2023-2024学年河北省秦皇岛市安丰高级中学高二(上)开学物理试卷

2023-2024学年河北省秦皇岛市安丰高级中学高二（上）开学物理试卷一、选择题（本大题共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个是符合题目要求的）1．如图所示，当人用手接触范德格拉夫起电机的金属球时会出现头发竖起来的现象，下面关于这个过程的描述不正确的是（）A．范德格拉夫起电机起电过程满足电荷守恒定律 B．金属球带正电，手接触范德格拉夫起电机的金属球时，由于静电感应人头发带上负电荷 C．出现头发竖起来的现象能够说明同种电荷相互排斥 D．手接触范德格拉夫起电机金属球时，要想出现头发竖起来的现象，人需站在绝缘材料上2．从生活走向物理，从物理走向社会，物理和生活息息相关，联系生活实际是学好物理的基础下列有关电学知识的相关说法，不正确的是（）A．图甲中工作人员在超高压带电作业时，穿用金属丝编制的工作服比绝缘橡胶服更安全 B．图乙中家用煤气灶的点火装置，是根据尖端放电的原理而制成的 C．图丙中避雷针的示意图，是在高大建筑物屋顶插入一根尖锐的导体棒地引线与接地装置连接可防止建筑物被雷击 D．图丁为静电喷漆的示意图，静电喷漆时使被喷的金属件与油漆雾滴带相同的电荷，这样使油漆与金属表面在静电力作用下喷涂更均匀3．“反天刀”是生活在尼罗河的一种鱼类，沿着它身体的长度方向分布着电器官，这些器官能在其周围产生电场。如图为“反天刀”周围的电场线分布示意图，A、B为电场中的两点，下列说法正确的是（）A．“反天刀”周围的电场与等量同种电荷周围的电场相似 B．“反天刀”周围的电场线是真实存在的 C．A点的电场强度比B点的大 D．A点的电势比B点的高4．某同学探究接触带电现象，所用实验装置如图所示。两个完全相同、有绝缘底座的带电金属小球A、B（均可看成点电荷），分别带有﹣Q和+Q的电荷量，两球间静电力大小为F。现用一个不带电的同样的金属小球C先与A接触，再与B接触，然后移开C，接着再使A、B间距离增大为原来的2倍，则此时A、B间的静电力大小为（）A．F B．F C．F D．F5．美国物理学家密立根于20世纪初进行了多次试验，比准确地测定了电子的电荷量，其实验原理图可简化为如图所示模型，置于真空中的油滴室内有两块水平放置的平行金属板A、B与电压为U的恒定电源两极相连，板的间距为d、油滴散布在油滴室中，在重力作用下，少数油滴通过上面金属板的小孔进入平行板间。现有一质量为m的带电油滴在极板间匀速下落，已知元电荷e，重力加速度g，则（）A．油滴带正电 B．油滴中电子的数目为 C．油滴从小孔运动到金属板B过程中，电势能减少mgd D．若将金属板A向上缓慢移动一小段距离，油滴将加速下降6．如图甲所示，在两平行金属板间加有一交变电场，两极板间可以认为是匀强电场，当t＝0时，一带电粒子从左侧极板附近开始运动，其速度随时间变化关系如图乙图所示。带电粒子经过4T时间恰好到达右侧极板，（带电粒子的质量m、电量q、速度最大值vm、时间T为已知量）则下列说法正确的是（）A．带电粒子在两板间做往复运动，周期为T B．两板间距离d＝2vmT C．两板间所加交变电场的周期为T，所加电压大小U＝ D．若其他条件不变，该带电粒子从t＝开始进入电场，该粒子不能到达右侧板7．如图所示，在真空中有A、B两个固定的等量异种点电荷，O为A、B连线的中点，PQ为A、B连线的中垂线。现有一个带电粒子从无穷远处射入并穿过此区域，一段运动轨迹如图中实线所示，该轨迹与两点电荷连线交于M点，与PQ相切于N点，在切点N处该粒子的速度为v，不考虑粒子的重力，该区域没有其他电荷，则（）A．该粒子带负电 B．M点的电场强度小于N点的电场强度 C．在穿过该区域的整个过程中，该粒子的电势能先增大后减小 D．在穿过该区域的整个过程中，该粒子的初速度大小一定为v二、选择题（本大题共4小题，每小题6分，共24分，在每小题给出的四个选项中有一个或多个是符合题目要求的，选对但不全得3分，全选对得6分，不选或错选不得分）（多选）8．如图，由绝缘材料制成、内壁光滑、半径为R的圆形细管水平固定，过圆心O的直线上有A、D、B三点，半径OC⊥OD，∠ACB＝∠ABC＝30°。A处固定一电荷量为Q的正点电荷，B处固定一个电荷量未知的负点电荷，使得管内电势处处相等。一个质量为m、电荷量绝对值为q的带电小球在管内运动，经C处时合力刚好等于该处电场力，静电力常量为k，则（）A．小球带正电 B．B处电荷的电荷量绝对值为Q C．小球经D处时的速率为 D．小球在运动过程中电场力的功率始终为零（多选）9．如图所示，是由A、B金属板竖直放置而成的平行板电容器，板间距离为d，产生水平向左的匀强电场。一个质量为m，带电量为q的小球，用绝缘细线悬挂在A板上端，处于静止状态，静止时悬线向右与竖直方向成θ角。重力加速度为g，不计空气阻力，且小球电量不会改变，下列说法中正确的是（）A．小球带负电 B．小球受到2个力 C．A，B板间的电势差大小为 D．若将细线突然剪断，剪断瞬间小球的加速度大小为（多选）10．如图所示，在水平向左且足够大的匀强电场中，一长为L的绝缘细线一端固定于O点，另一端系着一个质量为m、电荷量为q的带正电小球，小球静止在M点，现给小球一垂直于OM的初速度v0，使其在竖直平面内绕O点恰好做完整的圆周运动，AB为圆的竖直直径。已知匀强电场的场强大小为，重力加速度为g，当小球第二次运动到B点时细线突然断裂，则下列说法正确的是（）A．小球做完整的圆周运动时，动能的最小值为mgL B．小球做完整的圆周运动时，动能的最小值为mgL C．细线断裂后，小球动能的最小值为mgL D．细线断裂后，小球动能的最小值为mgL（多选）11．如图所示，边长为L的正三角形ABC固定于水平面内，C为光滑固定绝缘直轨道CD的最低点，D点位于AB中点O的正上方，DA、DB的长度都为L，一对电荷量均为﹣Q（Q＞0）的点电荷分别固定于A、B两点。将质量为m、电荷量为+q（q＞0）的小球从轨道上的D点由静止开始释放，已知静电力常量为k、重力加速度大小为g，且k＝mg，忽略空气阻力，则下列说法正确的是（）​A．轨道上D点的电场强度大小为 B．小球刚到达C点时，其加速度为g C．小球刚到达C点时，其动能为mgL D．小球在沿直轨道CD下滑的过程中，电势能先减小后增大三、实验题（本大题共2小题，12题7分，13题10分，共17分）12．一同学利用实验室设备配合频闪摄像机设计了如下实验来探究“平抛运动的规律”。实验步骤如下：（Ⅰ）如图甲，该同学将两个相同的实心金属小球放置在实验装置上，调整A、B球的高度，使两个小球重心在同一高度上。（Ⅱ）调整频闪摄像机位置，将频闪摄像机正对实验装置甲所在的位置，并打开摄像功能。（Ⅲ）用小木槌敲击弹片，让A、B两个小球同时开始运动，直至落在实验台上。（Ⅳ）通过频闪摄像机连接打印机进行打印得到如图乙所示的图像。（Ⅴ）在图乙中沿水平方向和竖直方向建立坐标系（坐标系图中未画出），选择A球的三个影像C、D、E的球心位置进行测量，得到xCD＝xDE＝4.00cm、hCD＝7.00cm、hDE＝9.00cm，并测得小球影像的直径d＝2.0mm（已知实验小球的直径为D＝1.00cm）（1）下列说法正确的是。A.该实验能用来判断平抛运动在竖直方向的分运动为自由落体运动B.该实验不能用来判断小球在水平方向做匀速直线运动C.提升两球所处平台的高度，对探究平抛运动的规律没有影响D.小球的材质对实验没有影响（2）通过测量数据可知，该频闪摄像机的拍照时间间隔为s，小球A抛出时的初速度为m/s（保留两位有效数字）；物体经过D点时速度为m/s（可用根号表示）。（g取10m/s2）13．某同学用如图所示装置做验证机械能守恒定律的实验。（1）除了提供图中的器材，实验室还需要准备下列器材。A.游标卡尺B.秒表C.天平D.弹簧秤（2）实验的主要步骤如下：其中不妥当的操作步骤是。（填写步骤序号）A.将导轨调至水平B.测出遮光条的宽度dC.测出钩码质量m和带长方形遮光条的滑块总质量MD.将滑块移至图示A位置，测出遮光条到光电门的距离LE.释放滑块，然后开启气泵，读出遮光条通过光电门的挡光时间t（3）在实验操作正确的前提下，滑块从A静止释放运动到光电门B的过程中，系统的重力势能减少量为，若系统符合机械能守恒定律，测得的物理量应满足的关系式为。（用（2）中给出的字母表示）（4）若气垫导轨左端的滑轮调节过高，使得拉动物块的绳子与气垫轨道之间存在夹角，不考虑其它影响，滑块自A点由静止释放，则在滑块从A点运动至B点的过程中，滑块、遮光条与钩码组成的系统重力势能减小量的测量值（填“大于”“小于”或“等于”）动能增加量的测量值。（5）该实验小组在研究中发现利用该装置可以测量带长方形遮光条滑块的总质量M。实验小组多次改变光电门的位置，且每次都将滑块从同一点A静止释放，测出相应的L与t值，完成实验后，某同学根据测量数据作出﹣L图像，测得直线的斜率为k，已知钩码的质量m，遮光条的宽度d，重力加速度g，则滑块总质量M的表达式为。（用题目给出的字母表示）四、解答题（本大题共3小题，14题9分，15题10分，16题12分，共31分，请在每小题后写出必要的验算与推理过程）14．如图所示，有四块长d＝1m的矩形金属薄板M、N、P、Q，其中M、N正中间均开有小孔且竖直平行放置，间距d＝1m，P、Q水平平行放置，间距也为d＝1m；金属板M和N接电源两极，电源电压UMN＝300V；金属板P和Q接另一电源，电压可在±200V之间任意调节；装置右侧的足够大的荧光屏与水平面成θ＝60°的夹角，过金属板M正中心和荧光屏正中心的线段OO′的长度x＝5.5m。一群比荷为＝6×106C/kg的带正电粒子从小孔O处飘入（初速度为零），不计粒子受到的重力及粒子间的相互作用，单个粒子在金属板间运动的过程中板间电压不变，忽略极板的边缘效应。求：​（1）粒子进入偏转电场时的速度大小v0；（2）粒子在金属板P、Q之间的最大偏转距离y；（3）荧光屏上有粒子打到的区域的长度L。15．如图所示，一弹射游戏装置由安装在水平台面上的固定弹射器、竖直圆轨道（在最低点E分别与水平轨道EO和EA相连）、高度h可调的斜轨道AB组成。游戏时滑块从O点弹出，经过圆轨道并滑上斜轨道。全程不脱离轨道且恰好停在B端则视为游戏成功。已知圆轨道半径r＝0.1m，OE长L1＝0.2m，AC长L2＝0.4m，圆轨道和EA轨道光滑，滑块与AB、OE之间的动摩擦因数μ＝0.5，滑块质量m＝2×10﹣3kg且可视为质点，弹射时从静止释放且弹簧的弹性势能完全转化为滑块动能。忽略空气阻力，各部分平滑连接。（取g＝10m/s2）求：​（1）滑块恰好能过圆轨道最高点F时的速度大小；（2）当h＝0.1m且游戏成功时，滑块经过E点对圆轨道的支持力FN大小及弹簧的弹性势能EP0；（3）要使游戏成功，弹簧的弹性势能EP