2020-2021学年江西省崇义中学高一上学期期中考试（A卷）物理试卷

江西省崇义中学2020—2021学年上学期期中考试

高一年级  物理试题( A卷)

一、选择题(第1-6题为单项选择题，7-10为多项选择题，全部选对得4分，漏选得2分，有错选得0分，共40分。)

1．如图所示，一轻质光滑定滑轮固定在倾斜木板上，质量分别为m和2m的物块A、B，通过不可伸长的轻绳跨过滑轮连接，A、B间的接触面和轻绳均与木板平行。A与B间、B与木板间的动摩擦因数均为μ，设最大静摩擦力等于滑动摩擦力。当木板与水平面的夹角为45°时，物块A、B刚好要滑动，则μ的值为（　 　）

A． B． C． D．

2．一物块在水平地面上，以一定的初速度沿水平面滑动，直至速度为零，物块与水平面的动摩擦因数恒定，则关于物块运动的位移（）、位移与时间比值（）、速度（）、加速度（）随时间t变化的图像正确的是（设初速度的方向为正方向）(      )

A．                                   B．           C．            D．

3．如图所示，足够长的传送带与水平面夹角，以恒定的速度逆时针匀速转动，小木块以初速度沿平行于传送带方向从传送带底端滑上传送带，小木块与传送带间的动摩擦因数，取重力加速度。下列说法错误的是（ 　   ）

A．小木块刚滑上传送带时的加速度大小为

B．小木块在传送带上向上滑行的最远距离为2.4m

C．小木块回到传送带底端时的速度大小为32 m/s

D．小木块从滑上传送带到返回传送带底端一共用时1.8s

4．如图所示，某种带电粒子由静止开始经电压为的电场加速后，射入水平放置、电势差为的两导体板间的匀强电场中，带电粒子沿平行于两板的方向从两板正中间射入，穿过两板后又垂直于磁场方向射入边界线竖直的匀强磁场中，则粒子射入磁场和射出磁场的、两点间的距离随着和的变化情况为（不计重力，不考虑边缘效应）（      ）

A．随变化，随变化

B．随变化，与无关

C．与无关，随变化

D．与无关，与无关

5．在匀强磁场中放置一个矩形截面的载流导体，当磁场方向与电流方向垂直时，在导体内的垂直于磁场和电流方向的两个端面之间会出现电势差，这一现象就是霍尔效应，这个电势差也被叫做霍尔电压。同时在导体内形成霍尔电场，利用霍尔效应制作的霍尔元件，广泛应用于测量和自动控制等领域。如图所示，在匀强磁场（磁场方向垂直于前后表面），有一载流导体，已知上表面宽为，侧面高为（已在图中标出），若通过导体的电流为，电压表示数为，电子的电荷量为，导体单位体积内的自由电子数为，下列说法中正确的是（　 　 ）

A．磁感应强度大小为

B．洛伦兹力对电子做正功

C．导体内形成的霍尔电场

D．若图中的电流是电子的定向运动产生的，则上表面比下表面地势高。

6.如图所示，a、b是两个带有同种电荷的小球，用绝缘细线系于同一点，两球静止时它们在同一水平面上，与竖直方向的夹角依次为α＝30°、β＝60°，若同时剪断细线，不计空气阻力，则下列说法中正确的是(　  　)

A. a球将先落到水平地面上

B.下落过程中a小球水平飞行的距离比b小球大

C.下落过程中a、b小球库仑力做功相等

D.落地瞬间a小球重力的瞬时功率大于b小球重力的瞬时功率

7．如图所示，两平行金属板A、B水平放置，板间存在垂直纸面向里的匀强磁场，闭合开关使电容器充电，一个不计重力的带电粒子恰能水平向右匀速通过，则(      )

A．仅将极板A上移一小段距离，带电粒子将向下偏

B．仅将极板A上移一小段距离，带电粒子仍能沿直线运动

C．仅将极板A下移，此过程中将出现a到b的电流

D．仅将极板A、B错开一段距离，带电粒子一定向上偏

8．宇航员飞到一个被稠密气体包围的某恒星上进行科学探索。他站在该恒星表面，从静止释放一个质量为m的物体，由于气体阻力，其加速度a随下落位移x变化的关系图象如图所示。已知该星球半径为R，万有引力常量为G。下列说法正确的是（     ）

A．该恒星的平均密度为

B．该恒星的第一宇宙速度为

C．卫星在距该恒星表面高h处的圆轨道上运行的周期为

D．从释放到速度刚达最大的过程中，物体克服阻力做功

9．如图所示，竖直平面内固定有半径为R的光滑半圆形轨道，最高点M、N与圆心O、在同一水平线上，物块甲、乙质量之比为1：3。物块甲从M处由静止开始无初速释放，滑到最低点P与静止在P处的物块乙发生第一次弹性碰撞，碰撞时间很短可不计，碰后物块甲立即反向，恰能回到轨道上Q点，物块甲、乙均可视为质点，不计空气阻力，下列说法正确的是（ 　　）

A．QP之间的竖直高度为                

B．QP之间的竖直高度为

C．在以后的运动中，物块甲不能回到M点     

D．在以后的运动中，物块甲能回到M点

10．如图所示，在竖直平面内有水平向右的匀强电场.在电场中有一根长为2m的绝缘细线，一端固定在O点，另一端系质量为0.04kg、带电荷量为3×10-5C的带电小球（视为质点），它静止时细线与竖直方向成37°角，给小球一个初速度，让小球恰能绕O点在竖直平面内做圆周运动，取小球在静止时的位置为电势能和重力势能的零点，下列说法正确的是（　 　 ）

（取cos37°=0.8，g=10m/s2）

A．匀强电场的电场强度大小为1×104N/C 

B．小球的动能最小值为0.96J

C．小球的机械能最小值为3.08J      

D．小球运动过程中的最大电势能为0.96J

二．实验题（每空2分，共14分）

11．如图所示，用“碰撞实验器”可以验证动量守恒定律，即研究两个小球在轨道水平部分碰撞前后的动量关系。

（1）实验中，直接测定小球碰撞前后的速度是不容易的，但是，可以通过仅测量_____________（填选项前字母），间接地解决这个问题。

A．小球开始释放高度h

B．小球抛出点距球与墙面碰撞点的高度差H

C．小球做平抛运动的水平位移x

D．小球做平抛运动的时间t

（2）图中O点是小球抛出点在竖直墙面上的垂直投影。实验时，先让入射球m1多次从斜轨上P位置静止释放，找到其与墙面碰撞点的平均位置。然后，把被碰小球m2静置于轨道的水平部分，再将入射球m1从斜轨上p位置静止释放，与小球m2相碰，并多次重复，找到两球与墙壁碰撞点的平均位置。用天平测量两个小球的质量m1、m2，测出球与墙碰撞点与O点的距离OP、OM、ON，若两球相碰前后的动量守恒，其表达式可表示为                      。

（3）为了得到多组实验数据验证，可采取                           办法实现（只写一条）

12．某同学用化学课所学的知识，用柠檬自制了一个水果电池，用万用表粗测得知它的电动势E约为3V，内阻r约为40Ω，若该电池允许输出的最大电流为20mA．为了测定该电池的电动势和内阻，某同学准备了如下器材：

A．待测电池

B．电压表V：量程0-15V，内阻Rv≈15kΩ；

C．电流表A：量程0-1mA，内阻RA=38Ω；

D．电阻箱R：0-999.9Ω；

E.定值电阻R1=2Ω；

F.定值电阻R2=19Ω；

G.定值电阻R3=72Ω；

H.定值电阻R=108Ω

I.开关、导线若干．

(1)该同学设计的部分电路如图甲所示，图中保护电阻R0应选择器材中的___________(填写器材前的选项字母)

(2)选择合适的器材，将虚线框中的电路补充完整，并在电路中注明所选器材的代号：

(3)将电阻箱的阻值调整到最大，闭合开关．

(4)调节电阻箱的电阻，使所选电表指针指到某一位置，记录此时电阻箱的阻值R和所选电表的读数x，电表读数用国际单位(A或V)作单位．

(5)重复步骤(4)获取多组R和x的值．

(6)断开开关，整理器材．

(7)据所得数据在－R坐标系中描点连线，如图乙所示．

根据图线可求得该电池的电动势E=___________V，内阻r=___________Ω．(结果均保留一位小数)

三．计算题（第13题10分，第14、15、16题每题12分，共46分）

13．如图所示，ABCD为竖直放置的光滑绝缘细管道，其中AB部分是半径为R的1/4圆弧形管道，BCD部分是固定的水平管道，两部分管道恰好相切于B.水平面内的M、N、B三点连线构成边长为L的等边三角形，MN连线过C点且垂直于BCD.两个带等量异种电荷的点电荷分别固定在M、N两点，电荷量分别为＋Q和－Q.现把质量为m、电荷量为＋q的小球(小球直径略小于管道内径，小球可视为点电荷)从管道的A处由静止释放，已知静电力常量为k，重力加速度为g.求：

(1)小球运动到C处时的速度大小；

(2)小球运动到圆弧最低点B处时对轨道的压力大小．

14．甲、乙两车在同一水平路面上做直线运动，某时刻乙车在前、甲车在后，相距s=6m，从此刻开始计时，乙车做初速度大小为12m/s加速度大小为1m/s2的匀减速直线运动，甲车运动的s-t图象如图所示(0-6s是开口向下的抛物线一部分，6-12s是直线，两部分平滑相连)，求：

(1)甲车在开始计时时刻的速度v0和加速度a

(2)以后的运动过程中，两车何时相遇

15．如图所示，光滑水平面上有质量为m1的长木板，木板的右端离竖直挡板距离为L0，某时，可看作质点的小滑块以vo的水平速度从左端滑上长木板，小滑块的质量为m2，滑块与木板之间的动摩擦因数为，木板与档板的碰撞是弹性的，L0足够大。

（1）若m1：m2=2:1 ,要确保小滑块最终不从木板上掉下，求木板长度L的最小值

（2）若m1：m2=1:2，小滑块最终不从木板上掉下，求从滑块滑上木板到最后稳定的过程中，长木板所走过的路程S

16.如图甲所示，M和N是相互平行的金属板，OO1O2为中线，O1为板间区域的中点，P是足够大的荧光屏，带电粒子连续地从O点沿OO1方向射入两板间。

（1）若只在两板间加恒定电压U，M和N相距为d，板长为L（不考虑电场边缘效应）。若入射粒子是电量为e、质量为m的电子，试求能打在荧光屏P上偏离点O2最远的电子的动能。

（2）若两板间只存在一个以O1点为圆心的圆形匀强磁场区域，磁场方向垂直纸面向里，已知磁感应强度B=0.50T，两板间距d=cm，板长L=1.0cm，带电粒子质量m=2.0×10-25 kg，电量q=8.0×10-18 C，入射速度v=×105m/s。若能在荧光屏上观察到亮点，试求粒子在磁场中运动的轨道半径r，并确定磁场区域的半径R应满足的条件。

（3）若只在两板间加如图乙所示的交变电压u，M和N相距为d，板长为L（不考虑电场边缘效应）。入射粒子是电量为e、质量为m的电子。某电子在t0=时刻以速度v0射入电场，要使该电子能通过平行金属板，试确定U0应满足的条件。

答案

1-6 C B D B A D

7-10 BC  BD  AD AD

11  B     +   

由实验原理可知，为了得到多组实验数据验证，可采取改变小球在空中运动的时间，即适当调整竖直墙面的位置，或改变小球的质量等。

12.  H  3.2V  ； 42.1Ω

13. 解：（1）管道所在的竖直平面是+Q和-Q形成的合电场的一个等势面，小球在管道中运动时，小球受到的电场力和管道对它的弹力都不做功，只有重力对小球做功，小球的机械能守恒，有    

解得    

（2）设在B点管道对小球沿竖直方向的压力的分力为NBy，在竖直方向对小球应用牛顿第二定律得 

vB=vC

联立⑤⑥⑦解得NBy=3mg

设在B点管道对小球在水平方向的压力的分力为NBx，则⑨

圆弧形管道最低点B处对小球的压力大小为．⑩

由牛顿第三定律可得小球对圆弧管道最低点B的压力大小为．

14.

（1）因开始阶段s-t图像的斜率逐渐减小，可知甲车做匀减速运动；由，由图像可知：t=6s时，s=60m，则60=6v0 -×a×36；6s末的速度；则由v6=v0-at可得4=v0-6a；联立解得 v0=16m/s；a=2m/s2

（2）若甲车在减速阶段相遇，则：，带入数据解得：t1=2s； t2=6s；则t1=2s时甲超过乙相遇一次，t2=6s时刻乙超过甲第二次相遇；因以后甲以速度v甲=4m/s做匀速运动，乙此时以v乙=12-6×1=6m/s的初速度做减速运动，则相遇时满足： 解得t=4s，即在10s时刻两车第三次相遇.

15.

【详解】

（1）若m1：m2=2:1，为L0足够大，所以木板先与小滑块达到共同速度，再与挡板相碰撞，设此时的共同速度为，根据动量守恒定律得：

解得：

木板与档板发弹性碰撞，木板的速度大小不变，方向反向，小滑块的速度不变，当它们再次达到共同速度时，小滑块恰好不从木板上掉下，设此时共同速度为，根据动量守恒定律有：

解得：

根据能量守恒定律有：

解得板长的最小值为：

（2）若m1：m2=1:2，为L0足够大，所以木板先与小滑块达到共同速度，再与挡板相碰撞，设此时的共同速度为，根据动量守恒定律得：

解得：

木板与挡板碰撞后，速度大小不变，方向反向，向左减速动到零，设位移为，根据动能定理得：

解得：

之后木板向右加速至小滑块共速，设此时共同速度为，根据动量守恒定律有：

解得：

当木板与挡板碰撞后，速度大小不变，方向反向；向左减速动到零，设位移为，根据动能定理得：

解得：

以此类推，当木板第n次与挡板碰撞后，向左减速至零的位移为：

所以木板的路程为：

因为，则有：

又：

代入解得：

16.

解：（1）电子在两极板间的加速度

通过金属板的时间

对打在荧光屏P上偏离点O2最远的粒子有

此时粒子的动能

联列解得

（2）由牛顿第二定律可知

代入数据解得

如图所示，设恰好在荧光屏P上观察到亮点时，粒子偏转角为2θ，磁场区域的最大半径为R0，由几何关系可知，

代入数据解得

则R应满足的条件

（3）交变电压的周期，则

电子通过金属板的时间

电子在两极板间的加速度

设电子分别在、、、时间内沿垂直于初速度方向运动的位移依次为y1、y2、y3、y4，则有

要使电子能通过平行金属板，应满足条件

联列解得