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2021 届会昌中学宁师中学第 3 次联考
高二物理试卷
命题人：（宁师中学）蔡根生 审题人：（会昌中学）赵忠哲
本卷分第Ⅰ卷(选择题)和第Ⅱ卷(非选择题)两部分．满分 100 分，时间 100 分钟．
第Ⅰ卷(选择题 共 48 分)
一、选择题（本题共 12 小题，每小题 4 分,共 48 分。在每小题给出的四个选项中，第 1～8
题只有一项符合题目要求，第 9～12 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.关于点电荷、元电荷、检验电荷，下列说法正确的是( )
A. 点电荷所带电荷量一定是元电荷
B. 点电荷、元电荷、检验电荷是同一种物理模型
C. 点电荷是客观存在的
D. 点电荷所带电荷量可能很大
2.如图所示，MON 是固定的光滑绝缘直角杆，MO 沿水平方向，NO 沿竖直方向，A、B 为
两个套在此杆上的带有同种电荷的小球．用一指向竖直杆的力 F 作用在 A 球，使两球均处
于静止状态，现将 A 球沿水平方向向右缓慢拉动一小段距离后，A、B 两小球可以重新平衡．则
后一种平衡状态与前一种平衡状态相比较，下列判断正确的是( )
A. A、B 两小球间的库仑力变大，A 球对 MO 杆的压力变大
B. A、B 两小球间的库仑力变小，A 球对 MO 杆的压力变小
C. A、B 两小球间的库仑力变小，A 球对 MO 杆的压力不变
D. A、B 两小球间的库仑力变大，A 球对 MO 杆的压力不变。
3.如图，A、B、C 是以 AB 为直径的半圆弧上的三点，O 点为半圆弧的圆心，∠BOC=60°，
两个等量异种点电荷分别置于 A、B 两点，此时 O 点电场强度的大小为 E；若将 A 处的点电
荷移至 C 点，则 O 点的场场强大小为（ ）
A. E B. C. E D. E
4. 如图甲所示，A、B 是某电场中一条电场线上的两点．一个带负电的点电荷仅受电场力作
用，从 A 点沿电场线运动到 B 点．在此过程中，该点电荷的速度υ随时间 t 变化的规律如图
乙所示．则下列说法中正确的是（ ）
A. A 点的电势比 B 点的电势低 B. A 点的电势比 B 点的电势高
C. A、B 两点的电场强度相等 D. A 点的电场强度比 B 点的大
5.某电场的电场线分布如图所示（实线），以下说法正确的是（ ）
A. a 点场强大于 d 点场强
B.b 和 c 处在同一等势面上
C. 若将一试探电荷 由 a 点移动到 d 点，电荷的电势能将减小
D. 若某一点电荷只在电场力的作用下沿虚线由 a 点运动到 d 点，可判断该电荷一定带负电
6.用一轻绳将一光滑小球 P 系于墙壁上的 O 点，在墙壁和球 P 之间夹有一矩形物块 Q．P、
Q 均处于静止状态，则下列相关说法正确的是（ ）
A. P 物体受 4 个力
B. Q 受到 3 个力
C. 若绳子变长，绳子的拉力将变大
D. 若绳子变长，绳子的拉力将变小
7.如图，x 轴在水平地面内，y 轴沿竖直方向，图中画出了 3 个小球 a、b、c 做平抛运动的运
动轨迹，不计空气阻力，则（ ）
A. b、c 的飞行时间相同
B. a 的飞行时间比 b 的长
C. a 的初速度比 b 的小
D. c 的初速度比 b 的大第 3页（共 6 页） 第 4页（共 6 页）
8.如图所示，一质量为 m 的小球，用长为 L 的轻绳悬挂于 O 点，小球在水平力 F 作用下慢
慢地从平衡位置 P 点移到 Q 点，此时悬线与竖直方向夹角为θ，则拉力 F 做的功 ( )．
A. mgLcosθ
B. mgL(1－cosθ)
C. FLsinθ
D. FLcosθ
9.一物体从某一行星表面竖直向上抛出(不计空气阻力)。t＝0 时抛出，位移随时间变化的 s-t
图象如图所示，则
A．该物体上升的时间为 5 s
B．该行星表面的重力加速度为 8 m/s2
C．该物体被抛出时的初速度为 20 m/s
D．该物体落到行星表面时的速度为 16 m/s
10.光滑水平面上放有一上表面光滑、倾角为α的斜面 A，斜面质量为 M、底边长为 L，如图
所示。将一质量为 m 可视为质点的滑块 B 从斜面的顶端由静止释放，滑块 B 经过时间 t 刚
好滑到斜面底端。此过程中斜面对滑块的支持力大小为 FN，则下列说法中正确的是（ ）
A. 滑块下滑过程中支持力对 B 的冲量大小为 FNt
B. 滑块下滑过程中支持力对 B 的冲量大小为 FNtcosα
C. 滑块 B 下滑的过程中 A、B 组成的系统动量守恒
D. 此过程中斜面向左滑动的距离为
11.如图所示,绝缘水平桌面上固定 A、B 两个带等量异种电荷的小球,A、B 连线的中点处垂
直桌面固定一粗糙绝缘直杆,杆上穿有一个带有小孔的正电小球 C,将 C 从杆上某一位置由静
止释放,下落至桌面时速度恰好为零.C 沿杆下滑时带电荷量保持不变,三个带电小球 A、B、C
均可视为点电荷那么 C 在下落过程中,以下判断正确的是( )
A. 电势能不变
B. 电场力做正功
C. 所受摩擦力变大
D. 下落一半高度时速度一定最大
12.光滑绝缘水平面上固定两个等量正电荷，它们连线的中垂线上有 A、B、C 三点，如图甲
所示。一质量为 m 带电量为 q 的带电小物块由 A 点静止释放，并以此时为计时起点，并沿
光滑水平面经过 B、C 两点，其运动过程的 v-t 图象如图乙所示，其中图线在 B 点位置时斜
率最大，则根据图线可以确定 ( )
A. 物块带负电
B. C 点的场强
C. B，C 两点电势的高低
D. 中垂线上 B 点电场强度的大小
第Ⅱ卷(非选择题 共 52 分)
二．实验题（每空 2 分,共 12 分）
13.（6 分）如图是验证机械能守恒定律的实验。小圆柱由一根不可伸长的轻绳拴住，轻绳另
一端固定。将轻绳拉至水平后由静止释放。在最低点附近放置一组光电门，测出小圆柱运动
到最低点的挡光时间△t，已知小圆柱的直径为 d，如图，重力加速度为 g．则第 5页（共 6 页） 第 6页（共 6 页）
（1）小圆柱运动到最低点的速度 v= ；
（2）测出悬点到圆柱重心的距离l ，若等式 gl = 成立，说明小圆柱
下摆过程机械能守恒。
（3）该装置还可以用来验证小圆柱作圆周运动在最低点向心力的公式，方法是若在悬点 O
安装一个拉力传感器，测出绳子上的拉力 F，则实验时还需要测量的物理量是 （用
文字和字母表示）。
14.（6 分）某同学用如图所示的装置做“验证动量守恒定律”实验，其中斜槽轨道末端切线水
平，O 点是轨道末端在记录纸上的竖直投影点。实验主要步骤如下：
①让 a 球从斜槽轨道上某固定点处由静止开始运动，落在位于水平地面上的记录纸上。重复
这一操作 10 次，找出 a 球的平均落地点位置 P。
②把同样大小的 b 球静止放置在斜槽轨道末端，让 a 球仍从原固定点由静止释放，和 b 球相
碰后，两球均落在记录纸上。重复这一操作 10 次，找出 a、b 球的平均落地点位置 M、N。
（1）本实验必须测量的物理量有________；
A．小球 a、b 的质量 ma、mb
B．斜槽轨道末端到水平地面的高度 H
C．小球 a、b 离开斜槽轨道末端后平抛运动的时间 t
D．记录纸上 O 点到 P、M、N 各点的距离 OP、OM、ON
E．a 球的固定释放点到斜槽轨道末端的高度差 h
（2）根据实验要求，ma__________mb(填“大于”“小于”或“等于”)；
（3）若两球碰撞前后动量守恒，其表达式可表示为_______________ [用（1）中测量的物理
量表示]。
三．计算题（本题共 4 小题，共计 40 分.解答时请写出必要的文字说明、方程式和重要的演
算步骤，只写出最后答案的不能得分，有数值计算的题目，答案中必须明确写出数值和单位。）
15.（8 分）如图所示，质量为 2g 的带负电小球 A 用绝缘细绳悬挂，将带电荷量为 4×10﹣6C
的带电小球 B 靠近 A，当两个带电小球在同一高度相距 30cm 时，则绳与竖直方向成 45°角，
g=10m/s2，k=9.0×109 N·m2/c2．求：
(1)A 球带电荷量是多少？
(2)若改变小球 B 的位置，仍可使 A 球静止在原来的位置，且 A、B 间的库仑力最小，最小
库仑力为多少？
16.（10 分）北京时间 2017 年 4 月 21 日 19 点 41 分，中国首个货运飞船“天舟一号”在海南
文昌发射场发射升空，并成功完成与“天宫二号”的对接任务．天文爱好者小张同学由此研究
了火箭的原理：火箭有单级和多级之分．多级火箭是把火箭一级一级地接在一起，第一级燃
料用完之后把箭体抛弃，减轻负担，然后第二级开始工作．他做了以下的探究，请你帮他完
成解答：如图是模拟多级火箭的过程，光滑水平面上 D、F、G 三个物体质量均为 m，D、F
和 F、G 之间均有微量炸药 P、Q，爆炸时释放的能量均为△E，通过控制使 Q 先爆炸，P 后
爆炸，求所有爆炸都发生后物体 D 的速度 vD．
17.（10 分）F1 是英文 Formula One 的缩写，即一级方程式赛车，是仅次于奥运会和世界杯
的世界第三大赛事。F1 赛车的变速系统非常强劲，从时速 0 加速到 108 km/h 仅需 2.4s，此
时加速度为 10m/s2，时速为 216km/h 时的加速度为 3m/s2，从时速为 0 加速到 216 km/h 再急
停到 0 只需 12.15s。假定 F1 赛车加速时的加速度随时间的变化关系为：a =a0-2t，急停时的
加速度大小恒为 9.6 m/s2。上海 F1 赛道全长约 5.5km，弯道最小半径：R=8.80m，最大半径：
R'=120.55m，设计最高时速 327 公里，比赛要求选手跑完 56 圈决出胜负。完成以下几个问
题（计算结果保留三位有效数字）。
（1）若某车手平均速率为 220km/h，则跑完全程用多长时间？
（2）若车手某次以 90km/h 的速率通过半径为 8.80m 的弯道，求赛车的向心加速度。
（3）由题目条件求出该 F1 赛车的最大加速度 a0 多大？
18.(12 分）如图所示，位于竖直平面内的 1/4 圆弧光滑轨道，半径为 R，轨道的最低点 B 的
切线沿水平方向，轨道上端 A 距水平地面高度为 H。质量为 m 的小球（可视为质点）从轨
道最上端 A 点由静止释放，经轨道最下端 B 点水平飞出，最后落在水平地面上的 C 点处，
若空气阻力可忽略不计，重力加速度为 g。求：
（1）小球运动到 B 点时，轨道对它的支持力多大；
（2）小球落地点 C 与 B 点的水平距离 x 为多少；
（3）比值 R/H 为多少时，小球落地点 C 与 B 点水平距离 x 最远；该水平距离最大值是多少？
x
H
A
B
R
C
O第 1页（共 4 页） 第 2页（共 4 页）
2021 届会昌中学宁师中学第 3 次联考
高二物理试卷参考答案
一、选择题（本题共 12 小题，每小题 4 分,共 48 分。在每小题给出的四个选项中，第 1～8
题只有一项符合题目要求，第 9～12 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 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12
D C B A C D A B BC AD AC CD
二．实验题（每空 2 分,共 12 分）
13、（1）
t
d
;（2 分）
（2） 2
2
2 t
d
（2 分）
（3）小圆柱的质量 m （2 分）
14、（6 分）(1). AD (2). 大于 (3).
三．计算题（本题共 4 小题，共计 40 分.解答时请写出必要的文字说明、方程式和重要的演
算步骤，只写出最后答案的不能得分，有数值计算的题目，答案中必须明确写出数值和单位。）
15.（8 分）解：对球 A 受力分析，如图
根据共点力平衡条件，结合几何关系得到
……………………… (1 分)
……………………… (1 分)
解得： ……………………… (1 分)
即 A 球受的库仑力为 0.02N
根据库仑定律，有 ……………………… (1 分)
故 ……………………… (1 分)
即 A 球的带电量是﹣5×10﹣8C
（2）当库仑力垂直细绳时，A、B 间库仑力最小； ……………………… (1 分)
则为： ……………………… (2 分)
16.（10 分）【解】Q 爆炸过程，取向左为正方向，由动量守恒定律得：0=2mvDF-mvG
由能量守恒得：
P 爆炸过程，同理可得： 2mvDF=mvD+mvF
联立解得：
评分标准：以上各式各 2 分，合计 10 分
17.（10 分）
当 2.4t s 时，加速度最小： 010 2.4 2a
当 0t 时加速度最大，解得 2
0 14.8 /a m s
评分标准：第（1）、（2）小题各 3 分，第（3）小题各 4 分，合计 10 分
18.(12 分）解：（1）小球从 A 点运动到 B 点的过程中，机械能守恒，设在 B 点的
速度为 vB，根据机械能守恒定律有 mgR=
2
1 mvB2………………………（2 分）
设小球在 B 点时所受轨道的支持力为 FN，对小球在 B 点根据牛顿第二定律有第 3页（共 4 页） 第 4页（共 4 页）
FN-mg=m
R
vB
2
……………………………………………………………（2 分）
联立可解得 FN=3mg…………………………………………………………（1 分）
（2）小球离开 B 点后做平抛运动。
沿竖直方向有 H-R＝ 2
2
1 gt ……………………………… ………………（1 分）
沿水平方向有 x=vBt …………………………………………………………（1 分）
联立解得 x=2 )( RHR …………………………………………………（1 分）
（3）由 x=2 )( RHR ＝2 2R HR 可导出 x= 22 )2( HRH
当
2
1
H
R 时，x 有最大值。…………………………………………………（3 分）
x 的最大值 xm =H（或 xm =2R） ……………………………………………（1 分）
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