广东省三校（广州二中、珠海一中、中山纪中）2020学年高二物理11月期中联考试题 12页

广东省三校（广州二中、珠海一中、中山纪中）2020 学年高二物理 11 月期中联考试题 本试卷分选择题和非选择题两部分，共 6 页，16 题，满分 100 分。考试用时 90 分 钟。 注意事项：1．答卷前，考生务必将自己的姓名、考生号、试室号和座位号填写在答 题卡上。 2．作答选择题时，选出每小题答案后，用 2B 铅笔将答题卡上对应题目选 项的答案信息点涂黑；如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其他答案。 答案不能答在试卷上。 3．非选择题必须用黑色字迹的钢笔或签字笔作答，答案必须写在答题卡 各题目指定区域内相应位置上；如需改动，先划掉原来的答案，然后 再写上新答案；不准使用铅笔和涂改液。不按以上要求作答无效。 4．考生必须保证答题卡的整洁。考试结束后，将试卷和答题卡一并交回。 第 I 卷（共 48 分） 一、选择题(1 到 7 题为单项选择，每题只有一个选项正确，每题 4 分，共 28 分；8 到 12 题为多项选择，有两个或两个以上的正确选项，每题 4 分，漏选得 2 分，错选 得 0 分，共 20 分。) 1.如图所示是阴极射线示波管的聚焦电场，实线为 电场线，虚线为等势面，a、b 为电场中的两点,则 A．a 点的场强大于 b 点的场强 B．a 点的电势高于 b 点的电势， C．电子在 a 点的电势能大于在 b 点的电势能 D．电子在 a 点的电势能小于在 b 点的电势能 2. 随着交通日益拥挤、车辆速度越来越快，事故的发生更为频繁，所以汽车安全性 变得尤其重要。而安全气囊成为了不可或缺的汽车被动安全设备，它的数量也是衡 量车辆安全性能的重要指标。发生交通事故时，汽车安全气囊有助于减轻胸、头和 面部在碰撞时受伤的严重性。在碰撞过程中，关于安全气囊对驾驶员保护作用的说 法正确的是： A．减小了驾驶员的动量变化量 B．减小了驾驶员受到撞击力的冲量 C．减小了驾驶员的动量变化率 D．减小了驾驶员的动量 3.某静电场在 x 轴上各点的电势随坐标 x 的分布图像如图。有一带电的小球只在 电场力作用下沿 x 轴正向运动，从 x1 处运动到 x2 处的过程中，下列说法中正确 的是 A.带电小球的电势能一定减小 B.带电小球的动能一定增大 C.带电小球的动量一定增大 D.带电小球的加速度一定增大 4．在光滑水平面上，质量为 m 的小球 A 以速度 v0 匀速运动．某时刻小球 A 与质量 为 4m 的静止小球 B 发生正碰，两球相碰后，A 球以 的速度反弹。则碰撞过程中系 统损失的机械能为： A．0　　 　 B． C． D． 5. 两个带等量正电荷的点电荷固定在图中 a、b 两点，MN 为 ab 连线的中垂线，交直线 ab 于 O 点，A 为 MN 上的一点。一 带 负 电的试探电荷 q 从 A 点由静止释放，仅在静电力作用下运 动 。 则下列说法正确的是 A．q 在由 A 点向 O 点运动的过程中，加速度先增大后减小 0 3 v 2 0 2 9 mv 2 0 7 18 mv 2 0 4 9 mv B．q 在由 A 点向 O 点运动的过程中，动能先增大后减小 C．q 在由 A 点向 O 点运动的过程中，电势能先减小后增大 D．q 将以 O 点为对称点做往复运动 6.在绝缘光滑水平面上固定一带电＋Q 的点电荷 A，距离 A 为 d 处放置另一带电－ 2Q 的点电荷 B。为了使 B 处于静止状态，则需要在水平方向加一个匀强电场。则点 电荷 B 处于静止时，AB 中点 O 处的场强为多大 A. B. C. D. 7.在光滑水平桌面上，质量为 m 的物体 P 和质量为 2m 的物体 Q 都可以视做质点，Q 与轻质弹簧相连。设 Q 静止，P 以某一初动能 E0 水平向 Q 运动并与弹簧发生相互作 用，用 E1 表示弹簧具有的最大弹性势能，用 E2 表示 Q 具有的最大动能，用 E3 表示 P 具有的最小动能，则 A. E1= B. E2 = C. E2= D. E3= 8.从水平地面上方高 h=0.8m 处，将 a，b 两球以 v0=3m/s 抛 出，a 球平抛，b 球竖直下抛。两球质量相等均为 1kg， 最 后落于同一水平地面上。在此过程中，下列说法正确的 是 (　　) A．两球落地时动量的大小相等 B．两球从抛出到落地重力的冲量相等 C．若 b 球落地时无能量损失反弹，和地面的相互作用时间为 0.1s，则地面对 b 球的平均作用力大小为 110N D．若 b 球落地时无能量损失反弹，和地面的相互作用时间为 2 3Qk d 2 11Qk d 2 12Qk d 2 10Qk d 0 3 E 0E 08 9 E 0 9 E 0.1s，则地面对 b 球的平均作用力大小为 100N 9.如图，一匀强电场的方向平行于直角三角形所在的平面，其中 A 点电势为 3V，B 点电势为 6 V，C 点电势为 9V。已知∠ACB＝30°，AB 边长为 3 cm ，下列说法正确 的是 A．该电场强度的大小为 2 V /cm B．该电场强度的大小为 V/cm C．电子在 A 点的电势能比在 B 点的低 3e V D. 电子从 A 点运动到 C 点电场力做功为 6e V 10.真空中某竖直平面内存在一水平向右的匀强电场，一质量为 m 的带电小球恰好能 沿图示虚线(与水平方向成 θ 角)由 A 向 B 做直线 运 动，小球的初速度为 v0，重力加速度为 g，则 A．小球可以带正电 B．小球向上运动过程中动能和重力势能之和在减 小 C．可求出小球运动到最高点所用的时间 D．不能求出小球运动到最高点电势能的改变量 11.如图所示，两个质量相等的带电小球，以相同速率在带电平行金属板的上边缘 P 点沿垂直于电场方向射入电场，A 落在下板中点、B 恰好沿下板边缘飞出电场，不计 重力，则开始射入到打到下板（B 刚好飞出电场）的过程中 A. 它们运动的时间之比 tA：tB=1:2 B. 它们运动的加速度之比 aA：aB=2:1 C．它们的动能增加量之比ΔEkA∶ΔEkB = 4∶ 1 D．它们的动量增加量之比ΔPA∶ΔPB = 1:2 3 12.如图所示，长为 L、倾角为 300 的光滑绝缘斜面固定于静电场中，一带电荷量为 ＋q、质量为 m 的小球，以初速度 v0 由斜面顶端的 A 点开始沿斜面下滑，到达斜面 底端 B 点的速度仍为 v0，途中小球始终未离开斜面，重力加速度为 g，则 A. 小球的电势能可能先减小后增大 B. A、B 两点间的电势差为 C. 若处于匀强电场中，则该电场的场强最小值 为 D. 若处于匀强电场中，则该电场的场强可能等于 第 II 卷（共 52 分） 二、实验题(请将答案写在答卷的相应空格处，共 10 分。) 13.如图所示，用“碰撞实验器”可以验证动量守恒 定 律，即研究两个小球在轨道水平部分碰撞前后的动 量 关系．实验中使用半径相同的弹性小球 1 和 2。 先安装好实验装置，在地上铺一张白纸，白纸上 铺 放复写纸，记下重垂线所指的位置 O． 接下来的实验步骤如下： 步骤 1：不放小球 2，让小球 1 从斜槽上 A 点由静止滚下，落在地面上．重复多次， 用尽可能小的圆，把小球的所有落点圈在里面，其圆心就是小球落点的平均位置 P； 步骤 2：把小球 2 放在斜槽前端边缘位置 B，让小球 1 从 A 点由静止滚下，使它们碰 2 mgL q mg q 3 5 mg q 撞，重复多次，并使用与步骤 1 同样的方法分别标出碰撞后两小球落点的平均位置 M，N； 步骤 3：用刻度尺分别测量三个落地点的平均位置 M，P，N 离 O 点的距离，即线段 OM， OP，ON 的长度 LOM，LOP，LON． （1）对于上述实验操作，下列说法正确的是_________． A．应使小球每次从斜槽上相同的位置由静止滚下 B．斜槽轨道必须光滑 C．斜槽轨道末端必须水平 D．小球 1 质量应大于小球 2 的质量 （2）上述实验除需测量线段 OM，OP，ON 的长度外，还需要测量的物理量是_________． A．A，B 两点间的高度差 h1 B．B 点离地面的高度 h2 C．小球 1 和小球 2 的质量 m1，m2 D．小球 1 和小球 2 的半径 r （3）当所测物理量满足表达式__________________(用所测物理量的字母表示)时， 即说明两球碰撞遵守动量守恒定律.如果还满足表达式__________________(用所测 物理量的字母表示)时，即说明两球碰撞时无机械能损失． （4）完成上述实验后，某实验小组对上述装置进行了 改造，如图所示．在水平槽末端与水平地面间放置了 一个斜面，斜面的底端与 O 点重合．使小球 1 仍从斜 槽上 A 点由静止滚下，重复实验步骤 1 和 2 的操作， 得到两球落在斜面上的平均落点 M′，P′，N′。用刻 度尺测量斜面底端到 M′，P′，N′三点的距离分别为 L OM′，LOP′，LON′，测量 出斜面的倾角为 ，用天平测量两个小球的质量为 m1，m2；则仅利用以上数据能不 能验证两球碰撞过程中动量守恒。若能请用所测物理量写出验证表达式，若不能请 说明理由。 θ 三、计算题(请答在答卷的相应区域，要写出必要的文字叙述和步骤，共 42 分。) 14. (12 分) 如图，平行金属板水平放置，上极板带负电且中心有一个小孔，两板间 的距离为 3d。一带电为+q 的带电小球在小孔正上方的 d 处静止释放，并恰好运动到 下极板，但不会被下极板吸收。已知小球质量为 m，重力加速度取 g，忽略极板外部 电场，不计空气阻力。求： （1）极板间的电场强度 E； （2）小球从开始释放到第一次刚离开上极板过程中，小球在板外与板间的运动时间 之比。 15. (14 分) 如图，倾角为 θ=30°斜面固定在水平台阶边缘，台阶下有一足够长、 质量为 6m 的木板 C，木板上表面与斜面底端等高，并且通过一小段光滑圆弧平滑连 接。质量为 6m 的滑块 B 静止在木板左端，斜面与水平面均光滑。已知滑块 B 与木 板 C 间的动摩擦因数为 μ=1 2。现让质量为 m 的滑块 A 在高为 h 处静止释放，与 B 发 生正碰，碰后 A 返回高度为原来的1 4。滑块均视为质点，重力加速度为 g，不计空气 阻力，求： （1）碰后滑块 B 的速度； （2）A 返回到最高点时，B 在木板上的滑行距离。 16. (16 分)如图，高 H=5m 的光滑水平台左端有一逆时针转动的传送带(轮子大小可 忽略不计)，带的表面与平台等高，带长为 d=1.25m，传送带左端正下方为 O 点。虚 线左侧存在水平向右的匀强电场，大小为 E=105N/C。平台右侧连接一光滑绝缘圆轨 道，半径为 R=1m，圆轨道中心固定一带负电的点电荷，电量为 Q=10‒4C。由于某种 作用，使得电荷 Q 产生的电场只分布在圆轨道内部。可视为质点的绝缘带电滑块 a、 b 用一轻质细绳连接，开始时整个装置处于静止状态。某时刻细线忽然断开，由于 库仑斥力 a、b 反向运动，当滑块 a 进入传送带或者 b 进入圆轨道后即可忽略它们之 间的斥力。已知滑块 a、b 的质量分别为 m1=2 kg，m2=1kg，电量分别为 q1=+6×10‒5C 和 q2=+2 3×10‒5C，a 进入传送带的速度为 v1=4m/s，a 与传送带之间的动摩擦因数 μ=0.3， g=10 m/s2，静电力常量 k=9×109N﹒m2/C2，空气阻力不计。求： （1）滑块 b 进入圆轨道时的速度大小 v2； （2）滑块 b 到达圆轨道最高点时对轨道的压力； （3）试分析传送带的速度 v 取不同值时，滑块 a 离开传送带后的落点与 O 点的位置 关系。 2020 学年度高二（上）三校联考 物理参考答案 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 C C D B D B C AC AD BC AC ABD 13．（1）ACD （2）C （3） （4）不能，因为根据已给的物理量求不出小球做平抛运动的时间，求不出小球 碰撞前后的速度。 14. 解：（1）从释放到下极板，由动能定理，得 mg(d+3d) ‒qE·3d=0 3 分 解得 E=4mg 3q 2 分 （2）设运动时间分别为 t1 和 t2，粒子到达小孔时速度为 v，由运动对称性可知 粒子返回到小孔的速度大小仍为 v。由动量定理，得 mgt1=mv‒0 3 分 取向下为正，从进入小孔到返回小孔，有 mgt2‒qE t2= ‒mv‒mv 3 分 (若列减速过程给 2 分，然后注明时间相等 1 分) 联立解得 t1 t2=1 6 1 分 15. 解：(1)设 A 碰 B 前瞬间速度为 v0，碰后速度分别为 v1 和 v2，则有 对 A，mgh=1 2mv02 1 分 返回时，有 mgh 4=1 2mv12 1 分 得 v1=v0 2 = 2gh 2 AB 碰撞动量守恒，有 mv0=‒mv1+6mv2 2 分 解得 v2= 2gh 4 1 分 ONOMOP LmLmLm 211 += 2 2 2 1 2 1 ONOMOP LmLmLm += (2)返回时 A 的加速度为 a= mgsin30° m = g 2 1 分 返回到最高点的时间为 t1= v1 g = 2h g (得出结果 1 分) 设 BC 能共速，则有 6mv2=(6m+6m)v3 1 分 共速时间为 t2，则有 ‒μ﹒6mgt2=6mv3‒6mv2 1 分 解得 t2=1 4 2h g (得出结果 1 分) t1>t2，说明 A 回到最高点之前 BC 已经共速。 1 分 设滑行距离为 L，则 μ﹒6mgL=1 2×6mv22‒ 1 2×(6m+6m)v32 2 分 (若用运动学位移差，总共 2 分，酌情处理) 得 L= h 16 1 分 16、：（1）对 ab，动量守恒，有 m1v1=m2v2 2 分 解得 v2=8m/s 1 分 （2）设 b 到最高点速度为 v，受轨道压力为 F，则有 kQq2 R2 +m2g+F=m2 v2 R 1 分 从圆轨道最低点到最高点，有 ‒ m2g﹒2R=1 2m2v2‒ 1 2m2v22 1 分 解得 F=8N 1 分 由牛三，滑块对轨道的压力大小为 F´=F=8N，方向竖直向上。 1 分 (大小方向都有才给这 1 分) （3）由题，q1E=μm1g=6N 1 分 离开传送带到落地的时间为 t= 2H g =1s 1 分 离开后水平方向的加速度为 a=q1E m1 =3m/s2 (向左) 1 分 ①若 v>v1=4m/s，则滑块在带上匀速，以 v1 离开，离开后水平方向 匀减速。 故水平位移为 x=v1t‒ 1 2at2=2.5m。故滑块落点位置为 O 点左侧 2.5m 处。1 分 若 v≤v1=4m/s，则滑块将减速，设全程减速到左端时速度为 v1´， 则有 v1´2‒ v12=‒2a´d 1 分 其中 a´=q1E + m1g m1 =6m/s2 1 分 联立解得 v1´=1 m/s ②故当 v< v1´=1 m/s 时，物块全程减速，以 v1´离开。 则水平位移为x=v1´t‒ 1 2at2=‒0.5m。故滑块落点位置为 O 点右侧 0.5m 处。 1 分 ③当 1m/s