【物理】江苏省常熟市2019-2020学年高二上学期调研试题（解析版） 17页

‎2019-2020学年江苏省常熟市高二（上）调研物理试卷 一、单选题 ‎1.物理学发展史上，首先把实验和逻辑推理和谐结合起来的科学家是 A. 亚里土多德 B. 伽利略 C. 牛顿 D. 奥斯特 ‎【答案】B ‎【解析】伽利略首先采用了以实验检验猜想和假设的科学方法，把实验和逻辑推理结合起来，有力地推进了人类科学的发展．‎ A. 亚里土多德，与分析不符，故A错误；B. 伽利略 与分析相符，故B正确；‎ C. 牛顿 与分析不符，故C错误；D. 奥斯特与分析不符，故D错误。‎ ‎2.两个通草球带电后相互推斥，如图所示．两悬线跟竖直方向各有一个夹角α、β，且两球在同一水平面上．两球质量用m和M表示，所带电量用q和Q表示．若已知α>β，则下列说法中一定有的关系是( )‎ A. 球一定带异种电荷 B. m受到的电场力一定大于M所受电场力 C. m一定小于M D. q一定大于Q ‎【答案】C ‎【解析】两个球相互排斥，故一定带同种电荷，A错误；两球相互排斥，根据牛顿第三定律，相互排斥力相等，与带电量无关，BD错误；对左侧小球受力分析，受重力mg，拉力T和静电斥力F，如图所示 根据平衡条件，有：，，解得①，再对右侧小球受力分析，同理有②，因，由①②可得，C正确；选C．‎ ‎【点睛】两球相互排斥，故带异种电荷，根据牛顿第三定律可知相互排斥力相等，与带电量无关；再根据平衡条件得到排斥力的表达式进行分析．‎ ‎3.如图所示，质量为m的物块放在倾角为的光滑斜面上，同时用力F向左推动斜面，使斜面与物块保持相对静止，沿水平地面前进一段位移S．则在此过程中斜面对物块做的功为（　）‎ A. FS B. ‎ C. D. ‎ ‎【答案】D ‎【解析】m与楔形物体相对静止，二者必定都向左加速运动．即m的合外力方向水平向左，画出m的受力图：‎ 根据几何关系得：N=‎ 所以支持力做的功为：W=NS•sinθ=mgStanθ ABC错误，D正确。‎ ‎4.“探究影响平行板电容器电容大小因素”的实验装置如图所示，忽略漏电产生的影响，下列判断正确的是（　　）‎ A. 静电计指针偏角大小直接反应平行板电容器所带电量多少 B. 静电计球与球壳间的电势差等于两平行板间的电势差 C. 两平行板间距减小时,静电计指针偏角不变 D. 两平行板正对面积减小时,静电计指针偏角减小 ‎【答案】B ‎【解析】‎ ‎【详解】A.静电计测量的是平行板电容器极板间的电势差，不是电量；故A错误.‎ B.静电计球与球壳间的电势差等于两平行板间的电势差；故B正确.‎ CD.平板的正对面积减小时，由知电容C 减小，而电容器的电荷量不变，根据C=知极板间电势差增大，所以静电计指针偏角增大；故C项、D项错误.‎ ‎5.在x轴上存在与x轴平行的电场,x轴上各点的电势随x点位置变化情况如图所示．图中-x1~x1之间为曲线,且关于纵轴对称,其余均为直线,也关于纵轴对称．下列关于该电场的论述正确的是( )‎ A. x轴上各点的场强大小相等 B. 从-x1到x1场强的大小先减小后增大 C. 一个带负电的粒子在-x1点的电势能大于在-x2的电势能 D. 一个带正电的粒子在x1点的电势能大于在-x1点的电势能 ‎【答案】BC ‎【解析】‎ 试题分析：根据φ-x图象的斜率大小等于电场强度，分析场强的变化．根据分析电势能大小．‎ 图象斜率大小等于电场强度，故x轴上的电场强度不同，故A错误；从到场强斜率先减小后增大，故场强先减小后增大，故B正确；点的电势低于点的电势，负电荷在低电势处电势能大，故一个带负电的粒子在点的电势能大于在的电势能，C正确；点的电势等于点的电势，故正电荷在这两点的电势能相等，D错误．‎ ‎6.如图所示，质量相等的甲、乙两个小球，在光滑玻璃漏斗内壁做水平面内的匀速圆周运动，甲在乙的上方．则它们运动的 A. 向心力F 甲＞F 乙 B. 线速度υ甲＞υ乙 C. 角速度ω甲＞ω乙 D. 向心加速度a 甲＞a 乙 ‎【答案】B ‎【解析】‎ 为了分析计算的方便，我们把甲、乙两小球定义为A、B球，对A、B两球进行受力分析，两球均只受重力和漏斗给的支持力FN．如图所示 A项：设漏斗顶角的一半为，则，由于两球质量相等，所以A、B两球的向心力相等，故A错误；‎ B项：由公式可得：，由于A球的半径比B球半径更大，所以，故B正确；‎ C项：由公式可得：，由于A球的半径比B球半径更大，所以，故C错误；‎ D项：由公式可得：，所以，故D错误．‎ ‎7.如图所示，一个质量为4kg的半球形物体A放在倾角为 的斜面B上静止不动.若用通过球心的水平推力F=10N作用在物体上，物体仍静止在斜面上，斜面仍相对地面静止.已知， ，取 ，则（ ）‎ A. 地面对斜面B的弹力不变 B. 物体A对斜面B的作用力增加10N C. 物体A受到斜面B摩擦力增加8N D. 地面对斜面B的摩擦力增加8N ‎【答案】A ‎【解析】‎ ‎【分析】对没有施加力F时的半球进行受力分析，根据平衡条件求出物体受到的摩擦力；以整体为研究对象求出地面对斜面的摩擦力，然后进行比较．‎ ‎【详解】以整体为研究对象，力F的是水平的，所以不影响竖直方向的受力，地面对斜面的弹力大小不变，故A正确；没有施加力F时根据平衡条件A受斜面作用力与重力等大反向，即大小为40N，根据牛顿第三定律物体A对斜面的作用力为40N反向向下，施加力F后物体A对斜面的作用力如图：‎ 由平行四边行定则有：，可以看出物体对斜面的作用力不是增加10N，故B错误；没有施加力F时，对物体A受力分析：‎ 根据平衡条件：；施加力F后，对物体A受力分析，如图：‎ 根据平衡条件，在斜面方向：，代入数据解得：，故物体受到斜面的摩擦力减少：，故C错误；以整体为研究对象，水平方向增加了10N的力F，根据平衡条件得地面对斜面的摩擦力增加10N．故D错误．故选A．‎ ‎【点睛】本题主要是考查了共点力的平衡问题，解答此类问题的一般步骤是：确定研究对象、进行受力分析、利用平行四边形法则进行力的合成或者是正交分解法进行力的分解，然后在坐标轴上建立平衡方程进行解答．注意整体法和隔离法的应用．‎ 二、多选题 ‎8.一质点从O点出发做直线运动，它运动的v-t图象如图所示，A、B、C、D、E五点分别对应其运动过程中经过的五个位置，则下列说法中正确的是（　　）‎ A. 在C点处,质点的运动方向发生了变化 B. 整个过程中,D点处质点离出发点最远 C. 整个过程中,CE段质点的加速度最大 D. 在CE段,质点通过的位移是24m ‎【答案】BC ‎【解析】‎ ‎【详解】A.C点前后的速度都为正值，运动方向没有发生变化；故A错误.‎ B.从静止到D点的图象与坐标轴围成的面积在时间轴的上方，位移为正，D点以后位移为负，说明此时已经反方向运动了，故D点表示的状态离出发点最远；故B正确.‎ C.整个过程中，CE段的倾角最大，斜率最大，故其加速度数值最大；故C正确.‎ D.图象与坐标轴围成的面积表示位移，则CE段位移为零；故D错误.‎ ‎9.中国女排享誉世界排坛，取得了辉煌的成就．在某次比赛中，我国女排名将朱婷将排球从底线A点的正上方以初速度v水平发出，排球正好擦着高度为h的球网落在对方底线的B点上（简化图如图所示），且AB平行于边界CD．不计空气阻力且排球可看成质点，则下列说法正确的是（　　）‎ A. 排球所做的运动是匀变速曲线运动 B. 排球从发出到擦网所用的时间要大于从擦网到落地的时间 C. 击球点的高度 D. 球场的长度 ‎【答案】AC ‎【解析】‎ ‎【详解】A.排球在运动的过程中只受到重力作用，根据牛顿第二定律可知，其加速度恒定不变，所以排球做匀变速曲线运动；故A正确.‎ B.排球从发出到擦网的水平位移与擦网到落地的水平位移相等，而排球水平方向做匀速直线运动，所以时间相等；故B错误.‎ C.排球在竖直方向做自由落体运动，根据匀变速直线运动的规律有 ‎，‎ 解得，故C正确.‎ D.整个过程运动的时间为 ‎=，‎ 所以球场的长度为 s=vt=，‎ 故D错误.‎ ‎10.如图所示，地球赤道上的山丘e、近地资源卫星p和同步通信卫星q均在赤道平面上绕地心做匀速圆周运动．设e、p、q做圆周运动的角速度分别为ω1、ω2、ω3，线速度分别为v1、v2、v3，则（　　）‎ A. B. ‎ C. D. ‎ ‎【答案】BD ‎【解析】‎ ‎【详解】AB.山丘e与同步通信卫星q转动周期相等，根据ω=，得ω1=ω3；根据卫星的线速度公式ω=，由于近地资源卫星的轨道半径小于同步通信卫星q的轨道半径，故ω3＜ω2；故ω1=ω3＜ω2;故A错误，B正确.‎ CD.山丘e与同步通信卫星q转动周期相等，根据v=，由于山丘e轨道半径小于同步通信卫星q的轨道半径，故v1＜v3；根据卫星的线速度公式v=，由于近地资源卫星的轨道半径小于同步通信卫星q的轨道半径，故近地资源卫星的线速度大于同步通信卫星的线速度，即v3＜v2；故v1＜v3＜v2;故C错误，D正确.‎ ‎11.如图所示，一个质量为m的物体（可视为质点）以某一初速度从底端冲上倾角为30°的固定斜面，其运动的加速度为，已知物体在斜面上上升的最大高度为h，重力加速度为g．则在整个过程中物体的（　　）‎ A. 机械能守恒 B. 动能减少了 C. 机械能减少了 D. 重力势能增加了 ‎【答案】BC ‎【解析】‎ ‎【详解】A.物体运动的加速度a=，根据牛顿第二定律得 mgsin30°+f=ma，‎ 得：物体受到摩擦力大小f=mg，由于摩擦力对物体要做功，所以物体的机械能不守恒;故A错误；‎ B.斜面的长度：‎ L==2h，‎ 动能减少量等于合外力做功的大小，即 ‎△EK=F合•L=mg•2h=;‎ 故B正确.‎ C.机械能的减少量等于克服摩擦力做功，为：‎ ‎△E=fL=mg•2h=;‎ 故C正确.‎ D.物体在斜面上能够上升的最大高度为h，所以重力势能增加了mgh;故D错误.‎ ‎12.如图所示，两质量均为m的小球，通过长为L的不可伸长轻绳水平相连，从某一位置处自由下落，下落过程中绳处于水平伸直状态在下落高度h时，绳的中点碰到水平放置的钉子O．重力加速度为g，空气阻力不计，则（　　）‎ A. 从开始下落到运动至最低点的整个过程中,两小球机械能守恒 B. 从开始下落到运动至最低点的整个过程中,两小球所受重力做功的瞬时功率逐渐增大 C. 两小球相碰前瞬间,速度大小为 D. 两小球相碰前瞬间,绳子拉力大小为 ‎【答案】AD ‎【解析】‎ ‎【详解】A.小球从开始下落到刚到达最低点的过程中只有重力做功，机械能守恒;故A正确.‎ B.以向下为正方向，竖直方向合力为F=mg-Tsinθ，开始时θ很小，mg＞Tsinθ，F＞0，竖直方向加速度向下，vy增大，到快要相碰时，Tsinθ＞mg，F＜0，竖直方向加速度向上，vy减小，根据PG=mgvy可知重力的瞬时功率先增大后减小;故B错误.‎ C.从最高点到小球刚到达最低点的过程中运用动能定理得：‎ ‎，‎ 解得：v=;故C错误.‎ D.根据向心加速度公式有：‎ a==;‎ 故D正确.‎ 三、实验题 ‎13. 如图1为用拉力传感器和速度传感器探究“加速度与物体受力的关系”实验装置．用拉力传感器记录小车受到拉力的大小，在长木板上相距L=48.0cm的A、B两点各安装一个速度传感器，分别记录小车到达A、B时的速率．‎ ‎（1）实验主要步骤如下：‎ ‎①将拉力传感器固定在小车上；‎ ‎②平衡摩擦力，让小车做 运动；‎ ‎③把细线的一端固定在拉力传感器上，另一端 通过定滑轮与钩码相连；‎ ‎④接通电源后自C点释放小车，小车在细线拉动下运动，记录细线拉力F的大小及小车分别到达A、B时的速率vA、vB；‎ ‎⑤改变所挂钩码的数量，重复④的操作．‎ ‎（2）下表中记录了实验测得的几组数据，vB2﹣vA2是两个速度传感器记录速率的平方差，则加速度的表达式a= ，请将表中第3次的实验数据填写完整（结果保留三位有效数字）；‎ 次数 F（N）‎ vB2﹣vA2（m2/s2）‎ a（m/s2）‎ ‎1‎ ‎0.60‎ ‎0.77‎ ‎0.80‎ ‎2‎ ‎1.04‎ ‎1.61‎ ‎1.68‎ ‎3‎ ‎1.42‎ ‎2.34‎ ‎4‎ ‎2.62‎ ‎4.65‎ ‎4.84‎ ‎5‎ ‎3.00‎ ‎5.49‎ ‎5.72‎ ‎（3）由表中数据，在图2坐标纸上作出a～F关系图线；‎ ‎（4）对比实验结果与理论计算得到的关系图线（图中已画出理论图线），造成上述偏差的原因是 ．‎ ‎【答案】（1）匀速直线，（2）‎ ‎，2.44，（3）如图，（4）没有完全平衡摩擦力或拉力传感器读数偏大．‎ ‎【解析】‎ 解：（1）平衡摩擦力时，轻推小车，让小车做匀速直线运动即可．‎ ‎（2）根据匀变速直线运动的速度位移公式得，a=，代入数据解得a==2.44m/s2．‎ ‎（3）根据表格中的数据描点作图，如图所示．‎ ‎（4）对比图象可知，实际图象没有过原点而是和横坐标有交点，造成原因为没有完全平衡摩擦力或拉力传感器读数偏大．‎ 故答案为（1）匀速直线，（2），2.44，（3）如图，（4）没有完全平衡摩擦力或拉力传感器读数偏大．‎ ‎【点评】明确实验原理，正确进行误差分析和数据处理是对学生学习实验的基本要求，同时掌握匀变速直线运动基本公式的应用，要加强这方面的训练．‎ ‎14.“验证机械能守恒定律”的实验装置如题图所示．‎ ‎（1）甲同学按照正确的实验步骤操作后，选出一条纸带如题图所示，其中O点为打点计时器打下的第一个点．从纸带上A点开始每隔一个点取一个计数点，取得两个计数点B和C．该同学用刻度尺，测得OA=9.62cm，OB=l5.89cm，OC=23.64cm．已知打点计时器每0.02s打一个点，重物的质量为1.00kg，取g=9.80m/s2．在OB段运动过程中，重物重力势能的减少量ΔEp=_______J；重物的动能增加量ΔEk=______ J（结果均保留三位有效数字）；‎ ‎（2）乙同学利用该实验装置测定当地的重力加速度．他打出了一条纸带后，利用纸带测量出了各计数点到打点计时器打下的第一个点的距离h，算出了各计数点对应的速度v，以h为横轴，以为纵轴画出了如题图所示的图线．由于图线明显偏离原点，若测量和计算都没有问题，其原因可能是________．‎ 乙同学测出该图线的斜率为k，如果阻力不可忽略，则当地的重力加速度g _____ k（选填“大于”、“等于”或“小于”）．‎ ‎【答案】 (1). （1）1.56 (2). 1.53-1.54 (3). （2）先释放重物，再接通（打点计时器）电源； (4). 大于 ‎【解析】‎ ‎（1）在OB段运动过程中，重物重力势能的减少量为：△Ep=mghOB=1×9.8×0.1589J≈1.56J；B点的速度为：，则动能的增加量为：△Ek=mvB2=×1×1.742J≈1.53J．（2）从图象中可以看出，当物体下落的高度为0时，物体的速度不为0，说明了操作中先释放重物，再接通（打点计时器）电源．若无阻力，则根据机械能守恒知，mgh=mv2，则v2=gh，斜率k=g．若有阻力则测得的加速度k小于重力加速度g，即g大于k．‎ 点睛：解决本题的关键知道实验的原理，知道重力势能的减小量略大于动能增加量的原因，掌握纸带的处理方法，会通过纸带求解重力势能的减小量，通过平均速度推论求出瞬时速度的大小，从而得出动能的增加量．‎ 四、计算题 ‎15.如图所示，倾角θ=37°斜面长L=1m的斜面体放在水平面上．将一质量m=2kg的小物块从斜面顶部由静止释放，经时间t=1s后到达底端，斜面体始终保持静止．重力加速度g=10m/s2，sin37°=0.6，cos37°=0.8．求 ‎(1)小物块沿斜面下滑的加速度；‎ ‎(2)小物块沿斜面下滑过程中重力做功的平均功率；‎ ‎(3)小物块与斜面之间的动摩擦因数；‎ ‎【答案】(1)2m/s2 (2)12W (3)0.5‎ ‎【解析】‎ 详解】(1)由运动学公式得 L=at2‎ 解得a=2m/s2‎ ‎(2)重力做功 W=mgLsin37°‎ 代入数据解得：W=12J 平均功率P=‎ 代入数据解得：P=12W ‎（3）由牛顿第二定律得 mgsin37°-μmgcos37°=ma 解得μ=0.5‎ ‎16.如图所示，竖直平行直线为匀强电场的电场线，电场方向未知，A，B是电场中的两点，AB两点的连线长为l且与电场线所夹的锐角为θ．一个质量为m，电荷量为+q 的带电粒子以初速度v0，从A点垂直进入电场，该带电粒子恰好能经过B点不考虑带电粒子的重力大小．求：‎ ‎(1)电场强度E；‎ ‎(2)AB两点间的电势差UAB；‎ ‎(3)带电粒子在B点时的速度大小vB.‎ ‎【答案】(1) (2) (3)‎ ‎【解析】‎ ‎【详解】（1）因粒子带正电且向下片状，所以电场方向竖直向下，粒子做类平抛运动，‎ 水平方向：‎ Lsinθ=v0t，‎ 竖直方向：‎ ‎，‎ 且有qE =ma，‎ 解得：；‎ ‎（2）据电势差公式有：‎ ‎；‎ ‎（3）从A到B由动能定理得：‎ 解得：；‎ ‎17.光滑水平平台AB上有一根轻弹簧，一端固定于A，自然状态下另一端恰好在B．平台B端连接两个内壁光滑、半径均为R=0.2m的1/4细圆管轨道BC和CD．D端与水平光滑地面DE相接．E端通过光滑小圆弧与一粗糙斜面EF相接，斜面与水平面的倾角θ可在0°≤θ≤75°范围内变化（调节好后即保持不变）．一质量为m=0.1kg的小物块（略小于细圆管道内径）将弹簧压缩后由静止开始释放，被弹开后以v0=2m/s进入管道．小物块与斜面的滑动摩擦系数为，取g=10m/s2，不计空气阻力;‎ ‎ ‎ ‎（1）求物块过B点时对细管道的压力大小和方向； ‎ ‎（2）当θ取何值时，小物块在EF上向上运动的时间最短？求出最短时间．‎ ‎（3）求θ取不同值时，在小物块运动的全过程中产生的摩擦热量Q与tanθ的关系式．‎ ‎【答案】（1）1N，方向竖直向上（2）0.3s（3）‎ ‎【解析】‎ ‎（1）设轨道对物块的压力竖直向下，由牛顿第二定律得：‎ 解得：F=1N 由牛顿第三定律，物块对轨道的压力大小为，方向竖直向上 ‎（2）物块到达DE时的速度为v，根据动能定理得：‎ 解得：‎ 沿斜面上滑，根据牛顿第二定律得：‎ 上滑时间为：‎ 联立可得：‎ 由数学知识可得，当时，有 ‎（3）物块恰好能在斜面上保持静止，根据平衡条件有：，，则当，滑块在EF上停下后即保持静止 在EF上滑行的距离为：，产生的摩擦热量为： ‎ 化简得：‎ 当，滑块在EF上停下后返回，经多次往复运动后，最终静止于E点 产生的摩擦热量为：‎