德安县2022-2023学年高一下学期7月期末考试
物理试题
一、选择题 (共11题,每题4分,共44分,1-7单选,8-11多选。)
1.关于功率的概念,下列说法中正确的是( )
A.某个力对物体做功越多,它的功率就大
B.某个力对物体做功越快,它的功率就大
C.由可知,功率与时间成反比
D.由可知,功率与做功成正比
2.元电荷是( )
A.点电荷 B.最小电荷量 C.电子 D.质子
3.如图,汽车从拱形桥的顶点A匀速率运动至桥的B点,下列说法正确的是( )
A.汽车在A点合力为零 B.汽车在A点重力的瞬时功率为零
C.汽车的机械能守恒 D.汽车的牵引力做的功等于重力做的功
4.如图所示,质量为m的小球,从桌面高H处由静止下落,桌面离地面高为h,设桌面处物体重力势能为零,空气阻力不计,那么,小球落地时的机械能为( )
A.mgh B.mgH C.mg(H+h) D. mg(H-h)
5.把试探电荷放在电场中P点,受到电场力大小为F,下列说法正确的是( )
A.P处电场强度大小为
B.若放在P点的试探电荷的电荷量减半,则P点场强减半
C.若P点没有试探电荷,则P点的场强为零
D.该试探电荷在P点的受力方向与该点的场强方向相同
6.如图所示,在光滑绝缘水平面上,三个带电质点a、b和c分别位于边长为L的正三角形的三个顶点上,质点c所带电荷量为,整个系统置于沿水平方向并垂直于ab的匀强电场中.已知静电力常量为k,若三个质点均处于静止状态,则下列说法正确的是( )
A.质点a、b所带电荷总量为 B.质点a、b带等量异种电荷
C.无法确定匀强电场的具体指向 D.匀强电场的电场强度大小为
7.“风洞实验”指在风洞中安置飞行器或其他物体模型,研究气体流动及其与模型的相互作用,以了解实际飞行器或其他物体的空气动力学特性的一种空气动力实验方法。在下图所示的矩形风洞中存在大小恒定的水平风力,现有一小球从M点竖直向上抛出,其运动轨迹大致如下图所示,其中M、N两点在同一水平线上,O点为轨迹的最高点,小球在M点动能为16J,在O点动能为4J,不计空气阻力,下列说法正确的是( )
A.小球从M点运动到O点过程中动能一直减小
B.小球落到N点时的动能为32J
C.小球在上升和下降过程中机械能变化量相等
D.小球的重力和受到的风力大小之比为
8.下列物理量在运算过程中遵循平行四边形定则的有( )
A.位移 B.功 C.力 D.加速度
9.如图所示,不规则的导体处于电场强度大小为、方向水平向右的匀强电场中,处于静电平衡状态。对于导体内部由静电感应产生的电场的电场强度,下列说法正确的是( )
A.大小为 B.大小为
C.方向水平向左 D.方向水平向右
10.两个均匀带电的绝缘球可以视为点电荷,而两个距离较近的带电导体球不能视为点电荷,因为导体球距离较近时表面所带电荷不是均匀分布的。如图所示,两个带电金属球球心距离为r,电荷量分别为q1和q2,静电力常量为k,关于它们之间的库仑力大小F,下列说法正确的是( )
A.不论是何种电荷都有
B.若是同种电荷,则
C.若是异种电荷,则
D.当距离r接近于0时,F趋近于无限大
11.如图所示,质量为m的小球A可视为质点,用长为L的摆线悬挂在墙上O点,O点正下方O 点钉有一光滑细支柱,且O、O'两点的距离为L 。现将A球拉至偏离竖直方向60°释放,摆至最低点后A球绕O 点运动。以下说法正确的是( )
A.绳子碰到细支柱瞬间,小球速度大小不变
B.绳子碰到细支柱瞬间,绳子拉力大小不变
C.当时,A球能绕点O 做完整的圆周运动
D.当时,绳子碰到细支柱前后的拉力大小之比为2:5
二、实验题(共20分)
12.取一对用绝缘柱支撑的导体A和B,使它们彼此接触,起初它们不带电,分别贴在导体A、B下部的金属箔均是闭合的。现将用丝绸摩擦过的玻璃棒C移近导体A,回答下列问题:
(1)A和B未分开前,左端金属箔______,右端金属箔______(填“闭合”、“张开”);
(2)若先把A和B分开,然后移去C,此时A导体______,B导体______(填“带正电”、“带负电”、“不带电”);
(3)若先移去C,然后把A和B分开,此时A导体______,B导体______(填“带正电”、“带负电”、“不带电”)。
13.某物理兴趣小组按照图甲所示安装好装置“验证机械能守恒定律”,正确进行相关操作后,打出很多纸带,从中选出符合要求的纸带,如图乙所示(其中一段纸带图中未画出)。已知图中O点为打出的起始点,且速度为零。选取在纸带上连续打出的点A、B、C、D、E、F、G。作为计数点,打点计时器的打点周期为T,重力加速度为g。
(1)为了验证重物从释放到E点过程的机械能是否守恒,___________(填“需要”或“不需要”)测量重物的质量,得到关系式h2=___________(用题中和图乙中所给物理量的符号表示),即可在误差允许范围内验证。若考虑到系系统误差,测得的重力势能变化量___________(填“>”“<”或“=”);
(2)由于小组中某同学不慎将图乙纸带的A点前面部分丢失,于是利用剩余的纸带进行如下的测量:以A为起点,测量各点到A的距离h,计算出物体下落到各点的速度v,并作出v2-h图像如图丙所示,图中给出了a、b、c三条直线,他作出的图像应该是直线___________;由图像得出,A点到起始点O的距离为___________cm(结果保留三位有效数字)。
三、计算题(共36分)
14.如图所示,真空中有A、B两带电小球,A球带正电,所带电量大小,用绝缘支架固定,B球所带电量大小,用绝缘细线悬挂于O点。小球B静止时,两球在同一水平面上,相距,细线与竖直方向夹角。已知静电力常量,,,求:
(1)B球的电性;
(2)A、B球之间库仑力的大小;
(3)B球的质量。
15.“氢气型”电动汽车利用氢气和氧气直接反应生成水,对环境没有污染。其发动机的额定功率为24 kW,汽车连同驾乘人员总质量为m=2 t,在水平路面上行驶时受到的阻力是800 N,汽车在额定功率下匀速行驶,求:
(1)匀速行驶的速度大小。
(2)阻力做功的功率大小。
16.如甲图所示为安装在公路上强制过往车辆减速的减速带,现有一水平道路上连续安装有10个减速带(图乙中未完全画出),相邻减速带间的距离均为(每个减速带宽度远小于相邻减速带间的距离,可忽略不计)。现有一质量为的电动小车(可机视为质点)从第1减速带前某处以的恒定功率启动,到达第1减速带前已达到最大行驶速度。已知小车每次通过减速带时所损失的机械能与其行驶速度相关,测量发现,小车在通过第5个减速带后,通过相邻两减速带间的时间均为。通过第10个减速带后立即关闭电门无动力滑行,小车在水平路面上继续滑行距离20m后停下,已知小车运动过程中,所受阻力大小恒定。
(1)求小车所受阻力大小;
(2)求小车通过第5个减速带后,通过每一个减速带时所损失的机械能;
(3)若小车通过前5个减速带时损失的总机械能是其通过后5个减速带时所损失总机械能的1.6倍,求小车从上第1个减速带开始,至通过第5个减速带所用的时间。
1.B
A.单位时间内,某个力对物体做功越多,它的功率就越大,故A错误;
B.功率反映做功的快慢,故做功越快,功率越大,故B正确;
CD.由可知,当时间一定时,功率与做功成正比;当做功一定时,功率与时间成反比。故CD错误。
故选B。
2.B
电子和质子的电荷量是最小的,这个最小电荷量叫做元电荷。
故选B。
3.B
A.汽车在A点时做匀速圆周运动,需要向心力,合力提供向心力,不为零,故A错误;
B.汽车在A点速度水平,无竖直速度,重力的瞬时功率为零,故B正确;
C.运动过程,动能不变,重力势能改变,机械能不守恒,故C错误;
D.运动过程,重力做正功,而动能不变,则牵引力做负功,不可能相等,故D错误。
故选B。
4.B
设桌面处物体重力势能为零,小球开始下落时的机械能为mgH,根据机械能守恒定律,小球落地时的机械能为mgH。
故选B。
5.D
A.根据题意,由电场的定义式可知,P处电场强度大小为
故A错误;
BC.电场强度与电场本身有关,与放入的检验电荷无关,若放在P点的试探电荷的电荷量减半或P点没有试探电荷,P点场强不变,故BC错误;
D.正电荷所受电场方向与电场方向相同,故D正确。
故选D。
6.D
A.三个质点均处于静止状态,合力为零,质点c带正电荷,要使质点a、b都静止,则质点a、b所带电荷总量一定为,A错误;
B.点电荷c的a的电场力与对b的电场力在平行于ab方向上的分量大小相等方向相反,即
得
即a、b带等量同种电荷,B错误;
C.质点a、b对c的电场力的合力向左,可以判定匀强电场对c的电场力向右。又因为质点c所带电荷量为,判定匀强电场向右,电场方向垂直于ab, C错误;
D.以质点a为研究对象,设质点a带电荷量为q,则在垂直于ab方向上有
得
D正确。
故选D。
7.B
A.小球从M点运动到O点过程中受重力和水平风力作用,小球在重力和风力的合力场中做类斜抛运动,当小球速度方向与合力方向垂直时动能最小,故A错误;
B.小球在M点动能为
小球在O点动能
小球在竖直方向上做竖直上抛运动,则
,
小球在水平方向做初速度为零的匀加速运动,由,可知小球在N点水平方向的速度
小球落到N点时的动能为
故B正确;
C.小球在上升和下降过程中机械能变化量都等于风力做的功
在水平方向上由,可得
所以小球在上升和下降过程中机械能变化量之比为,故C错误;
D.设风力大小为F,小球重力大小为mg,小球从M点运动到O点过程中在竖直方向上
,
小球从M点运动到O点过程中在水平方向上
,
解得
故D错误。
故选B。
8.ACD
位移、力、加速度为矢量,计算需遵循平行四边形定则。
故选ACD。
9.AC
静电平衡状态下,对于导体内部合场强为零,故感应电场的电场强度与原电场的电场强度等大反向,故AC正确,BD错误。
故选AC。
10.BC
ABC.若是真空中的点电荷两者之间的库仑力大小为
导体球距离较近时表面所带电荷不是均匀分布的,若是带正电荷,由于正电荷之间的相互排斥,导致电荷的对称中心之间的距离变大,所以库仑力
若是带负电荷,由于负电荷之间的相互吸引,导致电荷的对称中心之间的距离变小,所以库仑力
故A错误,BC正确;
D.当距离r接近于0时,两物体不能称之为点电荷了,库仑定律不再适用,故D错误。
故选BC。
11.AD
AB.绳子碰到细支柱瞬间,小球速度大小不变,转动半径减小,根据牛顿第二定律,有
所以绳子拉力大小为
由此可知,绳子碰到细支柱瞬间,绳子拉力变大,故A正确,B错误;
C.A球由偏离竖直方向60°释放到摆至最低点的过程,根据机械能守恒定律可得
解得
若A球能绕点O 做完整的圆周运动,则有
联立解得
由此可知,A球不能绕点O 做完整的圆周运动,故C错误;
D.绳子碰到细支柱前后的拉力大小之比为
故D正确。
故选AD。
12.(1)张开 张开 (2)带负电 带正电 (3)不带电 不带电
13.(1)不需要 > (2)a 10.0
14.(1)小球B带负电;(2);(3)
(1)以B球为对象,根据受力分析可知,B球受到A球的库仑引力,由于A球带正电,则B球带负电。
(2)根据库仑定律可得,A、B球之间库仑力大小为
(3)以B球为对象,根据受力平衡可得
可得B球的质量为
15.(1)30 m/s;(2)24000 W
(1)汽车匀速行驶时,汽车牵引力等于阻力
F=f
又
P=Fv
代入数据得
v=30 m/s
(2)阻力做功的功率大小
Pf=fv=800×30W=24000 W
16.(1)4000N(2)40000J(3)2s
(1)小车速度达到最大时,由公式可得
此时小车受力平衡,解得
(2)设小车通过第5个减速带后,到下一个减速带时的速度是v1,通过减速带后速度为v2,由于其通过相邻两减速带的时间均为t,则小车后面的速度变化都相同,因此在减速带间隔过程中,由动能定理可得
所以通过每一个减速带时所损失的机械能为
解得
(3)由题可得,小车通过前5个减速带时损失的总机械能为
从小车到第一个减速带前到最后停下来,由能量守恒定律可得
解得
代入数据解得