江苏省南通市2019-2020学年高二上学期期初调研测试物理试题（选修） 15页

‎2019～2020学年度高二年级第一学期期初调研测试 物理试题（选修）‎ 一、单项选择题：本题共5小题，每小题3分，共计15分，每小题只有一个选项符合题意．‎ ‎1.一台电动机工作时的输出功率是10 kW，要用它匀速提升2.7×104 kg的货物，提升的速度约是 A. 0.02 m/s B. 0.2 m/s C. 0.04 m/s D. 0.4 m/s ‎【答案】C ‎【解析】‎ ‎【详解】由于物体是匀速上升的，所以物体受力平衡，电动机的拉力与物体的重力大小相等，由 P=Fv=mgv 可以求得 A．0.02 m/s与分析不符，故A错误；‎ B．0.2 m/s与分析不符，故B错误；‎ C．0.04 m/s与分析相符，故C正确；‎ D．0.4 m/s与分析不符，故D错误 ‎2.如图所示，电荷量为q的正点电荷与均匀带电薄板相距2d，点电荷到带电薄板的垂线通过板的几何中心．若图中A点的电场强度为0，则带电薄板在图中B点产生的电场强度 A. 大小为，方向水平向左 B. 大小为，方向水平向右 C. 大小，方向水平向左 D. 大小为，方向水平向右 ‎【答案】D ‎【解析】‎ ‎【详解】q在A点形成的电场强度的大小为 ‎，方向向左 因A点场强为零，故薄板在A点的场强方向向右，大小也为 A．大小为，方向水平向左与分析不符，故A错误；‎ B．大小为，方向水平向右与分析不符，故B错误；‎ C．大小为，方向水平向左与分析不符，故C错误；‎ D．大小为，方向水平向右与分析相符，故D正确。‎ ‎3.有一个平行板电容器，电容是1.5×10-4 μF，所带电荷量为6×10-8 C．如果两板间的距离为1 mm，电容器两极板间的电场强度为 A. 9×10-15 V/m B. 9×10-9 V/m C. 40 V/m D. 4×105 V/m ‎【答案】D ‎【解析】‎ ‎【详解】由电容的定义可知，‎ 由匀强电场中电势差与场强的关系可知，‎ A．9×10-15 V/m与分析不符，故A错误；‎ B．9×10-9 V/m与分析不符，故B错误；‎ C．40V/m与分析不符，故C错误；‎ D．4×105V/m与分析相符，故D正确。‎ ‎4.为了解释地球的磁性，19世纪安培假设：地球的磁场是由绕过地心的轴的环形电流I引起的。在下列四个图中，正确表示安培假设中环形电流方向的是（ ）‎ A. B. C. D. ‎ ‎【答案】B ‎【解析】‎ ‎【分析】‎ 要知道环形电流的方向首先要知道地磁场的分布情况：地磁的南极在地理北极的附近，故右手的拇指必需指向南方，然后根据安培定则四指弯曲的方向是电流流动的方向从而判定环形电流的方向．‎ ‎【详解】地磁的南极在地理北极的附近，故在用安培定则判定环形电流的方向时右手的拇指必需指向南方；而根据安培定则：拇指与四指垂直，而四指弯曲的方向就是电流流动的方向，故四指的方向应该向西．故B正确．‎ ‎【点睛】主要考查安培定则和地磁场分布，掌握安培定则和地磁场的分布情况是解决此题的关键所在．另外要掌握此类题目一定要乐于伸手判定．‎ ‎5.内壁光滑的环形凹槽半径为R，固定在竖直平面内，一根长度为R 的轻杆，一端固定有质量为m的小球甲，另一端固定有质量为2m的小球乙，将两小球放入凹槽内，小球乙位于凹槽的最低点，如图所示．由静止释放后 A. 下滑过程中甲球减少的机械能总等于乙球增加的机械能 B. 下滑过程中甲球减少的重力势能总等于乙球增加的重力势能 C. 甲球可沿凹槽下滑到槽的最低点 D. 杆从右向左滑回时，乙球一定能回到凹槽的最低点 ‎【答案】A ‎【解析】‎ 本题考查的是对机械能问题的研究，在下滑过程中系统机械能守恒，因此，下滑过程中甲球减少的机械能总等于乙球增加的机械能，A正确；B错误；系统开始的机械能为甲的重力势能，根据机械能守恒，乙球能上升的最大高度为R/2，故C错误；D正确；‎ 二、多项选择题：本题共5小题，每小题4分，共计20分，每小题有多个选项符合题意．全部选对的得4分，选对但不全的得2分，选错或不选的得0分．‎ ‎6.如图所示表示某电场等势面的分布情况．下列说法正确的有 A. A、B两点的电势相等 B. A点的电场强度小于B点的电场强度 C. 电子在A、B两点的电势能相等且为正值 D. 如果把电子从b等势面移动到e等势面，静电力做功是15 eV ‎【答案】AD ‎【解析】‎ ‎【详解】A．A、B两点处于同一等势面，所以A、B两点的电势相等，故A正确；‎ B．由等差等势面的疏密程度表示电场强度大小，由图可知，A点的电场强度大于B点的电场强度，故B错误；‎ C．由于电子带负电，A、B两点电势为正，由公式可知，电子在A、B两点的电势能为负值，故C错误；‎ D．由电场力做功与电势能的关系可知，把电子从b等势面移动到e等势面，静电力做功是 故D正确。‎ ‎7.一质量为1.67×10-27 kg、电荷量为1.6×10-19 C的带电粒子，以5×105 m/s的初速度沿与磁场垂直的方向射入磁感应强度为0.2 T的匀强磁场后做匀速圆周运动．下列说法正确的有 A. 粒子受到的洛伦兹力提供了向心力 B. 洛伦兹力对粒子做正功 C. 粒子在磁场中运动的轨道半径是2.61×10-2 m D. 粒子做匀速圆周运动的周期是3.28×10-7 s ‎【答案】ACD ‎【解析】‎ ‎【详解】A．粒子在磁场中受洛伦兹力作用，由于洛伦兹力与速度方向垂直，所以粒子受到的洛伦兹力提供了向心力，故A正确；‎ B．由于洛伦兹力与速度方向垂直，所以洛伦兹力不做功，故B错误；‎ C．粒子做匀速圆周运动，由洛伦兹力提供向心力有 得：‎ 代入数据得：‎ 故C正确；‎ D．由周期公式，代入数据解得：‎ 故D正确。‎ ‎8.充电宝内部的主要部件是锂电池，充电宝中的锂电池在充电后，就是一个电源，可以给手机充电．充电宝的铭牌通常标注的是“m A·h”（毫安时）的数量，即锂电池充满电后全部放电的电荷量．机场规定：严禁携带额定能量超过160W·h的充电宝搭乘飞机．某同学查看了自己的充电宝铭牌，上面写着“10000mA·h”和“3.7V”，该充电宝 A. 额定能量为37W·h B. 额定能量为37000W·h C. 能带上飞机 D. 不能带上飞机 ‎【答案】AC ‎【解析】‎ ‎【详解】AB．由题意可知，充电宝的额定电荷量和额定电压分别为10000mAh和3.7V，所以充电宝的额定能量为 故A正确，B错误；‎ CD．由于机场规定：严禁携带额定能量超过160W·h的充电宝搭乘飞机，所以能带上飞机，故C正确，D错误。‎ ‎9.质量为m的人从一楼乘竖直电梯到五楼，经过加速、匀速和减速运动过程，人与电梯保持相对静止．设电梯中途匀速运动的速度为v，每层楼的高度为h，重力加速度为g．则 A. 整个过程中，人的重力势能增加了5mgh B. 整个过程中，合外力对人做的功为零 C. 加速过程中，电梯对人做的功为mv2‎ D. 减速过程中，合外力对人做的功为mv2‎ ‎【答案】BD ‎【解析】‎ ‎【详解】A．整个过程中，人从一楼乘竖直电梯到五楼，人上升4个h，则人的重力势能增加了4mgh，故A错误；‎ B．整个过程中，人的初末速度都为0，则动能变化为0，根据动能定理，则合外力对人做的功为零，故B正确；‎ C．在加速上升过程中，人受重力和电梯对人的支持力，根据动能定理得 电梯对人做的功 故C错误；‎ D．在减速上升过程中，人受重力和电梯对人的支持力，根据动能定理得 合外力对人做的功为，故D正确。‎ ‎10.如图所示，电源电动势为12 V，内阻为1 Ω，电阻R1为1 Ω，R2为6 Ω，电动机额定电压U为6 V，线圈电阻RM为0.5 Ω．开关闭合后，电动机恰好正常工作，下列说法正确的有 A. 电源的路端电压是10 V B. 电源的内耗功率是10 W C. 电动机消耗的电功率是12 W D. 电动机产生的机械功率是10 W ‎【答案】CD ‎【解析】‎ ‎【详解】A．电动机两端电压为6V，所以电源内电压与电阻R1两端电压之各为6V，由欧姆定律有 解得：‎ 所以电源内电压为 所以电源的路端电压为 故A错误；‎ B．电源的内耗功率 故B错误；‎ C．流过R2的电流为 由并联电路电流特点可知，流过电动机的电流为 电动机消耗的电功率 故C正确；‎ D．电动机的发热功率为 电动机产生的机械功率 故D正确。‎ 三、实验题：本题共2小题，共计15分．请将解答填写在答题卡相应的位置．‎ ‎11.如图为一种利用气垫导轨“验证机械能守恒定律”的实验装置．‎ 主要实验步骤如下：‎ A. 将气垫导轨放在水平桌面上，将导轨调至水平．‎ B. 测出挡光条的宽度 d．‎ C. 将滑块移至图示位置，测出挡光条到光电门的距离l．‎ D. 释放滑块，读出挡光条通过光电门的挡光时间t．‎ E. 用天平称出托盘和砝码的总质量m．‎ F. …… ‎ 回答下列问题：‎ ‎（1）在滑块从静止释放到运动到光电门的过程中，系统的重力势能减少了______．‎ ‎（2）挡光条通过光电门的速率为_____．‎ ‎（3）为验证机械能守恒定律，还需要测量的物理量是_______________．（写出物理量的名称及符号）‎ ‎（4）若要符合机械能守恒定律的结论，以上测得的物理量应该满足的关系是__________．‎ ‎【答案】 (1). mgl (2). (3). 滑块和挡光条的总质量M (4). ‎ ‎【解析】‎ ‎【详解】(1)[1]滑块移至图示位置，测出挡光条到光电门的距离l，则托盘和砝码向下运动的距离为l，由于滑块的重力势能不变，所以系统的重力势能减少了mgl；‎ ‎(2)[2]由于挡光条的宽度很小，所以挡光条通过光电门的速率为 ‎(3)[3]由机械能守恒定律可知，系统减小的重力势能转化为滑块和挡光条的动能和托盘和砝码的动能，所以为了验证机械能守恒，应测量滑块和挡光条的总质量M；‎ ‎(4)[4] 若要符合机械能守恒定律的结论，所以 即 ‎12.某同学想通过测绘小灯泡的I-U图像来研究小灯泡的电阻随电压变化的规律．所用器材如下：‎ 待测小灯泡一只，额定电压为2.5 V，电阻约为几欧；‎ 电压表一个，量程0~3 V，内阻为3 kΩ ；‎ 电流表一个，量程0~0.6 A，内阻为0.1 Ω；‎ 滑动变阻器一个，干电池两节，开关一个，导线若干．‎ ‎（1）请在图甲中补全实验的电路图__________．‎ ‎（2）图甲中开关S闭合之前，应把滑动变阻器的滑片置于_______（选填“A”或“B”）处．‎ ‎（3）该同学通过实验作出小灯泡的I-U图像如图乙所示，则小灯泡正常工作时的电阻为_____Ω．‎ ‎【答案】 (1). (2). B (3). 5.95‎ ‎【解析】‎ ‎【详解】(1)[1]为了测绘小灯泡的I-U图像来研究小灯泡的电阻随电压变化的规律，所以还应有电流表，由于小灯泡电阻较小，所以电流表应外接，故电路图如图 ‎(2)[2]图甲中开关S闭合之前，滑动变阻器的滑片应置于B端，使得闭合电键后，测量电路部分处于短路状态，电压表、电流表示数为0，起保护作用；‎ ‎(3)[3]由于小灯泡额定电压为2.5V，由图可知，电流为0.42A，由欧姆定律得 四、计算题：本题共5小题，共计50分．解答时请写出必要的文字说明、方程式和重要的验算步骤，只写最后答案的不能得分，有数值计算的，答案中必须明确写出数值和单位．‎ ‎13.某中子星的质量为M，半径为R，万有引力常量为G．‎ ‎(1)求此中子星表面的自由落体加速度． ‎ ‎(2)贴近中子星表面，求沿圆轨道运动的小卫星的速度．‎ ‎【答案】(1) (2)‎ ‎【解析】‎ ‎【详解】(1)根据中子星表面物体的重力近似等于万有引力，则 解得 ‎(2)由万有引力提供向心力有 解得 ‎14.如图所示，光滑水平面AB与竖直面内的粗糙半圆形导轨在B点相接，导轨半径为R．一个质量为m的物体将弹簧压缩至A点后由静止释放，在弹力作用下物体获得某一向右速度后脱离弹簧，它经过B点的速度为v1，之后沿半圆形导轨运动，到达C点的速度为v2．重力加速度为g．求：‎ ‎(1)弹簧压缩至A点时的弹性势能．‎ ‎(2)物体沿半圆形导轨运动过程中阻力所做的功．‎ ‎【答案】(1) (2) ‎ ‎【解析】‎ ‎【详解】(1)由能量守恒可知，弹簧的弹性势能转化为物体的动能，所以弹簧压缩至A点时的弹性势能 ‎(2)对物体，B→C，由动能定理有 解得 ‎ ‎15.如图所示，在匀强电场中，将带电荷量q＝－6×10－6C的电荷从电场中的A点移到B点，克服电场力做了2.4×10－5 J 的功，再从B点移到C点，电场力做了1.2×10－5 J 的功．求：‎ ‎(1) A、B两点间的电势差UAB和B、C两点间的电势差UBC；‎ ‎(2) 如果规定B点的电势为零，则A点和C点的电势分别为多少？‎ ‎【答案】（1）AB间的电势差为4V，BC间的电势差为-2V． （2）A、C的电势分别为4V、2V．‎ ‎【解析】‎ ‎（1）‎ ‎ ‎ ‎（2）UAB=φA-φB，UBC=φB-φC又  φB=0      解得φA=4 V，φC=2 V ‎16.在图甲的电路中，R1是可变电阻，R2是定值电阻，电源内阻不计．实验时调节R1‎ 的阻值，得到各组电压表和电流表数据，用这些数据在坐标纸上描点、拟合，作出的U-I图像如图乙中AB所示．‎ ‎(1)图乙中a、b、AB的斜率各等于多少？‎ ‎(2)结合图甲，说明a、b、AB的斜率各表示什么物理量．‎ ‎【答案】(1)20,3.3,-5 (2)见解析 ‎【解析】‎ ‎【详解】(1)a的斜率为 ‎ b的斜率 AB的斜率 ‎(2)a斜率表示通过R1的电流为0.1 A时，R1的有效电阻为20 Ω b的斜率表示通过R1的电流为0.3 A时，R1的有效电阻为3.3 Ω ‎ 由于电源的内阻不计，所以AB的斜率的绝对值表示R2的电阻为5 Ω ‎17.如图所示为电流天平，可以用来测量匀强磁场的磁感应强度．它的右臂挂着矩形线圈，匝数为n，线圈的水平边长为l，处于匀强磁场内，磁感应强度B的方向与线圈平面垂直．当线圈中通过电流I时，调节砝码使两臂达到平衡．然后使电流反向，大小不变．这时需要在左盘中增加质量为m的砝码，才能使两臂再达到新的平衡．已知重力加速度为g．‎ ‎(1)导出用n、m、l、I、g表示磁感应强度B的表达式．‎ ‎(2)当n＝9，l＝10.0 cm，I＝0.10 A，m＝8.78 g，g=10 m/s2时，磁感应强度是多少？‎ ‎【答案】(1) (2)B=0.48 T ‎【解析】‎ ‎【详解】(1)设电流方向未改变时，等臂天平的左盘内砝码质量为m1，右盘内的质量为m2，有 电流方向改变后，有 两式相减，得 解得 ‎ ‎(2)将数据代入第(1)问的表达式，解得 ‎ B=0.48 T ‎ ‎