湖南省联合体2020-2021学年高二上学期物理12月联考试卷.doc

119湖南省联合体学年高二上学期物理月联考试卷一单选题高二上湖南月考意大利著名的物理学家伽利略通过理想斜槽实验总结出了力是改变物体运动状态的原因年牛顿将伽利略的思想推广到所有力作用的场合提出了牛顿第二定律找到了力和运动的关系关于力和运动的关系下列说法不正确的是静止在光滑水平面上的物体当受到水平推力作用的瞬间物体立刻获得加速度加速度的方向与合外力的方向总是一致的但与速度的方向可能相同也可能不同在初速度为的匀加速直线运动中速度加速度与合外力的方向总是一致的当物体所受合外力变小时物体的速度也一定变小高二上湖南月考质量为的物体静止于水平桌面上设物体与桌面间的最大静摩擦力等于滑动摩擦力为现将水平面内的三个力同时作用于物体的同一点三个力的大小分别为下列关于物体的受力情况和运动情况的判断正确的是物体一定保持静止物体一定被拉动物体所受静摩擦力可能为物体加速度的范围高二上湖南月考为了提升城市精细化管理水平交通管理部门开展车让人人守规城市文明劝导活动得到了社会的一致好评某次汽车司机发现前方人行横道有行人通过时立即开始刹车如图甲所示汽车刹车过程中的速度平方与位移的关系如图乙所示下列说法正确的是汽车刹车过程中加速度大小为汽车从开始刹车到停止共用了时汽车速度大小为219前汽车位移大小为高二上湖南月考人造地球卫星按离地高度可分为低轨道卫星中轨道卫星和高轨道卫星按运行轨道通常有地球同步轨道卫星太阳同步轨道卫星和极地轨道卫星等如图所示有三颗卫星沿圆形轨道绕地球运行是极地轨道卫星在地球两极上空约处运行是低轨道卫星距地球表面高度与相等是地球同步卫星则卫星具有相同的速度的运行周期满足的向心加速度大小相等且比大的动能相同且一定比小高二上湖南月考如图所示的平面内有匀强电场为该平面内的三个点设若将一个电荷量为的负点电荷从移到电场力做的功为而把该点电荷从移到克服电场力做的功为则该点电荷所受电场力大小为高二上湖南月考某物理兴趣小组利用所学物理知识设计一套自动闪光装置设计电路如图相关电子元件数据已经标注在电路图上开始时电源内阻不计对电容器充电当两端电压达到时闪光灯瞬间导通并发光同时开始放电放电后闪光灯断开并熄灭电源再次对充电这样不断地充电和放电灯就周期性地发光达到闪光的效果该电路319电容器充电时流过的电流恒定不变若将换成阻值较大的电阻则闪光灯闪光频率变小若将换成电容较大的电容器则闪光灯闪光一次通过的电荷量减小若将换成电动势为的电源闪光灯闪光一次通过的电荷量减小高二上湖南月考理论研究表明无限长通电直导线周围某处磁场的磁感应强度大小式中为比例常量为电流强度为离导线距离如图所示有三根完全相同质量为且通有恒定电流的长直导线其截面位于等边三角形的三个顶点上通过的恒定电流大小分别为和位于光滑绝缘水平面上三根导线均保持静止状态则导线和通有同方向的恒定电流导线所受地面支持力的大小为导线受到的安培力的合力大小是的倍导线上通有的电流大小关系为高二上湖南月考某运动员在湖边斜坡上做投掷训练可等效为如图所示的模型是倾角为的斜坡面为水平湖面运动员将一物体以的初动能从点水平抛出落到界面斜面或水平面上的动能为若将物体从点水平抛出的动能增加为则关于物体落到界面上的位置和动能下列结论正确的是已知不考虑物体在界面上的反弹419小球落在斜面上其动能为小球落在水平面上其动能为小球落在斜面上其动能为小球落在水平面上其动能为二多选题高二上湖南月考物理学是一门自然科学也是一门应用科学源于对自然界的观察和研究与生活有着紧密的联系下列关于电磁物理知识在生活中的应用的说法正确的是避雷针能够避免建筑物被雷击是因为带电雷雨云接近避雷针时由于静电感应避雷针出现与云层相反的电荷通过尖端放电中和空气中的电荷从而达到避雷目的指南针极指向地球南极方向是因为指南针所在位置的地磁场方向指向地球南极方向超高压带电作业的工人所穿工作服的织物中掺入有金属丝是为了防护人体免受高压电场的危害霍尔元件具有把电压这个电学量转换为磁感应强度这个磁学量的特性可以利用该特性测量磁感应强度的大小高二上湖南月考有一种叫做魔盘的娱乐设施如图所示魔盘转动很慢时盘上的人都可以随盘一起转动而不至于被甩开当魔盘的转速逐渐增大时盘上的人便逐渐向边缘滑去设水平魔盘上有三个小孩均可视为质点且与魔盘间的动摩擦因数相同处小孩的质量均为处小孩的质量为与轴的距离相等且为到轴的距离为魔盘以某一角速度匀速转动时处的小孩都没有发生滑动现象下列说法中正确的是处小孩的向心加速度之比为处小孩的静摩擦力之比为当转速增大时最先滑动起来的是处的小孩当转速增大时处小孩最先打滑然后处的小孩同时打滑高二上湖南月考如图所示天花板下面用细线悬挂一光滑轻质滑轮小物块置于斜面上斜面置于粗糙的水平地面上通过细线跨过滑轮与沙漏连接滑轮右侧细线与斜519面平行开始时都处于静止状态与竖直方向的夹角为在中的沙子缓慢流出的过程中小物体受到的摩擦力一定增大小物体受到的摩擦力可能先减小后增大细线与竖直方向的夹角可能增加地面对斜面的摩擦力将缓慢减小高二上湖南月考如图所示有一边长为的正方形在内的适当区域加一垂直正方形所在平面的匀强磁场一束电子以某一速度沿正方形所在平面且垂直于边射入该正方形区域已知该束电子从边上的任意点入射都只能从点沿正方形所在平面射出磁场不计电子重力则关于该区域的磁场方向及最小面积下列说法正确的是磁场方向垂直于所在平面向里磁场方向垂直于所在平面向外磁场的最小面积为磁场的最小面积为三实验题高二上湖南月考某兴趣小组在做探究加速度与力质量的关系实验时设计了如图甲所示的实验方案实验操作步骤如下619图甲中与小车相连的力传感器可以记录小车受到的拉力大小已知小车质量为砝码盘和砝码的总质量为该实验方案填需要或不需要满足远小于在平衡摩擦力时若所有的操作均无误结果打出的纸带如图乙所示应填减小或增大木板的倾角反复调节直到纸带上打出的点迹为止若将图甲中的力传感器移除改用绳与长木板平行直接连接砝码盘图丙为小车质量一定时根据实验数据描绘的小车加速度与砝码盘和砝码的总质量之间的图像在已经平衡摩擦力的情况下则小车的质量高二上湖南月考如图甲所示是一种测量电容的实验电路图实验是通过对高阻值电阻放电的方法测出电容器充电至电压时所带电量从而求出电容器的电容某同学在一次实验时的情况如下接通开关调节电阻箱的阻值使小量程电流表的指针偏转接近满刻度记下此时电流表的示数是电压表的示数分别是电容器放电时的初始电压和电流断开开关同时开始计时每隔测读一次电流的值将测得数据填入表格并标在图乙坐标纸上时间为横坐标电流为纵坐标结果如图中小黑点所示719在图乙中画出图线图线与坐标轴所围成面积的物理意义是该电容器电容为结果保留两位有效数字若某同学实验时把电压表接在两端则电容的测量值比它的真实值填大小或相等四解答题高二上湖南月考粗糙水平面上有一质量为的物块在水平拉力的作用下由静止开始运动如图所示物块在内水平拉力随时间的变化情况如图所示在内物块运动的速度随时间变化的情况如图所示后图线未画出取求物体与水平面间的动摩擦因数物体在前的平均速度及末拉力的功率高二上湖南月考如图所示有一以为圆心为直径的圆形区域直径长度为在圆所在平面内存在一匀强电场方向未知今有一质量为电荷量为的带电粒子在圆形平面内自点静止释放并从点以速率穿出电场已知与的夹角运动中粒子仅受电场力作用若将粒子以速度未知垂直电场的方向自点射入电场并从点离开电场试求819电场强度的大小和方向粒子自点离开电场时的速度大小高二上湖南月考在水平桌面上有一小球和物块及轻质弹簧组成的系统和的质量均为间轻质弹簧的劲度系数为为重力加速度如图所示某科技小组设计了个把提离桌面的小实验把轻绳一端与球连接另一端穿过一竖直光滑的细管后与质量也为的小球相连如图所示用手托住球使绳子自然伸直此时绳子无张力长为现保持细管顶端点高度不变轻轻摇动细管让小球转动一段时间后物块刚好被提离桌面此时在水平面内做匀速圆周运动如图所示不计空气阻力求从实验开始到物块刚好被提离桌面的过程中球上升的高度物块刚好被提离桌面时绳与竖直方向间的夹角及小球做匀速圆周运动的角速度其他条件不变将的质量变为从开始摇动细管到物块刚好被提离桌面的过程中手所做的功919答案解析部分答案知识点力与运动的关系牛顿第二定律解析解答加速度与力存在瞬时对应关系它们同时产生同时消失同时变化正确不符合题意加速度的方向由合外力方向决定与速度方向无关正确不符合题意在初速度为的匀加速直线运动中合外力方向决定加速度方向而加速度方向与速度方向始终时一致的正确不符合题意合外力变小物体的加速度一定变小但速度有可能变大比如加速度减小的加速运动错误符合题意故答案为分析当物体受到的合外力变小时其物体的速度有可能增大加速度和合力的大小关系是瞬时对应的加速度方向与合力方向相同答案知识点力的合成牛顿第二定律解析解答三力的合力范围为由于最大静摩擦力为合外力可以为零也可以不为零不符合题意三力的合力范围为由于最大静摩擦力为当三力的合力为时物体静止物体所受静摩擦力也为符合题意三力与摩擦力的合力范围合由可知物体加速度的范围不符合题意故答案为分析利用三力的合力方向可以判别其合外力可以等于利用合力的方向结合平衡方程可以求出静摩擦力的大小利用合力的方向结合牛顿第二定律可以求出加速度的大小范围答案知识点匀变速直线运动的速度与时间的关系匀变速直线运动的位移与时间的关系匀变速直线运动的位移与速度的关系解析解答根据1019可知由图像可知斜率则不符合题意根据可知时速度不符合题意由于时速度汽车前的位移等于前的位移为符合题意故答案为分析利用速度位移公式结合图像斜率及截距可以求出加速度和初速度的大小利用速度公式可以求出减速的时间利用位移公式可以求出汽车运动的位移答案知识点线速度角速度和周期转速向心加速度万有引力定律的应用动能解析解答万有引力提供向心力根据牛顿第二定律有解得的轨道半径相同所以速度大小相同但方向不同不符合题意万有引力提供向心力根据牛顿第二定律有解得轨道半径越大周期越大根据题意可知的周期相等且比小即不符合题意万有引力提供向心力有解得的轨道半径相同所以向心加速度大小相同方向不同的轨道半径最大向心加速度最小符合题意由于卫星的质量未知动能无法比较不符合题意故答案为1119分析利用引力提供向心力结合半径的大小可以判别其速度周期向心加速度的大小由于未知质量不能比较动能的大小答案知识点电场力做功解析解答由题意可知设点电势则则点电势与中点处的电势相等由余弦定理可知则由的面积是的一半可知两点沿着电场线方向的距离为匀强电场的场强大小为该点电荷所受电场力大小为不符合题意符合题意故答案为分析利用电场力做功可以求出电势差的大小利用电势的大小可以判别其等势面的位置结合电势差和距离可以求出电场强度的大小利用电场强度结合电荷量可以求出电场力的大小答案知识点电容器及其应用欧姆定律解析解答电容器充电时电容器两端电压不断增大由可知充电电流变小不符合题意当电阻增大时充电电流变小电容器所充电荷量不变的情况下充电时间变长而放电时间不变故闪光周期变长闪光频率变小符合题意若电容增大时根据电容器的带电荷量增大则闪光灯闪光一次通过的电荷量增大不符合题意当电源电动势为时电源给电容器充电压所以闪光灯仍然发光闪光一次通过的电荷量不变不符合题意故答案为1219分析电容器充电过程其电压增大结合闭合电路的欧姆定律可以判别其充电电流不断减小当电阻增大时充电电流变小则充电时间变长放电时间不变则闪光周期变长频率变小利用电容的变化可以判别电荷量的大小变化利用板间电压的大小可以判别电荷量的大小变化答案知识点共点力平衡条件的应用解析解答根据平衡条件可知长直导线与是相互排斥长直导线与也是相互排斥长直导线与是相互吸引故导线和为同方向的电流并与的电流方向相反不符合题意对长直导线整体根据平衡条件可得光滑绝缘水平面对长直导线的支持力等于总重力的倍即不符合题意根据平衡条件可知长直导线受到安培力的合力大小为方向竖直向上长直导线所受的安培力的合力大小为方向竖直向下符合题意对长直导线受力分析在水平方向根据平衡条件可得即可得对长直导线受力分析同理可得所以有不符合题意故答案为分析利用的平衡可以判别属于相互吸引结合的平衡方程可以判别属于相互抛出所以其电流方向相反电流方向相同利用整体的平方方程可以求出地面对的支持力大小利用平衡方程可以求出安培力合力的大小利用的平衡方程可以求出电流的大小关系答案知识点平抛运动解析解答当小球以的初动能从点水平抛出时假设小球落在斜面上设初速度为在空中运动时间为由平抛运动规律可得1319从开始抛出到落到斜面过程由动能定理可得末初初联立可得末故假设不成立小球没有落在斜面上当小球以的初动能从点水平抛出时小球落在水平面上由动能定理可得当小球以的初动能从点水平抛出时小球也落在水平面上由动能定理可得联立可得故答案为分析利用平抛运动的位移公式结合动能定理可以判别小球的落地位置结合动能定理可以求出动能的大小答案知识点磁现象和磁场磁感线解析解答避雷针工作原理是利用避雷针的尖端放电当带电雷雨云接近避雷针时由于静电感应避雷针出现与云层相反的电荷通过尖端放电中和空气中的电荷从而达到避雷目的所以符合题意地磁场的南北极与地理南北极相反在磁体外部磁场由北极指向南极所以不符合题意超高压带电作业的工人所穿衣服的织物中掺入金属丝是为了在穿用后使处于高压电场中的人体外表面各部位形成一个等电势屏蔽面从而防护人体免受高压电场的危害符合题意霍尔元件是把磁学量转换为电学量的元件不符合题意故答案为分析指南针的极指向地球的南极是因为地理南极在地磁的北极附近霍尔元件时把磁学量转化为电学量的元件答案知识点牛顿第二定律向心力解析解答由题可知他们的角速度相等根据向心加速度公式可知三处小孩的向心加速度之比为符合题意1419由向心力公式有并且小孩做圆周运动的向心力是由静摩擦力提供所以三处小孩的静摩擦力之比为不符合题意当转速增大时每处小孩所需向心力都会增大当增大到最大静摩擦力时小孩就会滑动由题可知的最大静摩擦力分别为实际所受摩擦力分别为当转速增大时先达到最大静摩擦力然后同时达到最大静摩擦力所以最先滑动的是处小孩然后同时滑动不符合题意符合题意故答案为分析利用向心加速度的表达式结合角速度相等可以求出向心加速度的比值利用牛顿第二定律可以求出静摩擦力的比值利用最大静摩擦力的大小可以判别最先打滑其和同时打滑答案知识点共点力平衡条件的应用解析解答若开始时斜面对的摩擦力沿斜面向下则有则随着中的沙子缓慢流出受到的摩擦力可能缓慢减小或缓慢减小到后反方向增大若开始时斜面对的摩擦力沿斜面句上则有则随着中的沙子缓慢流出受到的摩擦力缓慢增大不符合题意符合题意因为滑轮两边细线的拉力总是相等的则两个力合力的方向总是沿着两边细线细线夹角不变则与竖直方向的夹角不变不符合题意对整体受到斜向左上的细绳拉力作用由题意细绳拉力缓慢减小所以地面对斜面的摩擦力也将缓慢减小符合题意故答案为分析利用的平衡方程可以判别拉力的大小变化结合的平衡方程可以判别其物体受到的摩擦力大小变化由于两个拉力大小相等所以细绳与竖直方向的夹角保持不变利用整体的平衡方程结合拉力的变化可以判别其地面对的摩擦力大小变化答案1519知识点带电粒子在匀强磁场中的运动解析解答由于电子要在平面内从点射出区域磁场必须垂直区域平面向里符合题意不符合题意磁场的最小面积是一个以点为圆心正方形的边长为半径的四分之一圆和以点为圆心正方形的边长为半径的四分之一圆的公共范围如图所示由几何关系得最小面积为符合题意不符合题意故答案为分析利用电子的偏转方向结合左手定则可以判别磁场的方向利用电子运动的轨迹可以求出磁场的最小面积答案不需要增大间距相等知识点探究加速度与力质量的关系解析解答图甲中与小车相连的力传感器可以记录小车受到的拉力大小不需要代替小车的牵引力所以该实验方案不需要满足远小于平衡摩擦力时应不挂砝码打出的纸带如图乙所示说明小车减速运动故应增大倾角直到纸带上打出的点迹间隔相等均匀为止根据变式为由题意知所以1619由图像可知分析由于有力传感器可以测量拉力的大小所以不需要满足质量要求由于小车做减速运动所以需要增大斜面的倾角直到纸带上打出点迹间距相等的点为止利用牛顿第二定律结合图像斜率和截距可以求出小车质量的大小答案电容器在开始放电时所带的电荷量偏小知识点电容器及其应用解析解答由知电荷量为图像与坐标轴所包围的面积则面积为电容器在开始放电时所带的电荷量查出格子数由总格子数乘以每个格子的面积值求电容器的电容电容的测量值比它的真实值偏小原因是若把电压表接在两端则电容器放电电流会从电压表中分流一部分从而使得通过电流表中的电量小于电容器所带电量从而使电容的测量值比它的真实值偏小分析利用坐标点进行连线利用图像面积可以求出电荷量的大小利用电荷量和电压可以求出电容的大小1719利用电流表分流可以判别其电荷量的测量值偏小所以导致其电容测量值偏小答案由图像可知物体在前做匀变速直线运动其加速度得在内由牛顿第二定律有解得设前的位移为由位移公式设后物体运动时的加速度为由解得由图可知物体在末时的速度为设物体末速度为则所以物体在的位移所以物体在前内的位移物体在前的平均速度末的拉力功率知识点匀变速直线运动的速度与时间的关系匀变速直线运动的位移与时间的关系牛顿定律与图象解析分析已知速度和时间的图像利用图像斜率可以求出加速度的大小结合牛顿第二定律可以求出动摩擦因数的大小已知物体做匀加速直线运动利用位移公式可以求出匀加速的位移大小当后其物体做匀减速直线运动利用牛顿第二定律可以求出加速度的大小结合速度公式可以求出速度的大小利用位移公式可以求出匀减速的位移结合运动的时间可以求出平均速度的大小利用拉力和速度可以求出拉力功率的大小答案由题意可知电场方向由指向带电粒子自点静止释放沿方向做匀加速直线运动由几何知识可知长为由动能定理可得可解得将粒子以速度垂直电场的方向自点射入电场并从点离开电场粒子做类平抛运动如图所示1819由类平抛规律得沿电场方向有沿速度方向有联立两式可解得由到过程电场力做正功粒子离开点时的速率由动能定理可得联立可得知识点动能定理的综合应用解析分析带电粒子从到的过程利用动能定理可以求出电场强度的大小利用粒子运动方向可以判别电场力的方向粒子从点到点过程做类平抛运动利用类平抛的位移公式可以求出粒子进入电场的速度大小结合动能定理可以求出粒子经过点速度的大小答案设图中弹簧的压缩量为物块刚离地时弹簧的伸长量为根据平衡条件对球有对物块有则球上升高度为对竖直方向水平方向对球有又由于解得其他条件不变将的质量变为时对竖直方向有水平方向有1919对球有解得由于组成的系统在此过程中因为所以弹根据动能定理得解得知识点共点力的平衡牛顿第二定律解析分析刚开始处于静止利用的平衡方程可以求出其弹簧形变量的大小结合的平衡方程可以求出弹簧的形变量的大小利用弹簧总的形变量可以求出球上升的高度小球做匀速圆周运动利用小球的平衡方程可以求出拉力的大小利用球竖直方程的平衡方程结合水平方向的牛顿第二定律可以求出夹角和角速度的大小小球做匀速圆周运动利用竖直方向的平衡方程及水平方向的牛顿第二定律可以求出夹角和速度的大小再利用动能定理可以求出手做功的大小