2024~2025学年广西壮族自治区玉林市高二(上)11月期中物理试卷(解析版)

这是一份2024~2025学年广西壮族自治区玉林市高二(上)11月期中物理试卷(解析版)，共18页。
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2.选择题必须使用2B铅笔填涂；非选择题必须使用0.5毫米黑色字迹的签字笔书写，字体工整、笔迹清楚。
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一、单选题（本题共7小题，每小题4分，共28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. 下列说法正确的是（ ）
A. 由公式可知，通过导体横截面的电荷量越多，导体中的电流越大
B. 由公式可知，电容器的电容与其所带的电荷量成正比，与两极板间的电压成反比
C. 由公式可知，电场强度的大小与试探电荷所受电场力成正比，与试探电荷的带电量成反比
D. 由公式可知，同一材料制成的金属导体的电阻与导体长度成正比，与导体横截面积成反比
【答案】D
【解析】A．由公式
可知，单位时间内通过导体横截面的电荷量越多，导体中的电流越大，故A错误；
B．电容器的电容由电容器本身决定，与其所带电荷量、两极板间的电压无关，故B错误；
C．电场强度的大小由电场本身的性质决定，与试探电荷受到的电场力和试探电荷的带电量无关，故C错误；
D．由电阻的决定式
可知，同一材料制成金属导体的电阻跟导体的长度成正比，跟导体的横截面积成反比，故D正确。
故选D。
2. 以下关于四幅图的说法，正确的是（ ）
A. 图甲中礼花弹爆炸的瞬间机械能守恒
B. 图乙中A、B用压缩的轻弹簧连接放于光滑的水平面上，释放后A、B与弹簧组成的系统动量守恒
C. 图丙中子弹击穿木球的过程中，子弹和木球组成的系统水平方向动量不守恒
D. 图丁中小车位于光滑的水平面上，人将小球水平向左抛出后，车、人和球组成的系统动量守恒
【答案】B
【解析】A．图甲中礼花弹爆炸的瞬间，有化学能转化为机械能，所以机械能不守恒，故A错误；
B．图乙中A、B用压缩的弹簧连接放于光滑的水平面上，释放后A、B与弹簧组成的系统满足动量守恒，故B正确；
C．图丙中子弹击穿木球的过程中，子弹和木球组成的系统可认为所受外力之和为零，系统满足水平方向动量守恒，故C错误；
D．图丁中小车位于光滑的水平面上，人将小球水平向左抛出后，车、人和球组成的系统满足水平方向动量守恒，但竖直方向系统不满足动量守恒，故D错误。
故选B。
3. 如图所示，将一锥形导体放入电荷量为Q的负点电荷电场中，导体内有A、B两点，A点到电荷的距离为d，则（ ）
A.
B 锥形导体右端带负电
C. 导体表面的感应电荷在A点产生的电场强度大小为
D. A点电场强度比B点大
【答案】C
【解析】A．导体处于静电平衡状态，内部各点的电势是相等的，故A错误；
B．根据静电感应的原理可知，锥形导体的右端应感应异种电荷，故带正电，故B错误；
C．根据静电平衡可知，导体内部合场强为零，则有
方向由A指向点电荷，故感应电荷在A点产生的场强大小与点电荷在A点形成的电场强度大小相等，方向相反，即
故C正确；
D．达到静电平衡时，导体内部各点场强均为零，可知A点的电场强度等于B点的电场强度，故D错误；
故选C。
4. 如图所示，边长为的等边三角形的三个顶点P、M、N上各放置一个点电荷，三个点电荷带电荷量均为Q，其中M、N处的为正电荷，P处的为负电荷，O为等边三角形外接圆的圆心，S为M、N连线的中点，静电力常量为k，则S点的电场强度大小和方向为（ ）
A. 大小为，方向向左
B. 大小为，方向沿连线指向P点
C. 大小为，方向沿连线指向P点
D. 大小为，方向向右
【答案】B
【解析】S为M、N连线的中点，M、N处的正电荷在S处产生的场强等大反向，则S点的电场强度为P处的负电荷产生的电场强度，根据几何关系可知，PS的距离为
根据点电荷电场强度公式
方向沿SP连线指向P点。
故选B。
5. 如图所示，绝缘斜面体静止于粗糙的水平面上，，，两个可视为质点的带电物体P、Q分别静止在和面上，且连线水平。已知、面均光滑，斜面体和P、Q的质量分别为M、、，重力加速度为g。下列判断正确的是（ ）
A. P、Q的质量之比是16：9
B. P、Q带异种电荷，且Q的电荷量等于P的电荷量
C. 水平面对斜面体底部有水平向右的静摩擦力
D. 水平面对斜面体的支持力等于
【答案】D
【解析】AB．P、Q两物体均受到自身重力、斜面的支持力及它们之间水平方向库仑力的作用，且三力平衡，根据平衡条件可判断知，P、Q的库仑力一定为引力，所以它们带异种电荷，但根据题目条件它们电荷量的大小关系不能确定。对P、Q两物体有
，
可得P、Q的质量之比是
故AB错误；
CD．由于斜面体和P、Q整体处于静止状态，整体在水平方向上不受外力的作用，可知水平面对斜面体底部没有摩擦力作用；在竖直方向上，根据平衡条件可得水平面对斜面体的支持力大小
故C错误，D正确。
故选D。
6. 如图所示，在匀强电场中有一直角三角形，，；边长。电场强度的方向与三角形在同一平面内。，，。则（ ）
A. B、C两点间的电势差为
B. 电场强度的大小为
C. 电场强度的方向由A点指向B点
D. 一电子从B点移到C点，电势能增加
【答案】B
【解析】A．根据电势差的定义可得
UBC==-5V
故A错误；
BC．设D为AB的中点，则
V=
CD为一条等势线，作BE⊥CD（E为垂足），则电场方向由E指向B，如图所示
根据几何关系可得
dEB=ACtan30°cs 30°= m
电场强度为
V/m=10 V/m
故C错误，B正确；
D．一电子从B点移到C点，电场力做功
WBC=UBC（-e）=5eV
所以电势能减小5 eV，故D错误。
故选B。
7. 如图所示，空间中存在水平向右的匀强电场，电场中固定一半径为R的半圆形绝缘槽，槽的左右端点a、c等高，b为槽的最低点。从a点静止释放一质量为m的带负电的小球，小球沿圆弧槽下滑至b点时对槽的压力为mg。小球可视为质点，运动过程中电量保持不变，摩擦力可忽略不计。下列判断正确的是（ ）
A. 小球可以运动至c点
B. 小球将在b点保持静止
C. 小球运动过程中的最大速率为
D. 若从c点静止释放小球，小球将沿圆弧运动至b点
【答案】C
【解析】A．小球沿圆弧槽下滑至b点时对槽的压力为mg，由牛顿第三定律可知，在竖直方向圆弧槽b点对小球的支持力大小为mg，可知小球在竖直方向受力平衡，由牛顿第二定律可知，此时小球的速度是零，且受电场力方向水平向左，因此小球不可以运动至c点，故A错误；
B．小球在竖直方向受力平衡，受电场力方向水平向左，由牛顿第二定律可知，小球向左做加速运动，故B错误；
C．小球在a点时速度是零，在b点时速度是零，可知小球从a点到b点，重力势能转化为电势能，且重力势能的减少等于电势能的增加，则有
可得
由题意可知，当小球从a点下落到受重力和电场力的合力方向与O点的连线在一条直线上时，小球的速率最大，如图所示
由动能定理，则有
解得
故C正确；
D．由C选项分析可知，小球受到的重力大小等于受的电场力，因此小球在c点时受到的合力大小为
受合力方向与水平直径成45°角，即由c点指向b点，因此从c点静止释放小球，小球将沿直线运动至b点，故D错误。
故选C。
二、多选题（本题共3小题，每小题6分，共18分。在每小题给出的四个选项中，有多项是符合题目要求。全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分）
8. 如图为某电子透镜中电场的等势面（虚线）的分布图，相邻等势面间电势差相等，已知。一带电微粒仅在电场力作用下运动，其轨迹如图中实线所示，先后经过A、B、C三点，则粒子从A点到C点的过程中，下列说法正确的是（ ）
A. 速度先减小后增大
B. 微粒带负电
C. 在A点电势能比在C点电势能大
D. 从A点到B点电场力做功是从B点到C点电场力做功的2倍
【答案】BD
【解析】ABC．粒子受到的电场力方向指向轨迹的凹侧，，沿电场线方向电势降低，则电场强度方向向右，并且垂直等势面，粒子受电场力方向与电场强度方向相反，可知粒子带负电，粒子从A点到C点的过程中，电场力方向与运动方向间的夹角是钝角，即电场力做负功，粒子的动能减小，电势能增大，则速度一直减小，在A点电势能比在C点电势能小，AC错误B正确；
D．从A点到B点粒子经过两个等差等势面，从B点到C点粒子经过一个等差等势面，由电场力做功与电势差关系公式可知，从A点到B点电场力做功是从B点到C点电场力做功的2倍，D正确。
故选BD。
9. 如图所示，平行板电容器与直流电源连接，上极板接地。一带负电的油滴位于容器中的P点且处于静止状态。现将下极板竖直向下缓慢地移动一小段距离，则（ ）
A. 带电油滴将竖直向下运动
B. 带电油滴的机械能将减小
C. P点的电势将降低
D. 通过灵敏电流计有从a往b的电流
【答案】ABD
【解析】A．依题意知，电容器保持与电源连接，则电容器极板间电压不变，由
可知，若将下极板竖直向下缓慢地移动一小段距离，d增大，则板间场强减小，则油滴所受电场力减小，油滴将沿竖直向下运动，故A正确；
BC．P点到上极板的距离不变，场强减小，由
知，P点与上极板间电势差减小，P点的电势小于零，则P点的电势增大，由于油滴带负电，因向下运动，电场力做负功，则带电油滴的电势能将增大，机械能减小，故C错误，B正确；
D．将下极板竖直向下缓慢移动时，d增大，根据
可知电容器电容减小；电容器的电压U不变；故根据
可知电量减小，故电容器放电，电流计中有从a到b的电流，故D正确。
10. 如图所示，为某两个点电荷产生电场中，某个区域x轴上电势随x变化的图像，规定无限远处电势为零，一带电粒子在处由静止释放，只在电场力作用下沿x轴正向运动（粒子只在x轴上运动），则下列说法正确的是（ ）
A. 粒子在处受到的电场力为0
B. 粒子在处电势能最大
C. 粒子在段过程中电场力做负功
D. 段带电粒子受到的电场力先增大后减小
【答案】AC
【解析】A．由电势位移图像斜率表示电场强度可知，x1处斜率为0，电场强度为0，所以电场力为0，故A正确；
B．由功能关系可知，带电粒子在处由静止释放运动到x1处时，电场力做正功最多，故粒子在x1处电势能最低，故B错误；
C．结合图像和粒子运动可知，x1左边电场方向和电场力均向右，且粒子带正电，x1右边电场方向向左，故电场力方向向左，故粒子在段过程中电场力做负功，故C正确；
D．段，图像斜率先小后大，故场强先小后大，电场力先小后大，故D错误。
三、实验题（本题共2小题，第11题6分，第12题10分，共16分。）
11. 如图所示是“探究向心力的大小与质量、角速度和半径之间关系”的实验装置。长槽上的挡板B到转轴的距离是挡板A到转轴距离的2倍，挡板A和短槽上的挡板C到各自转轴的距离相等。皮带分别套在两塔轮圆盘上，转动手柄可使槽内小球以各自角速度做圆周运动，通过标尺上露出的红白相间等分格数可得到两个小球所受向心力的比值。
（1）下列实验中的主要探究方法与本实验相同的是______.
A. 探究平抛运动的特点
B. 探究加速度与力、质量的关系
C. 探究两个互成角度的力的合成规律
（2）为了探究向心力大小与半径之间关系，左右两侧塔轮______设置半径相同的轮盘（选填“需要”或“不需要”）。
（3）探究向心力和角速度的关系时，需将质量相同的小球分别放在挡板A和挡板C处，再将传动皮带套在两半径之比等于2:1的轮盘上，标尺露出红白相间的等分格数的比值约为______。
【答案】（1）B （2）需要 （3）1:4
【解析】（1）A．探究向心力的大小与质量、角速度和半径之间关系采用的探究方法是控制变量法，探究平抛运动的特点采用的探究方法是用曲化直的方法，故A错误；
B．探究加速度与力、质量的关系采用的探究方法是控制变量法，故B正确；
C．探究两个互成角度的力的合成规律采用的探究方法是等效替代，故C错误。
故选B。
（2）为了探究向心力大小与半径之间的关系，需控制小球的角速度相同，变速塔轮边缘的线速度相等，根据可知，左右两侧塔轮需要设置半径相同的轮盘。
（3）变速塔轮边缘的线速度相等，根据
可得
挡板A和短槽上的挡板C到各自转轴的距离相等，则两小球运动半径相等，根据向心力公式
可得标尺露出红白相间的等分格数的比值约为
12. 如图所示，打点计时器固定在铁架台上，使重物带动纸带从静止开始自由下落，利用此装置验证机械能守恒定律：
（1）对于该实验，下列操作必要且又正确的有______。
A. 重物应选用质量大和体积小的金属锤
B. 两限位孔必须在同一竖直线上
C. 精确测量出重物的质量
D. 用夹子夹好纸带稳定后，接通直流电源，然后松开夹子释放重物
E. 除图示所示器材外，为了完成实验，还必须增加刻度尺
（2）实验中，先接通电源，再释放重物，得到如图所示的一条纸带，在纸带上选取三个连续打出的点A、B、C，测得它们到起始点O的距离分别为。已知当地重力加速度为g，打点计时器打点的周期为T，设重物的质量为m。从打O点到打B点的过程中，重物的重力势能减小量______，动能变化量______。
（3）某同学想用下述方法研究机械能是否守恒：在纸带上选取多个计数点，测量它们到起始点O的距离h，计算对应计数点的重物速度v，描绘图像如图所示，并做如下判断：若图像是一条过原点的直线，斜率为K，则当满足K=______时，重物下落过程中机械能守恒。
（4）利用（3）小题的纸带通过逐差法求出重锤下落的加速度为a，已知当地的重力加速度为g，需要知道一个物理量______，就可计算出重锤下落过程中所受的平均阻力______。
【答案】（1）ABE （2） （3） （4）重锤的质量
【解析】（1）验证机械能守恒实验满足的关系式
解得
因此无需测量重物的质量，需要测量重锤下落的高度，需要刻度尺，应选用质量大和体积小的金属锤，两限位孔必须在同一竖直线上，从而减小阻力的影响，另外打点计时器应选用交流电，故选ABE。
（2）[1] 打O点到打B点的过程中，重物的重力势能减小量
[2] 由纸带可知
动能变化量
（3）机械能守恒实验满足的关系式
解得
图像是一条过原点的直线，斜率为
重物下落过程中机械能守恒。
（4）[1] [2] 由下落过程的牛顿第二定律可知
因此需要知道重锤质量，才能计算出重锤下落过程中所受的平均阻力
四、计算题（本题共3小题，共38分。解答过程要求有必要的文字说明，只写结果的不能得分，有数值计算的要写出正确单位。）
13. 如图所示，在水平面上依次放置小物块A、C以及曲面劈B，其中A与C的质量相等均为m，曲面劈B的质量，曲面劈B的曲面下端与水平面相切，且曲面劈B足够高，各接触面均光滑。现让小物块C以水平速度向右运动，与A发生碰撞，碰撞后两个小物块粘在一起滑上曲面劈B。求：
（1）物块C与A碰撞过程中系统损失的机械能；
（2）碰后物块A与C在曲面劈B上能够达到的最大高度。
【答案】（1）；（2）
【解析】（1）小物块C与物块A发生碰撞粘在一起，以的方向为正方向，由动量守恒定律得
解得
碰撞过程中系统损失的机械能为
解得
（2）当小物块A、C上升到最大高度时，A、B、C系统的速度相等。根据动量守恒定律
解得
根据机械能守恒得
解得
14. 如图所示，在天花板与水平地面之间存在水平向右的匀强电场。不可伸长的绝缘轻绳一端固定在天花板，另一端拴一质量为m、电荷量为q的带电小球，绳长为L。当带电小球静止时，轻绳与竖直方向的夹角为。重力加速度为g，，，求：
（1）小球带何种电荷；匀强电场的电场强度的大小；
（2）将小球拉至与悬挂点O等高左侧位置由静止释放，小球运动至最低点时受到的绳子拉力大小。
【答案】（1）小球带负电； （2）
【解析】（1）对小球进行受力分析，根据受力平衡可知，小球受到的电场力水平向左，与电场方向相反，则小球带负电；以小球为对象，根据受力平衡可得
可得匀强电场的电场强度的大小为
（2）小球从水平位置摆动到最低点的过程中，由动能定理得
小球在最低点时，由重力与细线的拉力的合力提供向心力，根据牛顿第二定律得
解得
15. 如图，静止于A处的质子（质量为m、电荷量为e），经电压为U的加速电场加速后，沿图中虚线垂直进入方向竖直向下的矩形有界匀强偏转电场区域，区域边界、，场强，质子经偏转电场偏转后能从边射出，不计质子的重力。
（1）求质子离开加速电场时的速度大小；
（2）求质子离开偏转电场时的位置与P点的距离；
（3）若偏转电场的场强大小变为原来的三分之一、方向不变，求质子离开该区域时的速度大小。
【答案】（1） （2）2L （3）
【解析】（1）质子在加速电场中做加速直线运动，由动能定理有
解得
（2）由题意以及之前的分析可知，质子在竖直方向做初速度为零的加速直线运动，在水平方向做速度大小为的匀速直线运动，当设电场的电场强度为E，竖直方向有
水平方向有
解得
所以质子离开偏转电场时的位置与P点的距离为2L。
（3）质子离开偏转电场时速度为
解得
其电场强度的大小变为原来的三分之一，由之前的分析可知，其竖直方向的加速度大小也变为原来的三分之一，有
假设质子从PQ边射出，则质子在竖直方向上依然做匀加速直线运动，有
所以有
则该短时间内质子在水平方向运动的距离为
结合之前的分析可知，其有
由上述分析可知，其质子出电场时不是从电场下端离开，设其离开电场时的竖直方向速度为，时间为，其竖直方向有
水平方向仍然以做匀速直线运动，有
其质子离开电场的速度大小为