广西南宁市第三中学2019-2020学年高二物理9月月考试卷
一、单选题
1．（2019高二上·南宁月考）下列说法中正确的是（ ）
A．将电荷从电场中一点移到另一点，电势能的改变量与零电势点的选择无关
B．在电场中，电场强度为零的地方电势也一定为零
C．电荷在电场中电势较高的地方，具有的电势能较大
D．沿着负点电荷的电场线方向，电势升高
【答案】A
【知识点】电势差、电势、电势能
【解析】【解答】A.将电荷从电场中一点移到另一点，电势能的改变量与两点之间的电势差有关，与零电势点的选择无关，A符合题意；
B.在电场中，电场强度和电势无定量关系，B不符合题意；
C.负电荷在电场中电势较高的地方，具有的电势能较小，C不符合题意；
D.沿着电场线方向，电势降低，D不符合题意。
故答案为：A
【分析】电势能的改变和零电势选取无关；电场强度的大小和电势大小无关；电势大小要结合电性才可以判别电势能大小；沿电场线方向电势一定降低。
2．（2019高二上·南宁月考）如图所示，在绝缘的光滑水平面上，相隔一定距离有两个带同种电荷的小球，从静止同时释放，则以下说法正确的是（ ）
A．A，B速度变大，加速度变大
B．A，B动能变小，加速度变小
C．A，B系统动量守恒，机械能守恒
D．A，B系统动量守恒，机械能增大
【答案】D
【知识点】对单物体(质点)的应用；库仑定律
【解析】【解答】AB. 由于同种电荷间存在相互作用的排斥力，两球将相互远离，距离增大，根据库仑定律得知，相互作用力减小．由牛顿第二定律得知它们的加速度变小．随着两球间距离增大，电场力做功正功，电势能减少，总动能增加．所以速度增加，AB不符合题意；
CD.水平方向系统不受外力，所以A、B系统动量守恒，电场力做功正功，电势能减少，机械能增大，C不符合题意，D符合题意。
故答案为：D
【分析】利用距离可以判别加速度变化；利用电场力做功可以判别动能和机械能变化；利用合力等于0可以判别系统动量守恒。
3．（2019高二上·南宁月考）如图所示， 、 为两个等量的正点电荷，在其连线中垂线上的 点放一个负点电荷 （不计重力）， 点为连线中垂线上一点且 ，点电荷 从 点由静止释放经 点运动到 点的过程中，下列说法正确的是（ ）
A．点电荷 的速度一定先增大后减小
B．点电荷 的加速度一定先减小后增大
C．点电荷 的电势能一定先增大后减小
D．点电荷 在 点电势最大，动能为零
【答案】A
【知识点】电场力做功；电势能与电场力做功的关系；电势
【解析】【解答】根据点电荷电场强度的叠加法则可知，同种正电荷的中垂线上，由O点向两边，电场强度方向向两边延伸，且大小先增大后减小。
A、在a点静止释放一个负点电荷q，它只在电场力作用下，先向下加速，到达O点之后，速度方向与电场力方向相反，向下减速运动，直到b点速度减为零，故点电荷q的速度一定先增大后减小，A符合题意；
B、同种正电荷的中垂线上，由O点向两边，电场强度方向向两边延伸，且大小先增大后减小，由于不知道a点的位置位于最大值的上方还是下方，故存在两种可能，一种可能为：加速度先减小后增大；另一种可能为：加速度先增大后减小再增大再减小，B不符合题意；
CD、负点电荷q从a点运动到O点，电场力做正功，从O点到b点，电场力做负功，故电势能先减小后增大，在O点动能最大，电势能最小，电势最大，CD不符合题意。
故答案为：A
【分析】利用电场力做功可以判别速度和电势能的变化；利用电场线的分布可以比较加速度的大小；利用电场线的分布可以判别电势的高低及动能的大小。
4．（2019高二上·南宁月考）如图所示，真空中有两个点电荷q1，q2，它们的质量分别为m1，m2，现在用两根绝缘细丝线拴挂在天花板上，在库仑力作用下两根丝线与竖直方向夹角为α和β，且两点电荷此时处于同一水平线上，用T1和T2分别为两根丝线的弹力，则以下说法中正确的是（ ）
A．若α＞β，则有m2＞m1，T2＜T1 B．若α＞β，则有m2＞m1，T2＞T1
C．若α＞β，则有q2＞q1，T2＞T1 D．若α＞β，则有q2＜q1，T2＜T1
【答案】B
【知识点】库仑定律
【解析】【解答】设左边球为A，右边球为B，则对A、B球受力分析，
根据共点力平衡和几何关系得：m1g=F1cotα，m2g=F2cotβ，T1= ，T2= ；不论q1与q2谁大谁小，它们之间的库仑力总是等值、反向、共线的，即总有F1=F2，所以不能判断q1，q2的大小。当α＞β，则有m2＞m1，T2＞T1，所以B符合题意，ACD不符合题意。
故答案为：B。
【分析】对q1，q2受力分析，根据共点力平衡和几何关系表示出电场力和重力的关系．再根据电场力和重力的关系得出两球质量的关系．
5．（2019高二上·南宁月考）如图所示，相互垂直的固定绝缘光滑挡板PO、QO，竖直放置在重力场中，a、b为两个带有同种电量的小球（可以近似看成点电荷），当用水平向左的作用力F作用于b时，a、b紧靠挡板处于静止状态．现若稍改变F的大小，使b稍向左移动一段小距离，则当a、b重新处于静止状态后（ ）
A．ab间的电场力增大 B．作用力F将减小
C．系统重力势能减少 D．系统的电势能将增加
【答案】B
【知识点】动态平衡分析；电势差、电势、电势能；受力分析的应用
【解析】【解答】以a球为研究对象，分析受力情况：重力G、墙壁的支持力 和b球对a球的静电力 .如图，
根据平衡条件得：竖直方向有： ，①当小球A沿墙壁PO向着O点移动一小段距离后，α变大，则 减小，a、b间电场力减小，A不符合题意；以b球为研究对象，对b球进行受力分析如下图，
由图可得 ，α变大， 减小，F减小；B符合题意；由于 减小，根据 可知，两球间距离增大，由于b稍有向左移动一段小距离，所以a球上升一段距离，系统重力势能增加，C不符合题意；两球间距离增大，电势能减小，D不符合题意；
故答案为：B。
【分析】对a、b两球分别受力分析，根据平衡条件结合正交分解法列平衡方程求解出各个力的表达式，然后分析讨论；关于重力势能和电势能的变化，应从重力做功和电场力做功的角度判断。
6．（2019高二上·南宁月考）如图所示为某一点电荷所形成的一簇电场线, 、 、 三条虚线为三个带电粒子以相同的速度从O点射入电场的运动轨迹,其中b虚线为一圆弧,且三个粒子的电荷量大小相等,不计粒子重力,则以下说法正确的是（ ）
A． 一定是正粒子的运动轨迹, 和 一定是负粒子的运动轨迹
B．a、b、c三点的电势一定满足
C．a虚线对应的粒子的加速度越来越小,c虚线对应的粒子的加速度越来越大,b虚线对应的粒子的加速度大小不变
D．b虚线对应的粒子的质量等于c虚线对应的粒子的质量
【答案】C
【知识点】电场力做功
【解析】【解答】AB.由图中的电场线无法判断方向,所以不能判断出a,b,c三种粒子的电性,同时也无法判定各点电势高低，AB不符合题意；
C.根据电场线的疏密说明电场强度的大小，粒子只受静电力,由
得a虚线对应的粒子的加速度越来越小,c虚线对应的粒子的加速度越来越大,b虚线对应的粒子的加速度大小不变，C符合题意；
D.三个粒子的电荷量大小相等,以相同的速度从同一点O点射入电场时,静电力F相等,b粒子做圆周运动,则
c粒子做近心运动,则
比较可知c粒子比b粒子的质量小，D不符合题意。
故答案为：C
【分析】利用轨迹可以判别电场力的方向，由于不知道电场线方向不能判别电性；利用电场力做功只能判别电势能的变化不能判别电势的高低；利用电场线的分布可以判别加速度的大小变化；利用近心运动的条件可以判别质量的大小。
二、多选题
7．（2019高二上·南宁月考）如图所示，质量为M的木块放在光滑的水平面上，质量为m的子弹以速度v0沿水平方向射入木块，并最终留在木块中与木块一起以速度v运动。已知当子弹相对木块静止时，木块前进距离为l，子弹进入木块的深度为d，若木块对子弹的阻力Ff视为恒定，则下列关系式中正确的是（ ）
A．Ffl＝ mv2 B．Ffd＝ Mv2
C．Ffd＝ mv02－ (M＋m)v2 D．Ff(l＋d)＝ mv02－ mv2
【答案】C,D
【知识点】动量与能量的综合应用一子弹打木块模型
【解析】【解答】子弹对木块的作用力对木块做正功，由动能定理得：
①
木块对子弹的作用力对子弹做负功，由动能定理得：
②
两式联立得：
③
故答案为：CD
【分析】利用动能定理结合阻力做功可以判别成立的表达式。
8．（2019高二上·黑龙江月考）静电场中，一带电粒子仅在电场力的作用下自M点由静止开始运动，N为粒子运动轨迹上的另外一点，则（ ）
A．运动过程中，粒子的速度大小可能先增大后减小
B．在M、N两点间，粒子的轨迹一定与某条电场线重合
C．粒子在M点的电势能不低于其在N点的电势能
D．粒子在N点所受电场力的方向一定与粒子轨迹在该点的切线平行
【答案】A,C
【知识点】电场及电场力；电场力做功
【解析】【解答】A．若电场中由同种电荷形成即由A点释放负电荷，则先加速后减速，A符合题意；
B．若电场线为曲线，粒子轨迹不与电场线重合，B不符合题意。
C．由于N点速度大于等于零，故N点动能大于等于M点动能，由能量守恒可知，N点电势能小于等于M点电势能，C符合题意
D．粒子可能做曲线运动，D不符合题意；
故答案为：AC
【分析】利用电场力的方向可以判别速度的变化；利用场强叠加可以判别电场力和粒子的运动方向可以判别轨迹和电场线不重合；利用电场力做功可以判别电势能的大小；粒子可能做曲线运动所以力方向不一定为切线方向。
9．（2019高二上·南宁月考）小车静置于光滑的水平面上，小车的 端固定一个轻质弹簧， 端粘有橡皮泥，小车的质量为 ，长为 ，质量为 的木块 放在小车上，用细绳连接于小车的 端并使弹簧压缩，开始时小车与 都处于静止状态，如图所示，当突然烧断细绳，弹簧被释放，使木块 离开弹簧向 端冲去，并跟 端橡皮泥粘在一起，以下说法中正确的是（ ）
A．如果小车内表面光滑，整个系统任何时刻机械能都守恒
B．当木块对地运动速度大小为 时，小车对地运动速度大小为
C．小车向左运动的最大位移为
D．小车向左运动的最大位移为
【答案】B,C
【知识点】动量守恒定律
【解析】【解答】A．小车与C这一系统所受合外力为零，系统在整个过程动量守恒，但C与B碰撞粘接过程有机械能损失，A不符合题意；
B．系统动量守恒，根据动量守恒定律可得 ，
则 ，B符合题意；
CD．该系统属于“人船模型”，根据 ，
可得 ，
化简得 ，
所以车向左的位移应等于 ，C符合题意D不符合题意，
故答案为：BC
【分析】由于碰撞过程有能量损失所以机械能不守恒；利用动量守恒可以求出小车的速度大小；利用动量守恒结合位移关系可以去除小车向左运动的最大位移。
10．（2019高二上·南宁月考）如图甲,质量M=0.8 kg 的足够长的木板静止在光滑的水平面上,质量m=0.2 kg的滑块静止在木板的左端,在滑块上施加一水平向右、大小按图乙所示随时间变化的拉力F,4 s后撤去力F。若滑块与木板间的动摩擦因数μ=0.2,最大静摩擦力等于滑动摩擦力,重力加速度g=10 m/s2,则下列说法正确的是（ ）
A．0~4s时间内拉力的冲量为3.2 N·s
B．t= 4s时滑块的速度大小为9.5 m/s
C．木板受到滑动摩擦力的冲量为2.8 N·s
D．2~4s内因摩擦产生的热量为4J
【答案】B,C,D
【知识点】动量定理
【解析】【解答】A.冲量的定义式： ，所以F-t图像面积代表冲量，所以0-4 s时间内拉力的冲量为
A不符合题意；
B.木块相对木板滑动时：对木板：
对木块：
联立解得： ，
所以0时刻，即相对滑动，对滑块：
解得4s时滑块速度大小： B符合题意；
C.4s时，木板的速度
撤去外力后，木板加速，滑块减速，直到共速，根据动量守恒：
解得： ，
对木板根据动量定理可得：
C符合题意；
D.0-2s内，对m：
解得：
对M
解得v2=1m/s
2-4s内：对m
；
对M
所以
D符合题意。
故答案为：BCD
【分析】利用面积可以求出冲量的大小；利用动量定理可以求出滑块的速度大小；利用木板的末速度大小可以求出滑动摩擦力的冲量大小；利用相对位移可以求出摩擦产生的热量大小。
三、实验题
11．（2019高二上·南宁月考）如图，将气垫导轨水平放置做“验证动量守恒定律”实验。碰撞时难免有能量损失，只有当某个物理量在能量损失较大和损失较小的碰撞中都不变，它才有可能是我们寻找的不变量。
如图甲所示，用细线将两个滑块拉近，把弹簧压缩，然后烧断细线，弹簧弹开后落下，两个滑块由静止向相反方向运动。如图乙所示，在两滑块相碰的端面装上弹性碰撞架，可以得到能量损失很小的碰撞。在滑块的碰撞端粘橡皮泥，可以增大碰撞时的能量损失。如果在两个滑块的碰撞端分别装上撞针和橡皮泥，碰撞时撞针插入橡皮泥中，使两个滑块连成一体运动，这样的碰撞中能量损失很大。
若甲、乙、丙图中左侧滑块和右侧滑块的质量都为m，两遮光片的宽度都为d，光电门记录的遮光片挡光时间如下表所示。
状态 左侧光电门 右侧光电门
甲图 装置 碰前 无 无
碰后 T1 T2
乙图 装置 碰前 T3 无
碰后 无 T4
丙图 装置 碰前 T3 无
碰后 无 T6
a．根据实验数据，若采用乙图装置，碰后右侧滑块第一次通过光电门计时装置记录的挡光片挡光时间为T4。若采用丙图装置，碰后右侧滑块第一次通过光电门计时装置记录的挡光片挡光时间为T6。通过实验验证了这两次碰撞均遵守动量守恒定律，请你判断T4和T6的关系应为T4 T6（选填“>”、“<”或“=”）。
b．利用图甲所示的实验装置能否测出被压缩弹簧的弹性势能的大小 ？如果可以，请根据实验中能够测出的物理量写出表达式 。
【答案】；能；
【知识点】验证动量守恒定律
【解析】【解答】a.[1] 乙图装置和丙图装置中，因为碰前左侧光电门的挡光时间都是T3，说明两次实验左侧滑块的初速度都相同。乙图中两滑块发生的是非完全弹性碰撞，动能损失一部分，丙图中两滑块发生的是完全非弹性碰撞，动能损失最多。因此，两种情况下碰后右侧滑块的速度，乙图的要大于丙图的，在遮光片的宽度相同时，通过光电门的时间T4＜T6。
b.利用图甲所示的实验装置能测出被压缩弹簧的弹性势能的大小。烧断细线前，系统的动能为零，只有弹性势能；烧断细线后，弹性势能完全转化为两滑块的动能；该过程中机械能守恒，所以只要计算烧断细线后两滑块的动能之和即可，即：
【分析】（1）利用碰撞后的速度大小可以比较过光电门的时间大小；
（2）利用弹性势能与动能相等可以求出弹性势能的表达式。
12．（2019高二上·南宁月考）图甲所示为验证机械能守恒定律的实验装置，某同学完成了一系列实验操作后，得到了如图乙所示的一条纸带。现选取纸带上某清晰的点标为0，然后每两个计时点取一个计数点，分别标记为1、2、3、4、5、6，用刻度尺量出计数点l、2、3、4、5、6与0点的距离分别为h1、h2、h3、h4、h5、h6。（重力加速度为g）
（1）已知打点计时器的打点周期为T，可求出打各个计数点时对应的速度分别为v1、v2、v3、v4、v5，其中v5的计算式v5＝ 。
（2）若重锤的质量为m，取打点0时重锤所在水平面为参考平面，分别算出打各个计数点时对应重锤的势能Epi和动能Eki，则打计数点3时对应重锤的势能Ep3＝ （用题中所给物理量的符号表示）；接着在E—h坐标系中描点作出如图丙所示的Ek－h和Ep－h图线，求得Ep－h图线斜率的绝对值为k1，Ek－h图线的斜率为k2，则在误差允许的范围内，k1 k2（填“>”、“<”或“=”）时重锤的机械能守恒。
（3）关于上述实验，下列说法中正确的是_____
A．实验中可用干电池作为电源
B．为了减小阻力的影响，重锤的密度和质量应该适当大些
C．实验时应先释放纸带后接通电源
D．图丙Ek—h图线纵轴上的截距表示重锤经过参考平面时的动能
（4）无论如何改进实验方法和措施，总有重力势能的改变量大于动能的改变量，原因是： 。
【答案】（1）
（2）-mgh3；=
（3）B；D
（4）重锤下落过程中纸带和重锤受到阻力作用
【知识点】验证机械能守恒定律
【解析】【解答】（1）计数点5的瞬时速度等于4、6两点间的平均速度，则v5＝ ．（2）打计数点3时对应重锤的势能Ep3=-mgh3，根据图象可知，每一段对应的重力势能减小量和动能增加量相等，那么机械能守恒，即图线的斜率相同，才能满足条件，因此k1=k2．（3）A．实验中打点计时器，使用的是交流电源，不可用干电池作为电源，A不符合题意；
B．为了减小阻力的影响，重锤的密度和质量应该适当大些，B符合题意；
C．实验时应先接通电源，再释放纸带，C不符合题意．
D．图丙Ek-h图线纵轴上的截距表示重锤经过参考平面时的初动能，D符合题意．
故答案为：BD（4）无论如何改进实验方法和措施，总有重力势能的改变量大于动能的改变量，原因是重锤下落过程中纸带和重锤受到阻力作用。
【分析】解决本题的关键知道实验的原理，验证重力势能的减小量与动能的增加量是否相等．以及知道通过求某段时间内的平均速度表示瞬时速度，注意两图象的斜率绝对值相等，是验证机械能是否守恒的条件。
四、解答题
13．（2019高二上·南宁月考）如图所示，一质量为M的物体静止在桌面边缘，桌面离水平地面的高度为h．一质量为m的子弹以水平速度v0射入物块后，以水平速度 射出，重力加速度为g。求：
（1）此过程中系统损失的机械能；
（2）此后物块落地时重力的瞬时功率。
【答案】（1）解：子弹射出的过程：
得：
（2）解：物体落地时竖直方向满足：
解得：
重力的瞬时功率：
【知识点】动量守恒定律；能量守恒定律
【解析】【分析】（1）利用动量守恒结合能量守恒可以求出损失的机械能大小；
（2）利用重力大小结合竖直方向的速度位移公式可以求出重力的瞬时功率大小。
14．（2019高二上·南宁月考）如图所示，带正电的甲球固定在足够大的光滑绝缘水平面上的A点，其带电荷量为Q；质量为m、带正电的乙球在水平面上的B点由静止释放，其带电荷量为q；A、B两点的距离为l0．释放后的乙球除受到甲球的静电力作用外，还受到一个大小为F= （k为静电力常量）、方向指向甲球的恒力作用，两球均可视为点电荷．
（1）求乙球在释放瞬间的加速度大小；
（2）求乙球的速度最大时两球之间的距离；
（3）请定性地描述乙球在释放后的运动情况（说明速度的大小变化及运动方向的变化情况）．
【答案】（1）解：根据牛顿第二定律得：
又
可解得：
（2）解：当乙球所受的甲的静电斥力和F大小相等时，乙球的速度最大：
可解得：
（3）解：乙球先做远离甲球的运动，速度先增大后减小，然后又反向做速度先增大后减小的运动，返回到释放点B后，再重复前面的运动，之后就在B点和最远点之间做往复运动
【知识点】库仑定律；牛顿第二定律
【解析】【分析】乙球在释放瞬间竖直方向受力平衡，水平方向受到甲的静电斥力和F，根据牛顿第二定律求出其加速度大小；乙向左先做加速运动后做减速运动，当所受的甲的静电斥力和F大小相等时，乙球的速度最大，可求出两球间的距离；
15．（2019高二上·南宁月考）如图所示，在倾角为30°的光滑斜面上放置一质量为m的物块B，B的下端连接一轻质弹簧，弹簧下端与挡板相连接，B平衡时，弹簧的压缩量为x0，O点为弹簧的原长位置。在斜面顶端另有一质量也为m的物块A，距物块B为3x0，现让A从静止开始沿斜面下滑，A与B相碰后立即一起沿斜面向下运动，但不粘连，它们到达最低点后又一起向上运动，并恰好回到O点(A、B均视为质点)。试求：
（1）A、B相碰后瞬间的共同速度的大小；
（2）A、B相碰前弹簧具有的弹性势能；
（3）若在斜面顶端再连接一光滑的半径R＝x0的半圆轨道PQ，圆弧轨道与斜面相切于最高点P，现让物块A以初速度v从P点沿斜面下滑，与B碰后返回到P点还具有向上的速度，则v为多大时物块A恰能通过圆弧轨道的最高点？
【答案】（1）解：A与B碰撞前后，设A的速度分别是 和
A下滑过程中，机械能守恒，有：
解得： ①
又因A与B碰撞过程中，动量守恒，有：
②
联立①②得
（2）解：碰后，A、B和弹簧组成的系统在运动过程中，机械能守恒。
则有：
又由（1）得
代入解得： ③
（3）解：设物块A在最高点C的速度是
物块A恰能通过圆弧轨道的最高点C点时，重力提供向心力，得：
C点相对于O点的高度，如图所示：
物块从O到C的过程中机械能守恒，得：
设A与B碰撞后共同的速度为 ，碰撞前A的速度为 ，
物块A从P到与B碰撞前的过程中机械能守恒，得：
A与B碰撞的过程中动量守恒，得：
A与B碰撞结束后到O的过程中机械能守恒，得： ⑩
由于A与B不粘连，到达O点时，滑块B开始受到弹簧的拉力，A与B分离。
综合上述式子解得：
【知识点】机械能守恒及其条件；动量守恒定律；能量守恒定律
【解析】【分析】（1）利用机械能守恒结合动量守恒定律可以求出共同速度的大小；
（2）利用能量守恒定律可以求出弹性势能的大小；
（3）利用牛顿得人定律结合机械能守恒可以求出速度的大小。
广西南宁市第三中学2019-2020学年高二物理9月月考试卷
一、单选题
1．（2019高二上·南宁月考）下列说法中正确的是（ ）
A．将电荷从电场中一点移到另一点，电势能的改变量与零电势点的选择无关
B．在电场中，电场强度为零的地方电势也一定为零
C．电荷在电场中电势较高的地方，具有的电势能较大
D．沿着负点电荷的电场线方向，电势升高
2．（2019高二上·南宁月考）如图所示，在绝缘的光滑水平面上，相隔一定距离有两个带同种电荷的小球，从静止同时释放，则以下说法正确的是（ ）
A．A，B速度变大，加速度变大
B．A，B动能变小，加速度变小
C．A，B系统动量守恒，机械能守恒
D．A，B系统动量守恒，机械能增大
3．（2019高二上·南宁月考）如图所示， 、 为两个等量的正点电荷，在其连线中垂线上的 点放一个负点电荷 （不计重力）， 点为连线中垂线上一点且 ，点电荷 从 点由静止释放经 点运动到 点的过程中，下列说法正确的是（ ）
A．点电荷 的速度一定先增大后减小
B．点电荷 的加速度一定先减小后增大
C．点电荷 的电势能一定先增大后减小
D．点电荷 在 点电势最大，动能为零
4．（2019高二上·南宁月考）如图所示，真空中有两个点电荷q1，q2，它们的质量分别为m1，m2，现在用两根绝缘细丝线拴挂在天花板上，在库仑力作用下两根丝线与竖直方向夹角为α和β，且两点电荷此时处于同一水平线上，用T1和T2分别为两根丝线的弹力，则以下说法中正确的是（ ）
A．若α＞β，则有m2＞m1，T2＜T1 B．若α＞β，则有m2＞m1，T2＞T1
C．若α＞β，则有q2＞q1，T2＞T1 D．若α＞β，则有q2＜q1，T2＜T1
5．（2019高二上·南宁月考）如图所示，相互垂直的固定绝缘光滑挡板PO、QO，竖直放置在重力场中，a、b为两个带有同种电量的小球（可以近似看成点电荷），当用水平向左的作用力F作用于b时，a、b紧靠挡板处于静止状态．现若稍改变F的大小，使b稍向左移动一段小距离，则当a、b重新处于静止状态后（ ）
A．ab间的电场力增大 B．作用力F将减小
C．系统重力势能减少 D．系统的电势能将增加
6．（2019高二上·南宁月考）如图所示为某一点电荷所形成的一簇电场线, 、 、 三条虚线为三个带电粒子以相同的速度从O点射入电场的运动轨迹,其中b虚线为一圆弧,且三个粒子的电荷量大小相等,不计粒子重力,则以下说法正确的是（ ）
A． 一定是正粒子的运动轨迹, 和 一定是负粒子的运动轨迹
B．a、b、c三点的电势一定满足
C．a虚线对应的粒子的加速度越来越小,c虚线对应的粒子的加速度越来越大,b虚线对应的粒子的加速度大小不变
D．b虚线对应的粒子的质量等于c虚线对应的粒子的质量
二、多选题
7．（2019高二上·南宁月考）如图所示，质量为M的木块放在光滑的水平面上，质量为m的子弹以速度v0沿水平方向射入木块，并最终留在木块中与木块一起以速度v运动。已知当子弹相对木块静止时，木块前进距离为l，子弹进入木块的深度为d，若木块对子弹的阻力Ff视为恒定，则下列关系式中正确的是（ ）
A．Ffl＝ mv2 B．Ffd＝ Mv2
C．Ffd＝ mv02－ (M＋m)v2 D．Ff(l＋d)＝ mv02－ mv2
8．（2019高二上·黑龙江月考）静电场中，一带电粒子仅在电场力的作用下自M点由静止开始运动，N为粒子运动轨迹上的另外一点，则（ ）
A．运动过程中，粒子的速度大小可能先增大后减小
B．在M、N两点间，粒子的轨迹一定与某条电场线重合
C．粒子在M点的电势能不低于其在N点的电势能
D．粒子在N点所受电场力的方向一定与粒子轨迹在该点的切线平行
9．（2019高二上·南宁月考）小车静置于光滑的水平面上，小车的 端固定一个轻质弹簧， 端粘有橡皮泥，小车的质量为 ，长为 ，质量为 的木块 放在小车上，用细绳连接于小车的 端并使弹簧压缩，开始时小车与 都处于静止状态，如图所示，当突然烧断细绳，弹簧被释放，使木块 离开弹簧向 端冲去，并跟 端橡皮泥粘在一起，以下说法中正确的是（ ）
A．如果小车内表面光滑，整个系统任何时刻机械能都守恒
B．当木块对地运动速度大小为 时，小车对地运动速度大小为
C．小车向左运动的最大位移为
D．小车向左运动的最大位移为
10．（2019高二上·南宁月考）如图甲,质量M=0.8 kg 的足够长的木板静止在光滑的水平面上,质量m=0.2 kg的滑块静止在木板的左端,在滑块上施加一水平向右、大小按图乙所示随时间变化的拉力F,4 s后撤去力F。若滑块与木板间的动摩擦因数μ=0.2,最大静摩擦力等于滑动摩擦力,重力加速度g=10 m/s2,则下列说法正确的是（ ）
A．0~4s时间内拉力的冲量为3.2 N·s
B．t= 4s时滑块的速度大小为9.5 m/s
C．木板受到滑动摩擦力的冲量为2.8 N·s
D．2~4s内因摩擦产生的热量为4J
三、实验题
11．（2019高二上·南宁月考）如图，将气垫导轨水平放置做“验证动量守恒定律”实验。碰撞时难免有能量损失，只有当某个物理量在能量损失较大和损失较小的碰撞中都不变，它才有可能是我们寻找的不变量。
如图甲所示，用细线将两个滑块拉近，把弹簧压缩，然后烧断细线，弹簧弹开后落下，两个滑块由静止向相反方向运动。如图乙所示，在两滑块相碰的端面装上弹性碰撞架，可以得到能量损失很小的碰撞。在滑块的碰撞端粘橡皮泥，可以增大碰撞时的能量损失。如果在两个滑块的碰撞端分别装上撞针和橡皮泥，碰撞时撞针插入橡皮泥中，使两个滑块连成一体运动，这样的碰撞中能量损失很大。
若甲、乙、丙图中左侧滑块和右侧滑块的质量都为m，两遮光片的宽度都为d，光电门记录的遮光片挡光时间如下表所示。
状态 左侧光电门 右侧光电门
甲图 装置 碰前 无 无
碰后 T1 T2
乙图 装置 碰前 T3 无
碰后 无 T4
丙图 装置 碰前 T3 无
碰后 无 T6
a．根据实验数据，若采用乙图装置，碰后右侧滑块第一次通过光电门计时装置记录的挡光片挡光时间为T4。若采用丙图装置，碰后右侧滑块第一次通过光电门计时装置记录的挡光片挡光时间为T6。通过实验验证了这两次碰撞均遵守动量守恒定律，请你判断T4和T6的关系应为T4 T6（选填“>”、“<”或“=”）。
b．利用图甲所示的实验装置能否测出被压缩弹簧的弹性势能的大小 ？如果可以，请根据实验中能够测出的物理量写出表达式 。
12．（2019高二上·南宁月考）图甲所示为验证机械能守恒定律的实验装置，某同学完成了一系列实验操作后，得到了如图乙所示的一条纸带。现选取纸带上某清晰的点标为0，然后每两个计时点取一个计数点，分别标记为1、2、3、4、5、6，用刻度尺量出计数点l、2、3、4、5、6与0点的距离分别为h1、h2、h3、h4、h5、h6。（重力加速度为g）
（1）已知打点计时器的打点周期为T，可求出打各个计数点时对应的速度分别为v1、v2、v3、v4、v5，其中v5的计算式v5＝ 。
（2）若重锤的质量为m，取打点0时重锤所在水平面为参考平面，分别算出打各个计数点时对应重锤的势能Epi和动能Eki，则打计数点3时对应重锤的势能Ep3＝ （用题中所给物理量的符号表示）；接着在E—h坐标系中描点作出如图丙所示的Ek－h和Ep－h图线，求得Ep－h图线斜率的绝对值为k1，Ek－h图线的斜率为k2，则在误差允许的范围内，k1 k2（填“>”、“<”或“=”）时重锤的机械能守恒。
（3）关于上述实验，下列说法中正确的是_____
A．实验中可用干电池作为电源
B．为了减小阻力的影响，重锤的密度和质量应该适当大些
C．实验时应先释放纸带后接通电源
D．图丙Ek—h图线纵轴上的截距表示重锤经过参考平面时的动能
（4）无论如何改进实验方法和措施，总有重力势能的改变量大于动能的改变量，原因是： 。
四、解答题
13．（2019高二上·南宁月考）如图所示，一质量为M的物体静止在桌面边缘，桌面离水平地面的高度为h．一质量为m的子弹以水平速度v0射入物块后，以水平速度 射出，重力加速度为g。求：
（1）此过程中系统损失的机械能；
（2）此后物块落地时重力的瞬时功率。
14．（2019高二上·南宁月考）如图所示，带正电的甲球固定在足够大的光滑绝缘水平面上的A点，其带电荷量为Q；质量为m、带正电的乙球在水平面上的B点由静止释放，其带电荷量为q；A、B两点的距离为l0．释放后的乙球除受到甲球的静电力作用外，还受到一个大小为F= （k为静电力常量）、方向指向甲球的恒力作用，两球均可视为点电荷．
（1）求乙球在释放瞬间的加速度大小；
（2）求乙球的速度最大时两球之间的距离；
（3）请定性地描述乙球在释放后的运动情况（说明速度的大小变化及运动方向的变化情况）．
15．（2019高二上·南宁月考）如图所示，在倾角为30°的光滑斜面上放置一质量为m的物块B，B的下端连接一轻质弹簧，弹簧下端与挡板相连接，B平衡时，弹簧的压缩量为x0，O点为弹簧的原长位置。在斜面顶端另有一质量也为m的物块A，距物块B为3x0，现让A从静止开始沿斜面下滑，A与B相碰后立即一起沿斜面向下运动，但不粘连，它们到达最低点后又一起向上运动，并恰好回到O点(A、B均视为质点)。试求：
（1）A、B相碰后瞬间的共同速度的大小；
（2）A、B相碰前弹簧具有的弹性势能；
（3）若在斜面顶端再连接一光滑的半径R＝x0的半圆轨道PQ，圆弧轨道与斜面相切于最高点P，现让物块A以初速度v从P点沿斜面下滑，与B碰后返回到P点还具有向上的速度，则v为多大时物块A恰能通过圆弧轨道的最高点？
答案解析部分
1．【答案】A
【知识点】电势差、电势、电势能
【解析】【解答】A.将电荷从电场中一点移到另一点，电势能的改变量与两点之间的电势差有关，与零电势点的选择无关，A符合题意；
B.在电场中，电场强度和电势无定量关系，B不符合题意；
C.负电荷在电场中电势较高的地方，具有的电势能较小，C不符合题意；
D.沿着电场线方向，电势降低，D不符合题意。
故答案为：A
【分析】电势能的改变和零电势选取无关；电场强度的大小和电势大小无关；电势大小要结合电性才可以判别电势能大小；沿电场线方向电势一定降低。
2．【答案】D
【知识点】对单物体(质点)的应用；库仑定律
【解析】【解答】AB. 由于同种电荷间存在相互作用的排斥力，两球将相互远离，距离增大，根据库仑定律得知，相互作用力减小．由牛顿第二定律得知它们的加速度变小．随着两球间距离增大，电场力做功正功，电势能减少，总动能增加．所以速度增加，AB不符合题意；
CD.水平方向系统不受外力，所以A、B系统动量守恒，电场力做功正功，电势能减少，机械能增大，C不符合题意，D符合题意。
故答案为：D
【分析】利用距离可以判别加速度变化；利用电场力做功可以判别动能和机械能变化；利用合力等于0可以判别系统动量守恒。
3．【答案】A
【知识点】电场力做功；电势能与电场力做功的关系；电势
【解析】【解答】根据点电荷电场强度的叠加法则可知，同种正电荷的中垂线上，由O点向两边，电场强度方向向两边延伸，且大小先增大后减小。
A、在a点静止释放一个负点电荷q，它只在电场力作用下，先向下加速，到达O点之后，速度方向与电场力方向相反，向下减速运动，直到b点速度减为零，故点电荷q的速度一定先增大后减小，A符合题意；
B、同种正电荷的中垂线上，由O点向两边，电场强度方向向两边延伸，且大小先增大后减小，由于不知道a点的位置位于最大值的上方还是下方，故存在两种可能，一种可能为：加速度先减小后增大；另一种可能为：加速度先增大后减小再增大再减小，B不符合题意；
CD、负点电荷q从a点运动到O点，电场力做正功，从O点到b点，电场力做负功，故电势能先减小后增大，在O点动能最大，电势能最小，电势最大，CD不符合题意。
故答案为：A
【分析】利用电场力做功可以判别速度和电势能的变化；利用电场线的分布可以比较加速度的大小；利用电场线的分布可以判别电势的高低及动能的大小。
4．【答案】B
【知识点】库仑定律
【解析】【解答】设左边球为A，右边球为B，则对A、B球受力分析，
根据共点力平衡和几何关系得：m1g=F1cotα，m2g=F2cotβ，T1= ，T2= ；不论q1与q2谁大谁小，它们之间的库仑力总是等值、反向、共线的，即总有F1=F2，所以不能判断q1，q2的大小。当α＞β，则有m2＞m1，T2＞T1，所以B符合题意，ACD不符合题意。
故答案为：B。
【分析】对q1，q2受力分析，根据共点力平衡和几何关系表示出电场力和重力的关系．再根据电场力和重力的关系得出两球质量的关系．
5．【答案】B
【知识点】动态平衡分析；电势差、电势、电势能；受力分析的应用
【解析】【解答】以a球为研究对象，分析受力情况：重力G、墙壁的支持力 和b球对a球的静电力 .如图，
根据平衡条件得：竖直方向有： ，①当小球A沿墙壁PO向着O点移动一小段距离后，α变大，则 减小，a、b间电场力减小，A不符合题意；以b球为研究对象，对b球进行受力分析如下图，
由图可得 ，α变大， 减小，F减小；B符合题意；由于 减小，根据 可知，两球间距离增大，由于b稍有向左移动一段小距离，所以a球上升一段距离，系统重力势能增加，C不符合题意；两球间距离增大，电势能减小，D不符合题意；
故答案为：B。
【分析】对a、b两球分别受力分析，根据平衡条件结合正交分解法列平衡方程求解出各个力的表达式，然后分析讨论；关于重力势能和电势能的变化，应从重力做功和电场力做功的角度判断。
6．【答案】C
【知识点】电场力做功
【解析】【解答】AB.由图中的电场线无法判断方向,所以不能判断出a,b,c三种粒子的电性,同时也无法判定各点电势高低，AB不符合题意；
C.根据电场线的疏密说明电场强度的大小，粒子只受静电力,由
得a虚线对应的粒子的加速度越来越小,c虚线对应的粒子的加速度越来越大,b虚线对应的粒子的加速度大小不变，C符合题意；
D.三个粒子的电荷量大小相等,以相同的速度从同一点O点射入电场时,静电力F相等,b粒子做圆周运动,则
c粒子做近心运动,则
比较可知c粒子比b粒子的质量小，D不符合题意。
故答案为：C
【分析】利用轨迹可以判别电场力的方向，由于不知道电场线方向不能判别电性；利用电场力做功只能判别电势能的变化不能判别电势的高低；利用电场线的分布可以判别加速度的大小变化；利用近心运动的条件可以判别质量的大小。
7．【答案】C,D
【知识点】动量与能量的综合应用一子弹打木块模型
【解析】【解答】子弹对木块的作用力对木块做正功，由动能定理得：
①
木块对子弹的作用力对子弹做负功，由动能定理得：
②
两式联立得：
③
故答案为：CD
【分析】利用动能定理结合阻力做功可以判别成立的表达式。
8．【答案】A,C
【知识点】电场及电场力；电场力做功
【解析】【解答】A．若电场中由同种电荷形成即由A点释放负电荷，则先加速后减速，A符合题意；
B．若电场线为曲线，粒子轨迹不与电场线重合，B不符合题意。
C．由于N点速度大于等于零，故N点动能大于等于M点动能，由能量守恒可知，N点电势能小于等于M点电势能，C符合题意
D．粒子可能做曲线运动，D不符合题意；
故答案为：AC
【分析】利用电场力的方向可以判别速度的变化；利用场强叠加可以判别电场力和粒子的运动方向可以判别轨迹和电场线不重合；利用电场力做功可以判别电势能的大小；粒子可能做曲线运动所以力方向不一定为切线方向。
9．【答案】B,C
【知识点】动量守恒定律
【解析】【解答】A．小车与C这一系统所受合外力为零，系统在整个过程动量守恒，但C与B碰撞粘接过程有机械能损失，A不符合题意；
B．系统动量守恒，根据动量守恒定律可得 ，
则 ，B符合题意；
CD．该系统属于“人船模型”，根据 ，
可得 ，
化简得 ，
所以车向左的位移应等于 ，C符合题意D不符合题意，
故答案为：BC
【分析】由于碰撞过程有能量损失所以机械能不守恒；利用动量守恒可以求出小车的速度大小；利用动量守恒结合位移关系可以去除小车向左运动的最大位移。
10．【答案】B,C,D
【知识点】动量定理
【解析】【解答】A.冲量的定义式： ，所以F-t图像面积代表冲量，所以0-4 s时间内拉力的冲量为
A不符合题意；
B.木块相对木板滑动时：对木板：
对木块：
联立解得： ，
所以0时刻，即相对滑动，对滑块：
解得4s时滑块速度大小： B符合题意；
C.4s时，木板的速度
撤去外力后，木板加速，滑块减速，直到共速，根据动量守恒：
解得： ，
对木板根据动量定理可得：
C符合题意；
D.0-2s内，对m：
解得：
对M
解得v2=1m/s
2-4s内：对m
；
对M
所以
D符合题意。
故答案为：BCD
【分析】利用面积可以求出冲量的大小；利用动量定理可以求出滑块的速度大小；利用木板的末速度大小可以求出滑动摩擦力的冲量大小；利用相对位移可以求出摩擦产生的热量大小。
11．【答案】；能；
【知识点】验证动量守恒定律
【解析】【解答】a.[1] 乙图装置和丙图装置中，因为碰前左侧光电门的挡光时间都是T3，说明两次实验左侧滑块的初速度都相同。乙图中两滑块发生的是非完全弹性碰撞，动能损失一部分，丙图中两滑块发生的是完全非弹性碰撞，动能损失最多。因此，两种情况下碰后右侧滑块的速度，乙图的要大于丙图的，在遮光片的宽度相同时，通过光电门的时间T4＜T6。
b.利用图甲所示的实验装置能测出被压缩弹簧的弹性势能的大小。烧断细线前，系统的动能为零，只有弹性势能；烧断细线后，弹性势能完全转化为两滑块的动能；该过程中机械能守恒，所以只要计算烧断细线后两滑块的动能之和即可，即：
【分析】（1）利用碰撞后的速度大小可以比较过光电门的时间大小；
（2）利用弹性势能与动能相等可以求出弹性势能的表达式。
12．【答案】（1）
（2）-mgh3；=
（3）B；D
（4）重锤下落过程中纸带和重锤受到阻力作用
【知识点】验证机械能守恒定律
【解析】【解答】（1）计数点5的瞬时速度等于4、6两点间的平均速度，则v5＝ ．（2）打计数点3时对应重锤的势能Ep3=-mgh3，根据图象可知，每一段对应的重力势能减小量和动能增加量相等，那么机械能守恒，即图线的斜率相同，才能满足条件，因此k1=k2．（3）A．实验中打点计时器，使用的是交流电源，不可用干电池作为电源，A不符合题意；
B．为了减小阻力的影响，重锤的密度和质量应该适当大些，B符合题意；
C．实验时应先接通电源，再释放纸带，C不符合题意．
D．图丙Ek-h图线纵轴上的截距表示重锤经过参考平面时的初动能，D符合题意．
故答案为：BD（4）无论如何改进实验方法和措施，总有重力势能的改变量大于动能的改变量，原因是重锤下落过程中纸带和重锤受到阻力作用。
【分析】解决本题的关键知道实验的原理，验证重力势能的减小量与动能的增加量是否相等．以及知道通过求某段时间内的平均速度表示瞬时速度，注意两图象的斜率绝对值相等，是验证机械能是否守恒的条件。
13．【答案】（1）解：子弹射出的过程：
得：
（2）解：物体落地时竖直方向满足：
解得：
重力的瞬时功率：
【知识点】动量守恒定律；能量守恒定律
【解析】【分析】（1）利用动量守恒结合能量守恒可以求出损失的机械能大小；
（2）利用重力大小结合竖直方向的速度位移公式可以求出重力的瞬时功率大小。
14．【答案】（1）解：根据牛顿第二定律得：
又
可解得：
（2）解：当乙球所受的甲的静电斥力和F大小相等时，乙球的速度最大：
可解得：
（3）解：乙球先做远离甲球的运动，速度先增大后减小，然后又反向做速度先增大后减小的运动，返回到释放点B后，再重复前面的运动，之后就在B点和最远点之间做往复运动
【知识点】库仑定律；牛顿第二定律
【解析】【分析】乙球在释放瞬间竖直方向受力平衡，水平方向受到甲的静电斥力和F，根据牛顿第二定律求出其加速度大小；乙向左先做加速运动后做减速运动，当所受的甲的静电斥力和F大小相等时，乙球的速度最大，可求出两球间的距离；
15．【答案】（1）解：A与B碰撞前后，设A的速度分别是 和
A下滑过程中，机械能守恒，有：
解得： ①
又因A与B碰撞过程中，动量守恒，有：
②
联立①②得
（2）解：碰后，A、B和弹簧组成的系统在运动过程中，机械能守恒。
则有：
又由（1）得
代入解得： ③
（3）解：设物块A在最高点C的速度是
物块A恰能通过圆弧轨道的最高点C点时，重力提供向心力，得：
C点相对于O点的高度，如图所示：
物块从O到C的过程中机械能守恒，得：
设A与B碰撞后共同的速度为 ，碰撞前A的速度为 ，
物块A从P到与B碰撞前的过程中机械能守恒，得：
A与B碰撞的过程中动量守恒，得：
A与B碰撞结束后到O的过程中机械能守恒，得： ⑩
由于A与B不粘连，到达O点时，滑块B开始受到弹簧的拉力，A与B分离。
综合上述式子解得：
【知识点】机械能守恒及其条件；动量守恒定律；能量守恒定律
【解析】【分析】（1）利用机械能守恒结合动量守恒定律可以求出共同速度的大小；
（2）利用能量守恒定律可以求出弹性势能的大小；
（3）利用牛顿得人定律结合机械能守恒可以求出速度的大小。
