北京市西城区第四十三中学2020﹣2021学年高二物理上学期12月月考试题₍含解析₎

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1、北京市西城区第四十三中学2020-2021学年高二物理上学期12月月考试题（含解析）第一部分 选择题（共60分）一、单项选择题（本题共20小题。在每小题给出的四个选项中，只有一个选项是符合题意的。每小题3分，共60分）1. 如图所示，小磁针正上方的直导线与小磁针平行，当导线中有电流时，小磁针会发生偏转。首先观察到这个实验现象的物理学家是（）A. 伽利略B. 开普勒C. 牛顿D. 奥斯特【答案】D【解析】【详解】当导线中有电流时，小磁针会发生偏转，说明电流将产生能产生磁场，这种现象称为电流的磁效应，首先是由丹麦物理学家奥斯特观察到这个实验现象故选D。2. 如图所示，当导线中通有电流时，小磁针发生

2、偏转这个实验说明了A. 通电导线周围存在磁场B. 通电导线周围存在电场C. 电流通过导线时产生焦耳热D. 电流越大，产生的磁场越强【答案】A【解析】当导线中通有电流时，小磁针发生偏转，这个实验说明了通电导线周围存在磁场，故选A.3. 若导线中通入向左的电流，那么小磁针N极的偏转方向为（）A. 竖直向上B. 竖直向下C. 垂直纸面向里D. 垂直纸面向外【答案】D【解析】【详解】若导线中通入向左的电流，根据安培定则可知，直导线下方的磁场垂直纸面向外，可知小磁针的偏转方向为垂直纸面向外。故选D。4. 图为苹果自由下落时频闪照片的效果图，第一次闪光时苹果位于O点，第二、第三、第四次闪光时苹果分别位于A

3、、B、C三点。已知，频闪仪的闪光周期为T。描述苹果运动和能量的下列物理量中，属于矢量的是（）A. 路程B. 时间C. 重力势能D. 加速度【答案】D【解析】【详解】A路程是只有大小没有方向的标量，故A错误；B时间是只有大小没有方向的标量，故B错误；C重力势能是只有大小没有方向的标量，故C错误；D加速度是有大小又有方向的矢量，故D正确。故选D。5. 图为苹果自由下落时频闪照片的效果图，第一次闪光时苹果位于O点，第二、第三、第四次闪光时苹果分别位于A、B、C三点。已知，频闪仪的闪光周期为T。由图可知，则苹果自由下落的动能（）A. 越来越大B. 保持不变C. 越来越小D. 先变小后变大【答案】A【解

4、析】【详解】由图可知，相等时间内苹果下落的距离逐渐变大，可知速度逐渐变大，苹果的动能逐渐变大。故选A。6. 如图，苹果自由下落时频闪照片的效果图，第一次闪光时苹果位于O点，第二、第三、第四次闪光时苹果分别位于A、B、C三点。已知AB=x2，OA=x1，BC=x3，频闪仪的闪光周期为T。进一步研究可知，苹果在自由下落过程中加速度保持不变。从受力的角度分析，这是因为苹果所受的合力（）A. 越来越大B. 保持不变C. 越来越小D. 先变小后变大【答案】B【解析】【详解】由题知，苹果在自由下落过程中加速度保持不变，根据牛顿第二定律可知，这是因为苹果所受的合力保持不变。故ACD错误，B正确；故选B。7.

5、 图为苹果自由下落时频闪照片的效果图，第一次闪光时苹果位于O点，第二、第三、第四次闪光时苹果分别位于A、B、C三点。已知，频闪仪的闪光周期为T。我们还可以从能量的角度分析苹果的自由下落过程，关于苹果的动能和重力势能，下列说法正确的是（）A. 动能保持不变B. 动能越来越大C. 重力势能保持不变D. 重力势能越来越大【答案】B【解析】【详解】AB因为，闪光周期为T相同，故，则苹果的动能越来越大，A错误，B正确；CD因为苹果是从高处下落的，故高度一直在减小，故重力势能一直在减小，故CD错误；故选B。8. 小明陪妈妈去超市购物，他在从一层到二层的过程中，站立在自动人行道上，并随自动人行道做匀速运动。

6、自动人行道为如图甲所示的坡面平整的斜面，从侧面看可简化为如图乙所示的示意图。若该超市一层和二层之间自动人行道的高度h为10m，=小明测得他从一层到二层所用的时间约为40s，则自动人行道运行速度的大小约为（）A. 0.25m/sB. 2m/sC. 0.2m/sD. 0.5m/s【答案】D【解析】【详解】超市一层和二层之间的距离为自动人行道做匀速运动，由速度公式可得其速度大小为故选D。9. 小明陪妈妈去超市购物，他在从一层到二层的过程中，站立在自动人行道上，并随 自动人行道做匀速运动。自动人行道为如图所示的坡面平整的斜面，从侧面看可简化为如图所示的示意图。在小明随自动人行道做匀速运动的过程中，关于

7、他的受力情况，下列说法正确的是（）A. 只受重力B. 只受重力和支持力C. 只受重力和摩擦力D. 受重力、支持力和摩擦力【答案】D【解析】【详解】人随自动人行道做匀速运动，受力平衡，合力为零，可知，小明受到重力、垂直接触面的弹力，沿斜面向上的摩擦力，D正确，ABC错误。故选D。10. 小明陪妈妈去超市购物，他在从一层到二层的过程中，站立在自动人行道上，并随 自动人行道做匀速运动。自动人行道为如图所示的坡面平整的斜面，从侧面看可简化为如图所示的示意图。在小明随自动人行道做匀速运动的过程中，人行道对小明支持力的反作用力是 （）A. 小明受到的重力B. 小明对人行道的压力C. 人行道对小明的摩擦力D

8、. 小明对人行道的摩擦力【答案】B【解析】【详解】由牛顿第三定律可知，人行道对小明支持力的反作用力是小明对人行道的压力，B正确，ACD错误。故选B。11. 真空中有一个静止的、带正电的点电荷，其周围的电场线分布如图所示，a、b、c是同一条电场线上的三个点，它们的电场强度大小分别为Ea、Eb、Ec，电势分别为a、b、c。关于Ea、Eb、Ec，a、b、c，下列说法正确的是（）A. B. ，C. D. ，【答案】A【解析】【详解】距离正电荷越近的位置场强越大，即沿电场线电势逐渐降低，可知故选A。12. 真空中有一个静止的、带正电的点电荷，其周围的电场线分布如图所示，a、b、c是同一条电场线上的三个等

9、距离的点，它们的电场强度大小分别为Ea、Eb、Ec，电势分别为a、b、c。关于电势差，下列说法正确的是（）A. Uab=UbcB. Uab0C. UabUbcD. UabUbc【答案】D【解析】【详解】因ab间的场强大于bc之间的场强，根据U=Ed可知UabUbc故选D。13. 电源、电阻箱、电流表与开关连接成如图所示的电路。电源的电动势E=3.0V，内阻r=5.0，闭合开关S后，当电阻箱接入电路的阻值时，电流表示数为0.20A。当电阻箱接入电路的阻值时，电阻箱两端的电压等于（）A. 4.0VB. 3.0VC. 2.0VD. 1.0V【答案】C【解析】【详解】由欧姆定律可知，电阻箱两端的电压故

10、选C。14. 电源、电阻箱、电流表与开关连接成如图所示的电路。电源的电动势E=3.0V，内阻r=5.0闭合开关S后，当电阻箱接入电路的阻值时，电流表示数为0.20A。当电阻箱接入电路的阻值时，电源的热功率等于（）A. 0.10WB. 0.20WC. 0.5WD. 2.5W【答案】B【解析】【详解】电源热功率P=I2r=0.225W=0.20W故选B。15. 电源、电阻箱、电流表与开关连接成如图所示的电路。电源的电动势E=3.0V，内阻r=5.0闭合开关S后，当电阻箱接入电路的阻值时，电流表示数为0.20A。当电阻箱接入电路的阻值减小时，电流表的示数（）A. 增大B. 不变C. 减小D. 先增大

11、后减小【答案】A【解析】【详解】当电阻箱接入电路的阻值减小时，电路的总电阻减小，由闭合电路欧姆定律可知，电路中的电流增大故选A。16. 电容器是一种重要的电学元件，有广泛的应用。它能够储存电荷，其储存电荷的特性可以用电容来描述。关于电容器的电容，下列说法正确的是（）A. 电容器的电容只由它本身决定B. 电容器不带电时，其电容为零C. 电容器所带电荷量越多，其电容越大D. 电容器两极板间电势差越小，其电容越大【答案】A【解析】【详解】电容是描述电容器储存电量本领的物理量，其决定式为电容的大小与带不带电、两极板的电压、带电量多少均无关，故选A。17. 电容器是一种重要的电学元件，有广泛的应用。它能

12、够储存电荷，其储存电荷的特 性可以用电容来描述。一个固定电容器在充电过程中，两个极板间的电压 U 随电容器所带电荷量 Q 的变化而变化。图中正确反映 U 随 Q 变化关系的是（）A. B. C. D. 【答案】A【解析】【详解】由电容的定义式可知，一个固定电容器两个极板的电压和电荷量成正比，A正确，BCD错误。故选A。18. 图为研究电容器充、放电的实验电路图。实验时，先使开关S掷向1端，电源E对电容器C充电；经过一段时间，把开关S掷向2端，电容器C与电阻R相连，电容器放电。在开关S接通1端后的极短时间内，下列说法正确的是（）A. 电容器带电量增大，两板间电压减小B. 电容器带电量减小，两板间

13、电压增大C. 电容器带电量和两板间电压都增大D. 电容器带电量和两板间电压都减小【答案】C【解析】【详解】在开关S接通1端后的极短时间内，电容器要充电，电量增加，根据Q=CU可知，两板电压变大。故选C。19. 场是物质的一种存在形式。两个静止的电荷之间存在静电力，静止的电荷在其周围产生静电场；同样地，两个有质量的物体之间存在万有引力，有质量的物体在其周围产生引力场。场的强弱可以用场强度来描述，例如电场强度E是描述电场强弱的物理量，其定义为检验电荷在电场中某点受到的电场力F与其所带电荷量q之比，即。如图所示，一个均匀带电球体所带电荷量为Q，在球外A点放置一个电荷量为q的检验电荷，A点到球心O的距

14、离为r。可以证明，检验电荷受到的带电球体对它的电场力大小为，其中k为静电力常量。根据电场强度的定义式，可以推知带电球体在A点的电场强度大小E为（）A. B. C. D. 【答案】B【解析】【详解】根据电场强度的定义式有，而检验电荷q受到的带电球体对它的电场力大小为，那么带电球体在A点的电场强度大小为故选B。20. 场是物质的一种存在形式。两个静止的电荷之间存在静电力，静止的电荷在其周围产生静电场；同样地，两个有质量的物体之间存在万有引力，有质量的物体在其周围产生引力场。场的强弱可以用场强度来描述，例如电场强度E是描述电场强弱的物理量，其定义为检验电荷在电场中某点受到的电场力F与其所带电荷量q之

15、比，即。如图所示，假设地球质量分布均匀，其质量为M，地球外B点有一质量为m的质点，B点到球心O的距离为r。已知该质点受到地球对它的万有引力大小为，其中G为引力常量。类比电场强度的定义式，可以推知地球在B点的引力场强度大小E为（）A. B. C. D. 【答案】D【解析】【详解】地球引力场强为可得故选D。第二部分 非选择题（共40分）二、填空题（本题共3小题。每小题4分，共12分）21. 图为某同学用电流表和电压表测量电阻的部分实验电路图。在某次测量中，电压表的示数为12.0V时，电流表的示数为0.60A，根据测量数据可计算出电阻_。由于电表内阻的影响，电阻R的测量值_（选填“大于”或“小于”）

16、真实值。【答案】 (1). 20 (2). 大于【解析】【详解】1可计算出电阻2由于电表内阻的影响，电压表的读数大于R两端的电压，则电阻R的测量值大于真实值。22. 如图所示，在探究平抛运动规律的实验中，用小锤打击弹性金属片，A球沿水平方向抛出，同时B球由静止自由下落，可观察到两小球同时落地；改变小球距地面的高度和打击的力度，多次实验，都能观察到两小球同时落地根据实验_（选填“能”或“不能”）判断出A球在竖直方向做自由落体运动；_（选填“能”或“不能”）判断出A球在水平方向做匀速直线运动 【答案】 (1). 能 (2). 不能【解析】【详解】1本实验将A的做平抛运动与竖直方向下落的B的运动对比

17、，只能说明A竖直方向运动情况；2本实验中A做平抛运动，B做自由落体运动，每次两球都同时落地，说明A竖直方向的分运动是自由落体运动，不能反映A水平方向的运动情况23. 某实验小组利用打点计时器探究小车速度随时间变化的规律。该实验小组选取了一条点迹清晰的纸带，如图所示。图中O、A、B、C、D是按打点先后顺序依次选取的计数点，相邻计数点间的时间间隔相同。他们发现，纸带上由O点到D点相邻计数点之间的距离逐渐增大，则可判断小车做_（选填“加速”或“匀速”）直线运动。利用打点计时器打下的纸带，还可以分析哪些描述小车运动的物理量，请你写出至少一种_。【答案】 (1). 加速 (2). 速度、加速度【解析】【

18、详解】1纸带上由O点到D点相邻计数点之间的距离逐渐增大，则可判断小车做加速直线运动。2利用打点计时器打下的纸带，还可以分析小车运动速度的变化以及小车的加速度。三、计算论证题（本题共5小题。第24题、第25题各5分，第26题、第27题、第28题各6分，共28分）解题要求：写出必要的文字说明、方程式和结果。有数值计算的题，结果必须明确写出数值和单位。24. 如图所示，若用F = 3.0N的水平拉力刚好将物体拉动，现施加F = 5.0N的水平拉力使质量m = 1.0kg的物体由静止开始沿水平面做匀加速直线运动，求：(1)物体加速度的大小a；(2)物体在前2.0s内位移的大小x；(3)物体在第2.0s

19、末速度的大小v；(4)拉力F在前2.0s内所做的功W；(5)物体在前2.0s内动能的增加量DEk。【答案】(1)2m/s2；(2)4m；(3)4m/s；(4)20J；(5)8J【解析】【详解】(1)由题知，F = 3.0N的水平拉力刚好将物体拉动，则有F = mg = 3.0N可求出 = 0.3根据牛顿第二定律有F合 = ma = F - mg代入数据有a = 2m/s2则物体加速度的大小为2m/s2。(2)根据匀变速直线运动的位移时间关系有x = v0t +at2代入数据有x = 4m物体在前2.0s内位移的大小为4m。(3)根据匀变速直线运动的速度时间关系有v = v0 + at代入数据有

20、v = 4m/s物体在第2.0s末速度的大小为4m/s。(4)根据功的计算公式有W = FLcos代入数据有W = 20J拉力F在前2.0s内所做的功为20J。(5)由于物体由静止开始运动则物体的初动能为0，在第2.0s末动能的大小为Ek =mv2 = 8JDEk =mv2 0 = 8J物体在前2.0s内动能的增加量为8J。25. 如图所示，在匀强电场中，A、B为同一条电场线上的两点。已知电场的电场强度，A、B两点间的距离d=0.4m。将电荷量的试探电荷由A点移到B点。求：(1)该试探电荷在电场中所受静电力的大小F；(2)在此过程中静电力对试探电荷所做的功W。(3)计算A、B两点间的电势差UA

21、B。(4)若取B点为零电势点，计算A点电势大小A。(5)若放置在A点的试探电荷电荷量变为原来的2倍，则计算A大小【答案】(1) 210-4N；(2)810-5J；(3)8000V；(4)8000V；(5)8000V【解析】【详解】(1)该试探电荷在电场中所受静电力的大小(2)在此过程中静电力对试探电荷所做的功 (3)A、B两点间的电势差 (4)若取B点为零电势点A点电势大小(5)若放置在A点试探电荷电荷量变为原来的2倍，则A点的电势不变，仍为8000V。26. 汽车转弯时如果速度过大，容易发生侧滑。因此，汽车转弯时不允许超过规定的速度。如图所示，一辆质量kg的汽车（可视为质点）在水平公路的弯道

22、上行驶，速度的大小m/s，其轨迹可视为半径m的圆弧。(1)求这辆汽车转弯时的角速度；(2)求这辆汽车转弯时需要向心力的大小F；(3)请你从道路设计者或驾驶员的角度，提出一条可避免汽车在弯道处侧滑的措施。【答案】(1)0.2rad/s；(2)4103N；(3)增加转弯处的摩擦力，减速【解析】【详解】(1)由公式可知，这辆汽车转弯时的角速度(2)这辆汽车转弯时需要向心力的大小(3)汽车转弯时，由侧向摩擦力提供向心力当摩擦力达到最大静摩擦时，速度再增大，即所以避免汽车在弯道处侧滑，可增加转弯处的摩擦力，减速27. 2017年4月入轨的中星16号是中国第一颗高轨道高通量通信卫星。中星16号是同步卫星，

23、定点于东经115.5，其轨道可近似为圆形轨道，示意图如图所示。已知卫星离地面高为h，地球半径为R，地球自转周期为T，引力常量为G。(1) 求地球的质量M； (2) 求中星16号在同步轨道上运行时的线速度大小v；(3)与我国已发射的其他通讯卫星相比，中星16号的通信容量大幅增加。预计在三年内，在中国的民航客机、高速列车和轮船上，人们可随时随地实现高速上网，大大提高交流效率。请你展开想象的翅膀，再举一个例子说明中星16号可能给人们的交流带来的变化。【答案】(1)；(2)；(3)见解析【解析】【详解】(1)设一物体的质量为m1，在地球表面附近解得(2)设组合体质量m2，则由牛顿第二定律解得(3) 中

24、星16号可能给人们的交流带来较大的变化，比如可以实现精确定位，视频通话更加流畅清晰；28. 某种型号的笔由弹簧、内芯和外壳三部分构成。小明同学在探究这种笔的弹跳问题时，发现笔的弹跳过程可简化为三个阶段：把笔竖直倒立于水平硬桌面上，下压外壳使其 下端接触桌面（如图所示）；把笔由静止释放，外壳竖直上升，速度达到 v0时，与静止的内芯碰撞，碰撞过程时间极短，碰后瞬间，内芯与外壳具有竖直向上的共同速度v（如图所示）；然后，内芯与外壳以相同速度一起向上运动（如图所示）。已知笔的外壳和内芯质量分别为 m1 和 m2。不计弹簧质量和空气阻力，重力加速度为 g。(1)求外壳与内芯碰撞后一起上升的最大高度 h；

25、(2)求外壳与内芯组成的系统在碰撞过程中损失的动能 Ek损；(3)若将内芯与外壳间的撞击力等效为恒力，且可认为此恒力远大于笔所受的重力，请证明： m1v0=（m1+m2）v。【答案】（1）；（2）；（3）见解析【解析】【详解】(1) 外壳与内芯碰撞后一起上升，由机械能守恒定律，可得解得（2）由能量守恒定律，可知解得外壳与内芯组成的系统在碰撞过程中损失的动能（3）将内芯与外壳间的撞击力等效为恒力F，且可认为此恒力远大于笔所受的重力，对内芯分析，设力的作用时间为t，由牛顿第二定律，可知即对外壳分析，由牛顿第二定律及运动学公式，可得即所以即29. 实验方案对实验测量精度有直接的影响，某学习小组对“测

26、量电源的电动势和内阻”的实验方案进行了探究。实验室提供的器材有：干电池一节（电动势约1.5 V，内阻小于1 ）；电压表V （量程3 V，内阻约3 k）；电流表A （量程0.6 A，内阻约1 ）；滑动变阻器R （最大阻值为20 ）；定值电阻R1 （阻值2 ）；定值电阻R2 （阻值5 ）；开关一个，导线若干。(1)该小组按照图甲所示的电路进行实验，通过调节滑动变阻器阻值使电流表示数逐渐接近满偏，记录此过程中电压表和电流表的示数，利用实验数据在U-I坐标纸上描点，如图乙所示，结果发现电压表示数的变化范围比较小，出现该现象的主要原因是_。（单选，填正确答案标号） A电压表分流B干电池内阻较小C滑动变阻

27、器最大阻值较小D电流 表内阻较小(2)针对电压表示数的变化范围比较小的问题，该小组利用实验室提供的器材改进了实验方案，重新测量得到的数据如下表所示。序号1234567I/A0.080.140.200.260.320.360.40U/V1.351.201.050.880.730.710.52请根据实验数据，回答以下问题：答题卡的坐标纸上已标出后3组数据对应的坐标点，请在答题卡的坐标纸上标出前4组数据对应的坐标点并画出U-I图像_。根据实验数据可知，所选的定值电阻为_ （填“R1”或“R2”）。用笔画线代替导线，请在答题卡上按照改进后的方案，将实物图连接成完整电路_。【答案】 (1). B (2)

28、. (3). R1 (4). 【解析】【详解】(1)电压表示数变化过小，则原因是外电阻比内阻大的多，即电源内阻偏小，故选B。(2)根据数据做出U-I图像如图；由图像可知电源内阻小于1，则定值电阻大于1.63，可知定值电阻R1；定值电阻与电源串联，电路如图； 30. 如图所示，电源内阻不计，闭合开关S后，标有“1.5A12W”的灯泡恰能正常发光，流经电源的电流为2A，直流电动机 的绕线电阻R04，求：(1)电源两端的电压；(2)10s内电动机产生的热量Q；(3)直流电动机的机械功率。【答案】(1)8V；(2)10J；(3)3W【解析】【详解】(1)由题意可知，灯泡正常发光，故其两端的电压电路是并

29、联电路，故电源两端的电压等于灯泡两端的电压，电源内阻不计，故(2)流过灯泡的电流则流过电动机的电流10s内电动机产生的热量为(3)电动机的机械功率为31. 如图所示，空间某区域存在互相垂直的匀强电场和匀强磁场，电场方向竖直向下，电场强度为 E，磁场方向垂直纸面向里，磁感应强度为B。一电荷量为+q的粒子以某一速 度水平向右射入该区域，恰好能够做匀速直线运动。不计粒子重力。(1)求该粒子射入该区域时速度的大小 v；(2)若一电荷量为 -q 的粒子，以相同的速度 v 从同一位置射入该区域，不计粒子重力。请判断该粒子能否做匀速直线运动，并说明理由。【答案】(1) ；(2)见解析【解析】【详解】(1)粒子进入复合场后受到向下的电场力和向上的洛伦兹力，二力平衡，根据平衡条件得解得(2) 若一电荷量为 -q 粒子，以相同的速度 v 从同一位置射入该区域，不计粒子重力，与正电荷相比，电场力大小不变，方向相反；洛伦兹力大小不变，方向相反。电场力与洛伦兹力仍然是一对平衡力，故粒子做匀速直线运动。