江西省八校2022-2023学年高二上学期物理第二次联合考试试卷

试卷更新日期：2023-01-14 类型：月考试卷

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一、单选题

1. 下列说法正确的是（　　）

A、电场线不是实际存在的线，所以电场也是不存在的 B、点电荷就是很小的电荷 C、元电荷是迄今为止自然界中已知的最小电荷量 D、在任何情况下都可以用库仑定律来计算两电荷之间的库仑力大小

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2. 如图，将质量相同的a、b、c三个小球从水平地面上的A点用相同大小的速率、以不同的方向斜向上抛出，球在空中运动轨迹分别为1、2、3．三个球在空中运动过程中动量变化量分别为 $Δ p_{1}$ 、 $Δ p_{2}$ 、 $Δ p_{3}$ ，不计空气阻力，则三个动量变化量中（　　）

A、 $Δ p_{1}$ 最大 B、 $Δ p_{2}$ 最大 C、 $Δ p_{3}$ 最大 D、 $Δ p_{1} = Δ p_{2} = Δ p_{3}$

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3. 电热膜供暖系统是区别于以散热器、空调、暖气片为代表的新型供暖系统．它工作时以电热膜为发热体，将热量以辐射的形式送入空间，使人体和物体首先得到温暖，其综合效果优于传统的对流供暖方式．如图所示是一个表面镶有很薄电热膜的长陶瓷管，其长度为L，直径为D，镀膜的厚度为d，管两端有导电金属箍M、N，现把它接入电路中，当两端电压为U时，它的发热功率为P，则该电热膜的电阻率为（　　）

A、 $\frac{π D d U^{2}}{P L}$ B、 $\frac{π U^{2} (d^{2} + D d)}{P L}$ C、 $\frac{π D d P}{L U^{2}}$ D、 $\frac{π D L P}{d U^{2}}$

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4. 如图，在水平桌面上有一钉子系着两根相同的绝缘弹性轻绳，轻绳另一端分别固定着A、B两个带电小球，在水平面内存在着平行于桌面的匀强电场，方向与A、B连线垂直，系统处于静止状态，图中 $α < β$ ，不计一切摩擦。下列说法正确的是（）

A、两小球带异种电荷 B、两小球都带负电荷 C、A球上绳子的拉力大于B球上绳子的拉力 D、A球上绳子的拉力等于B球上绳子拉力

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5. 如图所示，某同学设计了一个加速度计：较重的滑块可以在光滑的框架中平移，滑块两侧用两劲度系数相同的轻弹簧与框架连接；R为滑动变阻器，其滑动片与滑块固定联接；两个电池的电动势均恒为E，内阻不计。按图连接电路后，电压表指针的零点位于表盘中央，此时两弹簧均为原长，滑动片恰好在变阻器的中间位置。已知滑动片与变阻器任一端之间的电阻值都与其到这端的距离成正比，当a端的电势高于b端时电压表的指针向零点右侧偏转。将此加速度计固定在运动的物体上，物体沿弹簧方向运动。下列说法正确的是（）

A、当物体向右加速时，电压表的指针将向右偏 B、电压表的示数不变，说明物体做匀速直线运动 C、电压表的示数增大，说明物体的速度一定增大 D、电压表表盘上各刻度对应加速度的值是均匀的

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6. 如图，质量为m、电荷量为+q的小球A嵌于轻杆上方的球形光滑绝缘卡槽内。小球A与另一质量也为m、电荷量也为+q的小球B通过一长为l的绝缘轻绳相连，小球B可绕小球A在竖直平面内做圆周运动，而小球A可以在卡槽内自由旋转而不脱出。现将小球B从最低点C开始以某一初速度运动，发现小球B恰好能在竖直平面内做圆周运动，D为圆周运动的最高点，已知A、B间库仑力小于重力，重力加速度为g，则小球B在此过程中（）

A、运动到D点时的速度大小为 $\sqrt{g l}$ B、运动到D点时小球只受重力作用 C、运动到C点时小球受到三个力作用 D、机械能不守恒

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7. 如图甲所示，一轻弹簧的两端分别与质量为 $m_{1}$ 和 $m_{2}$ 的两物块相连接，并且静止在光滑的水平面上。现使 $m_{1}$ 瞬时获得水平向右的速度 $3 m / s$ ，以此刻为计时零点，两物块的速度随时间变化的规律如图乙所示，已知 $t_{0}$ 时刻 $m_{1}$ 的速度第一次变为0， $m_{2}$ 在第1秒内运动的位移为 $0.4 m$ 。下列说法正确的是（　　）

A、两物块的质量之比为 $m_{1} ： m_{2} = 1 ： 3$ B、 $t_{0}$ 时刻 $m_{2}$ 的速度为 $\frac{4}{3} m / s$ C、第1秒内弹簧的长度缩短了 $1.6 m$ D、第1秒内 $m_{1}$ 的位移为 $2.2 m$

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二、多选题

8. 计算机键盘每个键下都连有一块小金属片，与该金属片隔有一定空气间隙的是另一块固定的小金属片，这组金属片组成一个可变的平行板电容器，如图所示。当键被按下，此电容器的电容发生变化，与之相连的电子线路就能检测到这个键被按下，从而给出相应的信号。已知金属片的正对面积为50mm² ，键未被按下时两金属片的距离为0.6mm，当键被按下时两金属片的距离为0.3mm，假设金属片的正对面积及两端的电压始终保持不变，则（）

A、金属片间的场强保持不变 B、金属片间的场强变为原来的两倍 C、金属片上的电荷量变为原来的一半 D、金属片上的电荷量变为原来的两倍

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9. 如图所示，三维坐标系 $O - x y z$ 的 $z$ 轴方向竖直向上，所在空间存在沿y轴正方向的匀强电场。一质量为m、电荷量为 $+ q$ 的小球从 $z$ 轴上的A点以速度 $v_{0}$ 沿x轴正方向水平抛出，A点坐标为（0，0，L），重力加速度为g，场强 $E = \frac{m g}{q} MathType@MTEF@5@5@+=
feaagKart1ev2aqatCvAUfeBSjuyZL2yd9gzLbvyNv2CaerbuLwBLn
hiov2DGi1BTfMBaeXatLxBI9gBaerbd9wDYLwzYbItLDharqqtubsr
4rNCHbWexLMBbXgBd9gzLbvyNv2CaeHbl7mZLdGeaGqiVu0Je9sqqr
pepC0xbbL8F4rqqrFfpeea0xe9Lq=Jc9vqaqpepm0xbba9pwe9Q8fs
0=yqaqpepae9pg0FirpepeKkFr0xfr=xfr=xb9adbaqaaeGaciGaai
aabeqaamaabaabauaakeaacaWGfbGaeyypa0ZaaSaaaKaaGfaacaWG
TbGaam4zaaqaaiaadghaaaaaaa@443F@$ 。则下列说法中正确的是（　　）

A、小球运动的轨迹为抛物线 B、小球在 $x O z$ 平面内的分运动为平抛运动 C、小球到达 $x O y$ 平面时的速度大小为 $\sqrt{v_{0}^{2} + 2 g l}$ D、小球的运动轨迹与 $x O y$ 平面交点的坐标为 $(v_{0} \sqrt{\frac{L}{g}} ， L ， 0)$

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10. 如图甲所示，两个带正电的等量同种点电荷固定于光滑绝缘水平地面上，间距为 $L$ ，其连线的中点为O点，A、B为水平地面上两点电荷连线的中垂线上的两个点。一电荷量为 $q$ 、质量为 $m$ 的试探电荷从A点由静止释放，其运动的 $v - t$ 图像如图乙所示，已知试探电荷 $t_{1}$ 时刻位于B点，且B点是图乙中图线切线斜率最大的位置（图乙中画出了该切线），下列说法正确的是（　　）

A、试探电荷带正电 B、B点的电场强度大小为 $\frac{m v_{B}}{q t_{1}}$ C、试探电荷从A点到B点电势能减小了 $\frac{1}{2} m v_{B}^{2}$ D、O、B两点间的距离为 $\frac{\sqrt{2}}{4} L$

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11. 如图，倾斜角度为 $37 °$ 的粗糙斜面固定在水平地面上，斜面顶端与地面之间的距离为 $h = 9 m$ ，有两个完全相同的金属滑块A和B（可视为质点）分别处于斜面底部与顶部。某时刻突然给滑块A一沿斜面向上的初速度，并同时释放滑块B；两滑块在斜面相遇后发生弹性碰撞，碰撞后B滑块沿斜面做初速度为零的匀加速直线运动。已知滑块与斜面之间的动摩擦因数为 $μ = 0.25$ ， $s i n 37 ° = 0.6$ ，重力加速度g取 $10 m / s^{2}$ 。下列说法正确的是（　　）

A、滑块A的初速度大小为 $5 \sqrt{10} m / s$ B、两滑块发生碰撞的位置距斜面顶部 $5 m$ C、滑块B在斜面上运动的总时间为 $\frac{\sqrt{10} + \sqrt{20}}{2} s$ D、滑块A滑下斜面后，再过 $\frac{\sqrt{20} + \sqrt{10} - \sqrt{30}}{2} s$ 滑块B滑下斜面

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三、实验题

12. “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。用天平测量两个小球的质量 $m_{1}$ 、 $m_{2}$ ，且 $m_{1} > m_{2}$ ；直接测定小球碰撞前后的速度是不容易的，但是可以通过测量相关量，来间接解决这个问题。下面是两个实验小组的实验情况：

(1)、实验小组甲的实验装置如图1所示。在水平槽末端的右侧放置一个竖直屏，竖直屏的O点与小球的球心等高。实验时，先让入射球 $m_{1}$ 多次从斜轨上A位置静止释放；然后把被碰小球 $m_{2}$ 静置于轨道的水平部分，再将入射小球 $m_{1}$ ，从斜轨上A位置静止释放，与小球 $m_{2}$ 相撞，多次重复操作，得到两球落在竖直屏上的平均落点 $M_{1}$ 、 $P_{1}$ 、 $N_{1}$ ，量 $O M_{1}$ 、 $O P_{1}$ 、 $O N_{1}$ 的高度 $h_{1}$ 、 $h_{2}$ 、 $h_{3}$ 。则验证两球碰撞过程中动量守恒的表达式为。（用上述步骤中测量的量表示）

(2)、实验小组乙的实验装置如图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（1）的操作，得到两球落在斜面上的平均落点 $M_{2}$ 、 $P_{2}$ 、 $N_{2}$ ，用刻度尺测量斜面顶点到 $M_{2}$ 、 $P_{2}$ 、 $N_{2}$ 三点的距离分别为 $l_{1}$ 、 $l_{2}$ 、 $l_{3}$ 。
则验证两球碰撞过程中动量守恒的表达式为。（用上述步骤中测量的量表示）

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13. 某同学要测量一节电池的电动势和内阻，除了被测干电池，实验室提供的器材还有：
A．电流计G（满偏电流 $I_{g} = 300 μ A$ ，内阻 $R_{g} = 100 Ω$ ）

B．电流表A（ $0 ∼ 0.6 A$ ，内阻未知）

C．滑动变阻器 $R (0 \sim 50 Ω)$

D，电阻箱 $R_{1} (0 \sim 9999.9 Ω)$

E．开关S与导线若干

(1)、该同学根据实验室提供的器材设计实验电原理图如图甲所示，请根据电原理图将图乙的实验实物连接完整．

(2)、实验将电流计与电阻箱串联，将电流计改装成 $3 V$ 量程的电压表，则电阻箱接入电路的阻值 $R_{1} =$ $Ω$ ；连接好电路后，闭合电键前，应将图乙中滑动变阻器的滑片P移到最（填“左”或“右”）端，闭合电键后，调节滑动变阻器，测得多组电流计的读数 $I_{1}$ ，电流表的读数 $I_{2}$ ，作出 $I_{1} - I_{2}$ 图像，如图丙所示，忽略改装后的电压表分流对测量结果的影响，测得该电池的电动势 $E =$ V，内阻为 $r =$ $Ω$ ．（结果均保留3位有效数字）

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四、解答题

14.
如图所示，真空中水平放置的两个相同极板Y和Y'长为L，相距d，足够大的竖直屏与两板右侧相距b．在两板间加上可调偏转电压U，一束质量为m、带电量为+q的粒子（不计重力）从两板左侧中点A以初速度v₀沿水平方向射入电场且能穿出．

(1)、证明粒子飞出电场后的速度方向的反向延长线交于两板间的中心O点；

(2)、求两板间所加偏转电压U的范围；

(3)、求粒子可能到达屏上区域的长度．

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15. 如图所示，板A左端固定有力传感器，A的质量（包括传感器） $m_{A} = 3 k g$ ，轻质弹簧一端固定在传感器上，另一端与物块B相连，B的质量 $m_{B} = 1 k g$ ， A、B之间的动摩擦因数 $μ = 0.5$ ， A、B一起以 $v_{0} = 6 m / s$ 的速度在光滑水平地面上向右匀速运动，此过程中传感器显示弹簧弹力为零，运动一段距离后A与静止的物块C发生弹性碰撞，C的质量 $m_{C} = 6 k g$ ，碰撞时间极短可忽略。A、C碰后一段时间内，传感器显示弹簧弹力F随弹簧伸长量x变化的图像如图乙所示，弹簧弹力增大到80N时，使弹簧与物块B瞬间脱离。若最终B未滑离A，取重力加速度为 $g = 10 m / s^{2}$ 。求：

(1)、板A与物块C碰撞结束瞬间A、C的速度大小；

(2)、弹簧与物块B脱离瞬间A、B的速度大小；

(3)、从板A与物块C碰撞结束到板A与物块B最终相对静止的过程中，板A相对地面滑动的距离。

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16. 某物理兴趣小组设计了如图甲所示装置，该装置可以约束带电粒子在一定区域内运动。P为平行板电容器两极板的中心轴线的中点，在中心轴线两端有两个完全相同的固定点电荷M、N，M、N关于P点对称。某时刻从P处有一带正电粒子以速度大小为 $v_{0} = 2 \times 1 0^{3} m / s$ 开始水平向右运动，粒子在电场力作用下发生偏转，出电场后该粒子可以先围绕N点电荷运动返回电场，再出电场围绕M点电荷运动又返回电场……如此反复约束在一定区域内。要实现上述运动，应在A、B间加一如图乙所示的交变电压，已知粒子电荷量 $q = 1 0^{- 6} C$ ，质量 $m = 5 \times 1 0^{- 10} k g$ ，电容器极板长度L=0.4m，间距d=25cm，电压 $U_{0} = 2.5 \times 1 0^{3} V$ ， M、N两点电荷间距为0.6m，静电力常量 $k = 9 \times 1 0^{9} N \cdot m / C^{2}$ ，不计粒子重力，点电荷的电场不会影响平行板内的电场。求：

(1)、带电粒子第一次从电容器射出时的速度大小和方向；

(2)、M、N两电荷的电量和电性；

(3)、交变电场的变化周期。

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