2021赣州南康中学高二上学期第二次大考物理试题含答案
展开南康中学2020~2021学年度第一学期高二第二次大考物理试题一、选择题(本题有10小题,每小题4分,共40分。1~6题为单选题,7~10题为多选题)1.关于电场下列说法正确的是( ) A. “元电荷”是最小的电荷量,用e表示,e=1.60×10-19C,质子和电子都是元电荷B. 电场是库仑首先提出来的,电荷A对电荷B的作用就是电荷A的电场对B的作用C. 由电场强度的定义式: 可知E与F成正比,与q成反比D. 点电荷是实际带电体的抽象,是一种理想化模型2.将一平行板电容器与一恒定电源相连接,若用绝缘工具把电容器的两极板拉开一些,则( )A.电容器的电容增大 B.电容器的电容减小C.电容器的电容不变 D.电容器的电量增加3.真空中两个点电荷,它们之间的静电力大小为F,如果将两个点电荷的距离增大为原来的2倍,电荷量都增大为原来的2倍。它们之间静电力的大小为( ) A. 3F B. 2F C. F D. 4F4.质量m=100 kg的小船静止在平静水面上,船两端载着m甲=40 kg、m乙=60 kg的游泳者,在同一水平线上甲向左、乙向右同时以相对于岸3 m/s的速度跃入水中,如图所示,则小船的运动速率和方向为()A.0.6 m/s,向左 B.3 m/s,向左C.0.6 m/s,向右 D.3 m/s,向右5.如图所示,虚线a、b、c、d、e是电场中的一组平行等差等势面,实线是一带负电粒子仅在电场力作用下的运动轨迹,M、N、P、Q分别为运动轨迹与等势面的交点,下列判断正确的是( ) A. 图中等势面a的电势最高 B. 粒子在电场中做变加速运动C. 粒子经过Q点的动能大于P点的动能 D. 粒子在M点的电势能比Q点的大6.如图所示,在正方形四个顶点分别放置一个点电荷,所带电荷量已在图中标出,则下列四个选项中,正方形中心处场强最大的是 ( )A. B. C. D.7.质量相等的A、B两球在光滑水平面上沿同一直线同一方向运动,A球的动量是9 kg·m/s,B球的动量是5 kg·m/s,当A球追上B球时发生碰撞,则碰撞后A、B两球的动量可能值是A.=7 kg·m/s,=7 kg·m/s B.=6 kg·m/s,=8 kg·m/sC.=–2 kg·m/s,=16 kg·m/s D.=–4 kg·m/s,=17 kg·m/s8.如图所示是一个匀强电场的等势面,每两个相邻等势面相距2 cm,由此可以确定电场强度的方向和数值是( ) A. 水平向左 B. 水平向右 C. E=100 V/m D. E=200 V/m9.已知P,Q两电荷形成的电场的电场线分布如图所示,a,b,c,d为电场中的四个点。一个离子从a运动到b(不计重力),轨迹如图中虚线所示,则下列判断正确的是( ) A.离子带负电 B.c点电势低于d点电势C. 离子在a点时的电势能大于在b点时的电势能 D. 离子在a点时的加速度大于在b点时的加速度10.如图所示,MNBO为有界的水平向左的匀强电场,电场强度为E,AB为光滑固定的1/4圆弧形轨道(O为圆心,B点切线水平),轨道半径为R。一个质量为m,电荷量为q的带正电小球(视作质点),从A点正上方高为h=R处由静止释放,并从A点沿切线进入轨道,小球进入轨道时对轨道的压力大小为3mg,不计空气阻力及一切能量损失,下列说法正确的是A.电场强度大小为E=mg/qB.小球到达B点时对轨道压力大小为3mgC.小球从A运动到B过程中对轨道的压力先增大后减小D.小球从A向B运动过程中机械能先增大后减小二、实验题(本题共2小题,每空3分,共18分)11.在探究两电荷间相互作用力的大小与哪些因素有关的实验中,一同学猜想可能与两电荷间的距离和带电量有关。他选用带正电的小球A和B,A球放在可移动的绝座上,B球用绝缘丝线悬挂于玻璃棒C点,如图所示。实验时,先保持两电荷量不变,使A球从远处逐渐向B球靠近,观察到两球距离越小,B球悬线的偏角越大,再保持两球的距离不变,改变小球所带的电荷量,观察到电荷量越大,B球悬线的偏角越大。实验表明:两电荷之间的相互作用力,随其距离的____________而增大(填“增大”或“减小”),随其所带电荷量的___________而增大(填“增大”或“减小”)。图中A、B两带电体相互排斥,说明它们带有____________(填“同种”或“异种”)电荷。12.(本题12分)如图所示为实验室中《验证动量守恒定律》的实验装置示意图。(1)实验中必须要求的条件是______。A.斜槽轨道尽量光滑以减少误差B.斜槽轨道末端的切线必须水平C.入射球和被碰球的质量必须相等,且大小相同D.入射球每次必须从轨道的同一位置由静止释放(2)图中O点是小球抛出点在地面上的垂直投影。实验时,先让入射球m1多次从斜轨上S位置静止释放,找到其平均落地点的位置P,测量平抛射程OP,然后把被碰小球m2静置于水平轨道的末端,再将入射球m1从斜轨上S位置静止释放,与小球m2相碰,并重复多次。本实验还需要完成的必要步骤是________(填选项前的符号)。A.用天平测量两个小球的质量m1、m2B.测量抛出点距地面的高度HC.分别找到m1、m2相碰后平均落地点的位置M、ND.测量平抛射程OM、ON(3)若两球发生弹性碰撞,则OM、ON、OP之间一定满足的关系是_____(填选项前的符号)。A.OP+OM=ON B.2OP=ON+OM C.OP﹣ON=2OM三、计算题(本题共4小题,共42分,解答应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤,只写出最后答案的不能得分)13.(本题10分)质量为 的木块静止在光滑水平面上,一质量为 的子弹以 的水平速度击中木块,最后一起运动,则: (1)一起运动的速度大小是多少? (2)若子弹在木块中相对运动时间 ,则木块受到子弹的平均推力多大? 14.(本题10分)电场中某区域的电场线如图所示,A、B是电场中的两点。一个电荷量为q=+4.0×10-8 C的点电荷在A点所受电场力FA=2.0×10-4 N,将该点电荷从A点移到B点,电场力做功W=8.0×10-7J 。求:(1)A点电场强度的大小EA.;(2)A、B两点间的电势差UAB。 15.(本题10分)如图所示,ABCD为光滑绝缘轨道,它由水平面夹角为θ=37°的倾斜轨道AB和半径R=0.5m的圆形轨道BCD组成,两轨道相切于B点,整个轨道处在水平向右的匀强电场中,电场强度的大小E=1.0×103V/m,现将一质量为m=0.4kg、电荷量为q=4×10﹣3C的带正电的小球,从倾斜轨道上的A点由静止释放,小球恰好能通过圆形轨道的最高点D.取g=10m/s2,sinθ=0.6,求:(1)小球通过D点时速度的大小;(2)小球通过与圆心等高的C点时对轨道的压力;16.(本题12分)如图BC是位于竖直平面内的一段光滑的圆弧轨道,圆弧轨道的半径为r=3m,圆心角θ=53°,圆心O的正下方C与光滑的水平面相连接,圆弧轨道的末端C处安装了一个压力传感器.水平面上静止放置一个质量M=1kg的木板,木板的长度l=2m,木板的上表面的最右端放置一个静止的小滑块P1,小滑块P1的质量m1未知,小滑块P1与木板之间的动摩擦因数μ=0.2.另有一个质量m2=1kg的小滑块P2,从圆弧轨道左上方的某个位置A处以某一水平的初速度抛出,恰好能够沿切线无碰撞地从B点进入圆弧轨道,滑到C处时压力传感器的示数为N,之后滑到水平面上并与木板发生弹性碰撞且碰撞时间极短.(不计空气阻力,重力加速度g=10m/s2,cos53°=0.6).求:(1)求小滑块P2经过C处时的速度大小;(2)求位置A与C点之间的水平距离和竖直距离分别是多少?(3)假设小滑块P1与木板间摩擦产生的热量为Q,请定量地讨论热量Q与小滑块P1的质量m1之间的关系。南康中学2020~2021学年度第一学期高二第二次大考物理参考答案1. D 2.B 3. C 4.A【详解】甲、乙和船组成的系统动量守恒,以水平向右为正方向,开始时总动量为零,根据动量守恒定律有0=-m甲v甲+m乙v乙+mv代入数据解得v=-0.6 m/s负号说明小船的速度方向向左;故选A.5.A 6.B7.AB【详解】以两球组成的系统为研究对象,取甲球碰撞前的速度方向为正方向,两球的质量均为m,碰撞前系统的总动能,系统的总动量p=9 kg·m/s+5 kg·m/s=14 kg·m/s;A.若碰后甲、乙两球动量为:pA=7 kg∙m/s,pB=7 kg∙m/s,系统的总动量p′=7 kg·m/s+7 kg·m/s=14 kg·m/s 动量守恒;总动能:总动能减小,是可能的,故A正确.B.若碰后甲、乙两球动量为:pA=6 kg·m/s,pB=8 kg·m/s,系统的总动量p′=6 kg·m/s+8 kg·m/s=14 kg·m/s 动量守恒;总动能,总动能减小,是可能的,故B正确.C.若碰后甲、乙两球动量为:pA=–2 kg·m/s,pB=16 kg·m/s,系统的总动量p′=–2 kg·m/s+16 kg·m/s=14 kg·m/s 动量守恒;总动能总动能增加,是不可能的,故C错误.D.若碰后甲、乙两球动量为:pA=–4 kg·m/s,pB=17 kg·m/s,系统的总动量p′=–4 kg·m/s+17 kg·m/s=13 kg·m/s 动量不守恒,不可能,故D错误.故选AB.8.AC 9.AD10.ABC【详解】A:对小球由静止释放到A点过程,应用动能定理得:;对A点时的小球受力分析,由牛顿第二定律可得:,又由牛顿第三定律知;联立解得:、。故A项正确。B:对小球由A点到B点过程,应用动能定理得:,对B点时的小球受力分析,由牛顿第二定律可得:;解得:、。据牛顿第三定律,小球到达B点时对轨道压力大小为3mg。故B项正确。C:小球受的重力和电场力大小相等,两力的合力方向斜向左下方与水平方向成,等效重力场的方向与水平方向成斜向左下方,则小球从A运动到B过程中小球所受支持力先增大后减小。据牛顿第三定律,小球从A运动到B过程中对轨道的压力先增大后减小。故C项正确。D:小球所受电场力向左,小球从A运动到B过程中,电场力对小球做负功,小球的机械能减小。故D项错误。11.减小 增大 同种12.(1)BD (2)ACD (3)A【详解】(1)AB.本实验要通过平抛运动验证动量守恒定律,所以轨道末端必须水平,以保证小球做平抛运动;为了保证两次入射小球到达轨道末端具有相同的速度,两次入射小球需从同一位置由静止释放;轨道不光滑,两次摩擦力做的负功相同,小球到达轨道末端速度依然相同,所以轨道不需要光滑,A错误BD正确C.为了避免入射小球反弹,要保证入射球质量大于被碰球质量,C错误(2)根据平抛运动规律:,,所以抛出速度,小球均从相同高度平抛,且要验证的表达式为:,代入数据得::A.根据以上分析,两物体质量需要测量,A正确,B.因为高度都相同,运动时间一样,所以不需测量高度,B错误,CD.根据分析,需要找到碰后平均落地点的位置M、N,并测量平抛射程OM、ON,CD正确(3)如果发生的是弹性碰撞,除了满足动量守恒,还满足机械能守恒,即:,联立动量守恒方程:,解得:OP+OM=ON,13.【答案】 (1)解:由动量守恒定律,得 (2)解:对木块分析,由动量定理,得 14.(1) ; (2)20V.【详解】(1)A点电场强度(2)A、B两点间的电势差15.(1)小球通过D点时速度的大小是m/s;(2)小球通过与圆心等高的C点时对轨道的压力是24N;【解析】解:(1)物块恰好过D点,只受到重力的作用,重力提供向心力,得:代入数据得:m/s(2)从C到D的过程中电场力与重力都做负功,由动能定理得:C点时,支持力与电场力的合力提供向心力,由牛顿第二定律得:代入数据得:FN=24N方向向左;根据牛顿第三定律,小球对轨道的压力与轨道对小球的支持力大小相等,所以:FN′=FN=24N,方向向右.16.(1)7m/s (2)3.6m,2m (3)Q=或Q=4m1【详解】(1)根据牛顿第三定律可知小块P2滑到C处受到的支持力F=N,由牛顿第二定律得:,代入数据解得:(2)设P2在B处的速度为vB,从B到C的过程中,由动能定理得:其中:,代入数据解得:因为小滑块恰好能够沿切线无碰撞的从B点进入圆弧轨道,可知平抛的初速度在B点时竖直方向的速度为:则从A到B的时间为:所以AC之间的水平距离为:AC之间的竖直距离为:(3)P2与木板发生弹性碰撞,假设碰后小滑块P2的速度为v2、木板速度为v1,由动量守恒定律和机械能守恒可知:代入数据联立解得:,木板获得速度之后,和上面的小滑块P1之间相对滑动,假设最终和木板之间相对静止,两者的共同速度为v共,小滑块P1在模板上相对滑动了x,由动量守恒和能抗守恒可知:联立解得:.当时,.若,则,滑块不会从模板上掉落,小滑块P1与木板间产生的热量为:若,则,滑块会从木板上掉落,小滑块P1与木板间的摩擦产生的热量为:
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