四川省成都市成飞中学2024-2025学年高二上学期九月周考物理试卷

石室成飞中学2024秋季9月周考 满分100分，考试时间75分钟 一、单选题（在每小题给出的四个选项中，只有一项符合题目要求，每小题4分） 1．在物理学的发展过程中，许多物理学家做出了杰出贡献。下列说法符合事实的是（    ） A．富兰克林通过实验发现并命名了正负电荷 B．库仑利用扭秤实验得出了库仑定律，并测量出了静电力常量k C．开普勒对他导师第谷观测的行星数据进行多年研究，发现了万有引力定律 D．古希腊学者亚里士多德认为物体下落的快慢由他们的重量决定，牛顿利用逻辑推理，推翻了亚里士多德关于物体下落快慢的理论 2．两个相同的金属小球，带电荷量分别为和，小球的半径远小于两球心的距离r，将它们接触后放到相距处（已知静电力常量为k）。则此时的静电力大小为（　　） A． B． C． D． 3．随着我国登月计划的实施，我国宇航员登上月球已不是梦想；假如我国宇航员登上月球并在月球表面附近以初速度竖直向上抛出一个小球，经时间后回到出发点。已知月球的半径为，万有引力常量为，则下列说法正确的是（　　） A．月球表面的重力加速度为 B．月球的质量为 C．宇航员在月球表面获得的速度就可能离开月球表面围绕月球做圆周运动 D．宇航员在月球表面附近绕月球做匀速圆周运动的绕行周期为 4．如图所示，光滑绝缘圆弧形轨道竖直放置。质量均为，带电量均为的A、B两小球分别处于圆心等高处和圆弧最低点。B球受到水平向左外力的作用，使A、B均处于静止状态。由于A球缓慢漏电，导致其高度缓慢降低，B球仍保持静止状态。A球下降过程中，下列说法正确的有（　　） A．A、B两球之间的电场力变大 B．A球所受的支持力大小不变 C．B球所受外力不变 D．B球所受的支持力变大 5．如图所示，在点用三根等长的绝缘细线分别悬挂三个带电小球，三个小球的质量均为，稳定后构成正四面体，处于同一水平面，不计小球的大小，重力加速度为，则下列说法正确的是（　　） A．三个小球的带电量不一定相等 B．三个小球中，可能有某两小球带异种电荷 C．每根细线的拉力大小为任意两小球间库仑力的3倍 D．每根细线的拉力大小等于 6．如图所示，A球、C球均带正电，B球带负电，A球固定在绝缘的水平地面上，B球由绝缘的细线拉着，C球处在与B球等高的位置，A、B、C三球均静止且三者所在位置构成一个等边三角形。若细线与竖直方向的夹角为，A、B、C三球所带电荷量大小分别为、、，质量，则为（　　） A．4:2:1 B．2:1:4 C． D． 7．如图所示，a、b、c、d四个质量均为m的带电小球恰好构成“三星拱月”之形，其中a、b、c三个完全相同的带电小球在光滑绝缘水平面内的同一圆周上绕O点做半径为R的匀速圆周运动，三小球所在位置恰好将圆周等分，小球d位于O点正上方h处，且在外力F作用下恰处于静止状态。已知a、b、c三小球的电荷量均为q，d球的电荷量为-6q，，重力加速度为g，静电力常量为k，则（　　） A．小球a的线速度为 B．小球b的角速度为 C．小球c的向心加速度大小为 D．外力F竖直向上，大小为 二、多选题（在每小题给出的四个选项中，有多项符合题目要求，每小题5分，全部选对的得5分，选对但不全的得3分，有选错的得0分） 8．在绝缘光滑水平桌面上，有两个带电小球A和B。t=0时刻，小球A静止，小球B以一定的初速度向A运动，两小球的v-t图像如图所示，且A、B未相碰。则（　　） A．两小球带异种电荷 B．两小球组成的系统动量守恒 C．两小球组成的系统机械能守恒 D．A球质量大于B球 9．如图所示，半径为R的光滑绝缘圆环竖直固定，带电荷量为+Q的小球A固定在圆环的最低点，带电荷量为+q的小球B套在圆环上，静止时和圆心的连线与竖直方向的夹角为60°。已知重力加速度为，静电力常量为k，两个小球均可视为质点。下列说法正确的是（　　） A．小球B受到的库仑力大小为 B．小球B的质量为 C．若小球B缓慢漏电，将会沿圆环缓慢下滑，受到支持力的大小保持不变 D．若小球B缓慢漏电，将会沿圆环缓慢下滑，受到库仑力的大小逐渐增大 10．如图所示，在点固定一个负点电荷，长度为的不可伸长轻质绝缘丝线一端也固定在点，另一端拴一个质量为、带电荷量为的带电小球。对小球施加一个水平向右的拉力，小球静止，此时丝线与竖直方向的夹角为。某时刻撤去拉力，撤去拉力瞬间小球的加速度大小为，丝线恰好对小球无拉力，此后小球做圆周运动，运动到最低点时，小球的加速度大小为，点电荷所带电荷量绝对值为。已知重力加速度为，静电力常量为，，，不计空气阻力，下列判断正确的是（　　） A． B． C． D．若点电荷电荷量缓慢减少，小球到最低点时的加速度减小 三、实验题（16分） 11（8分）．图示为探究影响电场力的因素的演示实验，A为大带电金属球，B为用绝缘细线连接的小带电球。    （1）当小带电球放在A周边的不同位置时，悬线的偏角不同，说明带电体激发的电场中的不同位置，电场的方向和强弱 。（选填“相同”或“不同”） （2）若在电场中同一位置改变q的大小，试探电荷受到的静电力F与其电荷量q的比值 。（选填“变”或“不变”） （3）在电场中同一位置，若改变场源电荷Q的大小试探电荷受到的静电力F与其电荷量q的比值 。（选填“改变”或“不改变”） （4）这个实验表明，在电场中某点的电场强度跟什么因素有关？ 。 12（8分）．如图所示，斜槽末端水平，小球m1从斜槽某一高度由静止滚下，落到水平面上的P点。今在槽口末端放一与m1半径相同的球m2，仍让球m1从斜槽同一高度滚下，并与球m2正碰后使两球落地，球m1和m2的落地点分别是M、N。已知槽口末端在白纸上的投影位置为O点。则： (1)两小球质量的关系应满足 A．m1＝m2 B．m1>m2 C．m1<m2 (2)实验必须满足的条件 A．轨道末端的切线必须是水平的 B．斜槽轨道必须光滑 C．入射球m1每次必须从同一高度滚下 D．入射球m1和被碰球m2的球心在碰撞瞬间必须在同一高度 (3)实验中必须测量的是 。 A．两小球的质量m1和m2 B．两小球的半径r1和r2 C．桌面离地的高度H D．小球起始高度 E．从两球相碰到两球落地的时间 F．小球m1单独飞出的水平距离 G．两小球m1和m2相碰后飞出的水平距离 (4)若两小球质量之比为m1∶m2＝3∶2，两球落点情况如下图所示，则碰撞前后动量是否守恒？ （答：是或否） 四、解答题 13（10分）．如图所示，质量均为m、带等量异种电荷的A、B两个小球放在光滑绝缘的固定斜面上，给B球施加沿斜面向上、大小为（g为重力加速度）的拉力，结果A、B两球以相同的加速度向上做匀加速运动，且两球保持相对静止，两球间的距离为L，小球大小忽略不计，斜面的倾角，静电力常量为k。求∶ （1）两球一起向上做加速运动的加速度大小； （2）A球所带的电荷量。 14（15分）．在真空中O点放一个点电荷，直线MN通过O点，OM的距离，M点放一个点电荷，（）如图所示，求： （1）点电荷q在M点受到的库仑力大小； （2）M点的电场强度的大小； （3）拿走q后M点的场强大小。 15（16分）．如图所示，OM是两固定的等量异种电荷A、B连线的竖直中垂线，其中A带正电，B带负电。用绝缘丝线一端固定于O点，另一端悬挂一质量为m的带电小球，稳定后小球恰好静止在AM的中点N处。已知，且绝缘丝线ON与OM的夹角，等量异种电荷A、B及带电小球的电荷量大小均为（未知），静电力常量为k，重力加速度为。求： （1）根据共点力平衡的知识计算带电小球所受库仑力F的大小； （2）小球所带电荷的电性及电荷量Q的大小； （3）等量异种电荷A、B在N处产生的合场强E。 参考答案： 题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 答案 A A B B C B C BD AC AC 1．A 【详解】A．富兰克林通过实验发现并命名了正负电荷，故A正确； B．库仑利用扭秤实验得出了库仑定律，但没有测量出了静电力常量k，故B错误； C．开普勒对他导师第谷观测的行星数据进行多年研究，发现了开普勒三大定律，牛顿发现了万有引力定律，故C错误； D．古希腊学者亚里士多德认为物体下落的快慢由他们的重量决定，伽利略利用逻辑推理，推翻了亚里士多德关于物体下落快慢的理论，故D错误。 故选A。 2．A 【详解】两个相同的金展小球，带电荷量分别为和，将它们接触后，两球的带电荷量均为 由库仑定律可知此时的静电力大小为 故BCD错误，A正确。 故选A。 3．B 【详解】A．小球在月球表面做竖直上抛运动，根据匀变速运动规律可得 解得 故A错误； B．物体在月球表面上时，忽略向心力，物体受到的重力等于万有引力，则有 解得 故B正确； C．宇航员离开月球表面围绕月球做圆周运动至少应获得的速度等于月球的第一宇宙速度大小，则有 解得 故C错误； D．宇航员乘坐飞船在月球表面附近绕月球做匀速圆周运动，由运动学公式可得 联立可得 故D错误。 故选B。 4．B 【详解】AB．A球下降过程中，对A球进行受力分析，如图所示 根据相似三角形可得 由于不变，不变，AB距离减小，则A、B两球之间的电场力变小，A球所受的支持力大小不变，故A错误，B正确； CD．在A球下降过程中，以A、B为整体，设A球所受的支持力与竖直方向的夹角为，根据受力平衡可得 ， 由于大小不变，逐渐减小，则B球所受外力逐渐减小，B球所受的支持力逐渐减小，故CD错误。 故选B。 5．C 【详解】A．根据力的平衡可知，三个小球受到的库仑力大小相等，因此三个小球的带电量一定相同，故A错误； B．根据对称性可知，三个小球一定带同种电荷，故B错误； C．设每条绝缘细线长为，则正四面体的高为，设细线与水平方向的夹角为，则 设任两个球间的库仑力为，设细线的拉力为，则 解得 故C正确； D．根据 解得 故D错误。 故选C。 6．B 【详解】B、C球受力如下 如图所示，对C球，由力的平衡条件可得 对B球，由力的平衡条件有 三个球的质量关系 库仑定律表达式 联立各式可得 故选B。 7．C 【详解】A．通过分析，a、b、c一定带同种电荷，d与a、b、c一定带异种电荷，对小球a受力分析，在水平面上和竖直面分别如下图，小球最终的合力为 合力提供小球做圆周运动的向心力，有 可得，A错误； B．合力提供小球做圆周运动的向心力，有 解得，B错误； C．合力提供小球做圆周运动的向心力，有 解得，C正确； D．对d球受力分析，由平衡条件得： 解得，D错误。 故选C。 8．BD 【详解】A．由图像可知B球先做减速运动，A球做加速运动，两球间表现为斥力，可知两球带同种电荷，故A错误； B．把两小球看成一个系统，合外力为零，所以系统动量守恒，故B正确； C．两球运动过程中，动能和电势能之和守恒，电场力做的合功不为零，所以两球的机械能不守恒，故C错误； D．v-t图像的斜率表示加速度，同一时刻，B的加速度大于A的加速度，根据受力分析可知A、B受到的合外力为A、B间的库仑力，大小相等，根据 F=ma 可知加速度与质量成反比，所以A球质量大于B球，故D正确。 故选BD。 9．AC 【详解】A．根据题意，由几何关系可得 则小球B受到的库仑力大小为 故A正确； BCD．根据题意，对小球B受力分析，如图所示 根据平衡条件及三角形相似有 解得 若小球B缓慢漏电，将会沿圆环缓慢下滑，减小，小球B受到的支持力大小等于小球B的重力，保持不变，两环之间的库伦力减小，故C正确，BD错误。 故选AC。 10．AC 【详解】A．释放小球瞬间，小球的加速度为 故A正确； B．运动到最低点时，小球的加速度有合外力提供，此时的合外力恰好等于向心力，由重力势能转化为动能，电势能不变 故B错误； C．释放瞬间绳子拉力恰好为零，所以库仑力等于重力分力 解得 故C正确； D．由于库仑力始终与运动方向垂直，不做功，所以小球P运动到最低点的速度不变，加速度不变，故D错误。 故选AC。 11． 不同 不变 改变 跟场源电荷的带电量以及该点与场源电荷的距离都有关 【详解】（1）[1]当小带电球放在A周边的不同位置时，悬线的偏角不同，说明带电体激发的电场中的不同位置，电场的方向和强弱不同。 （2）[2]若在电场中同一位置改变q的大小，试探电荷受到的静电力F与其电荷量q的比值不变。 （3）[3]在电场中同一位置，若改变场源电荷Q的大小试探电荷受到的静电力F与其电荷量q的比值改变； （4）[4]这个实验表明，在电场中某点的电场强度跟场源电荷的带电量以及该点与场源电荷的距离都有关。 12．(1)B (2)ACD (3)AFG (4)是 【详解】（1）为了保证碰撞后入射小球不反弹，两小球质量的关系应满足m1>m2。 故选B。 （2）A．为了使小球离开轨道末端后都能做平抛运动，轨道末端的切线必须是水平的，故A正确； BC．为了保证每次碰撞前瞬间入射小球的速度相同，入射球m1每次必须从同一高度滚下，但斜槽轨道不需要光滑，故B错误，C正确； D．为使两球发生对心碰撞，入射球m1和被碰球m2的球心在碰撞瞬间必须在同一高度，故D正确。 故选ACD。 （3）设碰撞前瞬间入射小球的速度为，碰撞后瞬间入射小球和被碰小球的速度分别为、，根据动量守恒可得 设小球m1单独飞出的水平距离为，两小球m1和m2相碰后飞出的水平距离分别为、，由于两小球做平抛运动的高度相同，所以平抛运动时间相同，均设为t，则有 ，， 联立可得 可知实验中必须测量的是：两小球的质量m1和m2，小球m1单独飞出的水平距离，两小球m1和m2相碰后飞出的水平距离。 故选AFG。 （4）若碰撞前后满足动量守恒，则有 可得 由图中数据可得 可知碰撞前后动量守恒。 13．（1）；（2） 【详解】（1）整体法，两球一起向上做加速运动，设加速度为a，根据牛顿第二定律解得 解得 （2）设A球的带电量为q，对A球研究，根据牛顿第二定律有 解得           14．（1）；（2）小球带负电，；（3），方向水平向右 【详解】对小球受力分析，根据平衡条件可知其受力情况如下所示 根据平衡条件有 联立解得 异种电荷连线上的场强方向由正电荷指向负电荷，小球所受电场力方向与场强方向相反，故小球带负电。根据库仑定律可知，A对小球的库仑力 B对小球的库仑力 且有 联立解得 根据电场的定义可知，等量异种电荷A、B在N处产生的总场强 方向水平向右。 15．（1）1.0×10-8N；（2）100N/C；（3）100N/C 【详解】（1）点电荷q在M点受到的库仑力大小 （2）M点的电场强度的大小 （3）拿走q后M点的场强大小仍为100N/C。 答案第1页，共2页 答案第1页，共2页 学科网（北京）股份有限公司 $$