辽宁省辽宁师范大学附属中学2019-2020学年高二上学期12月月考物理试题 16页

辽宁师大附中2019----2020学年上学期第二次模块考试高二物理试题 一、选择题 ‎1.质量为60kg的建筑工人，不慎从高空跌下，幸好弹性安全带的保护使他悬挂起来．已知弹性安全带的缓冲时间是1.5s，安全带自然长度为5m，g取10m/s2，则安全带所受的平均冲力的大小为(　　)‎ A. 500N B. 1100N C. 600N D. 1000N ‎【答案】D ‎【解析】‎ 试题分析：根据自由落体运动规律，该工人自由下落5m的时间为1s，则根据冲量定理则，带入则 考点：冲量定理 点评：本题考查了冲量定理的简单运用，首先要计算自由落体运动的时间，然后利用冲量定理进行计算．‎ ‎2.质量为m的物体静止在光滑水平面上，从t=0时刻开始受到水平力的作用．力的大小F与时间t的关系如图所示，力的方向保持不变，则 A. 3t0时刻的瞬时功率为 B. 3t0时刻的瞬时功率为 C. 在t=0到3t0这段时间内，水平力的平均功率为 D. 在t=0到3t0这段时间内，水平力的平均功率为 ‎【答案】BD ‎【解析】‎ 详解】AB.3t0时速度 v=a1·2t0+a2t0=·2t0+·t0=‎ ‎3t0时刻瞬时功率 P=3F0·v=‎ 故A错，B对；‎ CD.0~2t0内，力F0做的功 W1=F0···（2t0）2=‎ ‎2t0~3t0内位移 x2=a1·2t0·t0+··=+=‎ ‎2t0~3t0内水平力3F0做的功 W2=3F0x2=‎ ‎0~3t0内平均功率 ‎==‎ C错，D对．‎ ‎3.如图所示在足够长的光滑水平面上有一静止的质量为M的斜面，斜面表面光滑、高度为h、倾角为θ．一质量为m（m＜M）的小物块以一定的初速度沿水平面向右运动，不计冲上斜面过程中的机械能损失．如果斜面固定，则小物块恰能冲到斜面的顶端．如果斜面不固定，则小物块冲上斜面后能达到的最大高度为（ ）‎ A. h B. C. D. ‎ ‎【答案】D ‎【解析】‎ ‎【详解】斜面固定时，根据动能定理可得：‎ 解得：‎ 斜面不固定时，由水平方向动量守恒得：‎ mv0=（M+m）v 由能量守恒得：‎ 解得 ‎．‎ A．h，与结论不相符，选项A错误；‎ B．，与结论不相符，选项B错误；‎ C．，与结论不相符，选项C错误；‎ D．，与结论相符，选项D正确；‎ 故选D.‎ ‎4.质量相等的A、B两球在光滑水平面上沿同一直线、同一方向运动，A球的动量是7 kg·m/s，B球的动量是5 kg·m/s，当A球追上B球发生碰撞，则碰撞后A、B两球的动量可能值是(　 　)‎ A. pA＝6 kg·m/s，pB＝6 kg·m/s B. pA＝3 kg·m/s，pB＝9 kg·m/s C. pA＝－2 kg·m/s，pB＝14 kg·m/s D. pA＝－4 kg·m/s，pB＝17 kg·m/s ‎【答案】AB ‎【解析】‎ 以两球组成的系统为研究对象，取甲球碰撞前的速度方向为正方向，两球的质量均为m，碰撞前系统的总动能：；系统的总动量：p=9kg•m/s+5kg•m/s=14kg•m/s； A、若碰后甲、乙两球动量为：pA=7kg∙m/s，pB=7kg∙m/s，系统的总动量 p′=7kg∙m/s+7kg∙m/s=14kg•m/s，动量守恒．总动能：，总动能减小，是可能的，故A正确． B、若碰后甲、乙两球动量为：pA=6kg∙m/s，pB=8kg∙m/s，系统的总动量 p′=6kg∙m/s+8kg∙m/s=14kg•m/s，动量守恒．总动能：，总动能减小，是可能的，故B正确． C、若碰后甲、乙两球动量为：pA=-2kg∙m/s，pB=16kg∙m/s，系统的总动量 p′=-2kg∙m/s+16kg∙m/s=14kg•m/s，动量守恒．总动能：，总动能增加，是不可能的，故C错误． D、若碰后甲、乙两球动量为：pA=-4kg∙m/s，pB=17kg∙m/s，系统的总动量 p′=-4kg∙m/s+17kg∙m/s=13kg•m/s，动量不守恒，不可能，故D错误．故选AB．‎ 点睛：对于碰撞过程，要掌握三大规律：1、动量守恒定律；2、总动能不增加；3、符合物体的实际运动情况．‎ ‎5.在光滑的水平面上，两个小车A和B之间用轻质弹簧相连，它们以共同的速度v0向右匀速运动，A、B的质量分别为m和2m.有一质量为m的黏性物体C从高处自由落下，正好落在A车上，并与之粘在一起，在以后的运动过程中，轻质弹簧获得的最大弹性势能为Ep1；如果黏性物体C不是落在A车上，而是落在B车上，其他条件不变，在以后的运动过程中，轻质弹簧获得的最大弹性势能为Ep2，则Ep1∶Ep2为( )‎ A. 1∶3 B. 3∶1 C. 1∶1 D. ∶1‎ ‎【答案】B ‎【解析】‎ 详解】对于粘性物体与车作用过程，根据水平方向动量守恒得：‎ 解得：‎ 粘性物体落在车上后，当、两车速度相等时，弹簧的弹性势能最大，根据动量守恒和机械能守恒得：‎ 联立解得：‎ 对于粘性物体与车作用过程，根据水平方向动量守恒得：‎ 解得：‎ 粘性物体落在车上后，当、两车速度相等时，弹簧的弹性势能最大，根据动量守恒和机械能守恒得：‎ 联立解得：‎ 所以：‎ A．与分析不符，故A错误；‎ B．与分析相符，故B正确；‎ C．与分析不符，故C错误；‎ D．与分析不符，故D错误；‎ 故选B。‎ ‎6.如图所示，一圆形金属线圈放置在水平桌面上，匀强磁场垂直桌面竖直向下，过线圈上A点作切线OO′，OO′与线圈在同一平面上．在线圈以OO′为轴翻转180°的过程中，线圈中电流方向 A. 始终为A→C→B→A B. 先为A→C→B→A再为A→B→C→A C. 始终为A→B→C→A D. 先为A→B→C→A再为A→C→B→A ‎【答案】C ‎【解析】‎ ‎【详解】当线圈平面与磁场方向平行时，线圈平面与磁场方向的夹角为0度，则Φ=0．当线圈与磁场方向垂直时，穿过线圈平面的磁通量变大．‎ 图中的情况是磁场与线圈垂直，所以开始时的磁通量最大，转过90°时的磁通量最小．所以在线圈由图示位置绕转轴OO′转动180°的过程中，向里穿过线圈的磁通量先减小，后增大．向里穿过线圈的磁通量减小时，根据楞次定律可知，产生的感应电流的方向是A→B→C→A，转过角度大于90°后，向里的磁通量增大，楞次定律可知，产生的感应电流的方向仍然是A→B→C→A，故ABD错误，C正确．‎ 故选C．‎ ‎【点睛】解决本题的关键掌握磁通量的公式，知道当线圈平面与磁场平行时，磁通量为0，当线圈平面与磁场方向垂直时，磁通量最大．然后根据楞次定律进行判断．‎ ‎7.1931年英国物理学家狄拉克从理论上预言：存在只有一个磁极的粒子，即“磁单极子”．1982年，美国物理学家卡布莱设计了一个寻找磁单极子的实验：他设想，如果一个只有N极的磁单极子从上向下穿过如图所示的闭合超导线圈，那么，从上向下看，这个线圈中将出现（ ）‎ A. 先是逆时针方向，然后是顺时针方向的感应电流 B. 先是顺时针方向，然后是逆时针方向的感应电流 C. 顺时针方向的持续流动的感应电流 D. 逆时针方向的持续流动的感应电流 ‎【答案】D ‎【解析】‎ ‎【分析】‎ 考查楞次定律。‎ ‎【详解】N单极子向下靠近时，磁通量向下增加，当N单极子向下离开时，磁通量向上且减小，产生的感应电流均为逆时针方向，D正确。‎ 故选D。‎ ‎8.粗细均匀的电阻丝围成的正方形线框置于有界匀强磁场中，磁场方向垂直于线框平面，其边界与正方形线框的边平行，现使线框以同样大小的速度沿四个不同方向平移出磁场，如图所示，则在移动过程中线框的一边a、b两点间电势差绝对值最大的是（ ）‎ A. B. ‎ C. D. ‎ ‎【答案】C ‎【解析】‎ ‎【详解】磁场中切割磁感线的边相当于电源，外电路由三个相同电阻串联形成，ABD图中 a、b两点间电势差为外电路中一个电阻两端电压为：，‎ C图中a、b两点间电势差为路端电压为：，所以a、b两点间电势差绝对值最大的是C图所示．‎ 故选C．‎ ‎9.如图中半径为的金属圆盘在垂直于盘面的匀强磁场中,绕轴以角速度沿逆时针方向匀速转动,则通过电阻的电流的方向和大小是(金属圆盘的电阻不计)(    )‎ A. 由到 B. 由到,‎ C. 由到,‎ D. 由到,‎ ‎【答案】D ‎【解析】‎ 金属圆盘在匀强磁场中匀速转动，可以等效为无数根长为r的导体棒绕O点做匀速圆周运动，其产生的感应电动势大小为E＝Br2ω/2，由右手定则可知其方向由外指向圆心，故通过电阻R的电流I＝Br2ω/(2R)，方向由d到c，故选D项．‎ ‎10.一匀强磁场的磁场方向垂直纸面，规定向里的方向为正．在磁场中有一细金属线圈，线圈平面位于纸面内，如图甲所示．现令磁感应强度B随时间t变化，先按图乙中所示的Oa图线变化，后来又按图线bc和cd变化，E1、E2、E3分别表示这三段变化过程中感应电动势的大小，I1、I2、I3分别表示对应的感应电流，则( )‎ A. E1>E2，I1沿逆时针方向，I2沿顺时针方向 B. E1E2，I2沿顺时针方向，I3沿逆时针方向 D. E2>E3，I2沿顺时针方向，I3沿顺时针方向 ‎【答案】B ‎【解析】‎ ‎【详解】设金属线圈的面积为，点纵坐标为，时，感应电动势的大小：‎ 磁通量是正向增大，由楞次定律知，感应电流是逆时针方向；和时，直线斜率是相同的，故感应电动势的大小：：‎ 由楞次定律知，磁通量是正向减小的，感应电流的方向是顺时针方向，的磁通量是反向增大的，是顺时针方向；‎ A．与分析不符，故A错误；‎ B．与分析相符，故B正确；‎ C．与分析不符，故C错误；‎ D．与分析不符，故D错误；‎ 故选B。‎ ‎11.如图所示，一辆小车静止在光滑的水平面上，同种材料制成的滑块A、滑块B放在小车的上表面，现给两滑块如图方向的初速度，使其在小车的上表面同时滑动，结果观察到小车开始沿水平方向向左运动．则下列说法正确的是( )‎ A. 滑块A、B组成的系统动量一定守恒 B. 小车和滑块A、B组成的系统动量一定守恒 C. 如果滑块A、B的质量相等，则滑块B的速度大于滑块A的速度 D. 只要滑块A的质量小于滑块B的质量，无论两滑块的速度关系如何都一定满足题中的条件 ‎【答案】BD ‎【解析】‎ ‎【详解】AC．如果滑块、组成的系统动量守恒，则滑块、‎ 组成的系统所受合力为零，由于材料相同，则动摩擦因数相同，因此要求两滑块的质量相等，如果滑块、的质量相等，则两滑块对小车的摩擦力大小相等、方向相反，小车所受的合力为零，因此无论两滑块的速度关系如何，小车始终处于静止状态，故A、C错误；‎ B．小车和滑块、组成的系统由于水平方向不受外力，因此三者组成的系统所受合力为零，该系统的动量守恒，故B正确；‎ D．由于小车向左运动，则小车所受的合力方向一定向左，因此滑块对小车向右的摩擦力一定小于滑块对小车向左的摩擦力，则滑块的质量一定小于滑块的质量，故D正确；‎ 故选BD。‎ ‎12.如图甲所示，物块A、B间拴接一个压缩后被锁定的弹簧，整个系统静止放在光滑水平地面上，其中A物块最初与左侧固定的挡板相接触，B物块质量为2 kg.现解除对弹簧的锁定，在A离开挡板后，B物块的v t图象如图乙所示，则可知 ( )‎ A. A的质量为4 kg B. 运动过程中A的最大速度为4 m/s C. 在A离开挡板前，A、B及弹簧构成系统动量守恒、机械能守恒 D. 在A离开挡板后弹簧的最大弹性势能为3 J ‎【答案】BD ‎【解析】‎ ‎【详解】A．弹簧伸长最长时弹力最大，的加速度最大，此时共速，由图知共同速度为：‎ 共 刚离开墙时的速度为：‎ 在离开挡板后，取向右为正方向，由动量守恒定律，有：‎ 共 解得：‎ 故A错误；‎ B．当弹簧第一次恢复原长时的速度最大，由动量守恒定律和机械能守恒得：‎ 解得的最大速度：‎ 故B正确；‎ C．在离开挡板前，由于挡板对有作用力，、系统所受合外力不为零，所以系统动量不守恒；故C错误；‎ D．分析离开挡板后、的运动过程，并结合图象数据可知，弹簧伸长到最长时，、的共同速度为：‎ 共 根据机械能守恒定律和动量守恒定律，有：‎ 共 联立解得弹簧最大弹性势能：‎ 故D正确；‎ 故选BD。‎ ‎13.如图所示，水平面内有两条相互垂直且彼此绝缘的通电长直导线，以它们为坐标轴构成一个平面直角坐标系．四个相同的圆形闭合线圈在四个象限内完全对称放置，两直导线中的电流大小与变化情况完全相同，电流方向如图所示，当两直导线中的电流都增大时，四个线圈a、b、c、d中感应电流的情况是（ ）‎ A. 线圈a中无感应电流 B. 线圈b中有感应电流 C. 线圈c中有感应电流 D. 线圈d中无感应电流 ‎【答案】CD ‎【解析】‎ ‎【详解】根据安培定则可判断出电流产生的磁场方向，线圈a中的磁场方向均垂直于纸面向里，线圈c中的磁场方向均垂直于纸面向外，线圈b、d中的合磁通量始终为零，故增大两直导线中的电流时，线圈a、c中的磁通量发生变化，有感应电流产生，而线圈b、d中无感应电流产生，选项C、D正确，A、B错误．‎ ‎14.如图所示，螺线管B置于闭合金属圆环A的轴线上，当B中通过的电流增大时( )‎ A. 环A有缩小的趋势 B. 环A有扩张的趋势 C. 螺线管B有缩短的趋势 D. 螺线管B有伸长的趋势 ‎【答案】BC ‎【解析】‎ ‎【详解】当螺线管中通过的电流逐渐增加时，电流产生的磁场逐渐增强，故穿过金属环的磁通量增加，为阻碍磁通量增加，根据楞次定律可知金属环产生的磁场的方向与螺线管产生的磁场的方向相反，所以金属环的感应电流的方向与螺线管原电流的方向相反，根据异向电流相互排斥，所以金属环有扩张的趋势，螺线管有缩短的趋势；‎ A．与分析不符，故A错误；‎ B．与分析相符，故B正确；‎ C．与分析相符，故C正确；‎ D．与分析不符，故D错误；‎ 故选BC。‎ ‎15.我国处在地球的北半球，飞机在我国上空匀速地巡航，机翼保持水平，飞机高度不变，由于地磁场的作用，金属机翼上有电势差．设左侧机翼末端处的电势为φ1‎ ‎，右侧机翼末端处的电势为φ2，则( )‎ A. 飞机从西向东飞时，φ1比φ2高 B. 飞机从东向西飞时，φ2比φ1高 C. 飞机从南向北飞时，φ1比φ2高 D. 飞机从北向南飞时，φ2比φ1高 ‎【答案】AC ‎【解析】‎ ‎【详解】当飞机在北半球飞行时，由于地磁场的存在，且地磁场的竖直分量方向竖直向下；由于在电源内，感应电动势的方向与感应电流的方向是相同的，由低电势指向高电势，所以由右手定则可判知，在北半球不论沿何方向水平飞行，都是飞机的左方机翼电势高，右方机翼电势低，即总有比高，故A、C正确，B、D错误；‎ 故选AC。‎ 二、解答题 ‎16.如图，在足够长的光滑水平面上，物体A、B、C位于同一直线上，A位于B、C之间．A的质量为m，B、C的质量都为M，三者均处于静止状态．现使A以某一速度向右运动，求m和M之间应满足什么条件，才能使A只与B、C各发生一次碰撞．设物体间的碰撞都是弹性的．‎ ‎【答案】(－2)M≤m＜M ‎【解析】‎ ‎【详解】A向右运动与C发生碰撞的过程中系统的动量守恒、机械能守恒，选取向右为正方向，设开始时A的速度为v0，第一次与C碰撞后C的速度为vC1，A的速度为vA1．由动量守恒定律、机械能守恒定律得：‎ mv0=mvA1+MvC1①‎ ‎②‎ 联立①②得：③‎ ‎④‎ 可知，只有m＜M时，A才能被反向弹回，才可能与B发生碰撞．‎ A与B碰撞后B的速度为vB1，A的速度为vA2．由动量守恒定律、机械能守恒定律，同理可得：‎ ‎=⑤‎ 根据题意要求A只与B、C各发生一次碰撞，应有：vA2≤vC1⑥‎ 联立④⑤⑥得：m2+4mM﹣M2≥0‎ 解得：，（另一解：舍去）所以m与M之间的关系应满足：‎ 答：m和M之间应满足，才能使A只与B、C各发生一次碰撞．‎ ‎17.如图所示，在光滑、绝缘的水平面上，虚线MN的右侧存在磁感应强度大小为B=2T、方向竖直向下的匀强磁场，MN的左侧有一个质量m=0.1kg、bc边的长度、总电阻R=2Ω的矩形线圈abcd.t=0时，用恒定拉力F拉线圈，使其由静止开始向右做匀加速直线运动，经过1s，线圈的bc边到达磁场边界MN，此时立即将拉力F改为变力，又经过1s，线圈恰好完全进入磁场.整个运动的过程中，线圈中的感应电流I随时间t变化的图像如图乙所示.求：‎ ‎（1）线圈bc边刚进入磁场时的速度和线圈在第1s内运动的距离x ‎（2）线圈ab边的长度 ‎（3）线圈ad边刚进入磁场时拉力的功率.‎ ‎【答案】(1) （2）1m（3）0.33W ‎【解析】‎ ‎【详解】（1）线圈在磁场中运动时，感应电流，由图乙可知，电流随时间均匀增大，故线圈在磁场中做匀加速运动，时，线圈的bc边刚进入磁场，感应电流 由图中可读出 联立解得 故线圈在第1s内的位移.‎ ‎（2）时，感应电流 解得线圈的速度；‎ 故线圈ab边的长度.‎ ‎（3）线圈在磁场中运动的加速度 线圈ad边刚进入磁场时，有 解得拉力F=0.22N 故拉力的功率 ‎【点睛】对于图像的问题要时刻关注图像的走势以及图像斜率和面积有没有特殊的物理含义，在具体处理问题中也可以利用图像中的特殊值来求解．‎ ‎ ‎