【物理】广东省韶关市南雄中学2019-2020学年高二下学期第二次月考试题（解析版）

【物理】广东省韶关市南雄中学2019-2020学年高二下学期第二次月考试题（解析版）

南雄中学 2019-2020 学年度第二学期高二年级第二次月考 物理科试题（选择性）‎ 一、选择题：本题共 8 小题，每小题 6 分，共 48 分。在每小题给出的四个选 项中，第 1-5 题只有一项符合题目要求，第 6-8 题有多项符合题目要求。全 部选对的得 6 分，选对但不全的得 3 分，有选错的得 0 分。‎ ‎1.物理与科技和生活密切相关，物理的思想方法已经渗透到其他领域。下列关于物理学史及物理方法的说法不正确的是（　　）‎ A. 奥斯特发现了电流的磁效应，拉开了研究电与磁相互联系的序幕 B. 交流电的有效值是等效替代法的应用 C. 牛顿将斜面实验的结论合理外推，间接证明了自由落体运动是匀变速直线运 动 D. 安培提出了分子电流假说 ‎【答案】C ‎【解析】A．奥斯特发现了电流磁效应，拉开了研究电与磁相互联系的序幕，选项A说法正确，故A错误；‎ B．交流电的有效值，是据电流的热效应定义的，即交流与恒定电流的热效应的等效替代法，选项B说法正确，故B错误；‎ C．伽利略将斜面实验的结论合理外推，间接证明了自由落体运动是匀变速直线运动，选项C说法错误，故C正确；‎ D．安培提出了分子电流假说，选项D说法正确，故D错误。故选C。‎ ‎2.高空作业须系安全带，如果质量为m的高空作业人员不慎跌落，从开始跌落到安全带对人刚产生作用力前人下落的距离为h(可视为自由落体运动)．此后经历时间t安全带达到最大伸长,若在此过程中该作用力始终竖直向上,则该段时间安全带对人的平均作用力大小为(　)‎ A. ＋mg B. －mg C. ＋mg D. －mg ‎【答案】A ‎【解析】在安全带对人有拉力的瞬间时，人做自由落体运动，此过程机械能守恒，故有 ‎，即在产生拉力瞬间速度为，之后人在安全带的作用下做变速运动，末速度为零，设向上为正方向，则根据动量定理可得：有，联立解得 ‎3.两个固定的等量异种点电荷所形成电场的等势面如图中虚线所示，一带电粒子以某一速度从图中a点进入电场，其运动轨迹为图中实线所示，若粒子只受静电力作用，则下列关于带电粒子的判断正确的是（　　）‎ A. 粒子带正电 B. b点和d点的电场强度相同 C. 粒子的动能先增大后减小 D. 粒子在a点的电势能小于在c点的电势能 ‎【答案】D ‎【解析】A．根据粒子运动轨迹及电场线分布可知，电场方向向下，粒子受力向上，粒子带负电，故A错误；‎ B．b点和d点的电场强度大小相同，但方向不同，故B错误；‎ C．粒子从a到c到e的过程中电场力先做负功后做正功，速度先减后增，粒子的动能先减小后增大，故C错误；‎ D．粒子从a到c的过程中电场力做负功，速度减小，电势能增大，粒子在a点的电势能小于在c点的电势能，故D正确。故选D ‎4.如图，在天花板下用细线悬挂一半径为R的金属圆环，圆环处于静止状态，圆环一部分处在垂直于环面的磁感应强度大小为B的水平匀强磁场中，环与磁场边界交点A、B与圆心O连线的夹角为，此时悬线的张力为F．若圆环通电，使悬线的张力刚好为零，则环中电流大小和方向是 A. 电流大小为，电流方向沿顺时针方向 B. 电流大小为，电流方向沿逆时针方向 C. 电流大小为，电流方向沿顺时针方向 D. 电流大小为，电流方向沿逆时针方向 ‎【答案】A ‎【解析】要使悬线拉力为零，则圆环通电后受到的安培力方向向上，根据左手定则可以判断，电流方向应沿顺时针方向，根据力的平衡，通电前有：‎ 通电后，根据力的平衡为：‎ 联立解得：‎ 故A正确．‎ ‎5.如图所示，一段长方体形导电材料，左右两端面的边长都为a和b，内有带电量为q的某种自由运动电荷。导电材料置于方向垂直于其前表面向里的匀强磁场中，内部磁感应强度大小为B。当通以从左到右的稳恒电流I时，测得导电材料上、下表面之间的电压为U，且上表面的电势比下表面的高。由此可得该导电材料单位体积内自由运动电荷数及自由运动电荷的正负分别为（　　）‎ A. ，负 B. ，正 C. ，负 D. ，正 ‎【答案】D ‎【解析】若运动电荷为负电荷，则由左手定则可判断出，上表面的电势比下表面低，故该导电材料的运动电荷为正电荷。‎ 当通有稳恒电流时，运动电荷受到的电场力与洛伦兹力相平衡，故 又因为 联立两式得 故ABC错误，D正确。‎ 故选C。‎ ‎6.用甲、乙两种单色光照射同一金属做光电效应实验，发现光电流与电压的关系如图所示．已知普朗克常量为h，被照射金属的逸出功为，遏止电压为电子的电荷量为e，则下列说法正确的是（ ）‎ A. 甲光的强度大于乙光的强度 B. 甲光的频率大于乙光的频率 C. 甲光照射时产生的光电子初动能均为 D. 乙光的频率为 ‎【答案】AD ‎【解析】‎ 根据光的强度越强，则光电子数目越多，对应的光电流越大，即可判定甲光的强度较大；选项A正确；由光电效应方程mv2=hν-W0，mv2=Uce，由图可知，甲乙的截止电压相同，故甲乙的频率相同，选项B错误；甲光照射时产生的光电子的最大初动能均为eUc，选项C错误；根据 ，可得，选项D正确；故选AD.‎ ‎7.在“天宫一号”的太空授课中，航天员王亚平做了一个有趣实验。在T形支架上， 用细绳拴着一颗明黄色的小钢球。设小球质量为m，细绳长度为L。王亚平用手指沿切线方向轻推小球，小球在拉力作用下做匀速圆周运动。测得小球运动的周期为T，由此可知（　　）‎ A. 小球运动的角速度 B. 小球运动的线速度 C. 小球运动的加速度 D. 细绳中的拉力为 ‎【答案】BC ‎【解析】A．小球做圆周运动角速度 故A错误；‎ B．小球运动的线速度 故B正确；‎ C．小球运动的加速度 故C正确；‎ D．细绳中的拉力为 故D错误。‎ 故选B。‎ ‎8.为保证用户电压稳定在220V，变电所需适时进行调压，图甲为调压变压器示意图．保持输入电压u1不变，当滑动接头P上下移动时可改变输出电压．某次检测得到用户电压u2随时间t变化的曲线如图乙所示，则下列选项正确的是 A. ‎ B. ‎ C. 为使用户电压稳定在220V，应将P适当下移 D. 为使用户电压稳定在220V，应将P适当上移 ‎【答案】BD ‎【解析】AB．由图象可知用户电压随时间变化的曲线周期为，则 ‎，所以，故选项B正确，A错误；‎ CD．根据可得用户电压为，保持输入电压不变，又图象显示用户所得电压偏低，要想保证用户电压稳定在220V，应减小变压器原线圈匝数，应将适当上移，故选项D正确，C错误．‎ 二、实验题（共 2 个小题，每空 2 分。共 18 分）‎ ‎9.利用气垫导轨验证机械能守恒定律的实验装置如图所示，调节气垫导轨水平，将重物A由静止释放，滑块B上拖着的纸带（未画出）被打出一系列的点。对纸带上的点迹进行测量，即可验证机械能守恒定律。图甲给出的是实验中的一条纸带：0是打下的第一个点，每相邻两个计数点间还有4个点（图上未画出），计数点间的距离如图中所示。已知重物的质量m＝100g、滑块的质量M＝150g，则：（g取10m/s2，结果保留三位有效数字）‎ ‎(1)在纸带上打下计数点5时的速度v＝_________m/s；‎ ‎(2)在打点0~5的过程中系统动能的增加量ΔEk=_______J，系统势能的减少量ΔEp=________J，由此得出的结论是_______；‎ ‎(3)若某实验小组作出的－h图像如图乙所示，则当地的实际重力加速度g=________m/s2。‎ ‎【答案】 (1). 1.95 (2). 0.475 0.497 在误差允许的范围内，系统的机械能守恒 (3). 9.70‎ ‎【解析】(1)[1]由图可知 计数点5的瞬时速度为 ‎(2)[2][3][4]在打点0~5的过程中系统动能的增加量为 系统重力势能的减小量为 由此得出的实验结论是在误差允许的范围内，系统的机械能守恒。‎ ‎(3)[5]根据系统机械能守恒得 则 可知图线的斜率 代入数据解得 ‎10.听说水果也能做电池，某兴趣小组的同学用一个柠檬做成电池。他们猜想水果电池内阻可能较大，从而设计了一个如图所示电路来测定该柠檬电池的电动势和内电阻。实验中他们多次改变电阻箱的电阻值，记录下电阻箱的阻值及相应的电流计示数，并算出电流的倒数，将数据填在如下的表格中。‎ ‎(1)利用图像法处理数据可以减小实验误差。在讨论作图方案时，甲同学认为应作R﹣I 图，而乙同学认为应该作R图，你认为______同学的想法更科学？（填“甲”或“乙”）‎ ‎(2)按照(1)中你选择的方案，在给出的坐标纸上作出图像____________。‎ ‎(3)利用你作出的图像，可求出该柠檬电池的电动势为____V，内阻为_________Ω。‎ ‎ ‎ ‎【答案】 (1). 乙同学 (2). 见解析 (3). 0.97 ‎ ‎【解析】(1)[1]根据闭合电路欧姆定律 得到 故电阻与成正比，图象是直线，形象、直观、便于计算，故选乙。‎ ‎(2)[2]描出各个点后，用一条直线连接各个点，如图所示 ‎(3)[3][4]根据图象函数表达式 斜率表示电动势 纵轴截距表示内电阻 三、计算题（3 个小题，共 34 分。）‎ ‎11.如图所示，水平传送带以2 m/s的速度运动，传送带长AB＝20 m，今在其左端将一工件轻轻放在上面，工件被带动传送到右端，已知工件与传送带间的动摩擦因数μ＝0.1，试求：(g＝10 m/s2)‎ ‎(1)工件开始时的加速度a；‎ ‎(2)工件加速到2 m/s时，工件运动的位移；‎ ‎(3)工件由传送带左端运动到右端的时间．‎ ‎【答案】(1)1 m/s2，方向水平向右；　(2)2 m；　(3)11 s；‎ ‎【解析】‎ ‎(1)工件被放在传送带上时初速度为零，相对于传送带向左运动，受滑动摩擦力向右，大小为 Ff＝μmg 工件加速度 a＝μg＝0.1×10 m/s2＝1m/s2‎ 方向水平向右 ‎(2)工件加速到2 m/s所需时间 在t0时间内运动的位移 ‎(3)由于x0<20 m，故工件达到与传送带同样的速度后与传送带相对静止，一起运动至B端．‎ 工件做匀速运动的时间为 所以工件由传送带左端运动到右端的时间为 t＝t0＋t1＝11s ‎12.如图所示，两根正对的平行金属直轨道MN、M′N′位于同一水平面上，两轨道之间的距离l＝0.50 m．轨道的MM′端接一阻值为R＝0.50 Ω的定值电阻，直轨道的右端处于竖直向下、磁感应强度大小为B＝0.60 T的匀强磁场中，磁场区域右边界为NN′、宽度d＝0.80 m；水平轨道的最右端与两条位于竖直面内的半圆形光滑金属轨道NP、N′P′平滑连接，两半圆形轨道的半径均为R0＝0.50 m．现有一导体杆ab静止在距磁场的左边界s＝2.0 m处，其质量m＝0.20 kg、电阻r＝0.10 Ω.ab杆在与杆垂直的、大小为2.0 N的水平恒力F的作用下开始运动，当运动至磁场的左边界时撤去F，杆穿过磁场区域后，沿半圆形轨道运动，结果恰好能通过半圆形轨道的最高位置PP′；已知杆始终与轨道垂直，杆与直轨道之间的动摩擦因数μ＝0.10，轨道电阻忽略不计，取g＝10 m/s2.求：‎ ‎(1)导体杆刚进入磁场时，通过导体杆的电流的大小和方向；‎ ‎(2)在导体杆穿过磁场的过程中，通过电阻R的电荷量；‎ ‎(3)在导体杆穿过磁场的过程中，整个电路产生的焦耳热．‎ ‎【答案】(1)3A，方向为由b指向a；(2)0.4 C；(3)0.94J ‎【解析】(1) 由右手定则可知，电流的方向为由指向 ‎ 设导体杆在F的作用下运动至磁场的左边界时的速度为 ‎ 由动能定理得：‎ 导体杆刚进入磁场时产生的感应电动势为：‎ 此时通过导体杆的电流大小为：‎ 代入数据解得：‎ ‎(2)设导体杆在磁场中运动的时间为，则由法拉第电磁感应定律有：‎ 经过电阻的感应电流的平均值：‎ 通过电阻的电荷量：‎ ‎(3)由(1)可知，导体杆在的作用下运动至磁场的左边界时的速度 ‎ 设导体杆通过半圆形轨道最高位置时的速度为，则有：‎ 在导体杆从刚进入磁场到滑至最高位置的过程中，由能量守恒定律有：‎ 解得：‎ ‎13.如图所示的平行板器件中，存在相互垂直的匀强磁场和匀强电场，磁场的磁感应强度B1=0.20T，方向垂直纸面向里，电场强度E1=1.0×105V/m，PQ为板间中线．紧靠平行板右侧边缘xoy坐标系的第一象限内，有一边界AO，与y轴的夹角∠AOy=45°，边界线的上方有垂直纸面向外的匀强磁场，磁感应强度 B2=0.25T，边界线的下方有竖直向上的匀强电场，电场强度E2=5.0×105V/m，一束带电量q=8.0×10﹣19C、质量m=8.0×10﹣26kg的正离子从P点射入平行板间，沿中线PQ做直线运动，穿出平行板后从y轴上坐标为（0，0.4m）的Q点垂直y轴射入磁场区，多次穿越边界限OA．不计离子重力，求：‎ ‎(1)离子运动的速度为多大？‎ ‎(2)离子通过y轴进入磁场到第二次穿越边界线OA所需的时间？‎ ‎【答案】(1)5.0×105m/s (2) 8.28×10−7s ‎【解析】（1）粒子做直线运动 解得 ‎（2）离子进入磁感应强度为的磁场中作匀速圆周运动 解得 离子轨迹如图：‎ 交OA边界C点，圆弧对应圆心角90°‎ 运动时间 离子过C点速度方向竖直向下，平行于电场线进入电场做匀减速直线运动 返回边界上的C点时间，由匀变速直线运动规律可知 所以离子从进入磁场到第二次穿越边界OA所用时间