安徽省霍邱县第二中学2020学年高二物理上学期期中试题（含解析） 13页

霍邱二中2020学年高二上期中考试 ‎ 物理试题 满分：100分 时间：90分钟 一、选择题（本大题共12小题，每题4分，共48分。其中1—8题为单选题，9—12题为多选题。请将正确的答案填在答题卷的指定位置，写在试卷上的答案无效。）‎ ‎1.关于元电荷和点电荷的理解正确的是 ( )‎ A. 元电荷就是电子 B. 元电荷是表示跟电子所带电量数值相等的点电荷 C. 体积很小的带电体就是点电荷 D. 点电荷是一种理想化模型 ‎【答案】BD ‎【解析】‎ 试题分析：元电荷的电量等于电子的电量，但不是电子．元电荷是带电量的最小单元．没有电性之说．故A错误；元电荷是表示跟电子所带电量数值相等的电量，故B正确；当两个带电体的形状对它的相互作用力的影响可忽略时，这两个带电体可看作点电荷，故C错误；点电荷实际不存在，是理想化模型．故D正确；‎ 故选BD．‎ 考点：元电荷；点电荷 ‎【名师点睛】点电荷是当两个带电体的形状对它的相互作用力的影响可忽略时，这两个带电体可看作点电荷．而元电荷是带电量的最小值，它不是电荷，所有带电电荷量均是元电荷的整数倍。‎ ‎2.两个分别带有电荷量－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，它们间库仑力的大小为F.两小球相互接触后将其固定距离变为，则两球间库仑力的大小( )‎ A. F B. F C. F D. 12F ‎【答案】C ‎【解析】‎ ‎【详解】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+Q，距离又变为原来的，库仑力为，所以两球间库仑力的大小为F。故选C。‎ ‎3.如图所示，一水平放置的平行板电容器充完电后一直与电源相连，带正电的极板接地，两极板间在P点固定一带正电的点电荷，若将负极板向下移动一小段距离稳定后两板仍正对平行，则下列说法中正确的是　　‎ A. P点的电势升高 B. 两板间的场强不变 C. 点电荷的电势能减小 D. 两极板所带的电量不变 ‎【答案】C ‎【解析】‎ ‎【详解】AB、电容器始终与电源连接，两端的电势差不变，负极板向下移动一小段距离稳定后，d变小，根据E，知两板间的电场强度增大。根据U＝Ed知，正极板与P点间的电势差增大，电势差等于正极板与P点的电势之差，正极板的电势为0，所以P点的电势降低。故AB错误。‎ C、P点的电势降低，根据EP＝qφ，该点电荷是正电荷，所以电势能降低，故C正确。‎ D、根据C，知电容器的电容增大，再根据Q＝CU知，极板所带的电量增加。故D错误。‎ ‎4.如图A、B两点电荷均带正电，且电荷B的带电量是电荷A的2倍，P点在A、B连线的中点，电荷A在P点形成的电场强度大小是E，则P点的合场强大小和方向分别是（ ）‎ A. 3E，向左 B. 3E，向右 C. E，向左 D. E，向右 ‎【答案】C ‎【解析】‎ ‎【详解】根据题意，电荷A在P点形成的电场强度大小是E，由库仑定律可知，电荷B在P点的电场强度大小是2E，方向与A电荷在该处相反，即为水平向左，根据电场的叠加原理，可知，在P点的合场强大小和方向分别是：E，水平向左，故C正确，ABD错误。‎ ‎5.质量是60 kg的建筑工人，不慎从高空跌下，由于弹性安全带的保护，他被悬挂起来．已知安全带的缓冲时间是1.2 s，安全带长5 m，取g＝10 m/s2，则安全带所受的平均冲力的大小为 (　　)‎ A. 500 N B. 600 N C. 1 100 N D. 100 N ‎【答案】C ‎【解析】‎ 根据v2=2gL得，弹性绳绷直时，工人的速度 ,则匀减速直线运动的加速度 ;根据牛顿第二定律得，F-mg=ma 解得F=mg+ma=1100N．故C正确，ABD错误．故选C．‎ ‎6.在静电场中，将一正电荷从a移动到b点，电场力做了负功，则（ ）‎ A. b点的电场强度一定比a点大 B. 电场线方向一定从b指向a C. b点的电势一定比a点高 D. 该电荷的动能一定减小 ‎【答案】C ‎【解析】‎ 电场力做负功，该电荷电势能增加．正电荷在电势高处电势能较大，C正确．电场力做负功同时电荷可能还受其他力作用，总功不一定为负．由动能定理可知，动能不一定减小，D错．电势高低与场强大小无必然联系，A错．b点电势高于a点．但a、b可能不在同一条电场线上，B错．‎ ‎7.运送人造地球卫星的火箭开始工作后，火箭做加速运动的原因是( )‎ A. 燃料燃烧推动空气，空气反作用力推动火箭 B. 火箭吸入空气，然后向后排出，空气对火箭的反作用力推动火箭 C. 火箭发动机用力将燃料燃烧产生的气体向后推出，气体的反作用力推动火箭 D. 火箭燃料燃烧发热，加热周围空气，空气膨胀推动火箭 ‎【答案】C ‎【解析】‎ ‎【详解】由于反冲运动的作用，火箭燃料燃烧产生的气体给火箭一个反作用力使火箭加速运动，这个反作用力并不是空气给的，故C正确，ABD错误。‎ ‎8. 质量为1kg的物体做直线运动，其速度图象如图所示。则物体在前10s内和后10s内所受外力的冲量分别是（ ）‎ A. 10N·s,10N·s B. 10N·s，－10N·s C. 0，10N·s D. 0，－10N·s ‎【答案】D ‎【解析】‎ 由图象可知，在前10s内初、末状态的动量相同，p1＝p2＝5kg·m/s，由动量定理知I1＝0；在后10s内末状态的动量p3＝－5kg·m/s，由动量定理得I2＝p3－p2＝－10N·s，故正确答案为D。‎ ‎9.一带电粒子从电场中的A点运动到B点，轨迹如图虚线所示．不计粒子所受重力，则(　 　)‎ A. 粒子带正电 B. 粒子加速度逐渐减小 C. A点的速度大于B点的速度 D. 粒子的初速度不为零 ‎【答案】BCD ‎【解析】‎ 由粒子的运动轨迹弯曲方向可知，带电粒子受电场力的方向大致斜向左，与电场强度方向相反，故粒子带负电，故A错误．A点电场线密集，故电场强度大，电场力大，故加速度大，所以粒子的加速度一直减小，故B正确．由于带电粒子是从A到B，带电粒子受电场力的方向大致斜向左，故电场力做负功，带电粒子的速度减小，A点的速度大于B点的速度，故C错误．由于带电粒子是从A到B，带电粒子受电场力的方向大致斜向左，受到的电场力的方向与轨迹的方向不相同，所以粒子在A点的初速度一定不等于零，故D正确．故选BD．‎ 点睛：解决这类带电粒子在电场中运动问题的关键是根据轨迹判断出电场力方向，利用电场中有关规律求解；明确电场力做功与电势能和动能间的关系．‎ ‎10.质量为m的带电小球射入匀强电场后，以方向竖直向上、大小为2g的加速度向下运动，在小球下落h的过程中(　　)‎ A. 小球的重力势能减少了2mgh B. 小球的动能减少了2mgh C. 电场力做负功2mgh D. 小球的电势能增加了3mgh ‎【答案】BD ‎【解析】‎ 试题分析：小球下落h，重力势能减少量为△EP=mgh，故A错误；小球的动能变化等于合外力做的功，△Ek=（mg-F）h=-2mgh，即动能减少了2mgh，故B正确；电场力的做功为W=-Fh=-3mgh，故C错误；小球的加速度方向向上，大小是2g，由牛顿第二定律可得，2mg=F-mg，电场力F=3mg，方向向上；电场力向上，小球向下运动，电场力做负功，电势能增加，△EP=Fh=3mgh，故D正确；故选BD。‎ 考点：带电粒子在电场中的运动 ‎【名师点睛】本题考查对功能关系的理解能力，对于几对功能关系的理解要准确，不能张冠李戴，动能的变化由合力的做功决定，重力势能的变化由重力做功决定．电势能的变化有电场力的功决定．‎ ‎11.在光滑水平面上，有A、B两个小球沿同一直线向右运动，A在后面，B在前面，已知碰撞前两球的动量分别为pA＝12 kg·m/s， pB＝13kg·m/s，碰撞后它们动量的变化是ΔPA 与ΔPB ，有可能的是：（ ）‎ A. ΔPA＝－3 kg·m/s ΔPB＝3kg·m/s B. ΔPA＝4 kg·m/s ΔPB＝－4kg·m/s C. ΔPA＝－5 kg·m/s ΔPB＝5kg·m/s D. ΔPA＝－24 kg·m/s ΔPB＝24kg·m/s ‎【答案】AC ‎【解析】‎ ‎【详解】如果△PA=-3kg•m/s，△PB=3kg•m/s，遵守动量守恒定律．碰后两球的动量分别为 P′A=PA+△PA=12kg•m/s-3kg•m/s=9kg•m/s、P′B=PB+△PB=13kg•m/s+3kg•m/s=16kg•m/s，可知，碰撞后A的动能减小，B的动能增大，不违反能量守恒定律，是可能的．故A正确．如果△PA=4kg•m/s，△PB=-4kg•m/s，遵守动量守恒定律．A球的动能增加，B球的动能减小，不符合实际的运动情况，不可能，故B错误．如果△PA=-5kg•m/s，△PB=5kg•m/s，遵守动量守恒定律．碰后两球的动量分别为 P′A=PA+△PA=12kg•m/s-5kg•m/s=8kg•m/s、P′B=PB+△PB=13kg•m/s+5kg•m/s=18kg•m/s，可知，碰撞后A的动能减小，B的动能增大，不违反能量守恒定律，是可能的．故C正确．如果△PA=-24kg•m/s，△PB=24kg•m/s，遵守动量守恒定律．碰后两球的动量分别为 P′A=PA+△PA=12kg•m/s-24kg•m/s=-12kg•m/s、P′B=PB+△PB=13kg•m/s+24kg•m/s=37kg•m/s，可知，碰撞后A的动能不变，B的动能增大，违反了能量守恒定律，是不可能的．故D错误；故选AC.‎ ‎【点睛】对于碰撞过程要遵守三大规律：一是动量守恒定律；二是总动能不增加；三是符合物体的实际运动情况．‎ ‎12. 如图所示，两平行金属板间有一匀强电场，板长为L，板间距离为d，在距板右端L处有一竖直放置的光屏M.一电荷量为q、质量为m的质点从两板中央射入板间，最后垂直打在M屏上，则下列结论正确的是( )‎ A. 板间的电场强度大小为mg/q B. 板间的电场强度大小为2mg/q C. 质点在板间运动时动能的增加量等于电场力做的功 D. 质点在板间的运动时间等于它从板的右端运动到光屏的时间 ‎【答案】BD ‎【解析】‎ 试题分析：由题，质点先在电场和重力场的复合场中做类平抛运动，要垂直打在M屏上，离开出场后，质点一定打在屏的P点上方，做斜上抛运动．质点从离开电场后到垂直打在M屏上过程是平抛运动的逆运动。质点先在水平放置的两平行金属板间做类平抛运动，要垂直打在M屏上，离开电场后，质点一定打在屏的 P点上方，做斜上抛运动．否则，质点离开电场后轨迹向下弯曲，质点不可能垂直打在M板上．质点在板间的类平抛运动和离开电场后的斜上抛运动，质点垂直打在M板上时速度也水平，则质点类平抛运动的轨迹与斜上抛运动的轨迹具有中心对称性，轨迹如图虚线所示，加速度大小，方向相反，根据牛顿第二定律得到，qE-mg=mg，E=．A错误，B正确；水平方向都不受外力，都做匀速直线运动，速度都等于v，而且v方向水平，质点在板间的运动时间等于它从板的右端运动到光屏的时间，D正确；质点在板间运动时动能的增加量等于电场力和重力做功之和，C错误。故选BD。‎ 考点：带电粒子在复合场中的运动，抛体运动 二、实验题（本大题包括2小题，共15分。请按要求将答案填在答题卷的指定位置，写着试卷上的答案无效。）‎ ‎13.某一研究性学习小组的同学们设计了以下实验方案来验证电荷守恒定律：‎ 操作 步骤一：手持起电板柄，用力将两块起电板快速摩擦后分开 步骤二：将其中一块板插入箔片验电器上端的空心金属球（不要接触金属球）‎ 步骤三：将两块板同时插入空心金属球 图解 现象 箔片张开 箔片闭合 根据以上实验过程和观察到的现象，回答下列问题：‎ ‎1）步骤二的实验现象，说明_____________________________________________；‎ ‎2）步骤三的实验现象，说明_____________________________________________；‎ ‎3)该研究性实验_________（填“能”或“不能”）验证电荷守恒定律。‎ ‎【答案】 (1). 插入验电器上端空心金属球内的起电板带上了电荷 (2). 两块板带有等量异号电荷，总电荷量为零 (3). 能 ‎【解析】‎ ‎【详解】（1）步骤二的实验现象是箔片张开，即箔片带电，说明插入验电器上端空心金属球内的起电板带上了电荷；‎ ‎（2）步骤三的实验现象是箔片闭合，即箔片不带电，说明两块板带有等量异号电荷，总电荷量为零；‎ ‎（3）该研究性实验说明不带电的物体摩擦起电后带上等量异种电荷，能验证电荷守恒定律．‎ ‎14.用图示装置研究碰撞中的不变量，气垫导轨水平放置，挡光板宽度9.0mm，两滑块被弹簧弹开后，左侧滑块通过左侧光电计时器，记录时间为0.040s；右侧滑块通过右侧光电计时器，记录时间为0.060s，左侧滑块质量100g，左侧滑块m1v1大小________g·m/s，右侧滑块质量149g，两滑块质量与速度乘积的矢量和m1v1＋m2v2＝________g·m/s；‎ ‎【答案】 (1). 22.5 (2). 0‎ ‎【解析】‎ ‎【详解】左侧滑块的速度为：‎ 则左侧滑块 右侧滑块的速度为：‎ 则右侧滑块 可见在误差允许的范围内两滑块 三、计算题（本大题包括3小题，共37分。请将必要的文字说明和关键的解题步骤及公式，写着指定的答题区域，只写答案的不能得分。）‎ ‎15.如果悬挂球的绳子能承受的最大拉力T0=10 N，球质量m=0.5 kg，L=0.3 m，锤头质量M=0.866 kg，如果锤沿水平方向打击球m，锤头速度多大时才能把绳子打断（设m原来静止，打击后锤头静止，取g=10 m/s2）？‎ ‎【答案】大于等于1 m/s ‎【解析】‎ 试题分析：球m被锤打击后以O为圆心，L为半径做圆周运动，且在刚打过后绳子拉力最大，由圆周运动向心力计算公式有T0-mg=m·‎ v=‎ 锤打击m过程中，系统水平方向不受外力作用，系统水平动量守恒mv0=mv v0=="1" m/s 若要锤打小球后绳子被拉断，锤的速度应大于等于1 m/s 考点：动量守恒 牛顿第二定律 圆周运动 点评：打击、碰撞类动量守恒问题，根据圆周运动求解最低点受力问题，属于简单题型，应该熟练掌握。‎ ‎16.如图所示，平行金属板两板间的距离为4 cm，两板间电压为100 V，若a、b两点间距离也是4 cm，且a、b两点连线与电场线的夹角为60°，则：‎ ‎1）.板间场强E为多少？‎ ‎2）.a、b两点间的电势差是多少？‎ ‎3）.把电荷量为－1.0×10－15 C的点电荷由a点移到b点，电势能变化了多少？‎ ‎4）.若b点离下极板的距离为1 cm，取上极板的电势为零，则b点的电势φb等于多少？‎ ‎【答案】（1）板间场强E为2500V/m．‎ ‎（2）a、b两点的电势差是50V．‎ ‎（3）电势能增加了5×10﹣14J．‎ ‎（4）b点的电势φb等于为﹣75V．‎ ‎【解析】‎ 试题分析：（1）板间的场强（3分）‎ ‎（2）a、b两点间的电势差（3分）‎ ‎（3）电荷从a点到b电场力做功 可知电势能增加了（3分）‎ ‎（4）b点与上极板间的距离d′=3cm，‎ 则上极板与b点的电势差U=Ed′=2500×0.03V=75V，‎ 因为上极板的电势为零，所以b点的电势φb=﹣75V．（3分）‎ 考点：本题考查了静电场中能的有关计算 ‎17.如图所示，空间有电场强度E＝1.0×103 V/m竖直向下的匀强电场，长L＝0.4 m不可伸长的轻绳一端固定于O点，另一端系一质量m＝0.05 kg带正电荷q＝5×10－4 C的小球，拉起小球至绳水平后在A点无初速度释放，当小球运动至O点的正下方B点时，绳恰好断裂，小球继续运动并垂直打在同一竖直平面且与水平面成θ＝30°、无限大的挡板MN上的C点，重力加速度g＝10 m/s2.试求：‎ ‎1）.绳子能承受的最大拉力；‎ ‎2）.A、C两点间的电势差．‎ ‎【答案】（1）3N （2）1600V ‎【解析】‎ 试题分析：（1）A→B由动能定理及圆周运动知识有：（mg+qE）•L＝mvB2‎ 得：F=3N ‎（2）‎ ‎ 得：U=1600V 考点：牛顿第二定律及动能定理的应用