【物理】河南省九师联盟2020届高三11月质量检测巩固试题（解析版）
河南省九师联盟2020届高三11月质量检测巩固试题
一、选择题
1.如图所示，带正电的点电荷旁有一接地大金属板，A为金属板内的一点，B为金属板左侧外表面上的一点，图中的E3方向垂直于金属板向左，下列判断正确的是
A. 感应电荷在A点的场强沿E2方向
B. A点的合场强可能沿E1方向
C. B点的合场强可能沿E3方向
D. 感应电荷在B点的场强不可能沿E4方向
【答案】D
【详解】AB.金属板内的电场强度处处为0，则感应电荷的电场与点电荷的电场等大反向，即感应电荷在A点的场强沿E2方向，选项A、B错误;
CD.金属板表面电场强度垂直表面向里，即为感应电荷的电场与点电荷的电场的合场强，感应电荷在B点的场强不可能沿E4方向，则B点的合场强不可能沿E3方向，选项C错误，D正确.
2.在如图所示的椭圆中，CD是短轴，MN是长轴，A、B是椭圆的两个焦点.在A点固定一个电荷量为+Q的点电荷，在B点固定一个电荷量为-Q的点电荷，则下列说法正确的是
A. 在椭圆上移动一试探电荷，电场力始终不做功
B. CD两点的电势相同，场强不同
C. 将同一个试探电荷分别置于M点和N点，受到的电场力相同
D. 电势差UMC=UNC
【答案】C
【详解】A.椭圆不是一个等势面，在椭圆上移动一试探电荷，电场力做功，选项A错误;
B.C、D两点的电势相同，位于中垂面上，中垂面是0势面，根据矢量合成可知，场强大小相等，方向均向右，选项B错误;
C.根据对称性可知，M、N两点的场强相同，将同一个试探电荷分别置于M点和N点，受到的电场力相同，选项C正确;
D.根据电势差的定义，电势差
UMC=-UNC
选项D错误.
3.如图所示，小球放在光滑水平桌面上，用细线连接于O点，细线刚好拉直，使小球在水平面内做圆周运动，逐渐增大小球做圆周运动的角速度，则细线上张力F与小球做圆周运动的角速度平方ω2的关系正确的是
A. B.
C. D.
【答案】B
【详解】设悬线与竖直方向的夹角为θ，当小球在水平桌面上做圆周运动时，
即
当小球离开水平桌面后在空中做圆周运动时，仍然有
即
A.图像与分析不符，故A错误。
B.图像与分析相符，故B正确。
C.图像与分析不符，故C错误。
D.图像与分析不符，故D错误。
4.如图所示，带电小球A用绝缘细线悬挂在水平向右的匀强电场中，电场的电场强度为E，将带电小球B固定在匀强电场中，A、B间的距离为r，连线与水平方向的夹角为37°，悬挂小球A的悬线刚好竖直，不计小球的大小，静电力常量为k，sin 37°=0.6，cos 37°≈0. 8，则下列说法正确的是
A. 小球A一定带正电
B. 小球A和B一定带异种电荷
C. 小球A的带电量为
D. 小球B的带电量为
【答案】D
【详解】AB.根据平衡可知，若A带正电，则B球带负电.若A球带负电，则B球也带负电，因此小球A和B带电电性不确定，故AB错误;
CD.由题意知，
则
因此A的带电量无法确定，故C错误D正确.
5.如图所示U-I图象中，甲为某电池的路端电压与电流的关系图线，乙、丙为两种电子元件的U-I图线，三个图线交于同一点，若电池的电动势不变，内阻变大，再将乙、丙分别接在这个电池两端，乙、丙元件两端的电压分别为U1、U2，通过两元件的电流分别为I1、I2，则下列关系正确的是
A. U1>U2
B. I1>I2
C. U1I1>U2I2
D.
【答案】B
【详解】AB.当电池内阻增大后，电池的U-I图象变为虚线，如图所示
显然U1
I2，故A错误B正确。
C.两元件消耗功率分别为I1U1、I2U2，由U1I2知不能确定图中虚线所围矩形面积的大小关系，因而不能确定两元件消耗功率的大小关系，故C错误;
D.由图象看出分别为两条割线的斜率，显然
D项错误.
6.如图所示，电源的电动势为E，内阻为r，R1、R2是定值电阻，R是滑动变阻器.闭合开关S，将滑动变阻器R的滑片向左滑动的过程中
A. 电流表A1和A2的示数均变小
B. 电压表V的示数变大
C. 电压表V的示数变化量ΔU与电流表A1示数变化量ΔI的比值不变
D. 滑动变阻器R的滑片滑到最左端时，定值电阻R1的功率最小
【答案】C
【详解】AB.当滑动变阻器R
滑片向左滑动的过程中，滑动变阻器接入电路的电阻变小，电路总电阻变小，干路电流变大.即电流表A1的示数变大，电源内电压和R1两端电压变大，R2两端电压变小，V的示数变小，A2示数变小，故AB错误;
C.电压表V的示数变化量ΔU与电流表A1示数变化量ΔI1的比值等于R1+r，是不变的，选项C正确;
D.滑动变阻器R的滑片滑到最左端时，R1的电流最大，R1的功率最大，选项D错误.
7.迄今为止，大约有1000颗卫星围绕地球正常工作，假如这些卫星均围绕地球做匀速圆周运动，关于这些卫星，下列说法正确的是
A. 轨道高的卫星受到地球的引力小 B. 轨道高的卫星机械能大
C. 线速度大的卫星周期小 D. 线速度大的卫星加速度大
【答案】CD
【详解】A. 引力的大小不仅与轨道半径有关，还与卫星质量有关，故A错误；
B. 机械能的大小也与质量有关，故B错误；
CD.根据
可知线速度越大，轨道半径越小，加速度越大，周期越小，故CD正确．
8.如图所示为某质点做直线运动的x-t图象，图线为抛物线，关于质点的运动，下列说法正确的是
A. 质点做变加速直线运动
B. t=0时刻，质点的速度为3 m/s
C. t=1 s时刻，质点的加速度大小为3 m/s2
D. t=2 s时刻，质点的速度大小为15 m/s
【答案】BD
【详解】A.由于图线为抛物线，根据 可知，所以质点做的是匀变速直线运动，故A错误。
BC.设t=0时刻的速度为v0，加速度大小为a，由x=，结合图象有:
求得
故B正确C错误;
D.t=2 s时刻，质点的速度大小为
故D正确.
9.如图所示，空间存在方向平行于竖直平面的匀强电场，点电荷A固定在空间某点，给一个带电小球B一定的初速度，结果带电小球B恰好绕点电荷A在竖直面内做匀速圆周运动，已知带电小球A的电荷量为+q，小球B的质量为m ，重力加速度为g，则
A. 点电荷B带负电
B. 匀强电场的方向竖直向上
C. 匀强电场的电场强度大小
D. 带电小球从最高点运动到最低点电势能增大
【答案】AD
【详解】AB.B球做匀速圆周运动的向心力大小等于A、B两球的库仑引力，由于A球带正电，因此B带负电，电场方向竖直向下，故A正确B错误;
C.小球B在竖直面内做匀速圆周运动，则电场力和重力等大反向，但带电小球B的电荷量不确定，故无法确定匀强电场的场强大小，故C错误;
D.带电小球从最高点运动到最低点电场力做负功，电势能增大，故D正确.
10.如图所示，在竖直平面内有水平向右、场强为
的匀强电场在匀强电场中有一根长L=2 m的绝缘细线，一端固定在O点，另一端系一质量为0.08 kg的带电小球，它静止时悬线与竖直方向成37°角，若小球获得初速度恰能绕O点在竖直平面内做完整的圆周运动，取小球在静止时的位置为电势能零点和重力势能零点，cos37°=0.8，g取10 m/s2.下列说法正确
A. 小球的电荷量
B. 小球动能的最小值为1 J
C. 小球在运动至圆周轨迹上的最高点时有机械能的最小值
D. 小球绕O点在竖直平面内做圆周运动的电势能和机械能之和保持不变，且为5J
【答案】BD
【详解】A.小球静止时受到重力、电场力和绳子的拉力，根据受力平衡可得，电场力
则小球的电荷量
q=
故A项错误;
B.在静止时的合力反向延长线与轨迹的交点为动能的最小位置.此时合力可以看成等效重力，即
可得小球动能的最小值
故B选项正确;
C.除了重力只有电场力做功改变小球的机械能，所以机械能的最小值的位置是圆轨道的最左边，故C错误;
D.小球绕O点在竖直平面内做圆周运动的电势能和机械能之和保持不变，大小为静止位置的动能，由动能定理可知
5J
故D项正确。
二、实验题
11.利用如图甲所示的装置测定某地的重力加速度g.打开试管夹，由静止释放小铁球，小球经过正下方的固定在铁架台上的光电门1和2，与光电门相连的计时器显示小球经过光电门1和2的时间分别为Δt1和Δt2，用刻度尺测量得到光电门1和2间的距离为H.
（1）用游标为20分度的卡尺测量小铁球的直径，卡尺上的示数如图乙所示，可读出小铁球的直径D=___ mm.
（2）小铁球经过光电门2时的瞬时速度大小v=______. （用题中字母 表示）
（3）由此可以测得该地的重力加速度大小g=_ _____ . （用题中字母表示）
【答案】 (1). 10. 15 (2). (3).
【详解】(1)[1]小铁球的直径
(2)[2]用小铁球经过光电门时的平均速度表示瞬时速度:
(3)[3]小铁球从光电门1到光电门2是做匀加速运动，加速度大小为g.则
所以
12.某同学用下列实验器材，测量一节电池的电动势和内阻.实验室提供的器材如下:
A.待测干电池一节
B.电流表A1（量程0.6 A，内阻1 Ω）
C.电流表A2（量程200 mA，内阻5Ω）
D.滑动变阻器R1（0~10 Ω）
E.电阻箱R2（0~999.9Ω）
F.开关
S.导线若干
（1）实验中需要将电流表A2与电阻箱串联，改装一个量程为2 V的电压表，则电阻箱接入电路的电阻为_______Ω.
（2）请根据提供的实验器材，设计测量电源电动势和内阻的实验电路，画在图甲中的方框内，在图中标明所用器材的符号，并用笔画线将图乙中的实物连接完整.
（3）闭合开关前，图乙中的滑动变阻器的滑片应移到最________________（填“左”或“右”）端.闭合开关，调节滑动变阻器，记录多组两个电流表的示数I1、I2，作出I2-I1图象，如图丙所示，则由图象得到电源的电动势E=____________V，电源的内阻r= _______________Ω．
（4）该实验_______ （填“ 有”或“没有”）由于电流表的内阻产生的系统误差.
【答案】 (1). 5 (2). (3). 左 1.45 2.25 (4). 没有
【详解】(1)[1]将电流表A2改装成量程为2 V的电压表，电阻箱需要串联入电路的电阻
(2)[2]用伏安法测电源电动势和内阻，由于电流表A1内阻已知，因此电流表A1直接与电池串联，电路图及实物连接如图所示.
(3)[3][4][5]闭合开关前，为了使滑动变阻器接入电路的电阻最大，图乙中的滑动变阻器的滑片应移到最左端，根据原理图和闭合电路欧姆定律得
由图丙得到电池的电动势为
电池的内阻
r=
(4)[6]由(3)得
显然没有系统误差. .
三、计算题
13.如图所示，质量为m的带电小球A用两根等长的绝缘细线连接，悬挂于天花板上，两细线间夹角为60°，质量也为m的带电小球B固定在小球A正下方的绝缘地面上，A、B间的距离为r，由静止释放小球B，释放的一瞬间小球B的加速度大小为 g，g为重力加速度的大小，静电力常量为k，两小球带等量的异种电荷，不计小球的大小求:
（1）小球A带电量的大小;
（2）小球B上升r的高度时，小球B的加速度大小及两细线的拉力大小．
【答案】（1）（2）5g；
【详解】（1）设小球A的带电量为q，对B球根据题意有
则
（2）小球B上升的高度时.对B球根据牛顿第二定律有
解得
a'=5g
设细线的拉力为F，对A球根据力的平衡有
解得
14.如图所示，半径为R的圆处在匀强电场中，电场线与圆面平行，在圆周上A点以大小为v的速度将质量为m、电荷量为q的带正电的粒子射人电场，结果粒子经过圆上B点时，速度大小为2v，若以大小为2v的速度从A点射入电场，粒子经过圆上C点时，速度大小为 v，已知AC圆弧的长为BC圆弧长的，AB是圆的直径.不计粒子的重力，求:
（1）A、B间的电势差;
（2）匀强电场的电场强度大小．
【答案】（1）（2）
【详解】（1）根据动能定理，粒子从A到B电场力做功为
则A、B间的电场差:
（2）粒子从A到C电场力做功为
则A、C间的电势差:
由此可知，B、C两点等势，电场方向垂直于BC连线，由几何关系可知，AC与BC垂直，AC间距离
d=R
则匀强电场的电场强度大小
15.半径均为的四分之一圆弧轨道1和2如图所示固定，两圆弧轨道的最低端切线水平，两圆心在同一竖直线上且相距R，让质量为1kg的小球从圆弧轨道1的圆弧面上某处由静止释放，小球在圆弧轨道1上滚动过程中，合力对小球的冲量大小为，重力加速度g取，求：
（1）小球运动到圆弧轨道1最低端时，对轨道的压力大小;
（2）小球落到圆弧轨道2上时的动能大小。
【答案】（1）（2）62.5J
【详解】（1）设小球在圆弧轨道1最低点时速度大小为，根据动量定理有
解得
在轨道最低端，根据牛顿第二定律，
解得
根据牛顿第三定律知，小球对轨道的压力大小为
（2）设小球从轨道1抛出到达轨道2曲面经历的时间为t，
水平位移：
竖直位移：
由勾股定理：
解得
竖直速度：
可得小球的动能
16.如图所示，质量为2kg的长木板放在光滑的水平面上，质量为1kg的物块放在长木板的左端，用大小为10 N、方向斜向右上方与水平方向成37°角的拉力F作用在物块上，使物块从静止开始运动，木板长为0.6m，当物块相对长木板运动0.4m时撤去拉力，物块与木板间动摩擦因数为0.5，重力加速度g取10 m/s2 ，sin 37°=0.6，cos 37°=0.8.
（1）求拉力F作用的时间;
（2）试分析，物块能不能从木板上滑离，如果不能滑离，最后的共同速度为多少?如果能滑离，滑离时物块与木板的速度分别为多少?
（3）物块与木板相对滑动，因摩擦产生的热量为多少?
【答案】（1）0.4s（2）能； （3）1.8J
【详解】（1）物块在拉力作用下运动时，根据牛顿第二定律有
解得
a1=6 m/s2
对长木板:
解得
a2=1 m/s2
设拉力作用的时间为t1，则
s1=0.4 m
解得
t1=0.4s
（2）撤去拉力时，物块的速度
木板的速度
假设物块不能从木板上滑离，设最后的共同速度为v，根据动量守恒有
根据功能关系
解得
假设不成立
设物块滑离时，物块的速度为v3，木板的速度为v4，根据动量守恒有
根据功能关系
s2=0.2 m
解得
（3）物块与木板间因摩擦产生的热量