海南省海南中学2021届高三第五次月考 物理 (含答案)

海南省海南中学2021届高三第五次月考

物理试题

注意事项：

1．答卷前，考生务必将自己的姓名、准考证号填写在答题卡上。

2．回答选择题时，选出每小题答案后，用铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。

如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其他答案标号。回答非选择题时，将答案写在

答题卡上，写在本试卷上无效。

3．考试结束后，本试卷由考生自己保留，将答题卡交回。

一、单项选择题：本题共8小题，每小题3分，共24分。在每小题给出的四个选项中，只有一项符合题目要求。

1.在物理学发展史上，许多科学家通过恰当的运用科学研究方法，超越了当时研究条件的局限性，取得了辉煌的研究成果，下列表述符合物理学史实的是（　　）

A．开普勒总结出了行星运动的规律，找出了行星按照这些规律运动的原因

B．伽利略首先引入电场线和磁感线来形象描绘电场和磁场，揭开电磁学研究的新篇章

C．库仑利用库仑扭秤巧妙地实现了他对电荷间相互作用力规律的研究

D．焦耳应用欧姆定律和电流做功表达式，推导得出焦耳定律

2.关于一个带负电的点电荷在真空中产生的电场，下列说法正确的是（　　）

A．等势面是一个以点电荷为圆心的圆

B．等势面上任意两点的电场强度相同

C．电势低的地方，其电场强度一定小

D．电势低的地方，其电场强度一定大

3.一个物体做匀加速直线运动，它在第2 s内的位移为3 m，则下列说法正确的是(　　)

A．物体在第3 s末的速度一定是6 m/s

B．物体的加速度一定是2 m/s2

C．物体在前3 s内的位移一定是9 m

D．物体在第3s内的位移一定是5m

4.一套有小环的粗糙杆水平固定，带正电的小球通过绝缘细线系在小环上，并在整个装置区域加一水平的匀强电场，环与小球处于静止状态，如图所示。现在将电场强度缓慢减小，下列说法正确的是（　　）

A．细线对带电小球的拉力缓慢变大

B．细线对小环的拉力保持不变

C．小环所受的摩擦力缓慢变大

D．粗糙杆对小环的支持力保持不变

5.如图所示，等腰直角三角形的三个顶点上固定着带电荷量分别为Q1、q和Q2的点电荷，点电荷受到的库仑力的合力垂直于斜向右下方，关于点电荷Q1、Q2的电性及带电荷量之间的关系，下列说法正确的是（　　）

A．电性相反， 

B．电性相反，

C．电性相同， 

D．电性相同，

6.在匀强电场中建立一直角坐标系，如图所示。从坐标原点沿＋y轴前进0.2 m到A点，电势降低了10 V，从坐标原点沿＋x轴前进0.2 m到B点，电势升高了10 V，则匀强电场的场强大小和方向为(　　)

A．50 V/m，B→A     B．50 V/m，A→B

C．100 V/m，B→A    D．100 V/m，垂直AB斜向下

7.如图所示，一带正电的点电荷固定于O点，虚线圆均以O为圆心，实线为某质量为m的带电粒子在电场中运动的轨迹，a、b、d为轨迹和虚线圆的交点。c点为轨迹和虚线圆的切点，且粒子过c点的速度为vc，c、O两点的问距为rc，不计粒子重力，则该粒子（　　）

A．带正电荷 

B．在c点的静电引力

C．在b点的动能小于它在a点的动能 

D．从a点运动到d点的过程中电势能先增大后减小

8.离子推进器是新一代航天动力装置，可用于卫星姿态控制和轨道修正。推进剂从图中P处注入，在A处电离出正离子，已知B、C之间加有恒定电压U，正离子进入B时的速度忽略不计，经加速形成电流为I的离子束后喷出推进器，单位时间内喷出的离子质量为J。为研究问题方便，假定离子推进器在太空中飞行时不受其他外力，忽略推进器运动速度。则推进器获得的推力大小为（　　）

A． B． C． D．

二、多项选择题：本题共5小题，每小题4分，共20分。在每小题给出的四个选项中，有多个选项符合题目要求，全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分。

9.2020年6月23日，我国北斗系统最后一颗卫星发射成功。该卫星变轨过程可简化为：在圆轨道Ⅰ的a处变轨进入椭圆轨道Ⅱ，在椭圆轨道Ⅱ的b处再次变轨进入圆轨道Ⅲ。则此卫星（　　）

A．在Ⅱ上各处速度均大于在Ⅲ上速度

B．分别在Ⅰ和Ⅱ上通过a时加速度相等

C．无论在a处还是在b处变轨均需加速

D．在Ⅱ上从a运动到b过程中机械能逐渐增大

10.如图所示，M、N处各放置电荷量为q的正点电荷，O为正方形abcd的中心且与MN连线中点重合，对角线ac与MN垂直，取无穷远处电势为零，则（　　）

A．b、d两点场强相同，电势相等

B．O点电势不为零，场强为零

C．将质子沿a→O→c移动，电势能先增加后减少

D．将电子沿a→O→c移动，电场力先做负功，再做正功

11.静电场方向平行于x轴,其电势φ随x的分布可简化为如图所示的曲折线.一质量为m、带电量为+q的粒子(不计重力),以初速度v0从O点进入电场,沿x轴正方向运动。下列叙述正确的是（   ）

A.粒子从O运动到x1的过程中速度逐渐增大

B.粒子从x1运动到x3的过程中,电势能先减小后增大

C.粒子运动到x4处时的动能为

D.假如粒子改为在x1处由静止释放,则粒子运动到x3时速度最大

12.在如图所示的电路中，各电表均为理想电表，电源电动势为E，内阻为r，R1、R2为定值电阻，R3为滑动变阻器。平行板电容器中带电微粒P处于静止状态。当滑动变阻器R3的滑片向a端移动时，则（　　）

A．电流表读数减小，V1的示数减小

B．微粒P将向下运动

C．V2示数变大

D．电容器所带的电荷量增加

13.如图所示，竖直墙上固定有光滑的小滑轮D，滑轮质量忽略不计。质量相等的物体A和B用轻弹簧连接，物体B放在地面上，用一根不可伸长的轻绳一端与物体A连接，另一端跨过定滑轮与小环C连接，小环C穿过竖直固定的光滑均匀细杆，小环C位于位置R时，绳与细杆的夹角为θ，此时物体B与地面刚好无压力．图中SD水平，位置R和Q关于S对称．现让小环从R处由静止释放，环下落过程中绳始终处于拉直状态，且环到达Q时速度最大．下列关于小环C下落过程中的描述正确的是(　　 )

A．小环C和物体A组成的系统机械能守恒

B．小环C下落到位置S时，小环C的机械能一定最大

C．小环C到达Q点时，物体A与小环C的动能之比为

D．小环C从位置R运动到位置Q的过程中，弹簧的弹性势能一定先减小后增大

三、实验题：本题共有2题，14题6分，15题12分，共18分。把答案写在答题卡中指定的答题处，不要求写出演算过程。

14.（6分）研究与平行板电容器电容有关因素的实验装置如图所示：

(1)实验前，只用带电玻璃棒与电容器______（填“a”或者“b”）板接触，能使电容器带电。

(2)实验中保持极板电荷量不变、静电计张角变小，说明平行板电容器电容______（填“变大”或“变小”）。

(3)下列能使静电计指针张角变小的实验操作是______。

A．只将板靠近板

B．只将电容器板向上平移

C．只在极板间插入有机玻璃板

D．只增加电容器带电量

15.（12分）某同学用如图所示的实验装置验证动量定理，所用器材包括：气垫导轨、滑块（上方安装有宽度为d的遮光片）、两个与计算机相连接的光电门、砝码盘和砝码等。实验步骤如下：

（1）开动气泵，调节气垫导轨，轻推滑块，当滑块上的遮光片经过两个光电门的遮光时间________（填“相等”或“不相等”）时，可认为气垫导轨水平；

（2）用天平测砝码与砝码盘的总质量m1、滑块（含遮光片）的质量m2；用游标卡尺测量固定在滑块上端的挡光片的宽度d，测量结果如图所示，则挡光片的宽度d=_________mm；

（3）用细线跨过轻质定滑轮将滑块与砝码盘连接，并让细线水平拉动滑块；

（4）令滑块在砝码和砝码盘的拉动下从左边开始运动，和计算机连接的光电门能测量出遮光片经过A、B两处的光电门的遮光时间Δt1、Δt2及遮光片从A运动到B所用的时间t12；

（5）在遮光片随滑块从A运动到B的过程中，如果将砝码和砝码盘所受重力视为滑块所受拉力，拉力冲量的大小I=________，滑块动量改变量的大小Δp=________；（用题中给出的物理量及重力加速度g表示）

（6）该同学又用该装置来验证砝码和砝码盘以及滑块所组成的系统机械能守恒。实验中，接通气源，滑块由静止释放后，除了要测量（2）~（4）中的物理量外，还需要测量的物理量是______________________(用文字和符号表示)。在实验误差允许范围内，m1和m2满足的表达式___________________（用上述测量的物理量符号及重力加速度g表示）成立，则系统机械能守恒。

四、解答题：（本题共 3 小题，共 38 分。把解答写在答题卡中指定的答题处，要求写出必要的文字说明、方程式和演算步骤。

16.（10分）如图所示，一质量为M的平板车B放在光滑水平面上，在其右端放一质量为m的小木块A，M=2m，A、B间动摩擦因数为μ，现给A和B以大小相等、方向相反的初速度v0，使A开始向左运动，B开始向右运动，最终A没有滑离B。重力加速度为g，求：

（1）A、B最后的速度大小和方向；

（2）平板车B的最小长度L。

17.（12分）如图所示，一质量为m、电荷量为q的带正电小球（可视为质点），从y轴上的A点以初速度v0水平抛出，两长为L的平行金属板M、N倾斜放置且与x轴正方向间的夹角为θ＝37°（重力加速度为g，，）。

（1）若小球恰好能垂直于M板从其中心小孔B进入两板间，求小球抛出时的初速度v0大小；

（2）若该平行金属板M、N间有如图所示的匀强电场，且匀强电场的电场强度大小与小球质量之间的关系满足，在满足（1）中条件的情况下，为使小球不打在N板上，求两平行金属板M、N之间的垂直距离的最小值d。

18.（16分）如图所示，光滑水平轨道与半径为R的光滑竖直半圆轨道在B点平滑连接。在过圆心O的水平界面MN的下方分布有水平向右的匀强电场，场强大小未知。已知半径为R的光滑竖直半圆轨道下半部分绝缘(可使小球的电荷量保持不变)，上半部分是导体(可使小球的电荷量迅速消失)，在C点设置一压力传感器。A、B两点间的距离为2R，图中P点恰好在A点的正上方，重力加速度为g。现有一个质量为m、电荷量为q的带正电小球(可视为质点)从水平轨道上的A点由静止释放，小球运动到C点离开半圆轨道后，经界面MN上的P点进入电场。

（1）小球经过C点时压力传感器的读数为多少？

（2）求电场强度大小的表达式；

（3）小球在半圆轨道上运动到何处时速率最大？最大速率是多少？（用根号表示）

14.（1） ；（2） 变大 ；（3）  AC   

15.（1）相等 ；（2）4.45或4.50 ； （5）m1gt12  ；   ；

（6）AB的距离L 

16.(1)对A、B系统由动量守恒定律得……3分

所以……1分

方向向右……1分

(2)当A运动到B的最左端时达到共同速度v

……3分

解得……2分
17.（1）；（2）

（1）设小球由y轴上的A点运动到金属板M的中心小孔B的时间为t，由题意，在与x轴平行的方向上，有……2分

……2分

解得……1分

（2）设小球进入电场时的速度大小为v，则由动能定理可得

……2分

解得

小球进入匀强电场后的受力情况如图所示，因为

所以……1分

平行于电场方向小球受力平衡，因此，小球进入该匀强电场之后，将做类平抛运动，其加速度大小为……1分

设小球在该匀强电场中运动的时间为，欲使小球不打在N板上，由类平抛运动的规律可得……1分

……1分

解得……1分

18. (1)小球离开C点后做平抛运动，根据平抛运动规律得

2R＝vCt，R＝gt2……2分

设传感器对小球的压力为F，在C点，由牛顿第二定律得F＋mg＝m……2分

联立解得F＝mg.……1分

因此小球经过C点时压力传感器的读数为mg.

(2)小球从A到C由动能定理得qE·3R－mg·2R＝mv……3分

解得E＝mg/q.……1分

（3）设小球运动到圆周D点时速度最大为v，OD与竖直线OB夹角为α，小球从A运动到D的过程，根据动能定理得

qE(2R＋Rsin α)－mgR(1－cos α)＝mv2……3分

即v2＝2gR(sin α＋cos α＋1)

根据数学知识可得，当α＝45°时速率最大……1分

由此可得最大速率vm＝……2分