广东省广州市第二中学2020-2021学年高二上学期期中考试物理试题 Word版含答案

1050290011925300广州市第二中学2020学年第一学期期中考试题
高二物理
本试卷共5页,16小题,满分100分.考试用时75分钟.2020.111.
注意事项
1.答卷前,考生务必用2B铅笔在答题卡上的相应位置填涂考生号,用黑色字迹的钢笔或签字笔将自己的姓名、考生号填写在答题卡上
2.选择题每小题选出答案后,用28铅笔把答题卡上对应题目选项的答案信息点涂黑,如需改动,用橡皮擦干净后选涂其他答案,答案不能答在试卷上
3.非选择题必须用黑色字迹钢笔或签字笔作答,答案必须写在答题卡各题目指定区域内相应位置上:如需改动,先划掉原来的答案,再写上新的答案;不准使用铅笔和涂改液.不按以上要求作答的答案无效
4.考生必须保持答题卡的整洁.考试结束后,将试卷和答题卡一并交回
一、单项选择题(每题只有一个选项正确,多选、错选、不选不得分.每题4分,共28分)
1．下列说法正确的是()
A.法拉第得出了两个点电荷之间的作用力与电荷量成正比,与距离的平方成反比
B.电容的单位是法拉,用F表示,它是一个基本单位
C.富兰克林提出了用电场线来形象描述电场
D.元电荷e的数值最早是由美国科学家密立根用实验测得的
2．如图中画出了四个电场的电场线，其中A和C图中小圆圈表示一个点电荷，A图中虚线是一个圆，B图中几条直线间距相等互相平行，则在图A、B、C、D中M、N处电场强度相同是 (　　)
A． B．
C． D．
3．某消防队员从一平台上跳下，下落1s后双脚触地，接着他用双腿弯曲的方法缓冲，使自身重心又下降了0.2s，在着地过程中地面对他双脚的平均作用力估计为
A．自身所受重力的2倍 B．自身所受重力的6倍
C．自身所受重力的8倍 D．自身所受重力的10倍
4．在光滑的水平面上，质量m1＝2 kg的球以速度v1＝5 m/s和静止的质量为m2＝1 kg的球发生正碰，碰后m2的速度v2′＝4 m/s，则碰后m1(　　)
A．以3 m/s的速度反弹
B．以1 m/s的速度继续向前运动
C．以3 m/s的速度继续向前运动
D．立即停下
5．如图甲，AB是某电场中的一条电场线，若有一电子仅在电场力的作用下，以某一初速度沿AB由点A运动到点B，所经位置的电势随距A点的距离变化的规律如图乙所示。以下说法正确的是（ ）
A．A、B两点的电场强度EA>EB
B．电子在A、B两点的速度vAC．A、B两点的电势φA>φB
D．电子在A、B两点的电势能EpA>EpB
6．如图所示， 在匀强电场中， 将带电荷量为-6×10-6C的点电荷从电场中的A点移到B点， 静电力做了-2.4×10-5J的功,再从B点移到C点,电场力做了1.2×10-5的功. 已知电场的方向与△ABC所在的平面平行.下列说法正确的是
A．A、B两点间的电势差false=4V
B．B、C两点的电势差false=2V
C．C点的电势比B点的电势低
D．场强的方向垂直于AC指向B
7．如图所示,虚线a、b、c代表电场中的三个等势面,相邻等势面之间的电势差相等,即false,实线为一带负电的质点仅在电场力作用下通过该区域时的运动轨迹,P、R、Q是这条轨迹上的三点,R同时在等势面b上.据此可知
A.三个等势面中，c的电势最低
B.带电质点在P点的电势能比在Q点的小
C.带电质点在P点的动能与电势能之和比在Q点的小
D.带电质点在R点的加速度方向垂直于等势面b
二、多选题(每题至少有两个选项正确每题5分,正确但漏选得3分共25分)
8．如图所示,真空中有两个等量的正电荷Q1和Q2,分别固定于A、B两点,DC为A、B两点连线的中垂线,现将一正电荷q由C点沿中垂线移至无穷处的过程中,下列结论正确的有（ ）
A．点电荷q的电势能逐渐减少
B．点电荷q的电势能逐渐增加
C．点电荷q受到的电场力逐渐减小
D．点电荷q受到的电场力先增大后减小
9．如图所示,一质量为M,半径为R的半圆形槽形物体停在光滑水平面上,左边与竖直墙壁接触.现让一质量为m的光滑小球从槽形物体的左边边缘由静止开始滑下,设重力加速度为g,已知M=2m。下列说法正确的是（ ）
A．小球从释放到第一次到达最低点的过程中,小球和半圆形组成的系统动量守恒
B．自从第一次到达最低点后，还能上升的最大高度false
C．小球从释放到第二次达到最低点的过程中，小球和半圆形相组成的系统机械能守恒
D．小球第二次到达最低点时槽形物体获得的速度大小false
10．三个相同的带电粒子（不计重力）从同一位置沿同一方向垂直于电场线飞入偏转电场，出现了如图所示的轨迹，由此可判断
A．粒子c的动量变化量最小，a的动量变化量最大
B．进电场时，c的速度最大，a的速度最小
C．动能的增加值，c最小，a和b一样大
D．在b飞离电场的同时，a刚好打在负极板上
11．如图所示，平行板电容器与输出电压为U的直流电源连接，下极板接地，静电计所带电荷量很少，可被忽略；一带负电油滴被固定于电容器中的P点；现将平行板电容器的下极板竖直向下移动一小段距离，则（ ）
A．电容器的电容变大
B．静电计指针张角不变
C．带电油滴的电势能增大
D．若先将上极板与电源正极的导线断开再将下极板向下移动一小段距离，则带电油滴所受电场力不变
12．如图所示，光滑绝缘细杆竖直放置，与以正点电荷Q为圆心的圆周交于B、C两点。质量为m、电荷量为q的有孔小球从杆上A点无初速滑下，已知AB=BC=h，小球滑到B点时的速度大小为false，求：(??? )
A.点电荷Q带正电
B.小球由B点到C点的过程中重力所做的功等于动能的变化量
C.小球由A点滑到B点的过程中电场力做的功false
D.小球到达C点时的速度大小为false
三、实验题(10分)
13．如图1所示，用“碰撞实验器”可以验证动量守恒定律，即研究两个小球在轨道水平部分碰撞前后的动量关系：
先安装好实验装置，在地上铺一张白纸，白纸上铺放复写纸，记下重垂线所指的位置O．接下来的实验步骤如下：
步骤1：不放小球2，让小球1从斜槽上A点由静止滚下，并落在地面上．重复多次，用尽可能小的圆，把小球的所有落点圈在里面，其圆心就是小球落点的平均位置；
步骤2：把小球2放在斜槽前端边缘位置B，让小球1从A点由静止滚下，使它们碰撞，重复多次，并使用与步骤1同样的方法分别标出碰撞后两小球落点的平均位置；
步骤3：用刻度尺分别测量三个落地点的平均位置M、P、N离O点的距离，即线段OM、OP、ON的长度．
（1）对于上述实验操作，下列说法正确的是________．
A．应使小球每次从斜槽上相同的位置自由滚下
B．斜槽轨道必须光滑
C．斜槽轨道末端必须水平
D．小球1质量应大于小球2的质量
（2）上述实验除需测量线段OM、OP、ON的长度外，还需要测量的物理量有________．
A．A、B两点间的高度差h1
B．B点离地面的高度h2
C．小球1和小球2的质量m1、m2
D．小球1和小球2的半径r
（3）当所测物理量满足表达式__________________________(用所测物理量的字母表示)时，即说明两球碰撞遵守动量守恒定律．如果还满足表达式_______________________(用所测物理量的字母表示)时，即说明两球碰撞时无机械能损失．
（4）完成上述实验后，某实验小组对上述装置进行了改造，如图2所示．在水平槽末端与水平地面间放置了一个斜面，斜面的顶点与水平槽等高且无缝连接．使小球1仍从斜槽上A点由静止滚下，重复实验步骤1和2的操作，得到两球落在斜面上的平均落点M′、P′、N′．用刻度尺测量斜面顶点到M′、P′、N′三点的距离分别为false ，false 、false ．则验证两球碰撞过程中动量守恒的表达式为________________________________(用所测物理量的字母表示)
四、计算题
14．(10分)质量为false、电量为false的带电微粒以v0=2m/s的速度从水平放置的平行金属板A、B正中央水平飞入板间，如图所示,已知A板带正电，B板带负电，板长l=10cm，板间距离d=2cm (g取10 m/s2).
（1）若带电油滴恰好沿直线穿过板间，求q的电性和A、B间的电势差？
（2）当UAB=2000V时，请试判断带电油滴能否从板间飞出。
15.(13分)如图,ABD为竖直平面内的绝缘轨道,已知AB段是动摩擦因数为?=0.2的水平轨道， BD段是光滑的半圆轨道，其半径R=0.2 m,两段轨道相切于B点,整个轨道处在竖直向下的匀强电场中,场强大小E=5.0×103 V/m.一不带电的绝缘小球甲，以速度v0=6m/s沿水平轨道向右运动,与相距s=2.75m，静止在B点带正电的小球乙发生弹性碰撞。已知甲、乙两球的质量为m=1.0×10-2 kg,乙所带电荷量q=2.0×10-5 C,g取10 m/s2.(甲、乙两球可视为质点,整个运动过程无电荷转移)
(1)求碰撞前甲的速度v甲；
(2)甲乙两球碰撞后,试通过计算判断乙是否能通过轨道的最高点D.
16.(14分)质量mA=3.0kg、长度L=0.70m、电量q=+4.0×10-5C的导体板A在足够大的绝缘水平面上，质量mB=1.0kg可视为质点的绝缘物块B在导体板A的左端，开始时A、B保持相对静止一起向右滑动，当它们的速度减小到V0=3.0m/s时，立即施加一个方向水平向左、场强大小E=1.0×105N/C的匀强电场，此时A的右端到竖直绝缘挡板的距离为s=2m，此后A、B始终处在匀强电场中，如图所示，假定A与挡板碰撞时间极短且无机械能损失，A与B之间(动摩擦因数false)及A与地面之间(动摩擦因数false)的最大静摩擦力均可认为等于其滑动摩擦力，g取10m/s2(不计空气的阻力)求：
(1)刚施加匀强电场时，AB的加速度的大小?
(2)导体板A刚离开挡板时的速度大小?
(3)B能否离开A？若能，求B刚离开A时，B的速度大小；若不能，求B与A的左端的最大距离。
参考答案
1．D
【解析】
A．库仑发现了点电荷之间作用力的规律，故A错误；
B．电容的单位为法拉，这是为了纪念法拉第这位伟大的物理学家，但是法拉不是基本单位，故B错误；
C．19世纪30年代，法拉第提出了电场的观点，并提出了用电场线来形象描述电场；故C错误；
D．元电荷e的数值最早是由美国物理学家密立根测出的，故D正确。
故选D。
2．B
【解析】
AC.图是点电荷产生的电场，A中MN在同一个圆上的不同的点，C中MN到圆心的距离不等，根据false 可知，A中MN两点电场强度大小相等，方向不同，C中不等，故AC错误；
B. 等间距平行的电场线表示匀强电场，电场中电场强度处处相等，故B正确；
D. D图中N点所在的电场线比较密集，M点所在的电场线比较疏，所以N点的电场强度大于M点的电场强度，故D错误。
3．B
【解析】
以向下为正，对消防队员下落的全程使用动量定理可得：
false
代入数据解得：
false
故B正确，ACD错误．
故选B。
4．C
【解析】
由动量守恒定律可得false，代入数据解得：false，方向沿原方向．故C项正确，ABD错误。
5．C
【解析】
试题分析：根据沿电场线方向电势降低的性质，由false图知由A运动到点B电势降低，故电场线方向从A到B，从false图的斜率逐渐减小，故场强逐渐减小，既A、B两点的电场强度EA＞EB，电势φA>φB，选项A错误，选项C正确；由于电子受到水平向左的电场力的作用，电子做加速度减小的减速运动，既电子在A、B两点的速度vA>vB，故B选项错误；由于电场力做负功，所以电子的电势能增大，既电子在A、B两点的电势能EpA6．A
【解析】
false;A正确
false，B错误
如果规定B点的电势为零，false;false，C错误
由于该电场为匀强电场,所以等势面在所示平面内投影为直线且电势在任意直线上均匀变化。取A、B中点,此点电势为2V,连接C点,得到相同电势的一条直线,由于电场强度方向垂直等势面且指向电势减小的方向,所以过B点做该直线垂线即得到条电场线,方向如答案所示指向B，场强方向并不是垂直于AC的，故D错误。
7．D
【解析】
根据题意画出电场线质点在P处的速度方向和受力方向如图所示,因质点带负电,则知电场线应垂直等势线由c经b至a,所以a点电势最低,A选项错误;
质点由P经R至Q的过程中,电场力对其做正功,带电质点的电势能降低,B选项错误;
由于质点运动过程中只有电场力做功,所以质点的电势能与动能之和保持不变,C选项错误;
由电场线垂直等势面,带电质点所受电场力方向沿电场线方向知,带电质点在R点的加速度方向垂直于等势面b，D正确．
8．AD
【解析】
两个等量正电荷产生的电场如图所示:
中垂线CD上的电场强度方向处处都是竖直向上,故正电荷q由C点沿着中垂线移至无穷远处的过程中,电场力做正功,电势能减小,A正确,B错误;中垂线上由C到无穷远,电场强度先变大后变小,q受到的电场力先变大后变小,C错误、D正确。
9．BC
【解析】
AB.小球从边缘静止下滑的过程中,半圆槽对球的支持力沿半径方向指向圆心,而小球对半圆槽的压力方向相反指向左下方,因为有竖直墙挡住,所以半圆槽不会向左运动,可见该过程中,小球与半圆槽在水平方向受到外力作用,动量并不守恒,而由小球、半圆槽组成的系统动量也不守恒;
但是在此过程中，小球受到的支持力不做功，只有重力做功，因此小球的机械能守恒，设小球到达最低点时速度为v1
false，
此后，小球与半圆槽组成的系统动量守恒且机械能守恒
false ①
false ② 联立①②解得：h=false，B正确；
因为小球在槽內运动过程中, 小球、半圆形槽所受外力除了重力外，其他力都不做功,且在接触面都是光滑的,所以小球、半圆形槽组成的系统机械能守恒,故选项C正确，
小球从左边最高点下滑第二次到达最低点的过程中，小球与半圆槽组成的系统动量守恒且机械能守恒
false ③
false ④
联立①②③④解得：false =false，D错误；
故选BC．
10．BCD
【解析】
三个粒子相同，故进入电场后，受到的电场力相等，即加速度相等，在竖直方向上做初速度为零的匀加速直线运动，偏移量false，所以false，故在b飞离电场的同时，a刚好打在负极板上；故D正确。由于不计重力，三个粒子仅受电场力，受到的电场力相等，故动量的变化量，c的最小，a和b的一样大，故A错误；在水平方向上做匀速直线运动，故有false，因为false，false，所以有false，故B正确；根据动能定理false，故动能的增加值，c的最小，a和b的一样大，故C正确。
故选BCD。
11．BD
【解析】
电容器始终与电源相连，则电容器两端间的电势差不变，根据电容器d的变化判断电容的变化以及电场强度的变化，从而判断电荷电势能和电场力的变化．
现将平行板电容器的下极板竖直向下移动一小段距离，导致极板间距增大，根据false知，d增大，则电容减小，A错误；静电计测量的是电容器两端的电势差，因为电容器始终与电源相连，则电势差不变，所以静电计指针张角不变，B正确；电势差不变，d增大，则电场强度减小，P点与上极板的电势差减小，则P点的电势增大，因为该电荷为负电荷，则电势能减小，C错误；若先将电容器上极板与电源正极的导线断开，则电荷量不变，d改变，根据false，知电场强度不变，则油滴所受电场力不变，D正确．
12．AB
【解析】
小球由A到B重力和电场力做功,有动能定理得
false
代入数据解得false，电场力做负功，所以Q带正电荷
BC两点在同一等势面上,小球从B到C电场力做功为零,只有重力做功,由动能定理得
false
解得false．
由以上分析可得：AB正确，CD错误；
13．ACD (2分) C (2分) false (2分) false (2分) false (2分)
【解析】
（1）因为平抛运动的时间相等，根据v=x/t，可知，将时间看成一个单位，可以用水平射程可以表示速度，需测量小球平抛运动的射程来间接测量速度．故应保证斜槽末端水平，小球每次都从同一点滑下；同时为了小球2能飞的更远，防止1反弹，球1的质量应大于球2的质量；故ACD正确，B错误；故选ACD．
（2）根据动量守恒得，m1?OP=m1?OM+m2?ON，所以除了测量线段OM、OP、ON的长度外，还需要测量的物理量是小球1和小球2的质量m1、m2．故选C．
（3）因为平抛运动的时间相等，则水平位移可以代表速度，OP是A球不与B球碰撞平抛运动的位移，该位移可以代表A球碰撞前的速度，OM是A球碰撞后平抛运动的位移，该位移可以代表碰撞后A球的速度，ON是碰撞后B球的水平位移，该位移可以代表碰撞后B球的速度，当所测物理量满足表达式false，说明两球碰撞遵守动量守恒定律，由功能关系可知，只要falsem1v02=falsem1v12+falsem2v22成立，则机械能守恒，故若false，说明碰撞过程中机械能守恒．
（4）碰撞前，m1落在图中的P′点，设其水平初速度为v1．小球m1和m2发生碰撞后，m1的落点在图中M′点，设其水平初速度为v1′，m2的落点是图中的N′点，设其水平初速度为v2． 设斜面BC与水平面的倾角为α，由平抛运动规律得：Lp′sinα=falsegt2，Lp′cosα=v1t；解得 v1=false．同理 v1′=false，v2=false，可见速度正比于false．
所以只要验证 false即可．
14.(10分) 1000V；不能
【解析】
(1)因为带电粒子沿直线穿过板间,所以粒子带负电,由二力平衡得:qE=mg①(2分)
在匀强电场中:false(1分)
联立①②得U=1000V(1分)
(2)带电粒子水平运动到板的右端所用时间为:
false(1分)
带电粒子竖直方向加速度为:
false(2分)
带电粒子水平运动到板的右端时竖直方向的距离为:
false(2分)
因此带电粒子不能从板间飞出,(1分)
15.(13分) 5m/s；可以
【解析】
(1)小球甲运动到B点,由动能定理得:
false(2分)
解得:v甲=5m/s(1分)
或:小球甲运动到B点,a=-μg
由2aS=vfalsefalse-vfalsefalse
得vfalse=5m/s
(2)甲乙两球碰撞过程,由动量守恒和机械能守恒得
mvfalse=mv’ false+mvfalse①(2分)
false(2分)
联系①②可得,vfalse=vfalse=5m/s
假设碰撞后乙球恰好可以到达最高点D,由动能定理可得x
false③(2分)
小球在D点:false(2分)
联立③④可得:false(1分)
所以乙球可以通过轨道的最高点D.(1分)
16.(14分) 2.0m/sfalse；1m/s；不能；0.6m
【解析】
(1)设B受到的最大静摩擦力为f1m.则.
ffalse=μfalse=2.5N①
设A受到地面的滑动摩擦力的ffalse,则.
ffalse=μfalse(mfalse+mfalse)g=4.0N②(1分)
施加电场后,假设A、B以相同的加速度向右做匀减速运动,加速度大小为a,
由牛顿第二定律,有:
qE+ffalse=(mfalse+mfalse)a③(2分)
得:a=2.0m/sfalse(1分)
设B受到的摩擦力为f1,由牛顿第二定律得ffalse=mfalse④
计算得出ffalse=2.0N速度a=2.0m/sfalse向右做匀减速运动.(1分)
所以刚加上匀强电场时,B的加速度大小a=2.0m/sfalse(1分)
(2)A与挡板碰前瞬间,设A、B向右的共同速度为vfalse,根据运动学公式,有:
vfalsefalse=vfalsefalse-2aS⑥(2分)
计算得出:vfalse=1m/s
A与挡板碰撞无机械能损失,故A刚离开挡板时速度大小为:vfalse=1m/s(1分)
(3)A与挡板碰后,以A、B系统为研究对象,qE=ffalse⑥
故A、B系统动量守恒,设A、B向左共同速度为v,规定向左为正方向,得:
mfalsefalse-mfalsefalse=(mfalse+mfalse)v共⑦(2分)
设该过程中,B相对于A向右的位移为,由动能定理得:
false(2分)
解得:sfalse=0.6m<0.7m,所以B不能离开A.
B与A的左端的最大距离为sfalse=0.6m.(1分)