1、- 1 -山西大学附中 20182019 学年高二第一学期 10 月（总第二次）模块诊断物理试题一、单项选择题 (本题共 8 题，每题只有一项与题意符合，每题 4 分，共 32 分）1.关于静电场的电场强度和电势，下列说法不正确的是A. 电场强度的方向处处与等电势面垂直B. 电场强度为零的地方，电势也为零C. 随着电场强度的大小逐渐减小，电势可能升高D. 任一点的电场强度总是指向该点电势降落最快的方向【答案】B【解析】【详解】电场线与等势面垂直，而电场强度的方向为电场线的方向，所以电场强度的方向与等势面垂直，故 A 正确；电场强度与电势没有直接关系，电场强度为零时，电势不一定为零；电势为零，电
2、场强度不一定为零，故 B 错误；电场强度的大小逐渐减小时，电势不一定逐渐降低，也不一定升高，故 C 正确；顺着电场线方向电势降低，电场强度的方向是电势降低最快的方向，故 D 正确。此题选择不正确的选项，故选 B。2.如图所示，图甲中 AB 是点电荷电场中的一条电场线，图乙是放在电场线上 a、b 处的正试探电荷所受电场力大小与其电荷量间的函数图线，由此可以判定A. 其它电场线可能与 AB 等距且平行B. 若场源是正点电荷，位置可能在 A 侧C. 若场源是正点电荷，位置可能在 B 侧D. 若场源是负点电荷，位置可能在 B 侧【答案】B【解析】- 2 -【详解】F-q 图象的斜率表示电场强度大小，图
3、线 a 的斜率大于 b 的斜率，说明 a 处场强大于 b 处的场强，则不可能是匀强电场；若电场是由点电荷产生的，说明 a 距离场源较近，无论场源是正电荷还是负电荷，都应位于 A 点。故 B 正确，ACD 错误。故选 B。3.中子内有一个电荷量为 e 的上夸克和两个电荷量为 e 的下夸克，一个简单模型是三个夸克都在半径为 r 的同一个圆周上，如图所示下面四幅图中，能够正确表示出各夸克所受静电力作用的是( )A. B. C. D. 【答案】B【解析】三个夸克都在半径为 r 的同一圆周，形成了等边三角形，电荷量为 的下夸克受到另一个电荷量为 的下夸克的库仑斥力 F1和电荷量为 的上夸克库仑引力 F2
4、。根据库仑定律得：F1= F2，根据力的合成得 F1和 F2的合力方向竖直向上，据对称性另一个下夸克受静电作用力的方向也是竖直向上。故 ACD 错误，B 正确。故选 B。4.如图所示， a、 b、 c 为电场中同一条电场线上的三点，其中 c 为 ab 的中点已 知 a、 b两点的电势分别为 a=3V， b=9V，则下列叙述正确的是( )A. 该电场在 c 点处的电势一定为 6 V- 3 -B. 负电荷从 a 点运动到 b 点的过程中电势能一定增大C. 正电荷只受电场力作用从 a 点运动到 b 点的过程中动能一定增大D. a 点处的场强 可能小于 b 点处的场强【答案】D【解析】【详解】若该电场
5、是匀强电场，则在 c 点处的电势为 c= =6V，若该电场不是匀强电场，则在 c 点处的电势为 c6V故 A 错误。根据负电荷在电势高处电势能小，可知负电荷从a 点运动到 b 点的过程中电势能一定减小，选项 B 错误；正电荷只受电场力作用从 a 点运动到 b 点的过程中电势能增大，则动能一定减小，选项 C 错误； 一条电场线，无法判断电场线的疏密，就无法判断两点场强的大小，所以 a 点处的场强 Ea可能小于 b 点处的场强 Eb，故D 正确。故选 D。【点睛】电场线的疏密可表示电场强度的相对大小，但一条电场线，无法判断电场线的疏密，就无法判断两点场强的大小但可根据电势的高低判断电势能的大小.5
6、.如图所示质量相等的 A、B 两个球，原来在光滑水平面上沿同一直线相向做匀速直线运动，A 球的速度是 6m/s，B 球的速度是-2m/s，不久 A、B 两球发生了对心碰撞。对于该碰撞之后的 A、B 两球的速度可能值，某实验小组的同学们做了很多种猜测，下面的哪一种猜测结果一定无法实现的是 （ ）A. ， B. ，C. ， D. ，【答案】C【解析】试题分析: 设每个球的质量均为 ，碰前系统总动量 ，碰前的总机械能为，碰撞过程满足动量守恒且总的机械能不会增加，A 选项碰后总动量，总机械能 ，动量守恒，机械能守恒，故 A 可能实现。B 选项碰后总动量- 4 -，总机械能 ，动量守恒，机械能减小，故
7、B 可能实现。C 选项碰后总动量，总机械能 ，动量守恒，机械能增加，违反能量守恒定律，故 C 不可能实现。D 选项碰后总动量 ，总机械能 ，动量守恒，机械能减小，故 D 可能实现。故选C考点：本题考查了动量守恒定律、能量守恒定律。6.质量为 m 的人站在质量为 M、长为 6 米的静止小船的右端，小船的左端靠在岸边（如图所示） ，当他向左走到船的左端时，船左端离岸的距离是 1.2 米，则（ ）A. M=2m B. M=3m C. M=4m D. M=5m【答案】C【解析】【详解】设人走动时船的速度大小为 v，人的速度大小为 v，人从船尾走到船头所用时间为 t。取船的速度为正方向。则 ， v ，规
8、定向右为正方向，根据动量守恒得，即 Ml2=m（l-l 2） ，l=6m，l 2=1.2m，则 M=4m，故 C 正确，ABD 错误。故选 C。【点睛】人船模型是典型的动量守恒模型，体会理论知识在实际生活中的应用，关键要注意动量的方向7.如图所示，质量为 m 的小球 A 静止于光滑水平面上，在 A 球与墙之间用轻弹簧连接，现用质量为 3m 的小球 B 以水平速度与 A 相碰后粘在一起压缩弹簧，不计空气阻力，若弹簧被压缩过程中的最大弹性势能为 EP，从球 A 被碰后开始到弹簧压缩到最短的过程中墙对弹簧做的功为 W，冲量大小为 I，则下列表达式中正确的是（ ）A. B. C. D. - 5 -【答
9、案】A【解析】【详解】A、B 碰撞过程，取向左为正方向，由动量守恒定律得 3mv0=(3m+m)v；解得v=0.75v0；碰撞后，AB 一起压缩弹簧，当 AB 的速度减至零时弹簧的弹性势能最大，由能量守恒定律得：最大弹性势能 E= 4mv2；联立解得 E= ；从球 A 被碰后开始到弹簧压缩到最短的过程中，对 AB 及弹簧整体，由动量定理得 I=4mv=3mv0，选项 D 错误；墙对弹簧的弹力位移为零，则墙对弹簧做功为零；选项 A 正确，BCD 错误； 故选 A。【点睛】分析清楚物体的运动过程、正确选择研究对象是正确解题的关键，应用动量守恒定律、机械能守恒定律即可正确解题。在运用动量定理和动量守
10、恒定律时都要选择正方向，用符号表示速度的方向8.如图所示，倾角 = 30的光滑斜面固定在水平地面上，斜面长度为 60m。质量为 3kg的滑块 A 由斜面底端以初速度 v0 = 15 m/s 沿斜面向上运动，与此同时，一质量为 2kg 的物块 B 从静止由斜面顶端沿斜面向下运动，物块 A、 B 在斜而上某处发生碰撞，碰后 A、 B 粘在一起。已知重力加速度大小为 g =10 m/s2。则A. A、 B 运动 2 s 后相遇B. A、 B 相遇的位置距离斜面底端为 225 mC. A、 B 碰撞后瞬间，二者速度方向沿斜而向下，且速度大小为 1m/sD. A、 B 碰撞过程损失的机械能为 135J【
11、答案】D【解析】【详解】两物体在斜面上运动的加速度大小均为 a=gsin300=5m/s2，设经过时间 t 两物体相遇，则 解得 t=4s，相遇的位置距离斜面底端为 ，选项 AB错误；相碰前两物体的速度分别为 vA=v0-at=-5m/s，方向沿斜面向下；v B=at=20m/s,取向下为正方向，由动量守恒定律可知：m AvA+ mBvB=( mA+ mB)v，解得 v=11m/s，选项 C 错误；A、B 碰撞过程损失的机械能为 ，选项 D 正确；故选D.- 6 -二、多项选择题 (本题共 5 题，每题至少有一个选项与题意符合，选出与题意相符和的选项。每题 4 分，漏选得 2 分，错选得 0
12、分，共 20 分）9.如图所示，一质量 M=3.0 kg 的长方形木板 B 放在光滑水平地面上，在其右端放一个质量m=1.0 kg 的小木块 A，同时给 A 和 B 以大小均为 4.0 m/s，方向相反的初速度，使 A 开始向左运动， B 开始向右运动， A 始终没有滑离 B 板，在小木块 A 做加速运动的时间内，木板速度大小可能是( )A. 2.1 m/s B. 2.4 m/s C. 2.8 m/s D. 3.0 m/s【答案】AB【解析】试题分析：以 A、B 组成的系统为研究对象，系统动量守恒，取水平向右方向为正方向，从A 开始运动到 A 的速度为零过程中，由动量守恒定律得： ，代入数据解
13、得： ，当从开始到 AB 速度相同的过程中，取水平向右方向为正方向，由动量守恒定律得：，代入数据解得： ，则在木块 A 正在做加速运动的时间内 B 的速度范围为：，故选项 AB 正确。考点：动量守恒定律【名师点睛】本题考查了求木块的速度，应用动量守恒定律即可正确解题，本题也可以用牛顿与运动学公式求解，运用动量守恒定律解题不需要考虑过程的细节，只要确定过程的初末状态即可，应用牛顿定律解题要分析清楚物体的整个运动过程，要体会应用动量守恒定律解题的优越性。10.如图所示， A、 B、 C、 D、 E、 F 为匀强电场中一个边长为 10cm 的正六边形的六个顶点，A、 B、 C 三点电势分别为 1V、
14、2V、3V，正六边形所在平面与电场线平行。下列说法正确的是( )- 7 -A. 通过 CD 和 AF 的直线应为电场中的两条等势线B. 匀强电场的电场强度大小为 10V/mC. 匀强电场的电场强度方向为由 C 指向 AD. 将一个电子由 E 点移到 D 点，电子的电势能将减少 1.61019 J【答案】ACD【解析】【详解】A、连接 AC， AC 中点电势为 2V，与 B 电势相等，则 EB 连线必为一条等势线，由正六边形对称性， CD EB，而匀强电场的等势面平行，则 CD 直线也是一条等势线，同理， AF的直线也为等势线；故 A 正确。B、 BA 间的电势差为 UBA=1V，又 UBA=E
15、dABcos30，得场强 ;故 B 错误。C、由几何知识得知， CA EB， EB 是等势线，则 CA 连线必为一条电场线，而且电场强度的方向由 C 指向 A故 C 正确。D、由上得知， E 的电势为 2V， D 点与 C 点的电势相等为 3V，则电子从 E 点移到 D 点，电场力做正功，而且为 WED=qUED=q（ E- D）=-1.610 -19（2-3）J=1.610 -19J，电势能将减小 1.610-19J故 D 正确。故选 ACD。【点睛】本题考查匀强电场性质的掌握，解题的关键找等势点，作出电场线，这是解决这类问题常用方法同时还要充分利用正六边形的对称性分析匀强电场中各点电势的关
16、系11.如图所示，两个正、负点电荷，在库仑力作用下，它们以两者连线上的某点 O 为圆心做匀速圆周运动，以下说法正确的是（ ）- 8 -A. 它们所需要的向心力大小相等B. 它们做圆周运动的角速度相等C. 它们的运动半径与其质量成正比D. 它们的线速度与其质量成反比【答案】ABD【解析】【详解】在它们之间的库仑引力提供各自做圆周运动的向心力，即向心力大小相等，它们的角速度相等，故 AB 正确；而库仑引力提供向心力，即 k =m1r1 2=m2r2 2，所以它们的轨道半径与它们的质量成反比，因此线速度与其质量成反比，故 C 错误，D 正确；故选 ABD。【点睛】解决问题时要把握好问题的切入点此题类
17、似于双星问题中两卫星的向心力相同，角速度相等.12.如图，一粗糙绝缘竖直平面与两个等量异种点电荷连线的中垂线重合。 A、 O、 B 为竖直平面上的三点，且 O 为等量异种点电荷连线的中点， AO=BO。现有带电荷量为 q、质量为 m 的小物块视为质点，从 A 点以初速度 v0向 B 滑动，到达 B 点时速度恰好为 0。则（ ）A. 小物块一定带负电B. 从 A 到 B，小物块加速度先增大后减小C. 从 A 到 B，小物块所受电场力做功为D. 电场中 AB 两点间电势差【答案】ABD【解析】【详解】小物块受重力、电场力和墙壁的弹力以及摩擦力作用，可知 q 带负电，从 A 到 O 的过程中，电场强
18、度越来越大，则电场力越来越大，由于物块在水平方向上平衡，可知墙壁的弹力增大，导致滑动摩擦力增大，根据 知，加速度增大，从 O 到 B，电场强度越来越- 9 -小，则电场力越来越小，由于物块在水平方向上平衡，可知墙壁的弹力减小，导致滑动摩擦力减小，根据 知，加速度减小，故 AB 正确；因 AB 是等量异种电荷连线的中垂线，可知 AB 是等势面，即 UAB=0，从 A 到 B 运动时小物块所受电场力做功为 0，选项 C 错误，D 正确；故选 ABD.【点睛】解决本题的关键知道等量异种电荷周围电场线的特点，通过电场线疏密确定电场强度的大小，知道等量异种电荷连线的垂直平分线是等势线.13.如图所示，把
19、 A、 B 两个相同的导电小球分别用绝缘细线悬挂于 OA和 OB两点，然后使A、 B 两球带同种电荷，电量分别为 QA、 QB，已知两球静止时在同一水平面上，两细线与竖直方向的夹角分别为 、 ，下列说法正确的是( ) A. 若 ，则两球的电量 QAQBB. 若 ，则两球的质量 mA 时，滑块 A 可以滑过斜面顶端。考点：15.如图所示，一个质量为 1.010-4kg 的带电小球，穿过一根光滑的绝缘杆（绝缘杆固定在电场中） ，置于场强为 2.0102N/C 的水平向右的匀强电场中，杆与水平面夹角为 53，小球刚好匀速下滑，问：- 11 -(1)小球带何种电荷？(2)电荷量为多少？【答案】(1)
20、小球带负电 (2) 【解析】【详解】 （1）小球匀速下滑，根据平衡条件，对小球受力分析如图所示，可知电场力水平向左，与电场方向相反，小球带负电.（2）由平衡条件可知：qE=mgtan53 0解得小球的电荷量 q=6.6710-6C16.如图所示，一根长 L=15m 的光滑绝缘细直杆 MN，竖直固定在场强为 E=1010 5N/C、与水平方向成 =30角的倾斜向上的匀强电场中。杆的下端 M 固定一个带电小球 A，电荷量 Q+4510 -6C；另一带电小球 B 穿在杆上可自由滑动，电荷量 q+1010 -6C，质量m=1010 -2kg。现将小球 B 从杆的上端 N 静止释放，小球 B 开始运动。
21、 （静电力常量k=9010 9Nm2/C2，取 g=10m/s2）（1）小球 B 开始运动时的加速度为多大？（2）小球 B 的速度最大时，距 M 端的高度 h1为多大？（3）小球 B 从 N 端运动到距 M 端的高度 h2=061m 时，速度为 v=10m/s，求此过程中小球B 的电势能改变了多少？- 12 -【答案】 （1）3.2 m/s 2 ；（2）0.9 m；（3）8.410 2 J【解析】试题分析：（1）开始运动时小球 B 受重力、库仑力、杆的弹力和电场力，沿杆方向运动，由牛顿第二定律得 解得 代入数据解得 a=32m/s 2 （2）小球 B 速度最大时合力为零，即解得 代入数据解得
22、（3）小球 B 从开始运动到速度为 v 的过程中，设重力做功为 W1，电场力做功为 W2，库仑力做功为 W3，根据动能定理有W1+W2+W3= mv2 W1=mg（L-h 2） W2=-qE（L-h 2）sin 解得 设小球 B 的电势能改变了 ，则=-（W 2+W3） 考点：带电粒子在电场中的运动- 13 -【名师点睛】此题是带电粒子在电场中的运动问题；解题时能够正确对小球 B 进行受力分析和运动分析，知道电场力做功量度电势能的变化，常用动能定理求解变力功。视频17.如图所示，离地面高 545m 的 O 处用不可伸长的细线挂一质量为 04kg 的爆竹(火药质量忽略不计)，线长 045m把爆竹
23、拉起使细线水平，点燃导火线后将爆竹无初速度释放，爆竹刚好到达最低点 B 时炸成质量相等的两块，一块朝相反方向水平抛出，落到地面 A 处，抛出的水平距离为 x=5m另一块仍系在细线上继续做圆周运动通过最高点 C空气阻力忽略不计，取 g=10ms 2求：(1)爆炸瞬间反向抛出那一块的水平速度 v1(2)继续做圆周运动的那一块通过最高点时细线的拉力 T【答案】(1) 5ms (2) 4378N【解析】【详解】 （1）设爆竹总质量为 2m，刚好到达 B 时的速度为 v，爆炸后抛出那一块的水平速度为 v1，做圆周运动的那一块初速度为 v2；平抛运动的那一块：H= gt2 x=v1t 由及得：v 1=5ms （2）D 到 B 机械能守恒： 爆竹爆炸，动量守恒： - 14 -由及 L=0.45m 得：v 2=11ms设向上做圆周运动的那一块通过最高点时速度为 vC，由机械能守恒可得：设最高点时线的拉力为 T，由牛顿运动定律得： 由得：T=43.78N【点睛】本题是动量和能量综合的问题，运用机械能守恒定律以及动量守恒定律解题，关键是要确定研究的过程，判断在研究的过程中机械能是否守恒.
