天津一中2015—2015学年度高二年级第一学期期中考试物理学科试卷一、选择题（共12小题，其中1~8题为单项选择题，每题3分；9~12题为不定项选择题，每题4分；共40分）1．关于静电场，下列结论普遍成立的是(　　)A．电场强度大的地方电势高，电场强度小的地方电势低B．C．将正点电荷从场强为零的一点移动到场强为零的另一点，电场力做功为零D． 2．科学家试图模拟宇宙大爆炸初的情境，他们使两个带正电的不同重离子被加速后，沿同一条直线相向运动而发生猛烈碰撞．为了使碰撞前的动能尽可能多地转化为内能，关键是设法使这两个重离子在碰撞前的瞬间具有相同大小的(　　)A．速率 B．质量C．动量 D．动能相距为L的点电荷A、B带电荷量分别为＋4q和－q，如图所示，今引入第三个点电荷C，使三个点电荷都处于平衡状态，则C的电荷量和放置的位置是(　　)A．－q，在A左侧距A为L处B．－2q，在A左侧距A为L/2处C．＋4q，在B右侧距B为L处D．＋2q，在B右侧距B为3L/2处．如图所示，ad、bd、cd是竖直平面内三根固定的光滑细杆，a、b、c、d位于同一周圆上，a点为圆周的最高点，d点为圆周的最低点．每根杆上都套着一个质量相同的小滑环(图中未画出)，三个滑环分别从a、b、c处释放(初速度为零)，关于它们下滑的过程，下列说法中正确的是(　　)A．重力对它们的冲量相同B．弹力对它们的冲量相同C．合外力对它们的冲量相同D．它们的动量增量相同．一带负电荷的质点，在电场力作用下沿曲线abc从a运动到c，已知质点的速率是递的．关于b点电场强度E的方向，下列图示中可能正确的是(虚线是曲线在b点的切线)(　　)6．在点电荷Q形成的电场中有一点A，当一个试探电荷从电场的无限远处被移到电场中的A点时，电场力做的功为，则试探电荷在A点的电势能及电场中A点的电势分别为(　　)A．EpA＝－ ，φA＝　　 　B．EpA＝ ，φA＝－C．EpA＝ ，φA＝ D．EpA＝－ ，φA＝－7．A．滑块B的动量为0.5mv0时，木板A和滑块B的加速度大小相等B．滑块B的动量为0.5mv0时，斜面体对水平面的压力大小为（M+2m）gC．滑块B的动量为1.5mv0时，木板A的动量大小为0.5mv0D．滑块B的动量为1.5mv0时水平面施予斜面体的摩擦力向左8．相对太空站静止的太空飞行器上有一种装置，它利用电场加速带电粒子，形成向外发射的粒子流，从而对飞行器产生反冲力使其获得加速度．已知飞行器的质量为M，发射的是二价氧离子，每个氧离子的质量为m，元电荷的电荷量为e，氧离子由静止经电压U加速形成氧离子流对外发射．如果每秒内飞行器发射N个氧离子，则太空飞行器获得的加速度为(　)A． B． C． D． 9．在图中，a、b带等量异种电荷，MN为ab连线的中垂线，现有一个带电粒子从M点以一定初速度v0射出，开始时一段轨迹如图中实线，不考虑粒子重力，则以下说法中正确的是(　)A．该粒子带正电B．该粒子的动能先增大后减小C．该粒子的电势能先增大后减小D．该粒子运动到无穷远处后，速度的大小一定仍为v010．子弹在射入木块前的动能为E1，动量大小为；射穿木板后子弹的动能为E2，动量大小为。若木板对子弹的阻力大小恒定，则子弹在射穿木板的过程中的平均速度大小为（）A． B． C． D．m的小球以水平速度v与静止在光滑水平面上质量为3m的静止的小球Ｂ正碰后，Ａ球的速率变为原来的，则碰后Ｂ球的速度是（ ）（以v的方向为正方向）A．V/6B．-VC．V/3　　 D．V/2如图所示，在真空中有一水平放置的不带电平行板电容器，板间距离为d，电容为C，上板B接地．现有大量质量均为m，带电荷量为q的小油滴，以相同的初速度持续不断地从两板正中间沿图中虚线所示方向射入，第一滴油滴正好落到下板A的正中央P点．如果能落到A板的油滴仅有N滴，且第N＋1滴油滴刚好能飞离电场，假设落到A板的油滴的电荷量能被板全部吸收，不考虑油滴间的相互作用，重力加速度为g，则(　　)A．落到A板的油滴数N＝B．落到A板的油滴数N＝C．第N＋1滴油滴经过电场的整个过程中增加的动能为D．第N＋1滴油滴经过电场的整个过程中减少的机械能为二、填空题 N.s ，撤去F后，A离开竖直墙后，弹簧的弹性势能最大值为_________J14．三个相同的金属小球12、3分别置于绝缘支架上，各球之间的距离远大于小球的直径。球1的带电量为q，球2的带电量为nq，球3不带电且离球1和球2很远，此时球1、2之间作用力的大小为F。现使球3先与球2接触，再与球1接触，然后将球3移至远处，此时1、2之间作用力的大小仍为F，方向不变。由此可知15．如图所示，一个电荷量为－Q的点电荷甲，固定在绝缘水平面上的O点．另一个电荷量为＋q、质量为m的点电荷乙，从A点以初速度v0沿它们的连线向甲运动，到B点时的速度减小到最小为v.已知点电荷乙与水平面的动摩擦因数为μ，A、B间距离为L0及静电力常量为k，则点电荷甲在B点处的电场强度大小为A、B两点电势差为__________.16．如图所示，一绝缘细圆环半径为r，其环面固定在水平面上，场强为E的匀强电场与圆环平面平行，环上穿有一电荷量为+q、质量为m的小球，可沿圆环做无摩擦的圆周运动，若小球经A点时速度vA的方向恰与电场垂直，且圆环与小球间沿水平方向无力的作用，则速度vA=_______.当小球运动到与A点对称的B点时，小球对圆环在水平方向的作用力NB=_______.三、实验探究题（共1小题，8分）17．某同学用图所示的装置做“验证动量守恒定律”的实验．先将a球从斜槽轨道上某固定点处由静止开始滚下，在水平地面上的记录纸上留下压痕，重复10次；再把同样大小的b球放在斜槽轨道末端水平段的最右端静止放置，让a球仍从原固定点由静止开始滚下，和b球相碰后，两球分别落在记录纸的不同位置处，重复10次．(1)本实验必须测量的物理量有________；A．斜槽轨道末端到水平地面的高度HB．小球a、b的质量ma、mbC．小球a、b的半径rD．小球a、b离开斜槽轨道末端后平抛飞行的时间tE．记录纸上O点到A、B、C各点的距离OA、OB、OCF．a球的固定释放点到斜槽轨道末端水平部分间的高度差h(2)根据实验要求，ma__________mb(填“大于”、“小于”或“等于”)；(3)放上被碰小球后，两小球碰后是否同时落地？如果不是同时落地，对实验结果有没有影响？(不必作分析)__________________________________；(4)为测定未放小球b时，小球a落点的平均位置，把刻度尺的零刻度线跟记录纸上的O点对齐，图出了小球a落点附近的情况，由图可得OB距离应为__________ cm；(5)按照本实验方法，验证动量守恒的验证式是___________________________．18．如图所示，在高为h＝5 m的平台右边缘上，放着一个质量M＝3 kg的铁块，现有一质量为m＝1 kg的钢球以v0＝1.0 m/s的水平速度与铁块在极短的时间内发生正碰被反弹，落地点距离平台右边缘的水平距离为L＝2 m，已知铁块与平台之间的动摩擦因数为0.5，求铁块在平台上滑行的距离s(不计空气阻力，铁块和钢球都看成质点，取g＝10 m/s2)．19．如图所示，相距为d的两平行金属板M、N与电池组相连后，其间形成匀强电场，一带正点粒子从M极板边缘垂直于电场方向射入，并打在N极板的正中央。不计重力，现欲把N极板远离M极板平移，使原样射入的粒子能够射出电场，就下列两种情况求出N极板至少移动的距离。（1）电键闭合 （2）把闭合的电键打开后 20．两圆形平行金属板M、N，正对竖直放置，其半径r=0.3m，相距d=10cm，两板间加电压1000V；一个质量为m=0.02g，电量q=2×10－8C的带电液滴，从M板上的A点，以初速度v0=1m/s水平射向N板如图所示，恰好打在M板的B点，求：（1）该圆形平行板电容器所带的电量；（2）A、B两点间的距离为多少？（3）带电液滴刚要打到B点时的速度?(4)液滴运动过程中的最小速度是多少?（g=10m/s2，静电力常量9×109 Nm2/C2，空气介电常数为1）21．如图所示，一竖直固定且光滑绝缘的直圆筒底部放置一可视为点电荷的场源电荷A，其电荷量Q＝＋4×10－3 C，在场源电荷A形成的电场中具有的电势能的表达式为Ep＝k，其中r为A与之间的距离k为静电力常量．现有一个质量为m＝0.1 kg的带正电的小球B，它与A球间的距离为a＝0.4 m，此时小球B处于平衡状态另一质量为m的不带电绝缘小球C从距离B的上方H＝0.8 m处自由下落，小球B立刻与小球B粘在一起向下运动，它们到达最低点后又向上运动(取g＝10 m/s2，k＝9×109 N?m2/C2)．求：(1)小球C与小球B碰撞前的速度v0的大小？小球B的电荷量q为多少？(2)小球C与小球B一起向下运动的过程中，最大速度为多少？16．6qE三、17．(1)BE　(2)大于(3)b球先落地，对实验结果无影响(4)45.95±0.02　(5)maOB＝maOA＋mbOC解析：设钢球反弹后的速度大小为v1，铁块的速度大小为v，碰撞时间极短，系统动量mv0＝Mv－mv1钢球做平抛运动L＝v1th＝gt2由解得t＝1 s，v1＝2 m/s，v＝4 m/s铁块做匀减速直线运动，由μmg＝ma解得加速度大小：a＝5 m/s2最终速度为0，则其运行时间t1＝＝0.8 s所以铁块在平台向右滑行的距离s＝＝1.6 m．答案：1.6 m (1)电键K闭合设粒子的质量为m，所带电量为q，平行金属板长为L，电源电压为U，当极板间的距离为d时，粒子在极板间飞行的时间为t，则设使粒子能射出电场时N极板下移的最小距离为x1，此时，粒子发生的水平距离为L，竖直位移为(d+x1)，设粒子的运动时间为t'，则：联立①②③④解得：x1=d(2)把闭合的电键K打开后：当极板N下移时，由于极板所带电量不变，极板上电荷密度不变，板间电场线密度不变，所以，板间电场强度不变，粒子运动的加速度不变，设此时使粒子能射出电场时N极板下移的最小距离为x2，则联立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时获得速度v0，由机械能守恒得：mgH＝mv解得v0＝＝4 m/s小球B在碰撞前处于平衡状态，对B球由平衡条件得：mg＝代入数据得：q＝×10－8 C＝4.4×10－9 C.(2)设当B和C向下运动的速度最大为vm时，与A相天津市天津一中2015-2016学年高二上学期期中考试（物理）
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