内容正文:
2025级高二上学期9月月考
物理试卷
一、单选题(每题4分,共28分)
1. 关于电场,下列说法正确的是( )
A. 由知,若q减半,则该处电场强度大小变为原来的两倍
B. 电场中某点电场强度的方向就是该点所放电荷受到的电场力的方向
C. 由知,E与Q成正比,而与r2成反比
D. 由知,在以Q为球心,r为半径的球面上,各处电场强度均相同
【答案】C
【解析】
【分析】
【详解】A.电场强度定义式
为比值定义,电场强度大小仅仅与比值有关,与试探电荷的带电量无关,因此试探电荷q减半,则该处电场强度不变,A错误;
B.电场中某点电场强度的方向就是该点所放正电荷受到的电场力的方向,B错误;
C.根据电场强度的定义式可推的点电荷周围的电场强度大小
可知E与Q成正比,而与r2成反比,C正确;
D.由公式
可知,在以Q为球心,r为半径的球面上,各处电场强度大小相等,但方向不同,D错误。
故选C。
2. 如图所示,在桌面边缘以速度竖直向上抛出质量为m的物体,抛出后物体落到比桌面低h的地面上。若以桌面为零势能面,不计空气阻力,重力加速度为g,则下列说法正确的是( )
A. 物体落到地面时的重力势能为mgh
B. 物体在轨迹最高点时的机械能为
C. 物体刚落到地面时的动能为
D. 物体刚落到地面时的机械能为
【答案】D
【解析】
【详解】A.以桌面为零势能面,则物体落到地面时的重力势能为-mgh,故A错误;
BD.物体运动过程机械能守恒,初始时物体的机械能为,所以物体在轨迹最高点时与刚落到地面时的机械能均为,故B错误,D正确;
C.根据动能定理,物体刚落到地面时的动能为,故C错误。
故选D。
3. 如图所示,一人在滑雪场滑雪。过程Ⅰ:该人从P点以初速度v0水平起跳,在空中运动一段时间后落在斜坡上的Q点;过程Ⅱ:该人自P点由静止开始沿弯曲斜面下滑至Q点。若两个运动过程中,空气阻力、摩擦均不计,则( )
A. 过程Ⅰ中该人重力做功的平均功率比过程Ⅱ小
B. 两过程中,该人重力做功的平均功率相等
C. 两次到达Q点瞬间,重力的瞬时功率相等
D. 过程Ⅱ中该人重力的冲量比过程Ⅰ大
【答案】D
【解析】
【详解】AB.两个过程中重力做功相等,过程Ⅰ中人做平抛运动,运动的时间等于下落竖直高度做自由落体运动的时间,此时间一定小于沿曲面PQ运动的时间,根据可知,过程Ⅰ中该人重力做功的平均功率比过程Ⅱ大,选项AB错误;
C.根据机械能守恒定律可知,两次人到达Q点的速度大小相同,根据P=mgvy可知做平抛运动时在Q点的竖直速度较大,则重力的瞬时功率较大,选项C错误;
D.由选项A的分析可知,过程Ⅱ中该人运动的时间较长,根据I=mgt可知,过程Ⅱ中重力的冲量比过程Ⅰ大,选项D正确。
故选D。
4. 如图甲所示,一绝缘半圆弧AC上均匀分布正电荷,在圆弧的圆心O处激发的电场强度大小为E,若截走右侧的,如图乙所示,则剩余圆弧AB在圆心O处激发的电场强度大小E'为( )
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】
【详解】将整个半圆弧AC三等分,每一份在圆心O处产生的电场强度均为E0,根据对称性和电场强度的叠加原理可得
剩余圆弧AB在圆心O处激发的电场强度大小为
联立可得
故选C。
5. 如图所示,用跨过光滑定滑轮的缆绳将湖面上一艘失去动力的小船沿直线拖向岸边。已知拖动缆绳的电动机输出功率恒为P,小船的质量为m,小船受到的阻力大小恒为f,经过A点时小船的速度大小为,加速度为a,缆绳与水平方向夹角为θ,不计缆绳和滑轮质量,则以下关系正确的是( )
A. B.
C. D.
【答案】A
【解析】
【详解】小船沿绳方向的分速度为
故绳子拉力为
正交分解绳子拉力,由牛顿第二定律
联立可得
故选A。
6. 投壶是从先秦延续至清末的中国传统礼仪和宴饮游戏,《礼记传》中提到:“投壶,射之细也。宴饮有射以乐宾,以习容而讲艺也。”如图所示,一名游戏者先后从同一位置(O点)射出两支完全相同的箭,一支箭以速度v1水平抛出,另一支箭以速度v2斜向上抛出,两支箭均落入壶中(P点)。不计空气阻力,忽略箭长、壶口大小等因素的影响,下列说法正确的是( )
A. 箭2在最高点的速度小于v1 B. 箭2的加速度小于箭1的加速度
C. 两支箭从O点到P点的速度变化量相同 D. 两支箭从O点到P点的动能变化量不同
【答案】A
【解析】
【详解】A.平抛运动的竖直位移为
平抛运动的水平位移为
解得平抛运动的初速度为
箭2从最高点开始做平抛运动,箭1从O点开始做平抛运动。箭2的x比箭1小,箭2的h比箭1大,则箭2的初速度比箭1小,所以箭2在最高点的速度小于v1,A正确;
B.抛出的两支箭在空中均仅受重力作用,加速度均为重力加速度,B错误;
C.根据,箭2的运动时间比箭1长,速度变化量,故两支箭的速度变化量不同,C错误;
D.从O点运动到P点的过程中,根据动能定理,动能的变化量为
两支箭质量m相等,初末位置的高度差H相等,所以动能变化量相等,D错误。
故选A。
7. 嫦娥六号探测器在环月无动力飞行任务中,曾进入一个椭圆轨道,月球位于椭圆轨道的一个焦点处。已知该轨道的近月点P距离月球中心为R,远月点Q距离月球中心为2R,探测器在近月点P的速度大小为。规定距月球无穷远处引力势能为零,探测器与月球中心距离为r时的引力势能为负值,且与r成反比。当探测器运动到该椭圆轨道上与月球中心距离为1.5R处时的速度大小为( )
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】
【详解】根据开普勒第二定律可知
解得探测器在远月点的速度
根据题意可知,引力势能表达式为
则对探测器从近月点P到远月点Q,根据机械能守恒定律有
解得
对探测器从近月点P到与月球中心的距离为处,有
联立解得
故选A。
二、多选题(每题6分,共18分。有漏选得3分,有选错得0分)
8. 某静电场中的电场线如图所示,带电粒子在电场中仅受电场力作用,其运动轨迹如图中虚线所示,由M点运动到N点,以下说法正确的是( )
A. 粒子必定带正电荷
B. 粒子在M点的加速度大于它在N点的加速度
C. 粒子在M点的加速度小于它在N点的加速度
D. 粒子在M点的动能小于它在N点的动能
【答案】ACD
【解析】
【详解】A.根据粒子的运动轨迹可知,粒子运动的轨迹大致向上,可知粒子必定带正电荷,选项A正确;
BC.电场线的疏密反映场强大小,可知M点场强小于N点场强,可知粒子在M点受到的电场力小于它在N点的电场力,粒子在M点的加速度小于它在N点的加速度,选项B错误,C正确;
D.从M点到N点电场力做正功,则动能增加,即粒子在M点的动能小于它在N点的动能,选项D正确。
故选ACD。
9. 如图,一电子受某一外力沿等量异种电荷的中垂线由A→O→B匀速飞过,电子重力不计,则电子所受此外力的大小和方向变化情况是( )
A. 先变大后变小 B. 先变小后变大
C. 方向水平向右 D. 方向水平向左
【答案】AC
【解析】
【详解】根据等量异种电荷连线的中垂线上电场强度分布规律可知,从A→O→B,电场强度方向为水平向右,且先增大后减小,所以电子所受电场力水平向左,且先增大后减小,根据平衡条件可知电子所受此外力方向为水平向右,且先增大后减小,故AC正确,BD错误。
故选AC。
10. 如图所示,在光滑的水平支撑面上,有A、B两个小球,A球动量为10 kg·m/s,B球动量为12 kg·m/s,A球追上B球并相碰,碰撞后,A球动量变为8 kg·m/s,方向没变,则A、B两球质量的比值为( )
A. 0.5 B. 0.6
C. 0.65 D. 0.75
【答案】BC
【解析】
【详解】ABCD.A球追上B球并相碰,碰撞后,A球动量变为8 kg∙m/s,方向没变,规定向右为正方向,由动量守恒定律得
代入数据解得
由动量公式得,小球速度为
A球追上B球并相碰,所以碰撞前A球速度大于B球速度(),碰撞后两球同向运动,A的速度不大于B的速度(),则有
,
代入数据解得
由碰撞过程总动能不增加得
代入数据解得
所以有
故AD错误,BC正确。
故选BC。
三、非选择题:
11. 某同学采用如图所示的装置做静电感应的实验:在绝缘支架上的金属导体M和金属导体N按图中方向接触放置,原先M、N都不带电,先让开关均断开,现在将一个带正电小球P放置在M左侧(不接触M)。
(1)(多选)关于静电感应,下列说法正确的是_______(选填相应序号字母)
A. 感应起电过程是使电荷从物体的一部分转移到物体的另一部分的过程
B. 导体内的自由电荷在发生定向移动称为静电平衡
C. 静电感应的导体的内部各点,感应电荷产生的电场强度为零
D. 静电感应是由于导体内的自由电子受电场力作用的结果
(2)若只闭合开关,则导体M左端_______;若只闭合开关,接着移走带电小球,最后将M、N分开,导体M_______;若均闭合时,M左端_______。(均选填“不带电”“带正电”或“带负电”)
【答案】(1)AD (2) ①. 带负电 ②. 不带电 ③. 带负电
【解析】
【小问1详解】
A.感应起电是利用静电感应,使电荷从物体的一部分转移到物体的另一部分的过程,故A正确;
B.当达到静电平衡时,自由电荷不再发生定向移动,故B错误;
C.当达到静电平衡时,感应电荷的电场与外电场大小相等,方向相反,合场强处处为零,故C错误;
D.导体内的自由电子在外电场的作用力下发生定向移动,导致电荷在导体内发生重新分布,符合静电感应现象的实质,故D正确。
故选AD。
【小问2详解】
[1]开关闭合,断开,由于静电感应的作用,金属导体左端带负电,金属导体右端带的正电荷会被从大地上来的负电荷中和,所以右端不再带有电荷;
[2]当闭合开关,由于静电感应的作用,金属导体N右端带的正电荷会被从大地上来的负电荷中和,所以导体N右端不再带有电荷,左端带负电,接着移走带电小球,M端的负电会被中和而都不带电,最后将MN分开,则M和N均不带电;
[3]均闭合时,导体M左端会感应异种电荷,带负电;N右端通过接地线变成了无穷远,故不带电。
12. 小明用如图所示装置做“验证机械能守恒定律”的实验。已知遮光条的宽度为d,钩码质量为m,带遮光条的滑块总质量为M,重力加速度为g。
(1)该实验中M______(选填“必须”或“无须”)远大于m;
(2)将滑块移至图示位置,测出遮光条到光电门的距离L,然后开启气泵,由静止释放滑块,读出遮光条通过光电的挡光时间t,则从滑块由静止释放到遮光条运动到光电门的过程中,若满足关系式(用题中给出的字母表示)______,则钩码与滑块组成的系统机械能守恒;
(3)按步骤(2)的验证方式,实验中______(选填“必须”或“无须”)将气垫导轨调为水平状态;
(4)若气垫导轨左端的滑轮调节过高,使得拉动滑块的绳子与气垫轨道之间存在夹角,不考虑其它影响,则从滑块由静止释放到遮光条运动到光电门的过程中,系统动能增加量的测量值______(选填“大于”“小于”或“等于”)真实值。
【答案】(1)无须 (2)
(3)必须 (4)大于
【解析】
【小问1详解】
本实验不需要记录绳上的力表示M的合力,无须M远大于m。
【小问2详解】
系统的重力势能减少量为mgL,利用遮光条通过光电门的平均速度代替瞬时速度为
系统增加的动能为
若系统符合机械能守恒定律,则
测得的物理量应满足的关系式为
【小问3详解】
使钩码减少的重力势能全部转化成系统增加的动能,必须将气垫导轨调至水平。
【小问4详解】
若气垫导轨左端的滑轮调节过高,使得拉动物块的绳子与气垫轨道之间存在夹角,则钩码减少的重力势能没有全部转化成系统增加的动能,其中一部分转化为滑块的重力势能,则系统增加动能减少,实验中钩码减少重力势能作为系统动能的增加量的测量值,故系统动能增加量的测量值大于动能增加量的真实值。
13. 如图,真空中有两个点电荷,Q1为、Q2为,分别固定在x轴的坐标为0和6cm的位置上。
(1)x轴上哪个位置的电场强度为0?
(2)x轴上哪些位置的电场强度的方向是沿x轴的正方向的?
【答案】(1)坐标为12cm处;(2)坐标为和处
【解析】
【详解】(1)设坐标为x处场强为0,x>6cm,有
化简为
解得
x=12cm或4cm(舍去)
即坐标为12cm处;
(2)由(1)分析可知,在x坐标轴上0到6cm之间和x>12cm的地方的电场强度的方向是沿x正方向。即坐标为和处。
14. 如图所示,长L=1 m的绝缘细线上端固定于O点,下端连接一个可视为质点的带正电小球,小球静止在水平向右的匀强电场中,此时小球距地面高度为h=0.2 m,细绳与竖直方向的夹角为37°,O′为O点在水平地面上的投影。已知小球所带电荷量q=3×10-6 C,匀强电场的场强E=1×104 N/C,重力加速度g=10 m/s2,sin37°=0.6,cos37°=0.8。求:
(1)带电小球所受电场力F的大小;
(2)小球的质量m;
(3)剪断细线
①小球经过多长时间t着地?
②着地点距O′的水平距离x为多少?
③若小球落地前,水平方向的电场强度突然加大,小球落地时间如何变化?
【答案】(1)
(2)
(3)①;②;③不变
【解析】
【小问1详解】
带电小球所受电场力大小
【小问2详解】
小球静止时,对小球受力分析如图
由平衡可得、
联立解得
【小问3详解】
①剪断细线,小球在竖直方向做自由落体运动,则
解得
②剪断细线,小球在水平方向做加速度为a的匀加速运动,加速度
水平方向根据位移关系可得
着地点距O′的水平距离
③电场力是水平方向的力,竖直方向小球的受力始终只有重力,竖直方向运动规律不受水平力影响,下落高度不变,因此落地时间不变。
15. 如图所示,竖直平面内有一光滑的圆轨道,其末端水平,且距地面高为H。现将质量为m可视为质点的小球A从轨道顶端由静止释放,A落地点距离轨道末端的水平距离为2H。忽略空气阻力,重力加速度为g,求:
(1)小球A在轨道末端的速度v0大小;
(2)圆轨道半径R;
(3)在轨道末端静置质量为km可视为质点的小球B,再将小球A从轨道顶端静止释放,若A、B间碰撞为弹性碰撞,两小球落地后不反弹,讨论k值与二者最终水平间距Δx的关系。
【答案】(1)
(2)H (3)0<k≤1,;1<k<3,H;k=3,
【解析】
【小问1详解】
小球A脱离轨道后做平抛运动,则有,
解得
【小问2详解】
小球A从释放到轨道最低点有
联立解得
【小问3详解】
规定向右为正方向,A碰B过程有,
解得,
由于碰后需满足,则
两小球脱离轨道后均做平抛运动,则有,
联立解得
所以小球A、B落地的水平距离分别为,
若,则
可知两球均向右运动,故
若,则
可知碰后小球A反向运动,由于圆轨道光滑,则小球A返回轨道末端速度大小为v1的绝对值,则
若,则
可知碰后小球A反向运动,由于圆轨道光滑,则小球A返回轨道末端速度大小为v1的绝对值,则
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2025级高二上学期9月月考
物理试卷
一、单选题(每题4分,共28分)
1. 关于电场,下列说法正确的是( )
A. 由知,若q减半,则该处电场强度大小变为原来的两倍
B. 电场中某点电场强度的方向就是该点所放电荷受到的电场力的方向
C. 由知,E与Q成正比,而与r2成反比
D. 由知,在以Q为球心,r为半径的球面上,各处电场强度均相同
2. 如图所示,在桌面边缘以速度竖直向上抛出质量为m的物体,抛出后物体落到比桌面低h的地面上。若以桌面为零势能面,不计空气阻力,重力加速度为g,则下列说法正确的是( )
A. 物体落到地面时的重力势能为mgh
B. 物体在轨迹最高点时的机械能为
C. 物体刚落到地面时的动能为
D. 物体刚落到地面时的机械能为
3. 如图所示,一人在滑雪场滑雪。过程Ⅰ:该人从P点以初速度v0水平起跳,在空中运动一段时间后落在斜坡上的Q点;过程Ⅱ:该人自P点由静止开始沿弯曲斜面下滑至Q点。若两个运动过程中,空气阻力、摩擦均不计,则( )
A. 过程Ⅰ中该人重力做功的平均功率比过程Ⅱ小
B. 两过程中,该人重力做功的平均功率相等
C. 两次到达Q点瞬间,重力的瞬时功率相等
D. 过程Ⅱ中该人重力的冲量比过程Ⅰ大
4. 如图甲所示,一绝缘半圆弧AC上均匀分布正电荷,在圆弧的圆心O处激发的电场强度大小为E,若截走右侧的,如图乙所示,则剩余圆弧AB在圆心O处激发的电场强度大小E'为( )
A. B. C. D.
5. 如图所示,用跨过光滑定滑轮的缆绳将湖面上一艘失去动力的小船沿直线拖向岸边。已知拖动缆绳的电动机输出功率恒为P,小船的质量为m,小船受到的阻力大小恒为f,经过A点时小船的速度大小为,加速度为a,缆绳与水平方向夹角为θ,不计缆绳和滑轮质量,则以下关系正确的是( )
A. B.
C. D.
6. 投壶是从先秦延续至清末的中国传统礼仪和宴饮游戏,《礼记传》中提到:“投壶,射之细也。宴饮有射以乐宾,以习容而讲艺也。”如图所示,一名游戏者先后从同一位置(O点)射出两支完全相同的箭,一支箭以速度v1水平抛出,另一支箭以速度v2斜向上抛出,两支箭均落入壶中(P点)。不计空气阻力,忽略箭长、壶口大小等因素的影响,下列说法正确的是( )
A. 箭2在最高点的速度小于v1 B. 箭2的加速度小于箭1的加速度
C. 两支箭从O点到P点的速度变化量相同 D. 两支箭从O点到P点的动能变化量不同
7. 嫦娥六号探测器在环月无动力飞行任务中,曾进入一个椭圆轨道,月球位于椭圆轨道的一个焦点处。已知该轨道的近月点P距离月球中心为R,远月点Q距离月球中心为2R,探测器在近月点P的速度大小为。规定距月球无穷远处引力势能为零,探测器与月球中心距离为r时的引力势能为负值,且与r成反比。当探测器运动到该椭圆轨道上与月球中心距离为1.5R处时的速度大小为( )
A. B. C. D.
二、多选题(每题6分,共18分。有漏选得3分,有选错得0分)
8. 某静电场中的电场线如图所示,带电粒子在电场中仅受电场力作用,其运动轨迹如图中虚线所示,由M点运动到N点,以下说法正确的是( )
A. 粒子必定带正电荷
B. 粒子在M点的加速度大于它在N点的加速度
C. 粒子在M点的加速度小于它在N点的加速度
D. 粒子在M点的动能小于它在N点的动能
9. 如图,一电子受某一外力沿等量异种电荷的中垂线由A→O→B匀速飞过,电子重力不计,则电子所受此外力的大小和方向变化情况是( )
A. 先变大后变小 B. 先变小后变大
C. 方向水平向右 D. 方向水平向左
10. 如图所示,在光滑的水平支撑面上,有A、B两个小球,A球动量为10 kg·m/s,B球动量为12 kg·m/s,A球追上B球并相碰,碰撞后,A球动量变为8 kg·m/s,方向没变,则A、B两球质量的比值为( )
A. 0.5 B. 0.6
C. 0.65 D. 0.75
三、非选择题:
11. 某同学采用如图所示的装置做静电感应的实验:在绝缘支架上的金属导体M和金属导体N按图中方向接触放置,原先M、N都不带电,先让开关均断开,现在将一个带正电小球P放置在M左侧(不接触M)。
(1)(多选)关于静电感应,下列说法正确的是_______(选填相应序号字母)
A. 感应起电过程是使电荷从物体的一部分转移到物体的另一部分的过程
B. 导体内的自由电荷在发生定向移动称为静电平衡
C. 静电感应的导体的内部各点,感应电荷产生的电场强度为零
D. 静电感应是由于导体内的自由电子受电场力作用的结果
(2)若只闭合开关,则导体M左端_______;若只闭合开关,接着移走带电小球,最后将M、N分开,导体M_______;若均闭合时,M左端_______。(均选填“不带电”“带正电”或“带负电”)
12. 小明用如图所示装置做“验证机械能守恒定律”的实验。已知遮光条的宽度为d,钩码质量为m,带遮光条的滑块总质量为M,重力加速度为g。
(1)该实验中M______(选填“必须”或“无须”)远大于m;
(2)将滑块移至图示位置,测出遮光条到光电门的距离L,然后开启气泵,由静止释放滑块,读出遮光条通过光电的挡光时间t,则从滑块由静止释放到遮光条运动到光电门的过程中,若满足关系式(用题中给出的字母表示)______,则钩码与滑块组成的系统机械能守恒;
(3)按步骤(2)的验证方式,实验中______(选填“必须”或“无须”)将气垫导轨调为水平状态;
(4)若气垫导轨左端的滑轮调节过高,使得拉动滑块的绳子与气垫轨道之间存在夹角,不考虑其它影响,则从滑块由静止释放到遮光条运动到光电门的过程中,系统动能增加量的测量值______(选填“大于”“小于”或“等于”)真实值。
13. 如图,真空中有两个点电荷,Q1为、Q2为,分别固定在x轴的坐标为0和6cm的位置上。
(1)x轴上哪个位置的电场强度为0?
(2)x轴上哪些位置的电场强度的方向是沿x轴的正方向的?
14. 如图所示,长L=1 m的绝缘细线上端固定于O点,下端连接一个可视为质点的带正电小球,小球静止在水平向右的匀强电场中,此时小球距地面高度为h=0.2 m,细绳与竖直方向的夹角为37°,O′为O点在水平地面上的投影。已知小球所带电荷量q=3×10-6 C,匀强电场的场强E=1×104 N/C,重力加速度g=10 m/s2,sin37°=0.6,cos37°=0.8。求:
(1)带电小球所受电场力F的大小;
(2)小球的质量m;
(3)剪断细线
①小球经过多长时间t着地?
②着地点距O′的水平距离x为多少?
③若小球落地前,水平方向的电场强度突然加大,小球落地时间如何变化?
15. 如图所示,竖直平面内有一光滑的圆轨道,其末端水平,且距地面高为H。现将质量为m可视为质点的小球A从轨道顶端由静止释放,A落地点距离轨道末端的水平距离为2H。忽略空气阻力,重力加速度为g,求:
(1)小球A在轨道末端的速度v0大小;
(2)圆轨道半径R;
(3)在轨道末端静置质量为km可视为质点的小球B,再将小球A从轨道顶端静止释放,若A、B间碰撞为弹性碰撞,两小球落地后不反弹,讨论k值与二者最终水平间距Δx的关系。
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