2017-2018学年山西省太原市金河中学高二上学期10月调研考试物理试题

2017-2018学年山西省太原市金河中学高二上学期10月调研考试物理试题

2017-2018 学年山西省太原市金河中学高二上学期 10 月调研考试 物理试题 2017.10 一、选择题(本题 13 小题，每小题 4 分，共 52 分，其中 1.5.6.8.10.11.12.13. 题为多选题，全部选对的 4 分，选不全的得 2 分，有选错的或不答的得 0 分，)。 1. 一质点开始时做匀速直线运动，从某时刻起受到一恒力作用．此后，该质点的动能可能 ( ) A. 一直增大 B. 先逐渐减小至零，再逐渐增大 C. 先逐渐增大至某一最大值，再逐渐减小 D. 先逐渐减小至某一非零的最小值，再逐渐增 大 2.如图所示,质量为 mB=24 kg 的木板 B 放在水平地面上,质量为 mA=22 kg 的木箱 A 放在木板 B 上。一根轻绳一端拴在木箱上,另一端拴在天花板上,轻绳与水平方向的夹角为θ=37°。已知 木箱 A 与木板 B 之间的动摩擦因数μ1=0.5。现用水平向右、大小为 200 N 的力 F 将木板 B 从 木箱 A 下面匀速抽出(sin 37°=0.6,cos 37°=0.8,重力加速度 g 取 10 m/s2),则木板 B 与地面之间 的动摩擦因数μ2 的大小为( ) A.0.3 B.0.4 C.0.5 D.0.6 3.如图所示，M、N 为两个等量同种电荷，在其连线的中垂线上的 P 点放一静止的点电荷 q(负 电荷)，不计重力，下列说法中正确的是（ ） A．点电荷在从 P 到 O 的过程中，加速度越来越大，速度也越来越大 B．点电荷在从 P 到 O 的过程中，加速度越来越小，速度越来越大 C．点电荷运动到 O 点时加速度为零，速度达最大值 D．点电荷越过 O 点后，速度越来越小，加速度越来越大，直到粒子速 度为零 4.如图所示，在两点电荷＋Q1 和－Q2 连线的延长线上有 a、b、c 三点，测 得 b 点的场强为零．现将一个检验电荷＋q 从 a 点沿直线经过 b 点移到 c 点，在此过程中检验 电荷＋q 的电势能变化情况为 ( ) A．不断增加 B．先增加后减少 C．不断减少 D．先减少后增加 5.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，由 M 运动到 N，其运动 轨迹如图中虚线所示，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 点的动能大于它在 N 点的动能 A B C 6.如图，长为 L、倾角为θ的光滑绝缘斜面处于电场中，一带电荷量为+q、质量为 m 的小球 以初速度 v0 从斜面底端 A 点开始沿斜面上滑，当到达斜面顶端 B 点时，速度仍为 v0,则（ ） A.A、B 两点的电势差一定等于 q sinmg L B.小球在 B 点的电势能一定大于小球在 A 点的电势能 C.若电场是匀强电场，则该电场的场强的最小值一定是 q mgsin D.若该电场是斜面中垂线上某点的点电荷 Q 产生的，则 Q 一定是正电荷 7.如图所示，A、B、C 是匀强电场中的三点，AB 垂直于 BC ，AB=4cm，BC=3cm。AC 与电场方 向平行，A、B 两点的电势分别为 5V 和 1.8V。则电场强度大小和 C 点 的电势分别为（ ） A．100N/C 和 0V B．80N/C 和 4V C．100N/C 和 10V D．80N/C 和 1V 8．如图所示，是一独立正点荷形成电场中的一条电场线，线段 AB=BC，则（ ） A．电场强度比较是 EA＞EB B．电势比较是φA＜φB C．电势差比较是 UAB＞UBC D．检验电荷沿 AC 方向移动电场力不做功 9.如图所示，xOy 平面是无穷大导体的表面，该导体充满 z＜0 的空间，z＞0 的空间为真空．将电荷为 q 的点电荷置于 z 轴上 z=h 处，则在 xOy 平面上会 产生感应电荷．空间任意一点处的电场皆是由点电荷 q 和导体表面上的感应 电荷共同激发的．已知静电平衡时导体内部场强处处为零，则在 z 轴上 z=h/2 处的场强大小为（k 为静电力常量）（ ） 10.在探究平行板电容器电容量的实验中，对一个电容量为 C、正对面积为 S、两极板之间距离 为 d 的电容器，充电 Q 后，（ ） A．若带电量再增加△Q，其它条件不变，则电容器两极板之间的电压一定增加△Q/C B．若带电量再增加△Q，其它条件不变，则电容器两极板之间的电场强度可能不变 C．保持带电量 Q 不变，若电容器两极板之间的距离增大到 2d，其它条件不变，则电场强度 增加到原来的 2 倍 D．保持带电量 Q 不变，若电容器正对面积减小到原来的 2 1 ，其它条件不变，则电场强度增 加到原来的 2 倍 11. 空间某一静电场的电势φ在 x 轴上分布如上图所示，x 轴上两 A． B． C． D． 点 B、C 的电场强度在 x 方向上的分量分别是 EBx、ECx.下列说法中正确的有( ) A. EBx 的大小大于 ECx 的大小 B. EBx 的方向沿 x 轴正方向 C. 电荷在 O 点受到的电场力在 x 方向上的分量最大 D. 负电荷沿 x 轴从 B 移到 C 的过程中，电场力先做正功，后做负功 12.如图所示，二价氦离子和质子的混合体，经同一加速电场加速后，垂直射入同一偏转电场 中，偏转后，打在同一荧光屏上，则它们 （ ） A、侧移相同 B、偏转角相同 C、到达屏上同一点 D、到达屏上不同点 13. 如图所示，边长为 L 的正方形 ABCD 处在竖直平面内。一带电粒子质量为 m,电荷量为+q， 重力不计，以水平速度 v0 从 A 点射入正方形区域。为了使带电粒子能从 C 点射出正方形区域， 可以在正方形 ABCD 区域内加一个竖直方向的匀强电场，也可以在 D 点放入一个点电荷，则下 列说法正确的是 A. 匀强电场的方向竖直向上，且电场强度 B. 放入 D 点的点电荷应带负电，且电荷量 （ 为静电力常量） C. 粒子分别在匀强电场和点电荷的电场中运动时，经过 C 点时速度大小之 比为 2∶1 D. 粒子分别在匀强电场和点电荷的电场中运动时，从 A 点运动到 C 点所需时间之比为 2∶π 二、填空题（本题共 10 分，每空 2 分） 14.如图所示 A、B、C 是平行纸面的匀强电场中的三点，它们之间的距离均为 L，电荷量为 q ＝-1．0×10－5 C 的电荷由 A 移动到 C 电场力做功 W1＝4．0×10－5 J，该电荷由 C 移 动到 B 电场力做功 W2＝－2．0×10－5 J，若 B 点电势为零，A 点电势为 匀强 电场的方向为 15..如图所示，在直角三角形区域 ABC 内（包括边界）存在着平行于 AC 方向的竖直方向的匀 强电场，AC 边长为 L，一质量为 m，电荷量＋q 的带电小球以初速 度 v0 从 A 点沿 AB 方向进入电场，以 2v0 的速度从 BC 边中点出来，则电场强度的大小 E＝ _________。（重力加速度为 g） 16. 如图，实线为电场线，虚线为等势面且相邻两等势面的电势差相等，一正电荷在等势面 U3 上时具有动能 20 J，它运动到等势面 U1 上时，动能为 6J，令 U2 电势为 0，那么，当该电 荷的电势能为 4 J 时，其动能大小为__________J. 17. 在静电学中有如下结论：一个完整的半径为 R 的均匀带电球壳，如果其带电量为 Q， 则其内部任意一点的电势均为 。如图，有一个均匀带正电的半球壳，带电量为 q， O 为球心，P、Q 为关于 O 对称的两个位置，已知 P 点的电势为 ，则 Q 点的电势为 ____________。 三、计算题（共 38 分，18 题 12 分、19 题 9 分、20 题 9 分、21 题 8 分） 18.（12 分） 如图甲所示，一倾角为 37°的传送带以恒定速度运行，现将一质量 m＝1 kg 的 小物体抛上传送带，物体相对地面的速度随时间变化的关系如图乙所示，取沿传送带向上为 正方向，求 （1）0～8 s 内物体机械能的增量； （2）0～8 s 内物体与传送带由于摩擦产生的热量。 19．（9 分）如图所示，在绝缘水平面上，相距为 L 的 A、B 两点处分别固定着两个等量正电荷，a、b 是 AB 连线上两点，其中 Aa=Bb=L/4，O 为 AB 的中点，一质量为 m 带电量为+q 的小滑块（可视为质点）以初动能 kE 从 a 点出发，沿 AB 直线向 b 点运动，其中小滑块第一次经过 O 点时的动能为初动能的 2 倍，到达 b 点时动能恰 好为零，小滑块最终停在 O 点，求： （1） 小滑块与水平面间的滑动摩擦因数； （2） Ob 两点间的电势差； 20.（9 分）如图所示，一带电荷量为 q＝－5×10－3C，质量为 m＝0．1kg 的小物块处于一倾角 为θ＝37°的光滑绝缘斜面上，当整个装置处于一水平向左的匀强电场中时，小物块恰处于 静止状态．（g 取 10m/s2）（sin37°＝0．6，cos37°＝0．8）求： （1）电场强度多大？ （2）若从某时刻开始，电场强度减小为原来的，物块下滑距离 L＝1．5m 时的速度大小？ 21.(8 分）如图,匀强电场中有一半径为 r 的光滑绝缘圆轨道,轨道平面与电场方 向平行。a、b 为轨道直径的两端,该直径与电场方向平行。一电荷量为 q(q>0)的质点沿轨道内 侧运动,经过 a 点和 b 点时对轨道压力的大小分别为 Na 和 Nb。不计重力,求电场强度的大小 E、 质 点经过 a 点和 b 点时的动能。   附加题（共 20 分.22、23 每题 4 分 24 题 12 分） 22.四个点电荷位于正方形的四个角上,电荷量及其附近的电场线分布如图所示。ab、cd 分别是 正方形两组对边的中垂线,O 为中垂线的交点,P、Q 分别为 ab、cd 上的两点,OP>OQ,则 ( ) A.P 点的电场强度比 Q 点的小 B.P 点的电势比 M 点的低 C.O、P 两点间的电势差小于 O、Q 两点间的电势差 D.一带正电的试探电荷在 Q 点的电势能比在 M 点的大 23. 如图甲所示，平行金属板中央有一个静止的电子(不计重力)，两板间距离足够大．当两板 间加上如图乙所示的交变电压后，在下图中， 反映电子速度 v、位移 x 和加速度 a 三个物 理量随时间 t 的变化规律可能正确的是( ) A. B. C. D. 24．如图所示，竖直放置的半圆形光滑绝缘轨道半径为 R，圆心为 O，下端与绝缘水平轨道 在 B 点平滑．一质量为 m、带电量为＋q 的物块(可视为质点)，置于水平轨道上的 A 点．已知 A、B 两点间的距离为 L，物块与水平轨道间的动摩擦因数为μ，重力加速度为 g. (1)若物块能到达的最高点是半圆形轨道上与圆心 O 等高的 C 点，则物块在 A 点水平向左 运动的初速度应为多大？ (2)若整个装置处于方向竖直向上的匀强电场中，物块在 A 点水平向左运动的初速度 vA＝ 2μgL，沿轨道恰好能运动到最高点 D，向右飞出．则匀强电场的场强为多大？ (3)若整个装置处于水平向左的匀强电场中，场强的大小 E＝5μmg 3q .现将物块从 A 点由静 止释放，运动过程中始终不脱离轨道，求物块第 2n(n＝1,2,3，…)次经过 B 点时的速度大小． 物理答案 1ABD 2A 3C 4B 5AC 6AC 7A 8AC 9D 10AD 11AD 12ABC 13BD 22AD 23 AD 14 12V C 指向 A 15 16 9J 17 18（1）90(J)（2）126 J 【解析】试题分析：速度图象的“面积”大小等于位移，物体在 0-2s 内的位移为正值，在 2-8s 内的位移为负值．0～8s 内物体的机械能的增加量等于物体重力势能的增加量和动能增加量之 和．在前 6s 内物体与传送带发生相对滑动，求出相对位移 △ s，产生的热量为 Q=μmgcosθ• △ s． （1）根据 v－t 图象与时间轴围成的“面积”大小等于物体的位移，可得 0～8 s 内物体的位移 0～8 s 内物体的机械能的增加量等于物体重力势能的增加量和动能增加量的和 （2）由 v－t 图象可知，传送带沿斜面向上运动，物体放到传送带上的初速度方向是沿斜面向 下的，且做加速度方向沿传送带向上、大小为 1 m/s2 的匀减速直线运动 对其受力分析，可得 ， ， ， 联立可得 0～8 s 内物体与传送带由于摩擦产生的热量等于摩擦力乘以二者间的相对位移大小 21.f=qE ① 设质点质量为 m,经过 a 点和 b 点时的速度大小分别为 va 和 vb,由牛顿第二定律有 f+Na=m  ② Nb-f=m  ③ 设质点经过 a 点和 b 点时的动能分别为 Eka 和 Ekb,有 Eka= m  ④ Ekb= m  ⑤ 根据动能定理有 Ekb-Eka=2rf ⑥ 联立①②③④⑤⑥式得 E= (Nb-Na) ⑦ Eka= (Nb+5Na) ⑧ Ekb= (5Nb+Na) ⑨ 24. 12.(1) (2) 5mgR q（2μL＋5R）(3)( 1 2)n－2μgL 3 . 【解析】 (1)设物体在 A 点的速度为 v1，由动能定理有－μmgL－mgR＝0－ 1 2mv 2 1.解得 v1 ＝.(2)设匀强电场的场强大小为 E、物块在 D 点的速度为 vD，则 mg－Eq＝m 2 DD.－μ(mg－Eq)L －(mg－Eq)·2R＝ 1 2mv 2 D－ 1 2mv 2 A.解得 E＝ 5mgR q（2μL＋5R）.(3)设第 2，4，6，…，2n 次经过 B 点 时的速度分别为 v2，v4，…，v2n，第 2，4，6，…，2(n－1)次离开 B 点向右滑行的最大距离 分别为 L1，L2，…，Ln－1，则(qE－μmg)L＝ 1 2mv 2 2.－(qE＋μmg)L1＝0－ 1 2mv 2 2.(qE－μmg)L1＝ 1 2mv 2 4. 解得 v4 v2＝ qE－μmg qE＋μmg＝ 1 2.同理 v6 v4＝ 1 2.… v2n v2n－2＝ 1 2.综上可得 v2n v2 ＝( 1 2)n－1.v2n＝( 1 2)n－2μgL 3 .