2022-2023学年黑龙江省哈尔滨市第九中学校高二上学期9月开学考试物理试题（解析版）

这是一份2022-2023学年黑龙江省哈尔滨市第九中学校高二上学期9月开学考试物理试题（解析版），共15页。试卷主要包含了单项选择题，不定项选择题，实验题，计算题等内容，欢迎下载使用。

（考试时间：60分钟满分：100分）
Ⅰ卷（选择题，11小题，共59分）
一、单项选择题（本题共7小题，每题5分，共35分，在每小题给出的四个选项中，只有一项符合题目要求）
1．如图所示，A、B是两个用等长细线悬挂起来的大小可忽略不计的小球，。B球静止，拉起A球，使细线与竖直方向偏角为30°，由静止释放，在最低点A与B发生弹性正碰。不计空气阻力，则关于碰后两小球的运动，下列说法正确的是（ ）
A．A静止，B向右，且偏角小于30°
B．A向左，B向右，且偏角都等于30°
C．A向左，B向右，A球偏角大于B球偏角，且都小于30°
D．A向左，B向右，A球偏角等于B球偏角，且都小于30°
2．如图所示，两个质量相等的小球从同一高度沿倾角不同的两个光滑固定斜面由静止自由滑下，下滑到达斜面底端的过程中（ ）
A．两物体所受合外力做功相同B．两物体所受合外力冲量相同
C．两物体到达斜面底端的时间相同D．两物体到达斜面底端时的速度相同
3．在x轴上O、P两点分别放置电荷量为、的点电荷，在两电荷连线上的电势中随x变化的关系如图所示，其中A、B两点的电势为零，BD段中C点电势最大，则（ ）
A．和都是正点电荷
B．C、D两点间电场强度沿x轴正方向
C．C点的电场强度大小大于B点的电场强度大小
D．将一负点电荷沿直线从B点移到D点，电势能先增大后减小
4．如图所示A、B、C、D是匀强电场中的四个点，D是BC的中点，A、B、C构成一个直角三角形，AB长为1m，电场线与三角形所在的平面平行，已知，，，由此可以判断（ ）
A．电场强度的方向垂直AD连线斜向上B．电场强度的方向由B点指向C点
C．电场强度的大小为8V/m D．电场强度的大小为
5．塔尖装有一避雷针，某次雷雨天气闪电击中避雷针，避雷针发生尖端放电现象，如图甲。若避雷针放电时的电场线分布如图乙所示，在空间取一条水平线abc和一条圆弧线adc，bd连线为ac连线的中垂线，电场线关于直线bd对称，以下说法正确的是（ ）
A．b、d两点的电场强度相同B．b点电势高于d点电势
C．a、c两点的电场强度相同D．同一负点电荷的电势能在b点比在d点大
6．如图所示，真空中固定的负点电荷所形成的电场中，有一质量为的带电微粒，在此点电荷正下方与负点电荷的距离为0.3m的水平面内做半径为0.4m的匀速圆周运动，已知负点电荷带电荷量为。取重力加速度，静电力常量，则下列判断正确的是（ ）
A．微粒一定带正电，所带电荷量
B．微粒做圆周运动的角速度
C．微粒运动的圆周轨道上各点场强大小为
D．负点电荷对微粒做正功，微粒的电势能不断减少
7．如图所示，在空间中水平面MN的下方分布着方向竖直向下的匀强电场，质量为m的带电小球由MN上方的A点以一定的初速度水平抛出，从B点进入电场，到达C点时速度方向恰好水平。已知A、B、C三点在同一直线上，AB＝3BC，重力加速度为g．下列说法正确的是（ ）
A．小球所受电场力大小为3mg
B．小球带正电
C．小球从A到B与从B到C的运动时间之比为
D．小球从A到B与从B到C的合外力冲量的大小相等
二、不定项选择题（本题共4小题，每题6分，共24分．在每小题给出的四个选项中，至少有两个选项正确，选不全的得3分，有选错的得0分）
8．如图所示，若令y轴和x轴分别表示某个物理量，图像表示直线运动中物理量之间的关系，A为图线上一点，过A点作图线的切线交y轴于M点，过A点作垂线交x轴于N点，切线AM的斜率记为k，图中的阴影面积记为S。下列说法正确的是（ ）
A．若x轴表示位移x，y轴表示物体所受的合外力F，面积S表示这一过程中动能的变化量
B．若x轴表示速度v，y轴表示物体所受的合外力F，面积S表示A点时该速度时合外力的瞬时功率
C．若x轴表示时间t，y轴表示物体动量P，斜率k表示A点时物体所受合力
D．若x轴表示距参考平面的高度h，y轴表示物体的重力势能，斜率k表示A点时物体的质量
9．如图所示，在两个对接的固定绝缘光滑斜面上放置了电荷量大小均为q的两个小球A和B（均看成质点），两个斜面的倾角分别是30°和45°，小球A和B的质量分别是和若平衡时，两小球均静止在离斜面底端高度为h的同一水平线上，斜面对两个小球的弹力大小分别是和，静电力常量为k，下列说法正确的是（ ）
A．B．C．
D．若同时移动两球在斜面上的位置，只要保证两球在同一水平线上，则两球仍能平衡
10．如图，一不带电的金属球壳Q放在绝缘支架上，现在Q的右侧放置一带负电不计体积大小的小球A，同样放在绝缘支架上。M、N两点为A球与球壳Q的球心O连线上的两点，均在球壳内部，分别在球心O的左、右两侧关于O点对称。由于静电感应，球壳Q的左右两侧分别带上等量异种电荷。有关现象描述正确的是（ ）
A．感应电荷在M点产生的电场强度向左，在N点产生的电场强度向右
B．感应电荷在M点产生的电场强度比N点要小
C．M、O、N三点的合场强均为0，但由于N点离带电小球A较近，故N点电势较另两点要低
D．若将金属球壳Q的左侧接地，则球壳Q的左侧将不带电
11．如图甲，“胸口碎大石”是民间杂耍的保留节目（危险节目，请勿模仿）。其原理如图乙所示，皮囊A放置在水平地面上，上面压着一块质量M＝54kg的石板，质量m＝6kg的铁锤，以的速度，竖直向下砸中石板，碰撞时间极短，铁锤与石板瞬间达到共同速度，之后忽略手持锤的作用力，且向下匀变速运动2cm减速到零，取重力加速度。则（ ）
A．铁锤与石板碰后瞬间达到的共同速度为0.5m/s
B．铁锤与石板碰撞过程损失的机械能为75J
C．碰后向下减速到零的过程，皮囊对石板做的总功－7.5J
D．碰后向下减速到零的过程，皮囊对石板的冲量大小
Ⅱ卷（非选择题，3小题，共41分）
三、实验题
12．（12分）如下图所示是用落体法验证机械能守恒定律的实验装置示意图。现有的器材为：带铁夹的铁架台、电火花打点计时器、纸带、带铁夹的重物、天平。
回答下列问题：
（1）为完成此实验，除了以上的器材，还需要的器材有下面的那些？（ ）
A．毫米刻度尺 B．秒表
C．220V的交流电源D．0～12V的直流电源
（2）在实验中打点计时器所接交流电频率为50Hz，当地重力加速度，实验选用的重物质量m＝1kg，纸带上打点计时器打下的连续计数，点A、B、C到打下第一点O的距离如下图所示。则从打下O点至B点的过程中，重物重力势能的减少量为＝______，动能的增加量为＝______（计算结果均保留3位有效数字）：
（3）通过计算发现，与相比较，哪一个较大？______
四、计算题
13．（14分）如图所示，有一光滑竖直绝缘圆环轨道，O为圆心，半径为R＝0.5m，B点与O点等高，在最低点固定一点电荷A。已知B点恰能静止一套在轨道上质量为m＝0.1kg、电荷量为的带电小球。现将点电荷A的电荷量增大为原来的两倍，小球沿圆环轨道向上运动到最高点C时的速度大小为，g取，静电力常量（全程带电体无漏电，计算结果保留根号）求：
（1）小球静止在B点时点电荷A的带电荷量Q；
（2）小球在B点刚开始运动时的加速度：
（3）小球在C点时对轨道的压力：
（4）点电荷A的电荷量增大为原来的两倍后，B、C两点间的电势差。
14．（15分）如图甲，一光滑斜面与一足够长的水平面通过一小段光滑圆弧平滑连接，质量为1kg的小物块B静止于水平面的最左端。t＝0时刻，小物块A以3/s的速度与B发生弹性碰撞，碰撞时间极短可忽略不计。碰撞后B沿斜面向上运动，在B沿斜面运动的过程中，用x表示B的位移，t表示其运动时间，物块B在斜面上运动的图像如图乙。已知物块A、B与水平面间的动摩擦因数分别为、，重力加速度，物块A和B的碰撞均为弹性碰撞（碰撞时间极短），不计物块通过斜面与水平面交接处的动能损失。求：
（1）物块B沿斜面向上运动的最大距离；
（2）物块A的质量；
（3）物块A第一次停止时，距水平面最左端的距离。物块A、B第一次碰撞至物块A第一次停止所经历的时间。
参考答案
1．C
解析：设A球到达最低点的速度为v，在最低点A与B发生弹性碰撞后，A球的速度为vA，B球的速度为vB，规定向右为正方向。由动量守恒可得
mAv=mAvA＋mBvB
由机械能守恒可得
可得
故A向左，B向右。设碰后A球偏角为，绳长为L，由机械能守恒
故
可见偏角与小球在最低点的速度大小有关，与质量无关，故A球偏角大于B球偏角，且都小于A球原来的偏角30°。
故选C。
2．A
解析：AD．物体在下滑中只有重力做功，而重力做功只与高度差有关，故两种情况下两物体所受合外力做功即重力做功相等，由
得
两物体到达斜面底端时的速度大小相同，方向不同，A正确，D错误；
B．物体在两种情况下到达斜面底端的速度的大小是相等的，而速度的方向不同，所以物体的末动量不同，根据动量定理
所以合外力的冲量大小相等，方向是不同的，B错误；
C．小球在斜面上做匀加速直线运动，故全程的平均速度
相等，而斜面长度不同，根据
可知运动时间不同，C错误。
故选A。
3．B
解析：A．由图知从O到B电势先不断降低后先升高再降低，则两个点电荷必定是异种电荷，故A错误；
B．由图可知：从C到D，电势降低，根据顺着电场线电势降低可知，CD间电场强度方向沿x轴正方向，故C正确；
C．根据图象切线的斜率等于场强，可知C点场强为零，B点的场强不等于零，则B点的场强比C点的大，故B错误；
D．将一负点电荷从B移到D点，电势先升高后降低，电势能先减小后增大，故D错误。
故选B 。
4．D
解析：AB．在匀强电场中，，则B、C连线的中点D的电势
故，为一条等势线，根据电场线与等势线垂直且沿着电场线方向电势降低可知，电场强度的方向垂直于AD连线斜向下，选项AB错误；
CD．电场强度的大小
选项C错误，D正确。
故选D。
5．D
解析：AC．根据电场线上切线的方向为场强方向，电场线的疏密程度与该处场强大小成正比,分别在a、c两点画切线，可发现切线方向不同，即电场强度方向不同，故电场强度不同，故AC错误。
BD．沿电场线方向电势降低，b点电势低于d点电势，同一负点电荷的电势能在b点比在d点大，故B错误，D正确；
故选D。
6．C
解析：AC．微粒的受力如图所示
重力与库仑力的合力提供向心力，故微粒一定带正电，由几何关系可得负点电荷与微粒之间的距离为
根据点电荷场强公式可知微粒运动的圆周轨道上各点场强大小为
由图中相似三角形可得
解得微粒所带电荷量为
C正确，A错误；
B．微粒受到的合力提供向心力，根据图中相似三角形可得
解得微粒做圆周运动的角速度为
B错误；
D．库仑力与速度方向始终垂直，负点电荷对微粒一直不做功，微粒的电势能不变，D错误。
故选C。
7．D
解析：C．小球在电场中垂直电场方向小球的速度与做平抛的速度相同，根据
两个过程水平位移之比是3∶1，，所以时间之比也是3∶1，C错误；
A．分别列出竖直方向的方程，即
可解得
A错误；
B．进入电场，到达C点时速度方向恰好水平，则小球在沿电场方向做减速运动，小球受到的电场力向上，与电场方向相反，所以小球带负电，B错误；
D．合外力冲量等于加速度与时间的乘积，即
AB过程
BC过程
D正确。
故选D。
8．AC
解析：A．x轴表示位移x，纵轴表示合外力F，则图线与横轴包围的面积表示
S=Fx=ΔEk
图线与横轴包围的面积表示合外力做的功，根据动能定理，则也可表示为物体动能的变化量，故A正确；
B．x轴表示速度v，y轴表示物体所受的合外力F，则合外力的瞬时功率为
P=Fv
即面积S不可以表示某速度时对应的合外力做功的瞬时功率，故B错误；
C．若x轴表示运动时间t，y轴表示物体动量p，由动量定理可得
斜率k表示A点时物体所受合力，故C正确；
D．x轴表示距参考平面的高度h，y轴表示物体的重力势能Ep，则
斜率k表示A点时物体的重力，故D错误。
故选AC。
9．AC
解析：BC．A处于静止状态，设A受到的库仑力为F，由平衡条件可得
tan 30°
FN1
同理可得，对B满足
tan 45°
FN2
联立可得
故B错误，C正确；
A．两小球间距为
l
由库仑定律可得
F=
联立解得
q=(+1）
故A正确；
D．若同时移动两球在斜面上的位置，由于距离变化导致库仑力变化，不再满足原来的平衡关系，故两球不能处于平衡状态，故D错误。
故选AC。
10．BD
解析：A．带负电的小球A在球壳内部M、N点产生的场强方向向右，所以感应电荷在M、N点产生的电场强度向左，故A错误；
B．带负电的小球A在球壳内部M点产生的场强小于在N点产生的场强，所以感应电荷在M点产生的电场强度比N点要小，故B正确；
C．金属球壳Q是等势体，三点的电势相同，故C错误；
故选BD。
11．AD
解析：A．铁锤与石板碰撞，动量守恒，有
解得
故A正确；
B．系统损失的机械能为
故B错误；
C．铁锤与石板共速后，根据动能定理
解得
皮囊对石板做的总功
故C错误；
D．由动量定理可得
解得
皮囊对石板的冲量大小为
故D正确。
故选AD。
12． AC 2.55J 2.50J （存在空气阻力和摩擦阻力，导致减小的部分重力势能转化为内能）
解析：（1）[1]AB.通过打点计时器计算时间，故不需要秒表，需要毫米刻度尺测量纸带上两点间的距离，A正确，B错误；
CD．电火花打点计时器应该与220V的交流电源连接，C正确，D错误。
故选AC。
（2）[2]从打下O点至B点的过程中，重力势能减少量为
[3]利用匀变速直线运动的推论可得，打下B点时的速度为
动能增加量为
（3）[4][5]通过计算发现，小于，即较大，因为存在空气阻力和摩擦阻力，导致减小的部分重力势能转化为内能。
13．（1）；（2）10m/s2，方向竖直向上；（3），方向竖直向上；（4）
解析：（1）小球在B点静止时，有，
解得.
（2）A的电荷量增大为原来的两倍后，由牛顿第二定律有，
解得a=10m/s2，方向竖直向上.
（3）小球在C点时，由牛顿第二定律得，
解得.
由牛顿第三定律可知，小球在C点时对轨道的压力大小为，方向竖直向上.
（4）对小球由B到C的过程，由动能定理得，
解得.
14．（1）1m；（2）2kg；（3）；
解析：（1）由图乙可知
由匀减速运动直线运动规律
化简有
可知，物块B在斜面上做匀减速运动直线运动，其中
，
物块B沿斜面向上做匀减速直线运动的最大距离
（2）物块A以3m/s的速度与B发生弹性碰撞，则由动量守恒
由能量守恒
联立解得
，
（3）由于斜面光滑，物块A、B第一次碰撞后，滑上斜面的加速度大小
物块A滑上斜面减速减为零，用时
经
以大小为速度返回水平面上运动；
物块A、B沿水平面运动时，由牛顿第二定律可知
物块A、B在水平面运动时，加速度大小分别为
物块A从返回水平面到第一次停止所用时间
物块A第一次停止前，在水平面运动向右运动的距离
物块A、B第一次碰撞2物块A第一次停止经历的时间为