福建省建瓯市第二中学2020届高三上学期月考物理试题

建瓯二中2020届高三上学期第二次月考物理试题

一、选择题

1.比值定义法，就是在定义一个物理量的时候采取比值的形式定义．用比值法定义的物理概念在物理学中占有相当大的比例．下列不属于比值定义法的是（    ）

A.  B.  C.  D.

【答案】D

【解析】

【详解】A、在电场中，某点电荷的电势能跟它所带的电荷量之比，叫做这点的电势，采用的是比值定义法，故A不符合题意；

B、放入电场中某一点的电荷受到的电场力F跟它的电量q的比值叫做该点的电场强度，采用的是比值定义法，故B不符合题意；

C、电容器所带电量Q与电容器两极间的电压U的比值，叫电容器的电容，采用的是比值定义法，故C不符合题意；

D、把单位时间里通过导体任一横截面的电量叫做电流强度，所以采用的是比值定义法，而不属于比值定义法，故D符合题意；

故选D．

2.如图所示的四种电场中，分别标记有a、b两点．其中a、b两点的电势相等，电场强度大小相等、方向也相同的是(      )

A. 甲图：点电荷的电场中，与点电荷等距的a、b两点

B. 乙图：等量异种电荷电场中，两电荷连线的中垂线上与连线等距的a、b两点

C. 丙图：点电荷的电场中，与点电荷成一直线的a、b两点

D. 丁图：匀强电场中a、b两点

【答案】B

【解析】

【详解】A、甲图中两点电场线方向不同，故电场强度的方向不同；故A错误.

B、ab两点方向均向水平向左，且两电荷中垂线为等势面，故电势相等，因两点关于连线对称，故电场强度相等；故B正确.

C、a、b两点电场方向相同，a点电势大于b点电势，两点的场强大小不等；故C错误.

D、a、b两点不在同一等势面上，故电势不相等；故D错误.

故选B.

【点睛】本题考查对电场线的认识，由电场线我们应能找出电场的方向、场强的大小及电势的高低.

3.“天宫一号”在其设计寿命结束后，将在指令控制下坠落地球．已知天宫一号的运行轨道高度在与飞船交会对接时大约距离大气层340km；无人期间则会适当调高，约370km．则下列判断中正确的是

A. 天宫一号在对接高度处的运行速度比无人期间的轨道上的运行速度大

B. 天宫一号的运行速度大于7.9km/s，小于11.2km/s

C. 航天员在天宫一号内处于不受地球万有引力的状态

D. 天宫一号坠落地球的过程中机械能不断减少，速度也会越来越小

【答案】A

【解析】

【详解】A.根据万有引力提供向心力得

，

所以：

，

已知天宫一号的运行轨道高度在与飞船交会对接时大约距离大气层340km；无人期间则会适当调高，约370km。所以天宫一号在对接高度处的运行速度比无人期间的轨道上的运行速度大，故A正确；

B.第一宇宙速度为最大环绕速度，天宫一号的线速度一定小于第一宇宙速度。故B错误；

C.航天员在天宫一号中处于失重状态，失重状态说明航天员对悬绳或水平支持物体的压力为0，而地球对它的万有引力提供它随天宫一号围绕地球做圆周运动的向心力，故C错误;

D.天宫一号坠落地球的过程中受摩擦阻力作用，机械能不断减少，速度增大，故D错误；

4.如图所示，两个等量正点电荷位于x轴上，相对原点对称分布，下面能够正确描述电势φ和场强E随位置x变化规律的图是

A.  B.

C.  D.

【答案】B

【解析】

【详解】解：两个等量正点电荷的电场线如下图，

两个等量正点电荷，根据场强的叠加，知两正电荷的中点场强为零，周围的电场线是排斥状的，靠近电荷处场强比较强，由图可知电场强度的方向；

两个等量正点电荷的连线的中点处的电势不为零，而从两正电荷向两边无穷远处，电势逐渐降低，直到为零；故ACD错误；B正确；

5.如图所示，平行板电容器与电动势为E的直流电源（内阻不计）连接，下极板接地，静电计所带电量很少，可被忽略．一带负电油滴被固定于电容器中的P点．现将平行板电容器的下极板竖直向下移动一小段距离，则说法不正确的是（ ）

A. 平行板电容器的电容值将变小

B. 静电计指针张角变小

C. 带电油滴的电势能将减少

D. 若先将上极板与电源正极的导线断开再将下极板向下移动一小段距离，则带电油滴所受电场力不变

【答案】B

【解析】

【详解】A．根据知，d增大，则电容减小，故A正确，不符合题意；

B．静电计测量的是电容器两端的电势差，因为电容器始终与电源相连，则两极板间电势差不变，所以静电计指针张角不变，故B错误，符合题意；

C．电势差不变，d增大，则电场强度减小，故P点与上极板的电势差减小，则P点的电势升高，因油滴带负电，可知带电油滴的电势能将减小，故C正确，不符合题意；

D．电容器与电源断开，则电荷量不变，d改变，根据，知电场强度不变，则油滴所受电场力不变，故D正确，不符合题意．

6.在地面上以初速度v0竖直向上抛出一小球，经过2t0时间小球落回抛出点，其速率为v1，已知小球在空中运动时所受空气阻力与小球运动的速率成正比，则小球在空中运动时速率随时间的变化规律可能是

A.  B.

C.  D.

【答案】A

【解析】

【详解】小球上升过程中，由牛顿第二定律

故随速度的减小，加速度逐渐减小，v-t线切线的斜率逐渐减小；当物体下降过程中，由牛顿第二定律

则随速度逐渐增大，加速度逐渐减小，v-t线切线的斜率逐渐减小；由于有阻力作用，故回到地面的速度将小于初速度v0

A.A项图与上述分析结论相符，故A正确；

B.B项图与上述分析结论不相符，故B错误；

C.C项图与上述分析结论不相符，故C错误；

D.D项图与上述分析结论不相符，故D错误；

7.将小球以某一初速度从A点水平向左抛出，运动轨迹如图所示，B为轨迹上的一点．改变抛出点位置，为使小球仍沿原方向经过B点，不计空气阻力，以下做法可能实现的是

A. 在A点左侧等高处以较小的初速度水平抛出小球

B. 在A点右侧等高处以较大的初速度水平抛出小球

C. 在A、B两点间轨迹上某点沿切线向左下方抛出小球

D. 在A、B两点间轨迹上某点以较小的初速度水平向左抛出小球

【答案】C

【解析】

【详解】根据平抛运动的推论，速度反向延长线过水平位移的中点，如图：

AB.在与A等高处释放，无论左侧还是右侧，只要经过B点，则不满足平抛运动的推论，AB错误．

C.当在A、B两点间轨迹上某点沿切线向左下方抛出小球，小球速度等于原小球经过该点速度，则小球轨迹重合，小球能够沿原方向经过B点，C正确．

D.在A、B两点间轨迹上某点以较小的初速度水平向左抛出小球，根据几何关系可知：如果沿原方向经过B点，小球速度反向延长线不能过水平位移中点，D错误．

8.小球从高处下落到竖直放置的轻弹簧上，刚接触轻弹簧的瞬间速度是5m/s，接触弹簧后小球速度v和弹簧缩短的长度Δx之间关系如图所示，其中A为曲线的最高点．已知该小球重为2N，弹簧在受到撞击至压缩到最短的过程中始终发生弹性形变．在小球向下压缩弹簧的全过程中，下列说法不正确的是

A. 小球的动能先变大后变小

B. 小球速度最大时受到的弹力为2N

C. 小球的机械能先增大后减小

D. 小球受到的最大弹力为12.2N

【答案】C

【解析】

【详解】A.由图可知，小球的速度先增加后减小，故小球的动能先增大后减小，故A正确，不符合题意；

B.小球下落时，当重力与弹簧弹力平衡时小球的速度最大，据此有：小球受到的弹力大小与小球的重力大小平衡，故此时小球受到的弹力为2N，所以B正确，不符合题意；

C.在小球下落过程中至弹簧压缩最短时，只有重力和弹簧弹力做功，故小球与弹簧组成的系统机械能守恒，在压缩弹簧的过程中弹簧的弹性势能增加，故小球的机械能减小，故C错误，符合题意；

D.小球速度最大时，小球的弹力为2N，此时小球的形变量为0.1m，故可得弹簧的劲度系数

，

故弹簧弹力最大时形变量最大，根据胡克定律知，小球受到的最大弹力为

；

故D正确，不符合题意；

9.物体b在力F作用下将物体a压向光滑的竖直墙壁，a始终处于静止状态．如图所示，当F逐渐增大时下列说法中正确的是(　　)

A. a受的摩擦力有两个

B. a与b间的摩擦力大小随F的增大而增大

C. a受的摩擦力大小不随F的增大而变化

D. b相对a的运动趋势方向竖直向下

【答案】C

【解析】

与a接触的面有两个，墙与a接触面，但墙壁光滑，不存在摩擦力，a与b接触面，存在摩擦力，所以a受到的摩擦力只有一个，方向竖直向上，由于a处于静止，所以a受到的重力和摩擦力是一对平衡，故a与b间的摩擦力大小等于重力与F无关，故AB错误C正确；如果b与a接触面光滑，则a相对b向下滑动，所以b相对a有向上运动的趋势，D错误；

【点睛】判断摩擦力存在与否的两个条件，一是接触面是否光滑和有弹力，二是两者是否具有相对运动或者相对运动趋势，在判断摩擦力大小变化时，需要注意是静摩擦力还是滑动摩擦力，静摩擦力可以根据共点力平衡条件分析，与接触面间的压力无关

10.如图，一带电液滴在重力场和水平方向匀强电场的作用下，从静止开始由b沿直线运动到d，且bd与竖直方向所夹的锐角为45°，则下列结论正确的是（   ）

A. 此液滴带负电 B. 液滴的加速度等于

C. 合外力对液滴做的总功等于零 D. 液滴的电势能增加

【答案】AB

【解析】

【详解】A.据题带电液滴沿直线b运动到d，带电液滴所受重力与电场力的合力一定与其运动方向在同一直线上，对液滴进行受力分析，其受力情况如图所示，则电场力方向一定水平向右，与场强方向相反，所以该液滴带负电。故A正确；

B.由图可得物体所受合力

，

故物体的加速度

，

故B正确；

C.由于液滴从静止开始做加速运动，故合力的方向与运动的方向相同，故合外力对物体做正功，故C错误；

D.由于电场力所做的功

，

故电场力对液滴做正功，故液滴的电势能减小，故D错误；

11.在光滑绝缘水平面的P点正上方O点固定了一电荷量为＋Q的正点电荷，在水平面上的N点，由静止释放质量为m、电荷量为－q的负检验电荷，该检验电荷经过P点时速度为v，图中θ＝60°，规定电场中P点的电势为零，则在＋Q形成的电场中(  )

A. N点电势高于P点电势

B. N点电势为

C. 检验电荷在N点具有的电势能为

D. P点电场强度大小是N点的2倍

【答案】BC

【解析】

【详解】A．根据顺着电场线方向电势降低可知，M点的电势高于N点的电势，而M、P两点的电势相等，则N点电势低于P点电势。故A错误。

B．根据动能定理得：检验电荷由N到P的过程：

由题，P点的电势为零，即φP=0，解得，N点的电势

故B正确。

C．检验电荷在N点具有的电势能为

故C正确。

D．P点电场强度大小是

N点电场强度大小是

则

故D错误。

12.有一静电场，其电势随x坐标的改变而改变，变化的图线如图所示．若将一带负电的粒子(重力不计)从坐标原点O由静止释放，电场中P、Q两点的横坐标分别为1 mm、4 mm.则下列说法正确的是(  )

A. 粒子将沿x轴正方向一直向前运动

B. 粒子经过P点与Q点时，电场力做功功率相等

C. 粒子经过P点与Q点时，动能相等

D. 粒子经过P点与Q点时，加速度满足aP＝2aQ

【答案】CD

【解析】

【详解】A.根据顺着电场线方向电势降低，可知，0−2mm内，电场沿x轴负方向，粒子所受的电场力方向沿x轴正方向，做加速直线运动；在2−6mm内电场沿x轴正方向，粒子所受的电场力方向沿x负方向，做减速运动，6mm处粒子的速度为零；同理可知，然后粒子向左先做加速运动后做减速运动。即在0−6mm间做往复运动。故A错误；

B.φ−x图象的斜率大小等于场强E，则知P点的场强大于Q点的场强，则粒子在P点所受的电场力大于在Q点所受的电场力，由

知粒子在P点时电场力做功的功率大于在Q点电场力做功的功率。故B错误；

C.粒子经过P点与Q点时，电势相等，则其电势能相等，由能量守恒知动能相等。故C正确；

D.φ−x图象的斜率大小等于场强E，则知P点的场强为：

，

Q点的场强为：

，

则粒子在P点加速度与Q点的加速度为：

，

故D正确；

二、实验题探究题

13.在做“验证力的平行四边形定则”实验时，橡皮条的一端固定在木板上，用两个弹簧测力计把橡皮条的另一端拉到某一确定的O点，以下操作正确的(  )

A. 同一次实验过程中，O点位置允许变动

B. 实验中，弹簧测力计必须保持与木板平行，读数时视线要正对弹簧测力计的刻度

C. 实验中，先将其中一个弹簧测力计沿某一方向拉到最大量程，然后只需调节另一个弹簧测力计拉力的大小和方向，把橡皮条另一端拉到O点

D. 实验中，把橡皮条的另一端拉到O点时，两个弹簧测力计之间的夹角应取90°，以便于算出合力的大小

【答案】B

【解析】

【详解】A、为了使两次拉橡皮筋效果相同，要求两次要将O点拉到同一位置，A错误；

B、实验中为了减小误差，弹簧秤必须保持与木板平行，读数时为了减小误差，要求视线要正对弹簧秤刻度，B正确；

C、实验中，弹簧的读数大小适当，便于做平行四边形即可，并非要求一定达到最大量程，C错误；

D、实验过程中两弹簧的夹角要适当，并非要求达到90°，非特殊角度也可，D错误．

【点睛】实验中的具体步骤要本着简单易行，便于操作，有利于减小误差进行，所有操作步骤的设计都是以实验原理和实验目的为中心展开．

14.某实验小组器材有：光电门、数字计时器、刻度尺、游标卡尺和有遮光条的小物块．用如图所示的实验装置测量小物块与粗糙水平面之间的动摩擦因数μ．曲面AB固定在水平面上，其与水平面相切于B点，P为接有数字计时器的光电门，实验时将带有遮光条的小物块m从曲面AB上某点自由释放，小物块通过光电门P后停在水平面上的C点．已知当地重力加速度为g．为了测量动摩擦因数，用游标卡尺测出较窄遮光条宽度d和数字计时器测量的遮光时间t，还需要测量的物理量及其符号是______，动摩擦因数μ= ______(利用测量的量表示)．

【答案】    (1). P点与C点之间的水平距离s    (2).

【解析】

【详解】[1][2]物块通过光电门时的速度

，

然后物块在水平面上做匀减速直线运动，由动能定理得：

，

解得：

，

由此可知，要测动摩擦因数，除d与t外，还需要测量光电门与C点间的距离s．

15.用游标卡尺测得某材料的长度如图甲所示，示数为L=______mm；用螺旋测微器测得该材料的直径如图乙所示，示数为D=______mm．

【答案】50.85　4.702(4.701～4.703均可)

【解析】

【详解】游标卡尺读数L=1cm+0.05mm×10=1.050cm；

螺旋测微器读数D=1mm×0.01mm×2.5=1.025mm.

16.一个电流表G的内阻，满偏电流为，其满偏电压为_____．现要把它改装成量程为15V的电压表，需串联的分压电阻为_____，刻度对应的电压值为_____．

【答案】    (1).     (2). 29k    (3).

【解析】

【详解】一个电流表G的内阻，满偏电流为，其满偏电压为．现要把它改装成量程为15V的电压表，需串联的分压电阻为，刻度对应的电压值为1.5V．

三、计算题

17.跳伞员常常采用“加速自由降落”（即AFF）的方法跳伞．如果一个质量为50kg的运动员在3658m的高度从悬停的直升飞机跳出，降落40s时速度达到50m/s，然后打开降落伞，减速下降，安全着陆．假设加速下落过程为匀加速直线运动，g取10 m/s2．求：

（1）加速下落过程空气对跳伞员的平均阻力的大小f．

（2）跳伞员离地面高度多少时打开降落伞？

【答案】（1）f=437.5N（2）H=2658m

【解析】

【详解】（1）加速下落过程中的加速度，

根据牛顿第二定律得，，

解得．

（2）加速降落的位移为h，．

开伞时的高度为H，H=H0-h=3658-1000m=2658m．

18.如图所示，A、B为两块平行金属板，A板带正电荷、B板带负电荷．两板之间存在着匀强电场，两板间距为d、电势差为U，在B板上开有两个间距为L的小孔．C、D为两块同心半圆形金属板，圆心都在贴近B板的O′处，C带正电、D带负电．两板间的距离很近，两板末端的中心线正对着B板上的小孔，两板间的电场强度可认为大小处处相等，方向都指向O′.半圆形金属板两端与B板的间隙可忽略不计．现从正对B板小孔紧靠A板的O处由静止释放一个质量为m、电荷量为q的带正电的微粒(微粒的重力不计)，问：

(1)微粒穿过B板小孔时的速度多大？

(2)为了使微粒能在C、D板间运动而不碰板，C、D板间的电场强度大小应满足什么条件？

(3)从释放微粒开始，经过多长时间微粒通过半圆形金属板间的最低点P点？

【答案】(1)  (2)  (3)

【解析】

试题分析：（1）设微粒穿过B板小孔时的速度为v，根据动能定理，有qU＝mv2，

解得.

（2）微粒进入半圆形金属板后，电场力提供向心力，有，

半径R＝，

联立得.

（3）微粒从释放开始经t1射入B板的小孔，，

则，

设微粒在半圆形金属板间运动经过t2第一次到达最低点P点，则，

所以从释放微粒开始，经过微粒第一次到达P点；根据运动的对称性，易知再经过2(t1＋t2)微粒再一次经过P点……

所以经过时间，(k＝0，1，2，…)微粒经过P点．

考点：带电粒子在电场中的运动

【名师点睛】此题是带电粒子在电场中的运动问题；了解研究对象的运动过程是解决问题的前提，根据题目已知条件和求解的物理量选择物理规律解决问题．圆周运动问题的解决析关键要通过受力分析找出向心力的来源.

19.如图所示,ABCD竖直放置的光滑绝缘细管道,其中AB部分是半径为R的1/4圆弧形管道,BCD部分是固定的水平管道,两部分管道恰好相切于B.水平面内的M、N、B三点连线构成边长为L等边三角形,MN连线过C点且垂直于BCD.两个带等量异种电荷的点电荷分别固定在M、N两点,电荷量分别为+Q和-Q.现把质量为m、电荷量为+q的小球(小球直径略小于管道内径,小球可视为点电荷),由管道的A处静止释放,已知静电力常量为k,重力加速度为g.求:

(1)小球运动到B处时受到电场力的大小;

(2)小球运动到C处时的速度大小;

(3)小球运动到圆弧最低点B处时,小球对管道压力的大小.

【答案】（1）   （2）    （3）

【解析】

【详解】（1）设小球在圆弧形管道最低点B处分别受到+Q和-Q库仑力分别为F1和F2．则①

小球沿水平方向受到电场力为F1和F2的合力F，由平行四边形定则得F=2F1cos60° ②

联立①②得③

（2）管道所在的竖直平面是+Q和-Q形成的合电场的一个等势面，小球在管道中运动时，小球受到的电场力和管道对它的弹力都不做功，只有重力对小球做功，小球的机械能守恒，有mgR＝mvC2−0 ④

解得⑤

（3）设在B点管道对小球沿竖直方向的压力的分力为NBy，在竖直方向对小球应用牛顿第二定律得⑥

vB=vC ⑦

联立⑤⑥⑦解得NBy=3mg⑧

设在B点管道对小球在水平方向的压力的分力为NBx，则⑨

圆弧形管道最低点B处对小球的压力大小为．⑩

由牛顿第三定律可得小球对圆弧管道最低点B的压力大小为