【物理】广东省广州市第三中学2019-2020学年高二上学期期中考试试题（解析版）

【物理】广东省广州市第三中学2019-2020学年高二上学期期中考试试题（解析版）

‎2019学年广州三中高二上学期期中考试——物理（选考)‎ 一、单选题（每题4分，共24分）‎ ‎1.两个完全相同的金属球A和B(可视为点电荷)带电荷量之比为1∶7，相距为r.两者接触一下放回原来的位置，若两电荷原来带异种电荷，则后来两小球之间的库仑力大小与原来之比是(　 　)‎ A. 3∶7 B. 7∶9 C. 9∶7 D. 16∶7‎ ‎【答案】C ‎【解析】‎ ‎【详解】两个完全相同的金属小球,将它们相互接触再分开,带电量先中和后平分,设金属球A和B带电量为,所以分开后A、B所带的电荷相等都为3Q, 根据库仑定律得:‎ ‎ ‎ 计算得出 ‎ ‎ A. 3∶7，与分析不符，故A错误；B. 7∶9，与分析不符，故B错误；‎ C. 9∶7，与分析相符，故C正确；D. 16∶7，与分析不符，故D错误．‎ ‎2.如图所示，质量为M的小船在静止水面上以速率v0向右匀速行驶，一质量为m的救生员站在船尾，相对小船静止．若救生员以相对水面速率v水平向左跃入水中，则救生员跃出后小船的速率为(　　)‎ A. v0＋(v0＋v) B. v0－v C. v0＋v D. v0＋(v0－v)‎ ‎【答案】A ‎【解析】‎ ‎【详解】人在跃出的过程中船人组成的系统水平方向动量守恒，规定向右为正方向，由动量守恒定律得：（M+m）v0=Mv′-mv，解得：v′=v0+（v0+v）；‎ A. v0＋(v0＋v)，与结论相符，选项A正确；‎ B. v0－v，与结论不相符，选项B错误；‎ C v0＋v，与结论不相符，选项C错误；‎ D. v0＋(v0－v) ，与结论不相符，选项D错误；‎ ‎3.如图所示，质量为M的斜劈置于光滑的水平地面上，一质量为m的滑块以初速度v0沿斜劈向上滑行，它们在相互作用的过程中，当斜劈的速度达到最大值时，对应的是下列情况中的(　 )‎ A. 滑块在到达斜劈的最高位置时 B. 滑块从斜劈上开始下滑时 C. 滑块与斜劈速度相等时 D. 滑块与斜劈开始分离时 ‎【答案】D ‎【解析】‎ ‎【详解】滑块和斜面组成的系统，在水平方向上所有合力为0，水平方向上动量守恒，根据动量守恒定律可知，当滑块的速度沿斜面向下达到最大时，斜面向右的速度最大，此时物体与斜面刚刚分离，ABC不符合题意，D符合题意．‎ ‎4.如图所示是真空中两个带等量异种电荷的点电荷A、B周围的电场分布情况（电场线方向未标出）．图中O点为两点电荷连线的中点，MN为两点电荷连线的中垂线，OM=ON．下列说法中正确的是（ ）‎ A. O、M、N三点的电场强度大小关系是EM=EN＞EO B. O、M、N三点的电势相同，在一个等势面上 C. O、M、N三点的电场强度方向不相同 D. 把另一电荷从M点静止释放，将沿MON做直线运动 ‎【答案】B ‎【解析】‎ ‎【详解】A.等量异种电荷连线的中垂线上中点的场强最大，从中点沿着中垂线向两边逐渐减小，并且是对称的，所以EO＞EM=EN，所以A错误；‎ B. 等量异种电荷连线的中垂线是一条等势线，所以O、M、N三点的电势相同，在一个等势面上，所以B正确；‎ C.等量异种电荷的中垂线上的电场强度的方向都是水平指向负电荷一侧的，所以O、M、N三点的电场强度方向相同，所以C错误；‎ D.把电荷从M点静止释放，电荷受到的电场力是在水平方向的，电荷将向左或向右运动，不会沿MON做直线运动，所以D错误．‎ ‎5.质量相等的A、B两球在光滑水平面上，沿同一直线，同一方向运动，A球的动量为pA=9kg•m/s，B球的动量为pB=3kg•m/s．当A球追上B球时发生碰撞，则碰撞后A、B两球的动量可能值是（　　）‎ A. pA′=6kg•m/s，pB′=6kg•m/s B. pA′=8kg•m/s，pB′=4kg•m/s C. pA′=-2kg•m/s，pB′=14kg•m/s D. pA′=-4kg•m/s，pB′=8kg•m/s ‎【答案】A ‎【解析】‎ ‎【详解】A. 碰撞前系统总动量：‎ p=pA+pB=12kg•m/s，‎ 由题意可知mA=mB=m；如果pA′=6kg•m/s，pB′=6kg•m/s，系统动量守恒，碰撞后的总动能：‎ ‎，vA′=vB′‎ 符合实际，故A正确；‎ B. 如果pA′=8kg•m/s，pB′=4kg•m/s，碰撞过程动量守恒，有：‎ ‎，vA′>vB′‎ 不符合实际，故B错误；‎ C. 如果pA′=-2kg•m/s，pB′=14kg•m/s，则碰撞后系统的总动能为：‎ 系统动能增加，不符合实际，故C错误；‎ D. 如果pA′=-4kg•m/s，pB′=8kg•m/s，碰撞后系统总动量为：‎ p′=pA′+pB′=-4kg•m/s+8kg•m/s=4kg•m/s 碰撞过程动量不守恒，不符合题意，故D错误．‎ ‎6.如图所示，A、B、C、D、E、F为匀强电场中一个边长为10cm的正六边形的六个顶点，A、C、D三点电势分别为1.0V、3.0V、5.0V，正六边形所在平面与电场线平行.则(　　)‎ A. 电场强度的大小为V/m B. UEF与UBC相同 C. 电场强度的大小为V/m D. E点的电势与C点的电势相等 ‎【答案】A ‎【解析】‎ ‎【详解】D. 已知正六边形所在平面与电场线平行,且A. C. D三点电势分别为1.0V、3.0V、5.0V,延长DC且使DC=CG,连接BG,可知UDC=UCG=2.0V，故ABG的电势相等为1.0V；C、F电势相等为3.0V，D、 E电势相等为5.0V，故D错误；‎ B. 电势差UEF=5.0−3.0=2.0V,电势差UBC=1.0−3.0=−2.0V，故B错误；‎ AC. 根据U=Ed可知,电场强度E== = V/m =V/m ，故A正确，C错误；故选A．‎ 二、多选题（每题6分，漏选3分，共24分）‎ ‎7.在以下叙述的现象中利用了反冲现象的实例有（）‎ A. 火箭喷气升空 B. 射水鱼喷水捕食 C. 章鱼喷水快速退游 D. 潜水艇排水浮出 ‎【答案】AC ‎【解析】‎ ‎【详解】火箭喷气升空通过喷气的方式改变速度，从而改变轨道，运用了反冲运动的原理，章鱼通过喷水快速退游也是利用了反冲原理；而射水鱼喷水捕食时，鱼没有获得速度，故不属于反冲；潜水艇排水浮出是利用浮力的改变，也不属于反冲，故AC正确，BD错误．故选AC．‎ ‎8.如图所示，a、b、c、d为某一电场中的四个等势面，已知相邻等势面间电势差相等，一个带正电粒子在只受电场力作用下，运动过程中先后经过M点和N点，则 A. 电场力对粒子做负功 ‎ B. 四个等势面电势关系为φa＞φb＞φc＞φd C. 粒子在M点的加速度比N点大 ‎ D. 该粒子在N点的动能较大，电势能较小 ‎【答案】ABC ‎【解析】‎ ‎【详解】AB.根据粒子所受电场力指向轨迹的内侧，并结合电场线与等势面垂直，画出电场线的大体分布如图 由于正粒子，根据电场力的方向从而确定电场力做负功，电势能增加，动能减小．可知电场线的方向，因此四个等势面电势高低顶序是，故AB正确．‎ C.根据等差等势面的疏密可知，电场线的疏密，从而确定电场强度的强弱，因此M点的加速度比N点大,故C正确 D.粒子从沿M点到N点过程中，电场力做负功，粒子的动能减小，电势能增加，则N点的动能较小，电势能较大，故D错误．‎ ‎9.如图所示，电路中、为两块竖直放置的金属板，是一只静电计，开关S合上后，静电计指针张开一个角度，下述做法可使静电计指针张角增大的是（ ）‎ A. 使、两板靠近一些 B. 使、两板正对面积减小一些 C. 断开S后，使板向右平移一些 D. 断开S后，使、正对面积减小一些 ‎【答案】CD ‎【解析】‎ ‎【详解】AB.静电计显示的是、两极板间的电压，指针张角越大，表示两板间的电压越高；当合上S后，、两板与电源两极相连，板间电压等于电源电压，不管是使、两板靠近一些，还是使、两板正对面积减小一些，静电计指针张角不变，故选项AB不合题意．‎ CD.当断开S后，根据平行板电容器电容决定式C=，板间距离d增大，正对面积S减小，都将使、两板间的电容C变小，而电容器所带的电荷量Q不变，由可知，板间电压增大，从而使静电计指针张角增大，故选项CD符合题意．‎ ‎10.如图甲所示，在光滑水平面上的两个小球发生正碰，小球的质量分别为m1和m2，图乙为它们碰撞前后的x－t图像.已知m1=0.1kg由此可以判断（ ）‎ A. 碰前m2静止，m1向右运动 B. 碰后m2和m1都向右运动 C. 由动量守恒定律可以算出m2=0.3kg D. 碰撞过程中系统损失了0.4J的机械能 ‎【答案】AC ‎【解析】‎ ‎【详解】A.由x－t图像知碰前m2的位移不随时间而变化，处于静止状态.m1的速度大小为，m1只有向右运动才能与m2相撞，故A正确.‎ B.由图读出，碰后m2的速度为正方向，说明向右运动，m1的速度为负方向，说明向左运动，故B错误.‎ C.由图像求出碰后m2和m1的速度分别为v'=2m/s，v1'=－2m/s，根据动量守恒定律得m1v1=m2v2'+m1v1'，代入解得m2=0.3kg，故C正确.‎ D.碰撞过程中系统损失的机械能为，代入解得ΔE=0，故D错误.‎ 三、实验题（共16分）‎ ‎11.某学习小组用半径相同的小球1和小球2碰撞验证动量守恒定律，实验装置如图所示槽与水平槽平滑连接．安装好实验装置，在地上铺一张白纸，白纸上铺放复写纸，记下铅垂线所指的位置O．接下来的实验步骤如下：‎ 步骤1：不放小球2，让小球1从斜槽上A点由静止滚下，并落在地面上．重复多次，用尽可能小的圆把小球的所有落点圈在里面，认为其圆心就是小球落点的平均位置；‎ 步骤2：把小球2放在斜槽前端边缘处的B点，让小球1从A点由静止滚下，使它们碰撞．重复多次，并使用与步骤1同样的方法分别标出碰撞后两小球落点的平均位置；‎ 步骤3：用刻度尺分别测量三个落地点的平均位置M、P、N离O点的距离，即线段OM、OP、ON的长度．‎ ‎(1)在上述实验操作中，下列说法正确的是 （ ）‎ A．小球1的质量一定大于小球2的质量，小球1的半径可以大于小球2的半径 B．将小球静止放置在轨道末端看小球是否滚动来检测斜槽轨道末端是否水平 C．小球在斜槽上的释放点应该越高越好，这样碰前的速度大，测量误差较小 D．复写纸铺在白纸的上面，实验过程中复写纸可以随时拿起来看印迹是否清晰并进行移动 ‎(2)以下提供的器材中，本实验必需的有 （ ）‎ A．刻度尺　　B．弹簧秤 C．天平 D．秒表 ‎(3)设小球1的质量为m1，小球2的质量为m2，OM的长度为L1，OP的长度为L2，ON的长度为L3则本实验验证动量守恒定律的表达式为________________________．‎ ‎【答案】 (1). BD (2). AC (3). m1L2=m1L1+m2L3‎ ‎【解析】‎ ‎【详解】（1）[1]为防止入射球1碰后反弹，则小球1的质量一定大于小球2的质量；为保证两球正碰，则小球1的半径要等于小球2的半径，选项A错误；此实验用小球平抛的水平位移代替小球的初速度，则斜槽口距地面的高度不用测量，选项B正确；小球在斜槽上的释放点的高度大小要适当，不一定越高越好，选项C错误；实验过程中白纸不可以移动，复写纸可以拿起来观察点迹是否清晰，选项D正确．‎ ‎（2）[2]本实验必需的有刻度尺和天平，刻度尺用来测量小球的水平位移；天平用来测量小球的质量；故选AC.‎ ‎（3）[3]要验证的表达式：‎ 两边乘以t可得：‎ 即 m1L2=m1L1+m2L3‎ ‎12.要测绘额定电压为2V日常用小电珠的伏安特性曲线，所供选择的器材除了导线和开关外，还有以下一些器材可供选择：‎ A.电源E（电动势3.0V，内阻可不计） ‎ B.电压表V1（量程为0～3.0V，内阻约2kΩ）‎ C.电压表V2 （0～15.0V，内阻约6kΩ） ‎ D.电流表A1（0～0.6A，内阻约1Ω）‎ E.电流表A2 （0～100mA，内阻约2Ω） ‎ F.滑动变阻器R1（最大值10Ω）‎ G.滑动变阻器R2（最大值2kΩ）‎ ‎（1）为减少实验误差，实验中电压表应选择__________，电流表应选择__________，滑动变阻器应选择__________（填各器材序号）‎ ‎（2）为提高实验精度，请你在虚线框中设计实验电路图_________．‎ ‎（3）实验中移动滑动变阻器滑片，得到了小灯泡的U﹣I图象如图所示，则该小电珠的额定功率是________W，小电珠电阻的变化特点是_________________________．‎ ‎【答案】 （1）B、 D、 F； （2） （3）0.94～0.98； 灯泡电阻随电压（温度）的增大而增大.‎ ‎【解析】‎ ‎【详解】（1）根据题意可知，电源电动势为3V，所以电压表选择B；要测绘的是2V日常用小电珠，电阻较小，且根据图像可知，电流小于0.6A，所以电流表选择D；该实验要求电压从零开始调节，所以电路采取分压式，滑动变阻器选择较小阻值，可以有效减小误差，所以滑动变阻器选择F．‎ ‎（2）小电珠电阻较小，所以采取电流表外接法，滑动变阻器采取分压式，所以电路图如下：‎ ‎（3）当电压为2V时，对应电流为0.49A，所以额定功率：‎ ‎；根据图像可知，图像斜率变大，所以电阻随电压（温度）的增大而增大．‎ 四、解答题（共36分）‎ ‎13.如图所示，竖直平面内的四分之一圆弧轨道下端与水平桌面相切，小滑块A和B分别静止在圆弧轨道的最高点和最低点．现将A无初速度释放，A与B碰撞后结合为一个整体，并沿桌面滑动．已知圆弧轨道光滑，半径R=0.2m，A与B的质量相等，A与B整体与桌面之间的动摩擦因数=0.2．取重力加速度g=10m/s2，求：‎ ‎（1）碰撞前瞬间A的速率v．‎ ‎（2）碰撞后瞬间A与B整体的速度．‎ ‎（3）A与B整体在桌面上滑动的距离L．‎ ‎【答案】（1）2m/s （2）1m/s （3）0.25m ‎【解析】‎ ‎【详解】（1）对A从圆弧最高点到最低点的过程应用机械能守恒定律有：‎ 可得 ‎（2）A在圆弧轨道底部和B相撞，满足动量守恒，有：，可得 ‎ ‎（3）对AB一起滑动过程，由动能定理得：，可得L=0.25m ‎14.如图所示为两组平行板金属板，一组竖直放置，一组水平放置，今有一质量为m,电量为e的电子静止在竖直放置的平行金属板的A点，经电压U0加速后通过B点进入两板间距为d、电压为U的水平放置的平行金属板间，若电子从两块水平平行板的正中间射入，且最后电子刚好能从右侧的两块平行金属板穿出，A、B分别为两块竖直板的中点，求： ‎ ‎ ‎ ‎(1)电子通过B点时的速度大小；‎ ‎(2)右侧平行金属板的长度；‎ ‎(3)电子穿出右侧平行金属板时的速度．‎ ‎【答案】(1) （2） (3)，‎ ‎【解析】‎ ‎【详解】（1）在加速过程根据动能定理得：‎ 解得到质子射出加速电场的速度 ‎（2）粒子在竖直方向：，‎ 在水平方向：x=L=v0t 联立上式得到：‎ 代入数据得：‎ ‎（3） ‎ 速度方向与水平方向夹角φ满足 ‎15.如图所示，在竖直平面内，光滑绝缘直杆AC与半径为R的圆周交于B、C两点，在圆心处有一固定的正点电荷，B点为AC的中点，C点位于圆周最低点．现有一质量为m、电荷量为q套在杆上的带负电小球（可视为质点）从A点由静止开始沿杆下滑．已知重力加速度为g，A点距过C点的水平面的竖直高度为3R，小球滑到B点时的速度大小为．求： ‎ ‎（1）A、B两点间的电势差；‎ ‎（2）小球滑至C点时的速度的大小；‎ ‎（3）若以C点做为零电势点，试确定A点的电势．‎ ‎【答案】(1) A、B两点间的电势差 (2) (3) ‎ ‎【解析】‎ ‎【分析】考查带电粒子复合场中运动中速度、能量问题，根据动能定理计算可得．‎ ‎【详解】由动能定理有：‎ 代入数值可解得：‎ B两点间的电势差 小球从B到C电场力做的总功为零，由几何关系可得BC的竖直高度为：，根据动能定理有：‎ 解得：‎ 小球从A到C，重力和电场力均做正功，所以由动能定理有 ‎，‎ 得：‎ ‎，‎ 电场力做正功，电势能减小．又因为C点为零电势点，所以电荷-q在A点有电势能，‎ 有：‎ ‎【点睛】当两点电势相等时，电场力做功为零．选择合适的研究阶段，根据动能定理联立可得．计算电势、电势差时一定注意功、电势能、电量的正负．‎