2022~2023学年广东广州越秀区广东华侨中学高二上学期期中物理试卷（PDF版含解析）

2022~2023学年广东广州越秀区广东华侨中学高二上学期期中物理试卷
一、单选题（本大题共8小题，每小题4分，共32分）
1、如图所示，三个完全相同的小球1、2、3，其中1带电q1=+5C，2带电q2=-3C，3不带电。现使3球先后与1球
和2球接触，则最终1、2、3球的带电情况（ ）
A.q1=+2.5C，q2=-0.5C，q3=-0.5C
B.q1=+2C，q2=0.25C，q3=-0.25C
C.q1=+2.5C，q2=-0.25C，q3=-0.25C
D.q1=+1.75C，q2=-1.5C，q3=+1.75C
2、关于电场线，下列说法正确的是（ ）
A.电场线与电场一样是一种物质
B.电场线方向是电势降落最快的方向
C.电场线上某点的电场方向就是电荷在该点受到的电场力方向
D.正点电荷只在电场力的作用下一定沿电场线方向运动
3、点电荷甲、乙分别固定在A、B两点，当把试探电荷引入A、B连线之间的某处C时，该试探电荷所受的电场力
为零，由此可知甲乙两点电荷（　　）
A.一定都是正电荷
B.一定是异种电荷
C.一定都是负电荷
D.在C处的合场强必然为零
4、新型汽车出厂前需做碰撞安全性实验。在碰撞过程中，关于安全气囊对驾驶员保护作用，下列说法正确的是
（　　）
A.增大了驾驶员的动量变化量
B.减小了驾驶员的动量变化率
C.减小了驾驶员受到撞击力的冲量
D.延长了撞击力的作用时间，从而减小驾驶员的动量变化量
5、电影《夺冠》让人们想起了中国女排在奥运会夺冠的激动人心的时刻，女排队员的拼搏精神永远激励着人们
奋发前进。如图所示，一名排球运动员进行垫球训练排球以6m/s的速度竖直向下打在运动员的手上，然后以
8m/s的速度竖直向上飞出。已知排球的质量为250g，排球与手作用时间为0.2s。下列说法正确的是（　　）
A.排球的速度变化量大小为2m/s
B.排球的动量变化量大小为3.5kg·m/s
C.排球受到手的冲量大小为3.5N·s
D.排球对手的平均作用力大小为17.5N
6、如图所示，图中边长为a的正三角形ABC的三个顶点分别固定有三个点电荷+q、+q、-q，则该三角形中心O
点处的场强为（　　）
A. ，方向由C指向O
B. ，方向由O指向C
C. ，方向由O指向C
D. ，方向由C指向O
7、如图所示，两个质量和速度均相同的子弹分别水平射入静止在光滑水平地面上质量相同、材料不同的两矩形
滑块A、B中，射入A中的深度是射入B中深度的两倍．上述两种射入过程相比较
A.射入滑块A的子弹速度变化大
B.整个射入过程中两滑块受的冲量一样大，木块对子弹的平均阻力一样大
C.射入滑块A中时阻力对子弹做功是射入滑块B中时的两倍
D.两个过程中系统产生的热量相同
8、两个完全相同的正四棱锥叠放在一起，构成如图所示的形状，其中a点固定点电荷+ ，c点固定点电荷 ，
O点为两棱锥公共正方形底面 的中心，且 = = ，规定无穷远处的电势为零，则下列说法正确的是
（　　）
A.b点的电势比e点的电势高
B.b、d两点的电场强度不同
C.负电荷沿棱由 移动的过程中，电场力一直做正功
D.若将+ 由a点放到e点，则O点的电势不变
二、多选题（本大题共3小题，每小题5分，共15分）
9、下列说法中正确的是（　　）
A.元电荷是最小的带电量
B.静电力常量的单位是
C. 是电势的比值定义式
D.匀强电场的电场线是一组间距相等的平行线
10、如图所示，虚线A、B、C代表电场中的三条等势线，其电势分别为9V、6V，3V．实线为带电粒子在电场中
运动时的轨迹，P、Q为轨迹与A、C的交点，电只受电场力作用，不计粒子重力，则下列说法正确的是（　　）
A.粒子一定带正电
B.粒子在P点的动能大于在Q点的动能
C.粒子在P点的电势能大于粒子在Q点的电势能
D.粒子在P点的加速度一定小于在Q点的加速度
11、如图，质量为M、宽度为L、高度为h的斜面静止在光滑的地面上。质量为m的小木块从斜面的顶端由静止开
始滑下。已知小木块与斜面间的动摩擦因数为 ，下列说法正确的是（ ）
A.在下滑过程中，木块和斜面组成的系统机械能守恒
B.在下滑过程中，木块和斜面在水平方向的动量守恒
C.小木块到达斜面底端时的速度大小为
D.小木块到达斜面底端时，斜面的位移为
三、实验题（本大题共2小题，共15分）
12、某物理兴趣小组利用如图所示装置来探究影响电荷间静电力的因素。A是一个带正电的物体，系在绝缘丝
线上的带正电的小球会在静电力的作用下发生偏离，静电力的大小可以通过丝线偏离竖直方向的角度显示出
来。他们分别进行了以下操作：
步骤一：把系在丝线上的带电小球先后挂在横杆上的 、 、 等位置，比较小球在不同位置所受带电物体的
静电力的大小。
步骤二：使小球处于同一位置，增大或减小小球所带的电荷量，比较小球所受的静电力的大小。
（1）该实验采用的方法是转换法和 。
（2）若球的质量为m，在 位置时偏离竖直方向的夹角为 ，则带电体受到的库仑力大小为 。
（3）在实验中，某同学让两半径为R的小球分别带上 和 的正电，并使两小球球心相距3R时处于平衡状态，
利用公式 来计算两球之间的库仑力，则该同学的计算结果 （选填“偏大”“偏小”或“正确”），
理由是： 。
13、某同学欲采用课本上介绍的气垫导轨和光电计时器等器材进行“验证动量守恒定律”的实验．实验装置如图
所示，下面是实验的主要步骤：
①安装好气垫导轨和光电门，调节气垫导轨的调节旋钮，使导轨水平
②测得A和B两滑块上遮光片的宽度均为d
③得到A、B两滑块(包含遮光片)的质量m1、m2
④向气垫导轨通入压缩空气
⑤利用气垫导轨左右的弹射装置，使滑块A、B分别向右和向左运动，测出滑块A、B在碰撞前经过光电门过程
中挡光时间分别为Δt1和Δt2
⑥观察发现滑块A、B碰撞后通过粘胶粘合在一起，运动方向与滑块B碰撞前运动方向相同，此后滑块A再次经过
光电门时挡光时间为Δt
试解答下列问题：
(1)碰撞前A滑块的速度大小为 ，碰撞前B滑块的速度大小为 ．
(2)为了验证碰撞中动量守恒，需要验证的关系式是： (用题中物理量表示)．
(3)有同学认为利用此实验装置还能计算碰撞过程中损失的机械能．请用上述实验过程测出的相关物理量，表示
出A、B系统在碰撞过程中损失的机械能ΔE＝
四、解答题（本大题共3小题，共38分）
14、如图所示，圆管构成的半圆形轨道竖直固定在水平底面上，轨道半径R，MN为直径且与水平面垂直，直径
略小于圆管内径的小球A以某速度冲进轨道，到达半圆轨道最高点M 时与静止于该处的质量为与A 相同的小球B
发生碰撞，碰后两球粘在一起飞出轨道，落地点距N 为 2R ．重力加速度为 ，忽略圆管内径，空气阻力及各处
摩擦均不计，求
（1）粘合后的两球从飞出轨道到落地的时间 ;
（2）小球A冲进轨道时速度v的大小．
15、如图所示，虚线MN左侧有一场强为E1＝E的匀强电场，在两条平行的虚线MN和PQ之间存在着宽为L、电场
强度为E2＝2E的匀强电场，在虚线PQ右侧距PQ为L处有一与电场E2平行的屏。现将一电子（电荷量为e，质量
为m，重力不计）无初速度地放入电场E1中的A点，最后电子打在右侧的屏上，A点到MN的距高为 ，AO连线
与屏垂直，垂足为O，求：
（1）电子到MN的速度大小：
（2）电子从释放到打到屏上所用的时间；
（3）电子刚射出电场E2时的速度方向与AO连线夹角 的正切值 。
16、如图所示，在水平向左的匀强电场中，有一光滑半圆形绝缘轨道竖直固定放置，其半径为R，半圆轨道所在
竖直平面与电场线平行，半圆轨道最低点与一水平粗糙绝缘轨道AB相切于B点。一小滑块（可视为质点）带正
电且电荷量为q，质量为m，与水平轨道间的滑动摩擦力大小为 ，现将小滑块从水平轨道的A点由静止释
放，恰能运动到半圆轨道的最高点 ，已知电场强度大小为 ，重力加速度大小为g，求：
（1）小滑块在最高点 的速度 大小；
（2）A点距半圆轨道最低点B的水平距离L；
（3）小滑块通过半圆轨道中点P时，小滑块对轨道的弹力N大小。
参考答案
一、单选题
1、
【答案】
C
【分析】
3与1接触后，1和3所带电荷量均为
C
3再与2接触后，2和3所带电荷量均为
C
故答案为C。
2、
【答案】
B
【分析】
A．电场是真实存在的物质，而电场线是人假想出来的，不是真实存在的，A为错误选项；
B．沿电场线方向电势降落最快，B为正确选项；
C．正电荷受到的电场力方向和电场方向相同，负电荷受到的电场力方向和电场方向相反，C为错误选项；
D．点电荷运动的轨迹不一定与电场线重合，只有当电场线是直线，而且正电荷没有初速度或初速度方向与电
场同向时，正点电荷运动方向才沿电场线方向运动，D为错误选项；
故答案为B。
3、
【答案】
D
【分析】
ABC．两个电荷如果是同种电荷则两电荷之间某点场强为零，如果是非等量的异种电荷，会在带电量小的电荷
的外侧的某点场强为零，因此甲乙两点电荷可以都是正电荷也可以都是负电荷，也可以是异种电荷，ABC为错
误选项；
D．由电场强度的定义式 可知，电场力为零，即此处场强为零，D为正确选项。
故答案为D。
4、
【答案】
B
【分析】
根据动量定理
可得
是否有安全气囊，驾驶员最终都会停下来，动量的变化量都相同，即受到的冲量都相同，有了安全气囊，可以
延长停止时间，也就是减小了驾驶员的动量变化率，使驾驶员受到的冲击力减小。
故答案为B。
5、
【答案】
B
【分析】
A．取排球向下的方向为正方向，则排球竖直向下打在运动员的手上的速度为v1=6m/s，排球竖直向上飞出的速
度为v2=-8m/s，所以排球的速度变化量为
m/s
则排球的速度变化量大小为14m/s，A为错误选项；
B．排球的动量变化量为
kg.m/s
所以排球的动量变化量大小为3.5kg·m/s，B为正确选项；
C．根据动量定理有
手+
解得排球受到手的冲量为
手 N\cdot s N\cdot s
所以排球受到手的冲量大小为4.0N·s，C为错误选项；
D．排球对手的平均作用力为
所以排球对手的平均作用力大小为20N，D为错误选项。
故答案为B。
6、
【答案】
C
【分析】
【详解】
O点是三角形的中心，到三个电荷的距离为
三个电荷在O处产生的场强大小均 ，根据对称性和几何知识得知：两个+q在O处产生的合场强为
，再与-q在O处产生的场强合成，得到O点的合场强为
方向由O指向C，故C正确，ABD错误。
故选C
7、
【答案】
D
【分析】
A、根据动量守恒定律可得 ，可知两种情况下木块和子弹的共同速度相同，两颗子弹速度变
化相同，故A为错误选项；
B、两滑块的动量 变化相同，受到的冲量相同，由 相对 ，射入A中
的深度是射入B中深度的两倍，射入滑块A中时平均阻力对子弹是射入滑块B中时的 倍，故B为错误选项；
C、射入滑块A中时阻力对子弹做功 与射入滑块B中时阻力对子弹做功相等，故C为错误选
项；
D、由 相对 ，两个过程中系统产生的热量相同，故D为正确选项；
故答案为D．
8、
【答案】
D
【分析】
【详解】
A．等量异种电荷的电场线和等势线分别是关于连线和中垂线对称的，由等量异种电荷的电场特点，结合题图
可知， 、 两点在等量异种电荷的中垂面上，因此 、 两点的电势相等，选项A错误；
B．由于b、d两点到O点的距离相等，由对称性可知，b、d两点的电场强度大小相等，方向相同，选项B错误；
C．由于 为 连线的中垂面，则该面上所有点的电势相同，因此负电荷沿棱由 ~ 移动的过程中，在
同一个等势面内运动，电场力一直不做功，选项C错误；
D．将+ 从a点移动到e点，由几何关系可知O点位于 、 连线的中垂线上，则O点的电势仍为零，因此O点的电
势不变，选项D正确。
故选D。
二、多选题
9、
【答案】
A;C;D
【分析】
A．元电荷的电量等于电子的电量，元电荷是带电量的最小值，A为正确选项；
B．根据库仑定律公式 ，可知静电力常量的单位是 ，B为错误选项；
C．电势由电场本身性质与零势能位置的选择决定， 是电势的比值定义式，C为正确选项；
D．匀强电场的各个位置的电场强度均相同，则匀强电场的电场线是一组间距相等的平行线，D为正确选项。
故答案为ACD。
10、
【答案】
B;D
【分析】
A、因电场线与等势面相互垂直，且由高电势指向低电势，故电场线如图所示，由粒子运动的轨迹弯曲的方向
可知粒子受力沿电场线的反方向，故粒子带负电；故A为错误选项；
B、若粒子从P到Q，则电场力做负功，粒子动能减小，故P点动能大于Q点动能；若粒子从Q到P，电场力做正
功，动能增大，P点动能大于Q点动能，故粒子在P点动能一定大于Q点的动能，根据能量守恒可知，带电粒子在
P点电势能小于粒子在Q点电势能，故B为正确选项，C为错误选项
D、因Q点处的等势面密集，故Q点的电场强度大，故电荷在Q点受到的电场力大于P点受到的电场力，粒子在P
点的加速度小于在Q点的加速度，故D为正确选项；
11、
【答案】
B;D
【分析】
A．物块与斜面间存在摩擦力，物块下滑过程要克服摩擦力做功，系统机械能不守恒，A为错误选项；
B．物块和斜面体组成的系统在水平方向所受台外力为零，系统在水平方向动量守恒，B为正确选项；
C．若物块和斜面体之间没有摩擦时，将物块和斜面看成一个系统由动能定理和水平方向的动量守恒有
mgh = mv 21 + Mv
2
2
0 = mv1 - Mv2
代入数据有
此解有两个问题，一个是没有考虑物块和斜面之间的摩擦力，一个是物块的速度不仅有水平方向的速度，还有
竖直方向的速度，即正确的能量守恒应该为
可知物块滑到底端时的速度不等于 ，C为错误选项；
D．将物块和斜面看成一个系统由水平方向的动量守恒有
0 = mv1 - Mv2
将上式两边同时乘以时间有
mx1= Mx2
x1 + x2= L
经过计算有
x2=
D为正确选项。
故答案为BD。
三、实验题
12、
【答案】
控制变量法 偏大 同种电荷相互排斥，电荷间等效距离大于3R，库仑力的实际值小于
【分析】
【详解】
（1）[1]该实验先控制小球的电荷量一定，研究静电力与距离的关系；再控制距离一定，研究静电力与电荷量的
关系；该实验采用的方法是转换法和控制变量法。
（2）[2]根据受力平衡可得带电体受到的库仑力大小为
（3）[3][4]在实验中，某同学让两半径为R的小球分别带上 和 的正电，并使两小球球心相距3R时处于平衡状
态，利用公式 来计算两球之间的库仑力，则该同学的计算结果偏大；因为同种电荷相互排斥，电
荷间等效距离大于3R，库仑力的实际值小于 。
13、
【答案】
【分析】
（1）[1][2]碰撞前A滑块的速度大小为 ，碰撞前B滑块的速度大小为 ；
（2）[3]为了验证碰撞中动量守恒，需要验证的关系式
其中碰后的共同速度 ，带入可得
（3）[4]A、B系统在碰撞过程中损失的机械能
带入可得
四、解答题
14、
【答案】
（1） （2）
【分析】
本题考查动量守恒、平抛运动、机械能守恒等知识．
（1）粘合后的两球飞出轨道后做平抛运动，竖直方向分运动为自由落体运动，
有 …①
解得： …②
（2）设球A的质量为m，在N点速度为v，与小球B碰撞前速度大小为v1，把球A冲进轨道最低点时的重力势能定
为0，由机械能守恒定律知 …③
设碰撞后粘合在一起的两球速度大小为v2，则
由动量守恒定律知 …④
综合②③④式得：
15、
【答案】
（1） ；（2） ；（3）2
【分析】
依题意，可画出粒子运动轨迹如图所示
（1）电子从A运动到MN的过程中，根据动能定理得
解得
（2）电子在电场E1中做初速度为零的匀加速直线运动，设加速度为a1，时间为t1，由牛顿第二定律得
由
得
从MN到屏的过程中，粒子水平方向做匀速直线运动，可得运动时间
故运动的总时间
（3）设粒子射出电场E2时平行电场方向的速度为vy，由牛顿第二定律得：电子进入电场E2时的加速度为
电子在电场E2中运动时间
则
电子刚射出电场E2时的速度方向与AO连线夹角的正切值为
解得
16、
【答案】
（1） ；（2） ；（3）
【分析】
【详解】
（1）根据题意可知，小滑块在最高点 时，重力提供向下力，由牛顿第二定律有
解得
（2）根据题意，小滑块从 点到 点过程中，由动能定理有
解得
（3）根据题意，小滑块从 点到 点过程中，由动能定理有
在 点，设轨道对小滑块的弹力为 ，由牛顿第二定律有
解得
由牛顿第三定律可得，小滑块对轨道的弹力N大小为