内容正文:
城关中学2024-2025学年高二上学期月考一物理试卷
一、单选题()
1. 如图所示,验电器原来不带电,将带正电荷的带电体靠近验电器的金属球,金属箔片张开。关于箔片张开后金属球和箔片的带电情况,以下判断正确的是( )
A. 都带正电 B. 都带负电
C. 金属球带正电,箔片带负电 D. 金属球带负电,箔片带正电
2. 如图所示,木块B与水平面间的摩擦不计,子弹A沿水平方向射入木块并在极短时间内相对于木块静止下来,然后木块压缩弹簧至弹簧最短。将子弹射入木块到刚相对于木块静止的过程称为I,此后木块压缩弹簧的过程称为II,则( )
A. 过程I中,子弹和木块所组成的系统机械能不守恒,动量也不守恒
B. 过程I中,子弹和木块所组成的系统机械能不守恒,动量守恒
C. 过程II中,子弹、弹簧和木块所组成的系统机械能守恒,动量也守恒
D. 过程II中,子弹、弹簧和木块所组成的系统机械能不守恒,动量也不守恒
3. 真空中有两个相同金属小球(均可视为点电荷),分别带有电荷量和,它们间库仑力的大小为F。将两球相互接触后仍放回原处,则两球间库仑力的大小变为( )
A. B. C. D.
4. 关于汽车安全气囊保护作用正确的说法是( )
A. 安全气囊减小了驾驶员的动量变化 B. 安全气囊增大了驾驶员的动量变化
C. 安全气囊主要是减小了驾驶员的动量变化率 D. 安全气囊减小了驾驶员受到撞击力的冲量
5. 如图所示,一个物体在与水平方向成角的拉力F的作用下匀速前进,经过一段时间t,对几个力的冲量,说法正确的是( )
A. 拉力对物体的冲量大小为 B. 拉力对物体的冲量大小为
C. 摩擦力对物体冲量大小为 D. 合外力对物体的冲量大小为
6. 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变化如图所示,则( )
A. t=2s时物块的动量大小为4kg·m/s
B. t=3s时物块的动量大小为5kg·m/s
C. 1s~4s过程中,物块动量守恒
D. 1s ~2s内和2s ~4s内,合外力冲量相同
7. 如图甲所示,A、B是某电场中一条电场线上的两点,一个负电荷从A点由静止释放,仅在静电力的作用下从A点运动到B点,其运动的图像如图乙所示。下列说法正确的是( )
A. 该电场线的方向是由A指向B
B. 该电场一定是负点电荷形成的电场
C. A点的电场强度比B点的电场强度小
D. 电荷在A点受到的静电力大于在B点受到的静电力
8. 如图所示为两个质量分别为m、M的小球在光滑水平冰面上发生对心正碰前后的图像,则下列说法正确的是( )
A.
B. 碰撞过程中两小球所受合外力相同
C. 两小球发生的是非弹性碰撞
D. 碰撞前后质量为m的小球动量的变化量大小为
二、选题()
9. 如图所示为点电荷Q产生的电场中的三条电场线,下列说法正确的是( )
A. 若Q为负点电荷,EA<EB B. 若Q为负点电荷,EA>EB
C. 若Q为正点电荷,EA<EB D. 若Q为正点电荷,EA>EB
10. 如图所示,AC、BD为圆的两条互相垂直的直径,O为圆心,半径为。带电荷量均为的正、负点电荷放在圆周上,它们的位置关于竖直线AC对称,与点的连线和OC间夹角为。已知静电力常量为,下列说法正确的是( )
A. A点的电场强度大小为,方向由A指向右
B. O点的电场强度大小为,方向由O指向D
C. 把一个电荷量为-q的点电荷放在O点,则该点电荷所受的电场力为,方向由O指向
D. 把一个电荷量为+q的正点电荷放在A点,则该点电荷所受的电场力为,方向由O指向A
11. 如图所示,光滑水平地面上的P、Q两物体质量都为m,P以速度v向右运动,Q静止且左端有一轻弹簧。当P撞上弹簧,弹簧被压缩至最短时( )
A. P的动量变为0 B. P、Q的速度相等
C. Q的动量达到最大值 D. P、Q系统总动量仍然为mv
12. 如图所示,某学生练习用头颠球。某一次足球由静止下落45cm被重新顶起,离开头部后竖直上升的最大高度仍为45cm。已知足球与头部的作用时间为0.1s,足球的质量为0.4kg,g取10m/s2,不计空气阻力,取向下为正方向,下列说法正确的是( )
A. 足球下落到与头部刚接触时速度为3m/s
B. 头部对足球的平均作用力为24N
C. 足球与头部作用过程中足球的动量变化量为-2.4kg·m/s
D. 足球从最高点下落至重新回到最高点的过程,重力的冲量为0
三、解答题(13题10分,14题14分,15题16分,共40分)
13. 如图所示,一带电量为小球用绝缘绳悬挂,匀强电场方向水平向右.小球的重力为偏离竖直方向的夹角为求:
(1)带电小球的电性是(正或负).
(2)求出小球受到的电场力的大小.
(3)求电场强度
14. 弹珠游戏对同学们稍显陌生,但它却是许多80后难忘的童年记忆。其示意图如图所示,水平地面上相距x=3 m的地方分别有可视为质点、大小相同的球形弹珠A、B,两者质量关系为mA=3mB,假设两弹珠在水平地面上行进时受到的阻力(包括空气阻力和摩擦力等)均恒为其重力的k倍。现给弹珠A一个v0=4 m/s的初速度,使其与静止的弹珠B发生弹性碰撞,碰撞前后A、B均沿同一直线运动。已知k=0.2,g=10 m/s2。求:
(1)弹珠A与弹珠B碰撞前瞬间,弹珠A的速度大小vA;
(2)在碰撞刚结束时弹珠A和弹珠B的速度大小、;
(3)弹珠A和弹珠B之间最终的距离。
15. 如图所示,半径R=3 m的光滑圆弧轨道BC竖直固定在光滑水平地面上,C端切线水平;与C端等高的长木板质量M=4 kg靠紧圆弧轨道;A点在圆弧轨道所在竖直面内,与B端的高度差h=0.8 m.质量为m=3 kg的小物块(可视为质点)从A点以v0=3 m/s的水平初速度抛出,运动到B端恰好沿着切线方向进入圆弧轨道BC,最后与长木板相对静止.小物块与长木板间的动摩擦因数μ=0.2,g取10 m/s2.求:
(1)小物块运动至B端时的速度大小和方向;
(2)小物块滑至C端时,圆弧轨道对它的支持力大小;
(3)长木板的最小长度.
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城关中学2024-2025学年高二上学期月考一物理试卷
一、单选题()
1. 如图所示,验电器原来不带电,将带正电荷的带电体靠近验电器的金属球,金属箔片张开。关于箔片张开后金属球和箔片的带电情况,以下判断正确的是( )
A. 都带正电 B. 都带负电
C. 金属球带正电,箔片带负电 D. 金属球带负电,箔片带正电
【答案】D
【解析】
【分析】
【详解】验电器原来不带电,将带正电荷的带电体靠近验电器的金属球,金属球因为静电感应,自由电子由金属箔向金属球移动,故金属球带负电,金属箔带正电。
故选D。
2. 如图所示,木块B与水平面间的摩擦不计,子弹A沿水平方向射入木块并在极短时间内相对于木块静止下来,然后木块压缩弹簧至弹簧最短。将子弹射入木块到刚相对于木块静止的过程称为I,此后木块压缩弹簧的过程称为II,则( )
A. 过程I中,子弹和木块所组成的系统机械能不守恒,动量也不守恒
B. 过程I中,子弹和木块所组成的系统机械能不守恒,动量守恒
C. 过程II中,子弹、弹簧和木块所组成的系统机械能守恒,动量也守恒
D. 过程II中,子弹、弹簧和木块所组成的系统机械能不守恒,动量也不守恒
【答案】B
【解析】
【详解】AB.子弹射入木块到刚相对于静止的过程I中,由于时间极短,弹簧没来得及发生形变,弹簧的弹力认为等于零,子弹和木块组成的系统所受的合外力为零,所以系统动量守恒,但要系统克服阻力做功,产生内能,系统的机械能不守恒,A错误,B正确;
CD.在II过程中,子弹、弹簧和木块所组成的系统受到墙壁的作用力,系统所受的外力之和不为零,则系统动量不守恒,但系统只有弹簧的弹力做功,机械能守恒,CD错误。
故选B。
3. 真空中有两个相同金属小球(均可视为点电荷),分别带有电荷量和,它们间库仑力的大小为F。将两球相互接触后仍放回原处,则两球间库仑力的大小变为( )
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】
【详解】开始时两电荷之间的作用力
将两球相互接触后仍放回原处,则两电荷各带电量+Q,则作用力
故选A。
4. 关于汽车安全气囊保护作用正确的说法是( )
A. 安全气囊减小了驾驶员的动量变化 B. 安全气囊增大了驾驶员的动量变化
C. 安全气囊主要是减小了驾驶员的动量变化率 D. 安全气囊减小了驾驶员受到撞击力的冲量
【答案】C
【解析】
【详解】在碰撞过程中,人的动量的变化量是一定的,根据动量定理
Ft=
知驾驶员受到撞击力的冲量也是一定的,而用安全气囊后增加了作用的时间,可以减小驾驶员受到的冲击力,即减小了驾驶员的动量变化率。
故选C。
5. 如图所示,一个物体在与水平方向成角的拉力F的作用下匀速前进,经过一段时间t,对几个力的冲量,说法正确的是( )
A. 拉力对物体的冲量大小为 B. 拉力对物体的冲量大小为
C. 摩擦力对物体冲量大小为 D. 合外力对物体的冲量大小为
【答案】A
【解析】
【详解】AB.根据冲量的定义可得拉力对物体的冲量大小
故A正确,B错误;
C.根据平衡条件可得摩擦力大小
摩擦力对物体冲量大小
故C错误;
D.由题意可知,物体所受合外力为零,合外力对物体的冲量大小为零,故D错误。
故选A。
6. 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变化如图所示,则( )
A. t=2s时物块的动量大小为4kg·m/s
B. t=3s时物块的动量大小为5kg·m/s
C. 1s~4s过程中,物块动量守恒
D. 1s ~2s内和2s ~4s内,合外力冲量相同
【答案】A
【解析】
【详解】A.根据图像可知,内合力的冲量为
根据动量定理可得
解得t=2s时物块的动量大小为
故A正确;
B.根据图像可知,内合力的冲量为
根据动量定理可得
解得t=3s时物块的动量大小为
故B错误;
C.过程中,物体受到的合力不为0 ,物体的动量不守恒,故C错误;
D.根据图像可知,内和内,合外力的冲量大小相等,但方向相反,故D错误。
故选A。
7. 如图甲所示,A、B是某电场中一条电场线上的两点,一个负电荷从A点由静止释放,仅在静电力的作用下从A点运动到B点,其运动的图像如图乙所示。下列说法正确的是( )
A. 该电场线的方向是由A指向B
B. 该电场一定是负点电荷形成的电场
C. A点的电场强度比B点的电场强度小
D. 电荷在A点受到的静电力大于在B点受到的静电力
【答案】D
【解析】
【详解】A.根据题意可知,负电荷所受电场力的方向由,则该电场线的方向是由B指向A,故A错误;
BCD.由图乙可知,负电荷的加速度越来越小,则负电荷所受电场力越来越小,则A点的电场强度比B点的电场强度大,电荷在A点受到的静电力大于在B点受到的静电力,但只有一条电场线,该电场由何种电荷形成无法判断,故BC错误,D正确。
故选D。
8. 如图所示为两个质量分别为m、M的小球在光滑水平冰面上发生对心正碰前后的图像,则下列说法正确的是( )
A.
B. 碰撞过程中两小球所受合外力相同
C. 两小球发生的是非弹性碰撞
D. 碰撞前后质量为m的小球动量的变化量大小为
【答案】A
【解析】
【详解】A.图像斜率代表速度,由题图可知m、M碰撞前后的速度分别为
对两小球组成的系统,根据动量守恒定律有
代入数据解得
m∶M=1∶3
故A正确;
B.碰撞过程中两小球所受合外力均为相互间的作用力,由牛顿第三定律可知,碰撞过程中两小球所受合外力方向相反,故B错误;
C.两小球碰撞前的总动能
碰撞后的总动能
则
两小球发生的是弹性碰撞,故C错误;
D.碰撞前后质量为m的小球动量的变化量
即动量的变化量大小为,故D错误。
故选A。
二、选题()
9. 如图所示为点电荷Q产生的电场中的三条电场线,下列说法正确的是( )
A. 若Q为负点电荷,EA<EB B. 若Q为负点电荷,EA>EB
C. 若Q为正点电荷,EA<EB D. 若Q为正点电荷,EA>EB
【答案】BD
【解析】
【详解】由于不知道电场的方向,所以不能判断该电场是正点电荷还是负点电荷产生的,但是无论是哪种点电荷产生的电场,都有A点处的电场线密,B点处的电场线疏,则
故选BD。
10. 如图所示,AC、BD为圆的两条互相垂直的直径,O为圆心,半径为。带电荷量均为的正、负点电荷放在圆周上,它们的位置关于竖直线AC对称,与点的连线和OC间夹角为。已知静电力常量为,下列说法正确的是( )
A. A点的电场强度大小为,方向由A指向右
B. O点的电场强度大小为,方向由O指向D
C. 把一个电荷量为-q的点电荷放在O点,则该点电荷所受的电场力为,方向由O指向
D. 把一个电荷量为+q的正点电荷放在A点,则该点电荷所受的电场力为,方向由O指向A
【答案】BC
【解析】
【详解】A.根据点电荷的场强公式知,和在A点的场强大小为
、夹角,故合场强大小为
方向水平向右,故A错误;
B.和在O点的场强大小为
、夹角,故合场强大小为
方向由O指向D,故B正确;
C.把一个电荷量为的点电荷放在O点,则该点电荷所受的电场力为
方向与O点场强方向相反,由O指向,故C正确;
D.把一个电荷量为的正点电荷放在A点,则该点电荷所受的电场力为
方向与A点场强方向相同,水平向右,故D错误。
故选BC。
11. 如图所示,光滑水平地面上的P、Q两物体质量都为m,P以速度v向右运动,Q静止且左端有一轻弹簧。当P撞上弹簧,弹簧被压缩至最短时( )
A. P的动量变为0 B. P、Q的速度相等
C. Q的动量达到最大值 D. P、Q系统总动量仍然为mv
【答案】BD
【解析】
【详解】D.P、Q组成的系统所受的合外力为零,系统动量守恒,初始时总动量为mv。弹簧被压缩到最短时,P、Q系统总动量仍为mv,故D正确;
ABC.P在压缩弹簧的过程中,Q做加速运动,P做减速运动,两者速度相等时,弹簧压缩量最大,然后Q继续加速,P继续减速,所以弹簧压缩最短时,Q的动量未达到最大值。弹簧被压缩到最短时,P、Q的速度相等,根据
可知此时P的动量为,故AC错误,B正确。
故选BD。
12. 如图所示,某学生练习用头颠球。某一次足球由静止下落45cm被重新顶起,离开头部后竖直上升的最大高度仍为45cm。已知足球与头部的作用时间为0.1s,足球的质量为0.4kg,g取10m/s2,不计空气阻力,取向下为正方向,下列说法正确的是( )
A. 足球下落到与头部刚接触时速度为3m/s
B. 头部对足球的平均作用力为24N
C. 足球与头部作用过程中足球的动量变化量为-2.4kg·m/s
D. 足球从最高点下落至重新回到最高点的过程,重力的冲量为0
【答案】AC
【解析】
【详解】A.根据自由落体运动的公式
解得足球下落到与头部刚接触时速度为
故A正确;
B.离开头部后竖直上升的最大高度仍为45cm,则离开的速度
对足球列动量定理得
解得头部对足球的平均作用力为
故B错误;
C.足球与头部作用过程中足球动量变化量为
故C正确;
D.足球从最高点下落至重新回到最高点的过程,重力的冲量为
故D错误。
故选AC。
三、解答题(13题10分,14题14分,15题16分,共40分)
13. 如图所示,一带电量为小球用绝缘绳悬挂,匀强电场方向水平向右.小球的重力为偏离竖直方向的夹角为求:
(1)带电小球的电性是(正或负).
(2)求出小球受到的电场力的大小.
(3)求电场强度
【答案】(1)小球带正电;(2)F=;(3)
【解析】
【详解】(1)小球处于匀强电场,在电场力qE、拉力FT与重力G处于平衡状态,如图,电场力方向应水平向右,与电场强度方向相同,所以小球带正电.
(2)设小球所受电场力为F,由受力分析可知:
(3)由,解得:
14. 弹珠游戏对同学们稍显陌生,但它却是许多80后难忘的童年记忆。其示意图如图所示,水平地面上相距x=3 m的地方分别有可视为质点、大小相同的球形弹珠A、B,两者质量关系为mA=3mB,假设两弹珠在水平地面上行进时受到的阻力(包括空气阻力和摩擦力等)均恒为其重力的k倍。现给弹珠A一个v0=4 m/s的初速度,使其与静止的弹珠B发生弹性碰撞,碰撞前后A、B均沿同一直线运动。已知k=0.2,g=10 m/s2。求:
(1)弹珠A与弹珠B碰撞前瞬间,弹珠A的速度大小vA;
(2)在碰撞刚结束时弹珠A和弹珠B的速度大小、;
(3)弹珠A和弹珠B之间最终的距离。
【答案】(1);(2) , ;(3)
【解析】
【详解】(1)对弹珠A,在碰撞前的加速度为a,根据牛顿第二定律可得
解得
a
方向:与方向相反。设碰撞前弹珠A的速度为,由运动学公式有
解得
(2)碰撞过程中弹珠A、B系统动量守恒,机械能守恒。以向右为正方向,根据题意得
解得
(3)碰撞之后弹珠A和弹珠B分别向右做匀减速直线运动,设从碰撞后到停下来弹珠A的位移为,弹珠A的位移为。由动能定理可得
对弹珠A
对弹珠B
解得
m,m
因此弹珠A和弹珠B最终的距离
15. 如图所示,半径R=3 m的光滑圆弧轨道BC竖直固定在光滑水平地面上,C端切线水平;与C端等高的长木板质量M=4 kg靠紧圆弧轨道;A点在圆弧轨道所在竖直面内,与B端的高度差h=0.8 m.质量为m=3 kg的小物块(可视为质点)从A点以v0=3 m/s的水平初速度抛出,运动到B端恰好沿着切线方向进入圆弧轨道BC,最后与长木板相对静止.小物块与长木板间的动摩擦因数μ=0.2,g取10 m/s2.求:
(1)小物块运动至B端时的速度大小和方向;
(2)小物块滑至C端时,圆弧轨道对它的支持力大小;
(3)长木板的最小长度.
【答案】 ;(2); (3)
【解析】
【详解】(1)根据动能定理
可知到达B端时的速度为
小物块运动到B端恰好沿着切线方向进入圆弧轨道BC,所以运动到B端时速度方向应该刚好沿切线方向向下, 设速度方向与水平方向的夹角为 ,则根据矢量三角形的关系可求得:
所以
(2)从B到C点利用动能定理可求得:
且在C点利用牛顿第二定律可知
根据以上两式可求得: ;
(3)小球A与长木板相互作用的过程动量守恒,并且最后达到共速,根据动量守恒可知:
在此过程中系统减少的动能转化为系统的内能
根据功能关系可知:
解得:
故本题答案是: ;(2); (3)
点睛:根据动能定理求出小球A落到B点的速度以及C点的速度,借助于牛顿第二定律求解压力的大小,利用动量守恒结合功能关系即可求得板长.
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