天津一中2015—2015學(xué)年度高二年級第一學(xué)期期中考試物理學(xué)科試卷一、選擇題（共12小題，其中1~8題為單項選擇題，每題3分；9~12題為不定項選擇題，每題4分；共40分）1．關(guān)于靜電場，下列結(jié)論普遍成立的是(　　)A．電場強度大的地方電勢高，電場強度小的地方電勢低B．C．將正點電荷從場強為零的一點移動到場強為零的另一點，電場力做功為零D． 2．科學(xué)家試圖模擬宇宙大爆炸初的情境，他們使兩個帶正電的不同重離子被加速后，沿同一條直線相向運動而發(fā)生猛烈碰撞．為了使碰撞前的動能盡可能多地轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，關(guān)鍵是設(shè)法使這兩個重離子在碰撞前的瞬間具有相同大小的(　　)A．速率 B．質(zhì)量C．動量 D．動能相距為L的點電荷A、B帶電荷量分別為＋4q和－q，如圖所示，今引入第三個點電荷C，使三個點電荷都處于平衡狀態(tài)，則C的電荷量和放置的位置是(　　)A．－q，在A左側(cè)距A為L處B．－2q，在A左側(cè)距A為L/2處C．＋4q，在B右側(cè)距B為L處D．＋2q，在B右側(cè)距B為3L/2處．如圖所示，ad、bd、cd是豎直平面內(nèi)三根固定的光滑細桿，a、b、c、d位于同一周圓上，a點為圓周的最高點，d點為圓周的最低點．每根桿上都套著一個質(zhì)量相同的小滑環(huán)(圖中未畫出)，三個滑環(huán)分別從a、b、c處釋放(初速度為零)，關(guān)于它們下滑的過程，下列說法中正確的是(　　)A．重力對它們的沖量相同B．彈力對它們的沖量相同C．合外力對它們的沖量相同D．它們的動量增量相同．一帶負電荷的質(zhì)點，在電場力作用下沿曲線abc從a運動到c，已知質(zhì)點的速率是遞的．關(guān)于b點電場強度E的方向，下列圖示中可能正確的是(虛線是曲線在b點的切線)(　　)6．在點電荷Q形成的電場中有一點A，當(dāng)一個試探電荷從電場的無限遠處被移到電場中的A點時，電場力做的功為，則試探電荷在A點的電勢能及電場中A點的電勢分別為(　　)A．EpA＝－ ，φA＝　　 　B．EpA＝ ，φA＝－C．EpA＝ ，φA＝ D．EpA＝－ ，φA＝－7．A．滑塊B的動量為0.5mv0時，木板A和滑塊B的加速度大小相等B．滑塊B的動量為0.5mv0時，斜面體對水平面的壓力大小為（M+2m）gC．滑塊B的動量為1.5mv0時，木板A的動量大小為0.5mv0D．滑塊B的動量為1.5mv0時水平面施予斜面體的摩擦力向左8．相對太空站靜止的太空飛行器上有一種裝置，它利用電場加速帶電粒子，形成向外發(fā)射的粒子流，從而對飛行器產(chǎn)生反沖力使其獲得加速度．已知飛行器的質(zhì)量為M，發(fā)射的是二價氧離子，每個氧離子的質(zhì)量為m，元電荷的電荷量為e，氧離子由靜止經(jīng)電壓U加速形成氧離子流對外發(fā)射．如果每秒內(nèi)飛行器發(fā)射N個氧離子，則太空飛行器獲得的加速度為(　)A． B． C． D． 9．在圖中，a、b帶等量異種電荷，MN為ab連線的中垂線，現(xiàn)有一個帶電粒子從M點以一定初速度v0射出，開始時一段軌跡如圖中實線，不考慮粒子重力，則以下說法中正確的是(　)A．該粒子帶正電B．該粒子的動能先增大后減小C．該粒子的電勢能先增大后減小D．該粒子運動到無窮遠處后，速度的大小一定仍為v010．子彈在射入木塊前的動能為E1，動量大小為；射穿木板后子彈的動能為E2，動量大小為。若木板對子彈的阻力大小恒定，則子彈在射穿木板的過程中的平均速度大小為（）A． B． C． D．m的小球以水平速度v與靜止在光滑水平面上質(zhì)量為3m的靜止的小球Ｂ正碰后，Ａ球的速率變?yōu)樵瓉淼�，則碰后Ｂ球的速度是（ ）（以v的方向為正方向）A．V/6B．-VC．V/3　　 D．V/2如圖所示，在真空中有一水平放置的不帶電平行板電容器，板間距離為d，電容為C，上板B接地．現(xiàn)有大量質(zhì)量均為m，帶電荷量為q的小油滴，以相同的初速度持續(xù)不斷地從兩板正中間沿圖中虛線所示方向射入，第一滴油滴正好落到下板A的正中央P點．如果能落到A板的油滴僅有N滴，且第N＋1滴油滴剛好能飛離電場，假設(shè)落到A板的油滴的電荷量能被板全部吸收，不考慮油滴間的相互作用，重力加速度為g，則(　　)A．落到A板的油滴數(shù)N＝B．落到A板的油滴數(shù)N＝C．第N＋1滴油滴經(jīng)過電場的整個過程中增加的動能為D．第N＋1滴油滴經(jīng)過電場的整個過程中減少的機械能為二、填空題 N.s ，撤去F后，A離開豎直墻后，彈簧的彈性勢能最大值為_________J14．三個相同的金屬小球12、3分別置于絕緣支架上，各球之間的距離遠大于小球的直徑。球1的帶電量為q，球2的帶電量為nq，球3不帶電且離球1和球2很遠，此時球1、2之間作用力的大小為F�，F(xiàn)使球3先與球2接觸，再與球1接觸，然后將球3移至遠處，此時1、2之間作用力的大小仍為F，方向不變。由此可知15．如圖所示，一個電荷量為－Q的點電荷甲，固定在絕緣水平面上的O點．另一個電荷量為＋q、質(zhì)量為m的點電荷乙，從A點以初速度v0沿它們的連線向甲運動，到B點時的速度減小到最小為v.已知點電荷乙與水平面的動摩擦因數(shù)為μ，A、B間距離為L0及靜電力常量為k，則點電荷甲在B點處的電場強度大小為A、B兩點電勢差為__________.16．如圖所示，一絕緣細圓環(huán)半徑為r，其環(huán)面固定在水平面上，場強為E的勻強電場與圓環(huán)平面平行，環(huán)上穿有一電荷量為+q、質(zhì)量為m的小球，可沿圓環(huán)做無摩擦的圓周運動，若小球經(jīng)A點時速度vA的方向恰與電場垂直，且圓環(huán)與小球間沿水平方向無力的作用，則速度vA=_______.當(dāng)小球運動到與A點對稱的B點時，小球?qū)�圓環(huán)在水平方向的作用力NB=_______.三、實驗探究題（共1小題，8分）17．某同學(xué)用圖所示的裝置做“驗證動量守恒定律”的實驗．先將a球從斜槽軌道上某固定點處由靜止開始滾下，在水平地面上的記錄紙上留下壓痕，重復(fù)10次；再把同樣大小的b球放在斜槽軌道末端水平段的最右端靜止放置，讓a球仍從原固定點由靜止開始滾下，和b球相碰后，兩球分別落在記錄紙的不同位置處，重復(fù)10次．(1)本實驗必須測量的物理量有________；A．斜槽軌道末端到水平地面的高度HB．小球a、b的質(zhì)量ma、mbC．小球a、b的半徑rD．小球a、b離開斜槽軌道末端后平拋飛行的時間tE．記錄紙上O點到A、B、C各點的距離OA、OB、OCF．a(chǎn)球的固定釋放點到斜槽軌道末端水平部分間的高度差h(2)根據(jù)實驗要求，ma__________mb(填“大于”、“小于”或“等于”)；(3)放上被碰小球后，兩小球碰后是否同時落地？如果不是同時落地，對實驗結(jié)果有沒有影響？(不必作分析)__________________________________；(4)為測定未放小球b時，小球a落點的平均位置，把刻度尺的零刻度線跟記錄紙上的O點對齊，圖出了小球a落點附近的情況，由圖可得OB距離應(yīng)為__________ cm；(5)按照本實驗方法，驗證動量守恒的驗證式是___________________________．18．如圖所示，在高為h＝5 m的平臺右邊緣上，放著一個質(zhì)量M＝3 kg的鐵塊，現(xiàn)有一質(zhì)量為m＝1 kg的鋼球以v0＝1.0 m/s的水平速度與鐵塊在極短的時間內(nèi)發(fā)生正碰被反彈，落地點距離平臺右邊緣的水平距離為L＝2 m，已知鐵塊與平臺之間的動摩擦因數(shù)為0.5，求鐵塊在平臺上滑行的距離s(不計空氣阻力，鐵塊和鋼球都看成質(zhì)點，取g＝10 m/s2)．19．如圖所示，相距為d的兩平行金屬板M、N與電池組相連后，其間形成勻強電場，一帶正點粒子從M極板邊緣垂直于電場方向射入，并打在N極板的正中央。不計重力，現(xiàn)欲把N極板遠離M極板平移，使原樣射入的粒子能夠射出電場，就下列兩種情況求出N極板至少移動的距離。（1）電鍵閉合 （2）把閉合的電鍵打開后 20．兩圓形平行金屬板M、N，正對豎直放置，其半徑r=0.3m，相距d=10cm，兩板間加電壓1000V；一個質(zhì)量為m=0.02g，電量q=2×10－8C的帶電液滴，從M板上的A點，以初速度v0=1m/s水平射向N板如圖所示，恰好打在M板的B點，求：（1）該圓形平行板電容器所帶的電量；（2）A、B兩點間的距離為多少？（3）帶電液滴剛要打到B點時的速度?(4)液滴運動過程中的最小速度是多少?（g=10m/s2，靜電力常量9×109 Nm2/C2，空氣介電常數(shù)為1）21．如圖所示，一豎直固定且光滑絕緣的直圓筒底部放置一可視為點電荷的場源電荷A，其電荷量Q＝＋4×10－3 C，在場源電荷A形成的電場中具有的電勢能的表達式為Ep＝k，其中r為A與之間的距離k為靜電力常量．現(xiàn)有一個質(zhì)量為m＝0.1 kg的帶正電的小球B，它與A球間的距離為a＝0.4 m，此時小球B處于平衡狀態(tài)另一質(zhì)量為m的不帶電絕緣小球C從距離B的上方H＝0.8 m處自由下落，小球B立刻與小球B粘在一起向下運動，它們到達最低點后又向上運動(取g＝10 m/s2，k＝9×109 N?m2/C2)．求：(1)小球C與小球B碰撞前的速度v0的大��？小球B的電荷量q為多少？(2)小球C與小球B一起向下運動的過程中，最大速度為多少？16．6qE三、17．(1)BE　(2)大于(3)b球先落地，對實驗結(jié)果無影響(4)45.95±0.02　(5)maOB＝maOA＋mbOC解析：設(shè)鋼球反彈后的速度大小為v1，鐵塊的速度大小為v，碰撞時間極短，系統(tǒng)動量mv0＝Mv－mv1鋼球做平拋運動L＝v1th＝gt2由解得t＝1 s，v1＝2 m/s，v＝4 m/s鐵塊做勻減速直線運動，由μmg＝ma解得加速度大�。篴＝5 m/s2最終速度為0，則其運行時間t1＝＝0.8 s所以鐵塊在平臺向右滑行的距離s＝＝1.6 m．答案：1.6 m (1)電鍵K閉合設(shè)粒子的質(zhì)量為m，所帶電量為q，平行金屬板長為L，電源電壓為U，當(dāng)極板間的距離為d時，粒子在極板間飛行的時間為t，則設(shè)使粒子能射出電場時N極板下移的最小距離為x1，此時，粒子發(fā)生的水平距離為L，豎直位移為(d+x1)，設(shè)粒子的運動時間為t'，則：聯(lián)立①②③④解得：x1=d(2)把閉合的電鍵K打開后：當(dāng)極板N下移時，由于極板所帶電量不變，極板上電荷密度不變，板間電場線密度不變，所以，板間電場強度不變，粒子運動的加速度不變，設(shè)此時使粒子能射出電場時N極板下移的最小距離為x2，則聯(lián)立①②③④⑤解得：x2=3d20．（1）Q=CU=2.5×10-8（C）（3）（4）21．解析(1)小球C自由下落H時獲得速度v0，由機械能守恒得：mgH＝mv解得v0＝＝4 m/s小球B在碰撞前處于平衡狀態(tài)，對B球由平衡條件得：mg＝代入數(shù)據(jù)得：q＝×10－8 C＝4.4×10－9 C.(2)設(shè)當(dāng)B和C向下運動的速度最大為vm時，與A相天津市天津一中2015-2016學(xué)年高二上學(xué)期期中考試（物理）
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