2021抚州黎川县一中高二下学期第二次月考物理试题含答案

这是一份2021抚州黎川县一中高二下学期第二次月考物理试题含答案，共5页。试卷主要包含了实验题，计算题等内容，欢迎下载使用。
卷面满分：100 分考试时间：100 分钟
一、选择题（每小题 4 分，共 40 分。其中 1-7 题为单选题，8-10 题为多选题，全部选对得 4 分，选对但
不全得 2 分，有选错或不答的得 0 分。）
1．2020 年 12 月 4 日 14 时 02 分，新一代“人造太阳”装置——中国环流器二号 M 装置（HL-2M）在成都建成并实现首次放电，一个 D（氘）核和 T（氚）核发生聚变反应会产生一个中子，下列说法正确的 是 （ ）
A．该核反应方程式为2H + 3H → 3He + 1nB．该核反应能够吸收大量能量
如图所示，电源电动势 E=24V、内阻 r=4Ω，R0=1Ω，两次调节滑动变阻器 R1（最大阻值为 10Ω） 的滑动触头分别使 R1 和 R0 有最大功率，则两次 R1 的阻值分别为（）
A．5Ω，3ΩB．3Ω，0ΩC．5Ω，0ΩD．3Ω，3Ω
如图所示，导线框绕垂直于磁场的轴匀速转动，产生的交变电动势e  111 2 sin100t V  。导线框
与理想升压变压器相连进行远距离输电，理想降压变压器的原、副线圈匝数之比为 25︰11，降压变压器副线圈接入一台电动机，电动机恰好正常工作，且电动机两端的电压为 220V，输入功率为 1100W，输电
线路总电阻 R  25Ω ，电动机内阻 r  8.8Ω ，导线框及其余导
1120
C．该反应能够在常温下进行D．反应前平均核子质量比反应后大
如图所示，质量为 m 的木块 A 放在质量为 M 的三角形斜劈上，现用大小均为 F，方向相反的水平力分别推 A 和 B，它们均静止不动，则（）
A．A 与 B 之间可能没有弹力
B．B 与地面之间一定有摩擦力
C．地面对 B 的支持力的大小一定等于 (M  m)g
D．A 一定受到 B 的摩擦力的作用
线电阻不计，电表均为理想电表，则正确的是（）
A．电动机的机械效率为 60% B．电流表的示数为 10A
输电线路损失的电功率为 200W
升压变压器原、副线圈匝数之比为 1︰5
8．（多选）中国行星探测任务名称为“天问系列”，首次火星探测任务被命名为“天问一号”。若已知“天问一号”探测器在距离火星中心为 r1 的轨道上做匀速圆周运动，其周期为 T1。火星半径为 R0，自转周期为 T0。引力常量为 G，若火星与地球运动情况相似，下列说法正确的是（ ）
某汽车的四冲程内燃机利用奥托循环进行工作，该循环可视为由 a→b 和 c→d 两个绝热过程和两个等容过程组成如图所示为一定质量的理想气体所经历的奥托循环，则该气体（）
在 d→a 的过程中，气体温度升高
在 a→b 过程外界对气体做的功大于在 c→d 过程气体对外界做的功
42 R2
火星的质量为 0
GT 2
r1 3 0  r1
T 2
T 2
1
2r
42r3
T R
2 2
火星表面两极的重力加速度为 1
r1
R0
10
在 a→b 的过程中，由于该过程绝热，故外界对其做的功全部用于增加内能
在 b→c 的过程中，气体温度不变
如图，直角梯形abcd 处于匀强电场中，电场方向与此平面平行，e 、 f 分别为其边上中点。质子从 a
火星的第一宇宙速度为 1
T1
火星的同步卫星距离星球表面高度为
点移动到 d 点，其电势能增加W ，质子从 a 点移动到c 点，其电势能增加W ，已知，质子电荷量为q，
ad 长度为 L ，下列说法正确的是（）
匀强电场的电场线与bc 平行
质子从b 点移动到c 点，其电势能增加 2W
质子从e 点移动到c 点，其电势能增加W
W
匀强电场的电场强度大小为 Lq
9．（多选）如图，在0 ≤ x ≤ 3a 区域内存在与 xy 平面垂直的匀强磁场，磁感应强度为 B。在 t=0 时刻，
一位于坐标原点的粒子源向 y 轴右侧 xy 平面各方向均匀发射出大量相同的带电粒子，所有粒子的初速
度大小相同。已知沿 y 轴正方向发射的粒子在 t=t0 时刻刚好从磁场边界上 P 3a，3a  点离开磁场，不计粒子重力，不考虑粒子间的相互作用。则（）
粒子在磁场中做圆周运动的半径 R 为 2a
粒子的比荷为 q = 3Bt0
m
从粒子发射到全部粒子离开磁场所用的时间为 3t0
在某个恶劣天气中，能见度很低，甲、乙两汽车在一条平直的单行道上，甲在前、乙在后同向行驶。 某时刻两车司机听到前方有事故发生的警笛提示，同时开始刹车，两车刹车
 t0
时刻仍在磁场中的粒子数与粒子源发射的总粒子数之比为 1：3
后的 v－t 图像如图所示，下列说法正确的是（）
甲车的加速度大于乙车的加速度
若 t＝24 s 时两车未发生碰撞，则此时两车相距最远
为避免两车发生碰撞，开始刹车时两车的间距至少为 48 m
10．（多选）如图 1 所示，光滑绝缘的水平面上有正方形单匝闭合导线框，在大小恒为 F 的水平外力作用下运动，以速度v0 垂直进入一方向垂直平面向下的匀强磁场区域的左边界，从导线框右边刚要进入磁场
时开始计时，其运动的vt 图像如图 2 所示（ t 、t 为已知量），已知导线框的质量为m ，电阻为 R ，
若两车发生碰撞，则可能是在开始刹车 24 s 以后的某时刻发生的
12
X2
边长为 L 。磁场区域的宽度为 d d  L ，磁感应强度为 B 。则（）
BL
线框进入磁场的过程中通过导线框横截面的电荷量为
R
v2  2F (d  L)
0
m
线框穿过磁场区域的过程中最小速度为
FtB2 L3
线框穿过磁场区域的过程中最小速度为v0  1 
(3)某同学想利用该实验装置测出金属铝块和木板间动摩擦因数，进行了如下操作：
①将长木板重新平放于桌面上
②将小车更换为长方体铝块，为了能使细绳拖动铝块在木板上滑动时产生明显的加速度，又往砂桶中添加了不少砂子，并测得砂桶和砂子的总质量为 m，铝块的质量为 M（m 不再远小于 M）。
③多次实验测得铝块的加速度大小为 a
请根据以上数据（M、m、a、g），写出动摩擦因数μ= 。
12．某兴趣小组的同学准备测量一个约为 1000Ω的电阻，发现实验室里有如下器材： A．电流表 A1（量程 0~1mA，内阻 r1 为 100Ω）
且电流表 A2（量程 0 ~ 2mA，内阻约为 50Ω）
电压表 V（量程 0 ~ 15V，内阻 r3 约为 15kΩ）
mmR
线框穿过磁场区域的过程中产生的热量为 2FL
二、实验题(本题共 2 小题，每空 2 分，共 16 分.)
11．用如图甲所示的实验装置，探究加速度与力、质量的关系实验中，将一端带定滑轮的长木板放在水平实验桌面上，实验小车通过轻细绳跨过定滑轮与砂桶相连，小车与纸带相连，打点计时器所用交流电的频率为 f=50 Hz。平衡摩擦力后，在保持实验小车质量不变的情况下，放开砂桶，小车加速运动，处理纸带得到小车运动的加速度为 a ；改变砂桶中沙子的质量，重复实验三次。
在验证“质量一定，加速度 a 与合外力 F 的关系”时，某学生根据实验数据作出了如图乙所示的 a  F
图像，其中图线不过原点并在末端发生了弯曲现象，产生这两种现象的原因可能有 。
A．木板右端垫起的高度过小（即平衡摩擦力不足） B．木板右端垫起的高度过大（即平衡摩擦力过度）
砂桶和沙子的总质量m 远小于小车和砝码的总质量 M （即 m  M ）
砂桶和沙子的总质量m 未远小于小车和砝码的总质量 M
实验过程中打出的一条理想纸带如图丙所示，则小车运动的加速度 a = m/s2 。（结果保留2 位有效数字）
定值电阻 R0=900Ω
滑动变阻器 R1（0 ~ 10Ω，额定电流 2A）
滑动变阻器 R2（0 ~ 20kΩ，额定电流 0.02A）
待测电阻 Rx
电源 E（电动势为 1.5V，内阻约为 0.5Ω） I..开关 S 一个、导线若干
要求本实验只能用到两个电表，并能多测出几组数据，则电表应该选择 和 ；滑动变阻器应选择 （均填写器材前面的序号）；
请画出测量所需的实验电路图 ；（元件用对应符号标明）
若电流表 A1 的读数用 I1 表示，电流表 A2 的读数用 I2 表示，电压表的读数用 U 表示，请根据自己所选择的电表读数及题中所给的物理量符号，写出待测电阻阻值的计算表达式：Rx= 。
三、计算题（本题共 4 小题，共 44 分，需要有规范的解题过程。）
13．（8 分）如图所示，质量为 25kg 的小孩静止坐在秋千板上时，小孩离拴绳子的横梁 2.5m。如果秋千板摆到最低点时，速度为 3m/s，（g 取 10 m/s2 ）求：
此时小孩运动的向心加速度的大小；
此时秋千板对小孩支持力的大小。
14．（8 分）如图所示为可加热饭盒（可视为气缸），饭盒盖上有一排气口，饭盒内封闭了一定质量的理想气体，气体的初始温度为 27℃，压强为大气压强 p0。现缓慢加热饭盒使其内部气体温度达到 57℃，已知p0=1.0×105Pa。（T=t+273K）
求此时封闭气体的压强；
打开排气口，放出部分气体，当饭盒内气体压强与外界大气压强相等时，求排出气体与饭盒内剩余 气体的质量比（假设此过程中饭盒内气体温度不变）。
15．（12 分）如图所示，虚线 MN 沿竖直方向，其左侧区域内有匀强电场（图中未画出）和方向垂直纸面向里，磁感应强度为 B 的匀强磁场，虚线 MN 的右侧区域有方向水平向右的匀强电场．水平线段 AP 与 MN 相交于 O 点．在 A 点有一质量为 m，电量为+q 的带电质点，以大小为 v0 的速度在左侧区域垂直
16．（16 分）如图甲，长 L=5m、质量 M=1kg 的木板静置在粗糙水平面上，木板与水平面之间的动摩擦因数μ=0.1，木板的上表面由不同材料构成。质量 m=1kg 的小物块静止在木板左端的 O 点，物块与木板OA 段、AB 段、BC 段之间的动摩擦因数分别为μ1=0.3、μ2=0.1 和μ3=0.5.从 t=0 开始对物块施加一水平拉力 F，F 随时间 t 变化关系如图乙所示，取水平向右为正方向。已知 OA、AB 段长度分别为 L1=1.0m、L2=3.0m，重力加速度 g=10m/s2.求：
物块到达木板上表面 A 点时的速度大小 v1； (2)第 2s 内物块与木板之间的摩擦产生的热量 Q；
(3)最终物块与木板都静止时，物块距木板右端 C 的距离 d。
磁场方向射入，恰好在左侧区域内做匀速圆周运动，已知 A 与 O 点间的距离为
3mv0 ，虚线 MN 右侧
qB
3mg
电场强度为
q
，重力加速度为 g．求：
MN 左侧区域内电场强度的大小和方向；
带电质点在 A 点的入射方向与 AO 间的夹角为多大时，质点在磁场中刚好运动到 O 点；
带电质点从 O 点进入虚线 MN 右侧区域后运动到 P 点时速度的大小 vp．2020—2021 学年度高二下学期第二次月考
物理试卷参考答案2021 年 5 月
V1
V
整理得
010
mg
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
D
C
C
D
C
C
D
BC
AD
BC
15．（12 分）（1） q ，方向竖直向上；（2）60°；（3）
13v0 ．
mg  M  m a
（1）质点在左侧区域受重力、电场力和洛伦兹力作用，根据质点做匀速圆周运动可得：重力和电场力等 大反向，洛伦兹力做向心力；所以，电场力 qE=mg，方向竖直向上；
mg
11．（每空两分）AD3.0Mg
所以 MN 左侧区域内电场强度 E左 
，方向竖直向上；
q
mv2
mv0
（2）质点在左侧区域做匀速圆周运动，洛伦兹力做向心力，故有：Bv q 0 ，所以轨道半径 R ；
RqB
12．（每空两分）ABE
13．（8 分）（1） 3.6m/s2 ；（2）340N
I1 (R0  r1 ) (I2  I1 )
质点经过 A、O 两点，故质点在左侧区域做匀速圆周运动的圆心在 AO 的垂直平分线上，且质点从 A 运动到 O 的过程 O 点为最右侧；所以，粒子从 A 到 O 的运动轨迹为劣弧；
3mv0
小孩在最低处的向心加速度为 a
 v2 ，解得a  3.6m/s2
又有 d AO 
3R ；根据几何关系可得：带电质点在 A 点的入射方向与 AO 间的夹角
qB
nrn
1 d
 arcsin 2
AO  60 ；
v2
在最低点由牛顿第二定律得 FN  mg  m r
，解得秋千的支持力 FN  340N 。
R
根据左手定则可得：质点做逆时针圆周运动，故带电质点在磁场中运动的轨迹如图所示：
14．（8 分）（1）1.1×105Pa；（2）1︰10
（3）根据质点在左侧做匀速圆周运动，由几何关系可得：质点在 O 点的竖直分速度v
 v sin60 
3 v ，
根据查理定律可得 p0  p1
y020
T0T1
水平分速度v
 v cs60  1 v ；
T0  27  273 K  300K
x02 0
质点从 O 运动到 P 的过程受重力和电场力作用，故水平、竖直方向都做匀变速运动；
T1  57  273 K  330K
质点运动到 P 点，故竖直位移为零，所以运动时间t 
2vy 
3v0 ；
代入数据得 p  1.1105 Pa
设饭盒体积为 V0，等温膨胀的体积为 V2，排出气体的体积为△V，根据玻意耳定律可得 p1V0  p0V2
所以质点在 P 点的竖直分速度v
 v 
gg
3 v ，
ΔV  V2 V0
yPy20
3v0
qE17
v2  v1  a2t2  0
水平分速度vxP  vx 
m t  2 v0 
3g 
g
 2 v0 ；
因此，第 2s 内物块与木板之间摩擦生热Q  2mg s2  3J
v2
yPxP
v2
所以带电质点从 O 点进入虚线 MN 右侧区域后运动到 P 点时速度vP 
16．（16 分）(1)3m/s；(2)3J；(3)0.2m
 13v0 ；
在 2s~3s 时间内，由图象可知拉力 F3  2N ，物块滑入木板表面 BC 段后，假设该段时间 t3=1s 内，物
在 0~1s 时间内，由图象可知拉力 F1=6N，假设该段时间 t1=1s 内，物块一直在 OA 段运动，设物块和木板末速度分别为 v1 、v1 ，物块和木板加速度分别为 a1 、a1 ，由牛顿第二定律，对物块有 F1  1mg  ma1
对木板有mg  (M  m)g  Ma ，解得 a  3m/s2 ， a  1m/s2
块一直在 BC 段运动，设物块和木板末速度分别为v3 、v3 ，物块与木板加速度分别为 a3 、a3 ，由牛顿第二定律，对物块有 F3  3mg  ma3
对木板有mg  (M  m)g  Ma
1111
由于 aa ，故物块相对木板向右滑动，该段时间 t1=1s 内，物块的位移 sa t 2  1.5m
  1
33
解得 a  7m/s2 ， a  3m/s2
1112 1 1
木板的位移 s  1 at2  0.5m ，两者相对位移 s  s  s  1m  L
设经过 t 时间物块与木板共速，速度为v ，由速度与时间的关系v  v2  a3t ， v  a3t
12 1 1
1111
解得 t  0.4s