1、山东省威海市乳山第一中学2020-2021学年高二物理上学期第二次月考试题（含解析）考试时间：90分钟 满分：100分一、选择题（本题共10小题，1-8为单选，每小题3分，9-12为多选，每小题4分，部分得分2分，共40分）1. 下列说法中正确是（）A. 作用在物体上的合外力越大，物体动量的变化就越大B. 作用在物体上的合外力的冲量越大，物体动量的变化就越快C. 作用在物体上的冲量恒定时，物体的动量保持不变D. 动量的变化一定时，延长物体间的相互作用时间，可以减小物体间的相互作用力【答案】D【解析】【详解】A由动量定理可知，作用在物体上的合外力越大，物体的动量变化不一定越大，还与时间有关，故A
2、错误；B合外力的冲量是物体动量变化的原因，物体所受合外力冲量越大，它的动量变化就越大，但物体动量的变化不一定越快，故B错误；C作用在物体上的冲量恒定时，动量变化量恒定，物体的动量一定发生变化，故C错误；D延长物体间的相互作用时间，根据可知，可以减小物体间的相互作用力，故D正确。故选D。2. 如图所示，物体A、B静止在光滑水平面上，且mAmB，现用大小相等的两个力F和F分别作用在A和B上，使A、B沿一条直线相向运动，然后又先后撤去这两个力，使这两个力对物体做的功相同，接着两物体碰撞并合为一体后，它们()A. 可能停止运动B. 一定向右运动C 可能向左运动D. 仍运动，但运动方向不能确定【答案】B
3、【解析】【分析】先根据动能定理分析两个物体获得的动能大小，由，分析碰撞前的动量大小，根据碰撞过程动量守恒，列式分析碰后共同体的运动方向【详解】由动能定理知，两个力F和做功相同，碰撞前它们的动能相同由，知，碰撞过程中动量守恒，则有：，故碰后速度v一定与相同，方向向右，故B正确故选B【点睛】本题一是运用动能定理分析碰前动能关系，得到动量关系；二要明确两个物体系统动量守恒，然后从动量的角度进行分析3. 如图所示，在磁感应强度大小为B0的匀强磁场中，两长直导线P和Q垂直于纸面固定放置，两者之间的距离为l.在两导线中均通有方向垂直于纸面向里的电流I时，纸面内与两导线距离均为l的a点处的磁感应强度为零如果
4、让P中的电流反向、其他条件不变，则a点处磁感应强度的大小为()A. 0B. C. D. 2B0【答案】C【解析】【详解】在两导线中均通有方向垂直于纸面向里的电流I时，纸面内与两导线距离为l的a点处的磁感应强度为零，如下图所示：由此可知，外加的磁场方向与PQ平行，且由Q指向P，即B1=B0；依据几何关系，及三角知识，则有：BPcos30=B0； 解得P或Q通电导线在a处的磁场大小为BP=B0；当P中的电流反向，其他条件不变，再依据几何关系，及三角知识，则有：B2=B0；因外加的磁场方向与PQ平行，且由Q指向P，磁场大小为B0；最后由矢量的合成法则，那么a点处磁感应强度的大小为B=，故C正确，AB
5、D错误4. 如图所示，甲、乙两车的质量均为M，静置在光滑的水平面上，两车相距为L。乙车上站立着一个质量为m的人，他通过一条轻绳拉甲车，甲、乙两车最后相接触，以下说法不正确的是（）A. 甲、乙两车运动中速度之比为B. 甲、乙两车运动中速度之比为C. 甲车移动的距离为LD. 乙车移动的距离为L【答案】B【解析】【详解】AB甲、乙和两车组成的系统合外力为零，系统的动量守恒，取向右为正方向，由动量守恒定律得可得甲、乙两车运动中速度之比为故A正确，B错误；CD设甲车和乙车移动的距离分别为s1和s2，则有，又联立解得，故CD正确。本题选不正确的，故选B。5. 如图所示，三辆完全相同的平板小车a、b、c成一
6、直线排列，静止在光滑水平面上。c车上有一小孩跳到b车上，接着又立即从b车跳到a车上。小孩跳离c车和b车时对地的水平速度相同。他跳到a车上相对a车保持静止，此后（）A. a、b两车运动速率相等B. a、c两车运动速率相等C. 三辆车的速率关系vcvavbD. a、c两车运动方向相同【答案】C【解析】【详解】若人跳离b、c车时速度为v，由动量守恒定律解得，即，并且vc与va方向相反，故选C。6. 如图所示，一段导线abcd弯成半径为R、圆心角为的部分扇形形状，置于磁感应强度大小为B的匀强磁场中，且与磁场方向(垂直于纸面向里)垂直线段ab和cd的长度均为，流经导线的电流为I，方向如图中箭头所示。则导
7、线abcd所受到的安培力为()A. 方向沿纸面向上，大小为B. 方向沿纸面向上，大小为C. 方向沿纸面向下，大小为D. 方向沿纸面向下，大小为【答案】A【解析】【详解】图中导线的等效长度为ad，由几何关系得ad的长度LR所以FBILBIR由左手定则判断其受力方向为沿纸面向上，故A正确，BCD错误。7. 如图所示，一辆装有砂子且与砂子质量之和为M的小车以速度在光滑水平面上运动，一质量为m、速度为的小球沿俯角为的方向落到车上并埋在车里的砂中，此时小车的速度为（）A. B. C. D. 【答案】B【解析】【详解】小车与物体组成的系统在水平方向动量守恒，以向右为正方向，在水平方向，由动量守恒定律得解得
8、故选B。8. 如图所示，在虚线所包围的圆形区域内有方向垂直于圆面向里的匀强磁场，从磁场边缘的A点沿半径方向射入一束速率不同的质子，这些质子在磁场里运动的过程中，以下说法正确的是（）A. 周期相同，但运动时间不同，速率大运动时间长B. 运动半径越大的质子运动时间越短，偏转角越小C. 质子在磁场中的运动时间均相等D. 运动半径不同，运动半径越大的质子向心加速度越小【答案】B【解析】【详解】ABC设粒子转动的半径为R，磁场圆半径为r，由可得则v越大，则R越大，周期，则周期与运动速度大小无关，运动时间其中所以v越大，则R越大、越小、t越小，故AC错误，B正确；D向心加速度则粒子运动半径R越大v越大，所
9、以向心加速度a也越大，故D错误。故选B。9. 如图所示，木块A的右侧为光滑曲面，且下端极薄，其质量为2.0kg，静止于光滑水平面上。一质量为2.0kg的小球B以2.0m/s的速度从右向左运动冲上A的曲面，与A发生相互作用（设整个过程B球不能飞出去）。以下说法中正确的是（）A. B球沿A曲面上升的最大高度为0.1mB. B球沿A曲面上升到最大高度处时的速率为1m/sC. B球与A相互作用结束后，A的速率为2m/sD. B球与A相互作用结束后，B球的速率为2m/s【答案】ABC【解析】【详解】AB由动量守恒定律和机械能守恒定律得解得AB正确；CD由动量守恒定律和机械能守恒定律得解得C正确，D错误。
10、故选ABC。10. 霍尔元件广泛应用于测量和自动控制等领域,霍尔元件一般用半导体材料做成,有的半导体中的载流子(自由电荷)是自由电子,有的半导体中的载流子是空穴(相当于正电荷)如图所示为用半导体材料做成的霍尔元件的工作原理示意图,磁感应强度B垂直于霍尔元件的工作面向下,通入电流I的方向如图所示,C、D两侧面会形成电势差则下列说法中正确的是 ( )A. 若元件的载流子是自由电子,则D侧面的电势高于C侧面的电势B. 若元件的载流子是空穴,则D侧面的电势高于C侧面的电势C. 在测地球赤道上方的地磁场强弱时,元件的工作面应保持竖直D. 在测地球赤道上方的地磁场强弱时,元件的工作面应保持水平【答案】AC
11、【解析】若载流子为自由电子，由左手定则可判断电子受洛伦兹力作用使其偏向C侧面，则C侧面的电势会低于D侧面，选项A正确；若载流子为空穴，根据左手定则，空穴在洛伦兹力的作用下也是向C侧面聚集，C侧面的电势会高于D侧面，选项B错误；地球赤道上方的地磁场的方向水平向北，霍尔元件的工作面应保持竖直才能让地磁场垂直其工作面，选项C正确，D错误故选AC11. 如图所示，在x轴上方存在垂直于纸面向里的匀强磁场，磁感应强度大小为B。在xOy平面内，从原点O处沿与x轴正方向成角(0)以速率v发射一个带正电的粒子(重力不计)。则下列说法正确的是( )A. 若v一定，越大，则粒子在磁场中运动的时间越短B. 若v一定，
12、越大，则粒子离开磁场的位置距O点越远C. 若一定，v越大，则粒子在磁场中运动角速度越大D. 若一定，则粒子在磁场中运动的时间与v无关【答案】AD【解析】【详解】AD如图所示，画出粒子在磁场中运动的轨迹。由几何关系得：轨迹对应的圆心角=2-2，粒子在磁场中运动的时间则得知：若v一定，越大，时间t越短；若一定，运动时间一定。故AD正确；B设粒子的轨迹半径为r，则如图，则若是锐角，越大，AO越大。若是钝角，越大，AO越小。故B错误。C粒子在磁场中运动的角速度，又，则得与速度v无关。故C错误。故选AD12. 如图所示，在0x3a的区域内存在与xOy平面垂直的匀强磁场，磁感应强度大小为B。在t0时刻，从
13、原点O发射一束等速率的相同的带电粒子，速度方向与y轴正方向的夹角分布在090范围内。其中，沿y轴正方向发射的粒子在tt0时刻刚好从磁场右边界上P（3a， a）点离开磁场，不计粒子重力，下列说法正确的是（ ）A. 粒子在磁场中做圆周运动的半径为3aB. 粒子的发射速度大小为C. 带电粒子的比荷为D. 带电粒子在磁场中运动的最长时间为2t0【答案】D【解析】【详解】A沿y轴正方向发射的粒子在磁场中运动的轨迹如图所示：设粒子运动的轨迹半径为r，根据几何关系有可得粒子在磁场中做圆周运动的半径选项A错误；B根据几何关系可得所以圆弧OP的长度所以粒子的发射速度大小选项B错误；C根据洛伦兹力提供向心力有结合
14、粒子速度以及半径可得带电粒子的荷质比选项C错误；D当粒子轨迹恰好与磁场右边界相切时，粒子在磁场中运动的时间最长，画出粒子轨迹过程图如图所示：粒子与磁场边界相切于M点，从E点射出。设从P点射出的粒子转过的圆心角为，时间为，从E点射出的粒子转过的圆心角为，故带电粒子在磁场中运动的最长时间为，选项D正确。故选D。二、实验题（共1小题，9分）13. 某同学在实验室使用半径相同的两个小球，按如图实验装置来验证动量守恒定律。他的主要实验操作如下：用天平测量a、b两球的质量m1和m2用游标卡尺测出两个小球的直径d用刻度尺测出轨道末端距离地面的高度H用重锤线标出小球抛出点在水平地面上的白纸上的竖直投影点O在白
15、纸上面放好复写纸，先不放b球，把a球从斜槽轨道上D点由静止释放，落到复写纸上，重复多次；再把b球放在斜槽轨道水平部分最右端，把a球仍从D点由静止释放，和b球相碰后，两球分别落在复写纸上的不同位置，重复多次用圆规在白纸上找到三个平均落点M、P和N，并用刻度尺测量出图中的、和的长度(1)上述实验操作中不必要的步骤是_。(2)如果满足关系式_，则验证了系统碰撞过程中动量守恒。（用测量的物理量表示）(3)实验测得：m1=30.0g，m2=10.0g，=16.10cm，=30.30cm，=40.60cm。则本实验的相对误差是_（保留一位有效数字，相对误差为100%）【答案】 (1). 3 (2). (3
16、). 2%【解析】【详解】(1)1小球离开轨道后做平抛运动，小球在空中的运动时间相同，小球的水平位移与其初速度成正比，可以用小球的水平位移代替小球的初速度，实验需要验证因小球均做平抛运动，下落时间相同，则可知水平位移x=vt，因此可以直接用水平位移代替速度进行验证，故有由此可知，本实验不用用刻度尺测出轨道末端距离地面的高度H，其余步骤都需要(2)2若两球相碰前后的动量守恒，则球在空中的运动时间t相等，则代入得(3)3碰撞前的总动量为 碰撞后的总动量实验的相对误差三、计算题（共5小题，共51分）14. 海水中含有大量的正、负离子，这些离子随海流做定向运动，如果有磁场能使这些正、负离子向相反方向偏
17、转，便有可能发出电来。如图所示为一利用海流发电的磁流体发电机原理的示意图，上、下两块金属板M、N水平正对放置，浸没在海水里，金属板相距d100 m，在金属板之间加一匀强磁场，磁感应强度大小B0.05 T，方向由南向北，海水从东向西以速度v5 m/s流过两金属板之间，且将在两板之间形成电势差。(1)达到稳定状态时，哪块金属板的电势较高？(2)该磁流体发电机产生的电动势E为多大？【答案】(1) N板；(2)25 V【解析】【详解】(1)由左手定则得，正离子受洛伦兹力方向向下，则N板的电势较高。 (2)当海水中流动的带电离子进入磁场后，将在两板之间形成电势差，当带电离子所受到的电场力F与洛伦兹力f相
18、平衡时达到稳定状态，有：代入有关数据得电动势 EBdv=0.051005=25 V15. 如图所示，有一质量为M的长木板（足够长）静止在光滑的水平面上，一质量为m的小铁块以初速度v0水平滑上木板的左端，小铁块与木板之间的动摩擦因数为，试求小铁块在木板上相对木板滑动的过程中，若小铁块恰好没有滑离长木板，则木板的长度至少为多少？【答案】【解析】【详解】以小铁块和木板为一个系统，系统动量守恒，以初速度方向为正，由动量守恒得得由能量守恒定律得解得16. 如图所示，在与水平方向成60的光滑金属导轨间连一电源，在相距1m的平行导轨上垂直于导轨放一重力为3N的金属棒ab，棒上通以3A的电流，磁场方向竖直向上
19、，这时棒恰好静止求：(1)匀强磁场的磁感应强度B；(2)ab棒对导轨的压力【答案】(1) T ；(2)6N【解析】【详解】(1)(2)作出受力侧视图，如图导体棒处于静止状态，根据平衡条件得F安=mgtan60=3NFN=2mg=6N根据牛顿第三定律得ab棒对导轨的压力大小为6N，方向垂直导轨向下又导体棒与磁场垂直F安=BIL则17. 如图所示，三小球a、b、c，它们的质量分别为4kg、2kg、2kg，都放于光滑的水平面上，小球b、c与水平轻弹簧相连且静止，小球a以速度v0=6m/s冲向小球b，碰后与小球b黏在一起运动，及以后整个运动过程中，试求(1)a、b两球碰后瞬间，小球a、b、c的速度；(
20、2)弹簧储存的弹性势能最大值及此时小球a、b、c的速度；(3)弹簧第一次恢复原长时，小球a、b、c的速度。【答案】(1)a、b两球共速速度为4m/s，c球的速度为0；(2)当三球共速时弹性势能最大，最大值为12J，共同速度为3m/s；(3)a、b两球共速速度为2m/s，c球的速度为6m/s【解析】【详解】(1)取向右为正方向，对a、b两球组成的系统在碰撞瞬间由动量守恒有即得由于a、b碰撞时间极短，弹簧还没有形变，则c球的速度为0(2)当三球共速时弹性势能最大，由动量守恒定律有即得损失的动能为a、b碰撞过程中损失的能量为最大弹性势能为(3)弹簧第一次恢复原长时，a、b两球的速度相等，由动量守恒有
21、从ab碰撞后到弹簧第一次恢复到原长有联立解得，18. 如图所示，在等腰三角形ABC区域内有垂直纸面向外的匀强磁场，三角形的底边AB2L， 45，O为底边的中点。现有一质量为m、电荷量为q的带正电粒子从静止开始经过电势差为U的电场加速后，从O点垂直AB进入磁场，不计粒子的重力与空气阻力的影响。(1)求粒子经电场加速后射入磁场时的速度。(2)若已知磁感应强度大小，则粒子从何处射出磁场?(3)磁感应强度B为多少时，粒子在磁场中能以最大的圆周半径偏转后打到OA板?【答案】（1）（2）粒子从AC连线上距A点L处射出（3）B【解析】【详解】（1）由动能定理qUmv2解得：v。（2）粒子进入磁场后做匀速圆周运动，有：qvBm得rL故粒子从AC连线上距A点L处射出。（3）要使粒子能射到OA连线上且半径最大，则粒子的轨迹应与AC边相切，如图所示。设此时粒子轨迹的半径为R，由几何关系有：R+L以及qvBm得B。