江苏省扬州中学高二(上)开学物理试卷

高中物理考试
考试时间: 分钟 满分: 50
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第Ⅰ卷 客观题
第Ⅰ卷的注释
一、选择题(共5题,共25分)

1、

如图为某一水平电场中等间距的一组等势面分布.一个带﹣q电荷量的粒子从坐标原点O以1×104m/s的初速度向x轴负方向运动,运动到x=﹣8cm处速度减为零.不计一切摩擦,下列说法正确的是( )

1

A.电场强度大小为5N/C,方向沿x轴负方向

B.粒子的电荷量与质量的比值 2 =1.25×106C/kg

C.粒子运动到x=﹣6cm处用时8×10﹣6s

D.粒子在x轴上x=﹣2cm处的电势能和x=2cm处的电势能相等

2、

两个相同的负电荷和一个正电荷附近的电场线分布如图所示,c是两负电荷连线的中点,d点在正电荷的正上方,c、d到正电荷的距离相等,则( )

1

A.a点的电场强度比b点的大

B.a点的电势比b点的高

C.c点的电场强度比d点的大

D.c点的电势比d点的低

3、

如图所示,一半径为R的均匀带正电圆环水平放置,环心为O点,在O正上方h高位置的A点与A′关于O对称.质量为m的带正电的小球从A点静止释放,并穿过带电环.则小球从A点到A′过程中加速度(a)、重力势能(EpG)、机械能(E)、电势能(Ep电)随位置变化的图象一定不正确的是(取O点为坐标原点且重力势能为零,向下为正方向,无限远电势为零)( )

1

A.2

B.3

C.4

D.5

4、

如图所示,甲、乙球通过弹簧连接后用绳悬挂于天花板,丙、丁球通过细绳连接后也用绳悬挂天花板.若都在A处剪断细绳,在剪断瞬间,关于球的受力情况,下面说法中正确的是( )

1

A.甲球只受重力作用

B.乙球只受重力作用

C.丙球受重力和绳的拉力作用

D.丁球只受重力作用

5、

为了让乘客乘车更为舒适,某探究小组设计了一种新的交通工具,乘客的座椅能随着坡度的变化而自动调整,使座椅始终保持水平,如图所示.当此车减速上坡时,乘客( )

1

A.处于超重状态

B.处于失重状态

C.受到向前的摩擦力作用

D.所受力的合力沿斜面向上

二、填空题(共1题,共5分)

6、

如图为研究小球的平抛运动时拍摄的闪光照片的一部分,其背景是边长为5cm的小方格,重力加速度g取10m/s2 . 由图可知:小球从A点运动到B点经历的时间______(填“小于”、“等于”或“大于”)从B点运动到C点经历的时间;照相机的闪光频率为______ Hz;小球抛出时的初速度大小为______ m/s.

1

三、实验题(共1题,共5分)

7、

根据所学知识完成下面的实验:

用如图所示的实验装置验证m1、m2组成的系统机械能守恒.m2从高处由静止开始下落,在m1拖着的纸带上打出一系列的点,对纸带上的点迹进行测量,即可验证机械能守恒定律.下图给出的是实验中获取的一条纸带:0是打下的第一个点,每相邻两计数点间还有4个点未标出,计数点间的距离如图所示.已知m1=50g、m2=150g,g取10m/s2 , 交流电源的频率为50Hz不考虑各处摩擦力的影响,结果保留两位有效数字.

1

(1)在纸带上打下计数点5时m2的速度v=______m/s;

(2)在打点0~5过程中系统动能的增量△Ek=______J,系统重力势能的减少量△Ep=______J;

(3)若某同学作出 2 v2﹣h图象如图所示,则该同学测得的重力加速度g=______m/s2 .

四、解答题(共3题,共15分)

8、

如图所示,倾角为θ的斜面处于竖直向下的匀强电场中,在斜面上某点以初速度为v0水平抛出一个质量为m的带正电小球,小球在电场中受到的电场力与小球所受的重力相等.设斜面足够长,地球表面重力加速度为g,不计空气的阻力,求:

1

(1)小球落到斜面所需时间t;

(2)小球从水平抛出至落到斜面的过程中电势能的变化量△E.

9、

如图所示,一足够长的固定斜面倾角θ=37°,两物块A、B的质量分别为mA、mB分别为1kg和4kg,它们与斜面之间的动摩擦因数均为μ=0.5.两物块之间的轻绳长L=0.5m,轻绳承受的最大张力T=12N,作用于B上沿斜面向上的力F逐渐增大,使A、B一起由静止开始沿斜面向上运动,g取10m/s2 . (sin37°=0.6,cos37°=0.8)

1

(1)某一时刻轻绳被拉断,求此时外力F的大小;

(2)若轻绳拉断前瞬间A、B的速度为3m/s,绳断后保持外力F不变,求当A运动到最高点时,A、B之间的距离.

10、

我国发射的“嫦娥一号”卫星发射后首先进入绕地球运行的“停泊轨道”,通过加速再进入椭圆“过渡轨道”,该轨道离地心最近距离为L1 , 最远距离为L2 , 卫星快要到达月球时,依靠火箭的反向助推器减速,被月球引力“俘获”后,成为环月球卫星,最终在离月心距离L3的“绕月轨道”上飞行.已知地球半径为R,月球半径为r,地球表面重力加速度为g,月球表面的重力加速度为g/6,求:

1

(1)卫星在“停泊轨道”上运行的线速度;

(2)卫星在“绕月轨道”上运行的线速度.

(3)假定卫星在“绕月轨道”上运行的周期内为T,卫星轨道平面与地月连心线共面,求在该一个周期内卫星发射的微波信号因月球遮挡而不能到达地球的时间(忽略月球绕地球转动对遮挡时间的影响).

江苏省扬州中学高二(上)开学物理试卷

高中物理考试
一、选择题(共5题,共25分)

1、

如图为某一水平电场中等间距的一组等势面分布.一个带﹣q电荷量的粒子从坐标原点O以1×104m/s的初速度向x轴负方向运动,运动到x=﹣8cm处速度减为零.不计一切摩擦,下列说法正确的是( )

1

A.电场强度大小为5N/C,方向沿x轴负方向

B.粒子的电荷量与质量的比值 2 =1.25×106C/kg

C.粒子运动到x=﹣6cm处用时8×10﹣6s

D.粒子在x轴上x=﹣2cm处的电势能和x=2cm处的电势能相等

【考点】
【答案】

B,C

【解析】

解:A、根据E= 1 知电场强度为E= 2 =500N/c,方向沿x轴负方向,故A错误;

B、根据动能定理知Eqx=0﹣ 3 mv2 , 得 4 = 5 = 6 =1.25×106C/kg,故B正确;

C、根据a= 7 ,x=v0t 8 联立解得t=8×10﹣6s,故C正确;

D、粒子在x轴上x=﹣2cm处和x=2cm处的电势不同,所以它们的电势能不同,故D错误;

故选:BC

2、

两个相同的负电荷和一个正电荷附近的电场线分布如图所示,c是两负电荷连线的中点,d点在正电荷的正上方,c、d到正电荷的距离相等,则( )

1

A.a点的电场强度比b点的大

B.a点的电势比b点的高

C.c点的电场强度比d点的大

D.c点的电势比d点的低

【考点】
【答案】

A,C,D

【解析】

解:A、由图看出,a点处电场线比b点处电场线密,则a点的场强大于b点的场强,故A正确.

B、电场线从正电荷到负电荷,沿着电场线电势降低,所以b点的电势比a点的高,所以B错误;

C、负电荷在c点的合场强为零,c点只有正电荷产生的电场强度,在d正电荷产生的场强向上,两个负电荷产生的场强向下,合场强是它们的差值,所以c点的电场强度比d点的大,所以C正确;

D、正电荷到c点的平均场强大于正电荷到d点的平均场强,根据U=Ed可知,正电荷到c点电势降低的多,所以c点的电势比d点的低;

也可以根据电势这样理解:由正电荷在d,c两点产生的电势相等,但两个负电荷在d点产生的电势高于c点,所以c点的总电势低于d点.所以D正确;

故选:ACD

3、

如图所示,一半径为R的均匀带正电圆环水平放置,环心为O点,在O正上方h高位置的A点与A′关于O对称.质量为m的带正电的小球从A点静止释放,并穿过带电环.则小球从A点到A′过程中加速度(a)、重力势能(EpG)、机械能(E)、电势能(Ep电)随位置变化的图象一定不正确的是(取O点为坐标原点且重力势能为零,向下为正方向,无限远电势为零)( )

1

A.2

B.3

C.4

D.5

【考点】
【答案】

D

【解析】

解:A、圆环中心的场强为零,无穷远处场强也为零,则小球从A到圆环中心的过程中,场强可能先增大后减小,则小球所受的电场力先增大后减小方向竖直向上,由牛顿第二定律得知,重力不变,则加速度可能先减小后增大;小球穿过圆环后,小球所受的电场力竖直向下,加速度方向向下,为正值,根据对称性可知,电场力先增大后减小,则加速度先增大后减小.故A是可能的.故A正确.

B、小球从A到圆环中心的过程中,电场力做负功,机械能减小,小球穿过圆环后,电场力做正功,机械能增大,故B是可能的.故B正确.

C、小球从A到圆环中心的过程中,重力势能EpG=mgh,小球穿过圆环后,EpG=﹣mgh,根据数学知识可知,C是可能的.故C正确.

D、由于圆环所产生的是非匀强电场,小球下落的过程中,电场力做功与下落的高度之间是非线性关系,电势能变化与下落高度之间也是非线性关系,所以D是一定不正确.故D错误.

本题选一定不正确的,故选:D.

4、

如图所示,甲、乙球通过弹簧连接后用绳悬挂于天花板,丙、丁球通过细绳连接后也用绳悬挂天花板.若都在A处剪断细绳,在剪断瞬间,关于球的受力情况,下面说法中正确的是( )

1

A.甲球只受重力作用

B.乙球只受重力作用

C.丙球受重力和绳的拉力作用

D.丁球只受重力作用

【考点】
【答案】

D

【解析】

解:甲图中剪段绳子前后弹簧的弹力不发生变化,所以甲球仍受重力和弹簧弹力且两者合力为零,乙图中剪断绳子后绳子拉力瞬间变为零,乙球只受重力,所以D正确.

故选:D

【考点精析】掌握重力是解答本题的根本,需要知道重力是由于地球对物体的吸引而产生的;重力的大小:地球表面G=mg;重力的方向:竖直向下(不一定指向地心);重心:物体的各部分所受重力合力的作用点,物体的重心不一定在物体上.

5、

为了让乘客乘车更为舒适,某探究小组设计了一种新的交通工具,乘客的座椅能随着坡度的变化而自动调整,使座椅始终保持水平,如图所示.当此车减速上坡时,乘客( )

1

A.处于超重状态

B.处于失重状态

C.受到向前的摩擦力作用

D.所受力的合力沿斜面向上

【考点】
【答案】

B

【解析】

解:A、B、当此车减速上坡时,整体的加速度沿斜面向下,乘客具有向下的加速度,所以处于失重状态,故A错误,B正确.

C、对乘客进行受力分析,乘客受重力,支持力,由于乘客加速度沿斜面向下,而静摩擦力必沿水平方向,所以受到水平向左的摩擦力作用.故C错误.

D、由于乘客加速度沿斜面向下,根据牛顿第二定律得所受力的合力沿斜面向下.故D错误.

故选:B.

【考点精析】本题主要考查了超重失重的相关知识点,需要掌握不管物体处于失重状态还是超重状态,物体本身的重力并没有改变,只是物体对支持物的压力(或对悬挂物的拉力)不等于物体本身的重力;超重或失重现象与物体的速度无关,只决定于加速度的方向.“加速上升”和“减速下降”都是超重;“加速下降”和“减速上升”都是失重才能正确解答此题.

二、填空题(共1题,共5分)

6、

如图为研究小球的平抛运动时拍摄的闪光照片的一部分,其背景是边长为5cm的小方格,重力加速度g取10m/s2 . 由图可知:小球从A点运动到B点经历的时间______(填“小于”、“等于”或“大于”)从B点运动到C点经历的时间;照相机的闪光频率为______ Hz;小球抛出时的初速度大小为______ m/s.

1

【考点】
【答案】

等于;10;2.5

【解析】

解:(1)水平方向的运动是匀速直线运动,从A到B和从B到C水平方向的位移相同,所以经历的时间相等.(2)在竖直方向上有:△h=gT2 , 其中△h=10cm,代入求得:T=0.1s,因此闪光频率为: 1 (3)水平方向匀速运动,有:s=v0t,选AB段:其中s=5l=25cm,t=T=0.1s,代入解得:v0=2.5m/s.

所以答案是:等于;10;2.5

【考点精析】本题主要考查了平抛运动的相关知识点,需要掌握特点:①具有水平方向的初速度;②只受重力作用,是加速度为重力加速度g的匀变速曲线运动;运动规律:平抛运动可以分解为水平方向的匀速直线运动和竖直方向的自由落体运动才能正确解答此题.

三、实验题(共1题,共5分)

7、

根据所学知识完成下面的实验:

用如图所示的实验装置验证m1、m2组成的系统机械能守恒.m2从高处由静止开始下落,在m1拖着的纸带上打出一系列的点,对纸带上的点迹进行测量,即可验证机械能守恒定律.下图给出的是实验中获取的一条纸带:0是打下的第一个点,每相邻两计数点间还有4个点未标出,计数点间的距离如图所示.已知m1=50g、m2=150g,g取10m/s2 , 交流电源的频率为50Hz不考虑各处摩擦力的影响,结果保留两位有效数字.

1

(1)在纸带上打下计数点5时m2的速度v=______m/s;

(2)在打点0~5过程中系统动能的增量△Ek=______J,系统重力势能的减少量△Ep=______J;

(3)若某同学作出 2 v2﹣h图象如图所示,则该同学测得的重力加速度g=______m/s2 .

【考点】
【答案】

(1)2.4

(2)0.58;0.60

(3)9.7

【解析】

解:(1)根据在匀变速直线运动中时间中点的瞬时速度大小等于该过程中的平均速度,可知打第5个点时的速度为: 1 (2)物体的初速度为零,所以动能的增加量为: 2 重力势能的减小量等于物体重力做功,故:△EP=W=(m2﹣m1)gh=0.60J;(3)本题中根据机械能守恒可知, 3 ,即有: 4 ,所以出 5 图象中图象的斜率表示重力加速度,由图可知,斜率k=9.7,故当地的实际重力加速度g=9.7m/s2 .

所以答案是:(1)2.4 (2)0.58 0.60 (3)9.7

【考点精析】根据题目的已知条件,利用机械能守恒及其条件的相关知识可以得到问题的答案,需要掌握在只有重力(和弹簧弹力)做功的情形下,物体动能和重力势能(及弹性势能)发生相互转化,但机械能的总量保持不变.

四、解答题(共3题,共15分)

8、

如图所示,倾角为θ的斜面处于竖直向下的匀强电场中,在斜面上某点以初速度为v0水平抛出一个质量为m的带正电小球,小球在电场中受到的电场力与小球所受的重力相等.设斜面足够长,地球表面重力加速度为g,不计空气的阻力,求:

1

(1)小球落到斜面所需时间t;

(2)小球从水平抛出至落到斜面的过程中电势能的变化量△E.

【考点】
【答案】

(1)

解:小球做类平抛运动,水平方向做匀速直线运动,竖直方向做初速度为零的匀加速直线运动,由牛顿第二定律得

qE+mg=ma,qE=mg,得a=2g

水平方向:x=v0t

竖直方向:y= 1

2

联立上四式得:t= 3

(2)

解:由上得y= 1 = 4

电场力做功为W=qEy=mg• 4 =m 5

故电势能的变化量△Ep=﹣W=﹣m 5

【解析】

(1)小球水平抛出后,由于所受电场力与重力均为恒力,小球做类平抛运动,根据牛顿第二定律求出加速度,运用运动的分解法,由运动学公式和水平位移与竖直位移的关系求解时间;(2)从水平抛出至落到斜面的过程中,小球的电势能变化量等于电场力做功,由运动学公式求出竖直位移大小y,由W=qEy求解电势能的变化量.

9、

如图所示,一足够长的固定斜面倾角θ=37°,两物块A、B的质量分别为mA、mB分别为1kg和4kg,它们与斜面之间的动摩擦因数均为μ=0.5.两物块之间的轻绳长L=0.5m,轻绳承受的最大张力T=12N,作用于B上沿斜面向上的力F逐渐增大,使A、B一起由静止开始沿斜面向上运动,g取10m/s2 . (sin37°=0.6,cos37°=0.8)

1

(1)某一时刻轻绳被拉断,求此时外力F的大小;

(2)若轻绳拉断前瞬间A、B的速度为3m/s,绳断后保持外力F不变,求当A运动到最高点时,A、B之间的距离.

【考点】
【答案】

(1)

解:对整体分析,根据牛顿第二定律得:

F﹣(mA+mB)gsinθ﹣μ(mA+mB)gcosθ=mA+mB)a,

A物体:T﹣mAgsinθ﹣μmAgcosθ=mAa,

代入数据解得:a=2m/s2,F=60N;

(2)

解:设沿斜面向上为正,A物体:

﹣mAgsinθ﹣μmAgcosθ=mAaA,解得:aA=﹣10m/s2,

因为v0=3m/s,所以A物体到最高点为:t= 1 = 2 =0.3s,

此过程A物体的位移为:xA= 3 t=0.45m,

对B物体:F﹣mBgsinθ﹣μmBgcosθ=mBaB,

代入数据解得:aB=5m/s2,

B的位移:xB=v0t+ 4 aBt2=1.125m,

所以两者间距为:△x=xB﹣xA+L

代入数据解得:△x=1.175m

【解析】

(1)对整体分析,根据牛顿第二定律求出整体的加速度,再隔离对A分析,根据牛顿第二定律求出外力F的大小.(2)根据牛顿第二定律求出绳断后A、B的加速度,结合速度时间公式求出A速度减为零的时间,从而求出这段时间内A、B的位移,根据位移关系求出A、B间的距离.

10、

我国发射的“嫦娥一号”卫星发射后首先进入绕地球运行的“停泊轨道”,通过加速再进入椭圆“过渡轨道”,该轨道离地心最近距离为L1 , 最远距离为L2 , 卫星快要到达月球时,依靠火箭的反向助推器减速,被月球引力“俘获”后,成为环月球卫星,最终在离月心距离L3的“绕月轨道”上飞行.已知地球半径为R,月球半径为r,地球表面重力加速度为g,月球表面的重力加速度为g/6,求:

1

(1)卫星在“停泊轨道”上运行的线速度;

(2)卫星在“绕月轨道”上运行的线速度.

(3)假定卫星在“绕月轨道”上运行的周期内为T,卫星轨道平面与地月连心线共面,求在该一个周期内卫星发射的微波信号因月球遮挡而不能到达地球的时间(忽略月球绕地球转动对遮挡时间的影响).

【考点】
【答案】

(1)

解:根据万有引力提供向心力

1

根据地球表面的物体受到的重力等于万有引力,

2

3

(2)

解:根据万有引力提供向心力

4

根据在月球表面的物体受到的重力等于万有引力

5

6

(3)

解:如图,O和O′分别表示地球和月球的中心.在卫星轨道平面上,A是地月连心级OO′与地月球面的公切线ACD的交点,D、C和B分别是该公切线与地球表面、月球表面和卫星圆轨道的交点,根据对称性,过A点在另一侧作地月球面的公切线,交卫星轨道于E点.卫星在圆弧BE上运动时发出的信号被遮挡.

7

8

9

t= 10 T=(arccos 11 ﹣arccos 1213

【解析】

(1)根据万有引力提供向心力和地球表面的物体受到的重力等于万有引力,由以上二式可解得卫星在“停泊轨道”上运行的线速度v1 . (2)根据万有引力提供向心力和在月球表面的物体受到的重力等于万有引力,由以上二式可解得卫星在“绕月轨道”上运行的线速度v2 . (3)根据题意画出地球和月球的平面示意图,作出地月球面的公切线,找出卫星运动时发出的信号被遮挡所在的圆弧.

根据万有引力定律求出探月卫星绕月球转动的周期.

由几何关系求出发出的信号被遮挡所在的圆弧所对应的圆心角,再结合周期求出信号被遮挡的时间.

【考点精析】通过灵活运用万有引力定律及其应用,掌握应用万有引力定律分析天体的运动:把天体的运动看成是匀速圆周运动,其所需向心力由万有引力提供.即 F引=F向;应用时可根据实际情况选用适当的公式进行分析或计算.②天体质量M、密度ρ的估算即可以解答此题.