永年区第二中学2022-2023学年高一下学期5月月考
物理卷
考试时间:75分钟 满分:100分
学校:______ 姓名:______ 班级:______ 考号:______
注意事项:
1.答题前填写好自己的姓名、班级、考号等信息
2.请将答案正确填写在答题卡上
第Ⅰ卷(选择题)
一、单选题(每题只有一个选项正确,每题4分,共28分)
1.北京正负电子对撞机的储存环可近似看做周长为的圆形轨道,在整个环中运行的电子数目为个,电子的速度是,电子电荷量,则环中的等效电流是( )
A. B. C. D.
2.如图所示,A、B为两块竖直放置的金属板,G是静电计,当开关S合上后,静电计指针会张开一个角度。下列操作可使静电计指针偏角增大的是( )
A.使A、B两板靠近一些
B.使A、B两板正对面积错开一些
C.断开S后,使B板向左平移拉开一些
D.断开S后,使A、B两板正对面积错开一些
3.两个完全相同的带电金属小球相距为d时,可以视为点电荷。两球电荷量分别为和,它们之间的库仑力大小为F。若让两小球接触后再放回原处,则它们之间的库仑力大小变为( )
A. B. C. D.
4.小明同学要研究小灯泡的电阻随电压变化的规律,通过实验作出了小灯泡的图像如图所示。已知待测小灯泡的额定电压为,则小灯泡正常工作时的电阻约为( )
A. B. C. D.
5.生活在尼罗河的反天刀鱼能在其周围产生电场,电场线分布如图所示。M、N、P为电场中的点,下列说法正确的是( )
A.鱼的头部带负电 B.N点电势大于P点电势
C.M点电场强度大于N点电场强度 D.正电荷从N向M运动,其电势能变大
6.电荷量为的点电荷与一正方形均匀带电薄板相距,点电荷到带电薄板的垂线通过板的几何中心O,如图所示,。若B点的电场强度为零,静电力常量为k。则下列说法正确的是( )
A.薄板带正电,A点的电场强度大小为
B.薄板带正电,A点的电场强度大小为
C.薄板带负电,A点的电场强度大小
D.薄板带负电,A点的电场强度大小
7.一匀强电场平行于平面,平面内a、b、c三点位置如图所示,电势分别为10V、18V、26V,下列说法正确的是( )
A.电子在a点的电势能比在b点的低8eV
B.坐标原点处的电势为0V
C.电场强度的大小为
D.电子从b点运动到c点,电场力做功为
二、多选题(每题6分,共18分。每题至少有2个选项正确,多选错选均不得分)
8.物理和生活息息相关,工作、生活中有很多地方与电场知识相关。关于电场知识下列描述正确的是( )
A.图甲中超高压带电作业的工作人员,为了保证他们的安全,他们必须穿上橡胶制成的绝缘衣服
B.图乙中家用煤气灶的点火装置,是根据尖端放电的原理而制成的
C.图丙中是避雷针的示意图,避雷针可以在雷雨天防止建筑物被雷击
D.图丁为静电喷漆的示意图,静电喷漆时使被喷的金属件与油漆雾滴带相同的电荷,这样使油漆与金属表面在静电斥力作用下喷涂更均匀
9.如图所示为四幅典型电场的电场线分布情况。下列说法正确的是( )
A.图甲为等量异种点电荷形成的电场线
B.图乙中离点电荷距离相等的a、b两点电场强度相同
C.图丙中在c点静止释放一正电荷,可以沿着电场线运动到d点
D.图丁中某一电荷放在e点与放到f点,它们的电势能相同
10.如图甲所示,两带电平行板A、B水平放置,上极板A的中央有一小孔.一带电油滴从小孔的正上方的O点处自由落下,穿过小孔后,刚好不与下极板B相碰,在此过程中不计空气阻力。油滴的速度v随时间t变化的关系如图乙所示,重力加速度为。则可知( )
A.在时,油滴刚好穿过A板的小孔 B.在时,油滴刚好返回到O点
C.油滴受到的重力与电场力之比为 D.O点到下极板B的距离为
第Ⅱ卷(非选择题)
三、实验题(11题8分,每空2分;12题8分,每空2分。共计16分)
11.一物理兴趣小组利用图示装置来探究影响电荷间的静电力的因素。A是一个带正电的物体,系在绝缘丝线上的带正电的小球会在静电力的作用下发生偏离,静电力的大小可以通过丝线偏离竖直方向的角度显示出来。他们先后进行了以下操作:
步骤一:把系在丝线上的带电小球先后挂在横杆上的、、等位置,比较小球在不同位置所受带电物体的静电力的大小。
步骤二:使小球处于同一位置,增大或减小小球所带的电荷量,比较小球所受的静电力的大小。
(1)该实验采用的方法是______(填正确选项前的字母)
A.理想实验法 B.控制变量法 C.等效替代法
(2)实验表明,电荷之间的静电力随着电荷量的增大而______,随着距离的增大而______(填“增大”、“减小”或“不变”)
(3)小球的质量用m表示,重力加速度为g,可认为物体A与小球在同一水平线上,当小球偏离竖直方向的角度为时保持静止,小球所受电场力大小为______。
12.一物理兴趣小组在物理实验室找到一根金属棒,棒粗细均匀但未标注材料种类。兴趣小组想通过测量该金属棒的电阻率去判断棒的材料。
实验室提供的器材有:
A.电流表(内阻,满偏电流)
B.电流表(内阻约为,量程为)
C.电压表V(量程,内阻约为)
D.定值电阻
E.滑动变阻器
F.干电池组
G.一个开关和导线若干
H.螺旋测微器,游标卡尺
(1)如图用螺旋测微器测金属棒直径,读数为______;如图用游标卡尺测金属棒长,读数为______。
(2)如果按上图所示的电路测量金属棒的电阻,则测量值比真实值______(填“偏大”或“偏小”)。
(3)为了尽可能精确测量金属棒的阻值,设计出电路图如下图所示。若实验测得电流表示数为,电流表示数为,则金属棒电阻的表达式为______。(用,、,表示)
四、解答题(13题10分,14题10分,15题18分,共计38分。要求写出必要的文字说明和步骤)
13.一带负电的粒子,在静电场中由A点运动到B点,粒子动能增加了。在这过程中,除电场力外,其它力做功为。
(1)求此过程电场力所做的功
(2)求A、B两点间的电势差。
14.如图所示,水平方向的匀强电场中(图中未画出)固定一个光滑的绝缘斜面,斜面倾角为30°。一根绝缘细线的一端固定在天花板上,另一端系有一个带负电的小球A,小球的质量为m、电荷量为q,细线与斜面平行,此时小球与斜面间恰好没有挤压。求匀强电场的电场强度E的大小和方向。
15.XCT扫描机可用于对多种病情的诊断,如图所示是产生X射线部分的示意图。图中M、N板之间有一加速电子束的电场,虚线框内为竖直向上的匀强电场。电子从M板静止开始加速,沿带箭头的实线所示的方向前进,打到水平圆形靶台上的中心点P,产生X射线。已知MN两板间电压为,偏转电场区域水平宽度为,竖直高度足够长,P点距离偏转电场右边界的水平距离为L,MN中电子束距离靶台竖直高度为H,电子重力不计,不考虑电子间的相互作用,不计空气阻力。
(1)若电子电量大小为e,求电子经加速电场的过程中电场力对它做的功W;
(2)求电子束射出偏转电场时的竖直偏转距离;
(3)求偏转电场电场强度的大小E。
参考答案:
1.A 【详解】个电子的总电荷量为,电子运动的周期为,则环中电流为,故选A.
2.D 【详解】AB.图中静电计的金属杆接A板,外壳和B板均接地,静电计显示的是A、B两极板间的电势差,指针张角越大,表示两板间的电势差越大。合上S后,A、B两板与电源两极相连,两板间的电势差始终等于电源电压,静电计指针偏角一定不变。故AB错误;
CD.根据,断开S后,板间距离增大或正对面积减小,都将使电容器的电容变小,而电容器所带电荷量不变,由,可知,两板间的电势差U增大,从而使静电计指针偏角增大。故C错误;D正确。故选D。
3.A 【详解】开始时
让两小球接触后则两球各带电量为,则它们之间的库仑力大小为
故选A。
4.B 【详解】由图可知,电压为时,电流约为,则电阻为
故选B。
5.C 【详解】A.电场线由正极发出,终止与负极,故头部带正电,故A错误;
B.沿电场线方向电势降低且等势线总是垂直于电场线,故N点电势小于P点电势,故B答案错误;
C.电场线越密集的地方电场强度越大,故M点电场强度大于N点电场强度,故C正确;
D.正电荷从N向M运动,电势减小,而正电荷在电势大的地方电势能大,故其电势能变小,故D错误。
故选C。
6.A 【详解】CD.B点的电场强度为零,而的点电荷在B点的电场强度方向由B到O,根据矢量合成可知,薄板在B点的电场强度方向由O到B,则薄板带正电,故CD错误;
AB.B点的电场强度为零,则薄板在点的电场强度大小与的点电荷在B点的电场强度大小相等为
根据对称性,薄板在B点的电场强度大小也为E,方向由O到A,而的点电荷在A点的电场强度方向由O到A,则A点电场强度大小
故A正确,B错误。故选A。
7.C 【详解】A.电子带负电,在电势越低的点,其电势能越大,可知电子在a点的电势能比在b点的高8eV,故A错误;
B.依题意,将ac的中点e与b相连,将a与Ob之间的中点f相连,如图所示;
因是匀强电场,有,有
将e与b相连,可知eb等势线;因为af与be平行,可知a点与f点电势相等,为10V,依题意有
有,故B错误;
C.依题意有,x轴方向的场强大小为
y轴方向的场强大小为
合场强为,故C正确;
D.电子从b点运动到c点,电场力做功为
故D错误。故选C。
8.BC 【详解】A.图甲中超高压带电作业的工作人员,为了保证他们的安全,他们必须穿上金属丝制成的衣服,以起到静电屏蔽的作用,选项A错误;
B.图乙中家用煤气灶的点火装置,是根据尖端放电的原理而制成的,选项B正确;
C.高大的建筑物顶安放避雷针是为了防止静电,在高大建筑物屋顶插入一根尖锐的导体棒地引线与接地装置连接能把静电导走,防止建筑物被雷击,故C正确;
D.静电喷漆时使被喷的金属件与油漆雾滴带相反的电荷,这样使油漆与金属表面在静电引力作用下喷涂更均匀,故D错误。故选BC。
9.AD 【分析】首先知道常见电场的电场线的分布特点,电场线的疏密程度反映电场的强弱,某点切线方向表示该点的场强方向;利用曲线运动的条件,分析静止试探电荷的运动情况.
【详解】电场线从正电荷出发到负电荷终止,由图甲可知,该图为等量异种点电荷形成的电场线.故A正确;电场强度是矢量,由图可知,距离乙点电荷距离相等的a、b两点场强大小相等,但方向不相同.故B错误;电场线不是带电粒子运动的轨迹,由图丙,过c、d的电场线是曲线,则从c点静止释放一正电荷,电荷不能沿着电场线运动到d点.故C错误;该电容器极板之间的电场为匀强电场,由图可知c点与f点在同一个等势面上,所以某一电荷放在e点与放到f点,它们的电势能相同.故D正确.故选AD.
10.AC 【详解】AB.根据题意再结合甲乙两图分析可知,油滴先从O点开始做自由落体运动,在时,油滴刚好穿过A板的小孔,在时,油滴在电场中速度减为零,刚好到达B板(未与之相碰),故A正确,B错误;
C.速度-时间图像的斜率表示物体的加速度,设油滴进入电场时的速度为v,由图乙可知,油滴做自由落体运动时,由牛顿第二定律有
油滴进入电厂后,由牛顿第二定律有
联立以上两式可得
故C正确:
D.时间段内油滴做自由落体运动,则时刻的速度为
而速度-时间图线与时间轴围成的面积表示位移,则可知O点到下极板B的距离为
故D错误。故选AC。
11.B 增大 减小
【详解】(1)[1]此实验中先比较带电量不变时,小球在不同位置所受带电物体静电力的大小。再使小球处于同一位置,增大或减小小球所带的电荷量,比较小球所受静电力的大小,所以采用了控制变量的方法。
故选B。
(2)[2][3]通过实验现象可知,当小球处于同一位置,增大小球所带的电荷量时,细绳的偏转角越大。当小球带电量不变时,小球距离带电物体越远时,细绳的偏转角越小。对小球受力分析可知
所以电荷之间的静电力随着电荷量的增大而增大;随着距离的增大而减小。
(3)[4]当小球静止后,对小球受力分析可知
【点睛】了解控制变量法的应用,掌握影响库仑力的因素。
12.6.123/6.121/6.122/6.124/6.125 10.230 偏小
【详解】(1)[1]螺旋测微器的精确值为0.01mm,由图可知金属丝的直径为
[2]20分度游标卡尺的精确值为0.05mm,由图可知金属棒长度为
(2)[3]由电路图可知,电流表采用外接法,则误差来源于电压表的分流,使得电流表读数大于通过待测电阻的真实电流,根据欧姆定律
可知电阻测量值比真实值偏小。
(3)[4]由电路连接及欧姆定律可得金属棒的电阻为
13.(1) (2)
【详解】(1)对粒子由A点运动到B点的过程利用动能定理:
得:
(2)A、B两点间的电势差:
14.,方向向左
【详解】由题意,根据平衡条件,球A受的电场力应该水平向右,故电场强度方向水平向左;对于A球受力如图
则有 解得 方向向左
15.(1); (2); (3)
【详解】(1)电子经加速电场的过程中电场力对它做的功
(2)根据类平抛运动速度反向延长线过水平位移中点可知,速度偏转角度正切为
是位移偏转角正切值的2倍,所以
解得
(3)电子在加速电场中运动过程,根据动能定理有
电子偏转时做类平抛运动,水平方向有
竖直方向有
由牛顿第二定律得
根据类平抛运动速度反向延长线过水平位移中点可知,速度偏转角度正切为
解得
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