1、物理试题第卷（共60分）一、选择题：本题共12小题，每小题5分.在18每小题给出的四个选项中，只有一个选项是符合题目要求的。9-12小题有多个选项是符合要求的，选对但不全的得3分，有错选的得0分。1有关电场知识的理解，下述说法正确的是（）A库仑用扭秤实验获得库仑定律并最早测出了元电荷e的数值B在电场中某点放入试探电荷q，该点的场强为E=，取走q后，该点场强即为零C若点电荷Q1电荷量小于Q2电荷量，则Q1对Q2的静电力小于Q2对Q1的静电力D若q在C点的电势能比在D点的大，则C点电势低于D点电势2某仪器两极间的电场线分布如图所示，中间的一条电场线是直线，其它电场线对称分布，质子从O点沿直线OA以
2、某一初速度仅在电场力作用下运动到A点。取O点为坐标原点，沿直线向右为x轴正方向。从O到A运动过程中，关于质子运动速度v和加速度a随时间t的变化、质子的动能Ek和运动轨迹上各点的电势随位移x的变化图线中可能正确的是（）A BCD 3一物块在空中某位置从静止开始沿直线下落，其速度v随时间t变化的图线如图所示。则物块（）A第一个时间内的位移等于第二个时间内的位移B第一个时间内合外力做的功小于第二个时间内合外力做的功C第一个时间内重力的冲量等于第二个时间内重力的冲量D第一个时间内合外力的冲量小于第二个时间内合外力的冲量42020年12月17日凌晨1时59分，嫦娥五号返回器携带月球样品，采用“半弹道跳跃
3、”方式返回地球，圆满完成了月球取样任务。如图虚线为大气层边界，返回器从a点关闭发动机无动力滑入大气层，然后从c点“跳”出，再从e点“跃”入，实现多次减速，可避免损坏返回器。d点为轨迹的最高点，离地心的距离为r，返回器在d点时的速度大小为v，地球质量为M，万有引力常量为G，则返回器（）A在a、c点速度大小相等B轨迹cde是圆的一部分C在d点时的速度大小D在d点时加速度大于地球表面的重力加速度g5如图所示，真空中竖直固定一表面粗糙的金属板，其正前方固定一个带正电的点电荷Q，OQ垂直于金属板，已知OM=ON。一表面绝缘带正电的小滑块（可视为试探电荷且不影响原电场）从金属板上端的M点由静止释放，运动到
4、N点的过程中，下列说法不正确的是（）A小滑块在M、N点的加速度相同B小滑块的电势能不变C小滑块在OM段和ON段摩擦力做的功一定相等D小滑块的速度一定一直增大6“双星系统”由相距较近的恒星组成，每个恒星的半径远小于两个恒星之间的距离，而且双星系统一般远离其他天体，它们在相互间的万有引力作用下，绕某一点做匀速圆周运动，如图所示为某一双星系统，A星球的质量为m1，B星球的质量为m2，它们中心之间的距离为L，引力常量为G，则下列说法正确的是（）AA星球的轨道半径为B双星运行的周期为CB星球的轨道半径为D若近似认为B星球绕A星球中心做圆周运动，则B星球的运行周期为7如图所示，A是带正电的球，B为不带电的
5、导体，A、B均放在绝缘支架上，M、N是导体B中的两点，以无限远处为电势零点，当导体B达到静电平衡后，说法正确的是（）AM、N两点电场强度大小的关系为EM ENBM端感应出负电荷，N端感应出正电荷，所以M、N两点电势高低的关系为C若用导线将M、N两端连起来，将发生电荷中和现象D感应电荷在M、N两点产生的电场强度为8如图所示质量为M的小车静止在光滑的水平面上，小车段是半径为R的四分之一光滑圆弧轨道，段是长为L的水平粗糙轨道，两段轨道相切于B点。一质量为m的滑块在小车上从A点静止开始沿轨道滑下，然后滑入轨道，最后恰好停在C点。已知小车质量，滑块与轨道间的动摩擦因数为，重力加速度为g。则下列说法正确的
6、是（）A滑块从A滑到C的过程中滑块和小车系统的动量一直都是守恒的B滑块滑到B点时的速度为C滑块从A滑到C的过程中相对于地面的水平位移等于D水平轨道的长度L一定大于圆弧半径R9某静电场在x轴上的场强E随x的变化关系如图所示，x轴正方向为场强正方向，一个带负电的点电荷只在电场力的作用下以一定初速度沿x轴正方向运动，x1、x2、x3、x4四点间隔相等，则（）A点电荷在x2和x4处电势能相等B点电荷由x1运动到x3的过程中电场力做负功Cx1、x2两点之间的电势差小于x3、x4两点之间的电势差D点电荷由x1运动到x4的过程中电场力先增大后减小10如图，滑块A（可视为质点）的质量kg，与水平面间的动摩擦因
7、数，用细线悬挂的小球质量均为kg，沿轴排列，A与第1个小球及相邻两小球间距离均为m，线长分别为、（图中只画出三个小球）。开始时，A以m/s沿轴正向运动，设A与小球碰撞不损失机械能，碰后小球均恰能在竖直平面内做完整的圆周运动并再次与滑块正碰，则（）A滑块每次与小球碰撞，碰撞前后速度互换B滑块只能与13个小球碰撞C滑块只能与12个小球碰撞D第10个小球悬线长0.4m11如图所示，在竖直平面内有水平向左的匀强电场，在匀强电场中有一根长为L的绝缘细线，细线一端固定在O点，另一端系一质量为m的带电小球。小球静止时细线与竖直方向成角。现让小球获得初速度且恰能绕O点在竖直平面内沿逆时针方向做圆周运动，重力加
8、速度为g。下列说法正确的是（）A匀强电场的电场强度EB小球动能的最小值为Ekmin，动能最大值为EkmaxC小球运动至圆周轨迹的最低点时机械能最小D小球从初位置开始在竖直平面内运动一周的过程中，其电势能先减小后增大再减小12如图所示，传送带的水平部分ab长度为2m，倾斜部分bc长度为4m，bc与水平方向的夹角为37。传送带沿图示顺时针方向匀速率运动，速率为2m/s。现将质量为m=1kg小煤块A从静止轻放到a处，它将被传送到c点，已知小煤块与传送带间的动摩擦因数为，且此过程中煤块不会脱离传送带，g=10m/s2，下列说法正确的是（）A小煤块从a点运动到b点的过程中，电动机多消耗的电能为4JB小煤
9、块从a点运动到c点所用的时间为2.2sC从a点运动到c点的过程，小煤块和皮带间因摩擦而产生的热量为6JD从a点运动到c点的过程，小煤块在传送带上留下的痕迹长度为2.8m第卷（共50分）二、实验题：本题共2小题,每个空2分，共14分.13为了验证小球在竖直平面内摆动过程的机械能是否守恒，利用如图（a）装置，不可伸长的轻绳一端系住一小球，另一端连接力传感器，小球质量为m，球心到悬挂点的距离为L，小球释放的位置到最低点的高度差为h，实验记录轻绳拉力大小随时间的变化如图（b），其中Fm是实验中测得的最大拉力值，重力加速度为g，请回答以下问题：（1）小球第一次运动至最低点的过程，重力势能的减少量Ep=_
10、，动能的增加量Ek=_。（均用题中所给字母表示）（2）观察图（b）中拉力峰值随时间变化规律，试分析造成这一结果的主要原因： 。 14如图所示为“验证碰撞中的动量守恒”实验装置示意图。已知小球1和小球2的质量分别为，小球的半径为均为r。（1）实验中应满足的条件有_A轨道末端水平 B轨道表面必须光滑C两小球质量关系必须满足m1m2 （2）继续实验步骤如下，其步骤中有错误的或者不完善的有_A在地面上依次铺白纸和复写纸B确定重锤对应点OC不放球2，让球1从斜槽某一位置无初速度滑下，确定它的落地点位置D把2球放在立柱上，让球1从斜槽无初速度滑下，与球2正碰后，确定球1和球2落地点位置和E用刻度尺量出、的
11、长度F看与是否相等，以验证动量守恒。（3）碰撞恢复系数的定义为，其中v10和v20分别是碰撞前两小球的速度，v1和v2分别是碰撞后两小球的速度，该实验小球碰撞恢复系数的表达式为e =_（用题目中字母表达），若测得e =_，可以判定小球的碰撞为弹性碰撞。 三、解答题：本题共4小题,共36分. 其中15小题6分，16小题8分，17小题10分，18小题12分.15（6分）如图所示，两个平行金属板AB中间为一匀强电场，AB相距10cm，CD为电场中的两点，CD=8cm，CD连线和电场方向成60角，C点到A板的距离为2cm。，已知质子从A板移到B板，电场力作功为 4.010-17J。已知质子的带电量为一
12、个元电荷的电量e=1.610-19C求：（1）匀强电场的电场强度；（2）CD两点间的电势差。（3）若将B板接地，则C点的电势为多大？及质子在C点的电势能？16（8分）如图，足够长的光滑斜面倾角，两相同小物块A、B质量均为m，用劲度系数为k的轻质弹簧连接。C为固定在斜面上的挡板，A通过一根轻绳跨过光滑定滑轮与质量同样为m的物块D相连。用手托住D，使轻绳伸直但没有弹力。现将D由静止释放，已知运动中D始终未落地，不考虑空气阻力，求：（1）从释放D到B离开C时，A发生的位移；（2）B离开C时，D的速率。17（10分）某游乐场游戏装置示意图如图甲所示，水平平台上固定一竖直光滑曲面，曲面下端A切线水平，并
13、与半径为的竖直光滑圆轨道平滑连接，质量为的物块P从光滑曲面上离平台高度为h处静止释放，先通过圆轨道后再进入平台，与质量为M=4kg的物块Q发生弹性碰撞，已知物块Q所在位置左侧平台部分长度为，这段平台与物块Q之间的动摩擦因数满足（x为物块所在平台上的位置到Q点的距离），Q右侧平台光滑。圆轨道的最高点B处有一力传感器，可以测出物块经过B点时对轨道的压力F，取不同的高度h得到相应的压力F，作出F-h关系图，如图乙所示。g=10m/s2, 不计空气阻力。（1）求图乙中a，b的值；（2）若物块Q恰好到达C处，求的值；x18（12分）如图（a），长度L=0.8m的光滑杆左端固定一带正电的点电荷A，其电荷量
14、Q=；一质量m=0.02kg，带电量为q的小球B套在杆上将杆沿水平方向固定于某非均匀外电场中，以杆左端为原点，沿杆向右为x轴正方向建立坐标系点电荷A对小球B的作用力随B位置x的变化关系如图（b）中曲线I所示，小球B所受水平方向的合力随B位置x的变化关系如图（b）中曲线II所示，其中曲线II在0.16x0.20和x0.40范围可近似看作直线求：（静电力常量）（1）小球B所带电量q;（2）非均匀外电场在x=0.3m处沿细杆方向的电场强度大小E；（3）在合电场中，x=0.4m与x=0.6m之间的电势差U的大小（4）已知小球在x=0.2m处获得v=0.4m/s的初速度时，最远可以运动到x=0.4m若小
15、球在x=0.16m处受到方向向右，大小为0.04N的恒力作用后，由静止开始运动，为使小球能离开细杆，恒力作用的最小距离s是多少？物理试题第卷（共60分）一、选择题：本题共12小题，每小题5分.在18每小题给出的四个选项中，只有一个选项是符合题目要求的。9-12小题有多个选项是符合要求的，选对但不全的得3分，有错选的得0分。1有关电场知识的理解，下述说法正确的是（）A库仑用扭秤实验获得库仑定律并最早测出了元电荷e的数值B在电场中某点放入试探电荷q，该点的场强为E=，取走q后，该点场强即为零C若点电荷Q1电荷量小于Q2电荷量，则Q1对Q2的静电力小于Q2对Q1的静电力D若q在C点的电势能比在D点的
16、大，则C点电势低于D点电势【答案】D2某仪器两极间的电场线分布如图所示，中间的一条电场线是直线，其它电场线对称分布，质子从O点沿直线OA以某一初速度仅在电场力作用下运动到A点。取O点为坐标原点，沿直线向右为x轴正方向。从O到A运动过程中，关于质子运动速度v和加速度a随时间t的变化、质子的动能Ek和运动轨迹上各点的电势随位移x的变化图线中可能正确的是（）A BCD 【答案】A3一物块在空中某位置从静止开始沿直线下落，其速度v随时间t变化的图线如图所示。则物块（）A第一个时间内的位移等于第二个时间内的位移B第一个时间内合外力做的功小于第二个时间内合外力做的功C第一个时间内重力的冲量等于第二个时间内
17、重力的冲量D第一个时间内合外力的冲量小于第二个时间内合外力的冲量【答案】C42020年12月17日凌晨1时59分，嫦娥五号返回器携带月球样品，采用“半弹道跳跃”方式返回地球，圆满完成了月球取样任务。如图虚线为大气层边界，返回器从a点关闭发动机无动力滑入大气层，然后从c点“跳”出，再从e点“跃”入，实现多次减速，可避免损坏返回器。d点为轨迹的最高点，离地心的距离为r，返回器在d点时的速度大小为v，地球质量为M，万有引力常量为G，则返回器（）A在a、c点速度大小相等B轨迹cde是圆的一部分C在d点时的速度大小D在d点时加速度大于地球表面的重力加速度g【答案】C5如图所示，真空中竖直固定一表面粗糙的
18、金属板，其正前方固定一个带正电的点电荷Q，OQ垂直于金属板，已知OM=ON。一表面绝缘带正电的小滑块（可视为试探电荷且不影响原电场）从金属板上端的M点由静止释放，运动到N点的过程中，下列说法不正确的是（）A小滑块在M、N点的加速度相同B小滑块的电势能不变C小滑块在OM段和ON段摩擦力做的功一定相等D小滑块的速度一定一直增大【答案】D6“双星系统”由相距较近的恒星组成，每个恒星的半径远小于两个恒星之间的距离，而且双星系统一般远离其他天体，它们在相互间的万有引力作用下，绕某一点做匀速圆周运动，如图所示为某一双星系统，A星球的质量为m1，B星球的质量为m2，它们中心之间的距离为L，引力常量为G，则下
19、列说法正确的是（）AA星球的轨道半径为B双星运行的周期为CB星球的轨道半径为D若近似认为B星球绕A星球中心做圆周运动，则B星球的运行周期为【答案】B7如图所示，A是带正电的球，B为不带电的导体，A、B均放在绝缘支架上，M、N是导体B中的两点，以无限远处为电势零点，当导体B达到静电平衡后，说法正确的是（）AM、N两点电场强度大小的关系为EM ENBM端感应出负电荷，N端感应出正电荷，所以M、N两点电势高低的关系为C若用导线将M、N两端连起来，将发生电荷中和现象D感应电荷在M、N两点产生的电场强度为【答案】D8如图所示质量为M的小车静止在光滑的水平面上，小车段是半径为R的四分之一光滑圆弧轨道，段是
20、长为L的水平粗糙轨道，两段轨道相切于B点。一质量为m的滑块在小车上从A点静止开始沿轨道滑下，然后滑入轨道，最后恰好停在C点。已知小车质量，滑块与轨道间的动摩擦因数为，重力加速度为g。则下列说法正确的是（）A滑块从A滑到C的过程中滑块和小车系统的动量一直都是守恒的B滑块滑到B点时的速度为C滑块从A滑到C的过程中相对于地面的水平位移等于D水平轨道的长度L一定大于圆弧半径R【答案】D9某静电场在x轴上的场强E随x的变化关系如图所示，x轴正方向为场强正方向，一个带负电的点电荷只在电场力的作用下以一定初速度沿x轴正方向运动，x1、x2、x3、x4四点间隔相等，则（）A点电荷在x2和x4处电势能相等B点电
21、荷由x1运动到x3的过程中电场力做负功Cx1、x2两点之间的电势差小于x3、x4两点之间的电势差D点电荷由x1运动到x4的过程中电场力先增大后减小【答案】BCD10如图，滑块A（可视为质点）的质量kg，与水平面间的动摩擦因数，用细线悬挂的小球质量均为kg，沿轴排列，A与第1个小球及相邻两小球间距离均为m，线长分别为、（图中只画出三个小球）。开始时，A以m/s沿轴正向运动，设A与小球碰撞不损失机械能，碰后小球均恰能在竖直平面内做完整的圆周运动并再次与滑块正碰，则（）A滑块每次与小球碰撞，碰撞前后速度互换B滑块只能与13个小球碰撞C滑块只能与12个小球碰撞D第10个小球悬线长0.4m【答案】ACD
22、11如图所示，在竖直平面内有水平向左的匀强电场，在匀强电场中有一根长为L的绝缘细线，细线一端固定在O点，另一端系一质量为m的带电小球。小球静止时细线与竖直方向成角。现让小球获得初速度且恰能绕O点在竖直平面内沿逆时针方向做圆周运动，重力加速度为g。下列说法正确的是（）A匀强电场的电场强度EB小球动能的最小值为Ekmin，动能最大值为EkmaxC小球运动至圆周轨迹的最低点时机械能最小D小球从初位置开始在竖直平面内运动一周的过程中，其电势能先减小后增大再减小【答案】ABD12如图所示，传送带的水平部分ab长度为2m，倾斜部分bc长度为4m，bc与水平方向的夹角为37。传送带沿图示顺时针方向匀速率运动
23、，速率为2m/s。现将质量为m=1kg小煤块A从静止轻放到a处，它将被传送到c点，已知小煤块与传送带间的动摩擦因数为，且此过程中煤块不会脱离传送带，g=10m/s2，下列说法正确的是（）A小煤块从a点运动到b点的过程中，电动机多消耗的电能为4JB小煤块从a点运动到c点所用的时间为2.2sC从a点运动到c点的过程，小煤块和皮带间因摩擦而产生的热量为6JD从a点运动到c点的过程，小煤块在传送带上留下的痕迹长度为2.8m【答案】AC第卷（共50分）二、实验题：本题共2小题,每个空2分，共14分.13为了验证小球在竖直平面内摆动过程的机械能是否守恒，利用如图（a）装置，不可伸长的轻绳一端系住一小球，另
24、一端连接力传感器，小球质量为m，球心到悬挂点的距离为L，小球释放的位置到最低点的高度差为h，实验记录轻绳拉力大小随时间的变化如图（b），其中Fm是实验中测得的最大拉力值，重力加速度为g，请回答以下问题：（1）小球第一次运动至最低点的过程，重力势能的减少量Ep=_，动能的增加量Ek=_。（均用题中所给字母表示）（2）观察图（b）中拉力峰值随时间变化规律，试分析造成这一结果的主要原因： 。【答案】（1）mgh （2）有空气阻力（做负功） 14如图所示为“验证碰撞中的动量守恒”实验装置示意图。已知小球1和小球2的质量分别为，小球的半径为均为r。（1）实验中应满足的条件有_A轨道末端水平 B轨道表面必
25、须光滑C两小球质量关系必须满足m1m2 （2）继续实验步骤如下，其步骤中有错误的或者不完善的有_A在地面上依次铺白纸和复写纸B确定重锤对应点OC不放球2，让球1从斜槽某一位置无初速度滑下，确定它的落地点位置D把2球放在立柱上，让球1从斜槽无初速度滑下，与球2正碰后，确定球1和球2落地点位置和E用刻度尺量出、的长度F看与是否相等，以验证动量守恒。（3）碰撞恢复系数的定义为，其中v10和v20分别是碰撞前两小球的速度，v1和v2分别是碰撞后两小球的速度，该实验小球碰撞恢复系数的表达式为e =_（用题目中字母表达），若测得e =_，可以判定小球的碰撞为弹性碰撞。【答案】（1）AC （2） DF （3
26、） ； 1 三、解答题：本题共4小题,共36分. 其中15小题6分，16小题8分，17小题10分，18小题12分.15（6分）如图所示，两个平行金属板AB中间为一匀强电场，AB相距10cm，CD为电场中的两点，CD=8cm，CD连线和电场方向成60角，C点到A板的距离为2cm。，已知质子从A板移到B板，电场力作功为 4.010-17J。已知质子的带电量为一个元电荷的电量e=1.610-19C求：（1）匀强电场的电场强度；（2）CD两点间的电势差。（3）若将B板接地，则C点的电势为多大？及质子在C点的电势能？【答案】（1）2500V/m；（2）100V；（3）200V； 3.210-17J；（1
27、）（2分）质子从A板到B板电场力做正功，于是电势A高B 低。W=EedAB 则电场强度E=2500V/m（2）（2分）CD两点间的电势差（3）（2分）因为因为 =0V，则 =200V所以=3.210-17J 16（8分）如图，足够长的光滑斜面倾角，两相同小物块A、B质量均为m，用劲度系数为k的轻质弹簧连接。C为固定在斜面上的挡板，A通过一根轻绳跨过光滑定滑轮与质量同样为m的物块D相连。用手托住D，使轻绳伸直但没有弹力。现将D由静止释放，已知运动中D始终未落地，不考虑空气阻力，求：（1）从释放D到B离开C时，A发生的位移；（2）B离开C时，D的速率。【答案】（1）；（2）【详解】（1）（4分）释
28、放D前，对A:物块B离开挡板C时，对物块B: 联立解得（2）（4分）由于故释放D时与B离开挡板C时弹簧的弹性势能相等，物块B离开挡板C时A、D的速度相同设为v，由机械能守恒 解得17（10分）某游乐场游戏装置示意图如图甲所示，水平平台上固定一竖直光滑曲面，曲面下端A切线水平，并与半径为的竖直光滑圆轨道平滑连接，质量为的物块P从光滑曲面上离平台高度为h处静止释放，先通过圆轨道后再进入平台，与质量为M=4kg的物块Q发生弹性碰撞，已知物块Q所在位置左侧平台部分长度为，这段平台与物块Q之间的动摩擦因数满足（x为物块所在平台上的位置到Q点的距离），Q右侧平台光滑。圆轨道的最高点B处有一力传感器，可以测
29、出物块经过B点时对轨道的压力F，取不同的高度h得到相应的压力F，作出F-h关系图，如图乙所示。g=10m/s2, 不计空气阻力。（1）求图乙中a，b的值；（2）若物块Q恰好到达C处，求的值；x17【答案】（1）；b=20（2）；【详解】（1）（4分）设物块P在B点的速率为，从释放点到B点过程中物块P在B点根据牛顿第二定律可知联立得 即 b=20（2）（6分）Q从碰后运动到C点，由动能定理可知： 代入数据可知物块P、Q发生弹性碰撞，； 代入数据可知 又可得：18（12分）如图（a），长度L=0.8m的光滑杆左端固定一带正电的点电荷A，其电荷量Q=；一质量m=0.02kg，带电量为q的小球B套在杆
30、上将杆沿水平方向固定于某非均匀外电场中，以杆左端为原点，沿杆向右为x轴正方向建立坐标系点电荷A对小球B的作用力随B位置x的变化关系如图（b）中曲线I所示，小球B所受水平方向的合力随B位置x的变化关系如图（b）中曲线II所示，其中曲线II在0.16x0.20和x0.40范围可近似看作直线求：（静电力常量）（1）小球B所带电量q;（2）非均匀外电场在x=0.3m处沿细杆方向的电场强度大小E；（3）在合电场中，x=0.4m与x=0.6m之间的电势差U的大小（4）已知小球在x=0.2m处获得v=0.4m/s的初速度时，最远可以运动到x=0.4m若小球在x=0.16m处受到方向向右，大小为0.04N的恒力作用后，由静止开始运动，为使小球能离开细杆，恒力作用的最小距离s是多少？【答案】（1）（2）（3）800 V（4）0.065m【详解】（1）（2分）由图可知，当x=0.3m时， 因此（2）（2分）设在x=0.3m处点电荷与小球间作用力为F2，F合=F2+qE因此，方向水平向左（3）（3分）根据图像可知在x=0.4m与x=0.6m之间合力做功大小W合=0.0040.2 J=810-4J 由qU=W合 可得（4）（5分）由图小球从x=0.16m到x=0.2m处电场力做功小球从到处电场力做功=由图小球从到处电场力做功=0.0040.4 J=由动能定理+=0 解得=
