2018-2019学年江西省南康中学高二上学期第一次月考物理试题 解析版

2018-2019学年江西省南康中学高二上学期第一次月考物理试题 解析版

绝密★启用前 江西省南康中学 2018-2019 学年高二上学期第一次月考物理 试题 评卷人 得分 一、单选题 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 【答案】D 【解析】 【详解】 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； CD 、 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 ， ，解得 ， 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。 【点睛】 先对小球 P 受力分析，受重力、拉力和支持力，共三个力；再对小方块 Q 受力分析， 受压力、支持力、重力和向上的静摩擦力，共 4 个力；最后再次对 P 受力分析，受拉力、 重力和支持力，根据平衡条件列方程，求出拉力的一般表达式进行讨论。 2．如图所示，一质量为 m 的小球，用长为 L 的轻绳悬挂于 O 点，小球在水平力 F 作用 下慢慢地从平衡位置 P 点移到 Q 点，此时悬线与竖直方向夹角为 θ，则拉力 F 做的功 (　　)． A． mgLcosθ B． mgL(1－cosθ) C． FLsinθ D． FLcosθ 【答案】B 【解析】小球在缓慢移动的过程中，水平力 F 是变力，不能通过功的公式求解功的大小， 根 据 动 能 定 理 得 ： WF-mgL （ 1-cosθ ） =0 ， 解 得 水 平 力 F 所 做 的 功 为 ： WF=mgL （1-cosθ）．故 B 正确，ACD 错误．故选 B． 点睛：本题考查了动能定理的基本运用，运用动能定理解题，首先要确定研究的过程， 分析在过程中有哪些力做功，然后根据动能定理列式求解． 3．下列说法中正确的是 A． 点电荷就是体轵很小的带电体 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分 D． 摩擦起电的实质是电子的转移，得到电子带正电 【答案】C 【解析】A、由带电体看作点电荷的条件，当带电体的形状和大小对它们间相互作用力 的影响可忽略时，这个带电体就可看作点电荷，带电体能否看作点电荷是由研究问题的 性质决定，与自身大小形状和电量多少无具体关系，A、B 错误； C、静电感应是电荷从物体的一部分转移到另一个部分，而不是创造了电荷，C 正确； D、摩擦起电的实质是电子从一个物体转移到另一个物体，物体原理呈现电中性，失去 电子的物体带正电，得到电子的物体带负电，D 错误； 故选 C。 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=5 cm，bc=3 cm，ca=4 cm。小球 c 所受库仑力的合力的方向平衡于 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， B． a、b 的电荷异号， C． a、b 的电荷同号， D． a、b 的电荷异号， 【答案】D 【解析】 本题考查库仑定律、受力分析及其相关的知识点。 对小球 c 所受库仑力分析，画出 a 对 c 的库仑力和 b 对 c 的库仑力，若 a 对 c 的库仑力 为排斥力， ac 的电荷同号，则 b 对 c 的库仑力为吸引力，bc 电荷为异号， ab 的电荷 为异号；若 a 对 c 的库仑力为引力，ac 的电荷异号，则 b 对 c 的库仑力为斥力，bc 电荷 为同号， ab 的电荷为异号，所以 ab 的电荷为异号。设 ac 与 bc 的夹角为 θ，利用平行 四边形定则和几何关系、库仑定律可得，Fac=k’ ，Fbc=k’ ，tanθ=3/4，tanθ= Fbc / Fac，ab 电荷量的比值 k= ，联立解得：k=64/27，选项 D 正确。 【点睛】此题将库仑定律、受力分析、平行四边形定则有机融合，难度不大。 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 【答案】B 【解析】 【分析】 某点的电场强度是正电荷 Q1 和正电荷 Q2 在该处产生的电场的叠加，是合场强．运用合 成法进行分析． 【详解】 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： ,化简得：（6-x） 2-x2=0.解得： x=0.03m=3cm，故 A、C、D 错误，B 正确；故选 B。 【点睛】 空间中某一点的电场，是空间所有电荷产生的电场的叠加，场强是矢量，其合成遵守平 行四边形定则，注意点电荷的正负是解题的关键． 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 Fd、Fc、Fe，则下列说法中正确的是（　　） A． Fd、Fe 的方向都是水平向右 B． Fd、Fe 的方向互相垂直，Fc=0 C． Fd、Fc 的大小相等，Fe 的方向竖直向上 D． d 点的电势小于 e 点的电势 【答案】B 【解析】 【详解】 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，Fd、Fe 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 Fc=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，结合电场力的公 式 F=qE 可知 Fc 的小于 Fd，而由 A 分析，可知 Fe 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。 【点睛】 a、b 两点处分别固定有等量同种点电荷+Q 和+Q，首先要明确等量同号电荷的电场的分 布特点，明确各点的电场强度的大小和方向的关系，结合电场力的公式：F=qE 来判断 电场力之间的关系，及依据沿着电场线方向，电势是降低的，即可求解。 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 aA、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，aA＞aB，EA＞EB B． 粒子带负电，aA＞aB，EA＞EB C． 粒子带正电，aA＜aB，EA＜EB D． 粒子带负电，aA＜aB，EA＜EB 【答案】D 【解析】 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 aA＜aB； 从 A 到 B，电场线对带电粒子做负功，电势能增加，则知 B 点电势能大，即 EA＜EB；故 D 正确． 故选：D． 【点评】本题关键是先根据靠差等势面的疏密判断场强的大小，再结合电场力做功正负 分析电势能变化．公式 U=Ed，对非匀强电场可以用来定性分析场强． 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 【答案】D 【解析】 【详解】 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 得场强为： ，故 D 正确； 故选 D。 9．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时的运动轨迹，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 点时的电势能大 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 【答案】A 【解析】AB、电荷做曲线运动，电场力指向曲线的内侧，所以电场力的方向向右；若 粒子从 P 经过 R 运动到 Q，电场力做负功，电荷的电势能增大，动能减小，知道 R 点 的动能大，即速度大，而 P 点电势能较小，故 A 错误，B 正确； C. 根据能量守恒定律，带电质点在运动过程中各点处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，电场力大，加速度大小大于在 Q 点时的加速度 大小，故 D 正确 故选：BD. 评卷人 得分 二、多选题 10．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 FN，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 FNt B． 滑块下滑过程中支持力对 B 的冲量大小为 FNtcosα 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 【答案】AD 【解析】 【详解】 AB、滑块 B 下滑过程中支持力对 B 的冲量大小为 ，故 A 正确，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： ，即有： ，又 ，解得： ，故 D 正确； 故选 AD。 【点睛】 根据冲量的定义 I=Ft 求支持力对 B 的冲量大小；滑块 B 下滑的过程中 A、B 组成的系 统水平方向不受外力，系统水平动量守恒，由此列式求解斜面向左滑动的距离。 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 【答案】CD 【解析】 【详解】 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=3m 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 3m，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。 【点睛】 φ-x 图象的斜率等于电场强度，由斜率的变化判断场强的变化．根据顺着电场线方向电 势降低，判断电场的方向，由电势能的变化情况判断电场力做功正负。 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 【答案】BC 【解析】 A、B 项：由图象可以看出，bc 两个小球的抛出高度相同，a 的抛出高度最小，根据 可知，a 的运动时间最短，bc 运动时间相等，故 A 错误，B 正确； C、D 项：由图象可以看出，abc 三个小球的水平位移关系为 a 最大，c 最小，根据 x=v0t 可知， ，所以 a 的初速度最大，c 的初速度最小，故 C 正确，D 错误。 第 II 卷（非选择题） 请点击修改第 II 卷的文字说明 评卷人 得分 三、实验题 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 ma、mb 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，ma__________mb(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]。 【答案】 AD 大于 【解析】（1）小球在空中的运动时间 t 相等，如果碰撞过程动量守恒，则有： mav0=mavA+mbvB，由图可知，只放小球 a 时，其落地点为 P 点，而两小球相碰时，a 球 的 落 地 点 为 M 点 ， 而 B 球 的 落 地 点 为 N 点 ； 两 边 同 时 乘 以 时 间 t 得 ： mav0t=mavAt+mbvBt，得：maOP=maOM+mbON, 则本实验必须测量的物理量有故选：AD． （2）根据实验要求，入射球的质量必须大于被碰球的质量，防止入射球碰后反弹，则 ma 大于 mb； （3）若两球碰撞前后动量守恒，其表达式可表示为：maOP=maOM+mbON 点睛：本题考查了实验需要测量的量、实验注意事项、实验原理、动量守恒表达式，解 题时需要知道实验原理，求出需要实验要验证的表达式是正确答题的前提与关键． 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_____． 【答案】B 减小 【解析】 【分析】 解答本题要了解库仑力的推导过程，由于决定电荷之间作用力大小的因素很多，因此需 要采用控制变量的方法进行研究；现在都知道库仑力的决定因素，但是该实验只是研究 了库仑力和距离之间的关系；根据共点力平衡，结合库仑定律即可求出。 【详解】 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，故选 B； （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： ， 所以小球偏离竖直方向的角度的正切值： 15．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． 【答案】 ，方向由 O 指向 C 【解析】 试题分析：O 点是三角形的中心，到三个电荷的距离为 ，三个电荷 在 O 处产生的场强大小均为 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 再与-q 在 O 处产生的场强合成，得到 O 点的合场强为 ，方 向由 O 指向 C． 考点：场强的叠加 【名师点睛】本题是电场的叠加问题，关键要掌握点电荷场强公式 和平行四边形 定则，结合数学知识求解． 评卷人 得分 四、解答题 16．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？ 【答案】(1)-5×10﹣8C (2) 【解析】 【分析】 对小球 A 受力分析，受到重力、静电引力和细线的拉力，根据三力平衡求出静电引力； 根据库仑定律求解出小球 A 的带电量；根据库仑力与绳子的拉力的合力与重力等值反 向，结合平行四边形定则，及三角知识，即可求解。 【详解】 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 解得： 即 A 球受的库仑力为 0.02N 根据库仑定律，有 故 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： 17．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 65kg，吊椅 的质量为 15kg，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． 【答案】（1）440N，方向竖直向下 （2）275N 【解析】试题分析：解法一：（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进行受力分析如图所示，则有： 2F﹣（m 人+m 椅）g=（m 人+m 椅）a 解得：F=440N 由牛顿第三定律，运动员竖直向下拉绳的力 F′=440N， （2）设吊椅对运动员的支持力为 FN，对运动员进行受力分析如图所示，则有： F+FN﹣m 人 g=m 人 a 解得：FN=275N 由牛顿第三定律，运动员对吊椅的压力也为 275N 解法二：设运动员和吊椅的质量分别为 M 和 m；运动员竖直向下的拉力为 F，对吊椅的 压力大小为 FN． 根据牛顿第三定律，绳对运动员的拉力大小为 F，吊椅对运动员的支持力为 FN． 分别以运动员和吊椅为研究对象，根据牛顿第二定律 F+FN﹣Mg=Ma ① F﹣FN﹣mg="ma" ② 由 ①、②解得：F=440N FN=275N 视频 18．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． 【答案】（1） （2） （3） 【解析】（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，vC= （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=