江苏省扬州市高二下学期开学考试物理试题
学校:___________姓名:___________班级:___________考号:___________
一、单选题
1.如图所示的x-t图像和v-t图像中给出四条图线分别表示甲、乙、丙、丁四辆车由同一地点向同一方向运动的情况,则下列说法正确的是( )
A.甲车做匀加速直线运动,乙车做曲线运动
B.0~t1时间内,甲车通过的路程小于乙车通过的路程
C.0~t1时间内,甲、乙两车在t1时刻相距最远
D.0~t2时间内,丙车的平均速度小于丁车的平均速度
2.关于磁场和磁感线的描述,正确的说法是( )
A.磁场的方向就是放在该点的一小段通电导线的所受安培力的方向
B.同一通电导体在磁场强的地方受的安培力可能比在磁场弱的地方所受的安培力小
C.沿磁感线方向,磁场逐渐减弱
D.磁感线是磁场中真实存在的一些曲线,可以通过实验来模拟
3.如图所示,靠摩擦传动做匀速转动的大、小两轮接触面互不打滑,大轮半径是小轮半径的2倍,A、B分别为大、小轮边缘上的点,C为大轮上一条半径的中点,则( )
A.两轮转动的角速度相等
B.小轮转动的角速度是大轮的2倍
C.质点加速度aA=2aB
D.质点加速度aB=2aC
4.一质量为m的木块静止在光滑的水平面上,从t=0开始,将一个大小为F的水平恒力作用在该木块上,在t=t1时刻,力F的功率为( )
A.F2t1/2m B.F2t12/2m C.F2t1/m D.F2t12/m
5.如图,某人斜拉着跨过光滑定滑轮的细绳提升重物,重物竖直上升中依次经历了匀加速、匀速、匀减速三个过程。若斜绳与竖直方向的夹角恒定,人始终静止在水平地面上,则三个过程中( )
A.地面对人的摩擦力大小相同
B.地面对人的作用力大小相同
C.重物匀加速上升时,地面对人的支持力一定最小
D.重物匀减速上升时,地面对人的作用力一定最小
6.如图所示,竖直墙壁的左侧有一点光源S,从点光源处有一小球以速度v0正对墙壁向右水平抛出,在撞到竖直墙壁之前的过程中,墙壁上会有小球的影子。以S到竖直墙壁垂线与墙壁的交点O为坐标原点,以沿墙壁向下为正方向建立y轴,假设竖直墙壁足够长,以小球抛出时刻为t=0时刻,关于小球的影子在竖直墙壁上的位置变化情况,下列图像中正确的是( )
A. B.
C. D.
7.甲、乙两位同学做“拔河”游戏,两人分别用伸平的手掌托起长凳的一端,保持凳子的水平,然后各自向两侧拖拉,如图所示。若凳子下表面各处的粗糙程度相同,且在乙端的凳面上放四块砖,则下列判断正确的是( )
A.凳子向甲方移动 B.凳子向乙方移动
C.凳子在原处不会被移动 D.凳子向体重大的一方移动
8.某工作人员想通过简单的方法来测定商场中某一运动中的自动扶梯的台级数。如图所示,工作人员把一个机器人放在始终斜向上运动的自动扶梯上。当机器人从扶梯底端向上沿扶梯匀速走动,机器人上面的显示屏上显示,机器人共行走n1级台阶到达扶梯顶端;当机器人从扶梯顶端沿扶梯向下匀速走动,机器人上面的显示屏上显示,机器人共行走n2级台阶到达扶梯底端。设自动扶梯向上运动的速度大小始终不变,机器人沿扶梯向上、向下相对扶梯的运动速度大小相同,则关于扶梯的实际台级数n,下列说法正确的是( )
A. B. C. D.
9.一根原长为10cm的弹簧,劲度系数是k=103N/m,在弹簧两端有两人各用的水平力拉弹簧,静止时弹簧的长度为( )
A.12 cm B.10 cm C.14 cm D.6 cm
10.在“验证力的平行四边形定则”实验中,下列器材中需要用到的是( )
A.弹簧测力计 B.打点计时器 C.天平 D.秒表
11.一电子进入如右图所示的匀强磁场,在某一时刻电子的速度正好是竖直向 上,则电子在此时所受洛仑兹力的方向是( )
A.向左
B.向右
C.垂直纸面向外
D.垂直纸面向内
12.如图所示,实线是一个电场中的电场线,虚线是一个负的试探电荷在这个电场中仅在电场力作用下运动的轨迹.若电荷是从a处运动到b处,以下判断不正确的是( )
A.电荷从a到b加速度减小
B.电荷从a到b动能减小
C.电荷从a到b电势能减小
D.电荷从a到b电势能增加
13.国际单位制由基本单位和导出单位组成,下列物理单位属于基本单位的是( )
A.m/s B.N C.m D.m/s2
14.如图所示,静止在水平地面上的物体受到斜向上拉力F的作用,F与水平方向的夹角为,将F沿水平方向和竖直方向分解,这两个方向的分力分别为、,则分力的大小为( )
A. B. C. D.
15.下列说法中正确的是( )
A.在空气中匀速下落的雨滴,其机械能守恒
B.牛顿巧妙地利用扭秤实验测得了万有引力常量
C.由知,只要知道W和t就可求出任意时刻的功率
D.实验探究匀速圆周运动向心力与质量、角速度和半径的关系时,采用了控制变量法
16.下列关于物理学思想方法的叙述错误的是
A.当物体的运动时间t趋于0时,t时间内的平均速度可看成瞬时速度运用了等效替代思想
B.在伽利略之前的学者们总是通过思辨性的论战决定谁是谁非,是他首先采用了以实验检验猜想和假设的科学方法
C.力学中将物体看成质点运用了理想化模型法
D.探究加速度与力和质量关系的实验运用了控制变量法
17.一个物体仅在共点力作用下处于静止状态,其中大小为,现将的方向顺时针转过,则两力的合力大小变为( )
A. B. C. D.
18.光滑固定斜面倾角为,质量均为的两物块A、一起以某一初速度沿斜面向上做匀减速直线运动。已知物块A上表面是水平的,则在该减速运动过程中,下列说法正确的是( )
A.物块对A的摩擦力做负功 B.物块A对的支持力做负功
C.物块的重力和摩擦力做功的代数和为0 D.两物块A、之间的摩擦力大小为
19.真空中有相隔距离为r的两个点电荷,它们分别带4q和3q的电量,此时它们之间的静电力为F,如果将它们之间的距离增大为2r,而将它们所带电量分别改变为16q和q,那么它们之间的静电力的大小应为( )
A. B. C. D.
20.如图所示,四根长直绝缘导线处于同一平面内,它们的电流大小关系是 I1=I2 >I3 >I4.下列做法中一定可以增大正方形ABCD的中心处的磁场强度的是( )
A.增大I1 B.增大I2
C.使I3反向 D.使I4反向
21.下列说法错误的是( )
A.“太阳从东方升起”是以地球为参考系
B.“月亮在白云中穿行”是以白云为参考系
C.“小小竹筏江中游,巍巍青山两岸走”选择了相同的参考系
D.参考系的选择可以是相对于地面静止的物体
二、实验题
22.用如图所示的实验装置验证机械能守恒定律。实验所用的电源为学生电源,输出电压为的交流电(频率为)和直流电两种。质量为的重锤从高处由静止开始下落,重锤上拖着的纸带打出一系列的点,对纸带上的点痕进行测量,即可验证机械能守恒定律。(取)
(1)下面列举了该实验的几个操作步骤:
A.按照图示的装置安装器件;
B.将打点计时器接到电源的“直流输出”上;
C.释放悬挂纸带的夹子,再接通电源开关打出一条纸带;
D.测量纸带上某些点间的距离;
E.根据测量的结果计算重锤下落过程中减少的重力势能是否等于增加的动能。
其中操作不当的步骤是___________
(2)实验中得到如图所示的纸带,根据纸带可得重锤从B点到D点重力势能的减少量等于___________,动能的增加量等于__________。(结果保留三位有效数)
(3)在验证机械能守恒定律的实验中发现,重锤减小的重力势能总是大于重锤动能的增加,其原因主要是________________________________________。
三、解答题
23.湖南方言中的“逗霸”来源于“斗把”,其本意是给锤子、铁锹等安装木制手柄的过程,下面将这一过程简化为如下的物理模型:如图所示,一高度可以忽略的圆环形铁锤套在粗细均匀的圆柱形木柄上,铁锤到手柄下端长l=50.0cm,为了使铁锤安装到手柄下端,先用手抓住手柄上端,使手柄与铁锤由静止开始一起竖直向下做匀加速直线运动,t=0.40s时,手柄下端碰到地面立即停止运动,此时手柄下降高度H=1.2m,铁锤恰能安装到手柄的下端.设铁锤相对手柄滑动时受到的摩擦力恒定,不计空气阻力,重力加速度g=10m/s .求:
(1)铁锤与手柄一起加速运动时的加速度大小;
(2)铁锤受到的滑动摩擦力与其重力的比值.
24.一辆质量的汽车沿倾角为6°的长直缓坡向下行驶,汽车在的恒定功率下匀速运动,从正常路段进入一段正在维修的砂路时,驾驶员通过车载收音机直播听到坡底处横道上自行车比赛的车队刚好经过,驾驶员立刻将汽车功率降为0.8,在驶出砂路前汽车速度已经稳定为。汽车运动到正常路段后关闭引擎,停在坡底时,自行车队恰好完全经过。已知正常路段对车的阻力为车对路面压力的0.15倍,砂路段长为,取重力加速度,,。求:
(1)汽车在正常路段行驶时的最大速度大小;
(2)汽车在砂路上受到的阻力大小;
(3)汽车从进入砂路到停在坡底的运动时间。
25.如图甲所示,小车B紧靠平台的边缘静止在光滑水平面上,物体A(可视为质点)以初速度v0从光滑的平台水平滑到与平台等高的小车上,物体和小车的v-t图像如图乙所示,取重力加速度g=10m/s2,求:
(1)物体A与小车上表面间的动摩擦因数;
(2)物体A与小车B的质量之比;
(3)小车的最小长度。
四、填空题
26.如图所示,水平放置的均匀导体棒长为20cm,将它置于竖直向的匀强磁场中,磁场的磁感强度B=0.05T,棒中通有电流I=2A,则导体棒所受的安培力的大小为_____N,方向_____.
27.如图所示是质谱仪的工作原理示意图,带电粒子通过平行板的匀强电场时做_________(选填“匀速”“加速”或“圆周”)运动.带电粒子经过电势差为U的平行金属板后速度v=________(已知带电粒子的电荷量为q,质量为m)
试卷第页,共页
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参考答案:
1.D
【解析】
【分析】
【详解】
A.根据位移-时间图象的斜率表示速度,由图象可知:甲图线的斜率不变,说明甲的速度不变,做匀速直线运动.乙做速度越来越小的变速直线运动,都是直线运动,故A错误;
B.在位移时间图象中纵坐标的变化量表示位移,可知0~t1时间内,甲、乙两车通过的位移相等,两车都做单向直线运动,所以路程相等,故B错误;
C.0~t1时间内,甲、乙两车在t1时刻位移相等,两车相遇,故C错误;
D.0~t2时间内,丙车的位移小于丁车的位移,时间相等,平均速度等于位移除以时间,所以丙车的平均速度小于丁车的平均速度,故D正确。
故选D。
2.B
【解析】
【详解】
A.据左手定则可知,小段通电导线的所受安培力的方向与磁场方向垂直,A错误;
B.安培力公式
其中为B与I的夹角,安培力大小不仅跟B、I、L的大小有关,还跟有关,故同一通电导体在磁场强的地方受的安培力可能比在磁场弱的地方所受的安培力小,B正确;
C.磁场的强弱用磁感线的疏密程度表示,C错误;
D.磁感线是人为引入用来形象描述磁场的,并不是真实存在,D错误。
故选B。
3.B
【解析】
【详解】
AB.两轮接触面互不打滑,则两轮的边沿转动的线速度大小相等,即vA=vB,根据
且
rA=2rB
得,即小轮的角速度是大轮的角速度的2倍,A错误;B正确;
C.对于A、B,因为vA=vB、rA=2rB,根据
得,C错误;
D.根据转盘转动特点可知:,对于A、C,根据
得
结合C项分析,可知,D错误。
故选B。
4.C
【解析】
【详解】
由牛顿第二定律可以得到,F=ma,所以a=,t1时刻的速度为v=at1=,所以t1时刻F的功率为P=Fv=F,所以C正确.故选C.
5.C
【解析】
【分析】
【详解】
A.设斜绳与竖直方向的夹角为,人在水平方向满足
重物G在匀加速、匀速、匀减速三个过程中,拉力T变小,故地面对人的静摩擦力f大小发生变化,A错误;
BC.设人的质量为M,人在竖直方向满足
故地面对人的作用力N大小发生变化,且重物匀加速上升时,拉力T最大,地面对人的支持力N一定最小,B错误,C正确;
D.地面对人的作用力F大小为
当拉力为
时,F最小,由题中数据无法确定重物处于何种状态时F最小,D错误。
故选C。
6.B
【解析】
【分析】
【详解】
如图,当小球做平抛运动到P点时,其影子到了B点
由平抛运动规律有
,
由几何关系可得
解得
y与t成正比,所以B正确;ACD错误;
故选B。
7.B
【解析】
【详解】
由图知,乙端对手的压力较大,所以乙端对凳子向右的最大静摩擦力大于甲端对凳子向左最大静的摩擦力,由于甲所受最大静摩擦力小,因此甲将容易相对长凳滑动,即甲容易被从长凳上拉离,因此凳子将向右移动,即乙可以将凳子拉向自己。故ACD错误,B正确。
故选B。
8.C
【解析】
【分析】
【详解】
设机器人的速度为v1,扶梯的速度为v2,自动扶梯每节的长度为L,机器人向上运动时间为t1,向下运动时间为t2
解得
设
代入上式得
故选C。
9.A
【解析】
【详解】
弹簧两端有两人各用F=20N的水平力拉弹簧,弹簧的拉力也是20N,根据胡克定律F=kx得:
所以弹簧的长度:
L=L0+x=10cm+2cm=12cm。
A.12 cm,与结论相符,选项A正确;
B.10 cm,与结论不相符,选项B错误;
C.14 cm,与结论不相符,选项C错误;
D.6 cm,与结论不相符,选项D错误;
故选A.
10.A
【解析】
【详解】
在“验证力的平行四边形定则”实验中,需要用到的是弹簧测力计,故选A.
11.D
【解析】
【详解】
把磁场分解为与速度反方向和与速度垂直方向,据左手定则:磁感线穿入手心,四指指向电荷运动的相反,拇指指向洛伦兹力方向,可知,与速度反方向的磁场没有产生洛伦兹力力的作用,与速度垂直方向的磁场产生的洛伦兹力方向垂直纸面向内,故D正确,ABC错误.
12.C
【解析】
【详解】
A、a处电场线较密,则a处电场强度较大,由F=qE知,带电粒子在a处受力较大,则加速度比较大,电荷从a到b加速度减小.故A正确.
B、C、D、合力大致指向轨迹凹的一向,可知电场力方向向左,从a运动到b,电场力做负功,电势能增大,动能减小.所以带电粒子在a点的动能大于在b点的动能.在b点的电势能大于在a点的电势能.故BD正确,C错误.
本题选择不正确的,故选C.
13.C
【解析】
【分析】
解答本题关键应掌握:国际单位制中七个基本单位,力学中有三个:kg、s、m;
【详解】
力学中的基本物理量有三个,它们分别是长度、质量、时间,它们的单位分别为m、kg、s,
而m/s、N、m/s2是导出单位,不是基本单位,故C正确,ABD错误.
【点睛】
本题考查对力学国际单位制中基本单位的掌握程度,可结合基本物理量一起记忆.
14.B
【解析】
【详解】
将力F分解为两个相互垂直的分力,其中沿水平方向的分力大小为
故选B。
15.D
【解析】
【详解】
A.在空气中匀速下落的雨滴,动能不变,重力势能减小,故机械能减小,故A错误;
B.卡文迪许巧妙地利用扭秤实验测得了万有引力常量;故B错误;
C.由知,只要知道W和t就可求出时间t内的平均功率,而不是瞬时功率,故C错误;
D.实验探究匀速圆周运动向心力与质量、角速度和半径的关系时,采用了控制变量法,故D正确。
故选D。
16.A
【解析】
【详解】
当物体的运动时间t趋于0时,t时间内的平均速度可看成瞬时速度运用了极限法,选项A错误;在伽利略之前的学者们总是通过思辨性的论战决定谁是谁非,是他首先采用了以实验检验猜想和假设的科学方法,选项B正确;力学中将物体看成质点运用了理想化模型法,选项C正确;探究加速度与力和质量关系的实验运用了控制变量法,选项D正确;故选A.
17.C
【解析】
【详解】
由于一个物体仅在共点力作用下处于静止状态,可得
将的方向顺时针转过,根据力的平行四边形法则可得
ABD错误,C正确。
故选C。
18.D
【解析】
【分析】
【详解】
A.对整体分析,其加速度沿斜面向下
可将此加速度分解为水平方向和竖直方向,再隔离B分析可得
故B定会受到A对它水平向左的摩擦力,根据牛顿第三定律,可得物块A受到B的摩擦力水平向右,与速度方向夹角为锐角,故B对A的摩擦力做正功,故A错误;
B.从B的受力分析图可知,物体B有向上的位移,故支持力做正功,故B错误;
C.从B的受力分析图可知,重力、摩擦力都与速度的夹角为钝角,所以两个力所做的功都为负功,代数和不等于0,故C错误;
D.对整体分析,其加速度沿斜面向下,可将此加速度分解为水平方向和竖直方向,水平方向上的加速度为
竖直方向上的加速度
隔离对B分析,A对B的摩擦力
故D正确。
故选D。
19.D
【解析】
【详解】
距离改变之前,由库仑定律可得
当它们之间的距离增大为2r,而将它们所带的电荷量分别改变为16q和q时,则有
联立方程,可得
故选D。
20.B
【解析】
【详解】
根据安培定则可知,I1在正方形ABCD中心处产生的磁场强度B1方向向外,I2在正方形ABCD中心处产生的磁场强度B2方向向里,I3在正方形ABCD中心处产生的磁场强度B3方向向里,I4在正方形ABCD中心处产生的磁场强度B4方向向里,所以正方形ABCD处的磁场强度B=B2+B3+B4-B1,
A项:增大I1磁场强度B减小,故A错误;
B项:增大I2磁场强度B增大,故B正确;
C项:使I3反向磁场强度B=B2+B4-B1-B3,磁场强度减小,故C错误;
D项:使I4反向磁场强度B=B2+B3-B1-B4,磁场强度减小,故D错误.
21.C
【解析】
【分析】
解答此题的关键是看被研究的物体与所选的标准,即参照物之间的相对位置是否发生了改变,如果发生改变,则物体是运动的;如果未发生变化,则物体是静止的.
【详解】
A项:太阳从东方升起,从西方落下,指的是相对于地面而言,所以参照物是地球,故A正确;
B项:、“月亮在白云里穿行”是以白云为参考系,月亮相对于白云的位置发生了变化,故B正确;
C项:小小竹排江中游,是以江水为参考系;巍巍青山两岸走是以竹排为参考系的,它们选择了不同的参考系,故C错误;
D项:参考系的选择可以是相对于地面静止的物体,故D正确.
本题选错误的,故应选:C.
【点睛】
此题主要考查学生对参照物的选择、运动和静止的相对性的理解和掌握,研究同一物体的运动状态,如果选择不同的参照物,得出的结论可以不同,但都是正确的结论.
22. BC 0.271J (0.269-0.275之间) 0.270J(0.268-0.270之间) 存在阻力
【解析】
【分析】
【详解】
(1)错误的是①B改交流;错误的是② C改先通电再释放纸带
(2)重力势能减小量
点速度等于间的平均速度
同理,B点速度
动能增加量
(3)在该实验中,因为摩擦力、空气阻力等阻力的存在,重锤减小的重力势能总是稍稍大于重锤动能的增加量;若重锤减小的重力势能总是大于重锤动能的增加量,而且比较明显,就要考虑阻力太大的原因。在该实验过程的步骤中,没有检查打点计时器的两个限位孔是否在同一条竖直线上,导致摩擦力太大,应该是导致误差太大的主要原因。
23.(1)15m/s2(2)4.6
【解析】
【详解】
试题分析:(1)由两物体的运动过程,根据位移公式可求得加速度;(2)手柄静止后,铁锺向下减速运动,由运动学公式可求得加速度,再由牛顿第二定律可求得阻力及重力关系.
(1)由题意可知,两物体一起下落1.2m用时0.4s
由运动学公式得:
(2)手柄静止后,铁锺向下减速,初速度;
下落位移静止,由运动学公式得:加速度
由牛顿第二定律可得:
解得:
故
24.(1);(2);(3)45s
【解析】
【详解】
(1)汽车在正常路段恒定功率匀速行驶时速度最大,由平衡关系有
解得
(2)汽车在砂路上再次做匀速运动时,由平衡关系有
解得
(3)对汽车在砂路段运行过程,设运动时间为t1,由动能定理有
解得
汽车在正常路段减速的加速度大小
减速时间
则汽车从进入砂路到停在坡底的运动时间
25.(1)0.3;(2);(3)2m
【解析】
【详解】
(1)根据图像可知,A在小车上做减速运动,加速度的大小
若物体A的质量为与小车上表面间的动摩擦因数为,则
联立可得
(2)设小车B的质量为M,加速度大小为,根据牛顿第二定律
得
(3)设小车的最小长度为L,整个过程系统损失的动能,全部转化为内能
解得
L=2m
26. 0.02 垂直纸面向外
【解析】
【分析】
【详解】
[1]电流垂直于磁场方向放置,所以所受安培力
[2]根据左手定则,磁感线穿掌心,四指指电流方向,拇指指安培力方向,可知安培力方向垂直纸面向外。
27. 加速
【解析】
【分析】
带电粒子先在匀强电场中做匀加速直线运动,根据动能定理即可求出带电粒子经过电势差为U的平行金属板后速度.
【详解】
带电粒子先在匀强电场中做匀加速直线运动;根据动能定理可得:,解得:.
【点睛】
本题属于带电粒子在组合场中运动问题,电场中往往用动能求速度.
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