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宁夏石嘴山市平罗中学2022-2023学年高二上学期期中物理试题（Word版附解析）
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这是一份宁夏石嘴山市平罗中学2022-2023学年高二上学期期中物理试题（Word版附解析），共20页。试卷主要包含了单选题，多选题，实验题，解答题等内容，欢迎下载使用。
一、单选题（本题共10个小题,每小题3分，共30分。）
1. 下列说法正确的是（ ）
A. 体积小的带电体就是点电荷
B. 电场中某点电场强度的方向，与正电荷在该点所受的电场力方向相同
C. 电势为零的地方，电场强度一定为零
D. 带电体的带电量大小可以是任意的数值
【答案】B
【解析】
【详解】A．带电体的形状、体积在研究的问题中可以忽略不计时，带电体可以看成点电荷；所以体积小的带电体不一定可以看成点电荷，体积大的带电体有时也可以看成点电荷，A错误。
B．电场中某点电场强度的方向，与正电荷在该点所受的电场力方向相同，B正确；
C．电势为零的地方，电场强度不一定为零，比如等量异种电荷连线的中点电势为零，但电场强度不为零，C错误；
D．带电体的带电量大小只能是元电荷的整数倍，D错误。
故选B。
2. 以下说法正确的是（ ）
A. 公式，电容器的电容大小与电容器两极板间电势差无关
B. 由公式可知电场中某点的电势与成反比
C. 由可知此场中某点的电场强度与成正比
D. 由可知，匀强电场中的任意两点、间的距离越大，则两点间的电势差一定越大
【答案】A
【解析】
【详解】A．公式是电容的定义式，电容器的电容大小C与电容器两极板间电势差U无关，由自身因素决定，故A正确；
B．公式是电势的定义式，电场中某点的电势与无关，由电场自身性质和零电势选取有关，故B错误；
C．公式是电场强度的定义式，电场强度的大小与放入电场中的电荷电量、电场力无关，由电场自身性质决定，故C错误；
D．由可知，匀强电场中的任意两点a、b间的距离越大，电势差不一定大，若沿电场方向两点间距离越大，电势差越大，若在垂直电场方向上电势差始终为零，故D错误。
故选A。
3. 如图所示，把原来不带电的金属壳B的外表面接地，将一带正电的小球A从小孔中放入金属壳内，但不与B发生接触，达到静电平衡状态后，则( )
A. B的空腔内电场强度为零B. B不带电
C. B的外表面带正电D. B的内表面带负电
【答案】D
【解析】
【详解】由于静电感应，金属球壳B内壁感应出负电荷，A带正电，则B的空腔内电场强度不为零．金属球壳B外表面接地，大地中电子跑到球壳B上将正电荷中和，所以B带负电．静电平衡后，金属球壳B是一个等势体．D正确，
思路分析：静电平衡后，由于静电感应，金属球壳B内壁感应出负电荷，外表面接地，不带电．B的空腔内电场强度不为零．金属球壳B是一个等势体．
试题点评：本题考查对于感应起电的理解能力．抓住静电平衡导体的特点，就能正确解答．
4. 真空中两个完全相同、带等量同种电荷的金属小球A和B（可视为点电荷），分别固定在两处，它们之间的静电力为F。用一个不带电的同样金属球C先后与A、B球接触，然后移开球C，此时A、B球间的静电力为（ ）
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】
【分析】
【详解】两个相同的带等量的同种电荷的金属小球A和B，设它们的电荷量都为Q，原来它们之间的库仑力为
F=k
一个不带电同样的金属小球C先和A接触，A和C的电荷量都为Q，C再与B接触后，B、C分开电荷量均为Q，这时A、B两球之间的相互作用力的大小为
故ABD错误，C正确。
故选C。
5. 某电场的等势面如图所示，图中a、b、c、d、e为电场中的5个点，则（ ）
A. 一正电荷从b点运动到e点，电场力做正功
B. 一电子从a点运动到d点，电场力做功为4eV
C. b点电场强度垂直于该点所在等势面，方向向右
D. a、b、c、d四个点中，a点的电场强度大小最大
【答案】B
【解析】
【详解】A．一正电荷从b点运动到e点，初末位置电势相同，电势差为零，则电场力做功为零，故A错误；
B．一电子从a点运动到d点，电场力做功
故B正确；
C．沿电场线方向电势降低，所以b点电场强度垂直于该点所在等势面，方向向左，故C错误；
D．等差等势面越密，场强越大，所以b点的电场强度大小最大，故D错误。
故选B。
6. 如图1所示A、B是电场中同一条直线电场线上的两点，若将一个带正电的点电荷由A点静止释放，它沿电场线由A到B，已知速度图像（图2），试比较A、B两点的电势和电场强度E，下列说法正确的是（ ）
A. B.
C. D.
【答案】B
【解析】
【详解】由题意可知道正点电荷释放后所受电场力由A指向B，所以电场强度方向由A指向B，根据沿电场强度方向电势降低可知；v-t图像的斜率表示加速度，由图2可知正点电荷从A到B加速度逐渐减小，则所受电场力逐渐减小，所以。
故选B。
7. 如图所示，若手机质量m=200g，从离人眼约h=20cm的高度无初速掉落，砸到眼睛后经=0.01s手机停止运动，取重力加速度g=10m/s2，下列分析正确的是（ ）
A. 手机对眼睛的作用力大小约为30N
B. 手机对眼睛的作用力大小约为40N
C. 全过程手机重力的冲量大小约为0.42N•s
D. 全过程手机重力的冲量大小约为0.40N•s
【答案】C
【解析】
【详解】AB．手机自由下落h时的速度为
手机与眼相互作用过程，以竖直向下为正方，据动量定理可得
解得手机受到的作用力大小为
由牛顿第三定律可知，手机对眼睛的作用力大小约为42N，AB错误；
CD．手机自由下落时间
全过程手机重力的冲量大小为
C正确，D错误
故选C。
8. 如图，平行板电容器的两极板竖直放置并分别与电源的正负极相连，一带电小球经绝缘轻绳悬挂于两极板之间，处于静止状态现保持右极板不动，将左极板向左缓慢移动关于小球所受的电场力大小F和绳子的拉力大小T，下列判断正确的是
A. F逐渐减小，T逐渐减小
B. F逐渐增大，T逐渐减小
C. F逐渐减小，T逐渐增大
D. F逐渐增大，T逐渐增大
【答案】A
【解析】
【详解】电容器与电源相连，所以两端间电势差不变，将左极板向左缓慢移动过程中，两板间距离增大，由可知，电场强度减小，电场力减小，小球处于平衡状态，受重力、拉力与电场力的作用，受力如图所示，根据力的合成法得：
由于重力不变，电场力减小，故拉力减小；
A逐渐减小，逐渐减小与分析相符，故A正确；
B.逐渐增大，逐渐减小与分析不符，故B错误；
C.逐渐减小，逐渐增大与分析不符，故C错误；
D.逐渐增大，逐渐增大与分析不符，故D错误．
9. 如图所示，在光滑的水平地面上有一静止的质量为M的四分之一光滑圆弧滑块，圆弧的半径为R，最低点处刚好与水平地面相切。一质量为m的小球以一定的初速度沿水平地面向右运动，不计小球冲上圆弧滑块过程中的机械能损失。如果圆弧滑块固定，则小球恰能冲到圆弧面上与圆心等高处；如果圆弧滑块不固定，则小球在圆弧面上能到达的最大高度为。则小球与滑块质量之比m∶ M为（ ）
A. 1∶2B. 1∶3C. 2∶1D. 3∶1
【答案】C
【解析】
【详解】当圆弧槽固定时
当圆弧槽不固定，取水平向右为正方向，根据系统水平方向动量守恒有
mv0=（m+M）v
根据机械能守恒定律有
解得
m :M=2:1
故选C。
10. 水平桌面上，一质量为m的物体在水平恒力F拉动下从静止开始运动，物体通过的路程等于s0时，速度的大小为v0，此时撤去F，物体继续滑行2s0的路程后停止运动，重力加速度大小为g，则（ ）
A. 在此过程中F所做的功为mv02
B. 在此过程中F的冲量大小等于mv0
C. 物体与桌面间的动摩擦因数等于
D. F的大小等于物体所受滑动摩擦力大小的2倍
【答案】C
【解析】
【详解】CD．外力撤去前，由牛顿第二定律可知
F－μmg=ma1①
由速度位移公式有
v02=2a1s0②
外力撤去后，由牛顿第二定律可知
－μmg=ma2③
由速度位移公式有
－v02=2a2（2s0）④
由①②③④可得，水平恒力
物体与桌面间的动摩擦因数
滑动摩擦力
可知F的大小等于物体所受滑动摩擦力大小的3倍，故C正确，D错误；
A．在此过程中，外力F做功为
W=Fs0=mv02
故A错误；
B．由平均速度公式可知，外力F作用时间
在此过程中，F的冲量大小是
I=Ft1=mv0
故B错误。
故选C。
二、多选题（本题共5个小题,每小题4分，共20分。全部选对得4分,选对但不全的得2分,有选错的得0分）
11. 等量异种电荷的电场线如图所示，下列表述正确的是（ ）
A. a点的电势高于b点的电势
B. a点的场强大于b点的场强，方向相同
C. 将一负电荷从a点移到b点电场力做负功
D. 负电荷在a点的电势能大于在b点的电势能
【答案】AC
【解析】
【详解】A．根据电场线由高电势的地方指向低电势的地方可知，a点的电势高于b点的电势，故A正确；
B．电场线上某一点的电场强度方向与该点的切线方向一致，故a点和b点的电场强度方向不同，故B错误；
CD．由于a点的电势高于b点的电势，则负电荷在a点的电势能低于在b点的电势能，故将负电荷从a点移到b点电势能增加，电场力做负功，故C正确，D错误。
故选AC。
12. 如图所示，绝缘的斜面处在于一个竖直向上的匀强电场中，一带电金属块由静止开始沿斜面滑到底端，已知在金属块下滑的过程中动能增加了0.3J，重力做功1.5J，电势能增加0.5J，则以下判断正确的是
A. 金属块带负电荷B. 电场力做功0.5J
C. 金属块克服摩擦力做功0.7JD. 金属块的机械能减少1.2J
【答案】CD
【解析】
【详解】在下滑过程中电势能增加0.5J，故物体需克服电场力做功为0.5J，故金属块正电，故AB错误；在金属块滑下的过程中动能增加了0.3J，重力做功1.5J，电场力为-0.5J，根据动能定理得：W总=WG+W电+Wf=△EK，解得：Wf=-0.7J，故C正确；外力做功为W外=W电+Wf=-1.2J，故机械能减少1.2J，故D正确．所以CD正确，AB错误．
13. 如图所示，绝缘轻杆的两端固定带有等量异号电荷的小球（不计重力）。开始时，两小球分别静止在A、B位置。现外加一匀强电场E，在静电力作用下，小球绕轻杆中点O转到水平位置。取O点的电势为0。下列说法正确的有（ ）
A. 电场E中A点电势低于B点
B. 转动中两小球的电势能始终相等
C. 该过程静电力对两小球均做负功
D. 该过程两小球的总电势能增加
【答案】AB
【解析】
【详解】A．沿着电场线方向，电势降低，所以A点电势低于B点，A正确；
B．由于O点的电势为0，根据匀强电场的对称性，电势
又，，所以电势能
B正确；
CD．A、B位置的小球受到的静电力分别水平向右、水平向左，绝缘轻杆顺时针旋转，两小球受到的静电力对两小球均做正功，电场力做正功，电势能减少，CD错误。
故选AB。
14. 如图所示，实线表示某电场的电场线（方向未标出），虚线是一带负电的粒子只在电场力作用下的运动轨迹，设M点和N点的电势分别为φM、φN，粒子在M点和N点时加速度大小分别为aM、aN，速度大小分别为vM、vN，电势能分别为EpM、EpN．下列判断正确的是（ ）
A. vM＜vN，aM＜aN
B. vM>vN，φM>φN
C. φM＜φN，EpM＜EpN
D. aM＜aN，EpM＜EpN
【答案】BD
【解析】
【详解】将粒子的运动分情况讨论：从M运动到N；从N运动到M，根据电场的性质依次判断；
电场线越密，电场强度越大，同一个粒子受到的电场力越大，根据牛顿第二定律可知其加速度越大，故有
若粒子从M运动到N点，则根据带电粒子所受电场力指向轨迹弯曲的内侧，可知在某点的电场力方向和速度方向如图所示，故电场力做负功，电势能增大，动能减小，即
负电荷在低电势处电势能大，故
若粒子从N运动到M，则根据带电粒子所受电场力指向轨迹弯曲的内侧，可知在某点的电场力方向和速度方向如图所示，故电场力做正功，电势能减小，动能增大，即
负电荷在低电势处电势能大，故
综上所述，BD正确，AC错误；
故选BD。
15. 一质量为2 kg的物块在合外力F的作用下从静止开始沿直线运动。F随时间t变化的图线如图所示，则（ ）
A. t=1 s时物块的速率为1 m/s
B. t=2 s时物块的动量大小为4 kg·m/s
C. t=3 s时物块的动量大小为5 kg·m/s
D. t=4 s时物块的速度为零
【答案】AB
【解析】
【详解】A．由动量定理有
解得时物块的速率为
故A正确；
B．图线与时间轴所围面积表示冲量，根据动量定理可知，时物块的动量大小为
故B正确；
C．根据动量定理可知，时物块的动量大小为
故C错误；
D．根据动量定理可知，时物块的动量大小为
则时物块的速度为
故D错误。
故选AB。
三、实验题（本题2个小题,共12分。16题4分,每空1分；17题8分,每空2分）
16. 某实验小组采用如图所示的装置“探究动能定理”，小车在橡皮筋的作用下弹出后，沿木板滑行。打点计时器的工作频率为。
（1）实验中木板需要倾斜一定的角度，这样做________；
A．是为了使释放小车后，小车能匀加速下滑
B．是为了增大小车下滑的加速度
C．可使得橡皮筋做的功等于合力对小车做的功
（2）平衡摩擦力时，小车_________（填“要”或“不要”）挂纸带；实验中通过改变橡皮筋的________（填“长度”或“条数”）改变合力做功的值；
（3）实验中先后用同样的橡皮筋1条、2条、3条……合并起来挂在小车的前端进行多次实验，每次都要把小车拉到同一位置再由静止释放。把第一次只挂1条橡皮筋时橡皮筋对小车做的功记为，第二次挂2条橡皮筋时橡皮筋对小车做的功记为……橡皮筋对小车做功而使小车获得的速度可由打点计时器打出的纸带测出。根据第四次的纸带（如图所示）求得小车获得的速度为________。（结果保留3位有效数字）
【答案】 ①. C ②. 要 ③. 条数 ④. 2.00
【解析】
【详解】（1）[1]实验中木板略微倾斜一定的角度，可以使重力的下滑分力与摩擦力平衡，使得橡皮筋做的功等于合力对小车做的功。
故选C。
（2）[2]在平衡摩擦力的过程中还需要平衡掉纸带所受的摩擦力，通过纸带的点迹观察物体的运动状况，故平衡摩擦时要挂纸带。
[3]实验中通过改变橡皮筋的条数来改变力的大小，从而改变做功的值。
（3）[4]各点之间的距离相等的时候小车做匀速直线运动。由图可知，两个相邻的点之间的距离是时做匀速直线运动，打点时间间隔为
则小车速度为
17. 某实验小组利用如图甲所示的实验装置验证机械能守恒定律。
（1）下列说法中有利于减小实验误差的有________；
A．必须精确测量出重物的质量 B．重物选用密度较大的铁锤
C．调节打点计时器两限位孔在同一竖直线上 D．先松开纸带，后接通电源
（2）甲同学利用上述装置按正确操作得到了一条如图乙所示纸带（部分纸带未画出）。纸带上的各点均为连续的计时点，其中O点为打出的第一个点，打点周期为T，重力加速度为g。从纸带上直接测出计时点间的距离，利用下列测量值能验证机械能守恒定律的有________；
A．OE和DF的长度 B．OA和AF的长度
C．OD和DG的长度 D．AC、BF和EG的长度
（3）在验证机械能守恒定律的实验中，使质量m=250g的重物拖着纸带自由下落，打点计时器在纸带上打出一系列的点。选取一条符合实验要求的纸带如图所示，O为纸带下落的起始点，A、B、C为纸带上选取的三个连续点，已知打点计时器每隔T=0.02s打一个点，当地的重力加速度为g=9.8m/s2，那么：
①计算B点瞬时速度时，甲同学用，乙同学用，丙同学用。其中所选择方法正确的是_______（选填“甲”、“乙”或“丙”）同学（xOB与分别表示纸带上O、B和A、C之间的距离，n为从O到B之间的打点时间间隔数）。
②纸带下落的加速度为__________m/s2。
【答案】 ①. BC ②. AD ③. 丙 ④. 9.50
【解析】
【详解】（1）[1]A．由可知不需要精确测量出重物的质量，故A不符合题意；
B．重物选用密度较大的铁锤可减小空气阻力的影响，故B符合题意；
C．调节打点计时器两限位孔在同一竖直线上从而减小纸带与限位孔之间的摩擦，故C符合题意；
D．实验中应先接通电源后释放纸带，故D不符合题意。
故选BC。
（2）[2] A．测出DF的长度即可求得E点的瞬时速度，测出OE的长度，即可根据与是否相等验证机械能是否守恒，故A符合题意；
B．测出OA和AF的长度时无法求得A点的瞬时速度，故不能验证机械能是否守恒，故B不符合题意；
C．测出OD和DG的长度无法求得D点的瞬时速度，故不能验证机械能是否守恒，故C不符合题意；
D．测出AC和EG的长度可以求得B点和F点的瞬时速度，测出BF长度，即可根据与是否相等验证机械能是否守恒，故D符合题意。
故选AD。
（3）[3] 甲同学和乙同学的计算B点速度的方法都默认了机械能守恒，应选择丙同学的方法。
[4]由可得
四、解答题（本题共4个小题，共38分。解答过程应写出必要的文字说明和公式，只写出答案的不得分。）
18. 如图所示，真空中有A、B、C三个点组成的一个等边三角形，边长。在C点固定一电量的点电荷，在B点固定一个点电荷，静电力常量，求：
（1）求A点的合场强大小及方向；
（2）若在A点放置一个电量的点电荷，则它受到的电场力是多大？
【答案】（1），水平向左；（2）
【解析】
【详解】（1）由点电荷场强公式有
代入数据得
点电荷产生的电场场强大小
根据平行四边形定则有
代入数据得
方向水平向左。
（2）电荷在C处受到的电场力
代入数据得
19. 如图所示，A、B、C是匀强电场中的三点，已知A、B两点相距，B、C相距，AB与电场线平行，BC与电场线成角，电场强度大小。一带电粒子从A点移动到B点时，电场力做功，之后粒子又从B点移动到C点。求：
（1）粒子所带电荷量q；
（2）粒子从B点移动到C点过程中电场力所做的功；
（3）A、C两点的电势差。
【答案】（1）；（2）；（3）
【解析】
【详解】（1）A、B两点间的电势差为
根据可得，粒子所带电荷量为
（2）B、C两点间的电势差为
粒子从B点移动到C点过程中电场力所做的功为
（3）A、C两点的电势差为
20. 如图所示，一轻质弹簧的一端固定在球B上，另一端与球C接触但未拴接，球B和球C静止在光滑水平地面上。球A从光滑斜面上距水平地面高为H=3.2m处由静止滑下（不计小球A在斜面与水平面衔接处的能量损失），与球B发生正碰后粘在一起，碰撞时间极短，稍后球C脱离弹簧，在水平地面上匀速运动后，进入固定放置在水平地面上的竖直四分之一光滑圆弧轨道内。已知球A和球B的质量均为1kg，球C的质量为4kg，且三个小球均可被视为质点。圆弧的半径，g取10m/s2。求：
（1）小球A和小球B碰后瞬间粘在一起时的共同速度大小vAB；
（2）球C脱离弹簧后在圆弧上达到的最大高度h。
【答案】（1）4m/s；（2）m
【解析】
【详解】（1）设小球A与B碰前瞬间的速度为vA，A由斜面最高点下滑到最低点的过程中，由机械能守恒定律可得
A与B发生正碰时在水平方向动量守恒，有
mAvA=vAB
联立代入数据解得
vAB=4m/s
（2）设球C脱离弹簧后的速度为vC，A、B整体的速度为vAB′，从A与B结合为一个整体后到球C离开弹簧的过程中，由动量守恒定律有
由机械能守恒定律有
从球C脱离弹簧到运动至圆弧最大高度处的过程中，由机械能守恒定律得
联立并代入数据解得
h=m
21. 如图，一长木板在光滑的水平面上以速度v0向右做匀速直线运动，将一小滑块无初速地轻放在木板最右端。已知滑块和木板的质量分别为m和2m，它们之间的动摩擦因数为μ，重力加速度为g。
（1）滑块相对木板静止时，求它们的共同速度大小；
（2）某时刻木板速度是滑块的2倍，求此时滑块到木板最右端的距离；
（3）若滑块轻放在木板最右端的同时，给木板施加一水平向右的外力，使得木板保持匀速直线运动，直到滑块相对木板静止，求此过程中滑块的运动时间以及外力所做的功。
【答案】（1）v共 = ；（2）x = ；（3）t = ，W = mv02
【解析】
【分析】
【详解】（1）由于地面光滑，则木板与滑块组成的系统动量守恒，有
2mv0 = 3mv共
解得
v共 =
（2）由于木板速度是滑块的2倍，则有
v木 = 2v滑
再根据动量守恒定律有
2mv0 = 2mv木 + mv滑
联立化简得
v滑 = v0，v木 = v0
再根据功能关系有
- μmgx = × 2mv木2 + mv滑2 - × 2mv02
经过计算得
x =
（3）由于木板保持匀速直线运动，则有
F = μmg
对滑块进行受力分析，并根据牛顿第二定律有
a滑 = μg
滑块相对木板静止时有
v0 = a滑t
解得
t =
则整个过程中木板滑动的距离为
x′ = v0t =
则拉力所做的功为
一、单选题（本题共10个小题,每小题3分，共30分。）
1. 下列说法正确的是（ ）
A. 体积小的带电体就是点电荷
B. 电场中某点电场强度的方向，与正电荷在该点所受的电场力方向相同
C. 电势为零的地方，电场强度一定为零
D. 带电体的带电量大小可以是任意的数值
【答案】B
【解析】
【详解】A．带电体的形状、体积在研究的问题中可以忽略不计时，带电体可以看成点电荷；所以体积小的带电体不一定可以看成点电荷，体积大的带电体有时也可以看成点电荷，A错误。
B．电场中某点电场强度的方向，与正电荷在该点所受的电场力方向相同，B正确；
C．电势为零的地方，电场强度不一定为零，比如等量异种电荷连线的中点电势为零，但电场强度不为零，C错误；
D．带电体的带电量大小只能是元电荷的整数倍，D错误。
故选B。
2. 以下说法正确的是（ ）
A. 公式，电容器的电容大小与电容器两极板间电势差无关
B. 由公式可知电场中某点的电势与成反比
C. 由可知此场中某点的电场强度与成正比
D. 由可知，匀强电场中的任意两点、间的距离越大，则两点间的电势差一定越大
【答案】A
【解析】
【详解】A．公式是电容的定义式，电容器的电容大小C与电容器两极板间电势差U无关，由自身因素决定，故A正确；
B．公式是电势的定义式，电场中某点的电势与无关，由电场自身性质和零电势选取有关，故B错误；
C．公式是电场强度的定义式，电场强度的大小与放入电场中的电荷电量、电场力无关，由电场自身性质决定，故C错误；
D．由可知，匀强电场中的任意两点a、b间的距离越大，电势差不一定大，若沿电场方向两点间距离越大，电势差越大，若在垂直电场方向上电势差始终为零，故D错误。
故选A。
3. 如图所示，把原来不带电的金属壳B的外表面接地，将一带正电的小球A从小孔中放入金属壳内，但不与B发生接触，达到静电平衡状态后，则( )
A. B的空腔内电场强度为零B. B不带电
C. B的外表面带正电D. B的内表面带负电
【答案】D
【解析】
【详解】由于静电感应，金属球壳B内壁感应出负电荷，A带正电，则B的空腔内电场强度不为零．金属球壳B外表面接地，大地中电子跑到球壳B上将正电荷中和，所以B带负电．静电平衡后，金属球壳B是一个等势体．D正确，
思路分析：静电平衡后，由于静电感应，金属球壳B内壁感应出负电荷，外表面接地，不带电．B的空腔内电场强度不为零．金属球壳B是一个等势体．
试题点评：本题考查对于感应起电的理解能力．抓住静电平衡导体的特点，就能正确解答．
4. 真空中两个完全相同、带等量同种电荷的金属小球A和B（可视为点电荷），分别固定在两处，它们之间的静电力为F。用一个不带电的同样金属球C先后与A、B球接触，然后移开球C，此时A、B球间的静电力为（ ）
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】
【分析】
【详解】两个相同的带等量的同种电荷的金属小球A和B，设它们的电荷量都为Q，原来它们之间的库仑力为
F=k
一个不带电同样的金属小球C先和A接触，A和C的电荷量都为Q，C再与B接触后，B、C分开电荷量均为Q，这时A、B两球之间的相互作用力的大小为
故ABD错误，C正确。
故选C。
5. 某电场的等势面如图所示，图中a、b、c、d、e为电场中的5个点，则（ ）
A. 一正电荷从b点运动到e点，电场力做正功
B. 一电子从a点运动到d点，电场力做功为4eV
C. b点电场强度垂直于该点所在等势面，方向向右
D. a、b、c、d四个点中，a点的电场强度大小最大
【答案】B
【解析】
【详解】A．一正电荷从b点运动到e点，初末位置电势相同，电势差为零，则电场力做功为零，故A错误；
B．一电子从a点运动到d点，电场力做功
故B正确；
C．沿电场线方向电势降低，所以b点电场强度垂直于该点所在等势面，方向向左，故C错误；
D．等差等势面越密，场强越大，所以b点的电场强度大小最大，故D错误。
故选B。
6. 如图1所示A、B是电场中同一条直线电场线上的两点，若将一个带正电的点电荷由A点静止释放，它沿电场线由A到B，已知速度图像（图2），试比较A、B两点的电势和电场强度E，下列说法正确的是（ ）
A. B.
C. D.
【答案】B
【解析】
【详解】由题意可知道正点电荷释放后所受电场力由A指向B，所以电场强度方向由A指向B，根据沿电场强度方向电势降低可知；v-t图像的斜率表示加速度，由图2可知正点电荷从A到B加速度逐渐减小，则所受电场力逐渐减小，所以。
故选B。
7. 如图所示，若手机质量m=200g，从离人眼约h=20cm的高度无初速掉落，砸到眼睛后经=0.01s手机停止运动，取重力加速度g=10m/s2，下列分析正确的是（ ）
A. 手机对眼睛的作用力大小约为30N
B. 手机对眼睛的作用力大小约为40N
C. 全过程手机重力的冲量大小约为0.42N•s
D. 全过程手机重力的冲量大小约为0.40N•s
【答案】C
【解析】
【详解】AB．手机自由下落h时的速度为
手机与眼相互作用过程，以竖直向下为正方，据动量定理可得
解得手机受到的作用力大小为
由牛顿第三定律可知，手机对眼睛的作用力大小约为42N，AB错误；
CD．手机自由下落时间
全过程手机重力的冲量大小为
C正确，D错误
故选C。
8. 如图，平行板电容器的两极板竖直放置并分别与电源的正负极相连，一带电小球经绝缘轻绳悬挂于两极板之间，处于静止状态现保持右极板不动，将左极板向左缓慢移动关于小球所受的电场力大小F和绳子的拉力大小T，下列判断正确的是
A. F逐渐减小，T逐渐减小
B. F逐渐增大，T逐渐减小
C. F逐渐减小，T逐渐增大
D. F逐渐增大，T逐渐增大
【答案】A
【解析】
【详解】电容器与电源相连，所以两端间电势差不变，将左极板向左缓慢移动过程中，两板间距离增大，由可知，电场强度减小，电场力减小，小球处于平衡状态，受重力、拉力与电场力的作用，受力如图所示，根据力的合成法得：
由于重力不变，电场力减小，故拉力减小；
A逐渐减小，逐渐减小与分析相符，故A正确；
B.逐渐增大，逐渐减小与分析不符，故B错误；
C.逐渐减小，逐渐增大与分析不符，故C错误；
D.逐渐增大，逐渐增大与分析不符，故D错误．
9. 如图所示，在光滑的水平地面上有一静止的质量为M的四分之一光滑圆弧滑块，圆弧的半径为R，最低点处刚好与水平地面相切。一质量为m的小球以一定的初速度沿水平地面向右运动，不计小球冲上圆弧滑块过程中的机械能损失。如果圆弧滑块固定，则小球恰能冲到圆弧面上与圆心等高处；如果圆弧滑块不固定，则小球在圆弧面上能到达的最大高度为。则小球与滑块质量之比m∶ M为（ ）
A. 1∶2B. 1∶3C. 2∶1D. 3∶1
【答案】C
【解析】
【详解】当圆弧槽固定时
当圆弧槽不固定，取水平向右为正方向，根据系统水平方向动量守恒有
mv0=（m+M）v
根据机械能守恒定律有
解得
m :M=2:1
故选C。
10. 水平桌面上，一质量为m的物体在水平恒力F拉动下从静止开始运动，物体通过的路程等于s0时，速度的大小为v0，此时撤去F，物体继续滑行2s0的路程后停止运动，重力加速度大小为g，则（ ）
A. 在此过程中F所做的功为mv02
B. 在此过程中F的冲量大小等于mv0
C. 物体与桌面间的动摩擦因数等于
D. F的大小等于物体所受滑动摩擦力大小的2倍
【答案】C
【解析】
【详解】CD．外力撤去前，由牛顿第二定律可知
F－μmg=ma1①
由速度位移公式有
v02=2a1s0②
外力撤去后，由牛顿第二定律可知
－μmg=ma2③
由速度位移公式有
－v02=2a2（2s0）④
由①②③④可得，水平恒力
物体与桌面间的动摩擦因数
滑动摩擦力
可知F的大小等于物体所受滑动摩擦力大小的3倍，故C正确，D错误；
A．在此过程中，外力F做功为
W=Fs0=mv02
故A错误；
B．由平均速度公式可知，外力F作用时间
在此过程中，F的冲量大小是
I=Ft1=mv0
故B错误。
故选C。
二、多选题（本题共5个小题,每小题4分，共20分。全部选对得4分,选对但不全的得2分,有选错的得0分）
11. 等量异种电荷的电场线如图所示，下列表述正确的是（ ）
A. a点的电势高于b点的电势
B. a点的场强大于b点的场强，方向相同
C. 将一负电荷从a点移到b点电场力做负功
D. 负电荷在a点的电势能大于在b点的电势能
【答案】AC
【解析】
【详解】A．根据电场线由高电势的地方指向低电势的地方可知，a点的电势高于b点的电势，故A正确；
B．电场线上某一点的电场强度方向与该点的切线方向一致，故a点和b点的电场强度方向不同，故B错误；
CD．由于a点的电势高于b点的电势，则负电荷在a点的电势能低于在b点的电势能，故将负电荷从a点移到b点电势能增加，电场力做负功，故C正确，D错误。
故选AC。
12. 如图所示，绝缘的斜面处在于一个竖直向上的匀强电场中，一带电金属块由静止开始沿斜面滑到底端，已知在金属块下滑的过程中动能增加了0.3J，重力做功1.5J，电势能增加0.5J，则以下判断正确的是
A. 金属块带负电荷B. 电场力做功0.5J
C. 金属块克服摩擦力做功0.7JD. 金属块的机械能减少1.2J
【答案】CD
【解析】
【详解】在下滑过程中电势能增加0.5J，故物体需克服电场力做功为0.5J，故金属块正电，故AB错误；在金属块滑下的过程中动能增加了0.3J，重力做功1.5J，电场力为-0.5J，根据动能定理得：W总=WG+W电+Wf=△EK，解得：Wf=-0.7J，故C正确；外力做功为W外=W电+Wf=-1.2J，故机械能减少1.2J，故D正确．所以CD正确，AB错误．
13. 如图所示，绝缘轻杆的两端固定带有等量异号电荷的小球（不计重力）。开始时，两小球分别静止在A、B位置。现外加一匀强电场E，在静电力作用下，小球绕轻杆中点O转到水平位置。取O点的电势为0。下列说法正确的有（ ）
A. 电场E中A点电势低于B点
B. 转动中两小球的电势能始终相等
C. 该过程静电力对两小球均做负功
D. 该过程两小球的总电势能增加
【答案】AB
【解析】
【详解】A．沿着电场线方向，电势降低，所以A点电势低于B点，A正确；
B．由于O点的电势为0，根据匀强电场的对称性，电势
又，，所以电势能
B正确；
CD．A、B位置的小球受到的静电力分别水平向右、水平向左，绝缘轻杆顺时针旋转，两小球受到的静电力对两小球均做正功，电场力做正功，电势能减少，CD错误。
故选AB。
14. 如图所示，实线表示某电场的电场线（方向未标出），虚线是一带负电的粒子只在电场力作用下的运动轨迹，设M点和N点的电势分别为φM、φN，粒子在M点和N点时加速度大小分别为aM、aN，速度大小分别为vM、vN，电势能分别为EpM、EpN．下列判断正确的是（ ）
A. vM＜vN，aM＜aN
B. vM>vN，φM>φN
C. φM＜φN，EpM＜EpN
D. aM＜aN，EpM＜EpN
【答案】BD
【解析】
【详解】将粒子的运动分情况讨论：从M运动到N；从N运动到M，根据电场的性质依次判断；
电场线越密，电场强度越大，同一个粒子受到的电场力越大，根据牛顿第二定律可知其加速度越大，故有
若粒子从M运动到N点，则根据带电粒子所受电场力指向轨迹弯曲的内侧，可知在某点的电场力方向和速度方向如图所示，故电场力做负功，电势能增大，动能减小，即
负电荷在低电势处电势能大，故
若粒子从N运动到M，则根据带电粒子所受电场力指向轨迹弯曲的内侧，可知在某点的电场力方向和速度方向如图所示，故电场力做正功，电势能减小，动能增大，即
负电荷在低电势处电势能大，故
综上所述，BD正确，AC错误；
故选BD。
15. 一质量为2 kg的物块在合外力F的作用下从静止开始沿直线运动。F随时间t变化的图线如图所示，则（ ）
A. t=1 s时物块的速率为1 m/s
B. t=2 s时物块的动量大小为4 kg·m/s
C. t=3 s时物块的动量大小为5 kg·m/s
D. t=4 s时物块的速度为零
【答案】AB
【解析】
【详解】A．由动量定理有
解得时物块的速率为
故A正确；
B．图线与时间轴所围面积表示冲量，根据动量定理可知，时物块的动量大小为
故B正确；
C．根据动量定理可知，时物块的动量大小为
故C错误；
D．根据动量定理可知，时物块的动量大小为
则时物块的速度为
故D错误。
故选AB。
三、实验题（本题2个小题,共12分。16题4分,每空1分；17题8分,每空2分）
16. 某实验小组采用如图所示的装置“探究动能定理”，小车在橡皮筋的作用下弹出后，沿木板滑行。打点计时器的工作频率为。
（1）实验中木板需要倾斜一定的角度，这样做________；
A．是为了使释放小车后，小车能匀加速下滑
B．是为了增大小车下滑的加速度
C．可使得橡皮筋做的功等于合力对小车做的功
（2）平衡摩擦力时，小车_________（填“要”或“不要”）挂纸带；实验中通过改变橡皮筋的________（填“长度”或“条数”）改变合力做功的值；
（3）实验中先后用同样的橡皮筋1条、2条、3条……合并起来挂在小车的前端进行多次实验，每次都要把小车拉到同一位置再由静止释放。把第一次只挂1条橡皮筋时橡皮筋对小车做的功记为，第二次挂2条橡皮筋时橡皮筋对小车做的功记为……橡皮筋对小车做功而使小车获得的速度可由打点计时器打出的纸带测出。根据第四次的纸带（如图所示）求得小车获得的速度为________。（结果保留3位有效数字）
【答案】 ①. C ②. 要 ③. 条数 ④. 2.00
【解析】
【详解】（1）[1]实验中木板略微倾斜一定的角度，可以使重力的下滑分力与摩擦力平衡，使得橡皮筋做的功等于合力对小车做的功。
故选C。
（2）[2]在平衡摩擦力的过程中还需要平衡掉纸带所受的摩擦力，通过纸带的点迹观察物体的运动状况，故平衡摩擦时要挂纸带。
[3]实验中通过改变橡皮筋的条数来改变力的大小，从而改变做功的值。
（3）[4]各点之间的距离相等的时候小车做匀速直线运动。由图可知，两个相邻的点之间的距离是时做匀速直线运动，打点时间间隔为
则小车速度为
17. 某实验小组利用如图甲所示的实验装置验证机械能守恒定律。
（1）下列说法中有利于减小实验误差的有________；
A．必须精确测量出重物的质量 B．重物选用密度较大的铁锤
C．调节打点计时器两限位孔在同一竖直线上 D．先松开纸带，后接通电源
（2）甲同学利用上述装置按正确操作得到了一条如图乙所示纸带（部分纸带未画出）。纸带上的各点均为连续的计时点，其中O点为打出的第一个点，打点周期为T，重力加速度为g。从纸带上直接测出计时点间的距离，利用下列测量值能验证机械能守恒定律的有________；
A．OE和DF的长度 B．OA和AF的长度
C．OD和DG的长度 D．AC、BF和EG的长度
（3）在验证机械能守恒定律的实验中，使质量m=250g的重物拖着纸带自由下落，打点计时器在纸带上打出一系列的点。选取一条符合实验要求的纸带如图所示，O为纸带下落的起始点，A、B、C为纸带上选取的三个连续点，已知打点计时器每隔T=0.02s打一个点，当地的重力加速度为g=9.8m/s2，那么：
①计算B点瞬时速度时，甲同学用，乙同学用，丙同学用。其中所选择方法正确的是_______（选填“甲”、“乙”或“丙”）同学（xOB与分别表示纸带上O、B和A、C之间的距离，n为从O到B之间的打点时间间隔数）。
②纸带下落的加速度为__________m/s2。
【答案】 ①. BC ②. AD ③. 丙 ④. 9.50
【解析】
【详解】（1）[1]A．由可知不需要精确测量出重物的质量，故A不符合题意；
B．重物选用密度较大的铁锤可减小空气阻力的影响，故B符合题意；
C．调节打点计时器两限位孔在同一竖直线上从而减小纸带与限位孔之间的摩擦，故C符合题意；
D．实验中应先接通电源后释放纸带，故D不符合题意。
故选BC。
（2）[2] A．测出DF的长度即可求得E点的瞬时速度，测出OE的长度，即可根据与是否相等验证机械能是否守恒，故A符合题意；
B．测出OA和AF的长度时无法求得A点的瞬时速度，故不能验证机械能是否守恒，故B不符合题意；
C．测出OD和DG的长度无法求得D点的瞬时速度，故不能验证机械能是否守恒，故C不符合题意；
D．测出AC和EG的长度可以求得B点和F点的瞬时速度，测出BF长度，即可根据与是否相等验证机械能是否守恒，故D符合题意。
故选AD。
（3）[3] 甲同学和乙同学的计算B点速度的方法都默认了机械能守恒，应选择丙同学的方法。
[4]由可得
四、解答题（本题共4个小题，共38分。解答过程应写出必要的文字说明和公式，只写出答案的不得分。）
18. 如图所示，真空中有A、B、C三个点组成的一个等边三角形，边长。在C点固定一电量的点电荷，在B点固定一个点电荷，静电力常量，求：
（1）求A点的合场强大小及方向；
（2）若在A点放置一个电量的点电荷，则它受到的电场力是多大？
【答案】（1），水平向左；（2）
【解析】
【详解】（1）由点电荷场强公式有
代入数据得
点电荷产生的电场场强大小
根据平行四边形定则有
代入数据得
方向水平向左。
（2）电荷在C处受到的电场力
代入数据得
19. 如图所示，A、B、C是匀强电场中的三点，已知A、B两点相距，B、C相距，AB与电场线平行，BC与电场线成角，电场强度大小。一带电粒子从A点移动到B点时，电场力做功，之后粒子又从B点移动到C点。求：
（1）粒子所带电荷量q；
（2）粒子从B点移动到C点过程中电场力所做的功；
（3）A、C两点的电势差。
【答案】（1）；（2）；（3）
【解析】
【详解】（1）A、B两点间的电势差为
根据可得，粒子所带电荷量为
（2）B、C两点间的电势差为
粒子从B点移动到C点过程中电场力所做的功为
（3）A、C两点的电势差为
20. 如图所示，一轻质弹簧的一端固定在球B上，另一端与球C接触但未拴接，球B和球C静止在光滑水平地面上。球A从光滑斜面上距水平地面高为H=3.2m处由静止滑下（不计小球A在斜面与水平面衔接处的能量损失），与球B发生正碰后粘在一起，碰撞时间极短，稍后球C脱离弹簧，在水平地面上匀速运动后，进入固定放置在水平地面上的竖直四分之一光滑圆弧轨道内。已知球A和球B的质量均为1kg，球C的质量为4kg，且三个小球均可被视为质点。圆弧的半径，g取10m/s2。求：
（1）小球A和小球B碰后瞬间粘在一起时的共同速度大小vAB；
（2）球C脱离弹簧后在圆弧上达到的最大高度h。
【答案】（1）4m/s；（2）m
【解析】
【详解】（1）设小球A与B碰前瞬间的速度为vA，A由斜面最高点下滑到最低点的过程中，由机械能守恒定律可得
A与B发生正碰时在水平方向动量守恒，有
mAvA=vAB
联立代入数据解得
vAB=4m/s
（2）设球C脱离弹簧后的速度为vC，A、B整体的速度为vAB′，从A与B结合为一个整体后到球C离开弹簧的过程中，由动量守恒定律有
由机械能守恒定律有
从球C脱离弹簧到运动至圆弧最大高度处的过程中，由机械能守恒定律得
联立并代入数据解得
h=m
21. 如图，一长木板在光滑的水平面上以速度v0向右做匀速直线运动，将一小滑块无初速地轻放在木板最右端。已知滑块和木板的质量分别为m和2m，它们之间的动摩擦因数为μ，重力加速度为g。
（1）滑块相对木板静止时，求它们的共同速度大小；
（2）某时刻木板速度是滑块的2倍，求此时滑块到木板最右端的距离；
（3）若滑块轻放在木板最右端的同时，给木板施加一水平向右的外力，使得木板保持匀速直线运动，直到滑块相对木板静止，求此过程中滑块的运动时间以及外力所做的功。
【答案】（1）v共 = ；（2）x = ；（3）t = ，W = mv02
【解析】
【分析】
【详解】（1）由于地面光滑，则木板与滑块组成的系统动量守恒，有
2mv0 = 3mv共
解得
v共 =
（2）由于木板速度是滑块的2倍，则有
v木 = 2v滑
再根据动量守恒定律有
2mv0 = 2mv木 + mv滑
联立化简得
v滑 = v0，v木 = v0
再根据功能关系有
- μmgx = × 2mv木2 + mv滑2 - × 2mv02
经过计算得
x =
（3）由于木板保持匀速直线运动，则有
F = μmg
对滑块进行受力分析，并根据牛顿第二定律有
a滑 = μg
滑块相对木板静止时有
v0 = a滑t
解得
t =
则整个过程中木板滑动的距离为
x′ = v0t =
则拉力所做的功为
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