，故C错误．D. 与分析不符，故D错误．‎ ‎11.如图所示，匀强磁场的方向垂直纸面向里，一带电微粒从磁场边界d点垂直于磁场方向射入，沿曲线dpa打到屏MN上的a点，通过pa段用时为t.若该微粒经过P点时，与一个静止的不带电微粒碰撞并结合为一个新微粒，最终打到屏MN上．若两个微粒所受重力均忽略,则新微粒运动的 ( )‎ A. 轨迹为pb,至屏幕的时间将小于t B. 轨迹为pc,至屏幕的时间将大于t C. 轨迹为pa，至屏幕的时间将大于t D. 轨迹为pb,至屏幕的时间将等于t ‎【答案】C ‎【解析】‎ 试题分析：由动量守恒定律可得出粒子碰撞后的总动量不变，由洛仑兹力与向心力的关系可得出半径表达式，可判断出碰后的轨迹是否变化；再由周期变化可得出时间的变化．‎ 带电粒子和不带电粒子相碰，遵守动量守恒，故总动量不变，总电量也保持不变，由，得：，P、q都不变，可知粒子碰撞前后的轨迹半径r不变，故轨迹应为pa，因周期可知，因m增大，故粒子运动的周期增大，因所对应的弧线不变，圆心角不变，故pa所用的时间将大于t，C正确；‎ ‎【点睛】带电粒子在匀强磁场中运动时，洛伦兹力充当向心力，从而得出半径公式，周期公式，运动时间公式，知道粒子在磁场中运动半径和速度有关，运动周期和速度无关，画轨迹，定圆心，找半径，结合几何知识分析解题，‎ 二、选择题II（本题共4小题，每小题4分，共16分。每小题列出的四个备选项中至少有一个是符合题目要求的，全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分）‎ ‎12.如图所示，光滑的平行导轨与电源连接后，与水平方向成θ角倾斜放置，导轨上放一个质量为m的金属导体棒．当S闭合后，在棒所在区域内加一个合适的匀强磁场，可以使导体棒静止平衡，下面四个图中分别加了不同方向的磁场，其中可能平衡的是 A. B. C. D. ‎ ‎【答案】ACD ‎【解析】‎ ‎【详解】A．由左手定则可以知道A图中导线所受安培力沿斜面向上，因此当安培力大小与重力沿斜面向下分力相等时，导体棒即可处于平衡状态，所以A正确;‎ B．B图中导体所受安培力垂线斜面斜向上，没有力和重力沿斜面向下分力平衡，故一定不能平衡，故B错误;‎ C．C图中安培力水平向右，这样安培力有沿斜面向上的分力可能与重力沿斜面向下分力平衡，导体棒即可处于平衡状态，所以C正确;‎ D．D图中安培力竖直向上，当安培力等于重力时导体棒即可处于平衡状态，故D正确.‎ ‎13.如图，若x轴表示时间，y轴表示位置，则该图像反映了某质点做匀速直线运动时，位置与时间关系．若令x轴和y轴分别表示其它的物理量，则该图像又可以反映在某种情况下，相应的物理量之间的关系．下列说法中正确的是（ ）‎ A. 若x轴表示时间，y轴表示功能，则该图像可以反映某物体受恒定合外力作用做直线运动过程中，物体动能与时间的关系 B. 若x轴表示频率，y轴表示动能，则该图像可以反映光电效应中，光电子最大初动能与入射光频率之间的关系 C. 若x轴表示时间，y轴表示动量，则该图像可以反映某物在沿运动方向的恒定合外力作用下，物体动量与时间的关系 D. 若x轴表示时间，y轴表示感应电动势，则该图像可以反映静置于磁场中的某闭合回路，当磁感应强度随时间均匀增大时，闭合回路的感应电动势与时间的关系 ‎【答案】C ‎【解析】‎ 根据动量定理，说明动量和时间是线性关系，纵截距为初动量，C正确．结合得，说明动能和时间的图像是抛物线，A错误．根据光电效应方程，说明最大初动能和时间是线性关系，但纵截距为负值，B错误．当磁感应强度随时间均匀增大时，增长合回路内的磁通量均匀增大，根据法拉第电磁感应定律增长合回路的感应电动势等于磁通量的变化率，是一个定值不随时间变化，D错误．‎ ‎14.如图所示，电源的电动势为E，内电阻为r，外电路接有定值电阻R1和滑动变阻器R，合上开关K，当滑动变阻器的滑动头P从R的最左端移到最右端的过程中 A. 电压表读数一定变大 B. 电源的效率一定增大 C. R1消耗的功率一定变小 D. R消耗的功率一定变小 ‎【答案】ABC ‎【解析】‎ ‎【详解】A．滑动变阻器的滑动头P从R的最左端移到最右端的过程中，滑动变阻器接入电路的阻值变大，电阻R1阻值不变，所以外电路总电阻变大，干路电流减小，电源内阻分压减小，路端电压增大，故A正确．‎ B．由A分析可知滑动变阻器移动过程中，总电阻变大，根据纯电阻电路效率公式：‎ 得：‎ 可知电源效率增大，B正确.‎ C．因总电阻增大，干路电流减小，故由：‎ 可知电阻R1消耗的电功率减小，故C正确．‎ D．将定值电阻R1与电源看作一个整体，作为等效电源，当外电阻R的阻值与等效电源内电阻相等时，等效电源的输出功率最大．由题并不能判断出滑动变阻器R与等效电源内电阻阻值的大小关系，所以无法判断R消耗功率的变化大小，故D错误．‎ ‎15.如图所示，为等边三角形，电荷量为的点电荷固定在A点．先将一电荷量也为的点电荷从无穷远处（电势为0）移到C点，此过程中，电场力做功为．再将从C点沿移到B点并固定．最后将一电荷量为的点电荷从无穷远处移到C点．已知以无穷远电势为零，点电荷的电场电势为，下列说法正确的有 A. 移入之前，C点电势为 B. 从C点移到B点的过程中，所受电场力做的功为0‎ C. 从无穷远处移到C点的过程中，所受电场力做的功为 D. 在移到C点后的电势能为 ‎【答案】BD ‎【解析】‎ ‎【详解】A. Q1从无穷远处（电势为0）移到C点的过程，根据电场力做功公式得：‎ 得：‎ 又 U∞C=0-φC=-φC 可得Q1移入之前，C点的电势为：‎ 故A错误．‎ B. Q1移入之前，C点与B点的电势相等，两者间的电势差为0，根据W=qU知，Q1从C点移到B点的过程中，所受电场力做的功为0，故B正确．‎ C. Q2从无穷远处移到C点的过程中，根据电场的叠加原理知，C点的电势为：‎ Q2从无穷远处移到C点的过程中，根据题干中电势的定义可知W′=-2q（0-φC′）=4W 故C错误．‎ D. Q2从无穷远处移到C点的过程中，电场力做的功为4W，其电势能减少了4W，而Q2在无穷远处电势能为0，所以Q2在移到C点后的电势能为-4W，故D正确．‎ 非选择题部分 三、非选择题（本题共6小题，公馆51分）‎ ‎16.如图所示，为某同学设计的“探究加速度与物体所受合力F及质量m 的关系”实验装置简图.‎ ‎ ‎ ‎（1）本实验采用的实验方法是____．‎ A.控制变量法 B.假设法 C.理想实验法 D.等效替代法 ‎（2）在保持小车受力相同时，探究加速度与质量关系的实验屮，以下故法正确的是______． ‎ A.平衡摩擦力时，应将装有砝码的小桶用细绳通过定滑轮系在小车上 ‎ B.每次改变小车的质量时，不需要重新平衡摩擦力 C.实验时，先放开小车，再接通打点计时器电源 ‎ D.为得出加速度a与与质量m的关系而作出 图象 ‎（3）下图是实验中获取的一条纸带的一部分，其中O、A、B、C、D是计数点，每相邻两计数点间还有4个点（图中未标出），计数点间的距离如图，打“B”计数点时小车的速度大小为___________________m/s.由纸带求出小车的加速度的大小为_____________m/s2.(计算结果均保留2位有效数字）‎ ‎（4）如图所示是某同学在探究加速度与力的关系时，根据测量数据作出的a〜F图线.其中图线不过原点的原因是______，图线在末端弯曲的原因是______.‎ ‎【答案】 (1). A (2). BD (3). 0.54 1.5 (4). 未平衡摩擦力或未完全平衡摩擦力 未满足小车的质量远远大于小桶和砝码的总质量 ‎【解析】‎ ‎【详解】（1）本实验采用的实验方法是控制变量法；‎ ‎（2）平衡摩擦力时，应不挂小桶，让小车拖着纸带在木板上做匀速运动，选项A错误；每次改变小车的质量时，不需要重新平衡摩擦力，选项B正确；实验时要先接通电源后放小车，选项C错误；因为 为正比关系，故为得出加速度a与与质量m的关系而作出图象，选项D正确；故选BD．‎ ‎（3）计数点间的时间间隔T=0.02s×5=0.1s，打B计数点时小车的速度大小为 ‎；‎ 根据逐差法得，小车的加速度 ‎ ‎（4）由图线可知，当力F到达一定的值时才有加速度，故图线不过原点的原因是未平衡摩擦力或未完全平衡摩擦力；图线在末端弯曲的原因是未满足小车的质量远远大于小桶和砝码的总质量；‎ ‎17.某同学在测定一未知电源的电动势和内电阻实验中，‎ ‎（1）他先用多用电表的直流电压挡粗测未知电源的电动势，下列操作正确的是_________；‎ A．断开电路，两表笔并联在未知电源两端 B．两表笔串联在电路中，然后闭合电路开关 C．表笔并联在未知电源两端，然后闭合电路开关 ‎（2）按正确的操作，并使挡位开关指示如图甲，电表表盘指针如图乙所示．则正确读数是________V；‎ ‎（3）该同学利用实验室提供的其他器材进行实验，以精确测定未知电源的电动势和内电阻，并已经完成部分导线的连接，如图丙．请你在实物接线图中完成余下导线的连接，要求变阻器的滑动触头滑至最右端时，其使用电阻值最大．‎ ‎（ ）‎ ‎（4）下表为某同学用上述方法测量该电池的电动势和内电阻时的数据，分析可以发现电压表测得的数据______，将影响实验图像的准确性，其原因是__________．‎ I/A ‎0.12‎ ‎0.20‎ ‎0.31‎ ‎0.41‎ ‎0.50‎ U/V ‎1.97‎ ‎1.95‎ ‎1.92‎ ‎1.90‎ ‎1.88‎ ‎【答案】 (1). A (2). 2.20 (3). (4). 变化范围很小 ‎ ‎ 电源内阻太小 ‎【解析】‎ ‎【详解】(1)[1]要测电源电动势需要将电源与外电路断开才行，故A正确.‎ ‎(2)[2]由图可知电压表量程选择2.5V，最小分度为0.05V，故读数为2.20V.‎ ‎(3)[3]由题意滑动触头滑至最右端时，其使用电阻值最大，所以电路图如图所示：‎ ‎(4)[4][5]由表中数据分析可知数据的变化范围都比较小，不能完整的描绘图像，影响实验图像的准确性，造成原因因为电源内阻较小，所以电压变化范围较小.‎ ‎18.为了研究过山车的原理，某物理小组提出了下列的设想：取一个与水平方向夹角为，长为的倾斜轨道AB，通过微小圆弧与足够长的水平轨道相连，在C处连接一个竖直的半径的光滑圆轨道．如图所示，高为光滑的平台上有一根轻质弹簧，一端被固定在左面的墙上，另一端通过一个可视为质点的质量的小球紧压弹簧，现由静止释放小球，物块离开台面时已离开弹簧，到达A点时速度方向恰沿方向，并沿倾斜轨道滑下，小物块进入圆轨道后，恰好能通过轨道的最高点，已知小物块与、间的动摩擦因数为，g取，．求：‎ ‎（1）弹簧被压缩时的弹性势能；‎ ‎（2）小物块到达C点时速度的大小；‎ ‎（3）段的长度.‎ ‎【答案】(1)4.5J(2)(3)5m ‎【解析】‎ ‎【详解】(1) 小球离开台面到达A点的过程做平抛运动，故有：‎ 小球在平台上运动，只有弹簧弹力做功，故由动能定理可得：弹簧被压缩时的弹性势能为：‎ ‎(2) 小物块进入圆轨道后，恰好能通过轨道的最高点，在最高点 从C到最高点 解得：‎ ‎(3)小球在A处速度为：‎ 小球从A到C的运动过程只有重力、摩擦力做功，故由动能定理可得：‎ 解得：‎