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- 2021-05-22 发布
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2019分水高级中学高二物理 期中模拟卷2
一.选择题(共8小题,满分24分,每小题3分)
1.下列关于物理学史的说法正确的是( )
A. 伽利略最早提出了“日心说” B. 卡文迪许第一次测出了引力常量
C. 开普勒发现了万有引力定律 D. 第谷发现行星的运行轨道是椭圆
【答案】B
【解析】
【详解】A. 哥白尼最早提出了“日心说”,选项A错误;
B. 卡文迪许第一次测出了引力常量,选项B正确;
C.牛顿发现了万有引力定律,选项C错误;
D.开普勒发现行星的运行轨道是椭圆,选项D错误;
2.下列说法正确的是
A. 水平桌面上的杯子受到的支持力是桌面发生形变而产生的
B. 物体间相互作用时,先有施力物体,后有受力物体
C. 同一物体在赤道和北极受到的重力大小相等
D. 物体的重心总在物体的几何中心
【答案】A
【解析】
【详解】A. 杯子受到桌面的支持力是一个弹力,根据弹力的产生可知,该力是由于桌面发生弹性形变而产生的,故A正确;
B. 物体相互作用具有同时性,因此施力物体和受力物体没有先后,故B错误;
C. 从赤道到两极,重力加速度不同,所以同一物体在赤道和北极受到的重力大小不相等,故C错误;
D. 只有质量分布均匀形状规则的物体,其重心才在几何中心上,故D错误.
故选A
3.如图所示,带电粒子进入磁场中,图中的磁场方向B、速度v方向、洛仑兹力f方向标示正确的是( )
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】
A、带负电的粒子向右运动,掌心向外,四指所指的方向向左,大拇指所指的方向是向下,选项A错误;
B、带负电粒子的运动方向与磁感应线平行,此时不受洛伦兹力的作用.选项B错误;
C、带正电的粒子向右运动掌心向外,四指所指的方向向右,大拇指所指的方向是向上,选项C正确;
D、带负电的粒子向上运动,掌心向里,四指应向上,大拇指的方向向左,选项D错误;
故选C.
【点睛】在应用左手定则时,首先要判断运动的带电粒子所带的电性,若是正电,四指的方向与粒子运动方向一致,若是负电,四指所指的方向与粒子的运动方向相反.此处是非常容易出错的.
4.如图所示,电荷量为q的正电荷位于电场中的A点,受到电场力为F.若将该电荷换为电荷量为的负点电荷.则A点电场强度E的大小和方向分别是( )
A. ,与F方向相同 B. ,与F方向相同
C. ,与F方向相反 D. ,与F方向相反
【答案】A
【解析】
【详解】电荷量为q的正电荷位于电场中的A点,受到电场力为F,则知A点电场强度E
的大小为,方向与F方向相同。电场强度反映电场本身性质的物理量,仅由电场本身决定,与试探电荷无关。可知,将该点电荷换为电荷量为的负点电荷,A点的场强大小仍然是,方向与F方向相同。
A.,与F方向相同,与结论相符,选项A正确;
B.,与F方向相同,与结论不相符,选项B错误;
C.,与F方向相反,与结论不相符,选项C错误;
D.,与F方向相反,与结论不相符,选项D错误;
故选A。
5.做自由落体运动的小球,当下落距离为l时速度为v,那么,当它的速度是时,下落的距离是( )
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】
【详解】根据初速度为零的匀变速直线运动的位移速度公式有:
v2=2gl
由这两个式子得,当它的速度为时,下落的距离是h=.
A.与计算结果相符,故A符合题意.B.与计算结果不符,故B不符合题意.
C.与计算结果不符,故C不符合题意.D.与计算结果不符,故D不符合题意.
6.如图为一压路机的示意图,其大轮半径是小轮半径的1.5倍.A、B分别为大轮和小轮边缘上的点.在压路机前进时( )
A. A、B两点的线速度之比为:2:3
B. A、B两点的线速度之比为:3:2
C. A、B两点的角速度之比为:3:2
D. A、B两点的向心加速度之比为:2:3
【答案】D
【解析】
【详解】AB、压路机前进时,其轮子边缘上的点参与两个分运动,即绕轴心的转动和随着车的运动;与地面接触点速度为零,故、两点圆周运动的线速度大小都等于汽车前进的速度大小,故、两点的线速度之比,故选项A、B错误;
CD、、两点的线速度之比,根据公式可知,线速度相等时角速度与半径成反比,故、两点的角速度之比,由可知,、两点的向心加速度之比,故选项D正确,C错误.
7.两条平行直导线通以如图所示的电流时,呈虚线所示的状态,由该实验现象可知两导线通以( )
A. 反向电流时,相互排斥 B. 反向电流时,相互吸引
C. 同向电流时,相互排斥 D. 同向电流时,相互作用力为零
【答案】A
【解析】
【详解】图a中,研究右导线的受力情况:将左导线看成场源电流,根据安培定则可知,它在右导线处产生的磁场方向向外,由左手定则判断可知,右导线所受的安培力方向向右;同理,将右导线看成场源电流,左导线受到的安培力向左,两导线要排斥,说明电流方向相反时,两导线相互排斥;同理可知:当通入电流方向相同时,两导线吸引,两导线相互靠近;故选项A正确,BCD错误;故选A.
【点睛】本题考查了奥斯特的电流磁效应作用,掌握左手定则的应用,并与右手定则的区分,同时注意与同种电荷相互排斥,异种电荷相互吸引,区别开来.
8.如图所示,一小球(可视为质点)沿斜面匀加速下滑,依次经过A、B、C三点,已知,,小球经过AB和BC两段所用的时间均为2s,则小球经过A、B、C三点时的速度大小分别是( )
A. 12m/s,13m/s,14m/s B. 10m/s,14m/s,18m/s
C. 8m/s,12m/s,16m/s D. 6m/s,12m/s,18m/s
【答案】D
【解析】
【详解】根据△x=at2得:
B点的瞬时速度等于AC段的平均速度,则有:
则C点的速度为:
vC=vB+at=12+3×2=18m/s
A点的速度为:
vA=vB-at=12-3×2=6m/s
A.12m/s,13m/s,14m/s,与结论不相符,选项A错误;
B.10m/s,14m/s,18m/s,与结论不相符,选项B错误;
C.8m/s,12m/s,16m/s,与结论不相符,选项C错误;
D.6m/s,12m/s,18m/s,与结论相符,选项D正确;
故选D。
二.多选题(每小题4分,选不全得2分,选错得0分,共16分)
9.某电场的电场线的分布如图所示,一个带电粒子由M点沿图中虚线所示的途径运动通过N点。则下列判断正确的是( )
A. 粒子带正电 B. 电场力对粒子做负功
C. 粒子在N点的加速度大 D. 粒子在N点的电势高
【答案】AC
【解析】
【详解】
A.物体做曲线运动时合力指向轨迹内侧,由图根据粒子的运动的轨迹可知,粒子受到的电场力沿场强方向向上,场强方向和电场力方向相同,所以电荷为正电荷,故A正确;
B.从M点到N点,静电力方向与速度方向成锐角,说明电场力做正功,故B错误;
C.电场线密的地方电场强度大,电场线疏的地方电场强度小,,由可知粒子在N点的受电力大,加速度大,故C正确。
D.顺着电场线方向电势逐渐降低,可知M点所在等势面的电势高于N点所在等势面的电势,则M点的电势高于N点电势,故D错误;
故选AC。
10. “天舟一号”货运飞船于2017年4月20日在文昌航天发射中心成功发射升空,与“天宫二号”空间实验室对接前,“天舟一号”在距离地面约380 km的圆轨道上飞行,则其
A. 角速度小于地球自转角速度 B. 线速度小于第一宇宙速度
C. 周期小于地球自转周期 D. 向心加速度小于地面的重力加速度
【答案】BCD
【解析】
根据知,“天舟一号”角速度大于同步卫星的角速度,而同步卫星的角速度等于地球自转的角速度,所以“天舟一号”的角速度大于地球自转角的速度,周期小于地球自转的周期,故A错误;C正确;第一宇宙速度为最大的环绕速度,所以“天舟一号”的线速度小于第一宇宙速度,B正确;地面重力加速度为,故“天舟一号”的向心加速度a小于地面的重力加速度g,故D正确.
【名师点睛】卫星绕地球做圆周运动,考查万有引力提供向心力.与地球自转角速度、周期的比较,要借助同步卫星,天舟一号与同步卫星有相同的规律,而同步卫星与地球自转的角速度相同.
11.一台直流电动机的电阻为R,额定电压为U,额定电流为I,当其正常工作时,下述正确的是( )
A. 电动机所消耗的电功率I2R B. t秒内所产生的电热为UIt
C. t秒内所产生的电热为I2Rt D. t秒内输出的机械能为(U﹣IR)It
【答案】CD
【解析】
【详解】A.电动机是非纯电阻电路,所消耗的电功率P=UI,所以A错误;
BC.UIt是电动机消耗的总功率;I2R计算的是电动机的内阻发热的部分,是发热的功率,所以产生的电热为I2Rt,所以B错误,C正确;
D.t秒内所产生的机械能为电动机的总功减去发热的部分,所以机械功UIt-I2Rt,所以D正确。
故选CD。
12.质点由静止开始做匀加速直线运动,经过时间t,通过与出发点相距x1的P点,再经过时间t,到达与出发点相距x2的Q点,则该质点通过P点的瞬时速度为( )
A. B.
C. D.
【答案】ABD
【解析】
【详解】A.因为初速度为零匀加速直线运动,在t内和2t内的位移之比为1:4,则
x2=4x1,则P点的速度为
故A正确.
B.OQ间的距离为x2,由于通过OP和PQ的时间相等,均为t,根据平均速度推论知,质点通过P点的瞬时速度为
故B正确.
CD.根据匀变速直线运动的判别式:
x2−x1−x1=at2
加速度为:
则P点的速度
故D正确,C错误.
三.实验题(共2小题,每空2分,满分16分)
13.某物理兴趣小组的同学用图甲所示装置来“验证牛顿第二定律”,同学们在实验中,都将沙和沙桶总重力的大小作为细线对小车拉力的大小,通过改变小桶中砂的质量改变拉力。为使细线对小车的拉力等于小车所受的合外力,实验中需要平衡摩擦力。
(1)下列器材中不必要是_____(填字母代号)。
A.低压交流电源 B.秒表
C.天平(含砝码) D.刻度尺
(2)下列实验操作中,哪些是正确的_____(填字母代号)。
A.调节滑轮的高度,使牵引小车的细绳与长木板保持平行
B.每次实验,都要先放开小车,再接通打点计时器的电源
C.平衡摩擦力时,将悬挂小桶的细线系在小车上
D.平衡摩擦力时,让小车后面连着已经穿过打点计时器的纸带
(3)图乙是某同学实验中获得的一条纸带。A、B、C为三个相邻的计数点,若相邻计数点之间的时间间隔为T.A、B间的距离为x1,A、C间的距离为x2,则小车的加速度a=_____(用字母表达)。
【答案】 (1). B (2). AD (3).
【解析】
【详解】(1)[1].A.电磁式打点计时器使用的是低压交流电源。故A不符合题意;
B.电磁式打点计时器是计时的仪器,不需要秒表。故B符合题意;
C.验证牛顿第二定律的过程中需要使用天平(含砝码)测量物体与小车的质量,故C不符合题意;
D.验证牛顿第二定律的过程中需要使用刻度尺测量运动的长度。故D不符合题意;
本题选择不需要的器材,故选B
(2)[2].A.在实验的过程中要注意调节滑轮的高度,使牵引小车的细绳与长木板保持平行,才能使绳子的拉力平行于运动的方向。故A正确;
B.实验时,先接通打点计时器的电源。故B错误;
C.在调节木板倾斜程度平衡小车受到的滑动摩擦力时,需要将装有砂的砂桶摘下。故C错误;
D.平衡摩擦力时,让小车后面连着已经穿过打点计时器的纸带。故D正确。
故选AD
(3)[3] .相邻计数点间的时间间隔为T,由匀变速直线运动的推论△x=aT2可知,加速度为:
14.用如图所示的电路测量电源的电动势和内阻.实验器材:待测电源(电动势约6V,内阻约几欧),定值电阻R1(阻值3kΩ),保护电阻Ro(阻值5Ω),滑动变阻器R,开关S,导线若干.供选择的电流表和电压表有:
电流表Al:量程0--0.6A.内阻约l Ω:
电流表A2:最程0-3A,内阻约l Ω.
电压表Vl:量程是15V,内阻为9kΩ;
电压表V2:量程是3V,内阻为3kΩ.
请完成实验:
(1)电流表选用____;电压表选用____.(选填电表符号)
(2)将滑动变阻器接入电路的阻值调到最大,闭合开关,逐渐减小滑动变阻器接入电路的阻值,记录5组电压表示数U和对应的电流表示数I,建立U-I坐标系,将5组(U,I)数据对应的点标在了坐标系上,如图所示.请在坐标系上画出U-I图像.
(3)根据所画图像可得出待测电源的电动势E= ___V,内阻r= ___Ω.(结果均保留两位有效数字)
【答案】 (1). A1 V2 (2). 5.8 5.0
【解析】
【详解】(1)因为电流表要求读数时,指针偏转三分之一以上,根据回路电流测算,当外电阻最小时,回路电流最大,将题干的电阻代入,算出电流,所以电流表选择A1,电流表取A1,电流最大0.6A,电压表3V就够用了,所以电压表选V2
(2)连线如图
(3)根据闭合电路欧姆定律得到整理得到:,所以图像截距,所以电动势,斜率,所以内阻
四.计算题(共4小题,满分44分)
15.如图所示,质量m1=40kg的物体甲通过三段轻绳悬挂,三段轻绳的结点为O,轻绳OB水平且B端与站在水平面上的质量为m2的人相连,轻绳OA与竖直方向的夹角θ=37°,物体甲及人均处于静止状态.(已知sin 37°=0.6,cos 37°=0.8,g=10m/s2,设最大静摩擦力等于滑动摩擦力) 求:
(1)轻绳OA、OB拉力大小;
(2)地面对人的摩擦力大小及方向;
【答案】(1)12.5 N 7.5 N (2)7.5 N,方向水平向左
【解析】
【分析】
(1)以结点O为研究对象,分析受力,作出力图,根据平衡条件求出轻绳OA、OB受到的拉力.
(2)乙物体水平方向受到OB绳的拉力和水平面的静摩擦力,由二力平衡求解乙受到的摩擦力大小和方向.
【详解】(1)对结点O,作出力图如图,由平衡条件有: ①
②
解得:TA=m1g=×10=12.5N,
TB=m1g=×10=7.5N;
(2)对于乙物体,根据平衡条件,摩擦力F=TB=75N,方向水平向左;
16.如图所示,物体在离斜面底端5m处由静止开始下滑,然后滑到由小圆弧与斜面连接的水平面上,若物体与斜面及水平面间的动摩擦因数均为0.4,斜面倾角为37°.求物体在斜面底端的速度及在水平面上还能滑行的距离.
【答案】;3.5m
【解析】
【详解】物体在斜面滑下的过程中,重力做功mgsin37°×s1,滑动摩擦力做功为-μmgcos37°×s1,s1是斜面的长度,由动能定理,斜面上有:
…①
解①式得:
…②
在水平面上,由动能定理得:
…③
由①、②式得:
s2=3.5m…④
17.如图所示,一个固定在竖直平面上的光滑半圆形管道,管道里有一个直径略小于管道内径的小球,小球在管道内做圆周运动,从B点脱离后做平抛运动,经过0.3秒后又恰好垂直与倾角为45°的斜面相碰到已知圆轨道半径为R=1m,小球的质量为m=1kg,g取10m/s2,求:
(1)小球在斜面上的相碰点C与B点的水平距离
(2)小球经过圆弧轨道的B点时,受到轨道的作用力NB的大小和方向?
(3)小球经过圆弧轨道的A点时的速率.
【答案】(1)0.9m;(2)1N,方向竖直向上.(3)7m/s.
【解析】
【详解】(1)根据平抛运动的规律和运动合成的可知:tan45°=
则小球在C点竖直方向的分速度和水平分速度相等,得:vx=vy=gt=3m/s,
则B点与C点的水平距离为:x=vxt=0.9m
(2)根据牛顿运动定律,在B点(设轨道对球的作用力方向向下)
NB+mg= ,
解得:NB=-1N 负号表示轨道对球的作用力方向向上
(3)小球从A到B的过程中机械能守恒,得:
代入数据得:vA=7m/s
【点睛】该题考查竖直平面内的圆周运动与平抛运动,小球恰好垂直与倾角为45°的斜面相碰到是解题的关键,要正确理解它的含义.
18.如图所示,在直角坐标系xOy的第一象限内有垂直于纸面向里的匀强磁场,第二象限有水平向左的匀强电场电场强度大小为E.一质量为m、电量为q的带负电粒子从x轴上某处(图中未画出)沿轴正方向以一定初速度射入电场,并且从y轴正半轴上的A点以与y轴正方向夹角为θ=45°的方向垂直磁场方向射入磁场,已知OA=l,不计粒子的重力,则
(1)粒子进入电场时的位置坐标及初速度大小为多少?
(2)磁感应强度大小为多少时粒子可以在第一次射出磁场时速度与x轴垂直?
【答案】(1)(-,0),(2)B=
【解析】
【详解】(1)粒子沿y轴正方向进入电场后,在电场中做类平抛运动,根据题意可知,
,,
联立解得:
,
电场方向发生的位移为:
=,
进入电场时的坐标为(,0);
(2)由于粒子需垂直射出磁场区域,根据运动轨迹及几何关系可知,圆周运动的轨迹半径:
,
由公式,以及射入的速度
,
联立解得:
.
答:(1)粒子进入电场时的位置坐标(-,0),初速度大小为;
(2)磁感应强度大小为时粒子可以在第一次射出磁场时速度与x轴垂直.