2023-2024学年北京一六六中高三（上）期中物理试题和答案

高中PAGE1试题2023北京一六六中高三（上）期中物理（考试时长：90分钟）班级：___________姓名：___________考查目标知识：牛顿运动定律、曲线运动、万有引力定律、机械能、动量及动量守恒定律、电场、磁场能力：科学思维、科学探究、推理论证、分析综合一、单选题1.某带电粒子仅在电场力作用下由a点运动到b点，电场线及运动轨迹如图所示。由此可以判定粒子在a、b两点（）A.在a点的加速度较小 B.在b点电势能较大C.在b点的速率较大 D.在b点所受电场力较大2.打高尔夫球可以简化为如图所示过程。某人从高出水平地面h的坡上水平击出一个质量为m的球，仅考虑空气对球水平方向的作用，球将竖直地落入距击球点水平距离为L的A洞。已知重力加速度大小为g，则下列选项正确的是（）A.球被击出后做平抛运动B.球从被击出到落入A洞所用的时间为C.球被击出时的初速度大小为D.球被击出后受到的水平作用力大小为3.滑雪运动员沿斜坡滑道下滑了一段距离，重力对他做功1000J，他克服阻力做功100J。此过程关于运动员的说法，下列选项正确的是（）A.重力势能减少了900J B.动能增加了1100JC.机械能增加了1000J D.机械能减少了100J4.如图所示，虚线框内存在匀强磁场，磁场方向垂直纸面向里。a、b、c是三个质量和电荷量都相等的带电粒子，它们从PQ边上的中点沿垂直于磁场的方向射入磁场，图中画出了它们在磁场中的运动轨迹。若不计粒子所受重力，则（）A.粒子a带负电，粒子b、c带正电 B.粒子c在磁场中运动的时间最长C.粒子c在磁场中的加速度最大 D.粒子c在磁场中的动量最大5.2020年7月23日，我国首个独立火星探测器“天问一号”搭乘长征五号遥四运载火箭，从文昌航天发射场成功升空。已知火星的直径约为地球的，质量约为地球的，下列说法正确的是（）A.火星表面的重力加速度小于9.8m/s²B.探测器在火星表面所受重力等于在地球表面所受重力C.探测器在火星表面附近的环绕速度等于7.9km/sD.火星的第一宇宙速度大于地球的第一宇宙速度6.如图所示，质量相等的A、B两个物体，沿着倾角分别为α和β的两个光滑固定斜面（α<β），由静止开始从同一高度h2处下滑到同样的另一高度h1处．在此过程中，关于A、B两个物体，相同的物理量是A.下滑所用的时间B.重力的平均功率C.所受合力的冲量大小D.所受支持力的冲量大小7.用一条长为1m的绝缘轻绳，悬挂一个质量为4.0×10－4kg、电荷量为2.0×10－8C的小球，细线的上端固定于O点。如图所示，现加一水平向右的匀强电场，平衡时绝缘绳与竖直方向的夹角为37°，取重力加速度g=10m/s2，sin37°=0.6，cos37°=0.8。下列说法正确的是（）A.匀强电场的场强为1.5×106N/CB.平衡时细线的拉力为5.0×10－2NC.若撤去电场，小球回到最低点时绳上的拉力为5.6×10－3ND.若剪断细绳，小球将做加速度为12m/s2的匀加速直线运动8.在一个圆形区域内有垂直于圆平面向里的匀强磁场，现有两个质量相等、所带电荷量大小也相等的带电粒子a和b，先后以不同的速率从圆边缘的A点对准圆形区域的圆心O射入圆形磁场区域，它们穿过磁场区域的运动轨迹如图所示。粒子之间的相互作用力及所受重力和空气阻力均可忽略不计，下列说法中正确的是（）A.a粒子带正电，b粒子带负电 B.a粒子在磁场中所受洛伦兹力较大C.b粒子动能较大 D.b粒子在磁场中运动的时间较长9.如图所示，小物块A通过一不可伸长的轻绳悬挂在天花板下，初始时静止。从发射器（图中未画出）射出的小物块B沿水平方向与A相撞，碰撞前B的速度大小为v，碰撞后二者粘在一起，并摆起一个较小角度。已知A和B的质量分别为和，重力加速度大小为g，碰撞时间极短且忽略空气阻力。下列选项正确的是（）A.B与A碰撞过程满足动量守恒、机械能守恒B.B与A碰撞前后轻绳的拉力大小不变C.碰撞后AB一起上升的最大高度与轻绳的长度有关D.碰撞后AB一起上升的最大高度为10.电磁流量计广泛应用于测量可导电流体（如污水）在管中的流量Q（在单位时间内通过管内横截面的流体的体积）为了简化，假设流量计是如图所示的横截面为圆形的一段管道，已知管的直径为d，流量计的上下a、b两侧是金属材料，其余部分是绝缘材料，现于流量计所在处加磁感强度为B的匀强磁场，磁场方向如图所示，当导电流体稳定地流经流量计时，测得a、b两点间的电动势为E，则可求得流量Q为（）A. B. C. D.11.图中虚线a、b、c、d代表匀强电场内间距相等的一组等势面，已知平面a上的电势为4V，一电子经过a时的动能为8eV，从a到c的过程中克服电场力所做的功为4eV，下列说法中正确的是（）A.平面c上的电势为零B.该电子一定能够到达平面dC.该电子经过平面a时，其电势能为8eVD.该电子经过平面a时的速率是经过c时的2倍12.如图（甲）所示，质量不计的弹簧竖直固定在水平面上，t=0时刻，将一金属小球从弹簧正上方某一高度处由静止释放，小球落到弹簧上压缩弹簧到最低点，然后又被弹起离开弹簧，上升到一定高度后再下落，如此反复．通过安装在弹簧下端的压力传感器，测出这一过程弹簧弹力F随时间t变化的图像如图（乙）所示，则A.时刻小球动能最大B.时刻小球动能最大C.~这段时间内，小球的动能先增加后减少D.~这段时间内，小球增加的动能等于弹簧减少的弹性势能13.如图所示，空间中存在匀强电场和匀强磁场，电场和磁场的方向水平且互相垂直．一带电微粒沿直线由a向b运动，在此过程中A.微粒做匀加速直线运动B.微粒的动量减小C.微粒的电势能增加D.微粒的机械能增加14.静电场方向平行于x轴，将一电荷量为-q的带电粒子在x=d处由静止释放，粒子只在电场力作用下沿x轴运动，其电势能Ep随x的变化关系如图所示。若规定x轴正方向为电场强度E、加速度a的正方向，四幅示意图分别表示电势φ随x的分布、场强E随x的分布、粒子的加速度a随x变化的关系和粒子的动能Ek随x变化的关系，其中正确的是（）A. B.C. D.二、填空题15.（1）如图甲所示，鸟儿像标枪一样一头扎入水中捕鱼，设小鸟的俯冲是自由落体运动，入水中后继续沿竖直方向做匀减速直线运动，其v-t图像如图乙所示，设整个过程运动时间是自由落体运动时间的倍，已知最大速度为18m/s，则整个过程下落的高度为___________m，小鸟在水中运动的平均阻力为其重力的___________倍。（g=10m/s2）（2）如图所示，在光滑绝缘的水平面上放置两个带电小球A和B（均可视为质点），已知A球的质量为m，B球的质量为3m，使两球分别带上同种电荷，相距L。现将两小球同时由静止释放，当A球的加速度大小变为释放瞬间的时，整个系统的电势能改变量为24J，则在这一过程中，A球运动的距离为___________，B球获得的动能为___________。16.如图甲所示，劲度系数为k的轻弹簧竖直放置，下端固定在水平地面上，一质量为m的小球，从离弹簧上端高h处自由下落，接触弹簧后继续向下运动。以小球开始下落的位置为原点，沿竖直向下建立一坐标轴Ox，小球的速度v随时间t变化的图像如图乙所示。其中OA段为直线，AB段是与OA相切于A点的曲线，BC是平滑的曲线，弹簧弹力大小，为弹簧的形变量。则B点对应的x坐标为___________（g已知），小球从B到C的过程重力做的功___________小球下落过程中的最大动能。（填选项前的字母）A．大于B．等于C．小于D．可能大于、等于或小于三、计算题17.如图所示，在真空室中有两个水平的金属板，板间的距离为h。有一质量为m的小油滴，带电量为q，自上极板的下表面处由静止开始自由下落，当它运动到两极板间距离的中点时，给两极板加电压U，使电荷受到向上的力。当电压等于多大，才能使小油滴在刚好接近下极板时，开始向上运动。18.如图所示，物块质量，以速度水平滑上一静止的平板车上，平板车质量，物块与平板车之间的动摩擦因数，其他摩擦不计（），求：（1）物块相对平板车静止时，物块的速度；（2）物块在平板车上相对滑行的时间；（3）要使物块在平板车上不滑下，平板车至少多长？19.有如图所示装置放在光滑水平面上，轨道ABCD的质量M=0.4kg，其中AB段是半径R=0.4m的光滑圆弧，在B点与水平轨道BD相切，水平轨道的BC段粗糙，动摩擦因数，长L=3.5m，C点右侧的轨道光滑，轨道的右端连接一轻质弹簧。现有一质量m=0.1kg的小物体在A点正上方高为H=3.6m处由静止自由落下，恰沿A点切线方向滑入圆弧轨道，重力加速度。求：（1）如果ABCD被锁定，小物体到达B点对ABCD的压力为多大？（2）解除ABCD的锁定，轨道在水平面上运动的最大速率；（3）解除ABCD的锁定，弹簧的最大弹性势能。20.如图所示，在的空间中存在沿y轴负方向的匀强电场，在的空间中存在方向垂直xOy平面（纸面）向外的匀强磁场，一带电荷量为q、质量为m的带正电的粒子，自y轴上的（0，d）点以速率沿x轴正方向射入电场：然后经过x轴上的（2d，0）点进入磁场，经磁场偏转后，从坐标原点O返回第一象限，不计粒子重力。求：（1）电场强度的大小E；（2）磁感应强度的大小B；（3）粒子从点运动到坐标原点O所经历的总时间t。

参考答案一、单选题1.【答案】B【详解】AD．由电场线的疏密表示场强的大小，因此a点的场强大于b点的场强，可知带电粒子在a点受的电场力较大，由牛顿第二定律可知，带电粒子在a点的加速度较大，AD错误；B．带电粒子仅在电场力作用下，由带电粒子的运动轨迹可知，粒子受电场力方向指向运动轨迹的凹侧，即指向左侧，可知粒子带负电，由沿电场线方向电势降低，可知a点的电势高于b点的电势，带负电粒子在电势较高的地方电势能较小，在电势较低的地方电势能较大，因此在b点电势能较大，B正确；C．带电粒子受的电场力方向向左，运动方向由a点到b点，电场力做负功，由动能定理可知，粒子的速率减小，因此在b点的速率较小，C错误。故选B。2.【答案】B【详解】A．球水平方向受到空气阻力，不是平抛运动，A错误；B．球在竖直方向做自由落体运动解得C．球在水平方向做匀减速运动解得C错误；D．水平方向做匀减速直线运动，末速度为零，因此有联立解得D错误。故选B。3.【答案】D【详解】A．重力对他做功1000J，重力势能减少1000J，A错误；B．由动能定理得B错误；CD．机械能减少量等于克服阻力的功100J，C错误，D正确。故选D。4.【答案】B【详解】A．根据左手定则可知，粒子a带正电，粒子b、c带负电，故A错误；B．带电粒子在磁场中做匀速圆周运动，洛伦兹力提供向心力，根据牛顿第二定律有且解得三个带电粒子的质量和电荷量都相等，故三个粒子在同一磁场中运动的周期相等，粒子c的轨迹对应的圆心角最大，所以粒子c在磁场中运动的时间最长，故B正确；C．根据牛顿第二定律有解得粒子c的轨迹半径最小，速度最小，所以粒子c的加速度最小，故C错误；D．根据可知，粒子c的动量最小，故D错误。故选B5.【答案】A【详解】AB．星球表面重力等于万有引力因此星球重力加速度代入数据解得火星重力加速度所以，火星表面的重力加速度小于9.8m/s2，探测器在火星表面所受重力小于在地球表面所受重力，故A正确，B错误；CD．探测器在火星表面附近的环绕速度就是第一宇宙速度，探测器在火星表面附近做圆周运动的向心力由万有引力提供，由向心力公式得解得代入数据解得，火星第一宇宙速度（探测器在火星表面附近的环绕速度）为故CD错误。故选A。6.【答案】C【详解】A、物体下滑过程中，下滑高度h=h2-h1相等，由机械能守恒定律得：，物体到达斜面底端时速度，由牛顿第二定律得mgsinθ=ma，解得加速度a=gsinθ，物体沿斜面下滑的时间：，由于倾角α和β不同，物体下滑的时间t不同，故A错误．B、物体下滑过程中，物体初末位置相同，重力做功：W=mgh相等，由于运动时间t不同，重力的平均功率：不同，故B错误．C、由于物体下滑高度相同，由A可知，到达高度h1处时两物体的速度大小相等，由于两物体质量相等，则其动量大小：mv相等，由动量定理可知，合力的冲量等于动量的变化量，由于动量变化量大小相等，则合力冲量大小相等，故C正确．D、斜面倾角不同，物体所受支持力大小不同，物体下滑的时间t不同，物体所受支持力冲量大小不一定相等，故D错误．故选C．【点睛】利用动量定理求冲量、由动能定理求功是常用的方法．要注意功、动能是标量，冲量、动量是矢量．7.【答案】C【详解】AB．小球在平衡位置时，由受力分析可知解得细线的拉力计算得AB错误；C．若撤去电场，小球由静止到最低点时，由动能定理可知解得最低点时由向心力公式可知，最低点时绳上的拉力为，C正确；D．若剪断细绳，小球将沿着电场力和重力的合力方向做匀加速运动，其方向与竖直方向成角，加速度大小为D错误。故选C。8.【答案】C【详解】A．由左手定则可知，a粒子带负电，b粒子带正电，故A错误。B．根据可得则洛伦兹力由几何关系知，b粒子运动半径大，可知b粒子在磁场中所受洛伦兹力较大，故B错误。C．根据b粒子运动半径大，可知b粒子动能较大，故C正确。D．由于则故两粒子的周期相同，但b粒子在磁场中运动所对应圆弧的圆心角较小，则根据可知，b粒子在磁场中运动的时间较短，故D错误。故选C。9.【答案】D【详解】A．由于碰撞时间极短，故碰撞过程中内力远远大于外力，所以B与A碰撞过程满足动量守恒。碰撞后二者粘在一起，发生非弹性碰撞，机械能有损失，故A错误；B．设碰撞后瞬间AB的共同速度为v′。取水平向右为正方向，由动量守恒定律得解得碰撞前，对A有碰撞后，对AB整体，有解得则B与A碰撞前后轻绳的拉力大小发生了改变，故B错误；CD．碰撞后AB一起上升的过程，根据机械能守恒得结合解得与绳长L无关，故C错误，D正确。故选D。10.【答案】D【分析】【详解】当导电流体稳定地流经流量计时，此时根据离子受力平衡有又联立求得则流量Q为故选D。11.【答案】A【分析】根据只有电场力做功，动能与电势能之和不变，当电场力做负功时，动能转化为电势能，在电势为零处，电势能为零，从而即可一一求解．【详解】A、虚线a、b、c、d代表匀强电场内间距相等的一组等势面，电子经过a时的动能为8eV，从a到c的过程中克服电场力所做的功为4eV，则电势能增加4eV，因此ac等势面之间的电势差为4V，由于电子的电势能增加，所以等势面从a到c电势是降低的，因为a上的电势为4V，故c上的电势为零，A正确；B、由A可知，相邻等差等势面电势差为2V．若电子经过a时速度方向与平面a垂直，则电子从a到d克服电场力做功需要6eV<8eV，电子可能到达平面d；但如果电子经过a时速度方向与平面a不垂直，电子将会在电场中做抛体运动，则可能不会到达平面d，B错误；C、因为电子到达c时，动能剩余4eV，电势能，故电子的总能量为4eV，根据能量守恒定律，电子经过平面a时，动能为4eV，故电势能为，故C错误；D、电子经过平面a的动能是经过b动能的2倍，故它在平面a时的速率是经过c时的倍，D错误．故选A．【点睛】考查电场力做功与电势能变化的关系，掌握电势能与动能之和不变，理解电势为零处的电势能为零是解题的关键．12.【答案】C【详解】小球在接触弹簧之前做自由落体．碰到弹簧后先做加速度不断减小的加速运动，当加速度为0即重力等于弹簧弹力时加速度达到最大值，而后往下做加速度不断增大的减速运动，与弹簧接触的整个下降过程，小球的动能和重力势能转化为弹簧的弹性势能．上升过程恰好与下降过程互逆．由乙图可知时刻开始接触弹簧，但在刚开始接触后的一段时间内，重力大于弹力，小球仍做加速运动，所以此刻小球的动能不是最大，A错误；时刻弹力最大，小球处在最低点，动能最小，B错误；时刻小球往上运动恰好要离开弹簧；这段时间内，小球的先加速后减速，动能先增加后减少，弹簧的弹性势能转化为小球的动能和重力势能，C正确D错误．13.【答案】D【分析】对带电粒子进行受力分析，受到竖直向下的重力，水平向左的电场力和垂直于虚线向右上的洛伦兹力，由于带电粒子做直线运动，可判断粒子合外力为零，再根据各力的做功情况，即可判断．【详解】AB、微粒受到重力、电场力和洛伦兹力作用，微粒做直线运动，其合力方向与速度方向共线，根据做直线运动的条件可知微粒的受力情况如图所示：所以微粒一定带负电；微粒一定做匀速直线运动，否则速度变化，洛伦兹力变化，微粒做曲线运动，因此微粒的动量保持不变，故AB错误；C、微粒由a沿直线运动到b的过场中，电场力做正功，电势能一定减小，故C错误；D、重力做负功，重力势能增加，而动能不变，则微粒的机械能一定增加，故D正确．故选D．【点睛】带电粒子在重力场、电场、磁场的复合场中，只要是做直线运动，一定是匀速直线运动（v与B不平行）．若速度是变的，洛伦兹力会变，合力就是变的，合力与速度不在一条直线上，带电体就会做曲线运动．14.【答案】D【详解】A．根据可知，由于粒子带负电，则φ-x图像电势的变化应与题图中Ep的变化相反，如图所示A错误；B．φ-x图像的斜率表示电场强度，沿电场方向电势逐渐降低，则知在x=0的左侧，存在向左的匀强电场，x=0右侧存在向右的匀强电场，B错误；C．根据牛顿第二定律知粒子在匀强电场中运动时加速度不变，由于粒子带负电，粒子的加速度在x=0左侧为正值，大小不变，在x=0右侧加速度为负值，且大小不变，C错误；D．因为带电粒子只受电场力作用，所以带电粒子的动能与电势能总和保持不变，即Ek-x图像应与Ep-x图像的形状上下对称，D正确。故选D。二、填空题15.【答案】①.27②.2.5③.0.75L④.6J【详解】（1）[1]由自由落体运动速度时间公式可得，小鸟自由落体运动时间由v-t图像与时间轴所围面积表示位移，可得整个过程下落的高度为[2]由v-t图像的斜率表示加速度，可知小鸟在水中运动的加速度负号表示加速度方向与初速度方向相反，由牛顿第二定律可得则有（2）[3]由题意可知，A和B两球在库仑斥力的作用下沿水平方向做加速运动，当A球的加速度变为释放瞬间的时，由库仑定律和牛顿第二定律可得释放瞬间，则有又有解得由动