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师专附中2020-2021学年高二年级下学期期中考试
物理试题
试卷总分:100分 考试时间:90分钟
第I卷(选择题,共42分)
一、单选题:本题共6小题,每小题3分,共18分。在每小题的四个选项中,只有一个选项是正确的,请将正确选项的字母填在答题卡的答题格内。
1.下列四图中,能正确反映做曲线运动物体的运动轨迹、速度v和所受合外力F关系的是( )
A. B. C. D.
【答案】B【解析】【详解】AD.曲线运动的速度方向应该沿轨迹的切线方向,选项AD错误;
BC. 曲线运动的速度方向应该沿轨迹的切线方向,轨迹的凹向应该偏向合力方向,故选项B正确,C错误。
2.汽车A和汽车B在同一平直公路上运动。它们的位置x随时间t的变化分别如图中a、b所示,由图可知( )
A. 汽车A做匀加速直线运动
B. 汽车B先做加速运动,后做匀速运动
C. 时刻,汽车A、B速度相同
D. 时间内汽车A的平均速度小于汽车B的平均速度
【答案】D【解析】【详解】A.图象的斜率表示运动速度,汽车A的运动图像的斜率不变,做匀速直线运动,故A错误;
B.图象的斜率表示运动速度,汽车B的运动图像的斜率先增大,后为零,汽车B先做加速运动,然后静止,故B错误;
C.图象的交点表示相遇,故时刻,汽车A、B相遇,处于同一位置,该点两条图象斜率不同,速度不同,故C错误;
D.根据平均速度公式可知,在时间内,辆车运动时间相等,汽车A的位移小于汽车B的位移,则有汽车A的平均速度小于汽车B的平均速度,故D正确。故选D。
3.下列叙述中符合物理学史的有( )
A. 汤姆孙通过研究阴极射线实验,发现了电子和质子的存在
B. 卢瑟福通过对α粒子散射实验现象的分析,证实了原子是可以再分的
C. 巴耳末根据氢原子光谱分析,总结出了氢原子光谱可见光区波长公式
D. 玻尔提出的原子模型,彻底否定了卢瑟福的原子核式结构学说
【答案】C
【解析】汤姆孙通过研究阴极射线发现了电子,A错;卢瑟福通过对α粒子散射实验现象的分析,得出了原子的核式结构模型,B错;巴耳末根据氢原子光谱在可见光区的四条谱线得出巴耳末公式,C正确;玻尔的原子模型是在核式结构模型的基础上提出的几条假设,并没有否定核式结构学说,D错误.
4.如图所示的电路中,电源电动势为E、内阻为r,电容器的电容为C,定值电阻R=r,闭合开关S,待电路稳定后,电容器所带电荷量为
A. E2C B. CE2 C. CE D. EC
【答案】B
【解析】【详解】电路稳定后,电路中的电流I=ER+r=E2R;电容器两端电压:U=IR=E2;电容器带电量:Q=CU=12CE.
A. E2C,与结论不相符,选项A错误;B. CE2,与结论相符,选项B正确;
C. CE,与结论不相符,选项C错误;D. EC,与结论不相符,选项D错误;
5.如图甲所示,一物块从足够长的固定粗糙斜面底端以某一速度冲上斜面。从初始位置起物块动能Ek随位移x的变化关系如图乙所示。已知物块质量为2kg,斜面倾角为37°,sin37°=0.6,cos37°=0.8,取重力加速度g=10m/s2。下列说法正确的是
A. 物块上升的最大高度为5m
B. 物块与斜面间的动摩擦因数为0.5
C. 整个上滑过程物块机械能减少了 100J
D. 整个上滑过程物块重力势能增加了 100J
【答案】B【解析】【详解】A.由图乙可知,图像与x轴的交点的横坐标为5,则x的最大值为5m,则物块上升的最大高度为5 sin37°m=3m,选项A错误;
B.由动能定理:ΔEk=−100J=−mgℎ−μmgcos37∘x,解得μ=0.5,选项B正确;
C. 摩擦力做功减少机械能,整个上滑过程物块机械能减少了 ΔE=μmgcos37∘x=40J,选项C错误;
D. 整个上滑过程物块重力势能增加了 Ep=mgℎ=60J,选项D错误。
6.如图所示,某空间存在一平行于竖直平面的匀强电场,高度差为h的A、B两点位于同一竖直线上。将一质量为m、电量为+q的小球从A点以v0=2gℎ的速度水平抛出,—段时间后小球通过B点,通过B点时的速度大小为2gℎ,已知重力加速度为g,则
A. 场强方向竖直向下
B. 场强大小为mgq
C. 小球在A点的电势能大于在B点的电势能
D. 运动过程中,小球与A点的最大水平距离为ℎ2
【答案】D【解析】【详解】A.从A到B,合外力功为W合=12m(2gℎ)2−12m(2gℎ)2=mgℎ,可知从A到B只有重力做功,则所受电场力方向与垂直AB向左,即场强方向水平向左,选项A错误。
B.水平方向:v0=Eqmt;竖直方向:ℎ=12g(2t)2,解得Eq=2mg,即E=2mgq,选项B错误;
C.因电场线垂直于AB,可知AB是等势面,即小球在A点的电势能等于在B点的电势能,选项C错误;
D. 运动过程中,小球与A点的最大水平距离为s=v022qEm=12ℎ,选项D正确.
二、多项选择题:本题共6小题,每小题4分,共24分。在每小题给出的四个选项中,有多个选项是符合题目要求的。全部选对的得4分,选对但不全的得2分,有错选的得0分。
7. 如图所示,小物块静止在平直木板上,现适当减小木板与水平面间的夹角。下列说法正确的是( )
A. 小物块受到的摩擦力不变 B. 小物块受到的摩擦力变小
C. 小物块受到的支持力变大 D. 小物块受到的支持力变小
【答案】BC【解析】【详解】物块在木板静止,则受力平衡,则f=mgsinθ N=mgcosθ
当θ减小时,则f减小,N变大。故选BC。
8.如图,光滑水平面上,质量为m1的小球以速度v与质量为m2的静止小球正碰,碰后两小球的速度大小都为v2,方向相反.则两小球质量之比m1∶m2和碰撞前后动能变化量之比ΔEk1∶ΔEk2为( )
A.m1∶m2=1∶3
B.m1∶m2=1∶1
C. ΔEk1∶ΔEk2=1∶3
D. ΔEk1∶ΔEk2=1∶1
【答案】AD【解析】根据动量守恒定律:m1v=-m1·v+m2·v可得m1∶m2=1∶3,A选项正确,B选项错误;碰后动能变化量分别为ΔEk1=m1v2和ΔEk2=m2v2=m1v2,即ΔEk1∶ΔEk2=1∶1,C选项错误,D选项正确.
如图所示,在水平光滑的平行金属导轨左端接一定值电阻R,导体棒ab垂直导轨放置,整个装置处于竖直向下的匀强磁场中。现给导体棒一水平向右的初速度,不考虑导体棒和导轨电阻。下列图象中,关于导体棒速度随时间t的变化关系和通过电阻R的电荷量q随导体棒位移x的变化关系可能正确的是( )
A. B. C. D.
【答案】BD【解析】【详解】AB.导体棒做切割磁感线运动,产生感应电流,受到向左的安培力,导体棒做减速运动,随着速度的减小,感应电流减小,导体棒所受的安培力减小,则加速度减小,图像的斜率绝对值减小,图像是曲线且斜率减小,故A错误,B正确;CD.通过电阻R的电量
则知图像是过原点倾斜的直线,故C错误,D正确。故选BD。
10. 如图所示,直角坐标系xoy平面内有、、三点,第一象限内有垂直xoy平面的匀强磁场。电子1以速度从点垂直y轴射入磁场,经时间从点射出磁场;电子2从点以速度垂直y轴射入磁场,经时间从点射出磁场。若电子重力不计,不考虑电子之间的相互作用,则( )
A. 磁场垂直xoy平面向里 B. C. D.
【答案】AD【解析】【详解】A.因为电子以速度从点垂直y轴射入磁场,经时间从点射出磁场,则受到的洛伦兹力的方向沿y轴负方向,根据左手定则,磁场垂直xoy平面向里,A正确;
B.电子1以从点垂直y轴射入磁场,经时间从点射出磁场时,运动轨迹如图,圆心在坐标原点
电子1在磁场中运动半径,根据几何关系得根据
则电子1在磁场中运动的速度
电子2从点以速度垂直y轴射入磁场,经时间从点射出磁场时,运动轨迹如图
电子2在磁场中运动的半径,根据几何关系得根据
则电子2在磁场中运动的速度则B错误;
CD.电子1以从点垂直y轴射入磁场,经时间从点射出磁场时,根据几何关系得转过的圆心角为 ,电子2从点以速度垂直y轴射入磁场,经时间从点射出磁场时,转过的圆心角为,在磁场中的周期为
在磁场中的时间则在磁场中运动的时间之比C错误D正确。故选AD。
11.如图所示,一长度为lm、质量为0.1kg的通电直导线紧靠竖直墙水平放置,导线中通以垂直纸面向外、大小为2A的电流,导线与竖直墙壁的动摩擦因数为0.5,为了让导体棒 处于静止状态,现加一竖直向上的匀强磁场,取重力加速度g=10m/s2,最大静摩擦力等于滑动摩擦力。则所加匀强磁场的磁感应强度大小可能为
A. 2T B. 1.5T C. 0.8T D. 0.5T
【答案】AB
【解析】
【详解】当棒恰能静止时满足:mg=μFN;FN=F=B0IL,解得B0=1T,则磁感应强度大小满足B≥1T.
A. 2T,与结论相符,选项A正确;
B. 1.5T,与结论相符,选项B正确;
C. 0.8T,与结论不相符,选项C错误;
D. 0.5T,与结论不相符,选项D错误;
12.如图所示,质量相等的物块A、B用轻弹簧相连,物块A用轻绳悬挂于天花板上,物块B恰好与水平桌面接触且没有挤压,系统处于静止状态,此时轻弹簧的伸长量为x。某时刻将绳剪断,物块A竖直向下运动,下列说法正确的是 ( )
A. 绳断瞬间,物块A的加速度大小为2g
B. 绳断瞬间,物块A的加速度大小为g
C. 绳断后,物块A向下运动距离2x时速度最大
D. 绳断后,物块A向下运动距离x时速度最大
【答案】AC【解析】AB.剪断悬绳前,对B受力分析,B受到重力和弹簧的弹力,可知弹簧的弹力F=mg剪断瞬间,对A分析,A的合力为F合=mg+F=2mg根据牛顿第二定律,得a=2g故A正确,B错误。
CD.弹簧开始处于伸长状态,弹力F=mg=kx当向下压缩x′时速度最大,则mg=kx′
则x′=x所以下降距离为2x。故C正确,D错误。故选AC。
第Ⅱ卷(非选择题,共58分)
三、实验题。本题共2小题,共16分。把答案写在答题卡中指定的答题处。
13.(4分) 某物理学习小组用如图甲所示的装置探究小车加速度与质量、合外力之间的关系。
(1)若要将砝码和砝码盘所受的重力当作小车所受的合外力,下列说法正确的是______
A.需要将木板不带滑轮的一端适当垫高,以平衡小车所受的摩擦力和其他阻力
B.实验过程中控制砝码和砝码盘总质量m和小车质量M,使M始终远小于m
C.实验过程中控制砝码和砝码盘总质量m和小车质量M,使m始终远小于M
(2)如图乙所示为某次实验得到的一条纸带,A、B、C、D、E为5个计数点,在两个相邻计数点之间还有4个点未画出,用刻度尺测得、,已知打点计时器所用交流电源的频率为50Hz,则小车的加速度大小为______?(计算结果保留2位有效数字)
【答案】 (1). AC (2). 0.56【解析】【详解】(1)A.若要将砝码和砝码盘所受的重力当作小车所受的合外力,则需要平衡摩擦力,即需要将木板不带滑轮的一端适当垫高,以平衡小车所受的摩擦力和其他阻力,选项A正确;
BC.因为 解得
当m远小于M时,可认为T=mg,则实验过程中控制砝码和砝码盘总质量m和小车质量M,使m始终远小于M,选项C正确,B错误;故选AC。
(2)根据可得
14.(12分) 某同学将一量程为、内阻为的表头G改装为多用电表。电路图如图甲所示,图中E是电动势为1.
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