高二物理月考试题及答案广东揭阳市蓝城区白塔中学学年高二下第一次月考.docx
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高二物理月考试题及答案广东揭阳市蓝城区白塔中学学年高二下第一次月考
2013-2014学年广东省揭阳市蓝城区白塔中学高二(下)
第一次月考物理试卷
参考答案与试题解析
一、选择题
1.(3分)(2014秋•清远期末)如图,线圈两端与电阻相连构成闭合回路,在线圈上方有一竖直放置的条形磁铁,磁铁的S极朝下.在将磁铁的S极插入线圈的过程中( )
A.
线圈与磁铁相互吸引,通过电阻的感应电流的方向由a到b
B.
线圈与磁铁相互吸引,通过电阻的感应电流的方向由b到a
C.
线圈与磁铁相互排斥,通过电阻的感应电流的方向由a到b
D.
线圈与磁铁相互排斥,通过电阻的感应电流的方向由b到a
考点:
楞次定律.
分析:
当磁铁向下运动时,穿过线圈的磁通量变大,原磁场方向向下,所以感应磁场方向向上,根据右手螺旋定则判断感应电流的方向;根据楞次定律“来拒去留”可判断磁铁与线圈的相互作用.
解答:
解:
当磁铁S极向下运动时,穿过线圈的磁通量变大,原磁场方向向下,所以感应磁场方向向上,根据右手螺旋定则,拇指表示感应磁场的方向,四指弯曲的方向表示感应电流的方向,即通过电阻的电流方向为b→a.
根据楞次定律“来拒去留”可判断线圈对磁铁的作用是阻碍作用,故磁铁与线圈相互排斥.
综上所述:
线圈中感应电流的方向为电阻的电流方向为b→a,磁铁与线圈相互排斥.
故选:
D
点评:
楞次定律应用的题目我们一定会做,大胆的去找原磁场方向,磁通量的变化情况,应用楞次定律判断即可.
2.(3分)(2014春•揭阳校级月考)如图所示,小车开始静止于光滑的水平面上,一个小滑块由静止从小车上端高h处沿光滑圆弧面相对于小车向左滑动,滑块能到达左端的最大高度h′( )
A.
等于h
B.
小于h
C.
大于h
D.
停在中点与小车一起向左运动
考点:
动量守恒定律;机械能守恒定律.
专题:
动量定理应用专题.
分析:
小滑块和小车组成的系统在水平方向上动量守恒,根据动量守恒定律和能量守恒定律求出滑块能到达左端的最大高度.
解答:
解:
小滑块与小车组成的系统在水平方向上动量守恒,当滑块到达最高点时,竖直方向上的速度为零,水平方向与小车具有相同的速度.
根据动量守恒定律得:
0=(M+m)v,
解得:
v=0.
根据能量守恒定律得:
mgh=mgh′,
解得:
h′=h.故A正确,B、C、D错误.
故选:
A.
点评:
本题考查了动量守恒和能量守恒定律的综合,知道小球和小车组成的系统在水平方向上动量守恒,竖直方向上动量不守恒.
3.(3分)(2012•中山模拟)如图所示,长为a、宽为b的矩形线圈,电阻为r,处在磁感应强度为B的匀强磁场边缘,磁场方向垂直于纸面向外,线圈与磁感线垂直.用力F将线圈向右以速度v匀速拉出磁场的过程中( )
A.
线圈中感应电流大小为
B.
安培力做的功等于Fb
C.
线圈中感应电流方向为逆时针
D.
线圈所受安培力逐渐减小
考点:
导体切割磁感线时的感应电动势;安培力;楞次定律.
专题:
电磁感应与电路结合.
分析:
先根据公式E=BLv求出感应电动势的大小,再由欧姆定律求解感应电流的大小;线圈匀速拉出时,拉力等于安培力,拉力做功等于W=Fb;感应电流方向由楞次定律判断;安培力的大小由公式F=BIL分析.
解答:
解:
A、线圈产生的感应电动势的大小为E=Bbv,感应电流大小为I=
=
;故A错误.
B、线圈匀速拉出时,拉力等于安培力,则知安培力大小为F,由于安培力方向与F的方向相反,因而安培力做负功,所以安培力做的功为﹣Fa.故B错误.
C、线圈穿出磁场时磁通量减小,根据楞次定律可知:
线圈中感应电流方向为逆时针,故C正确.
D、线圈所受安培力大小为F安=BIb=
,可知安培力不变,故D错误.
故选:
C.
点评:
本题综合考查了电磁感应与电路的综合,关键要掌握切割产生的感应电动势公式、闭合电路欧姆定律、安培力大小公式等.
4.(3分)(2014春•揭阳校级月考)一个静止的质量为m′的原子核、由于不稳定,当它放射出一个质量为m,速度为v的粒子后,剩余部分获得的反冲速度大小为( )
A.
B.
C.
D.
考点:
动量守恒定律.
分析:
原子核衰变的过程可以认为系统动量守恒.
根据动量守恒定律列出等式解决问题.
解答:
解:
规定后质量为m的粒子的速度方向为正,根据动量守恒定律研究整个原子核:
0=mv+(m′﹣m)v′
得:
v′=﹣
即剩余部分获得的反冲速度大小为
,方向与规定正方向相反;
故选:
C.
点评:
一般情况下我们运用动量守恒解决问题时要规定正方向,
本题中速度中负号表示原子核剩余部分的速度方向与质量为m粒子速度方向相反.
5.(3分)(2014春•揭阳校级月考)(多选)木块a和b用一根轻弹簧连接起来,放在光滑水平面上,a紧靠在墙壁上,在b上施加向左的水平力使弹簧压缩,如图所示,当撤去外力后,下列说法中正确的是( )
A.
a尚未离开墙壁前,a、b和轻弹簧组成的系统动量守恒,机械能不守恒
B.
a尚未离开墙壁前,a、b和轻弹簧组成的系统动量不守恒,机械能守恒
C.
a离开墙壁后,a、b和轻弹簧组成的系统动量守恒,机械能守恒
D.
a离开墙壁后,a、b和轻弹簧组成的系统动量不守恒,机械能不守恒
考点:
动量守恒定律;机械能守恒定律.
专题:
动量定理应用专题.
分析:
判断系统动量是否守恒看系统所受的外力之和是否为零.当撤去外力F后,a尚未离开墙壁前,系统受到墙壁的作用力,系统所受的外力之和不为零.a离开墙壁后,系统所受的外力之和为0.
解答:
解:
当撤去外力F后,a尚未离开墙壁前,系统受到墙壁的作用力,系统所受的外力之和不为零.所以a、b和轻弹簧组成的系统的动量不守恒.
a离开墙壁后,系统所受的外力之和为0,所以a、b和轻弹簧组成的系统的动量守恒.
a离开墙壁后,a、b和轻弹簧组成的系统所受的外力之和为0,a、b的动能和弹簧的弹性势能之间相互转化,机械能守恒.
故BC正确、AD错误.
故选:
BC.
点评:
该题考查动量守恒的条件与机械能守恒的条件,解决本题的关键理解系统所受合外力为零时动量守恒,并能对实际的问题进行判断.此题属于基础题.
6.(3分)(2012•广州二模)如图所示,足够长的光滑金属导轨固定在竖直平面内,匀强磁场垂直导轨所在的平面.金属棒ab与导轨垂直且接触良好.ab由静止释放后( )
A.
速度一直增大
B.
加速度一直保持不变
C.
电流方向沿棒由a向b
D.
安培力的最大值与其重力等大
考点:
导体切割磁感线时的感应电动势;力的合成与分解的运用;牛顿第二定律.
专题:
电磁感应中的力学问题.
分析:
分析棒的受力情况,来确定其运动情况.金属棒受到重力和安培力作用,随着速度的增大,安培力逐渐增大,安培力先小于重力,后等于重力,速度先增大后不变,根据牛顿第二定律分析加速度如何变化.由右手定则判断感应电流方向.
解答:
解:
A、金属棒受到重力和安培力作用,随着速度的增大,安培力逐渐增大,安培力先小于重力,后等于重力,速度先增大后不变,A错误.
B、根据牛顿第二定律得知,加速度先减小后为零.故B错误.
C、由右手定则判断可知,感应电流方向沿棒由a向b.故C正确.
D、安培力随着速度的增大而增大,当速度最大时,安培力也最大,此时棒做匀速运动,安培力的最大值与其重力等大.故D正确.
故选CD
点评:
本题运用牛顿第二定律对棒进行动态分析,关键抓住安培力与速度成正比,分析合力如何变化.
7.(3分)(2011•广州模拟)如图,花样滑冰运动员所穿冰鞋的冰刀与冰面间的动摩擦因数是相同的,为表演一个动作,两人站在一起互推一把.推出后,质量大的运动员( )
A.
滑行时间长
B.
滑行时间短
C.
滑行距离短
D.
滑行距离远
考点:
动量守恒定律.
专题:
动量定理应用专题.
分析:
两个运动员互推的过程,两人的总动量守恒.推出后,根据动量定理分析时间关系,根据动能定理分析滑行距离的关系.
解答:
解:
A、B由于两人推手的过程,相互的作用力远大于摩擦力,摩擦力可忽略不计,两人组成的系统动量守恒.而推前总动量为零,可知,推出后,两人的动量大小相等,设推出后任一运动员的动量大小为P.
对于任意一个质量为m的人:
取速度方向为正方向.根据动量定理得:
﹣μmgt=0﹣P,则得:
t=
,可知t∝
,质量大的运动员滑行时间短.故A错误,B正确.
C、D对于任意一个人:
根据动能定理得:
﹣μmgs=0﹣
,则得:
s=
,可知s∝
,质量大的运动员滑行距离短.故C正确,D错误.
故选:
BC
点评:
涉及时间问题,优先考虑动量定理;涉及空间问题,优先考虑动能定理,都是常用的方法和思路,要熟练掌握.
8.(3分)(2014春•黄梅县校级期中)如图甲所示,在光滑水平面上的两个小球发生正碰,小球的质量分别为m1和m2,图乙为它们碰撞前后的x﹣t图象.已知m1=0.1kg.由此可以判断( )
A.
碰前m2静止,m1向右运动
B.
碰后m2和m1都向右运动
C.
由动量守恒可以算出m2=0.3kg
D.
碰撞过程中系统损失了0.4J的机械能
考点:
动量守恒定律;机械能守恒定律.
专题:
动量与动能定理或能的转化与守恒定律综合.
分析:
s﹣t(位移时间)图象的斜率等于速度,由数学知识求出碰撞前后两球的速度,分析碰撞前后两球的运动情况.根据动量守恒定律求解两球质量关系,由能量守恒定律求出碰撞过程中系统损失的机械能.
解答:
解:
A、由s﹣t(位移时间)图象的斜率得到,碰前m2的位移不随时间而变化,处于静止.m1向速度大小为v1=
=4m/s,方向只有向右才能与m2相撞.故A正确.
B、由图读出,碰后m2的速度为正方向,说明向右运动,m1的速度为负方向,说明向左运动.故B错误.
C、由图求出碰后m2和m1的速度分别为v2′=2m/s,v1′=﹣2m/s,根据动量守恒定律得,m1v1=m2v2′+m1v1′,代入解得,m2=0.3kg.故C正确.
D、碰撞过程中系统损失的机械能为△E=
,代入解得,△E=0.594J,故D错误.
故选:
AC.
点评:
本题首先考查读图能力,抓住位移图象的斜率等于速度是关键;其次要注意矢量的方向.
9.(3分)(2012春•广州期末)如图是某种正弦式交变电压的波形图,由图可确定该电压的( )
A.
周期是0.01s
B.
最大值是311V
C.
有效值是311V
D.
表达式为U=311sin100πt(V)
考点:
正弦式电流的图象和三角函数表达式;正弦式电流的最大值和有效值、周期和频率.
专题:
交流电专题.
分析:
根据图象可知交流电的最大值以及周期等物理量,然后进一步可求出其瞬时值的表达式以及有效值等.
解答:
解:
A、由图象知周期为0.02s,故A错误;
B、由图象知最大值为311V,故B正确;
C、电压的有效值为:
U=
=220V,故C错误;
D、由图象得周期是0.02s,所以ω=100πrad/s,瞬时值表达式为:
u=311sin100πtV,故D正确;
故选:
BD.
点评:
本题考查了有关交流电描述的基础知识,要根据交流电图象正确求解最大值、有效值、周期、频率、角速度等物理量,同时正确书写交流电的表达式.
二、填空题
10.(10分)(2013春•七里河区校级期中)某同学把两块大小不同的木块用细线连接,中间夹一被压缩的弹簧,如图所示,将这一系统至于光滑的水平桌面上,烧断细线,观察物体的运动情况,进行必要的测量,寻找物体间相互作用时的不变量.
(1)该同学还必须有的器材是 刻度尺 、 天平 ,铅锤,木板,白纸,复写纸,图钉,细线.
(2)需要直接测量的数据是 两木块的质量m1、m2 、 两木块落地点分别到桌子两侧边的水平距离s1、s2 .
(3)用所得数据表示不变量的关系式为 m1s1=m2s2 .
考点:
验证动量守恒定律.
专题:
实验题.
分析:
烧断细线后,两木块离开桌面做平抛运动,由于高度相等,则平抛的时间相等,水平位移与初速度成正比,把平抛的时间作为时间单位,木块的水平位移可替代平抛运动的初速度.将需要验证的关系速度用水平位移替代.
解答:
解:
木块离开桌面后做平抛运动,取右边木块的初速度方向为正方向,
设两木块质量和平抛初速度分别为:
m1、m2,v1、v2,
平抛运动的水平位移分别为s1、s2,平抛运动的时间为t.
需要验证的方程:
0=m1v1﹣m2v2,其中:
v1=
,v2=
,
代入得到m1s1=m2s2,故需要测量两木块的质量m1和m2,
两木块落地点到桌面边缘的水平距离s1,s2,需要的器材为刻度尺、天平.
故答案为:
(1)刻度尺、天平;
(2)两木块的质量m1、m2;两木块落地点分别到桌子两侧边的水平距离s1、s2;(3)m1s1=m2s2.
点评:
本题是运用等效思维方法,平抛时间相等,用水平位移代替初速度,这样将不便验证的方程变成容易验证.
11.(3分)(2013春•海曙区校级期末)如图所示,进行太空行走的宇航员A和B的质量分别为80kg和100kg,他们携手远离空间站,相对空间站的速度为0.1m/s.A将B向空间站方向轻推后,A的速度变为0.2m/s,此时B的速度大小为 0.02 m/s,方向为 远离空间站 (填“远离空间站”或“靠近空间站”).
考点:
动量守恒定律.
分析:
在两宇航员A和B互推过程中,两人组成的系统动量守恒,根据动量守恒定律列式求解.
解答:
解:
取远离空间站的方向为正方向,则A和B开始的速度为v0=0.1m/s远离空间站,推开后,A的速度vA=0.2m/s,此时B的速度为vB,
根据动量守恒定律有:
(mA+mB)v0=mAvA+mBvB
代入数据解得:
vB=
=
m/s=0.02m/s,
即B的速度方向沿远离空间站方向;
故答案为:
0.02m/s,远离空间站
点评:
本题以航天为背景,考查动量守恒定律,要注意选取正方向,用正负号表示速度的方向.
12.(2分)(2014春•揭阳校级月考)三个半径相同的弹性球,静止置于光滑水平面的同一直线上,顺序如图所示,已知mA=mB=1千克,当A以速度vA=10m/s向B运动,若B不再与A球相碰,C球的最大质量为 1 千克.
考点:
动量守恒定律.
专题:
动量定理应用专题.
分析:
A、B发生弹性碰撞,由于质量相等,交换速度.B、C碰撞过程,遵守动量守恒和机械能守恒,要使B不再与A球相碰,B、C碰后,B的速度方向不能向左,根据两大守恒列式分析求解.
解答:
解:
由题意,A、B发生弹性碰撞,由于质量相等,交换速度,则vB=vA=10m/s.
取向右方向为正方向,对于B、C碰撞过程,根据动量守恒和机械能守恒得
mBvB=mBvB′+mCvC′
=
+
解得,vB′=
要使B不再与A球相碰,必须有vB′≥0,则得mC≤mB=1kg,即B的最大质量为1kg
故答案为:
1
点评:
本题关键要掌握弹性碰撞的基本规律:
动量守恒和机械能守恒,质量相等的两球弹性碰撞时交换速度.
13.(3分)(2013春•七里河区校级期末)如图所示,气球质量为100kg,下连一质量不计的长绳,质量为50kg的人抓住绳子与气球一起静止在20m高处,若此人要沿着绳子安全下滑着地,求绳子至少有 30 m长.
考点:
动量守恒定律.
专题:
动量定理应用专题.
分析:
人和气球动量守恒,当人不动时,气球也不动;当人向下运动时,气球向上运动,且变化情况一致,即加速均加速,减速均减速,匀速均匀速.根据动量守恒列出等式求解.
解答:
解:
设人的速度v1,气球的速度v2,规定向下为正方向,根据人和气球动量守恒得:
则m1v1﹣m2v2=0
由于人和气球时间相同,设人运动的位移大小是s1,气球运动的位移大小是s2,
所以m1s1=m2s2
人抓住绳子与气球一起静止在20m高处,
此人要沿着绳子安全下滑着地,人要下滑20m,即s1=20m
气球上升s2=
×20=10m,
所以气球和人运动的路程之和为30m,即绳子至少有30m长.
故答案为:
30.
点评:
本题为动量守恒定律的应用,属于人船模型的类别,关键要找出人和气球的速度关系和绳子长度与运动路程的关系.
三、解答题
14.(10分)(2013春•汕头期末)如图,光滑金属直轨道MN和PQ固定在同一水平面内,MN、PQ平行且足够长,轨道的宽L=0.5m.轨道左端接R=0.4Ω的电阻.轨道处于磁感应强度大小B=0.4T,方向竖直向下的匀强磁场中.导体棒ab在沿着轨道方向向右的力F=1.0N作用下,由静止开始运动,导体棒与轨道始终接触良好并且相互垂直,导体棒的电阻r=0.1Ω,轨道电阻不计.求:
(1)导体棒的速度v=5.0m/s时,导体棒受到安培力的大小F安.
(2)导体棒能达到的最大速度大小vm.
考点:
导体切割磁感线时的感应电动势;闭合电路的欧姆定律;安培力;电磁感应中的能量转化.
专题:
电磁感应——功能问题.
分析:
(1)由题已知速度大小v,由E=BLv求出感应电动势大小,再由闭合电路欧姆定律可求出通过电阻的电流大小;根据安培力公式可求出其大小.
(2)在水平方向上,导线受到拉力和安培力,当二力平衡时达到最大速度.
解答:
解:
(1)由法拉第电磁感应定律有:
E=BLv①
由闭合电路欧姆定律有:
I=
②
由安培力公式有:
F安=ILB③
联立①②③并代入数据解得:
F安=0.4N
(2)设导体棒达到最大速度vm时,产生的电动势为E1,通过导体棒电流为I1,
根据受力平衡有:
I1LB=F④
由法拉第电磁感应定律有:
E1=BLvm⑤
由闭合电路欧姆定律有:
I1=
⑥
联立④⑤⑥并代入数据解得:
Vm=12.5m/s
答:
(1)导体棒的速度v=5.0m/s时,导体棒受到安培力的大小0.4N.
(2)导体棒能达到的最大速度大小12.5m/s.
点评:
本题是导体在导轨上运动类型,根据法拉第电磁感应定律、闭合电路欧姆定律、安培力公式结合研究.
15.(2012春•中山期末)一辆小车在光滑的水平面上以1m/s的速度向右运动,小车的质量为M=100kg,如图所示.一质量为m=50kg的人从小车的右端迎面跳上小车,接触小车前瞬间人的水平速度大小为5.6m/s.求:
(1)人跳上小车后,人和小车共同运动速度的大小和方向;
(2)人再以5.6m/s的水平速度向右跳离小车,小车的速度大小和方向.
考点:
动量守恒定律.
专题:
动量定理应用专题.
分析:
人跳上小车的过程中,人和车系统动量守恒,根据动量守恒定律求解共同速度;对小车运动动能定理列式求解人跳上小车的过程中人对小车做的功.
解答:
解:
(1)设人的速度为v1,小车的速度为v2,取水平向左为正方向,
由动量守恒定律得:
mv1﹣Mv2=(M+m)v,代入数据解得:
v=1.2m/s,方向水平向左;
(2)设人向右跳车的速度为v3,小车最后的速度为v4,取水平向左为正方向,
由动量守恒定律得:
(M+m)v=﹣mv3+Mv4,即:
(100+50)×1.2=﹣50×5.6+100v4,
解得:
v4=4.6m/s,方向:
水平向左;
答:
(1)人跳上小车后,人和小车共同运动速度的大小为1.2m/s,方向水平向左;
(2)人再以5.6m/s的水平速度向右跳离小车,小车的速度大小为4.6m/s,方向水平向左.
点评:
根据动量守恒定律的条件首先判断出人与小车组成的系统的动量守恒定律是解题的关键.
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