河北省邯郸市2021-2022学年高二下学期2月开学考试物理试题（Word版含答案）

邯郸市2021-2022学年高二年级开学考试物理试题
一、单项选择题（本大题共7题，每小题4分，共28分,每小题给出的四个答案中，只有一项符合题目要求，选对的得4分，选错的得0分。）
1．下列说法正确的是（　　）
A．要实现静电屏蔽必须用密封的金属容器
B．静电平衡时，导体外表面越尖锐的位置电荷的密度越小
C．处于静电平衡状态的导体，其内部的电场强度处处为0
D．处于静电平衡状态的导体，其感应电荷产生的电场强度处处为0
2．一物块在空中某位置从静止开始沿直线下落，其速度v随时间t变化的图线如图所示。则物块（　　）
A．第一个时间内的位移等于第二个时间内的位移
B．第一个时间内合外力做的功小于第二个时间内合外力做的功
C．第一个时间内重力的冲量等于第二个时间内重力的冲量
D．第一个时间内合外力的冲量小于第二个时间内合外力的冲量
3．如图所示,一质点做平抛运动，历经0.1s时间先后经过A、B两点，到达A点时速度方向与水平方向的夹角为37°,到达B点时速度方向与水平方向的夹角为45°，已知sin 37°=0.6,cos 37°=0.8，g=10m/s2。则AB两点间水平距离为 (　　)
A.1m
B.0.8m
C.0.6m
D.0.4m
4．质量为2 kg的物体，放在动摩擦因数为μ=0.1的水平面上，在水平拉力F的作用下，由静止开始运动，拉力做的功W和物体发生的位移x之间的关系如图所示，g=10 m/s2，下列说法中正确的是（　　）
A．此物体在OA段做匀加速直线运动，且整个过程中拉力的最大功率为15 W
B．此物体在OA段做匀速直线运动，且整个过程中拉力的最大功率为6 W
C．此物体在OA段做匀加速直线运动，且整个过程中拉力的最大功率为6 W
D．此物体在OA段做匀速直线运动，且整个过程中拉力的最大功率为15 W
5.如图所示，水平放置的平行板电容器上极板带正电，所带电荷量为Q，板间距离为d，上极板与静电计相连，静电计金属外壳和电容器下极板都接地在两极板正中间P点有一个静止的带电油滴，现将电容器的上极板竖直向下移动一小段距离下列法正确的是(　　)
A. 油滴带正电
B. 静电计指针张角不变
C. 油滴向上运动
D. P点的电势不变
6．如图所示，位于光滑水平桌面上的小滑块P和Q都可视作质点，P的质量为m，Q的质量为3m，Q与轻质弹簧相连。Q原来静止，P以一定初动能E向Q运动并与弹簧发生碰撞。在整个过程中，弹簧具有的最大弹性势能等于（　　）
B．
C． D．E
7.如图所示，咬合传动的甲、乙两齿轮，半径分别为、，小物体m与两轮面间的动摩擦因数相同。将m放在甲轮边缘处时恰能相对静止，现保持转动情况不变，将m放在乙轮盘面上仍能相对静止，则m距乙轮圆心的距离应满足( )
A. 即可
B. 就能满足
C. 必须满足
D. 在区间才能满足
二、多项选择题（本大题共3小题，每小题6分，共18分,每小题给出的四个答案中，有两个或两个以上符合题目要求。全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。）
8.如图所示，某航天器围绕一颗行星做匀速圆周运动，航天器的轨道半径为，环绕行星运动的周期为，经过轨道上点时发出了一束激光，与行星表面相切于点，若测得激光束与轨道半径夹角为，引力常量为，不考虑行星的自转，下列说法正确的是（　　）
A．行星的质量为
B．行星表面的重力加速度为
C．行星的平均密度为
D．行星的第一宇宙速度为
9．如图所示，一固定光滑斜面倾角为，轻质弹簧的一端固定在斜面底端的挡板上，另一端与斜面上质量为的物块连接。开始时用手压住物块使弹簧压缩量为，放手后物块由静止开始上滑，到达最高点时弹簧的伸长量为，重力加速度为。则在物块由静止上滑到最高点的过程中（　　）
A．物块的加速度先减小后增大
B．物块克服重力做功的功率先减小后增大
C．物块的重力势能增加了
D．物块重力势能与动能之和保持不变
10．如图所示，真空中有一边长为的菱形，，点是连线的中点，在点固定一电量为的负点电荷，在点固定一电量为的正点电荷。则以下说法正确的是（　　）
A．点电势等于点电势
B．点的电场强度大小是点的8倍
C．点和点的电场强度大小相等，方向相反
D．正试探电荷在点的电势能大于在点的电势能
三、实验题（共计12分，每空3分。）
11．某同学用如图甲所示的实验装置验证机械能守恒定律，发现实验误差较大．为了减小误差，该同学设计出如图乙所示的实验装置来验证机械能守恒定律．实验前调整光电门位置，使小铁球下落通过光电门时球心能挡住激光束．实验时，小铁球从A点自由下落，经过光电门B时，通过毫秒计时器(图中未画出)记录挡光时间t，用毫米刻度尺测出A、B之间的距离h，用游标卡尺测得小铁球的直径d.重力加速度为g.则小铁球通过光电门时的瞬时速度v＝________.如果测量的d、t、h、g满足关系式____________，即可验证机械能守恒定律．
　
某同学用如图所示的装置“验证动量守恒定律”、并测量处于压缩状态下的弹簧的弹性势能。实验前，用水平仪先将光滑操作台的台面调为水平。其实验步骤为：
A．用天平测出滑块A、B的质量mA、mB；
B．用细线将滑块A、B连接，使A、B间的弹簧处于压缩状态；
C．剪断细线，滑块A、B离开弹簧后。均沿光滑操作台的台面运动，最后都滑落台面，记录A、B滑块的落地点M、N；
D．用刻度尺测出M、N距操作台边缘的水平距离x1、x2；
E．用刻度尺测出操作台面距地面的高度h。
请根据实验步骤完成下面填空：
(1)实验前，用水平仪先将光滑操作台的台面调为水平。其目的为____ _ ______；
(2)如果滑块A、B组成的系统水平动量守恒，须满足的关系是____ _______（用测量的物理量表示）；
四、 计算题（13题12分，14题15分，15题15分，共42分。）
13.如图所示，一质量为、带电荷量大小为的小球，用绝缘细线悬挂在水平向右的匀强电场中，假设电场足够大，静止时悬线向左与竖直方向夹角为θ=37°。小球在运动过程中电荷量保持不变，重力加速度g取。求：（，）求：
（1）该电荷的电性及电场强度E的大小
（2）若在某时刻将细线突然剪断，求经过1s时小球的速度大小及方向。
14.如图所示，水平放置的平行板电容器极板长度为L，两极板相距为d，距离极板右端也为L处有竖直放置的屏。现有一电荷量为、质量为m的带电粒子重力不计，以初速度沿平行于极板方向射入电场中，若电容器不带电，粒子打在屏上的O点，现给电容器加上恒定电压U时，粒子能从平行板间飞出打在屏上。求：
粒子从射入到打到屏上所用的时间；
粒子离开电场时的速度偏转角的正切值；
(3)粒子打到屏上的点P到O点的距离x。
15．如下图，光滑轨道固定在竖直平面内，水平段紧贴地面，弯曲段的顶部切线水平、离地面高为h;滑块A静止在水平轨道上，v0=40m/s 的子弹水平射入滑块A后一起沿轨道向右运动，并从轨道顶部水平抛出．已知滑块A的质量是子弹的3倍，取g=10m/s2，不计空气阻力．求：
（1）子弹射入滑块后一起运动的速度；
（2）水平距离x与h关系的表达式；
（3）当h多高时，x最大，并求出这个最大值。
邯郸市高二年级开学考试物理答案
1．C
A．要实现静电屏蔽必须用金属容器，但是不一定是密封的，金属导体和金属网都能实现静电屏蔽，选项A错误；
B．静电平衡时，导体外表面越尖锐的位置电荷的密度越大，选项B错误；
CD．处于静电平衡状态的导体，其内部的电场强度处处为0，其感应电荷产生的电场强度与外界电场等大反向，合场强处处为0，选项C正确，D错误；故选C。
2．C
A．在图象中，图线与时间轴围成的面积表示物块的位移。由图可知，物块第一个t0时间内的位移小于第二个t0时间内位移，A错误；
B．根据动能定理可知，合外力对物块做的功等于动能的改变量，由图可知，第一个t0时间内动能的变化量大小等于第二个t0时间内动能的变化量大小，则第一个t0时间内合外力做的功大小等于第二个t0时间内合外力做的功大小，B错误；
C．根据冲量定义
可知第一个t0时间内重力的冲量等于第二个t0时间内重力的冲量，故C正确；
根据动量定理可知，合外力的冲量等于物体动量的变化，因两个过程动量变化大小相等，则第一个时间内合外力的冲量大小等于第二个时间内合外力的冲量的大小，故D错误； 故选C。
3.D
设质点做平抛运动的初速度为v0,其在A、B点的竖直分速度分别为vAy、vBy,由题意可得vAy=v0tan 37°,vBy=v0tan 45°,从A到B的时间为t,竖直位移和水平位移分别为y、x,则:x=v0t, ，代入数据联立解得 ，选项D正确。 故选D。
4．A
在图像中，斜率表示拉力大小，由图象可知，在OA 段位移内，拉力大小
在AB段位移内，拉力大小
物体在运动过程中，摩擦力大小
因此物体在OA段做匀加速直线运动，在AB段做匀速直线运动，根据动能定理
到达A处时的速度
在A处时拉力的功率最大，最大功率为
故选A。
5．D
A.根据受力平衡可知，油滴所受电场力方向向上，与电场强度方向相反，故油滴带负电，故A错误；
B.根据、联立得出：，故若仅将电容器的上极板竖直向下移动一小段距离，则电势差变小，静电计指针张角减小，故B错误；
C.根据，，，联立得出，根据可知，电场力大小和板间距离无关，故若仅将电容器的上极板竖直向下移动一小段距离，则油滴将不动，故C错误；
D.下极板接地，电势为零，板间场强，与板间距离无关，所以场强不变，P点与下极板间距离不变，根据知P点的电势不变，故D正确。
故选D。
6．A
设P物体的初速度为，由已知可得
P与Q碰撞过程中，两物体速度相等时，弹簧压缩量最大，此时弹性势能最大，整个过程中，满足动量守恒
此时最大弹性势能
解得 故选A。
7．C
设甲轮角速度为，乙轮角速度为。由题意“将m放在甲轮边缘处时恰能相对静止”知；另甲乙两轮边缘线速度大小相等知；由题意“将m放在乙轮盘面上仍能相对静止”知，联立解得。 故选C。
二、多项选择题
8．AB
A．匀速圆周运动的周期为T，那么可以得到匀速圆周运动的线速度
再根据万有引力提供向心力
解得 故A正确；
B．一个行星表面的重力加速度为
联立解得 故B正确；
C．体积为
所以平均密度为 故C错误；
D．行星的第一宇宙速度为
故D错误。
故选AB。
9．AC
A．物块由静止向下运动的过程中，弹簧弹力先沿斜面向上，且大小减小，物块的合外力减小，加速度减小．后来弹力反向增大，合外力先减小后增大，加速度先减小后增大，所以加速度先减小后增大．选项A正确；
B．物块先沿斜面向上加速，后向上减速，则重力的功率先增大后减小．选项B错误；
C．物块重力势能的增加量为
选项C正确；
D．对于物块和弹簧组成的系统，由机械能守恒定律知，物块重力势能、动能与弹簧弹性势能之和保持不变，而弹簧的弹性势能在不断变化，所以物块重力势能与动能之和也不断变化，选项D错误， 故选AC。
10．AB
A．依题意，AC为等量异种点电荷的连线，B点和P点均在连线的中垂线上，根据等量异种点电荷连线中垂线为等势线可知，该两点电势相等。故A正确；
B．由几何关系，可知P点到点电荷的距离均为，根据场强的叠加原理，有
联立，可得 故B正确；
C．根据等量异种点电荷的电场线分布规律，可知点和点的电场强度大小相等，方向相同。故C错误；
D．根据等量异种点电荷连线中垂线为等势线可知，D点和B点的电势相等，由电势能和电势的关系，有
可知，正试探电荷在点的电势能等于在点的电势能。故D错误。 故选AB。
实验题（共计12分）
11.　　＝gh
解析　由于小铁球很小，挡光时间t很短，可以用平均速度代替小铁球通过光电门时的瞬时速度，所以小铁球通过光电门时的瞬时速度v＝.由机械能守恒定律，小铁球下落过程中减少的重力势能mgh等于增加的动能mv2，即mgh＝mv2，将v＝代入化简得＝gh.即如果测量的d、t、h、g满足关系式＝gh，即可验证机械能守恒定律．
12．保证滑块做平抛运动 相等
(1)实验前，用水平仪先将光滑操作台的台面调为水平。其目的为保证滑块做平抛运动；
(2)根据动量守恒定律
解得
四. 计算题：（13题12分，14题14分，15题16分，共42分）
13.（1）带负电；；
（2）v=12.5m/s，方向与竖直方向夹角为37°斜向下
（1）由于小球静止时偏向左边，受电场力水平向左，所以该小球带负电；
对小球，由平衡条件可得
qE=mgtanθ
解得电场强度E的大小为
（2）剪断细线后，小球只受重力和电场力，所以两力的合力沿着绳的方向，小球做初速度为零的匀加速直线运动，小球受到的合力为
由牛顿第二定律得
F=ma
由速度-时间公式得
v=at
代入数据解得
v=12.5m/s
方向与竖直方向夹角为37°斜向下；
14.答案：，，。
粒子垂直电场方向做匀速直线运动，所以
粒子射出电场后也做匀速直线运动，所以
粒子从射入到打到屏上所用的时间
粒子在电场方向做匀加速直线运动，所以
射出电场实时竖直方向的速度
所以粒子离开电场时的速度偏转角的正切值
粒子离开电场时的速度偏移量
粒子射出电场做匀速直线运动，所以
15．答案：（1）10m/s（2）（3）h=2．5m时，B的水平距离最大，xmax=5m
解析：（1）设子弹的质量为m，则滑块的质量为3m，子弹射入滑块后一起运动速度为v1，由动量守恒：mv0=（m+3m）v1…①
解得：v1=v0=10m/s
（2）设子弹与滑块到达轨道顶部时的速度为v2，由机械能守恒定律：
（m+3m）v12=（m+3m）v22+（m+3m）gh ②
设子弹与滑块离开轨道顶部到落到地面的时间为t，由平抛运动规律：
x=v2t…③
竖直方向：h=gt2…④
联立②③④得：
（3）因为：
所以：h=2．5m时，B的水平距离最大xmax=5m
物理试题 第6页 共6页
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