陕西省西安市第一中学2022届高三物理上学期第五次模拟考试试题含解析

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A.t=0.4s;FN=40N,与上分析不一致,故A错误;
B.t=0.4s;FN=68N,与上分析不一致,故B错误;
C.t=0.8s;FN=36N,与上分析一致,故C正确;
D.t=0.8s;FN=40N,与上分析不一致,故D错误.
10.如图所示,一半径为R、粗糙程度处处相同的半圆形轨道竖直固定放置,直径POQ水平。一质量为m的质点自P点上方高度R处由静止开始下落,恰好从P点进入轨道。质点滑到轨道最低点N时,对轨道的压力为4mg,g为重力加速度的大小。用W表示质点从P点运动到N点的过程中克服摩擦力所做的功。则( )
A.A、B两点的距离为2.4m
B. 货物与传送带的动摩擦因数为0.5
C. 货物从A运动到B过程中,传送带对货物做功大小为12.8J
D. 货物从A运动到B过程中,货物与传送带摩擦产生的热量为4.8J
【答案】BD
【解析】
【详解】A.物块由A到B的间距对应图象所围梯形的“面积”为
故A错误;
B.由 图象可知,物块在传送带上先做 匀加速直线运动,加速度为
C.整个过程中只有电场力做功,故能量守恒,即动能、电势能之和是一个定值,故C错误;
D.两个粒子都做初速度为零的匀加速直线运动,则有
在t时刻粒子的速度为
则粒子的动量为
因两粒子的电荷量相等,电场强度相等,故动量也相等,故D正确;
故选D。
6.如图所示,在纸面内有一直角三角形ABC,P1为AB的中点,P2为AP1的中点,BC=2 cm,∠A= 30°.纸面内有一匀强电场,电子在A点的电势能为-5 eV,在C点的电势能为19 eV,在P2点的电势能为3 eV.下列说法正确的是
At=0.4s;FN=40NB.t=0.4s;FN=68N
C.t=0.8s;FN=36ND.t=0.8s;FN=40N
【答案】C
【解析】
【详解】足球在空中做竖直上抛运动,自由下落时有
自由下落的时间
足球本次在空中的运动时间
竖直上抛的初速度
设竖直向上为正方向,对足球由动量定理
头部给足球的作用力大小
根据牛顿第三定律,足球给头部的作用力大小也是36N.
A.b点电场强度与c点电场强度相同
B.a点电场强度与b点电场强度大小相等
C.a点电势等于d点电势
D. 将一试探电荷从a点沿直线ad移到d点的过程中,试探电荷电势能始终保持不变
【答案】C
【解析】
画出电场线如图所示:A、根据对 Nhomakorabea性可以,b点电场强度与c点电场强度大小相同,方向不同,故A错误;
B、电场线密集的地方电场强度大,从图像上可以看出a点电场强度大于b点电场强度,故B错误;
D、正电荷q在a点的电势能大于b点的电势能,则把正电荷q电荷从电势能大的a点移动到电势能小的b点,电势能减小,电场力做正功,故D错误.
3.如图所示,虚线a、b、c代表电场中三个等势面,相邻等势面间的电势差相等,实线为一带正电的质点仅在电场力作用下通过该区域时的运动轨迹,P、Q是这条轨迹上的两点,据此可知( )
所以
T=t0时刻射入的粒子打在靶上的位置与靶心O′的距离最小,设此距离为ymin。此粒子在t=t0至2t0时间内,做匀速直线运动;在t=2t0至t=3t0时间内,粒子在水平方向上仍做匀速直线运动,在竖直方向上做匀加速直线运动,竖直方向的位移为
所以在荧光屏上出现亮线的长度为
选项C正确,ABD错误。
故选C。
C、根据对称性并结合电场线的分布可知a点电势等于d点电势,故C正确;
D、由于试探电荷先靠近正电荷后远离正电荷,所以电场力在这个过程中做功,当总功为零,所以试探电荷电势能不是始终保持不变,故D错误;
故选C
点睛:电场线越密集的地方电场强度越大,并且沿电场线的方向电势在降低.
5.如图,一平行板电容器连接在直流电源上,电容器的极板水平,两带电微粒a、b所带电荷量大小相等、符号相反,使它们分别静止于电容器的上、下极板附近,与极板距离相等。现同时释放a、b,它们由静止开始运动,在随后的某时刻t,a、b经过电容器两极板间下半区域的同一水平面。a、b间的相互作用和重力可以忽略,则下列说法正确的是( )
故选B。
2.将一电荷量为+Q的小球放在不带电的金属球附近,所形成的电场线分布如图所示,金属球表面的电势处处相等,a、b为电场中的两点,则
A.a点的电势比b点低
B.a点的电场强度比b点小
C. 带负电的电荷q在a点的电势能比在b点的小
D. 带正电的电荷 从a点移到b点的过程中,电场力做负功
【答案】C
【解析】
陕西省西安市第一中学2021届高三物理上学期第五次模拟考试试题(含解析)
一、单选题:本大题共10小题,每小题4分,共40分。
1.如图所示,在边长为L的正方形的每个顶点都放置一个点电荷。a、b、c三点的电荷量均为+q,d点的电荷量为-2q,则正方形中点O的电场强度的大小和方向为( )
A. ,由O指向bB. ,由O指向d
A.A点的电势为-5 V
B.B点的电势为-19 V
C. 该电场的电场强度方向由B点指向A点
D. 该电场的电场强度大小为800 V/m
【答案】D
【解析】
【详解】A.由公式 可知,
故A错误.
B.A到P2 电势差为
故B错误.
C.A点到B点电势均匀降落,设P1与B的中点为P3,该点电势为:
P3点与C为等势点,连接两点的直线为等势线,如图虚线P3C所示.由几何关系知,P3C与AB垂直,所以AB为电场线,又因为电场线方向由电势高指向电势低,所以该电场的电场强度方向是由A点指向B点,故C错误.
A. 三个等势面中,a的电势最高
B. 带电质点通过P点时电势能较大
C. 带电质点通过P点时动能较大
D. 带电质点通过P点时加速度较小
【答案】B
【解析】
【详解】A.电荷所受电场力指向轨迹内侧,由于电荷带正电,因此电场线指向右下方,沿电场线电势降低,故c等势线的电势最高,a等势线的电势最低,A错误;
B.根据质点受力情况可知,从P到Q过程中电场力做正功,电势能降低,故P点的电势能大于Q点的电势能,B正确;
故选B。
9.江西艺人茅荣荣,他以7个半小时内连续颠球5万次成为新的吉尼斯纪录创造者,而这个世界纪录至今无人超越.若足球用头顶起,某一次上升高度为80cm,足球的重量为400g,与头顶作用时间 为0.1s,则足球本次在空中的运动时间和足球给头部的作用力大小分别为()(空气阻力不计,g=10m/s2).
货物与传送带摩擦产生的热量为
在 内由图可知相对位移为
货物与传送带摩擦产生的热量为
货物从A运动到B过程中,货物与传送带摩擦产生的热量为
故D正确
故选BD。
12.如图所示,平行板电容器与电动势为E′ 直流电源(内阻不计)连接,下极板接地,静电计所带电荷量很少,可被忽略。一带负电油滴被固定于电容器中的P点。现将平行板电容器的下极板竖直向下移动一小段距离,则( )
A.a的质量比b的大
B. 在时间t内,a和b的电势能的变化量相等
C. 在时间t内,b的动能与电势能之和减小
D. 在t时刻,a和b的动量大小相等
【答案】D
【解析】
【详解】A.两个粒子都做初速度为零的匀加速直线运动,则有
由题意知,相同时间内a的位移大于b的位移,q、E又相等,可知
ma<mb
故A错误;
B.由题可知在时间t内,a的位移大于b的位移,其电荷量相等,它们受电场力相等,所以电场力对a做的功大于对b做的功,即a的电势能变化量大于b的电势能变化量,故B错误;
【详解】A、a点所在的电场线从+Q出发到不带电的金属球终止,所以a点的电势高于金属球的电势,而b点所在处的电场线从金属球发出到无穷远,所以金属球的电势高于b点的电势,即a点的电势比b点的高,故A错误;
B、电场线的疏密表示场强的大小,由图可知a点的电场强度比b点大,故B错误;
C、电势越高的地方,负电荷具有的电势能越小,即负电荷在a点的电势能较b点小,故C正确;
C.由图可知,t3时刻弹簧的弹力等于0,则弹簧的压缩量等于0,所以弹簧的弹性势能为零,故C错误;
D.根据冲量的定义可知,F-t图象中图线所围面积在数值上t1-t3时间内弹簧的弹力对小球的冲量;而该时间内小球还受到重力的冲量。结合动量定理可知,图乙中图线所围面积在数值上不一定等于小球动量的变化量,故D错误。
所以从起点到Q点,由动能定理得
即质点到达Q点后,继续上升一段距离。
故选C。
二、多选题:本大题共4小题,每小题6分,共24分。每小题有多个选项符合要求,全对得4分,选对但不全的得2分,有选错的得零分。
11.以恒定速率运动,皮带始终是绷紧的,将m=1kg的货物放在传送带上的A处,经过1.2s到达传送带的B端。用速度传感器测得货物与传送带的速度v随时间t变化图象如图乙所示,已知重力加速度g取10m/s2,由v-t图象可知( )
对物体受力分析受摩擦力,方向向下,重力和支持力,由牛顿第二定律得
同理做 的匀加速直线运动,对物体受力分析受摩擦力,方向向上,重力和支持力,加速度为
由牛顿第二定得
联立解得
, ,
故B正确;
C.货物从A运动到B 过程中,由动能定理得
解得,传送带对货物做功为
故C错误;
D.根据功能关系,货物与传送带摩擦产生的热量等于摩擦力乘以相对位移,在 内由图可知相对位移为
C. ,由O指向cD. ,由O指向d
【答案】B
【解析】
【详解】a、c两点对称分布,电荷量相同,故在O点的电场强度相互抵消,b、d两点对称分布,但电荷量不等,在O点的电场强度不能抵消,b点在O点的电场强度为
方向由b到O;d点在O点的电场强度为
方向由O到d;则O点的电场强度大小为 ,方向由O指向d,故ACD错误,B正确。
B.t2时刻小球的加速度最大
C.t3时刻弹簧的弹性势能最大
D. 图乙中图线所围面积在数值上等于小球动量的变化量
【答案】B
【解析】
【详解】A.t1时刻小球刚与弹簧接触,弹力小于重力,小球仍然向下做加速运动,当弹簧弹力与重力平衡时速度最大,动能最大,故A错误;
B.t2时刻弹簧的压缩量最大,小球受到的弹力最大,处于最低点,合力向上;由运动的对称性可知,小球与弹簧接触后,向下做加速运动的时间小于小球做减速运动的时间,可知小球在最低点受到的弹簧大于2倍的重力,所以小球在最低点的加速度大于重力加速度,在最低点的加速度最大,故B正确;
A.kdU0t02B. C. D.
【答案】C
【解析】
【详解】t=0时刻射入的粒子打在靶上的位置与靶心O′的距离最大,设此距离为ymax,此粒子在0至t0时间内,在水平方向上做匀速直线运动,在竖直方向上做匀加速直线运动,竖直方向的位移为
此粒子在t0至2t0时间内,做匀速直线运动,竖直方向分速度为
竖直方向的位移为
8.图甲为竖直固定在水平面上的轻弹簧,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,然后又被弹簧弹起离开弹簧,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,测出此过程弹簧弹力F随时间t变化的图像如图乙所示,不计空气阻力,则( )
A.t1时刻小球的动能最大
D.P3与C为等势点,该电场的电场强度方向是由A点指向B点,所以场强为:
故D正确.
7.如图甲所示,两平行金属板a、b间距为d,在两板右侧装有荧光屏MN(绝缘),O为其中点。在两板a、b上加上如图乙所示的电压,电压最大值为U0。现有一束带正电的离子束(比荷为k),从两板左侧沿中线方向以初速度v,连续不断地射入两板间的电场中,设所有离子均能打到荧光屏MN上,已知金属板长L=2v0t0,则在荧光屏上出现亮线的长度为( )
C.从P到Q过程中电场力做正功,电势能降低,动能增大,故P点的动能小于Q点的动能,C错误;
D.等势线密的地方电场线密场强大,故P点位置电场强,电场力大,根据牛顿第二定律,加速度也大,D错误。
故选B。
4.已知一个无限大的金属板与一个点电荷之间的空间电场分布与等量异种电荷之间的电场分布类似,即金属板表面各处的电场强度方向与板面垂直.如图所示MN为无限大的不带电的金属平板,且与大地连接.现将一个电荷量为Q的正点电荷置于板的右侧,图中a、b、c、d是以正点电荷Q为圆心的圆上的四个点,四点的连线构成一内接正方形,其中ab连线与金属板垂直.则下列说法正确的是
A.W= mgR,质点恰好可以到达Q点
B.W> mgR,质点不能到达Q点
C.W= mgR,质点到达Q点后,继续上升一段距离
D.W< mgR,质点到达Q点后,继续上升一段距离
【答案】C
【解析】
【详解】在N点,根据牛顿第二定律得
从起点到N点,由动能定理得
解得
由于从P到N比从N到Q质点运动的速度大,所以质点对圆轨道的压力比后一过程大,克服摩擦力做功比后一过程多,即在从P到Q整个过程克服摩擦力做的功为
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