江西省八校2022-2023学年高二上学期第二次联合考试物理试题

（北京）股份有限公司 2022-2023 学年上学期江西省八校高二第二次联合考试 物理 一、选择题：本题共11 小题，每小题4 分，共44 分．在每小题给出的四个选项中，第1～7 题只有一项符合 题目要求，第8～11 题有多项符合题目要求．全部选对的得4 分，选对但不全的得2 分，有选错的得0 分． 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 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 、 、 ，不计空气 阻力，则三个动量变化量中（ ）． A． 最大 B． 最大 C． 最大 D． 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． B． C． D． 4．如图，在水平桌面上有一钉子系着两根绝缘弹性轻绳，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 ，不计一切 摩擦．下列说法正确的是（ ）． （北京）股份有限公司 （北京）股份有限公司 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 5．如图，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连接；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 6．如图，质量为m、电荷量为 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 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 B．运动到C 点时小球受到三个力作用 C．运动到D 点时小球只受重力作用 D．机械能不守恒 （北京）股份有限公司 7．如图甲，一轻弹簧的两端分别与质量为 和 的两物块相连接，并且静止在光滑的水平面上．现使 （北京）股份有限公司 瞬时获得水平向右的速度 ，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 时 刻 的速度第一次变为0， 在第1 秒内运动的位移为 ．下列说法正确的是（ ）． A．两物块的质量之比为 B． 时刻 的速度为 C．第1 秒内弹簧的长度缩短了 D．第1 秒内 的位移为 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 ，键未被按下时 两金属片的距离为 ，当键被按下时两金属片的距离为 ，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 9．如图，三维坐标系 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 点以速度大小v 沿x 轴正方向水平抛出，A 点坐标为 ，重力加速度为 g，场强 ．下列说法正确的是（ ）． （北京）股份有限公司 A．小球运动的轨迹为抛物线 B．小球在 平面内的分运动为平抛运动 C．小球到达 平面时的速度大小为 D．小球的运动轨迹与 平面交点的坐标为 10．如图甲，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 图像如图乙所示，已知试探电荷 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 C．试探电荷从A 点到B 点电势能减小了 D．O、B 两点间的距离为 11．如图，倾斜角度为 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 ．有两个完 （北京）股份有限公司 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 球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 ， ，重力加速度g 取 （北京）股份有限公司 ．下列说法正确的是（ ）． A．滑块A 的初速度大小为 B．两滑块发生碰撞的位置距斜面顶部 C．滑块B 在斜面上运动的总时间为 D．滑块A 滑下斜面后，再过 滑块B 滑下斜面 二、非选择题：本题共5 小题，共56 分． 12．（6 分）“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 、 ，且 ；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 多次从斜轨上A 位置静止释放；然后把被碰小球 静置于轨道的水平部分， 再将入射小球 ，从斜轨上A 位置静止释放，与小球 相撞，多次重复操作，得到两球落在竖直屏上的平 均落点 、 、 ，量 、 、 的高度 、 、 ． 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 （北京）股份有限公司 落点 、 、 ，用刻度尺测量斜面顶点到 、 、 三点的距离分别为 、 、 ． 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） （北京）股份有限公司 13．（10 分）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 ，内阻 ） B．电流表A（ ，内阻未知） C．滑动变阻器 D，电阻箱 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 量程的电压表，则电阻箱接入电路的阻值 ______ __ ；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 ，电流表的读数 ，作出 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 ______V，内阻为 ______ ． （结果均保留3 位有效数字） 14．（12 分）如图，真空中水平放置的两个相同极板Y 和 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 ，一束质量为m、电荷量为q 的粒子（不计重力）从两板左侧中点A 以初速度 沿水平方向射入电场且能穿出． （北京）股份有限公司 （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 的范围； （北京）股份有限公司 （3）求粒子可能到达屏上区域的长度． 15．（12 分）如图，板A 左端固定有力传感器，A 的质量（包括传感器） ，轻质弹簧一端固定在 传感器上，另一端与物块B 相连，物块B 的质量 ，A、B 之间的动摩擦因数 ，A、B 一起以 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 ，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 时，使弹簧与物块B 瞬间脱离 若最终B 未滑离A，重力加速度g 取 ．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． 16．（16 分）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 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 点电荷做圆周运动返回电场，再出电场围绕M 点电荷做圆周运动又 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 ，质量 ，电容器极板长度 ，间距 ，电压 ，M、N 两点电荷间距为 ，静电力常量 ，不计粒子重力，点电荷 的电场不会影响平行板内的电场，且不考虑两点电荷之间的影响．求： （北京）股份有限公司 （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． （北京）股份有限公司 2022-2023 学年上学期江西省八校高二第一次联合考试 物理参考答案 1．【答案】C 【解析】电场线不是实际存在的线，而是为了形象的描述电场而假想的线．但电场是电荷在周围产生的一种 客观存在，A 项错误； 带电体是否可以被看作点电荷，与带电体自身的大小形状无直接关系，取决于带电体的大小形状对带电体之 间相互作用力的影响是否可以忽略，B 项错误； 元电荷是指电子或质子所带电荷量的多少，是迄今为止，科学实验发现的最小电荷量，C 项正确； 库仑定律是计算真空中两个静止点电荷之间的相互作用力，一般在空气中也可使用，所以库仑定律的使用条 件为点电荷，真空或空气中，D 项错误． 2．【答案】A 【解析】由图可知，球a 在空中上升的高度最高，因此在空中运动时间最长， 由 可知， 最大，A 项正确． 3．【答案】B 【解析】由题意知，电阻 ， 根据电阻定律 ，解得 ，B 项正确． 4．【答案】C 【解析】根据受力分析可知，两小球只能带正电，A、B 项错误； 设A、B 两带电小球之间的库仑力大小为F，A 球上的绳子的拉力大小为 ，B 球上的绳子的拉力大小为 ，根据受力分析和平衡条件，可知 ， ． 因 可知 ，C 项正确，D 项错误． 5．【答案】D 【解析】当物体具有向右的加速度a 时，滑块所受的弹簧的拉力的合力向右，滑块向左移动，根据顺着电流 方向电势降低，可知a 端的电势低于b 点的电势，则电压表的指针将向零点左侧偏转，A 项错误； 电压表的示数不变，说明物体做匀速直线运动或者静止状态，B 项错误； （北京）股份有限公司 电压表的示数增大，说明物体的加速度在变大，物体的速度增大有可能加速度不变，C 项错误； 设系统加速度为a，滑块向左移动的距离为x，则对滑块根据牛顿第二定律得 ； （北京）股份有限公司 设电阻器单位长度的电阻为r，则电路中的电流为 ，电压表的示数为 ， 由以上各式解得 ，分析加速度与电压的关系可知，U 与a 成正比， 所以表盘的刻度应均匀，D 项正确． 6．【答案】B 【解析】设小球B 从最低点C 以速度 开始运动，运动到最高点时速度为 ，恰好能在竖直平面内做圆周 运动，在D 点受重力和库仑力作用，有 ，得 ，A、C 项错误； 小球运动到最低点C 时，受拉力、重力、库仑力作用，B 项正确； 小球做圆周运动，库仑力不做功，全过程中机械能守恒，D 项错误． 7．【答案】D 【解析】以 的初速度方向为正方向，对 时间内的过程，由动量守恒定律得 ，将 ， 代入解得 ，A 项错误； 以 的初速度方向为正方向，对 时间内的过程，由动量守恒定律得 ，解得 ，B 项错误； 用微元法考虑， 内，对 分析可知 ，对 分析可知 ， 根据牛顿第二定律可得任意时刻的加速度大小之比为 ，则 ， 根据题意可知 ，解得 ； 第1 秒内 的位移为 ； 第1 秒内弹簧的长度缩短了 ，C 项错误，D 项正确． 8．【答案】BD （北京）股份有限公司 【解析】由公式 ，因两端的电压始终保持不变，当键未被按下时两金属片的距离为 ，当键被 按下时两金属片的距离为 ，则金属片间的场强变为原来的两倍，A 项错误，B 项正确； （北京）股份有限公司 因极板间距减小一半，依据电容的决定式 ，可知，电容增大一倍，再依据电容的定义式 ， 则金属片上的电荷量变为原来的两倍，C 项错误，D 项正确． 9．【答案】AB 【解析】带电小球始终受到重力与电场力，这两个力都是恒力，它们的合力可等效成一个恒力，且此力方向 与初速度方向垂直．所以小球做匀变速曲线运动，运动轨迹为抛物线，A 项正确； 由于重力与电场力大小相等，所以小球在这两个力的合力所在平面运动，且与水平面成 ，而在 平面 内的分运动为平抛运动，B 项正确； 小球在重力与电场力共同作用产生的加速度为 ， 小球在z 轴方向做自由落体运动，只受重力，且初速度为零， 则小球到达 平面时时间 ，t 时间内增加的速度为 ， 所以最后落地速度大小为 ，C 项错误； 小球在x 轴方向做匀速直线运动，则发生的位移 ，而在y 轴方向小球只受电场力，初速度为 零，因此发生的位移 ， 所以小球的轨迹与 平面交点的坐标为 ，D 项错误． 10．【答案】ACD 【解析】试探电荷从A 点由静止释放后向B 点运动，其受到的电场力由A 点指向B 点，根据同种电荷互相排 斥及力的合成可知，试探电荷带正电，A 项正确； 根据 图像的斜率等于加速度，可得试探电荷在B 点的加速度最大，且为 ， 根据牛顿第二定律得 ，解得 ，B 项错误； 试探电荷从A 点到B 点，根据动能定理，电场力做功为 ， （北京）股份有限公司 即试探电荷从A 点到B 点电势能减小了 ，C 项正确； （北京）股份有限公司 如图所示： 设试探电荷与左边电荷的连线与竖直方向的夹角为 ，根据点电荷的电场强度及电场的合成可知，试探电荷 所在位置的电场强度大小为 ， 根据几何关系可得 ，即试探电荷所在位置的电场强度大小为 ， 令 ，则有 ， 当且仅当 时，电场强度具有最大值，可得 ， 由于B 点场强最大，可得 之间的距离为 ，D 项正确． 11．【答案】BCD 【解析】根据题意，滑块与斜面之间的动摩擦因数为 ，对滑块进行受力分析可知： 碰撞前：滑块A 上滑过程做匀减速运动，加速度大小 ， 滑块B 下滑过程做匀加速运动，加速度大小 ， 两滑块同时开始运动，故运动时间相同．两滑块之间发生弹性碰撞，且两滑块完全相同．碰撞前滑块B 的速 度大小不为零，碰撞后滑块B 做初速度为零的匀加速直线运动，可知碰撞后滑块B 速度为零．因此可知滑块 A 在碰撞前速度为零．根据加速度大小关系以及运动时间相同可知滑块A 的平均速度与滑块B 的平均速度比 值为 ，故位移之比也为 ， 即滑块A 的位移为 ，滑块B 的位移为 ，所以碰撞点距斜面顶端 ． 根据匀变速直线运动速度位移公式 ， （北京）股份有限公司 滑块A 的初速度大小为 ，A 项错误，B 项正确； 滑块B 的运动为两段从零开始的匀加速直线运动，且加速度相同，位移之比为 ， 可知两段时间之比为 ， （北京）股份有限公司 根据位移时间公式 可知 ， ， 滑块B 在斜面上运动的总时间为 ，两滑块发生弹性碰撞，因两滑块完全相同，速度交换． 碰撞前滑块B 速度大小为 ，故碰撞后滑块A 的速度大小为 ， 根据匀变速直线运动时间位移公式 解得滑块A 下滑过程时间 ， 故两滑块离开斜面的时间间隔为 ，C、D 项正确． 12．【答案】（1） （3 分） （2） （3 分） 【解析】（1）设小球在B 点平抛初速度为v，水平位移为x，竖直位移为H， 对于平抛运动有 ； ，解得 ， 可见当x 一定，平抛初速度v 与 成正比， 设小球1 碰撞前瞬时速度为 ，碰撞后瞬间小球1、小球2 的速度分别为 ， ． 每次平抛运动的水平位移x 一定，平抛初速度越大，下落的高度越小即越靠近O 点， 可知无碰撞时小球1 的平均落点为 ，碰撞后小球1、小球2 的平均落点分别为 、 ． 可得 ， 若两球相碰前后的动量守恒，需满足 ， 联立整理得 ， 则验证两球碰撞过程中动量守恒的表达式为 ． （北京）股份有限公司 （2）设斜面倾角为 ，平抛初速度为v，落点与抛出点的距离为L， （北京）股份有限公司 对于平抛运动有 ； ，解得 ， 可见平抛初速度v 与 成正比． 设小球1 碰撞前瞬时速度为 ，碰撞后瞬间小球1、小球2 的速度分别为 、 ． 无碰撞时小球1 的平均落点为 ，碰撞后小球1、小球2 的平均落点分别为 、 ． 可得 ， 若两球相碰前后的动量守恒，需满足 ， 联立整理得 ， 则验证两球碰撞过程中动量守恒的表达式为 ． 13．【答案】（1）见解析（2 分） （2）9900（2 分） 左（2 分） 1.48（2 分） 0.844（2 分） 【解析】（1）实物图连接如图所示． （2）电阻箱接入电路的电阻 ； 闭合电键前，应将滑动变阻器滑片移到最左端，使其接入