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江西省南康中学2018-2019学年高二物理上学期第一次月考试题

南康中学2018~2019学年度第一学期高二第一次大考

物理试卷

一、选择题(本题共12小题,每小题4分,共48分。在每小题给出的四个选项中,第1~8

题只有一项符合题目要求,第9~12题有多项符合题目要求。全部选对的得4分,选对但不全的得2分,有选错的得0分。)

1.用一轻绳将一光滑小球P系于墙壁上的O点,在墙壁和球P之间夹有一矩形物块Q.P、Q均处于静止状态,则下列相关说法正确的是()

A.P物体受4个力

B.Q受到3个力

C.若绳子变长,绳子的拉力将变大

D.若绳子变长,绳子的拉力将变小

2.如图所示,一个质量为m的小球,用长为L的轻绳悬挂于O点,小球在

水平拉力F作用下,从平衡位置P点很缓慢地移动到Q点,此时轻绳子

与竖直方向夹角为θ,则拉力F所做的功为()

A.mgL(l﹣cosθ)

B.mgLcosθ

C.FLsinθ

D.FLcosθ

3.下列说法中正确的是()

A.点电荷就是体积很小的带电体

B.体积大的带电体肯定不能看成点电荷

C.静电感应不是创造电荷,只是电荷从物体的一部分转移到另一部

D.摩擦起电的实质是电子的转移,得到电子带正电

4.如图,三个固定的带电小球a,b和c,相互间的距离分别为ab=5cm,bc=3cm,ca=4cm,小球c所受库仑力的合力的方向平行于a、b的连线,设小球a,b所带电荷量的比值的绝对值为k,则()

A.a,b的电荷同号,k=B.a,b的电荷异号,k=

C.a,b的电荷同号,k=D.a,b的电荷异号,k=

5.如图所示,真空中有两个点电荷Q1=4.0×10﹣8C,Q2=4.0×10﹣8C,分别固定在x坐标轴的x=0cm和x=6cm的位置上.则电场强度为零的点的坐标()

A.x=﹣3cm B.x=3cm C.x=4cm D.x=12cm 6.如图所示,a、b两点处分别固定有等量同种点电荷+Q和+Q,c是线段ab的中点,d是ac的中点,e是ab的垂直平分线上的一点,ce=cd,将一个正点电荷先后放在d、c、e 点,它所受的电场力分别为F d、F c、F e,则下列说法中正确的是()

A.F d、F e的方向都是水平向右

B.F d、F e的方向互相垂直,F c=0

C.F d、F c的大小相等,F e的方向竖直向上

D.d点的电势小于e点的电势

7.如图所示,虚线表示某电场的等势面。一带电粒子仅在电场力作用下由A运动到B的径迹如图中实线所示。粒子在A点的加速度为a A、电势能为E A;在B点的加速度为a B、电势能为E B.则下列结论正确的是()

A.粒子带正电,a A>a B,E A>E B

B.粒子带负电,a A>a B,E A>E B

C.粒子带正电,a A<a B,E A<E B

D.粒子带负电,a A<a B, E A<E B

8.如图所示,A、B、C、D、E、F为匀强电场中一个边长为1m的正六边形的六个顶点(匀强电场和六边形所在平面平行),C、B、F三点电势分别为1V、2V、3V,则下列说法正确的是()

A.D点的电势为4.5V

B.电子在B点的电势能比在C点高1eV

C.电子从B点到E点电场力做功为3eV

D.匀强电场的场强大小为V/m

9.光滑水平面上放有一上表面光滑、倾角为α的斜面A,斜面质量为M、底边长为L,如图所示。将一质量为m可视为质点的滑块B从斜面的顶端由静止释放,滑块B经过时间

t刚好滑到斜面底端。此过程中斜面对滑块的支持力大小为F N,则下列说法中正确的是()

A.滑块下滑过程中支持力对B的冲量大小为F N t

B.滑块下滑过程中支持力对B的冲量大小为F N tcosα

C.滑块B下滑的过程中A、B组成的系统动量守恒

D.此过程中斜面向左滑动的距离为

10.如图所示,虚线a、b、c代表电场中的三条电场线,实线为一带负电的粒子仅在电场力作用下通过该区域的运动轨迹,P、R、Q是这条轨迹上的三点,由此可知()

A.带电粒子在R点时的速度大小大于在Q点时的速度大小

B.带电粒子在P点时的电势能比在Q点时的电势能小

C.带电粒子在R点时的动能与电势能之和比在Q点时的小,比在P点时的大

D.带电粒子在R点时的加速度大小小于在Q点时的加速度大小

11.在某电场中,沿x轴上的电势分布如图所示,由图可以判断()A.x=2m处电场强度一定为零

B.x=2m处电场方向一定沿x轴正方向

C.沿x轴正方向,电场强度先减小后增大

D.某负电荷沿x轴正方向移动,电势能始终增大

12.如图,x轴在水平地面内,y轴沿竖直方向,图中画出了3个小球a、b、c做平抛运动的运动轨迹,不计空气阻力,则()

A.a的飞行时间比b的长B.b、c的飞行时间相同

C.a的初速度比b的大D.c的初速度比b的大

二.实验题(每空2分,共12分)

13.某同学用如图所示的装置做“验证动量守恒定律”实验,其中斜槽轨道末端切线水平,O点是轨道末端在记录纸上的竖直投影点。实验主要步骤如下:

①让a球从斜槽轨道上某固定点处由静止开始运动,落在位于水平地面上的记录纸上。重复这一操作10次,找出a球的平均落地点位置P。

②把同样大小的b球静止放置在斜槽轨道末端,让a球仍从原固定点由静止释放,和b 球相碰后,两球均落在记录纸上。重复这一操作10次,找出a、b球的平均落地点位置M、

N。

(1)本实验必须测量的物理量有;

A.小球a、b的质量m a、m b

B.斜槽轨道末端到水平地面的高度H

C.小球a、b离开斜槽轨道末端后平抛运动的时间t

D.记录纸上O点到P、M、N各点的距离OP、OM、ON

E.a球的固定释放点到斜槽轨道末端的高度差h

(2)根据实验要求,m a m b(填“大于”“小于”或“等于”);

(3)若两球碰撞前后动量守恒,其表达式可表示为[用(1)中测量的物理量表示]。

14.某物理兴趣小组利用图示装置来探究影响电荷间的静电力的因素.A

是一个带正电的物体,系在绝缘丝线上的带正电的小球会在静电

力的作用下发生偏离,静电力的大小可以通过丝线偏离竖直方向

的角度显示出来.他们分别进行了以下操作.

步骤一:把系在丝线上的带电小球先后挂在横杆上的P1、P2、P3等

位置,比较小球在不同位置所受带电物体的静电力的大小.

步骤二:使小球处于同一位置,增大或减小小球所带的电荷量,比

较小球所受的静电力的大小.

(1)该实验采用的方法是.(填正确选项前的字母)

A.理想实验法 B.控制变量法 C.等效替代法

(2)实验表明,电荷之间的静电力随着电荷量的增大而增大,随着距离的增大而.(填“增大”、“减小”或“不变”)

(3)若物体A的电荷量用Q表示,小球的电荷量用q表示、质量用m表示,物体与小球间的距离用d表示,静电力常量为k,重力加速度为g,可认为物体A与小球在同一水平线上,则小球偏离竖直方向的角度的正切值为.

三.计算题(本题共4小题,共计40分.解答时请写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤,只写出最后答案的不能得分,有数值计算的题目,答案

中必须明确写出数值和单位。)

15.(8分)如图所示,在边长为L的正三角形的三个顶点A、B、C上

各固定一个点电荷,它们的带电量分别为+q、+q和﹣q,求其几何中心O处的场强.

16.(10分)如图所示,把质量为2g的带负电小球A用绝缘细绳悬挂,若将带电荷量为4×10﹣6C的带电小球B靠近A,当两个带电小球在同一高度相距30cm时,则绳与竖直方向成45°角,g=10m/s2,k=9.0×109 N·m2/c2.求:

(1)A球带电荷量是多少?

(2)若改变小球B的位置,仍可使A球静止在原来的位置,且A、B间的库仑力最小,最小库仑力为多少?

17.(10分)在2008年北京残奥会开幕式上,运动员手拉绳索向上攀登,最终点燃,了主火炬,体现了残疾运动员坚忍不拔的意志和自强不息的精神.为了探究上升过程中运动员与绳索和吊椅间的作用,可将过程简化.一根不可伸缩的轻绳跨过轻质的定滑轮,一端挂一吊椅,另一端被坐在吊椅上的运动员拉住,如图所示.设运动员的质量为75kg,吊椅的质量为25kg,不计定滑轮与绳子间的摩擦.重力加速度取g=10m/s2.当运动员与吊椅一起正以加速度a=1m/s2上升时,试求

(1)运动员竖直向下拉绳的力,

(2)运动员对吊椅的压力大小.

18.(12分)如图所示,BCDG是光滑绝缘的圆形轨道,位于竖直平面内,轨道半径为R,

下端与水平绝缘轨道在B点平滑连接,整个轨道处在水平向左的匀强电场中。现有一质量为m、带正电的小滑块(可视为质点)置于水平轨道上,滑块受到的电场力大小为mg,滑块与水平轨道间的动摩擦因数为0.5,重力加速度为g。

(1)若滑块从水平轨道上距离B点s=3R的A点由静止释放,滑块到达与圆心O等高的C点时速度为多大?

(2)在(1)的情况下,求滑块到达C点时受到轨道的作用力大小;

(3)改变s的大小,使滑块恰好始终沿轨道滑行,且从G点飞出轨道,求滑块在圆轨道上滑行过程中的最小速度大小。

南康中学2018~2019学年度第一学期高二第一次大考

物理参考答案

一.选择题(共12小题)

1.【解答】解:A、对小球P受力分析,受重力、拉力和支持力,共三个力,故A错误;

B、对小方块Q受力分析,受重力、压力、支持力和向上的静摩擦力,共4个力,故B错误;

C、D、对P受力分析,受拉力、重力和支持力,如图所示

根据平衡条件,有Tcosθ=mg Tsinθ=N

解得T=

细线边长,角度θ变小,故拉力T变小,故C错误,D正确;故选:

D。

2.【解答】解:小球从平衡位置P点缓慢地移动到Q点的过程中,

重力与拉力做功,根据动能定理得:W1﹣mgL(1﹣cosθ)=0 得拉力F所做的功为:W1=mgL (1﹣cosθ)故选:A。

3.【解答】解:A、电荷的形状、体积和电荷量对分析的问题的影响可以忽略时,就可以看成是点电荷,并不是只有体积很小的带电体才能看作点电荷,故A错误;

B、体积很小或很大的带电体在一定的条件下都可以看成点电荷,只要满足如下条件:当两个带电体的大小及形状对它们之间相互作用力的影响可忽略时,其大小和形状可忽略不计,可以看成点电荷处理,故B错误;

C、感应起电的实质是电荷从物体的一部分转移到另一部分,并未创生电荷。故C正确;

D、摩擦起电的实质是电荷从一个物体转移到另一物体,所以一个物体失去电子而带正

电,另一个物体得到电子而带负电,故D错误;故选:C。

4.【解答】解:根据同种电荷相斥,异种电荷相吸,且小球

c所受库仑力的合力的方向平行于a,b的连线,可知,a,b的电

荷异号,对小球C受力分析,如下图所示:

因ab=5cm,bc=3cm,ca=4cm,因此ac⊥bc,那么两力的合成构成矩形,依据相似三角形之比,则有:==;

而根据库仑定律,F a=k,而F b=k

综上所得,=,故ABC错误,D正确;故选:D。

5.【解答】解:x=6cm=0.06m

设坐标为x处场强为0,则根据电场的叠加可知:两个点电荷在x处产生的场强大小相等、方向相反,即有:k=k化简得:(6﹣x)2﹣x2=0

解得:x=0.03m=3cm,故ACD错误,B正确;故选:B。

6.【解答】解:A、依据同种电荷相斥,a、b两点电荷对d处的正电荷的电场力水平向右,而,a、b两点电荷对e处的正电荷的合电场力竖直向上。故A错误。

B、由上分析可知,F d、F e的方向互相垂直,c处于两点电荷中点,根据矢量的合成法则,则F c=0,故B正确;

C、根据等量同种电荷的电场线分布可知,d处的电场强度大于c处,因此F c的大于F d,而由A分析,可知,F e的方向竖直向上,故C错误;

D、依据沿着电场线方向电势是降低的,因此d点的电势大于e点的电势,故D错误;故选:B。

7.【解答】解:根据粒子轨迹的弯曲方向可知带电粒子受到的是静电斥力,根据U=Ed 知,等差等势面越密的位置场强越大,B处等差等势面较密集,则场强大,带电粒子所受的电场力大,加速度也大,即a A<a B;

粒子从A运动到B,电场力对带电粒子做负功,电势能增加,则知B点电势能大,即E A <E B;故D正确,ABC错误。故选:D。

8.【解答】解:A、点C的电势为1V,点F的电势为3V,故CF连线的中点的电势为2V,故直线BE为等势面,CD为等势面,AF也是等势面,故D点电势为1V,故A错误;

B、B点电势比C点电势高1V,电子带负电荷,故电子在B点的电势能比在C点低1eV,故B错误;

C、点B与点E在一个等势面上,故电子从B点到E点电场力做功为零,故C错误;

D、根据U BC=Ed得场强为:E===,故D正确;故选:D。

9.【解答】解:A、滑块B下滑过程中支持力对B的冲量大小为F N t,故A正确;

B、滑块B下滑过程中支持力对B的冲量大小为F N t,故B错误;

C、由于滑块B有竖直方向的分加速度,所以系统竖直方向合外力不为零,系统的动量

不守恒,故C错误;

D、系统水平方向不受外力,水平方向动量守恒,设A、B两者水平位移大小分别为x1、x2,取水平向左为正方向,由动量守恒定律得:M﹣m=0

即有:Mx1=mx2,又 x1+x2=L,解得:,故D正确;故选:AD。

10.【解答】解:A、电荷做曲线运动,电场力指向曲线的内侧,所以电场力的方向沿电场线向右,若粒子从P运动到Q,电场力做负功,电势能增大,动能减小,R点速度大于Q 点速度,若粒子从Q运动到P,则电场力做正功,电势能减小,动能增大,Q点速度小于R 点速度,P点时的电势能比在Q点时的电势能小,故A、B正确;

C、只有电场力做功,电势能和动能之和守恒,故带电质点在P点的动能与电势能之和等于在Q点的动能与电势能之和,保持不变。故C错误;

D、由电场线疏密确定出,R点场强大比Q大,电场力大,加速度大,故D错误;故选:AB。

11.【解答】解:A、φ﹣x图象的斜率等于电场强度,则知x=2m处的电场强度不为零。故A错误。

B、从0到x=4m处电势不断降低,但x=2m点的电场方向不一定沿x轴正方向。故B错误。

C、由斜率看出,从0到4m,图象的斜率先减小后增大,则电场强度先减小后增大。故C正确。

D、沿x轴正方向电势降低,某负电荷沿x轴正方向移动,受力的方向始终指向x轴的负方向,电场力做负功,电势能始终增大。故D正确。故选:CD。

12.【解答】解:A、a平抛运动的高度小于b平抛运动的高度,根据t=知,a飞行的时间比b短,故A错误。

B、b、c平抛运动的高度相同,根据t=知,b、c的飞行时间相等,故B正确。

C、a的平抛运动时间短,水平位移大,可知a的初速度比b大,故C正确。

D、b、c的运动时间相等,b的水平位移大,则b的初速度大于c的初速度,故D错误。故选:BC。

二.实验题(共2小题)

13.【解答】解:(1)如果碰撞过程系统动量守恒,由动量守恒定律得:m a v1=m a v2+m b v3,

小球离开轨道后做平抛运动,它们抛出点的高度相等,在空中的运动时间t 相等,

上式两边同时乘以t 得:m a v 1t=m a v 2t+m b v 3t ,得:m a OP=m a OM+m b ON ,

实验需要测量:两球的质量、小球做平抛运动的水平位移,故选:AD ;

(2)为防止两球碰撞后入射球反弹,入射球的质量应大于被碰球的质量,即m a 大于m b ;

(3)由(1)可知,实验需要验证的表达式为:m a OP=m a OM+m b ON ;

故答案为:(1)AD ;(2)大于;(3)m a OP=m a OM+m b ON 。

14.【解答】解:(1)此实验中比较小球在不同位置所受带电物体的静电力的大小,再使小球处于同一位置,增大或减小小球所带的电荷量,比较小球所受的静电力的大小,所以是采用了控制变量的方法;

(2)在研究电荷之间作用力大小的决定因素时,采用控制变量的方法进行,如本实验,

根据小球的摆角可以看出小球所受作用力逐渐减小,当Q 、q ﹣定,d 不同时,由图可知,距离越大,作用力越小.

(3)小球受到重力、绳子的拉力以及库仑力的作用,其中A 与小球之间的库仑力:F= 所以小球偏离竖直方向的角度的正切值:2

tan F kQq mg mgd θ== 故答案为:(1)B ;(2)减小.(3)2kQq mgd

三.计算题(共2小题)

15.【解答】解:O 点是三角形的中心,到三个电荷的距离为r=Lsin60°=L ,三个电荷在O 处产生的场强大小均E 0=k

根据对称性和几何知识得知:两个+q 在O 处产生的合场强为E 1=k ,方向由O 指向C ,

与﹣q 电荷在O 处产生的场强方向相同.

则再与﹣q 在O 处产生的场强合成,得到O 点的合场强为E=E 1+E 0=2k =,方向由

O 指向C .

16.【解答】解:对球A 受力分析,如图

根据共点力平衡条件,结合几何关系得到

Tsin45°=mg

Tcos45°=F

解得:F=mgtan45°=mg=0.02N

即A球受的库仑力为0.02N。

根据库仑定律,有F=k

故Q A==N=5×10﹣8C。

即A球的带电量是﹣5×10﹣8C。

(2)当库仑力垂直细绳时,A、B间库仑力最小;

则为:F min=m A gcosα=×10﹣2 N

17.【解答】解:(1)设运动员受到绳向上的拉力为F,由于跨过定滑轮的两段绳子拉力相等,吊椅受到绳的拉力也是F.对运动员和吊椅整体分析,根据牛顿第二定律有:2F﹣(m人+m椅)g=(m人+m椅)a

代入数据解得:F=550N

由牛顿第三定律,运动员竖直向下拉绳的力F′=550N

(2)设吊椅对运动员的支持力为F N,根据牛顿第二定律有:F+F N﹣m人g=m人a

代入数据解得F N=275N

由牛顿第三定律,运动员对吊椅的压力也为275N.

18.【解答】解:(1)设滑块到达C点时的速度为v,

从A到C过程,由动能定理得:qE?(s+R)﹣μmg?s﹣mgR=

由题,qE=mg,μ=0.5,s=3R 代入解得,v C=

(2)滑块到达C点时,由电场力和轨道作用力的合力提供向心力,则有 N﹣qE=m

解得,N=mg

(3)重力和电场力的合力的大小为F==

设方向与竖直方向的夹角为α,则tanα==,得α=37°

滑块恰好由F提供向心力时,在圆轨道上滑行过程中速度最小,此时滑块到达DG间F点,相当于“最高点”,滑块与O连线和竖直方向的夹角为37°,设最小速度为v,F=m解得,v=

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