卷子答案网-一个不只有答案的网站重庆市三峡名校联盟2023-2024学年高二上学期12月联考
物理试卷
（满分：100分 考试时间：75分钟）
一、选择题（43分）：本题共10个小题，第1~7题为单选，每小题4分：第8~10题有多选，全部选对的得5分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。
1．下列关于静电场中电场强度、电势、电势能的说法正确的是（ ）
A．电场强度的定义式为，电场强度的方向与F的方向相同
B．电场强度为零的点的电势数值可能是负值
C．在电势越高的地方，电荷的电势能越大
D．静电场中某点电势的数值等于把单位正电荷从该点移到电势零点外力所做的功
2．质量分别为和、电荷量分别是和的小球，用长度不等的轻丝线悬挂起来，两丝线与竖直方向的夹角分别是和，两小球恰在同一水平线上，那么（ ）
A．一定等于 B．一定等于
C．和所受静电力大小一定相等 D．两根线上的拉力大小一定相等
3．如图所示，光滑水平面上有一倾角为a的光滑斜面体A，质量为M，底边长为L，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。此过程中斜面体对滑块的支持力大小为，重力加速度大小为g，则（ ）
A．斜面体A对滑块B支持力不做功
B．滑块B下滑过程中，A、B组成的系统动量守恒
C．滑块B滑到斜面底端时，斜面体向左滑动的距离为
D．滑块B下滑时间t过程中，地面对A支持力的冲量大小为
4．如图，不同的带正电粒子（不计重力）在电压为的电场中的O点静止开始加速。从M孔射出，然后射入电压为的平行金属板间的电场中，入射方向与极板平行，在满足带正电粒子能射出平行板电场区域的条件下，则（ ）．
A．若粒子的电荷量q相等，则它们在板间的加速度大小一定相等
B．若粒子的比荷不同，则它们射出平行板电场时偏移量y不相同
C．若粒子的比荷不同，但它们射出平行板电场时偏转角度不相同
D．若粒子的电荷量q相等，则它们从平行板电场射出时的动能一定相等
5．在冰壶比赛中，某队员利用红壶去碰撞对方的蓝壶，两者在大本营中心发生对心碰撞如图（a）所示，碰撞前后两壶运动的图线如图（b）中实线所示，其中红壶碰撞前后的图线平行，两冰壶质量相等，则（ ）
A．碰后蓝壶移动的距离为 B．两壶发生了弹性碰撞
C．碰后蓝壶速度为 D．碰后红壶所受摩擦力小于蓝壶所受摩擦力
6．额定电压均为的白炽灯和的特性曲线如图甲所示，现将和完全相同的与和一起按如图乙所示电路接入电路中，则下列说法不正确的是（ ）
A．的额定功率约为 B．的实际功率比的实际功率约小
C．的实际功率约为 D．的实际功率比的实际功率约小
7．一条长为L的绝缘细线上端固定在O点，下端系一个质量为m带电量为的小球，将它置于水平向右的匀强电场中，小球静止时细线与竖直线的夹角成．已知重力加速度为g，下列正确的是（ ）
A．如果改变电场强度大小和方向，使小球仍在原位置平衡，电场强度最小为
B．在A点给小球一个垂直于细线方向，大小至少为的速度，才能使小球能在竖直平面内做完整的圆周运动
C．在A点给小球一个垂直于细线方向初速度，使小球能在竖直平面内做完整的圆周运动，小球在运动至圆周轨迹上的最高点时机械能最大
D．突然撤去电场的瞬间，绳子拉力变为
8．用如图所示的装置可以研究影响平行板电容器电容的因素。设两极板的正对面积为S，极板间的距离为d，静电计指针偏角为。平行板电容器电容充电后与电源断开，下列说法正确的是（ ）
A．保持S不变，增大d，则变大
B．保持S不变，增大d，则变小
C．保持d不变，减小S，则变小
D．保持d、s不变，极板间插入陶瓷，则变小
9．如图所示，第一颗子弹以水平初速度射向原来静止在光滑水平面上的木块，并射穿木块，木块的最终速度为。现用第二颗同样的子弹以水平初速度射向原来静止在光滑水平面上的同样的木块，木块的最终速度为。设木块对子弹的阻力大小恒定。下列判断正确的是（ ）
A．第二颗子弹一定能射穿木块，
B．第二颗子弹一定能射穿木块，
C．第二颗子弹对木块做功较少
D．第二颗子弹对木块的冲量较大
10．如图所示，小球A质量为m，系在细线的一端，线的另一端固定在O点，O点到光滑水平面的距离为h．物块B和C的质量分别是和，B与C用轻弹簧拴接，置于光滑的水平面上，且B物块位于O点正下方。现拉动小球使细线水平伸直静止释放，运动到最低点时与物块B发生正碰（碰撞时间极短），碰撞过程损失的机械能为．小球与物块均视为质点，不计空气阻力，重力加速度为g，则（ ）
A．碰后A上升的最大高度为
B．碰后B物块的速度大小为
C．碰后轻弹簧获得的最大弹性势能为
D．从开始至物块C获得最大速度过程，弹簧对C物体做的功为
二、实验题：本大题共2个小题，共15分。
11．（6分）某同学利用如图所示的斜槽轨道和两个由相同材料制成、表面粗糙程度相同的滑块A、B做“验证动量守恒定律”的实验，斜槽轨道由倾斜轨道和平直轨道组成，两部分间由一段圆弧平滑连接，在平直轨道上一侧固定有刻度尺，其操作步骤如下：
①将斜槽轨道放置在水平桌面上；
②用天平测得A、B两个滑块的质量分别为、；
③不放滑块B，使滑块A从倾斜轨道顶端P点由静止释放，滑块A最终静止在平直轨道上，记下滑块A静止时其右侧面对应的刻度；
④把滑块B放在平直轨道上，使其左侧面刚好位于的刻度尺的0刻度线处；
⑤滑块A仍从倾斜轨道顶端P点由静止释放，滑块A、B发生碰撞（碰撞时间极短），最终均静止在平直轨道上，记下最终滑块B静止时其左侧面对应的刻度，滑块A静止时其右侧面对应的刻度．
（1）实验中，必须满足的条件是_________。
A．倾斜轨道必须光滑 B．滑块A的质量应大于滑块B的质量
C．平直轨道必须水平 D．同一组实验中，滑块A静止释放的位置可以不同
（2）实验中滑块A碰撞前瞬间的速度大小与_________成正比。
A． B． C． D．
（3）若关系式_________成立，则可得出结论：滑块A、B碰撞过程中动量守恒（均用给定的物理量符号表示）
12．（9分）某物理实验小组利用以下器材测量某金属丝的电阻率。可选用的器材如下：
①待测金属丝，（用表示），阻值约几十欧
②电流表：量程，内阻约为
③电流表：量程，内阻为
④电压表V：量程为，内阻为
⑤滑动变阻器：总阻值约为
⑥滑动变阻器：总阻值约为
⑦电源E，电动势约为，内阻忽略不计
⑧开关一个及导线若干
（1）用螺旋测微器测金属丝直径如图甲所示_________；（2分）
（2）用多用电表欧姆挡粗测金属丝阻值大小，分别选择倍率和，经正确操作后，测量中多用电表表盘示数如图乙所示，则金属丝的电阻约为_________。（2分）
（3）测出金属丝阻值后，可算出金属丝电阻率为_________（用含d、、L的表达式表示）（2分）
（4）同学们用伏安法进一步测量，请在图中虚线框内补充完整实验电路图，并标明所选器材的代号。（3分）
三、计算题：（共42分）解答应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤，只写出最后答案的不能得分。
13．（12分）如图所示，已知电源电动势，内阻，当接入固定电阻时，电路中标有“”的灯泡L和内阻的小型直流电动机D都恰能正常工作．试求：
（1）电路中的电流大小；
（2）电动机的额定电压；
（3）电动机的输出功率．
14．（12分）在光滑绝缘水平面上放置一质量、电荷量的小球，小球系在长的绝缘细线上，细线的另一端固定在O点．整个装置置于匀强电场中，电场方向与水平面平行且沿OA方向，如图所示（俯视图）．现给小球一初速度使其绕O点做圆周运动，小球经过A点时细线的张力，小球在运动过程中，最大动能比最小动能大，小球可视为质点
（1）求电场强度的大小；
（2）求运动过程中小球的最小动能；
（3）若小球运动到动能最小的位置时细线被剪断，则经多长时间小球动能与在A点时的动能相等？此时小球距A点多远？
15．（18分）水平面上固定一根内壁光滑的绝缘圆筒，圆筒长，简内充满沿筒水平向右的匀强电场，场强大小，现有一质量为的圆形小滑块（可视为质点）静止，在圆筒内距左端处，该滑块为绝缘体且不带电。现有一个直径略小于圆筒内径且质量为m的光滑绝缘弹性的小球，该小球带电量为，在圆筒内左端无初速度释放，小球将与滑块发生多次弹性碰撞，不计空气阻力，绝缘小球带电量始终保持不变，重力加速度g，求：
（1）小球与小滑块第一次碰撞后，各自速度大小；
（2）在第一次到第二次碰撞的这段时间内，滑块与小球相距的最大距离；
（3）滑块在筒内运动过程中，小球与滑块碰撞的次数。
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物理参考答案
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
B C C D A D B AD BC ABD
10．BCD
【详解】A．设小球运动到最低点与物块碰撞前的速度大小为，根据机械能守恒定律有：
解得：
设碰撞后小球反弹的速度大小为，物块的速度大小为，取水平向右为正方向，由动量守恒定律有：
由系统能量守恒得：
解得：或（因舍去该组解）
又：，得：故A、B正确；
碰撞后当与物块速度相等时轻弹簧的弹性势能最大据动量恒定律有、机械能守恒定律：
解得：故C错误；
D．在弹簧回到原长时，物块有最大速度，据动量守恒和机械能守恒可解得
；
解得：
再据动能定理知弹簧对做功为：，故D正确。
11．（1）B （2）D （3）
【详解】（1）倾斜轨道不一定必须光滑，只要滑块A到达底端的速度相同即可，故A错误；
B．为防止滑块A与滑块B碰后反弹，则滑块A的质量必须大于滑块B的质量，故B正确；
C．因为两滑块的材料相同，表面的粗糙程度相同，若平直轨道的倾角为，由动能定理得
，得：
可见平直轨道不水平时，两滑块在轨道上碰撞前后的速度的平方仍与位移成正比，仍可用运动的位移代替速度，故C错误；
D．为保证滑块A每次到达底端的初速度相同，则同一组实验中，滑块A静止释放的位置要相同，故D错误，故选B。
（2）对滑块A由动能定理得：
可得滑块碰撞前的速度大小为：，即：
（3）若滑块碰撞过程中动量守恒，则有：
又因为：
联立可得：
12．（1） （2） （3）
（4）
13．（1） （2） （3）
【详解】（1）灯泡正常发光，电路中的电流为：
（2）由闭合电路欧姆定律可求得，电动机的额定电压为：
（3）电动机的总功率为：
电动机的热功率为：
所以电动机的输出功率为：
14．【详解】（1）当电场力做正功最多时动能最大，而最大的正功为，根据题意有：
代入数据得：
（2）在处动能最大，处：
点关于的对称点处动能最小，则最小动能：
代入数据得
（3）B点动能最小，在B点：，得
当动能相等时，断线后球做类平抛运动：
入数据得：
小球距点：
15．【详解】（1）小球第一次与小滑块碰撞前做初速度为0的匀加速运动，设两者第一次碰撞前瞬间小球的速度大小为，由动能定理得：，即
设第一次碰撞后瞬间小球和圆盘的速度分别为，小球与小滑块发生弹性碰撞，以水平向右为正方向，由动量守恒定律和机械能守恒定律得
联立解得：，
小球速度方向为水平向左，小滑块速度方向为水平向右。
（2）第一次碰后小球向左匀减速运动，加速度大小：
小滑块向右匀速直线运动，当小球的速度与小滑块的速度相同时，两者间距离最远。设第一次碰后小球经过时间与小滑块的速度相同，两者间的最远距离为，
解得：
（3）第一次碰撞后到第二次碰撞时，两者位移相同，设此过程经历的时间为，小滑块的位移为，以右为正方向，根据运动学公式得
解得
第二次碰撞前瞬间小球的速度为：
设第二次碰撞后瞬间小球和滑块的速度分别为，以竖直向下为正方向，由动量守恒定律和机械能守恒定律得
联立解得：
同理，设第二次碰撞后到第三次碰撞时经历的时间为，滑块的位移为，则有，解得：
第三次碰撞前瞬间小球的速度为：
设第三次碰撞后瞬间小球和滑块的速度分别为，同理可得：
联立解得：．
同理，设第三次碰撞后到第四次碰撞时经历的时间为，滑块的位移为，则有：；
解得
综上分析，由前三次碰撞后滑块的向下运动的位移分别为
可归纳出每次碰撞后到下一次碰撞时，滑块位移逐次增加，如果滑块不离开圆管，第四次碰撞后到第五次碰撞时圆盘的位移为：
因
第四次碰撞后滑块离开圆管，小球与滑块的碰撞次数为4次。
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