1、许昌高中2021届高二尖子生上学期期初考试物理试题时间：90分钟 满分：110分一选择题（本题共15小题，每小题4分，共60分19题为单项选择题，1015题为多项选择题，所列四个选项中至少有二项符合题意，漏选得2分，错选或不选不得分）1如图所示，在竖直放置间距为d的平行板电容器中，存在电场强度为E的匀强电场，有一质量为m、电荷量为+q的带电小球，从两极板正中间处静止释放，重力加速度为g，则点电荷运动到负极板的过程（）A加速度大小为a+gB所需的时间为tC下降的高度为yD电场力所做的功为WEqd2如图所示，为一空腔球形导体（不带电），现将一个带正电的小金属球A放入腔中，当静电平衡时，图中a、b、
2、c三点的电场强度E和电势的关系是（）AEaEbEc，abc BEaEbEc，abcCEaEbEc，abc DEaEcEb，abc3如图，一带正电的点电荷固定于O点，两虚线圆均以O为圆心，两实线分别为带电粒子M和N先后在电场中运动的轨迹，a、b、c、d、e为轨迹和虚线圆的交点，粒子在a、c动能相等，不计粒子重力。下列说法中正确的是（）AM带正电荷，N带负电荷B粒子M、N在a、c的电势能相等C粒子M在b点的动能小于粒子N在在e点的动能D粒子M在b点的动能等于粒子N在d点的动能4如图，平行板电容器板间电压为U，板间距为d，两板间为匀强电场，让质子流以初速度v0垂直电场射入，沿a轨迹落到下板的中央，现
3、只改变其中一条件，让质子沿b轨迹落到下板边缘，则可以将（）A开关S断开B初速度变为C板间电压变为D竖直移动上板，使板间距变为2d5下列说法正确的是（）A动量大小相同的两个小球，其动能也一定相同B做曲线运动的物体，其加速度一定是变化的C物体做平抛运动时，相同时间内的动量的变化量不可能相同D物体做匀速圆周运动时，其所受合外力的方向一定指向圆心6一辆汽车在平直公路上运动，受到的阻力恒定为f，运动的最大速度为vm下列说法正确的是（）A汽车以恒定额定功率行驶时，牵引力F与速度v成正比B在汽车匀加速运动过程中，当发动机的实际功率等于额定功率时，速度就达到vmC汽车运动的最大速度vm与额定功率Pm满足Pmf
4、vmD当汽车以恒定速度行驶时，发动机的实际功率一定等于额定功率7如图所示，运动员以速度v在倾角为的倾斜赛道上做匀速圆周运动。已知运动员及自行车的总质量为m，做圆周运动的半径为R，重力加速度为g，将运动员和自行车看作一个整体，则（）A受重力、支持力、摩擦力、向心力作用B受到的合力大小为FC若运动员加速，则一定沿倾斜赛道上滑D若运动员减速，则一定沿倾斜赛道下滑8质量为m的人造卫星在地面上未发射时的重力为G0，它在离地面的距离等于地球半径R的圆形轨道上运行时，其（）A周期为4B速度为C动能为G0RD所受万有引力为9.绝缘水平面上固定一正点电荷Q，另一质量为m、电荷量为q(q0)的滑块(可看做点电荷)
5、从a点以初速度v0沿水平面向Q运动，到达b点时速度减为零已知a、b间距离为s，滑块与水平面间的动摩擦因数为，重力加速度为g.以下判断正确的是()A滑块在运动过程中所受Q的库仑力有可能大于滑动摩擦力B滑块在运动过程中的中间时刻，速度的大小等于C此运动过程中产生的内能为DQ产生的电场中，a、b两点间的电势差为10发射高轨道卫星时，一般是先将卫星发射至近地圆形轨道1上运行，然后在某点Q变速，使其沿椭圆轨道2运行，最后在远地点P再次变速，将卫星送入预定圆形高轨道3运行，已知轨道1、2相切于Q点，轨道2、3相切于P点。设卫星的质量保持不变，卫星分别在1、2、3轨道上正常运行时，只受地球引力作用，则下列说
6、法正确的是（）A卫星在1轨道上正常运行时的速度小于在3轨道上正常运行时的速度B卫星在1轨道上正常运行时的机械能小于在3轨道上正常运行时的机械能C卫星在轨道2上从P点运动到Q点过程中，处于失重状态，但不是完全失重状态D卫星在轨道2上从P点运动到Q点过程中，加速度逐渐增大11如图所示，人在岸上匀速的、拉着质量不计的绳子使船靠岸，已知船的质量为m，水的阻力恒为f，当船沿水面行驶x米的位移时，轻绳与水平面的夹角为，船的速度为v，此时人的拉力大小为F，则（）A人拉绳的速度大小是B船行驶x米位移的过程，人的拉力做功为FxcosC船行驶x米位移时，人的拉力的瞬时功率为FvcosD此时船的加速度为12如图所示
7、，一带电粒子在两个固定的等量正点电荷的电场中运动，图中的实线为等势面，虚线ABC为粒子的运动轨迹，其中B点是两点电荷连线的中点，A、C位于同一等势面上。下列说法正确的是（）A该粒子可能带正电B该粒子经过B点时的速度最大C该粒子经过B点时的加速度一定为零D该粒子在B点处的电势能小于在A点处的电势能13如图1所示，Q1、Q2为两个固定点电荷，其中Q1带正电，它们连线的延长线上有a、b两点一正试探电荷以一定的初速度沿直线从b点开始经a点向远处运动，其速度图象如图2所示则（）AQ2带正电BQ2带负电C试探电荷从b到a的过程中电势能增大D试探电荷从b到a的过程中电势能减小14从地面竖直向上抛出一物体，其
8、机械能E总等于动能Ek与重力势能Ep之和。取地面为重力势能零点，该物体的E总和Ep随它离开地面的高度h的变化如图所示。重力加速度取10m/s2由图中数据可得（）A从地面至h4m，物体重力做功80JB从地面至h4m，物体克服空气阻力做功20JC物体的质量为2kgDh0时，物体的速率为20m/s15如图，A、B质量分别为m11kg，m22kg，置于平板小车C上，小车质量为m31kg，A、B与小车的动摩擦因数均为0.5，事先三者均静止在光滑的水平面上。某时刻A、B间炸药爆炸（时间极短）使A、B获得图示左右方向的瞬时速度和12J的总机械能。假设A、B最终都没有离开小车上表面，水平面足够长，g10m/s
9、2现从炸药爆炸结束开始计时，则（）At0时，A、B的速度大小分别是4m/s、2m/sBt0.4s时，B与平板小车C先相对静止Ct0.8s时，A与平板小车C相对静止Dt0.8s时，A、B与平板小车因摩擦而产生的热量Q10J二实验题（本大题共1小题，每空2分，共10分把答案填写在答题卡对应位置上）16 如图所示为研究决定平行板电容器电容因素的实验装置两块相互靠近的等大正对平行金属平板M、N组成电容器，板N固定在绝缘座上并通过导线与静电计中心杆相接，板M和静电计的金属壳都通过导线接地，板M上装有绝缘手柄，可以执手柄控制板M的位置给电容器充上一定的电荷，静电计指针张开一定角度若仅将两极板间的距离增大，
10、则静电计指针的偏角将 （选填“变大”、“不变”或“变小”）；若仅将M沿平行板面方向移动一段距离以减小两极板间的正对面积，则静电计指针的偏角将 （选填“变大”、“不变”或“变小”）；若在两板板间插入云母片，且保持其他条件不变，则静电计指针的偏角将 （选填“变大”、“不变”或“变小”）；若在两极板间插入一块不与两板接触的厚金属板P，且保持其他条件不变，则静电计指针偏角将 （选填“变大”、“不变”或“变小”），插入后金属板P内部的电场强度大小为 四计算题（本题共4小题，8分+10分+10分+12分，共40分解答应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤，只写出最后答案的不得分）17如图所示，长l1m
11、的轻质细绳上端固定，下端连接一个可视为质点的带电小球，小球静止在水平向右的匀强电场中，绳与竖直方向的夹角37已知小球所带电荷量q1.0106C，匀强电场的场强E3.0103N/C，取重力加速度g10m/s2，sin370.6，cos370.8求：（1）小球的质量m。（2）将电场撤去，小球回到最低点时速度v的大小。18如图所示，两平行金属板A、B长L8cm，两板间距离d8cm，A板比B板电势高300V，一不计重力的带正电的粒子电荷量q1010C，质量m1020kg，沿电场中心线RD垂直电场线飞入电场，初速度02106m/s，粒子飞出平行板电场后可进入界面MN、PS间的无电场区域已知两界面MN、P
12、S相距为12cm，D是中心线RD与界面PS的交点求：（1）粒子穿过界面MN时偏离中心线RD的距离y的大小？（2）粒子到达PS界面时离D点的距离Y为多少？19如图所示，光滑水平平台AB与竖直光滑半圆轨道AC平滑连接，C点切线水平，长为L4m的粗糙水平传送带BD与平台无缝对接。质量分别为m10.3kg和m21kg两个小物体中间有一被压缩的轻质弹簧，用细绳将它们连接。已知传送带以v01.5m/s的速度向左匀速运动，小物体与传送带间动摩擦因数为0.15某时剪断细绳，小物体m1向左运动，m2向右运动速度大小为v23m/s，g取10m/s2求：（1）剪断细绳前弹簧的弹性势能Ep（2）从小物体m2滑上传送带
13、到第一次滑离传送带的过程中，为了维持传送带匀速运动，电动机需对传送带多提供的电能E20如图所示，在E103 V/m的竖直匀强电场中，有一光滑半圆形绝缘轨道QPN与一水平绝缘轨道MN在N点平滑相接，半圆形轨道平面与电场线平行，其半径R40cm，N为半圆形轨道最低点，P为QN圆弧的中点，一带负电q104 C的小滑块质量m10g，与水平轨道间的动摩擦因数0.15，位于N点右侧1.5m的M处，g取10m/s2，求：（1）要使小滑块恰能运动到圆轨道的最高点Q，则小滑块应以多大的初速度v0向左运动？（2）这样运动的小滑块通过P点时对轨道的压力是多大？参考答案1 B。2 D。3 C。4 C。5 D。6 C。
14、7 B。8 A。9 D10 BD。11 CD。12 CD。13 BC。14 BC。15 AC。16 答案为：变大；变大；变小；变小；017 【解答】解：（1）根据电场力的计算公式可得电场力FqE1.01063.0103 N3.0103 N；小球受力情况如图所示：根据几何关系可得mg，所以m4104kg；（2）电场撤去后小球运动过程中机械能守恒，则mgl（1cos37），解得：v2m/s。答：（1）小球的质量为4104kg。（2）将电场撤去，小球回到最低点时速度v的大小为2m/s。18 【解答】解：（1）带电粒子垂直进入匀强电场后做类平抛运动，加速度为 a水平方向有：Lv0t， 竖直方向有：ya
15、t2联立得：y 代入数据解得：y0.03m；（2）带电粒子在离开电场速度的反向延长线交水平位移的中点，设两界面MN、PS相距为D由相似三角形得： 解得：Y4y0.12m；答：（1）子穿过界面MN时偏离中心线RD的距离y是0.03m，（2）粒子到达PS界面时离D点的距离Y为0.12m19 【解答】解：（1）对m1和m2弹开过程，取向左为正方向，由动量守恒定律有：0m1v1m2v2。解得 v110m/s剪断细绳前弹簧的弹性势能为： Epm1v12+m2v22。解得 Ep19.5J（2）设m2向右减速运动的最大距离为x，由动能定理得：m2gx0m2v22。解得 x3mL4m则m2先向右减速至速度为零
16、，向左加速至速度为v01.5m/s，然后向左匀速运动，直至离开传送带。设小物体m2滑上传送带到第一次滑离传送带的所用时间为t。取向左为正方向。根据动量定理得：m2gtm2v0（m2v2）解得：t3s该过程皮带运动的距离为：x带v0t4.5m故为了维持传送带匀速运动，电动机需对传送带多提供的电能为： Em2gx带。解得：E6.75J答：（1）剪断细绳前弹簧的弹性势能Ep是19.5J。（2）为了维持传送带匀速运动，电动机需对传送带多提供的电能E是6.75J。声20 【解答】解：（1）设滑块到达Q点时速度为v，则由牛顿第二定律得：mg+qEm，滑块从开始运动至到达Q点过程中，由动能定理得：mg2RqE2R（mg+qE）xmv2mv联立方程组，解得：v07m/s；（2）设滑块到达P点时速度为v，则从开始运动至到达P点过程中，由动能定理得：（mg+qE）R（qE+mg）xmv2mv又在P点时，由牛顿第二定律得：FNm，代入数据解得：FN0.6N，方向水平向右；答：（1）要使小滑块恰能运动到圆轨道的最高点Q，则滑块应从M点以7m/s的初速度v0向左运动；（2）这样运动的滑块通过P点时受到轨道的压力是0.6N，方向水平向右