福建省泉州市2024-2025学年高二上学期11月期中物理试题（含答案）

2024年秋季高二年期中联考
考试科目：物理 满分：100分 考试时间：75分钟
一、单项选择题：本题共4小题，每小题4分，共16分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。
1．如图所示，用金属箔做成一个不带电的圆环放在绝缘桌面上，某同学用与毛皮摩擦的橡胶笔套慢慢靠近圆环，圆环最后被吸到笔套上，下列说法正确的是（ ）
A．笔套的起电方式属于接触起电
B．笔套靠近圆环过程中，圆环上靠近笔套一侧带正电
C．笔套接触圆环后，圆环带正电
D．笔套接触圆环后，笔套所带的电荷全部被中和
2．如图所示，在某次篮球训练中，某同学伸出双手迎接水平飞来的篮球，触球后双手随篮球收缩至胸前，随后又将篮球水平向右传出。若不计空气阻力，下列说法正确的是（ ）
A．接球时，双手收缩动作能减小篮球对手的作用力
B．接球时，双手收缩动作能减小篮球动量的变化量
C．传球时，手对篮球的冲量水平向右
D．传球时，人与篮球组成的系统机械能守恒
3．现代避雷针是美国科学家富兰克林发明的。避雷针，又名防雷针、接闪杆，是用来保护建筑物、高大树木等避免雷击的装置。如图所示为避雷针周围的等势面分布情况，电场中有M、N、P三点，则下列说法正确的是（ ）
A．M、N两点的场强相同
B．P点的电势比M点的高
C．N点场强的方向一定沿NP连线指向P点
D．电子在P点的电势能大于其在M点的电势能
4．如图所示，质量均为m的木块A和B，并排放在光滑水平面上，A上固定一竖直轻杆，轻杆上端的O点系一长为L的细线，细线另一端系一质量为的球C，现将球C拉起使细线水平伸直，并由静止释放球C，则下列说法正确的是（重力加速度为g）（ ）
A．运动过程中，A、B、C组成的系统动量守恒
B．C球第一次摆到最低点过程中，木块A、B向右移动的距离
C．A、B刚分离时，C球的速度为
D．C球第一次到达轻杆左侧的最高处与O点等高
二、双项选择题：本题共4小题，每小题6分，共24分。每小题有两项符合题目要求，全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。
5．如图所示，在光滑的水平面上放着甲、乙两个物块，甲的质量是乙的2倍，开始物体乙静止，在乙上系有一个轻质弹簧，物块甲以速度v向乙运动，在运动过程中（ ）
A．甲动量的变化量大小等于乙动量的变化量大小
B．弹簧压缩量最大时，甲的速度为零
C．当乙的速度最大时，甲的速度向右
D．当乙的速度最大时，甲的速度为零
6．x轴上某处固定一个点电荷Q，其产生的静电场在x轴正半轴上的电势随坐标位置的变化关系图线如图所示。一质子仅在电场力作用下沿x轴以一定的初速度从点向点运动。下列说法正确的是（ ）
A．点电荷Q带正电，且在点右侧
B．点电荷Q带负电，且在点左侧
C．质子经过两点的速度大小关系为
D．质子经过、两点的加速度大小关系为
7．如图为某药品自动传送系统的示意图。该系统由水平传送带、竖直螺旋滑槽和与滑槽平滑连接的水平平台组成，竖直螺旋滑槽高5m，长30m，质量为0.5kg的药品A离开传送带进入螺旋滑槽速度为，到螺旋滑槽出口速度为，进出螺旋滑槽的速度方向相同，该过程用时5s，在出口处与静止的相同质量的药品B碰撞，碰后A静止，B向前滑动，重力加速度g取，下列说法正确的是（ ）
A．药品A、B碰撞后B的速度为
B．药品A对药品B的冲量与药品B对药品A的冲量相同
C．药品A在螺旋滑槽运动过程重力的冲量为
D．药品A在螺旋滑槽运动过程合力的冲量为
8．如图甲，竖直平面中有平行于该平面的匀强电场，长为l的绝缘轻绳一端固定于O点，另一端连接质量为m、带电量为的小球，小球绕O点在竖直面内沿顺时针方向做完整的圆周运动。图中AC为水平直径，BD为竖直直径。从A点开始，小球动能与转过角度θ的关系如图乙所示，已知重力加速度大小为g，则（ ）
A．BD为电场的一条等势线
B．该匀强电场的场强大小为
C．轻绳的最大拉力大小为6mg
D．轻绳在A、C两点拉力的差值为
三、非选择题：共60分，其中9、10、11题为填空题，12、13题为实验题，14、15、16题为计算题。考生根据要求作答。
9．（4分）如图所示，实线是一正电荷仅在电场力作用下由a点运动到b点的运动轨迹，虚线可能是电场线，也可能是等差等势线。若虚线是电场线，则正电荷在a点的动能________、（选填“大于”“小于”或“等于”）在b点的动能。若虚线是等差等势线，则正电荷在a点的电势能________（选填“大于”“小于”或“等于”）在b点的电势能。
10．（4分）冰壶又称冰上溜石。如图所示，某次投掷时，冰壶A以某一速度与等质量静止的冰壶B发生弹性正碰，碰后冰壶B的速度大小为，则碰撞过程中A、B的动量变化量________，（填“相同”或“不同”），碰前A的速度大小为________m/s。
11．（6分）如图所示，以O点为圆心，半径为R的圆上八等分点处放置点电荷，除最右侧的点电荷带电量为外，其余点电荷的带电量均为，MN为半径上的点，，已知静电常数为k，则O点场强大小为________，N点电势________（填“大于”、“等于”或“小于”）M点电势。将一电子从M沿MN移动到N点，电场力做________（填“正功”、“负功”或“不做功”）
12．（6分）某同学用以下装置来验证碰撞动量守恒，如图所示，半径为R的四分之一圆轨道，圆心位于斜槽水平部分的末端，该轨道与传感器结合，可记录轨道被撞击点到圆心的竖直高度，实验步骤如下：
①将装置按要求安装好，注意斜槽末端应是水平状态，用天平测出两球质量分别为和；
②入射球，从斜槽上A点由静止释放，确定与圆轨道的撞击点；
③球静止放置在水平槽的末端B，将入射球，从斜槽上A点再次由静止释放，确定球和相撞后的撞击点：
④若圆轨道上三个撞击点为C、D、E，传感器测得他们与圆心的高度差分别为。
（1）为了保证实验的正常进行，下列措施中正确的是________。
A．两球必须是弹性小球 B．入射球质量必须大于被碰球质量
C．斜槽必须保证光滑 D．两球的大小必须相等
（2）小球从斜槽顶端A点由静止释放，与圆轨道的撞击点是图中的________点，把小球放在斜槽末端B处，再次从A点静止释放小球，它们发生碰撞，碰后小球与圆轨道的撞击点是图中的________点；
（3）若等式________成立，则表示两小球碰撞前后动量守恒。（用实验中已知或测得的数据字母表示）
13．（6分）某兴趣小组想自制一个电容器。如图1所示，他们用两片锡箔纸做电极，在两层锡箔纸中间夹以电容纸（某种绝缘介质）一起卷成圆柱形，然后接出引线，再密封在塑料瓶当中，电容器便制成了。
图1
（1）为增加该电容器的电容，应当________（填正确答案标号）。
A．增大电容器的充电电压 B．减小电容器的充电电压
C．锡箔纸面积尽可能大 D．锡箔纸卷绕得尽可能紧
（2）为了测量该电容器电容的大小，由于实验室没有电容计，该小组采用了如图2所示的电路进行测量。其中电压传感器和电流传感器可以在计算机上显示出电压和电流随时间变化的图像。先将开关S置于a端，电压和电流随时间变化图像分别如图3、4所示，由图4可得电容器充满电后所带的电荷量约为；则电容大小约为________F。（结果均保留两位有效数字）
（3）在（2）问基础上，电容器充满电后，时刻再把开关S置于b端，电容器通过电阻放电，通过电阻R的电流方向为________（填“向左”或“向右”）。
14．（8分）如图所示，某电视台一档闯关节目中，沙袋通过轻质细绳悬挂于A点正上方的O点，闯关者水平向左速度为，在A点抱住沙袋一起向左摆动。已知沙袋到悬点O的距离为，闯关者的质量为，沙袋质量为，重力加速度，沙袋和闯关者可视为质点，不计空气阻力。求：
（1）闯关者刚抱住沙袋时的共同速度v的大小；
（2）闯关者抱住沙袋共同上摆过程中能到达的最大高度h。
15．（12分）如图，ABNM（Ⅰ区）、BCPN（Ⅱ区）、CDQP（Ⅲ区）是三个连续的边长均为L的正方形区域，Ⅰ区存在水平向右的匀强电场，大小未知；Ⅱ区存在竖直向下的匀强电场，电场强度大小为E．一质量为m，电荷量为的正电荷甲从A点由静止释放，恰好可以通过CP的中点S。静电力常量为k，不计重力对粒子运动的影响。
（1）求电荷甲进入Ⅱ区的速度大小；
（2）求Ⅰ区的电场强度大小：
（3）其他条件均不变，当甲刚到达S点时，在CD边上某位置处固定一个负点电荷乙，恰好可以使甲绕着乙做一段匀速圆周运动后离开Ⅲ区，求乙固定的位置到C点的距离和乙的电荷量大小。
16．（14分）如图，足够长的光滑绝缘斜面倾角为，有界匀强电场沿斜面向上，其区域的边界垂直于斜面，上边界固定、下边界可沿斜面调节场区宽度。质量为m、不带电的绝缘小球a从距离电场上边界距离为L处由静止释放，之后与静止在电场区域上边界的带电小球b碰撞，小球b的质量为5m、电量为。已知a、b均可视为质点，a、b碰撞时间极短且为弹性正碰，b的电荷不发生转移，重力加速度为g，则：
（1）求电场强度E的大小；
（2）求第一次碰撞后瞬间a、b两球的速度大小；
（3）设场区宽度为，求a、b分别在电场区域内和电场区域外发生第二次碰撞对应的k的取值范围。
2024年秋季高二年期中联考
物理参考答案
1．B 2．A 3．D 4．C 5．AC 6．BC 7．AD 8．BD
9．大于 大于 10．不同 0.5 11． 小于 负功
12．（1）BD （2）DC
（3）
13．（1）CD （2） （3）向右
14．（1）闯关者抱住沙袋过程，系统在水平方向动量守恒，以水平向左为正方向，由动量守恒定律可得
代入数据解得
（2）闯关者与沙袋摆动过程中，只有重力做功，机械能守恒，由机械能守恒定律得
代入数据解得
15．（1）在Ⅱ区电场中做类平抛运动，在水平方向有
在竖直方向有
联立解得
（2）设Ⅰ区的电场强度大小为，在Ⅰ区电场中，由动能定理可得
（3）在Ⅱ区电场中S点处
竖直速度
合速度
由几何知识知，圆心在CD边中点，则乙固定的位置到C点的距离为
做圆周运动的半径为
由牛顿第二定律得
联立解得乙的电荷量大小为
16．（1）设电场的电场强度为E，由题意知，小球b受力平衡，由
解得
（2）设竖向直下为正方向，a与b发生第一次碰撞前的速度为，由机械能守恒定律
得
a与b碰撞，由动量守恒定律
碰撞前后动能相等
联立解得
（3）a、b发生第一次碰撞后，由（2）的分析发现，a球做向上加速度大小的匀减速运动，b球匀速通过电场区域，之后与α球有相同的加速度向下加速运动。由于k取不同的值，a、b发生第二次碰撞的位置及时间也不同，a可能在电场区域追上b，也可能在电场外追上b，现讨论如下：
若a、b在电场区域内发生第二次碰撞。设第一次碰撞后，经时间a追上b。
由两球位移相等，得
由b还在电场内得
解得
若a、b在电场区域外发生第二次碰撞。设b在电场区域做匀速直线运动的时间为，
则
a、b发生第一次碰撞后，经时间，小球a的速度为
若a在场外追上b，则必须满足
联立解得
又在电场区域外发生第二次碰撞，所以
综上所述，当时，在电场区域内发生第二次碰撞；
当时，在电场区域外发生第二次碰撞。