湖北省部分重点中学2021-2022-2021学年高二物理上学期联考试题 (2)

湖北省部分重点中学2020-2021学年高二物理上学期联考试题

考试时间：90分钟

一、单项选择题（本题共8小题，每小题4分，共32分）

1．某学生在体育场上抛出铅球，其运动轨迹如图所示。已知在B点时的速度与加速度相互垂直，则下列说法中正确的是（ ）

A．从A到D加速度与速度的夹角先减小后增大 B．D点的加速度比C点加速度大 C．从B到D重力的功率不变 D．D点的速率比C点的速率大

2.老式自行车结构图如图，大齿轮和小齿轮通过链条相连，小齿轮与后轮同轴，某同学用力踩脚蹬使自行车匀速行驶，该过程中，下列说法正确的是（ ）

A.后轮边缘线速度等于大齿轮边缘线速度 B.大齿轮边缘线速度大于小齿轮边缘线速度 C.后轮角速度等于小齿轮角速度 D.小齿轮角速度等于大齿轮角速度

3．如图所示为三颗卫星a、b、c绕地球做匀速圆周运动的示意图，其中b、c是地球同步卫星，a在半径为r的轨道上，此时a、b恰好相距最近，已知地球质量为M，半径为R，地球自转的角速度为，引力常量为G，则（ ）

A．卫星b加速一段时间后就可能追上卫星c B．卫星a的加速度比b的加速度小

2C．到卫星a和b下一次相距最近，还需经过时间t=GM

r3D．卫星a的周期大于24小时

4.如图所示，M．N为两个等量同种点电荷，在其连线的中垂线上的P点放一静止的点电荷q（负电荷），不计重力，下列说法中正确的是（ ）

A．点电荷在P点受力方向沿OP连线向上

B．点电荷运动到O点时加速度为零，O点的电势大于零 C．O点电场强度和电势都为0

1

可修改

D．点电荷在从P到O的过程中，加速度越来越大

5. 某静电场在x轴的电势φ的分布如图所示，x2处的电势为φ2，下列说法正确的有（ ） A．将电量为q的点电荷从x1移到x2，电场力做的功为q2 B．x1处的电场强度为零

C．负电荷从x1移到x2，电势能增大 D．负电荷从x1移到x2，受到的电场力减小

6．利用电动机通过如图所示的电路提升重物，已知电源电动势E6V，电源内阻r1Ω，电阻

R3Ω，重物质量m0.20kg，当将重物固定时，电压表的示数为5V，当重物不固定，且电动机最后

以稳定的速度匀速提升重物时，电压表的示数为5.5V，不计摩擦，g取10m/s2，下列说法正确的是（ ）

A．电动机内部线圈的电阻为1Ω

B．稳定匀速提升重物时，流过电动机的电流为2A C．重物匀速上升时的速度为1m/s

D．匀速提升重物时电动机消耗的电功率是2W

7.如图所示，固定斜面AO、BO与水平方向夹角均为45°，现由A点以某一初速度水平抛出一个小球(可视为质点)，小球恰能垂直于BO落在C点，则OA与OC的比值为( )

A．2 ∶1 B．2∶1 C．3∶1 D．4∶1

8.宇航员在某星球上为了探测其自转周期做了如下实验：在该星球两极点，用弹簧测力计测得质量为M的砝码所受重力为F，在赤道测得该砝码所受重力为F′.他还发现探测器绕该星球表面做匀速圆周运动的周期为T.假设该星球可视为质量分布均匀的球体，则其自转周期为( )

A．T

F′

F

B．T

F

F′ C．T

F

F－F′ D．T

F－F′

F

二、多选题（共4题，每题4分，共16分，选全对得4分，未选全得2分）

9. 如图所示，为某一点电荷所形成的一簇电场线，a、b、c三条虚线为三个带电粒子以相同的速度从

O点射入电场的运动轨迹，其中b虚线为一圆弧，AB＝BC，且三个粒子的电荷量大小相等，不计粒子重力

及相互作用力，则以下说法正确的是（ ）

A．a一定是正粒子的运动轨迹，b和c一定是负粒子的运动轨迹 B．由于AB＝BC，故UAB＝UBC

C．a对应的粒子的加速度越来越小，c对应的粒子的加速度越来

2

可修改

越大，b对应的粒子的加速度大小不变

D．c对应的粒子的速度在增大，电势能在减小

10．如图所示，两块较大的金属板A、B平行水平放置并与一电源相连，S闭合后，两板间有一质量为m、带电量为q的油滴恰好在P点处于静止状态。则下列说法正确的是（ ）

A．在S仍闭合的情况下，若将A板向下平移一小段位移，则油滴向下加速运动，G中有ba的电流 B．在S仍闭合的情况下，若将A板向右平移一小段位移，则油滴仍然静止，G中有ba的电流

C．若将S断开，且将A板向左平移一小段位移，P点电势升高 D．若将S断开，再将A板向下平移一小段位移，P点电势不变

11. 如图，平行金属板中带电质点P原处于静止状态，不考虑电流表和电压表对电路的影响，选地面的电势为零，当滑动变阻器R4的滑片向b端移动时，下列说法正确的是（ ）

A．小球带负电，且它的电势能增大 B．电流表读数减小 C．电源的效率变高

D．若电压表的示数变化量U ，通过R1的电流变化量

|U|rR1 I ，有

|I|12.如图所示，一绝缘轻弹簧的下端固定在斜面底端，上端连接一带正电的光滑滑块P，滑块所处的空间存在着沿斜面向上的匀强电场，滑块平衡时，弹簧恰好处于原长状态．现给滑块一沿斜面向下的初速度，滑块最低能运动到M点，在滑块从开始运动至到达最低点M的过程中，以下说法正确的是( )

A．滑块机械能的减少量等于滑块克服电场力所做的功 B．滑块电势能的增加量等于滑块重力势能的减少量 C．弹簧弹性势能的增加量等于滑块动能的减少量 D．滑块动能的变化量等于电场力和重力做功的代数和 三．实验题（共2题，7个空，每空2分，共14分）

13.某小组做合外力做功与动能变化的关系的实验，选用如下器材安装实验装置如图甲所示，轨道上安装了两个光电门A、B。实验步骤：

3

可修改

①调节两个光电门中心的距离记为L，测得小车及档光片的总质量为M；

②悬挂适当钩码，调节轨道的倾角，轻推小车，小车刚好拉着钩码能沿轨道向下匀速经过光电门 A、B，钩码的质量记为 m ；

③撤去钩码及细线，让小车仍沿轨道向下加速经过光电门 A、B，光电计时器记录小车通过 A、B的时间分别为△t1 和△t2；

④利用测得数据求得合外力做功与动能变化的关系。根据实验过程，滑轮摩擦力不计，回答以下问题 (1)图乙是用游标卡尺测挡光片的宽度 d，则 d =______mm。

(2)小车加速从A到B过程中合外力做的功W =________；小车动能的变化量的表达式

△Ek=____________（用测得的物理量的字母符号表示）。通过实验可得出：在误差允许的范围内合外力所做的功等于小车动能的增量。

14.某物理兴趣小组的同学要测定电源（由两节新干电池组成）的电动势和内阻，该同学根据实验室提供的实验器材设计了如图甲所示的原理图，其中定值电阻R0=1.8Ω。还有一毫安表，量程为40mA、内阻为rA=4Ω。

(1)因为所给毫安表的量程较小，需利用定值电阻R1将毫安表改装成量程为200mA的电流表，图甲的虚线框内为改装后的电流表，其中R1=_____________Ω。

4

可修改

(2)某次实验中电压表的示数如图丙所示，则此次实验中电压表的读数为_________V。

(3)现将实验中所测得的实验数据 V表的示数用U表示，mA的示数用I表示）描绘在如图乙所示的坐标纸上，并画出了U-I图像，根据图乙可知电源的电动势为2.98V，则可求得内阻为r=_________Ω（结果保留两位小数）。

(4)当电压表读数为2.30V时，由图乙可知I=30mA，此时电源的输出功率为_________W（结果保留两位小数）。

四、计算题：(共4个小题，共38分)

15（9分）汽车发动机的额定功率为P=30kW，汽车质量m=2.0×10kg，汽车在平直路面上保持额定功

2

率不变由静止开始加速行驶，阻力恒为车重的0.1倍，（g取10m/s）求： （1）汽车能达到的最大速度v0是多少?

（2）当汽车的速度为v1=10m/s时，加速度为多大?

（3）若经过t=30s，汽车速度恰好达到最大，求这段时间内汽车前进的距离s。

16（9分）热爱天文科学的某同学从网上得到一些关于月球和地球的信息，如下表中所示。 月球半径 月球表面处的重力加速度 3

R0 g0 R4 R0g6 g0地球和月球的半径之比 地球表面和月球表面的重力加速度之比 请根据表格中数据，（1）第一宇宙速度是近地卫星的环绕速度，求月球的第一宇宙速度； （2）求地球和月球的密度之比.

17（10分）如图所示，电子先在加速电场加速，然后在水平放置的平行金属板中偏转，最后打到竖直

5

可修改

放置的荧光屏上。加速电场的电压为U1，两水平放置的金属板的板长、板间距离均为d，荧光屏距两平行金属板右侧距离也为d。电子的质量为m、电荷量为e，从静止加速后从两平行金属板的中央穿过，打在荧光屏的中点O。不计重力。

（1）求电子进入两水平金属板间时的速度大小v0。

（2）若两金属板间加的偏转电压为U2，上极板带正电，电子会打在荧光屏上P，该点距O点距离为求此时U1和U2的比值；若使电子打在荧光屏上另一点Q，该点距O点距离为d，在只改变一个条件的情况下，请你提供一种能够实现的方案，并说明理由。

18（10分）一质量为m1＝1 kg，带电荷量为q＝＋0.5 C的小球以速度v0＝3 m/s，沿两正对带电平行金属板(板间电场可看成匀强电场)左侧某位置水平向右飞入，极板长0.6 m，两极板间距为0.5 m，不计空气阻力，小球飞离极板后恰好由A点沿切线落入竖直光滑圆弧轨道ABC，圆弧轨道ABC的形状为半径R<3 m的圆截去了左上角127°的圆弧，CB为其竖直直径，在过A点竖直线OO′的右边界空间存在竖直向下的匀强电场，电场强度为E＝10 V/m.(取g＝10 m/s2)求：

(1)求两极板间的电势差大小U；

(2)欲使小球在圆弧轨道运动时不脱离圆弧轨道，求半径R的取值应满足的条件．（结果可用分式表示）

d，2 6

可修改

湖北省部分重点中学联合考试物理试题答案

1-5 D C C B D 6-10 D C C CD BD 11-12 AD BC

22Md1113.(1) 7.35（2分） (2)mgL （2分） (3)（2分） 2t2t1214. （1)1.0 (或1） (2)2.60-2.62 (3)2.66（2.60-2.75） （4）0.39(每空2分） (3)由闭合电路欧姆定律得EU5IR0r 化简得UE-5R0rI

所以|k|5R0r 而kU2.982.2022.3 33I103510因此电源的内阻为r|k|R02.66 5(4)当电压表读数为U=2.30V时，由图乙可知I=30mA，此时电源的电流I5I0.15A 电源的输出功率为PUIIR00.39W 15.（9分）（每问3分）

由题可知，汽车所受阻力Ff=kmg=2×103N

2当牵引力F1=Ff时，汽车的速度达到最大v0P15m/s F1p=3000N v1(2)当汽车速度达到v1=10m/s时,汽车牵引力为F2=

由牛顿第二定律得 F2-Ff=ma 代入数据得a=0.5 m/s2 (3)对汽车前30s运用动能定理PtFfs

12mv 解得s=337.5m 27

可修改

16.（9分）（第1问4分，第2问5分）

GMmmv12(1)对于近地环绕的卫星：由向心力方程，…………① 2R0R0GMm0…………② R02对星球表面的物体，m0gmv12联解得v1g0R0 （或者用m0g）

R0GMm0…………② R02（2）在星球表面的物体：m0g密度公式：M4…………③ 体积公式：VR3…………④ v3联解得：gR033g0 比值 地 4RG月g0R2

8

可修改

2525

18 （10分）(1)10 V (2)3 m>R≥ m或R≤ m （第1问4分，第2问6分，两个范围各3分，没有

18633m边界不扣分）

(1)在A点，竖直分速度vy＝ v0tan 53°＝4 m/s

带电粒子在平行板中运动时间t＝＝0.2 s

Lv0

vy＝at，得a＝20 m/s2 又mg＋E′q＝ma UE′＝， 得U＝10 V

d(2)在A点速度vA＝

＝5 m/s

cos 53°

v0

①若小球不超过圆心等高处，则有 1225mvA≤(mg＋qE)Rcos 53° 得R≥ m 21825故3 m>R≥ m

18

1212

②若小球能到达最高点C，则有mvA＝(mg＋qE)R·(1＋cos 53°)＋mvC

22

vC225

在C点：mg＋Eq≤m 可得联立解得：R≤ m

R63

2525

故圆弧轨道半径R的取值条件为：3 m>R≥ m或R≤ m

1863

9