宜春市部分中学2023-2024学年高二上学期期中考试
物理
一、选择题 (共11题,每题4分,共44分,1-7单选,8-11多选。)
1.电场看不见摸不着,我们最初是从电荷开始学习电场的。下列说法正确的是( )
A.玻璃棒与丝绸摩擦后,玻璃棒由于得到电子而带正电
B.电场是为了便于研究电荷而引入的理想模型
C.电场强度反映电场的强弱和方向,与试探电荷的电荷量成反比
D.家用燃气灶的点火装置是根据尖端放电的原理制成的
2.物理学中引入了“点电荷”、“电场线”等概念,从科学方法上来说属于( )
A.比值法 B.建立物理模型 C.等效替代 D.控制变量
3.两个分别带有电荷量Q和+3Q的相同金属小球(均可视为点电荷),固定在相距为r的两处,它们间的库仑力的大小为F。两小球相互接触后将其固定在原处,则两球间库仑力的大小为( )
A. B. C. D.
4.某静电场在x轴上的场强E随x的变化关系如图所示,x轴正方向为场强正方向,一个带正电的点电荷只在电场力的作用下沿x轴运动,、、、四点间隔相等,则( )
A.点电荷在和处电势能相等
B.点电荷由运动到的过程中电势能增加
C.、两点之间的电势差大于、两点之间的电势差
D.该点电荷由运动到的过程中电场力一直做正功
5.某国产品牌手机搭配的是一块的电池,支持最高88W的有线超级快充和50W的无线超级快充,同时还支持20W无线反向充电,在行业内“遥遥领先”。这里与“”相对应的物理量是( )
A.功率 B.电容 C.电荷量 D.能量
6.在如图所示的电路中,小量程电流表G的内阻,满偏电流,,,下列说法正确的是( )
A.当和均断开时,改装成的表是电流表
B.当和均闭合时,改装成的是量程为100mA的电流表
C.和均闭合时,改装成的表是电压表
D.和均断开时,改装成的是量程为10V的电压表
7.如图所示,在水平光滑地面上有A、B两个木块,A、B之间用一轻弹簧连接。A靠在墙壁上,用力F向左推B使两木块之间弹簧压缩并处于静止状态。若突然撤去力F,则下列说法中正确的是( )
A.木块A离开墙壁前,A、B和弹簧组成的系统动量不守恒,机械能守恒
B.木块A离开墙壁前,A动量不守恒,机械能守恒
C.木块A离开墙壁后,弹簧弹性势能最大时,弹簧一定是被压缩了
D.木块A离开墙壁后,A、B和弹簧组成的系统动量守恒,机械能不守恒
8.如图所示,两个带等量负电荷的小球A、B(可视为点电荷),被固定在光滑的绝缘水平面上,M、N是小球A、B连线的中垂线上的两点,且MO=ON。现将一个电荷量很小的带正电的小球C(可视为质点)从M点由静止释放,在小球C向N点运动的过程中,下列关于小球C的说法可能正确的是( )
A.速度先增大,再减小
B.速度一直增大
C.加速度先增大再减小,过O点后,加速度先减小再增大
D.加速度先减小,再增大
9.如图所示,质量为m、电量为q的带电微粒,以初速度v0从A点竖直向上射入水平方向、电场强度为E的匀强电场中。当微粒经过B点时速率为,而方向与E同向。下列判断中正确的是( )
A.A、B两点间电势差为
B.A、B两点间的高度差为
C.微粒在B点的电势能大于在A点的电势能
D.从A到B微粒作匀变速运动
10.近几年世界上对新材料的研究和发现,有很多新材料可以帮助人类的科技发展和提高人们的生活水平。某科研小组研究一块均匀的长方体新材料,长为a,宽为b,厚为c。电流沿AB方向时测得样品的电阻为R,则下列说法正确的是( )
A.样品的电阻率为
B.样品的电阻率为
C.电流沿EF方向时样品的电阻为
D.电流沿CD方向时样品的电阻为
11.甲、乙两人在光滑冰面上玩推箱子游戏,每次获得箱子的一方会迅速和箱子成为一体。已知两人质量均为 30 kg,箱子质量为20 kg,在冰面左侧设有一个弹性碰撞壁,人与侧壁碰撞可认为是弹性碰撞。某次游戏中,开始时两人均以1m/s的速度一起向左运动,甲在左侧,乙推着箱子在右侧。不考虑冰面摩擦,关于两人之后的游戏过程,下列说法正确的是( )
A.若乙将箱子以4m/s速度推向甲,则乙刚好能停下来
B.若乙将箱子推出后箱子相对于自己的速度大小为10 m/s,则甲和箱子会追上乙
C.若乙推箱子时使箱子以2m/s的速度推出,乙需要消耗能量为30 J
D.若乙推箱子时使箱子以2m/s的速度推出,乙需要消耗能量为
二、实验题(共18分)
12.某同学用如图所示气垫导轨和压力传感器验证动量守恒实验,实验步骤如下:
①用托盘天平测出两滑块的质量、
②将右移,压缩右侧弹簧至一定长度,然后由静止释放,使得与碰撞后反弹
③记录下释放时右侧压力传感器初始读数和与碰撞后左侧压力传感器最大示数和右侧压力传感器最大示数
两侧弹簧的劲度系数都为k,弹簧弹性势能的表达式为,其中k、x分别为弹簧的劲度系数和形变量。
(1)在实验之前还需要进行的实验操作有( )
A.测量弹簧的原长
B.在使用之前将压力传感器调零
C.测出初始时、到左右两侧压力传感器的距离
D.记录下、碰撞后到压缩左右两侧压力传感器到最大示数的时间
(2)为使与碰撞后反弹,需保证 (填“>”“=”“<”)
(3)碰前初速度为 (用题目所给字母表示)
(4)实验要验证的动量守恒表达式为( )
A. B.
C. D.
13.某同学想通过测绘小灯泡的I—U 图像来研究小灯泡的电阻随电压变化的规律。所用器材如下:
待测小灯泡一只,额定电压为2.5 V,电阻约为几欧 ;
电流表A;
电压表V;
滑动变阻器R1(阻值范围015Ω,允许通过的最大电流2.0A);
滑动变阻器R2(阻值范围02kΩ,允许通过的最大电流0.5A);
干电池两节,开关一个,导线若干。
(1)请在图甲中补全实验的电路图 。
(2)滑动变阻器应该选 (选填“R1”或“R2”),图甲中开关S闭合之前,应把滑动变阻器的滑片置于 端(选填“A”或“B”);
(3)该同学通过实验作出小灯泡的I—U图像如图乙所示,若将此小灯泡接在电动势为3V、内阻为的电源上,则小灯泡发光的功率为 W(结果保留两位有效数字)。
三、计算题(共38分)
14.如图所示,ABCD为放在E=103V/m的水平匀强电场中的绝缘光滑导轨,水平直线轨道AB长度L=0.15m,BCD部分为竖直面内的半圆环,其半径为0.1m,D点为最高点,今有质量m=0.01kg,q=10-4C的小球自A从静止释放沿轨道运动,求:(g=10m/s2)
(1)它运动到图中C处时对轨道的压力多大?
(2)要使小球能运动到D点,开始时小球的位置应离B点至少多远?
15.如图所示是有两个量程的电流表,当使用A、B两个端点时,量程为0~1A,当使用A、C两个端点时,量程为0~0.1A,已知表头的内阻为100Ω,满偏电流是2mA,求:
(1)该表头的满偏电压;
(2)R1与R2的阻值。(最后结果可直接用分数表示)
16.如图所示,套筒C可以沿着水平固定的光滑杆(足够长)左右滑动,套筒下方用不可伸长的轻细线悬挂物体B。开始时物体B和套筒C均静止,子弹A以的水平初速度在极短时间内击穿物体B后速度减为,已知子弹A、物体B、套筒C的套筒C的质量分别为、,重力加速度g取。求:
(1)子弹A击穿物体B的过程,子弹A对物体B的冲量大小;
(2)物体B能上升的最大高度;
(3)套筒C可以达到的最大速度。
1.D
A.玻璃棒与丝绸摩擦后,玻璃棒由于失去电子而带正电,故A错误;
B.电场是传递电荷间相互作用客观存在的物质,故B错误;
C.电场强度反映电场自身的强弱和方向,与试探电荷的电荷量无关,故C错误;
D.家用燃气灶的点火装置,是根据尖端放电的原理制成的,故D正确。
故选D。
2.B
物理学中引入了“点电荷”、“电场线”等概念,从科学方法上来说属于建立物理模型。
故选B。
3.A
接触前两个点电荷之间的库仑力大小为
两个相同的金属球各自带电,接触后再分开,其所带电量先中和后均分,所以两球分开后各自带电为
距离仍不变,则库仑力为
故选A。
4.D
A.处场强方向沿x轴正方向,根据沿着电场线方向电势降低,处电势高于处电势﹐则电势能不等,故A错误;
BD.处场强方向沿x轴正方向,则由运动到的过程中顺着电场线方向移动正点电荷,电场力一直做正功,正电荷的电势能减小,故D正确,B错误;
C.由可知,E-x图线与x轴所围的面积表示电势差,则知、两点之间的电势差小于、两点之间的电势差,故C错误。
故选D。
5.C
“mA”是电流I的单位,“h”是时间t的单位,根据q=It得与“”相对应的物理量是电荷量。
故选C。
6.B
AD.当和均断开时,电流表G与电阻R1串联,则改装成的表是电压表,量程为
选项AD错误;
BC.当和均闭合时,电流表G与电阻R2并联,则改装成的表是电流表,量程为
选项B正确,C错误。
故选B。
7.A
A.木块A离开墙壁前,弹簧一直处于压缩状态,所以A一直受到墙壁对其的支持力,该力不做功,所以A、B和弹簧组成的系统动量不守恒,机械能守恒,故A正确;
B.木块A离开墙壁前,A一直保持静止,故其动量一直为零,若以地面为零势面,其机械能也一直为零,所以A动量守恒,机械能也守恒,故B错误;
D.木块A离开墙壁后,A、B和弹簧组成的系统在水平方向上不受外力,竖直方向上所受合力为零,所以该系统动量守恒,机械能也守恒,故D错误;
C.木块A离开墙壁后,A、B和弹簧组成的系统动量守恒,机械能也守恒,则当A、B共速时总动能最小,弹簧的弹性势能最大,此时弹簧可能处于压缩状态也可能处于拉伸状态。比如A刚离开墙壁后,第一次与B共速时,弹簧处于拉伸状态;它们第二次共速时,弹簧则处于压缩状态。故C错误。
故选A。
8.AD
根据等量负点电荷的电场线分布可知,在A、B连线的中垂线上,从无穷远到O点,电场强度先变大后变小,到O点变为零,电场强度方向沿中垂线指向O点。若M、N相距较远,则小球C受库仑力从M向O运动时,小球C的速度不断增大,加速度先变大后变小,在O点时加速度变为零,速度达到最大,从O向N运动时,小球C的速度不断减小,加速度先变大后变小(具有对称性)。如果M、N相距较近,则小球C受库仑力从M向O运动时,小球C的速度不断增大,加速度越来越小,在O点时加速度变为零,速度达到最大,从O向N运动时,速度不断减小,加速度越来越大。
故选AD。
9.BD
AB.粒子从A到B的过程根据动能定理得
解得A、B两点间电势差为
故A错误,B正确;
C.粒子从A到B的过程电场力做正功,电势能减小,故C错误;
D.粒子从A到B的过程受竖直向下的重力和水平向右的电场力,根据牛顿第二定律可知粒子水平和竖直的加速度大小不变,所以合加速度大小不变,方向为右下方且不变,所以从A到B微粒作匀变速运动,故D正确。
故选BD。
10.BD
A.根据电阻定律,可得
解得
故A错误;B正确;
C.电流沿EF方向时样品的电阻为
故C错误;
D.电流沿CD方向时样品的电阻为
故D正确。
故选BD。
11.BD
A.乙和箱子组成的系统动量守恒,设向左为正方向,有
解得
负号表示方向水平向右,故A错误;
B.乙和箱子组成的系统动量守恒,则
当时,解得
甲和箱子组成的系统动量守恒,由
解得
所以甲与侧壁碰后可以追上乙,故B正确;
CD.乙将箱子以的速度推出,乙和箱子组成的系统动量守恒,设向左为正方向,有
解得
消耗的能量为推箱子后箱子和乙的动能与推箱子前箱子和乙的动能之差,所以乙消耗的能量为
故C错误,D正确。
故选BD。
12.(1)B (2)< (3) (4)D
13.(1) (2)R1 B (3)0.43
14.(1)0.4N;(2)0.25m
(1)设小球到达C点时的速度为,从A到C由动能定理有
在C点由牛顿第二定律有
解得
根据牛顿第三定律可知,小球运动到图中C处时对轨道的压力
(2)当小球恰好通过最高点D时,重力充当向心力,根据牛顿第二定律有
从A到D根据动能定理有
解得开始时小球的位置应离B点至少为
15.(1)0.2V;(2),
(1)表头的满偏电压
(2)接A、B时
接A、C时
解得
,
16.(1);(2)90m;(3)60m/s
(1)子弹A击穿物体B的过程,动量守恒,规定向右为正方向,则
解得
对物体B根据动量定理有
解得
(2)由(1)可解得子弹A击穿物体B后,B的速度为
m/s
物体B上升过程中,B、C组成的系统水平方向动量守恒,设最大高度为h,则有
解得
由能量守恒定律
解得
(3)当B回到最低点时,C的速度最大,根据B、C系统动量守恒可知
根据能量守恒定律有
解得
或
套筒C可以达到的最大速度为60m/s。
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