2021忻州一中高二下学期4月月考物理试题含答案

忻州市第一中学2020~2021学年度高二下学期4月阶段性测试

物理

考生注意：

1．本试卷分选择题和非选择题两部分．满分100分，考试时间90分钟．

2．考生作答时，请将答案答在答题卡上．选择题每小题选出答案后，用铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑；非选择题请用直径0.5毫米黑色墨水签字笔在答题卡上各题的答题区域内作答，超出答题区域书写的答案无效，在试题卷、草稿纸上作答无效．

3．本卷命题范围：必修①②，选修3-1，选修3-2，选修3-5第十六章，选修3-4第十一章．

一、选择题：本题共12小题，每小题4分，共48分．在每小题给出的四个选项中，第1~8题只有一个选项正确，第9~12题有多个选项正确，全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分．

1．《三国演义》中“草船借箭”是后人熟悉的故事．若草船的质量为，每支箭的质量为，草船以速度驶来时，对岸士兵多箭齐发，支箭以相同的速度水平射中草船．假设此时草船正好停下来，不计水的阻力，则每支箭的速度大小为（    ）

A．    B．    C．     D．

2．如图所示为某质点做直线运动的图象，其中在和时刻的瞬时速度分别为和．则质点在运动过程中，下列说法正确的是（    ）

A．质点的速度方向和加速度方向相同    B．质点的速度和加速度都逐渐变小

C．合力对质点做正功    D．质点运动的平均速度大于

3．如图所示，小型发电机线圈绕垂直于匀强磁场方向的轴以角速度匀速转动．已知线圈匝数为、面积为、电阻为，匀强磁场的磁感应强度大小为．线圈输出端接有一阻值可以任意调节的滑动变阻器，则该滑动变阻器消耗的最大电功率为（    ）

A．    B．    C．    D．

4．如图所示，一轻弹簧的一端固定在竖直墙壁上，另一端与小滑块相连，另一小滑块置于小滑块上．在轻弹簧的弹性限度内．小滑块和小滑块保持相对静止，一起在光滑水平面上往复运动．不考虑空气阻力，则下列说法正确的是（    ）

A．因为小滑块水平方向上只受摩擦力作用，所以小滑块的运动不是简谐运动

B．作用在小滑块上的静摩擦力大小与弹簧的形变量成正比

C．小滑块对小滑块的静摩擦力始终对小滑块做负功，而小滑块对小滑块的静摩擦力对小滑块不做功

D．小滑块从平衡位置向右运动，系统的动能增大，势能减小

5．如图所示，皮带在电动机的带动下保持的恒定速度向右运动．现将一质量的物体由静止轻放在皮带上，物体和皮带间的动摩擦因数．设皮带足够长，取，在物体与皮带发生相对滑动的过程中，皮带对物体的冲量大小为（    ）

A．    B．    C．    D．

6．黑光灯是利用物理方法来灭蛾杀虫的一种环保型设备，它发出的紫色光能够引诱害虫飞近黑光灯，然后害虫被黑光灯周围的交流高压电网“击毙”．如图所示是高压电网的工作电路，其输入电压为的正弦交流电，经变压器后输出给电网使用．已知空气的击穿电场为，要使害虫瞬间被“击毙”，至少需要的电压，为了能瞬间“击毙”害虫又防止空气被击穿而造成短路，则（    ）

A．变压器原副线圈的匝数之比的最大值为

B．变压器原、副线圈的匝数之比的最小值为

C．电网相邻两极间的距离应大于

D．电网相邻两极间的距离的最大值为

7．如图所示，将质量的小球用轻绳挂于竖直方向运行的升降机内．其中处于水平方向，与竖直方向的夹角的，且此时轻绳中的张力为．则此时放在升降机水平地板上质量为的货物（图中未画出）对升降机的压力大小为（取重力加速度大小）（    ）

A．     B．     C．     D．

8．如图所示，两条相距的平行金属导轨位于同一水平面内，其右端接一阻值为的电阻．质量为的金属杆静置在导轨上，其左侧的矩形匀强磁场区域的磁感应强度大小为、方向竖直向下，导轨和金属杆的电阻不计，导轨光滑且足够长．当该磁场区域以速度匀速地向右运动，刚扫过金属杆时，杆中感应电流的大小和方向为（    ）

A．0    B．，方向    C．，方向    D．，方向

9．一个质点做简谐运动的图象如图所示，下列说法中正确的是（    ）

A．时，质点的位移大小为    B．在内，质点经过的路程为

C．在末，质点的加速度为零，速度最大    D．和这两时刻，质点的位移大小相等

10．质量为的小物块在水平地面上以的速度与固定的竖直墙壁发生碰撞，碰后小物块反弹的速度大小为，碰撞时间为，则在小物块与墙壁发生碰撞的过程中（    ）

A．小物块动量的变化量大小为    B．墙面对物块的平均作用力大小为

C．小物块受到墙壁的冲量大小为    D．小物块受到重力的冲量大小为0

11．地球绕太阳公转的周期为一年，而天王星绕太阳公转的周期约为地球公转周期的84倍．假设天王星和地球沿各自的轨道绕太阳做匀速圆周运动，引力常量为，下列说法正确的是（    ）

A．如果知道天王星的线速度，就可以估算出太阳质量

B．地球绕太阳公转的角速度大于天王星绕太阳公转的角速度

C．天王星和地球公转周期的平方之比与各自轨道半径的三次方之比相等

D．相同时间内，天王星与太阳连线扫过的面积等于地球与太阳连线扫过的面积

12．如图所示，空间固定有两等量同种电荷，为连线的中点，为电荷连线中垂线上关于电对称的两点，直线过点与电荷连线成一定夹角，且．则下列说法正确的是（    ）

A．点电势等于点电势

B．两点电场强度相同

C．把电子沿直线从点移到点，电势能变化量为零

D．在点由静止释放一电子，只受电场力作用下，将会沿匀加速直线运动到点

二、实验题：本题共2小题，共12分．

13．（6分）某实验小组利用图甲所示的装置做“探究求合力的方法”实验．

（1）图甲中为图钉，其作用是固定_________，和为两个细绳套．图乙是该实验小组根据实验结果在白纸上画出的图．

（2）在本实验中，所用的科学方法是___________．

（3）图乙中，___________（填“”或“”）与图甲中的在同一条直线上．

（4）图丙中，小陈同学在坐标纸上画出了两个已知力和，图中每个小正方形的边长表示为根据平行四边形定则作出的合力（图中未画出），与的夹角分别为和．下列说法正确的是_______．

A．     B．     C．    D．

14．（6分）

（1）某物理兴趣小组首先根据图甲所示电路图“测电源电动势和内阻”，经过正确的操作，记录下几组电压表和电流表的示数，并在坐标系内作出图象，如图乙所示．则由图象可得和，则_____；_______（均填“>”=”或“<”）．

（2）实验后，同学们又分析其系统误差，为了克服系统误差，又根据图丙电路进行测量．同样作出图象，如图丁所示．经过分析发现，利用图乙和图丁可以消除系统误差得出电源的电动势和内阻的真实值．则_______，_______（用图乙和丁中的字母表示）．

三、解答或论述题：本题共4小题，共40分．解答应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤．只写出最后答案的不得分，有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位．

15．（8分）如图所示，在光滑绝缘水平桌面上有垂直桌面向下的匀强磁场，磁感应强度大小为，虚线是其一条边界．由粗细、材料均相同的导线制成的单匝矩形线框置于磁场中，且线框平面与磁场方向垂直，边与重合．已知线框边长边电阻为．现用水平外力将线框从边界以速度匀速拉出磁场，运动过程中边始终与平行．求：

（1）两点间的电压；

（2）水平外力的功率．

16．（10分）某学校的兴趣小组在实验室做单摆振动实验．如图甲所示为单摆在两点间振动的情形，点是平衡位置，图乙是这个单摆的振动图象，单摆振动的周期为，取摆球向右运动的方向为正方向，学校所在地的重力加速度为．若将此单摆移至悬停在某一高度的热气球载人舱中，做摆角小于的振动，测得周期为，已知地球半径为．

（1）根据图乙写出此单摆的振动方程．

（2）求此单摆的摆长．

（3）求该热气球此时离海平面的高度．

17．（10分）如图所示，真空中有一对竖直放置的平行金属板板上有一大小可忽略的小孔．平行板右侧一定距离存在一半径为的圆形匀强磁场区域，磁感应强度大小为，方向垂直纸面向外，在磁场右侧距离圆心处有一竖直放置高为的接收屏，过磁场区域圆心的水平直线交于接收屏的中点，且通过板小孔．现在间接一加速电压，且在板附近正对小孔的位置由静止释放一个电荷量为、质量为的带电粒子，粒子经加速后通过小孔从点射入磁场，并从磁场区域最高点射出，不计粒子重力．求：

（1）加速电压；

（2）保持加速电压不变，为使粒子能打在接收屏上，仅调节磁感应强度的大小，则磁感应强度大小满足的条件．

18．（12分）一架飞机在紧急迫降时，着陆速度的大小为，方向与水平地面平行，地面对飞机的阻力为其与地面间弹力的，空气阻力，升力（为比例系数）．已知飞机滑行时加速度恒定，飞机质量为10吨．设飞机刚落地时与地面无压力，取．问：

（1）比例系数和分别是多少？

（2）飞机滑行的距离为多少？

（3）飞机滑行过程中空气阻力和摩擦力各做多少功？

2020~2021学年度高二下学期4月阶段性测试·物理

参考答案、提示及评分细则

1．A  在草船与箭的作用过程中，系统动量守恒，设每支箭的速度大小为，则有，解得,A项正确．

2．D  质点做减速运动，质点的速度和加速度方向相反，A项错误；图象的斜率等于加速度，则质点运动的加速度不断增大，B项错误；质点的速度变小，动能变小，合力对质点做负功，C项错误；若质点做匀变速运动，则在运动过程中的平均速度，又由图象所围的面积等于质点的位移，因此可知质点在运动过程中的位移大于其做匀变速直线运动的位移，故质点运动的平均速度大于，D项正确．

3．A  线圈中感应电动势的有效值，当电路中外电阻和内阻相等时，输出功率最大，即，A项正确．

4．B  小滑块保持相对静止，在轻弹簧的作用下做简谐运动，A项错误；对小滑块整体受力分析，由牛顿第二定律得，对小滑块受力分析，由牛顿第二定律得，解得，故B项正确；在靠近平衡位置的过程中，小滑块对小滑块的静摩擦力做正功，在远离平衡位置的过程中，小滑块对小滑块的静摩擦力做负功，小滑块对小滑块的静摩擦力也做功，C项错误；小滑块从平衡位置向右运动，弹簣振子的速度减小，系统的动能减小，势能增大，D项错误．

5．D  物体在皮带上受到的滑动摩擦力，加速度，物体与皮带发生相对滑动的时间，摩擦力对物体的冲量，支持力的冲量，故皮带对物体的冲量,D项正确．

6．C  由公式，其中，解得，A、B项错误；由公式得,C项正确、D项错误．

7．C  对小球，由牛顿第二定律，竖直方向有，水平方向有，解得，加速度的方向向上；则对货物有，解得，又由牛顿第三定律可知C项正确．

8．B

9．CD  如图所示，时，质点的位移大小,A项错误；由题图简谐运动的图象可知，质点振动的周期内质点经过的路程,B项错误；在末，质点运动到平衡位置处，故加速度为零，速度最大，C项正确；如图所示，在和这两时刻，质点的位移大小相等、方向相同，D项正确．

10．BC  选小物块与墙壁发生碰撞后反弹的速度方向为正方向，小物块与墙壁发生碰撞的过程中，根据动量定理，即，解得，故A项错误，B、C项正确；根据冲量的定义可知，物块所受重力的冲量,D项错误．

11．ABC  根据万有引力等于向心力，有，如果知道天王星的线速度，就可以估算出太阳的质量，A项正确；由开普勒第三定律（常数）可知，天王星和地球公转周期的平方之比与各自轨道半长轴的三次方之比相等，由于天王星周期更大，故地球公转半径小于天王星公转半径，又由得，可知地球绕太阳公转的角速度大于天王星绕太阳公转的角速度，B、C项正确；根据开普勒第二定律可知，相同时间内，地球与太阳连线扫过的面积总相等，但是不等于天王星与太阳连线扫过的面积，D项错误．

12．AC

13．（1）橡皮条（2分）    （2）等效替代法（1分）    （3）（1分）    （4）BC（2分）

解析：（1）图钉的作用是固定橡皮条．

（2）合力与分力是等效替代的关系，所以本实验采用的是等效替代法．

（3）是用一个弹簧秤直接得到的合力，题图乙中，与题图甲中的在同一条直线上．

（4）根据平行四边形定则，作出两个力的合力，如图丁所示，从图上可知，，合力，根据几何关系知与的夹角，从图上可知，B、C项正确．

14．（1）<（1分）  <（1分）  （2）（2分）  （2分）

15．解：（1）匀速拉出磁场过程中产生的感应电动势为（2分）

由于各边粗细、材料相同，则边的阻值与边相等，是边的两倍，且由右手定则可知中电流方向为到相当于电源，故点电势低于点，间电压为路端电压．

故两点间的电压为（2分）

（2）由于整个过程为匀速运动，故水平外力的功率与安培力功率相等

由前面分析可知整个线框的总电阻为（1分）

（1分）

（1分）

联立解得（1分）

16．解：（1）由题图乙可知，此单摆的振动方程为．（2分）

（2）由单摆的振动图象，有

根据公式可得．（3分）

根据单摆的周明公式、，其中是单摆的摆长，和分别是两地点的重力加速度（2分）

根据万有引力定律公式可得、（2分）

由以上各式联立解得．（1分）

17．解：（1）根据几何关系可得电子在磁场中运动的半径（1分）

根据洛伦兹力提供向心力可得（1分）

根据动能定理可得（1分）

联立解得（1分）

（2）粒子恰好打到接收屏时运动轨迹如图所示，由几何关系可得

，则（1分）

设此时粒子圆周运动半径为，磁感应强度大小为

由轨迹图可得（1分）

又（1分）

由第（1）可得（1分）

联立解得（1分）

则磁感应强度大小应满足条件（1分）

18．解：（1）飞机刚着地时与地面无压力，有

（1分）

解得（1分）

根据牛顿第二定律，有

（1分）

（1分）

则（1分）

由题可知，为常数，则

（1分）

所以．（1分）

（2）飞机滑行的距离

解得．（1分）

（3）与成正比，与呈线性关系，则与呈线性关系，有

（1分）

解得（1分）

又（1分）

解得．（1分）