湖北省荆州中学2020-2021学年高二上学期9月月考物理试题(Word版含答案)

2020年9月荆州中学高二月考卷考试时间：90分钟第I 卷（选择题）一、单选题（每题3分，共24分）1．物体在恒力F 1、F 2、F 3的共同作用下做匀速直线运动，若突然撤去恒力F 1，则物体的运动情况是（ ）A ．一定做匀变速直线运动B ．可能做匀速直线运动C ．可能做曲线运动D ．速度大小一定增加2．如图所示，A 、B 、C 三颗人造地球卫星绕地球做匀速圆周运动，已知三颗卫星的质量关系为=<A B C m m m ，轨道半径的关系为<=A B C r r r ，则三颗卫星( )A ．线速度大小关系为ABC v v v <=B ．加速度大小关系为A BC a a a >=C ．向心力大小关系为A B C F F F =<D ．周期关系为A B C T T T >=3．人用绳子通过光滑定滑轮拉静止在地面上的物体A ，A 穿在光滑的竖直杆上，当人以速度v 竖直向下匀速拉绳使质量为m 的物体A 上升高度h 后到达如图所示位置时，此时绳与竖直杆的夹角为θ。

已知重力加速度为g ，则（ ）A ．此时物体A 的速度为v sin θB ．此时物体A 的速度为cos v θC．该过程中绳对物体A做的功为222sinθ+mv mghD．该过程中绳对物体A做的功为222cosθ+mv mgh4．起重机的钢索将重物由地面吊到空中某个高度，其v－t图象如图所示，则钢索拉力的功率随时间变化的图象可能是下列选项图中的哪一个（）A．B．C．D．5．如图所示，A、B、O、C为在同一竖直平面内的四点，其中A、B、O沿同一竖直线，B、C同在以O为圆心的圆周(用虚线表示)上，沿AC方向固定有一光滑绝缘细杆L，在O点固定放置一带负电的小球．现有两个质量和电荷量都相同的带正电小球a、b均可视为点电荷，先将a套在细杆上．让其从A点由静止开始沿杆下滑，后使b从A点由静止开始沿竖直方向下落，则下列说法中正确的是（）A．从A点到C点，小球a做匀加速运动B．小球a在C点的动能等于小球b在B点的动能C．从A点到C点，小球a的机械能先增加后减少，但机械能与电势能之和不变D．小球a从A点到C点电场力做的功大于小球b从A点到B点电场力做的功6．在研究微型电动机的性能时，应用如图所示的实验电路．当调节滑动变阻器R并控制电动机停止转动时，电流表和电压表的示数分别为0. 50 A和2. 0 V．重新调节R并使电动机恢复正常运转，此时电流表和电压表的示数分别为2. 0 A 和24. 0 V ．则这台电动机正常运转时输出功率为（ ）A ．32 WB ．44 WC ．47WD ．48W 7．如图所示，半径为r 的圆形空间内，存在着垂直于纸面向外的匀强磁场，一个带电粒子（不计重力），从A 点沿半径方向以速度v 0垂直于磁场方向射入磁场中，并由B 点射出，且∠AOB =120°，则该粒子在磁场中运动的时间为（ ）A ．03r v πB ．023r v πC ．03r π D ．023r π 8．如图所示，竖直墙面与水平地面均光滑且绝缘，两个带有同种电荷的小球A 、B 分别位于竖直墙面和水平地面，且处于同一竖直平面内，若用图示方向的水平推力F 作用于小球B ，则两球静止于图示位置．如果将小球向左推动少许，待两球重新达到平衡时，跟原来相比（ ） A ．两小球间距离将增大，推力F 将减小B ．两小球间距离将增大，推力F 将增大C ．两小球间距离将减小，推力F 将增大D ．两小球间距离将减小，推力F 将减小二、多选题9．如图所示，水平传送带长为AB =s ，运行速度为v ，把质量为m 的小物体轻放在A 点，物体与传送带间的动摩因数为μ，当小物体由A 运动到B 点的过程中，摩擦力对小物体做功可能为（ ）A ．大于212mvB ．大于mgs μC ．小于mgsD ．等于212mv 10．如图所示是示波器原理图，电子被电压为U 1的加速电场加速后射入电压为U 2的偏转电场，离开偏转电场后电子打在荧光屏上的P 点，P 点与O 点的距离叫做偏转距离，偏转电场极板长为L ，板间距离为d ，为了增大偏转距离，下列措施可行的是（ ）A ．增大U 1B ．增大U 2C ．增大LD ．增大d 11．某同学将一直流电源的总功率PE 、输出功率P R 和电源内部的发热功率P r 随电流I 变化的图线画在了同一坐标上，如图中的a 、b 、c 所示，根据图线可知（ ）A ．电源电动势为8V ，电源内阻为2ΩB ．反映P r 变化的图线是cC ．b 、c 线的交点与a 、c 线的交点的横坐标之比一定为1∶2，纵坐标之比一定为1∶4D ．当电流为1.0A 时，外电路的电阻为2Ω12．如图所示，一质量为m 、电荷量为q 的带电粒子（不计重力），从a 点以与边界夹角为53°的方向垂直射入磁感应强度为B 的条形匀强磁场，从磁场的另一边界b 点射出，射出磁场时的速度方向与边界的夹角为37°．已知条形磁场的宽度为d ，sin 37°＝0.6，cos37°＝0.8．下列说法正确的是（ ）A ．粒子带正电B ．粒子在磁场中做圆周运动的半径为57d C ．粒子在磁场中做圆周运动的速度大小为75qdB mD．粒子穿过磁场所用的时间为π2mqB第II卷（非选择题）三、实验题（共16分）13．（每空2分，共8分）某实验兴趣小组的同学利用如图所示的装置完成了“探究动能定理”的实验，该小组的同学组装好实验器材后，进行了如下的操作：a．在砂桶里装上一定质量的细砂，缓缓地调节长木板的倾角，轻推滑块，使滑块沿长木板匀速下滑；b．去掉细线和砂桶，保持长木板的倾角不变，接通电源，将滑块由光电门1上方释放，记录滑块经过两光电门时的挡光时间1t∆、2t∆；c．测出砂和砂桶的总质量m、滑块和遮光条的总质量M；d．改变砂桶中细砂的质量，重复a、b、c。

(1)长木板表面的粗糙程度对该实验______（填“有”或“无”）影响；去掉细线和砂桶后，滑块的合力应为______（用以上的物理量表示），重力加速度g已知。

(2)为了写出探究动能定理的关系式，除了上述物理量外，请分析还需要测量的物理量有______。

A．长木板的倾角θB．遮光条的宽度dC．光电门2到长木板顶端之间的距离LD．两光电门之间的距离s(3)由以上的分析可知，动能定理的关系式应为_______（用以上的物理量表示）。

14．（每小题2分，共8分）某同学利用图甲中的电路测量电流表的内阻R A（约为5 ），图中R1是滑动变阻器，R2是电阻箱，S1和S2为开关。

已知电流表的量程为10mA。

（1）请根据电路图连接图乙中的实物图；（2）断开S2，闭合S1，调节R1的阻值，使A满偏；保持R1的阻值不变，闭合S2，调节R2，当R2的阻值如图丙所示时，A恰好半偏。

若忽略S2闭合后电路中总电阻的变化，则可知R A＝________Ω；（3）考虑电路中总电阻的变化，则电流表的内阻R A的测量值R测和真实值R真相比，R测________R真（填“＞”或“＜”）；（4）将（2）中电流表内阻的测量值作为该表内阻，若要改装成量程为3 V的电压表，则需与该电流表串联一个阻值为__________Ω的电阻。

四、解答题（共44分）15．（10分）某回旋加速器的两个半圆金属盒处于与盒面垂直的匀强磁场中，两金属盒间存在交变电场，用其加速质子。

已知金属盒的半径为R，磁场的磁感应强度为B，金属盒间缝隙的加速电压为U，质子的质量为m，电荷量为q。

求（1）交变电场的频率f；（2）质子加速完毕出射时的动能E k；（3）质子在回旋加速器中运动的圈数n。

16．（12分）如图所示，在水平地面上固定一对与水平面倾角为α的光滑平行导电轨道，轨道间的距离为l，两轨道底端的连线与轨道垂直，顶端接有电源。

将一根质量为m的直导体棒ab放在两轨道上，且与两轨道垂直，已知通过导体棒的恒定电流大小为I，方向由a到b，重力加速度为g，在轨道所在空间加一竖直向上的匀强磁场，使导体棒在轨道上保持静止。

（1）求磁场对导体棒的安培力的大小；（2）如果改变导轨所在空间的磁场方向，使导体棒在轨道上保持静止，求磁感应强度B的最小值和方向。

17．（12分）如图所示，在矩形区域(含边界)存在垂直纸面向里的匀强磁场，磁感应强度大小B0=2.0×10-2T，A、B、C、D为矩形的四个顶点，BC边长l1=4m，AB边长l2=2m。

大量质量m=3.2×10-26kg、带电荷量q=-1.6×10-18C的粒子，从A点沿AD方向以不同的速率射入匀强磁场中，粒子恰好均从BC边射出，不计粒子重力及粒子间的作用力。

求：（1）粒子的速率的取值范围；（2）粒子在磁场中运动的最长时间。

18．（10分）如图所示，在平面直角坐标系的第一、二象限存在沿y轴正方向的匀强电场，电场强度大小为E；在第三、四象限存在垂直纸面向里的匀强磁场，磁感应强度大小为B。

在y轴的P点有一个质量为m、电荷量为－q（q>0）的带电粒子，具有沿x正方向的初速度v0（大小未知）。

在x轴上有一点D，已知OD=d，OP=h。

带电粒子重力可忽略，试求：(1)若该粒子第1次经过x轴时恰好经过D点，初速度v0多大？(2)若该粒子第3次经过x轴时恰好经过D点，初速度v0'多大？9月月考物理参考答案1．C ；2．B ；3．D ；4．B ；5．C ；6．A ；7；C ；8．A ；9．CD ；10．BC ；11．BCD ；12．BD 。

13．无 ； mg ； BD ； 22211122d d mgs M M t t ⎛⎫⎛⎫=- ⎪ ⎪∆∆⎝⎭⎝⎭ ； 14． 4.9； ＜ ； 小 ； 295.1；15．(1)质子在磁场中做匀速圆周运动，洛伦兹力提供向心力2v Bqv m r=---------1分 2r T v π=------------1分 1f T=----------------------1分 联立可得 2Bq f mπ=-----------1分 (2) 洛伦兹力提供向心力，当半径最大时，对应的速度最大，动能最大，最大半径为R2v Bqv m R=-----------1分2k 12E mv =----------------1分 联立可得 222k 2B q R E m=-------2分 质子在磁场中每转一圈加速两次，获得能量为2Uq ，设质子在回旋加速器中运动的圈数n ，则有 k 2E nUq =-------------1分将222k 2B q R E m=代入可得 224B qR n mU=---------------1分 16．(12分)（1）导体棒受力如图所示根据共点力平衡条件可知，磁场对导体棒的安培力的大小F 安＝mg tan α.-------4分（2）要使磁感应强度最小，则要求安培力最小．根据受力情况可知，最小安培力F 安min ＝mg sin α，方向平行于轨道斜向上-------3分所以最小磁感应强度B min ＝F Il 安min＝sin mg Ilα-------3分 根据左手定则可判断出，此时的磁感应强度的方向为垂直轨道平面斜向上．-------2分17． (12分)(1)粒子恰好均从BC 边射出，可知粒子以最小速率v 1运动时恰好打在B 点，由几何关系可知其半径211m 2l R ==-------1分可知粒子以最大速率v 2运动时恰好打在C 点，设其半径为R 2，由几何关系()2222212R l l R -+= 解得 25R =m-------1分粒子在匀强磁场中运动，由洛伦兹力提供向心力，有20v B qv m R=-------2分 可得0qB R v m=-------2分 解得 61 1.010m/s v =⨯62 5.010m/s v =⨯则粒子的速率的取值范围为661.010 5.010v ⨯⨯m/s m/s -------2分(2)从B 点射出的粒子在磁场中运动的时间最长，其运动时间2T t =--------1分 2R T vπ=-------2分 解得63.1410t -=⨯s----------1分18． (10分)(1)据图可知，粒子自P 点做类平抛运动，则有212qE h t m=-------1分 0d v t =------1分解得02qE v d mh=-------2分 (2)粒子进入磁场做圆周运动，如图所示2v qvB m R=-------1分 sin qE v t mθ=-------1分 粒子第3次经过x 轴恰好到达D ，如图所示 0x v t '=------1分 d=3x －2R sin θ-------1分 解得023E v B '=+分。