内容正文:
建平县实验中学高二年级阶段性训练(物理)
(考试时间:75分钟,分值:100分)
注意事项:
1.答卷前,考生务必将自己的姓名、准考证号等填写在答题卡和试卷指定位置上。
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。
第Ⅰ卷
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,1~7题只有一项符合题目要求,每小题4分,8~10题有多项符合题目要求,全部选对得6分,选对但不全的得3分,有选错或不答得0分。)
1. 下列说法中正确的是( )
A. 点电荷是一种理想模型,真正的点电荷是存在的
B. 点电荷就是体积和带电量都很小的带电体
C. 根据可知,当时,
D. 一个带电体能否看成点电荷,不是看它的尺寸大小,而是看它的形状和大小对所研究的问题的影响是否可以忽略不计
【答案】D
【解析】
【详解】ABD.当两个带电体的形状对它的相互作用力的影响可忽略时,这两个带电体可看作点电荷,与体积和带电量大小无直接关系,点电荷是理想化的物理模型,实际上并不存在,故AB错误,D正确;
C.库仑定律只适用于真空中的静止的点电荷,当距离很小时,带电体不能再看作是点电荷,故库仑定律不再适用,故C错误。
故选D。
2. 如图所示,纸巾盒与水平转盘保持相对静止,随转盘一起在水平面内做匀速圆周运动。关于纸巾盒的受力情况,下列说法正确的是( )
A. 纸巾盒受重力、支持力
B. 纸巾盒受重力、支持力和摩擦力
C. 纸巾盒受重力、支持力、摩擦力和向心力
D. 纸巾盒受到的合外力为零
【答案】B
【解析】
【详解】ABC.纸巾盒随转盘做匀速圆周运动,需要指向圆心的合力提供向心力,向心力是“效果力”,不是物体额外受到的力,这个合力由转盘对纸巾盒的静摩擦力提供,因此纸巾盒实际受重力、支持力、摩擦力三个力,故AC错误,B正确;
D.匀速圆周运动是变速运动,加速度不为零,合外力也不为零,故D错误。
故选B。
3. 2026年5月10日,伦敦世乒赛女团决赛中,中国队3-2逆转日本队实现七连冠,第24次捧起了考比伦杯。假设孙颖莎在某次发球抢攻时,乒乓球以30m/s的速度垂直撞向球拍,与球拍接触后以40m/s的速度反向离开球拍。已知乒乓球的质量为2.7g,则在这次击球过程中,乒乓球受到球拍的平均作用力大小为( )
A. 0.027N B. 0.189N C. 27N D. 189N
【答案】D
【解析】
【详解】设乒乓球受到球拍的平均作用力大小为,取末速度方向为正方向,根据动量定理可得
其中
解得
故选D。
4. “空间电场防病促生”技术的基本原理是通过直流高压电源在悬挂电极和地面之间产生空间电场,其作用之一可加速植物体内带正电的钾、钙离子等向根部下方聚集,促进植物快速生长。图中实线为该空间电场线的示意图,下列说法正确的是( )
A. 悬挂电极应接电源正极
B. 图中所示,两点场强相同
C. 图中所示、两点所在虚线为等势线
D. 钾、钙离子向根部聚集过程中,电势能增加
【答案】A
【解析】
【详解】A.电场线从正极出发,终止于负极或无穷远。图中电场线由悬挂电极指向地面,故悬挂电极应接电源正极,故A正确;
B.、两点关于中轴线对称,电场强度大小相等,但方向不同,因此两点的电场强度不相同,故B错误;
C.等势线应与电场线处处垂直,图中虚线不满足这一条件,故C错误;
D.正离子向根部聚集时,运动方向与电场方向相同,静电力做正功,电势能减小,故D错误。
故选A。
5. 一质量为的汽车在水平路面上启动,其速度随时间变化的关系如图所示,时间内图像为过原点的直线,时刻速度为,功率达到额定功率,此后功率保持不变直至速度达到最大。汽车运动过程中所受阻力恒为车重的0.2倍,重力加速度为。汽车整个运动过程中,下列说法正确的是( )
A. 汽车的牵引力逐渐减小 B. 汽车的牵引力始终保持不变
C. 汽车牵引力的最大值为 D. 汽车的最大速度为
【答案】C
【解析】
【详解】AB.由图像可知汽车先做匀加速直线运动,后做加速度减小的加速运动,达到最大速度后做匀速直线运动;根据牛顿第二定律有
可知汽车的牵引力先保持不变,后逐渐减小,再保持不变,故AB错误;
C.汽车运动过程中所受阻力恒为车重的0.2倍,则有
匀加速阶段,根据牛顿第二定律可得
根据图像可得加速度大小为
联立解得汽车牵引力的最大值为,故C正确;
D.汽车的额定功率为
当牵引力等于阻力时,汽车的速度达到最大,则有
联立可得汽车的最大速度为,故D错误。
故选C。
6. 一款机器人的柔性电子皮肤采用了电容传感器,其上、下皮层薄膜作为极板,中间由特殊材料作为支撑层,结构如图所示。工作时,电容器两极板间电压恒定,当皮肤受到垂直挤压时,支撑层被压缩,则( )
A. 电容器的电荷量不变 B. 电容器的电荷量变小
C. 两极板间的电场强度不变 D. 两极板间的电场强度变大
【答案】D
【解析】
【详解】AB.当皮肤受到垂直挤压时,支撑层被压缩,电容器两极板间距离减小,根据电容的决定式可知,电容器的电容变大;工作时电容器两极板间电压恒定,根据可知,电容器的电荷量变大,故AB错误;
CD.工作时电容器两极板间电压恒定,两极板间距离减小,根据可知,两极板间的电场强度变大,故C错误,D正确。
故选D。
7. 如图所示的圆周,O为圆心,MN为直径,P为圆周上的点,MN=0.2 m,∠PMN=30°。一匀强电场方向与圆所在平面平行,已知M、N、P三点电势分别为、、,则该匀强电场的电场强度大小为( )
A. 200 V/m B. C. 100 V/m D.
【答案】A
【解析】
【详解】因为MN为圆的直径,根据几何关系可知PM与PN垂直,根据几何关系分别有,
代入已知数据解得和
在匀强电场中,沿PN方向的电场强度分量大小为
代入数据解得
沿PM方向的电场强度分量大小为
代入数据解得
由于PM与PN垂直,根据电场强度的叠加原理有
代入数据解得
故选A。
8. 2025年5月29日,“天问二号”探测器从地球A点发射,经日心转移轨道到达2016HO3小行星B点附近,随后被小行星俘获后,并在距小行星表面高度h的轨道上以周期T做匀速绕行,如图所示。已知引力常量为G,小行星的半径为R,小行星与地球的距离为d。下列说法正确的是( )
A. “天问二号”从A点发射的速度大于11.2km/s小于16.7km/s
B. “天问二号”经过B点时应点火加速
C. 地球的质量为
D. 小行星的密度为
【答案】AD
【解析】
【详解】A.“天问二号”是行星探测器,其发射速度应介于第二和第三宇宙速度之间,即发射的速度介于和之间,故A正确;
B.“天问二号”到达点需要被小行星俘获,则需要点火减速,让小行星的万有引力能够提供向心力,从而进入环绕轨道;若加速,万有引力不足以提供向心力,探测器会飞离小行星,无法被俘获,故B错误;
C.小行星不绕地球运动,由和无法计算地球的质量,故C错误;
D.对“天问二号”有
解得
因此小行星的密度,故D正确。
故选AD。
9. 如图,空间存在足够大的水平方向的匀强电场,绝缘的曲面轨道处于匀强电场中,曲面上有一带电金属块在力F的作用下沿曲面向上移动。已知金属块在向上移动的过程中,力F做功40 J,静电力做功10 J,金属块克服摩擦力做功20 J,重力势能改变了30 J,则( )
A. 电场方向水平向右
B. 在此过程中金属块电势能减少10 J
C. 在此过程中金属块动能变化量为0
D. 在此过程中金属块机械能增加10 J
【答案】BC
【解析】
【详解】A.带电金属电性未知,故无法根据做功判断电场方向,故A错误;
B.静电力做正功,电势能减小,由可知,静电力做功10J,电势能减少10J,故B正确;
C.由题可知各力做功的总和为零,由可知,动能变化为零,故C正确;
D.除重力以外力做功总和为30J,由可知,金属块机械能增加30J,故D错误;
故选BC。
10. 真空中存在点电荷和产生的静电场,两电荷间的一条电场线如图中实线所示。一个带电粒子仅在电场力作用下沿虚线轨迹从运动至两点关于和连线对称,下列说法正确的是( )
A. 、带同种电荷 B. 带电粒子与带异种电荷
C. 电荷量大于电荷量 D. 、两点电场强度相同
【答案】BC
【解析】
【详解】A.根据点电荷周围的电场分布规律可知,、带异种电荷,故A错误;
B.带电粒子所受电场力指向如图所示
可知带电粒子与带同种电荷,与带异种电荷,故B正确;
C.根据异种点电荷电场线分布规律,补上一条电场线,如图所示
根据电场线疏密程度可判断,附近电场强度大于附近电场强度,则电荷量大于电荷量,故C正确;
D.根据对称性可知,、两点电场强度大小相等,方向不同,故D错误。
故选BC。
第Ⅱ卷(非选择题,共54分)
二、填空题(本题共2小题,共14分)
11. 如图甲所示,学生将打点计时器固定在铁架台上,用重物带动纸带从静止开始自由下落,利用此装置做“验证机械能守恒定律”实验(已知当地的重力加速度为g)。
实验中得到如图乙所示的一条纸带(部分)。在纸带上选取三个连续打出的点A、B、C,测得它们到起点O的距离分别为、、,已知打点计时器打点的周期为T,打出B点时,重物的瞬时速度大小________,设重物的质量为m,从打O点到打B点的过程中,重物的重力势能减少量________,动能增加量________。
【答案】 ①. ②. ③.
【解析】
【详解】[1]由匀变速直线运动中,中间时刻的瞬时速度等于该段的平均速度可得,重物的瞬时速度大小
[2]从打点到打点的过程中,重物的重力势能减少量
[3]从打点到打点的过程中,动能变化量
12. 在“观察电容器的充、放电现象”实验中,某同学利用图1所示电路来探究一个电容器的充放电能力,其中直流电源电压。
(1)开关接1时,电流传感器测得的电流随时间变化的图像如图2所示,图线与坐标轴围成的面积大小为,则该电容器的电容________(保留两位有效数字);电容器充电时,通过电阻的电流方向是________(选填“从左到右”、“从右到左”);若增大电阻箱的阻值重做实验,电路稳定后曲线与坐标轴所围面积相较之前________(选填“增大”、“减小”、“不变”)。
(2)充电结束开关接2时,电流传感器测得的电流随时间变化的图像如图3所示,且图中、区域的面积之比为,则电阻箱阻值________。
【答案】(1) ①. ②. 从右到左 ③. 不变
(2)2000
【解析】
【小问1详解】
[1]图2中,图线与坐标轴围成的面积大小表示电荷量,故充电完毕后该电容器所带的电荷量为
则该电容器的电容;
[2]由图1可知,电容器充电时,流过电阻的电流方向从右向左;
[3]若增大电阻箱的阻值重做实验,则充电电流会变小,根据可知,电容器所带的电荷量只与电容和两极板间的电压有关,与充电电流大小无关,故电容器所带电荷量不变,即电路稳定后曲线与坐标轴所围面积相较之前不变。
【小问2详解】
根据题意可知,图中、区域的面积之比为,即、两部分时间电容器充电带电量相等,即,则当电流时,电容器两端的电压为
则电阻箱阻值。
三、计算题(本题共3小题,共40分。要有必要的文字说明和演算步骤。有数值计算的要注明单位)
13. 如图所示,质量为0.16kg的带正电小球A穿在倾角的光滑绝缘细杆上,杆的另外一端固定一个带电小球B,整个装置处于水平向右的匀强电场中。初始时,两球相距(远大于小球直径),此时小球A恰好静止且与杆无弹力,已知重力加速度,小球A的电荷量为0.32C,求:
(1)B球带何种电荷
(2)匀强电场的电场强度E
(3)撤去匀强电场,小球A速度最大时,两球间距L
【答案】(1)正电;(2);(3)
【解析】
【详解】(1)由于A球带正电,A球受到的电场力方向水平向右,而小球A恰好静止且与杆无弹力,根据受力平衡可知A球受到的与B球的库仑力应沿斜面向上,故B球带正电;
(2)A球所受重力、电场力和与B球的库仑力满足三力平衡,根据平衡条件可得
解得
(3)撤去匀强电场后,A球沿斜面向上运动,当加速度为零时,球的速度最大时,加速度为零,此时
即
由(2)中分析可知,初始时
即
联合解得
14. 一个初速度为零的电子在经的电压加速后,垂直于平行板间的匀强电场从两极板中心处射入,如图所示,两板间距,板长,两板间的电压.已知电子的带电量为,质量为,只考虑两板间的电场,不计重力,求:
(1)电子经加速电压加速后进入偏转电场的速度;
(2)电子射出偏转电场时沿垂直于板面方向偏移的距离;
(3)若电子射出偏转电场后经过下极板所在平面上的点,如图,求点到下极板右端的距离.
【答案】(1)
(2)0.4cm (3)0.25cm
【解析】
【小问1详解】
根据动能定理可得
解得
【小问2详解】
在偏转电场中竖直方向加速度
运动时间
偏移量
联立解得
【小问3详解】
电子出电场后做匀速直线运动,将电子出电场时的速度反向延长,延长线与板间中心线相交于板的中点,设速度反向延长线与水平方向的夹角为θ,则
由几何关系
解得
x=0.25cm
15. 如图所示,从A点以某一水平速度v0抛出质量m=1kg的小物块1(可视为质点),当物块1运动至B点时,恰好沿切线方向进入圆心角∠BOC=37°的固定光滑圆弧轨道BC,C端的切线水平且与长木板上表面等高,长木板静止在光滑水平面上,质量M=4kg,其左端放置与小物块1完全相同的小物块2,右端固定挡板上连接一根轻质弹簧,A点距B点的高度H=0.45m,圆弧轨道半径R=2.75m。小物块1滑行到车上立即与小木块2发生碰撞(碰撞时间极短),碰后两物块粘在一起在木板上向右滑动,一段时间后在木板的正中间达到相对静止,物块与长木板间动摩擦因数μ=0.25,取g=10m/s2,sin37°=0.6,cos37°=0.8,弹簧始终在弹性限度内,求:
(1)小物块1抛出时水平速度v0的大小;
(2)小物块1滑动至C点时,对圆弧轨道的压力大小;
(3)木板的长度。
【答案】(1);(2);(3)或
【解析】
【详解】(1)小物块1从A点到B点做平抛运动,竖直方向有
B点竖直方向的速度为
小物块恰好沿切线方向进入圆弧轨道BC,有
解得小物块1抛出时水平速度v0的大小
(2)B点的速度为
小物块1从B点到C点,根据动能定理有
解得
小物块1滑动至C点时,根据牛顿第二定律可得
根据牛顿第三定律,小物块1滑动至C点时,对圆弧轨道的压力大小为
(3)小物块1与小木块2发生碰撞,由动量守恒得
解得
若物块没有与右侧弹簧相碰,对三个物体组成的系统,根据动量守恒和能量守恒有
解得木板的长度为
若物块与右侧弹簧相碰,对三个物体组成的系统,根据能量守恒有
解得木板的长度为
综上所述,木板的长度为或。
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建平县实验中学高二年级阶段性训练(物理)
(考试时间:75分钟,分值:100分)
注意事项:
1.答卷前,考生务必将自己的姓名、准考证号等填写在答题卡和试卷指定位置上。
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。
第Ⅰ卷
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,1~7题只有一项符合题目要求,每小题4分,8~10题有多项符合题目要求,全部选对得6分,选对但不全的得3分,有选错或不答得0分。)
1. 下列说法中正确的是( )
A. 点电荷是一种理想模型,真正的点电荷是存在的
B. 点电荷就是体积和带电量都很小的带电体
C. 根据可知,当时,
D. 一个带电体能否看成点电荷,不是看它的尺寸大小,而是看它的形状和大小对所研究的问题的影响是否可以忽略不计
2. 如图所示,纸巾盒与水平转盘保持相对静止,随转盘一起在水平面内做匀速圆周运动。关于纸巾盒的受力情况,下列说法正确的是( )
A. 纸巾盒受重力、支持力
B. 纸巾盒受重力、支持力和摩擦力
C. 纸巾盒受重力、支持力、摩擦力和向心力
D. 纸巾盒受到的合外力为零
3. 2026年5月10日,伦敦世乒赛女团决赛中,中国队3-2逆转日本队实现七连冠,第24次捧起了考比伦杯。假设孙颖莎在某次发球抢攻时,乒乓球以30m/s的速度垂直撞向球拍,与球拍接触后以40m/s的速度反向离开球拍。已知乒乓球的质量为2.7g,则在这次击球过程中,乒乓球受到球拍的平均作用力大小为( )
A. 0.027N B. 0.189N C. 27N D. 189N
4. “空间电场防病促生”技术的基本原理是通过直流高压电源在悬挂电极和地面之间产生空间电场,其作用之一可加速植物体内带正电的钾、钙离子等向根部下方聚集,促进植物快速生长。图中实线为该空间电场线的示意图,下列说法正确的是( )
A. 悬挂电极应接电源正极
B. 图中所示,两点场强相同
C. 图中所示、两点所在虚线为等势线
D. 钾、钙离子向根部聚集过程中,电势能增加
5. 一质量为的汽车在水平路面上启动,其速度随时间变化的关系如图所示,时间内图像为过原点的直线,时刻速度为,功率达到额定功率,此后功率保持不变直至速度达到最大。汽车运动过程中所受阻力恒为车重的0.2倍,重力加速度为。汽车整个运动过程中,下列说法正确的是( )
A. 汽车的牵引力逐渐减小 B. 汽车的牵引力始终保持不变
C. 汽车牵引力的最大值为 D. 汽车的最大速度为
6. 一款机器人的柔性电子皮肤采用了电容传感器,其上、下皮层薄膜作为极板,中间由特殊材料作为支撑层,结构如图所示。工作时,电容器两极板间电压恒定,当皮肤受到垂直挤压时,支撑层被压缩,则( )
A. 电容器的电荷量不变 B. 电容器的电荷量变小
C. 两极板间的电场强度不变 D. 两极板间的电场强度变大
7. 如图所示的圆周,O为圆心,MN为直径,P为圆周上的点,MN=0.2 m,∠PMN=30°。一匀强电场方向与圆所在平面平行,已知M、N、P三点电势分别为、、,则该匀强电场的电场强度大小为( )
A. 200 V/m B. C. 100 V/m D.
8. 2025年5月29日,“天问二号”探测器从地球A点发射,经日心转移轨道到达2016HO3小行星B点附近,随后被小行星俘获后,并在距小行星表面高度h的轨道上以周期T做匀速绕行,如图所示。已知引力常量为G,小行星的半径为R,小行星与地球的距离为d。下列说法正确的是( )
A. “天问二号”从A点发射的速度大于11.2km/s小于16.7km/s
B. “天问二号”经过B点时应点火加速
C. 地球的质量为
D. 小行星的密度为
9. 如图,空间存在足够大的水平方向的匀强电场,绝缘的曲面轨道处于匀强电场中,曲面上有一带电金属块在力F的作用下沿曲面向上移动。已知金属块在向上移动的过程中,力F做功40 J,静电力做功10 J,金属块克服摩擦力做功20 J,重力势能改变了30 J,则( )
A. 电场方向水平向右
B. 在此过程中金属块电势能减少10 J
C. 在此过程中金属块动能变化量为0
D. 在此过程中金属块机械能增加10 J
10. 真空中存在点电荷和产生的静电场,两电荷间的一条电场线如图中实线所示。一个带电粒子仅在电场力作用下沿虚线轨迹从运动至两点关于和连线对称,下列说法正确的是( )
A. 、带同种电荷 B. 带电粒子与带异种电荷
C. 电荷量大于电荷量 D. 、两点电场强度相同
第Ⅱ卷(非选择题,共54分)
二、填空题(本题共2小题,共14分)
11. 如图甲所示,学生将打点计时器固定在铁架台上,用重物带动纸带从静止开始自由下落,利用此装置做“验证机械能守恒定律”实验(已知当地的重力加速度为g)。
实验中得到如图乙所示的一条纸带(部分)。在纸带上选取三个连续打出的点A、B、C,测得它们到起点O的距离分别为、、,已知打点计时器打点的周期为T,打出B点时,重物的瞬时速度大小________,设重物的质量为m,从打O点到打B点的过程中,重物的重力势能减少量________,动能增加量________。
12. 在“观察电容器的充、放电现象”实验中,某同学利用图1所示电路来探究一个电容器的充放电能力,其中直流电源电压。
(1)开关接1时,电流传感器测得的电流随时间变化的图像如图2所示,图线与坐标轴围成的面积大小为,则该电容器的电容________(保留两位有效数字);电容器充电时,通过电阻的电流方向是________(选填“从左到右”、“从右到左”);若增大电阻箱的阻值重做实验,电路稳定后曲线与坐标轴所围面积相较之前________(选填“增大”、“减小”、“不变”)。
(2)充电结束开关接2时,电流传感器测得的电流随时间变化的图像如图3所示,且图中、区域的面积之比为,则电阻箱阻值________。
三、计算题(本题共3小题,共40分。要有必要的文字说明和演算步骤。有数值计算的要注明单位)
13. 如图所示,质量为0.16kg的带正电小球A穿在倾角的光滑绝缘细杆上,杆的另外一端固定一个带电小球B,整个装置处于水平向右的匀强电场中。初始时,两球相距(远大于小球直径),此时小球A恰好静止且与杆无弹力,已知重力加速度,小球A的电荷量为0.32C,求:
(1)B球带何种电荷
(2)匀强电场的电场强度E
(3)撤去匀强电场,小球A速度最大时,两球间距L
14. 一个初速度为零的电子在经的电压加速后,垂直于平行板间的匀强电场从两极板中心处射入,如图所示,两板间距,板长,两板间的电压.已知电子的带电量为,质量为,只考虑两板间的电场,不计重力,求:
(1)电子经加速电压加速后进入偏转电场的速度;
(2)电子射出偏转电场时沿垂直于板面方向偏移的距离;
(3)若电子射出偏转电场后经过下极板所在平面上的点,如图,求点到下极板右端的距离.
15. 如图所示,从A点以某一水平速度v0抛出质量m=1kg的小物块1(可视为质点),当物块1运动至B点时,恰好沿切线方向进入圆心角∠BOC=37°的固定光滑圆弧轨道BC,C端的切线水平且与长木板上表面等高,长木板静止在光滑水平面上,质量M=4kg,其左端放置与小物块1完全相同的小物块2,右端固定挡板上连接一根轻质弹簧,A点距B点的高度H=0.45m,圆弧轨道半径R=2.75m。小物块1滑行到车上立即与小木块2发生碰撞(碰撞时间极短),碰后两物块粘在一起在木板上向右滑动,一段时间后在木板的正中间达到相对静止,物块与长木板间动摩擦因数μ=0.25,取g=10m/s2,sin37°=0.6,cos37°=0.8,弹簧始终在弹性限度内,求:
(1)小物块1抛出时水平速度v0的大小;
(2)小物块1滑动至C点时,对圆弧轨道的压力大小;
(3)木板的长度。
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