海南省海口市海南枫叶国际学校2020学年高二物理上学期期中试题（含解析）(1) 14页

海南省海口市海南枫叶国际学校2020学年高二物理上学期期中试题（含解析） ‎ 一.单项选择题：‎ ‎1.关于曲线运动，下列说法正确的是（）‎ A. 做曲线运动的物体，速度和加速度都在改变 B. 只要物体做圆周运动，它所受的合外力一定指向圆心 C. 做曲线运动的物体，受到的合外力可以是恒力 D. 做匀速圆周运动物体，只要受到垂直于初速度方向的恒力作用，‎ ‎【答案】C ‎【解析】‎ 做曲线运动的物体，速度不断变化，而加速度可以不变，如平抛运动，故A错误；物体做圆周运动时所受的合外力不一定是其向心力，指向圆心的合力是向心力，故B错误；做曲线运动的物体，受到的合外力可以是恒力，如平抛运动，故C正确；物体只要受到垂直于初速度方向的力作用且力的大小不变，就一定能做匀速圆周运动，故D错误。所以C正确，ABD错误。‎ ‎2.关于平抛物体的运动，下列说法中不正确的是 ( )‎ A. 物体只受重力的作用，是的匀变速曲线运动 B. 物体落地时的水平位移与抛出点的高度无关 C. 平抛运动任一时刻的速度沿水平方向上的分量都相同 D. 初速度越大，物体在空中的飞行时间越长 ‎【答案】BD ‎【解析】‎ ‎【详解】平抛运动的物体只受重力的作用，是的匀变速曲线运动，选项A正确；由x=v0t和h=gt2可知，物体落地时的水平位移 ‎，与抛出点的高度有关，选项B错误；平抛运动任一时刻的速度沿水平方向上的分量都等于初速度，选项C正确；物体在空中飞行的时间为，与初速度无关，选项D错误；此题选择不正确的选项，故选BD.‎ ‎3.质量为2kg的质点在xy平面上运动，x方向的速度—时间图像和y方向的位移—时间图像分别如图所示，则质点 ( )‎ A. 初速度为4 m/s B. 所受合外力为4 N C. 做匀变速直线运动 D. 初速度的方向与合外力的方向垂直 ‎【答案】B ‎【解析】‎ 试题分析：x轴方向初速度为vx=4m/s，y轴方向初速度vy=-3m/s，质点的初速度．故A错误．x轴方向的加速度a=2m/s2，质点的合力F合=ma=4N．故B正确．x轴方向的合力恒定不变，y轴做匀速直线运动，合力为零，则质点的合力恒定不变，做匀变速曲线运动．故C错误．合力沿x轴方向，而初速度方向既不在x轴，也不在y轴方向，质点初速度的方向与合外力方向不垂直．故D错误．故选B 考点：运动的合成及分解 ‎【名师点睛】本题考查运用运动合成与分解的方法处理实际问题的能力，根据速度图象判断物体在x轴方向做匀加速直线运动，y轴做匀速直线运动，根据平行四边形法则结合牛顿第二定律求解；此题类似平抛运动．中等难度。‎ ‎4.下列各图中，已标出电流I、磁感应强度B的方向，其中符合安培定则的是：‎ A. B. C. D. ‎ ‎【答案】C ‎【解析】‎ 通电直导线中的安培定则（安培定则一）：用右手握住通电直导线，让大拇指指向电流的方向，那么四指的指向就是磁感线的环绕方向由此可知AB错误；通电螺线管中的安培定则（安培定则二）：用右手握住通电螺线管，使四指弯曲与电流方向一致，那么大拇指所指的那一端是通电螺线管的N极，据此可知C正确，D错误．故选C．‎ ‎5.三根通电长直导线P、Q、R互相平行、垂直纸面放置．三根导线中电流方向均垂直纸面向里，且每两根导线间的距离均相等．则P、Q中点O处的磁感应强度方向为（   ）‎ A. 方向水平向左                   B. 方向水平向右 C. 方向竖直向上                   D. 方向竖直向下 ‎【答案】A ‎【解析】‎ 根据右手螺旋定则在知道P导线在O点产生的磁感应强度方向为竖直向下，R点在O点产生的磁感应强度方向为水平向左，Q导线在O点产生的磁感应强度方向为竖直向上，根据对称性可知直导线P在O点产生磁场与直导线Q在O点产生磁场方向相反，大小相等，故三个磁场叠加后的合磁场方向水平向左，A正确．‎ ‎6.如图所示，我国自主研发的北斗卫星导航系统由35颗卫星组成，包括分布于a类型轨道的5 颗同步轨道卫星、分布于b类型轨道的3颗倾斜轨道卫星(与同步卫星轨道半径相同，轨道倾角)和分布于c类型轨道的27颗中轨道卫星，中轨道卫星在3个互成的轨道面上做圆周运动,预计2020年全部建成．下列说法正确的是（ ）‎ A. a类型轨道上的卫星相对于地面静止且处于平衡状态 B. a类型轨道上的卫星运行速率等于b类型卫星的速率 C. b类型轨道上的卫星也与地球保持相对静止 D. 三类卫星相比，c类卫星的向心加速度最小 ‎【答案】BD ‎【解析】‎ 卫星做匀速圆周运动，万有引力提供向心加速度，不是平衡状态．故A错误；人造地球卫星绕地球做匀速圆周运动，由地球的万有引力提供向心力，则有：‎ ‎，解得：，则由于a类型轨道上的卫星运行半径等于b类型卫星的半径，则a类型轨道上的卫星运行速率等于b类型卫星的速率，选项B正确；b类型卫星不能与地球保持相对静止，只有同步轨道卫星才能与地球保持相对静止．故C错误．a=由题知中轨道卫星c的轨道半径小于同步卫星a，半径小的向心加速度大．故D正确；故选BD.‎ 点睛：此题考查卫星运动规律，要知道同步卫星的轨道特点：固定的高度、周期、速率和轨道平面；要明确各量与半径的关系，从而会判断各量的大小关系．‎ 二.多项选择题 ‎7.如图所示，由于地球的自转，地球表面上P、Q两物体均绕地球自转轴做匀速圆周运动，对于P、Q两物体的运动，下列说法正确的是( )‎ A. P、Q两物体的角速度大小相等 B. P、Q两物体的线速度大小相等 C. P物体的线速度比Q物体的线速度小 D. P、Q两物体均受重力和支持力两个力作用 ‎【答案】AC ‎【解析】‎ ‎【分析】‎ P、O两点共轴，角速度相同，然后根据v=rω分析线速度的大小。‎ ‎【详解】因为P、Q两点共轴，所以角速度相同，由公式v=rω得，Q处物体的线速度大，故B错误，AC正确。P、Q两物体均受万有引力和支持力两个力作用，重力只是物体所受万有引力的一个分力，故D错误。故选AC。‎ ‎8.公路急转弯出通常是交通事故多发地带。如图，某公路急转弯处是一圆弧，当汽车行驶的速率为v0时，汽车恰好没有向公路内外两侧滑动的趋势。则在该弯道处(　　)‎ A. 车速只要低于v0，车辆便会向内侧滑动 B. 路面外侧高内侧低 C. 车速虽然高于v0，但只要不超出某一最高限度，车辆便不会向外侧滑动 D. 当路面结冰时，与未结冰时相比，v0的值变小 ‎【答案】BC ‎【解析】‎ ‎【分析】‎ 汽车拐弯处将路面建成外高内低，汽车拐弯靠重力、支持力、摩擦力的合力提供向心力．速率为v0时，靠重力和支持力的合力提供向心力，摩擦力为零．根据牛顿第二定律进行分析．‎ ‎【详解】车速低于v0，所需的向心力减小，此时摩擦力可以指向外侧，减小提供的力，车辆不会向内侧滑动，车速无论多么小，车辆也不会向内侧滑动，故A错误；路面应建成外高内低，此时重力和支持力的合力指向内侧，可以提供圆周运动向心力。故B正确。车速若高于v0，所需的向心力增大，此时摩擦力可以指向内侧，增大提供的力，所以只要不超出某一最高限度，车辆也不会向外侧滑动，故C正确；当路面结冰时与未结冰时相比，由于支持力和重力不变，则v0的值不变。故D错误。故选BC。‎ ‎【点睛】解决本题的关键搞清向心力的来源，运用牛顿第二定律进行求解，知道速率为v0时，靠重力和支持力的合力提供向心力，摩擦力为零．‎ ‎9.宇航员站在某一星球上，将一个小球距离星球表面h高度处由静止释放，使其做自由落体运动，经过t时间后小球到达星球表面，已知该星球的半径为R，引力常量为G，则下列选项正确的是(　　)‎ A. 通过以上数据无法确定该星球的密度 B. 该星球的质量为 C. 该星球表面的重力加速度为 D. 该星球的第一宇宙速度为 ‎ ‎【答案】BD ‎【解析】‎ ‎【分析】‎ 根据平抛运动竖直方向上的运动规律，结合位移时间公式求出星球表面的重力加速度．根据万有引力等于重力求出星球的质量．根据万有引力提供向心力即可求出第一宇宙速度．结合星球的质量和体积求出星球的密度．‎ ‎【详解】根据h=gt2得，星球表面的重力加速度g=。根据G＝mg得，星球的质量。故B正确，C错误；根据万有引力提供向心力得：mg=；所以：．故D正确。星球的密度．即通过以上数据可确定该星球的密度，故A错误；故选BD。‎ ‎【点睛】该题结合自由落体运动考查对万有引力定律的应用能力，解决本题的关键掌握在星球的表面万有引力等于重力这一理论，并能灵活运用．‎ ‎10.如图所示，如图所示两根光滑金属导轨平行放置，导轨所在平面与水平面间的夹角为θ．整个装置处于沿竖直方向的匀强磁场中．质量为m的金属杆ab垂直导轨放置，当杆中通有从a到b的恒定电流I时，金属杆ab刚好静止．则（　　）‎ A. 磁场方向竖直向上 B. 磁场方向竖直向下 C. ab所受支持力的大小为mgcosθ D. ab所受安培力的大小为mgtanθ ‎【答案】AD ‎【解析】‎ ‎【分析】‎ 以金属杆为研究对象进行受力分析，由平衡条件判断磁场方向并求出安培力的大小．‎ ‎【详解】磁场竖直向上，由左手定则可知，金属杆所受安培力水平向右，金属杆所受合力可能为零，金属杆可以静止，故A正确；如果磁场方向竖直向下，由左手定则可知，安培力水平向左，金属杆所受合力不可能为零，金属杆不可能静止，故B错误；‎ 磁场竖直向上，对金属杆进行受力分析，金属杆受力如图所示，由平衡条条件得，F安=mgtanθ，故C错误，D正确；故选AD。‎ 三、实验题：‎ ‎11.如图所示为频闪摄影方法拍摄的研究物体做平抛运动规律的照片，图中A、B、C为三个同时由同一点出发的小球。AA′为A球在光滑水平面上以速度v运动的轨迹； BB′为B球以速度v被水平抛出后的运动轨迹；CC′为C球自由下落的运动轨迹。通过分析上述三条轨迹可得出结论：‎ ‎（1）平抛运动在水平方向的分运动为________________________；‎ ‎（2）平抛运动在竖直方向的分运动为________________________。‎ ‎【答案】 (1). 匀速直线运动 (2). 自由落体运动 ‎【解析】‎ ‎【分析】‎ 根据平抛运动水平方向和竖直方向上的轨迹的特点得出两个方向上的运动规律．‎ ‎【详解】（1）通过轨迹图可知，平抛运动在任意时刻水平方向上运动规律与匀速直线运动的规律相同，可知平抛运动在水平方向上做匀速直线运动．‎ ‎（2）通过轨迹图可知，平抛运动竖直方向上的运动规律与自由落体运动的规律相同，在竖直方向上做自由落体运动.‎ ‎12.如图所示为一小球做平抛运动的闪光照片的一部分，图中背景方格的边长均为5cm，如果取g＝10m/s2，那么：‎ ‎（1）闪光频率是 Hz．‎ ‎（2）小球运动中水平分速度的大小时 m/s．‎ ‎（3）小球经过B点时的速度大小是 m/s．‎ ‎【答案】10、1.5、2.5‎ ‎【解析】‎ ‎（1）根据竖直方向，得，得T=0.1s，频率为10Hz；‎ ‎（2）水平分速度；‎ ‎（3）B点的竖直方向分速度为，则小球经过B点时的速度为 ‎　　　　 　　‎ 四、计算题：‎ ‎13.如图所示，在距地面高为H＝45 m处，有一小球A以初速度v0＝10 m/s水平抛出，与此同时，在A的正下方有一物块B也以相同的初速度同方向滑出，B与水平地面间的动摩擦因数为μ＝0.4，A、B均可视为质点，空气阻力不计。(取g＝10 m/s2)。‎ 求：‎ ‎（1）小球A的落地时间；‎ ‎（2）物块B运动的位移；‎ ‎（3）B停下后，B与A的落地点之间的距离。‎ ‎【答案】（1）3s；（2）12.5m；（3）17.5m ‎【解析】‎ ‎【分析】‎ 根据平抛运动的高度，结合位移时间公式求出A下落的时间，根据牛顿第二定律求出B匀减速运动的加速度大小，结合速度时间公式求出B的运动时间，根据位移公式求出B运动到停止的距离，结合A的水平位移，求出A落地时，AB的距离。‎ ‎【详解】（1）根据H=gt2得A球落地的时间为：tA＝s＝3s。‎ ‎（2）物块B匀减速运动的加速度大小为：a=μg=0.4×10m/s2=4m/s2，‎ 则B物块运动到停止的距离为：。‎ ‎（3）A平抛运动的水平位移为：xA=v0tA=10×3m=30m，A落地时，B已经停止，则AB 相距为：△x=xA-xB=30-12.5m=17.5m.‎ ‎【点睛】本题考查了平抛运动和匀变速直线运动的综合运用，知道平抛运动在水平方向和竖直方向上的运动规律，结合运动学公式灵活求解。‎ ‎14.如图所示，半径为R=0.4m的光滑半圆轨道AB竖直固定在光滑水平地面上，质量为m=1kg的小球以某一速度v0从A点进入半圆轨道，恰能经过最高点B水平向左飞出（不计空气阻力）；求：‎ ‎（1）小球从B点飞出时的速度大小；‎ ‎（2）小球在A点时的速度大小；‎ ‎（3）小球在A点时，对轨道的压力。‎ ‎【答案】（1）2m/s；（2）2m/s；（3）60N ‎【解析】‎ ‎【分析】‎ ‎（1）小球恰好到达最高点B，由重力提供向心力，根据牛顿第二定律求小球从B点飞出时的速度大小。‎ ‎（2）小球从A运动到B的过程，根据机械能守恒定律求出小球经过A点的速度大小。‎ ‎（3）在A点，由合力提供向心力，根据牛顿运动定律求小球对轨道的压力大小。‎ ‎【详解】（1）因为小球刚好能通过最高点B，所以在最高点刚好由重力提供向心力，由牛顿二定律可得：mg=m 解得：‎ ‎（2）选取A点所在的水平面为零重力势能面，小球从A到B的过程中机械能守恒，则有：‎ 联立可得：‎ 在A点，由FN-mg=m 得：FN=6mg 根据牛顿第三定律知小球在A点做圆周运动时，小球对轨道的压力大小为：FN′=FN=6mg=６0N.‎ ‎【点睛】本题是向心力、机械能守恒和平抛运动的综合，掌握小球通过最高点的临界条件：重力等于向心力是解题的关键。同时要求我们要正确的对小球进行运动过程的分析和特定位置的受力分析。‎ ‎15.如图所示，两平行金属导轨间的距离L=0.40m，金属导轨所在的平面与水平面夹角θ=37°，在导轨所在平面内，分布着磁感应强度B=0.50T、方向垂直于导轨所在平面的匀强磁场．金属导轨的一端接有电动势E=4.5V、内阻r=0.50Ω的直流电源．现把一个质量m=0.040kg的导体棒ab放在金属导轨上，导体棒恰好静止．导体棒与金属导轨垂直且接触良好，导体棒与金属导轨接触的两点间的电阻R0=2.5Ω，金属导轨电阻不计，g取10m/s2．已知sin 37°=0.60、cos 37°=0.80，求：‎ ‎（1）通过导体棒的电流；‎ ‎（2）导体棒受到的安培力；‎ ‎（3）导体棒受到的摩擦力．‎ ‎（4）若将磁场方向改为竖直向上，要使金属杆继续保持静止，且不受摩擦力左右，求此时磁场磁感应强度B2的大小？‎ ‎【答案】（1）1.5A；‎ ‎（2）0.30 N；‎ ‎（3）0.06N．‎ ‎（4）0.5T．‎ ‎【解析】‎ 试题分析：（1）根据闭合电路欧姆定律求出电流的大小．‎ ‎（2）根据安培力的公式F=BIL求出安培力的大小．‎ ‎（3）导体棒受重力、支持力、安培力、摩擦力处于平衡，根据共点力平衡求出摩擦力的大小．‎ ‎（4）当B的方向改为竖直向上时，这时安培力的方向变为水平向右，画出受力图，然后结合几何关系即可求出．‎ 解：（1）根据闭合电路欧姆定律得：I1=="1.5" A．‎ ‎（2）导体棒受到的安培力为：F安="BIL=0.30" N．‎ 由左手定则可知，安培力沿斜面向上 ‎（3）对导体棒受力分析如图，将重力正交分解，沿导轨方向有：‎ F1="mgsin" 37°="0.24" N F1＜F安，根据平衡条件可知，摩擦力沿斜面向下 mgsin 37°+f=F安 解得：f="0.06" N．‎ ‎（4）当B的方向改为竖直向上时，这时安培力的方向变为水平向右，则 B2IL="mgtan" α，‎ B2=0.5T 答：（1）通过导体棒的电流是1.5A；‎ ‎（2）导体棒受到的安培力0.30 N，由左手定则可知，安培力沿斜面向上；‎ ‎（3）导体棒受到的摩擦力是0.06N．‎ ‎（4）若将磁场方向改为竖直向上，要使金属杆继续保持静止，且不受摩擦力左右，此时磁场磁感应强度B2的大小是0.5T．‎ ‎【点评】解决本题的关键掌握闭合电路欧姆定律，安培力的大小公式，以及会利用共点力平衡去求未知力．‎