内容正文:
物理试卷
注意事项:
本试卷满分100分,考试用时75分钟。
1.答题的,考生务必将自己的姓名、考生号、考场号、座位号填写在答题卡上。
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,将本试卷和答题卡一并交回。
4.本试卷主要考试内容:人教版必修第二册,必修第三册第九章至第十章第3节,选择性必修第一册第一章。
一、选择题:本题共10小题,共46分。在每小题给出的四个选项中,第题只有一项符合题目要求,每小题4分:第题有多项符合题目要求,每小题6分,全部选对的得6分,选对但不全的得3分,有选错的得0分。
1. 下列关于电场强度、电势、电势能的说法正确的是( )
A. 电场强度的方向就是电势降低的方向
B. 电场强度的方向就是电势降落最快的方向
C. 带电粒子在电势越高的地方具有的动能越大
D. 带电粒子在电势越低的地方具有的电势能越小
【答案】B
【解析】
【详解】AB.电场强度的方向就是电势降落最快的方向,故A错误、B正确;
C.粒子的动能与粒子的质量和速度有关,粒子在电势高的地方,速度可以很小,则动能也很小,粒子在电势低的地方,速度可以很大,则动能也很大,故C错误;
D.根据
可知负电荷在电势高的地方电势能小,在电势低的地方电势能大,故 D错误。
故选B。
2. 图为某建筑物上的避雷针和带电云层之间的电场线分布示意图,是同一电场线上的点,且点的电势点的电势点的电势记为。下列判断正确的是( )
A. B. C. D.
【答案】D
【解析】
【详解】电场线越密,电场强度越大,可知
根据,
可知间与间电势差不相等,即,即
代入题中数据,解得
故选D。
3. 两个完全相同的小金属球(皆可视为点电荷),所带电荷量之比为7:5,它们在相距一定距离时相互之间的排斥力大小为F,现用绝缘工具将它们充分接触后再放回各自原来的位置上,此时两金属球间的相互作用力大小变为( )
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】
【详解】根据库仑定律,初始时两球间的排斥力为
两球接触后总电荷量为
由于两球完全相同,电荷均分后每球带电量为
接触后两球间的库仑力为
解得
即接触后的相互作用力大小为。
故选A。
4. 吸血鬼恒星是一种理论上的天体,它通过从伴星吸取物质来维持自身的光和热,如图所示。这种恒星通常处于双星系统中,吸血鬼恒星通过这种方式获得额外的物质,从而延长自己的寿命,这种现象在天文学中被称为质量转移或吸积过程。假设两恒星中心之间的距离保持不变,速度方向始终相反,忽略因热核反应和辐射等因素导致的质量亏损,经过一段时间演化后,下列说法正确的是( )
A. 两恒星的周期增大 B. 两恒星的周期减小
C. 两恒星的相对速度增大 D. 两恒星的相对速度不变
【答案】D
【解析】
【详解】AB.假设在演化开始时,吸血鬼恒星的质量为,伴星的质量为,两者之间的距离为,根据双星运动的特点,对于吸血鬼恒星有
对于伴星有
又
解得
由题意知两恒星的总质量不变,L也不变,则周期不变,故AB错误;
CD.由题意知两恒星速度方向始终相反,则两恒星的相对速度
两恒星的相对速度不变,故C错,D正确。
故选D。
5. 如图所示,两光滑定滑轮、分别安装在竖直的固定轻杆上,带电小球A用轻质绝缘细线绕过两滑轮与不带电的物块C相连,与C连接端的细线竖直,在定滑轮的正下方用绝缘杆固定一带电小球B,整个系统处于平衡状态,忽略小球A、B及滑轮的大小。由于小球A缓慢漏电,与竖直方向的夹角缓慢减小。当与竖直方向的夹角为45°时,地面对物块C的支持力大小为4N;当与竖直方向的夹角为30°时,地面对物块C的支持力大小为( )
A. 2N B. 3N C. 4N D. 5N
【答案】C
【解析】
【详解】如图所示,将小球A受到的重力mg、拉力T、库仑力F平移成矢量三角形,它与三角形相似,有。
由于、mg不变,因此不变,由于不变,因此T不变。
对物块C,由于细线拉力不变,因此地面对C的支持力为4N不变。
故选C。
6. 、B是电场中一条电场线上的两点,如图甲所示时刻、一个质子从A点由静止释放,仅在静电力作用下从A点运动到点,该过程中其速度随时间变化的图像如图乙所示。下列说法正确的是( )
A. A点的电势高于点的电势
B. A点的电场强度小于点的电场强度
C. 该质子在A点的电势能小于在点的电势能
D. 该质子在A点的电势能等于在点的电势能
【答案】A
【解析】
【详解】ACD.由题图乙可知,质子从A点运动到点,速度增大,质子动能增加,电场力做正功,电势能减小,即,质子带正电,根据
可知,选项A正确,CD错误;
B.图像的斜率代表加速度,由题图乙可知加速度不断减小,根据,可知电场强度不断减小,点的电场强度小于A点的电场强度,选项B错误。
故选A。
7. 均匀带正电半球壳在球心处的电场强度大小为,现截去左边一小部分,截取面与底面的夹角,剩余部分在球心处的电场强度大小为( )
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】
【详解】根据对称性,表面积较小的这部分球面上的电荷产生的电场在处的电场强度一定沿着角的角平分线向右下方,同理,表面积较大的部分球面上的电荷产生的电场在处的电场强度一定沿着角的角平分线向左下方,两部分球面产生的电场在处的电场强度一定相互垂直,而均匀带电的半球壳的电场强度大小为,同理可以分析其电场强度方向,画出矢量图,如图所示
则剩余部分的电场强度大小
故选B。
8. 某一带正电粒子仅在电场力作用下从点向点运动的轨迹如图中的实线所示,图中的虚线代表等差等势线。粒子经过两点时的动能分别为和,粒子在两点处的加速度大小分别为和两点处的电势分别为和,粒子在两点处的电势能分别为和,下列判断正确的是( )
A. B. C. D.
【答案】AD
【解析】
【详解】A.等势线越密的地方,电场线越密,带电粒子所受电场力越大,带电粒子的加速度越大,所以两点处的加速度一定满足,故A正确;
BC.带电粒子的轨迹向左弯曲,说明带电粒子所受电场力偏左,又电场线与等势面垂直,所以带电粒子所受电场力向左上方,与带电粒子的运动方向成钝角,则电场力对带电粒子做负功,带电粒子的动能减小,电势能增大,即,故BC错误;
D.根据电势能的定义式
因为,可知,故D正确。
故选AD。
9. 如图所示,真空中两个异种点电荷的带电荷量分别为,两点电荷固定在相距为的两处,静电力常量为。在两个点电荷所在直线上的某点由静止释放一试探电荷,不计试探电荷受到的重力,下列说法正确的是( )
A. 若试探电荷带负电,在点电荷的左侧被释放,则试探电荷一定加速向靠近
B. 若试探电荷带负电,在点电荷的右侧与相距处被释放,则试探电荷一定加速向靠近
C. 若试探电荷带正电,在点电荷的右侧与相距处被释放,则试探电荷一定加速向靠近
D. 若试探电荷带正电,在点电荷的右侧与相距处被释放,则试探电荷一定向远离的方向运动
【答案】AD
【解析】
【详解】A.若试探电荷带负电,在点电荷的左侧被释放,则点电荷对该负试探电荷的电场力向右,点电荷对该负试探电荷的电场力向左,由库仑力,可知,该负试探电荷受到的合电场力向右,试探电荷向右做加速运动,故A正确;
BC.在点电荷的右侧与相距处,电场强度为零,无论试探电荷带的是正电还是负电,试探电荷在该处受到的电场力都为零,试探电荷都将处于静止状态,故B、C错误;
D.在点电荷的右侧与相距处,电场强度方向水平向右,正试探电荷在该点受到的电场力水平向右,由静止释放正试探电荷后,试探电荷一定向远离的方向运动,故D正确。
故选AD。
10. 如图所示,距地面足够高的A、B两点高度差为h,水平距离为l,从A、B两点同时以相反的方向(相向)水平抛出两个小球,从A点抛出的小球初速度大小为,从B点抛出的小球初速度大小为。两小球轨迹在同一竖直平面内,经时间t,两小球相距最近,最近距离为x。不计空气阻力,下列判断正确的是( )
A. B. C. D.
【答案】BC
【解析】
【详解】AB.两个小球在竖直方向都由静止开始做自由落体运动,两个小球在竖直方向的距离始终不变,恒为h,根据几何关系可知,两个小球距离最近时处于同一竖直线上,最近距离,故A错误,B正确;
CD.两个小球在水平方向均做匀速直线运动,由几何关系可得
解得,故C正确,D错误。
故选BC。
二、非选择题:本题共5小题,共54分。
11. 某同学用如图所示的实验装置验证机械能守恒定律,实验室提供的器材有:一块表面平整、长度为L的木板,小车,秒表,量角器,垫块若干。该同学设计的方案是:将木板左端垫高,用量角器测量木板与水平面的夹角,给小车四个轮子涂抹少许润滑油,将小车从木板顶端由静止释放,测得小车在木板上运动的时间为t,改变垫块数量,重复实验,得到多组、t,把小车的运动看作匀加速直线运动。试回答下列问题:
(1)本实验______(填“需要”或“不需要”)测量小车的质量。
(2)若需要得到一条线性关系图线,则需要作出______(填“”“”或“”)图像。
(3)若(2)中拟合直线的斜率为k,则只需验证当地的重力加速度大小______,即可验证小车的机械能守恒。
【答案】(1)不需要 (2)
(3)
【解析】
【小问1详解】
本实验验证机械能守恒的表达式中,小车的质量可以约去,所以不需要测量小车的质量。
【小问2详解】
小车减小的重力势能为
根据运动学公式可得
可得
则小车增加的动能为
根据机械能守恒可得
整理可得
若需要得到一条线性关系图线,则需要作出图像。
【小问3详解】
根据
可知直线的斜率为
则只需验证当地的重力加速度大小
即可验证小车的机械能守恒。
12. 某实验小组用如图所示的实验装置验证动量守恒定律。图中气垫导轨上有光电门1和光电门2,它们与数字计时器(图中未画出)相连,滑块的质量分别为且,两遮光片沿运动方向的宽度均为,实验时先调节气垫导轨成水平状态,再轻推滑块,测得通过光电门1的遮光时间为与相碰后,和先后经过光电门2的遮光时间分别为和。试回答下列问题:
(1)碰前的速度大小________(用题中字母表示)。
(2)若在误差范围内满足关系式________(用字母表示),则可验证动量守恒定律。
(3)若在误差范围内满足关系式_______(用字母表示),则说明与发生了弹性碰撞。
【答案】(1)
(2)
(3)
【解析】
【小问1详解】
碰前A通过光电门1的遮光时间为 ,因此碰前A的速度为
【小问2详解】
碰后B、A的速度大小分别为
若两滑块碰撞前后动量守恒,则满足
代入可得
可得
【小问3详解】
若A与B发生弹性碰撞,根据能量守恒,有
由上可知
联立解得
13. 如图所示,木板左侧与一半径圆心角的光滑圆弧轨道平滑连接。为圆弧的圆心,为圆弧轨道最低点,沿竖直方向,整个装置固定在水平地面上。质量的小滑块(视为质点)以初速度从轨道最高点沿切线方向进入轨道,恰好能到达木板的右端。已知小滑块与长木板间的动摩擦因数,取重力加速度大小。求:
(1)滑块运动到点时对轨道的压力大小;
(2)木板的长度。
【答案】(1)
(2)
【解析】
【小问1详解】
滑块由M点到N点,根据动能定理有
分析滑块在N处的受力有
根据牛顿第三定律
解得
【小问2详解】
滑块由N点滑到木板右端过程,根据动能定理有
解得
14. 如图所示,空间存在沿竖直方向、范围足够大的匀强电场,质量、电荷量的带正电微粒恰好能静止在空中的A点,忽略空气阻力,取重力加速度大小。
(1)求匀强电场的电场强度的大小和方向;
(2)某时刻匀强电场的电场强度大小突然变为且方向相反,经过微粒到达B点,求这段时间内微粒的位移大小x及此时微粒的速度大小v。
【答案】(1),方向竖直向上
(2),
【解析】
【小问1详解】
带电微粒静止在空中,根据平衡条件有
解得,方向竖直向上
【小问2详解】
带电微粒受到的电场力方向竖直向下,根据牛顿第二定律,有
根据,
解得,
15. 如图所示,三个小物块a、b、c的质量分别为、m、m,物块c放在水平地面上,物块b、c在竖直方向上通过原长为、劲度系数为k的轻弹簧相连,a在b的正上方,开始时物块a、b、c均静止。现让a自由下落,物块a、b碰后一起向下运动(不粘连),当物块b第一次向上运动到最高点时,物块c对地面的压力恰好为0。已知弹簧具有的弹性势能,式中x为弹簧的形变量,弹簧始终处于弹性限度内,不考虑物块a、b间的二次碰撞,重力加速度大小为g。求:
(1)物块b、c间的最大距离d;
(2)物块a开始下落时距物块b的高度H;
(3)物块a、b碰撞过程中损失的机械能。
【答案】(1)
(2)
(3)
【解析】
【小问1详解】
设物块b向上运动到最高点时,物块c对地面的压力恰好为0,设弹簧伸长量为,根据已知条件有
可得
则物块b、c间的最大距离
解得
【小问2详解】
初始时弹簧的压缩量也为,对物块b由受力平衡
设物块a、b碰撞前瞬间物块a的速度大小为,则对该过程由动能定理
碰撞后瞬间两者的速度大小为,由碰撞动量守恒
由分析可知物块a、b一起向上运动到弹簧恢复原长的过程中,a、b恰好分离,此时两者速度相同,设此时速度大小为,则从物块a、b碰后到物块a、b一起向上运动到弹簧恢复原长的过程中,设初始时为零势能面,由功能关系,分离后对b可知
联立解得
【小问3详解】
根据能量守恒定律有
解得
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物理试卷
注意事项:
本试卷满分100分,考试用时75分钟。
1.答题的,考生务必将自己的姓名、考生号、考场号、座位号填写在答题卡上。
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,将本试卷和答题卡一并交回。
4.本试卷主要考试内容:人教版必修第二册,必修第三册第九章至第十章第3节,选择性必修第一册第一章。
一、选择题:本题共10小题,共46分。在每小题给出的四个选项中,第题只有一项符合题目要求,每小题4分:第题有多项符合题目要求,每小题6分,全部选对的得6分,选对但不全的得3分,有选错的得0分。
1. 下列关于电场强度、电势、电势能的说法正确的是( )
A. 电场强度的方向就是电势降低的方向
B. 电场强度的方向就是电势降落最快的方向
C. 带电粒子在电势越高的地方具有的动能越大
D. 带电粒子在电势越低的地方具有的电势能越小
2. 图为某建筑物上的避雷针和带电云层之间的电场线分布示意图,是同一电场线上的点,且点的电势点的电势点的电势记为。下列判断正确的是( )
A. B. C. D.
3. 两个完全相同的小金属球(皆可视为点电荷),所带电荷量之比为7:5,它们在相距一定距离时相互之间的排斥力大小为F,现用绝缘工具将它们充分接触后再放回各自原来的位置上,此时两金属球间的相互作用力大小变为( )
A. B. C. D.
4. 吸血鬼恒星是一种理论上的天体,它通过从伴星吸取物质来维持自身的光和热,如图所示。这种恒星通常处于双星系统中,吸血鬼恒星通过这种方式获得额外的物质,从而延长自己的寿命,这种现象在天文学中被称为质量转移或吸积过程。假设两恒星中心之间的距离保持不变,速度方向始终相反,忽略因热核反应和辐射等因素导致的质量亏损,经过一段时间演化后,下列说法正确的是( )
A. 两恒星的周期增大 B. 两恒星的周期减小
C. 两恒星的相对速度增大 D. 两恒星的相对速度不变
5. 如图所示,两光滑定滑轮、分别安装在竖直的固定轻杆上,带电小球A用轻质绝缘细线绕过两滑轮与不带电的物块C相连,与C连接端的细线竖直,在定滑轮的正下方用绝缘杆固定一带电小球B,整个系统处于平衡状态,忽略小球A、B及滑轮的大小。由于小球A缓慢漏电,与竖直方向的夹角缓慢减小。当与竖直方向的夹角为45°时,地面对物块C的支持力大小为4N;当与竖直方向的夹角为30°时,地面对物块C的支持力大小为( )
A. 2N B. 3N C. 4N D. 5N
6. 、B是电场中一条电场线上的两点,如图甲所示时刻、一个质子从A点由静止释放,仅在静电力作用下从A点运动到点,该过程中其速度随时间变化的图像如图乙所示。下列说法正确的是( )
A. A点的电势高于点的电势
B. A点的电场强度小于点的电场强度
C. 该质子在A点的电势能小于在点的电势能
D. 该质子在A点的电势能等于在点的电势能
7. 均匀带正电半球壳在球心处的电场强度大小为,现截去左边一小部分,截取面与底面的夹角,剩余部分在球心处的电场强度大小为( )
A. B. C. D.
8. 某一带正电粒子仅在电场力作用下从点向点运动的轨迹如图中的实线所示,图中的虚线代表等差等势线。粒子经过两点时的动能分别为和,粒子在两点处的加速度大小分别为和两点处的电势分别为和,粒子在两点处的电势能分别为和,下列判断正确的是( )
A. B. C. D.
9. 如图所示,真空中两个异种点电荷的带电荷量分别为,两点电荷固定在相距为的两处,静电力常量为。在两个点电荷所在直线上的某点由静止释放一试探电荷,不计试探电荷受到的重力,下列说法正确的是( )
A. 若试探电荷带负电,在点电荷的左侧被释放,则试探电荷一定加速向靠近
B. 若试探电荷带负电,在点电荷的右侧与相距处被释放,则试探电荷一定加速向靠近
C. 若试探电荷带正电,在点电荷的右侧与相距处被释放,则试探电荷一定加速向靠近
D. 若试探电荷带正电,在点电荷的右侧与相距处被释放,则试探电荷一定向远离的方向运动
10. 如图所示,距地面足够高的A、B两点高度差为h,水平距离为l,从A、B两点同时以相反的方向(相向)水平抛出两个小球,从A点抛出的小球初速度大小为,从B点抛出的小球初速度大小为。两小球轨迹在同一竖直平面内,经时间t,两小球相距最近,最近距离为x。不计空气阻力,下列判断正确的是( )
A. B. C. D.
二、非选择题:本题共5小题,共54分。
11. 某同学用如图所示的实验装置验证机械能守恒定律,实验室提供的器材有:一块表面平整、长度为L的木板,小车,秒表,量角器,垫块若干。该同学设计的方案是:将木板左端垫高,用量角器测量木板与水平面的夹角,给小车四个轮子涂抹少许润滑油,将小车从木板顶端由静止释放,测得小车在木板上运动的时间为t,改变垫块数量,重复实验,得到多组、t,把小车的运动看作匀加速直线运动。试回答下列问题:
(1)本实验______(填“需要”或“不需要”)测量小车的质量。
(2)若需要得到一条线性关系图线,则需要作出______(填“”“”或“”)图像。
(3)若(2)中拟合直线的斜率为k,则只需验证当地的重力加速度大小______,即可验证小车的机械能守恒。
12. 某实验小组用如图所示的实验装置验证动量守恒定律。图中气垫导轨上有光电门1和光电门2,它们与数字计时器(图中未画出)相连,滑块的质量分别为且,两遮光片沿运动方向的宽度均为,实验时先调节气垫导轨成水平状态,再轻推滑块,测得通过光电门1的遮光时间为与相碰后,和先后经过光电门2的遮光时间分别为和。试回答下列问题:
(1)碰前的速度大小________(用题中字母表示)。
(2)若在误差范围内满足关系式________(用字母表示),则可验证动量守恒定律。
(3)若在误差范围内满足关系式_______(用字母表示),则说明与发生了弹性碰撞。
13. 如图所示,木板左侧与一半径圆心角的光滑圆弧轨道平滑连接。为圆弧的圆心,为圆弧轨道最低点,沿竖直方向,整个装置固定在水平地面上。质量的小滑块(视为质点)以初速度从轨道最高点沿切线方向进入轨道,恰好能到达木板的右端。已知小滑块与长木板间的动摩擦因数,取重力加速度大小。求:
(1)滑块运动到点时对轨道的压力大小;
(2)木板的长度。
14. 如图所示,空间存在沿竖直方向、范围足够大的匀强电场,质量、电荷量的带正电微粒恰好能静止在空中的A点,忽略空气阻力,取重力加速度大小。
(1)求匀强电场的电场强度的大小和方向;
(2)某时刻匀强电场的电场强度大小突然变为且方向相反,经过微粒到达B点,求这段时间内微粒的位移大小x及此时微粒的速度大小v。
15. 如图所示,三个小物块a、b、c的质量分别为、m、m,物块c放在水平地面上,物块b、c在竖直方向上通过原长为、劲度系数为k的轻弹簧相连,a在b的正上方,开始时物块a、b、c均静止。现让a自由下落,物块a、b碰后一起向下运动(不粘连),当物块b第一次向上运动到最高点时,物块c对地面的压力恰好为0。已知弹簧具有的弹性势能,式中x为弹簧的形变量,弹簧始终处于弹性限度内,不考虑物块a、b间的二次碰撞,重力加速度大小为g。求:
(1)物块b、c间的最大距离d;
(2)物块a开始下落时距物块b的高度H;
(3)物块a、b碰撞过程中损失的机械能。
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