石嘴山市重点中学2023-2024学年高二上学期9月月考
物理试卷
本试卷共120分,考试时间120分钟。
第Ⅰ卷(选择题 共72分)
一、单项选择题(每题3分,共16小题,共48分。每题只有一项是正确的,选对得3分,错选、不选得0分)
1. 关于起电,下列说法正确的是( )
A. 摩擦起电是电荷的转移
B. 接触起电可能是产生电荷的过程
C. 感应起电时,由于带电体和被感应导体不接触,所以一定是产生了电荷
D. 摩擦起电和感应起电都可能是创造了电荷
2. 关于点电荷的说法,正确的是( )
A. 只有体积很小的带电体才能看作点电荷
B. 体积很大的带电体不能看作点电荷
C. 当带电体电荷量很小时,可看作点电荷
D. 当两个带电体的大小及形状对它们之间的相互作用力的影响可忽略时,这两个带电体可看作点电荷
3. 如图所示,验电器带有少量正电荷,将一带负电的小球从远处逐渐靠近验电 器的金属球.此过程中,可能看到金属箔片张开的角度
A. 不断增大
B. 先减小至零后逐渐增大
C. 先增大,后减小
D. 先增大,后不变
4. 真空中两个点电荷Q1、Q2,它们间的作用力为F,下列做法可以使它们间的作用力变为1.5F的是
A. 使Q1变为原来的2倍,Q2变为原来的3倍,同时使它们间距离变为原来的2倍
B. 使Q1变为原来的4倍,Q2变为原来的1.5倍,同时使它们间距离变为原来的3倍
C. 使每一个电荷电量都变为原来的1.5倍,间距也变为1.5倍
D. 保持它们的电量不变,使它们间的距离变为原来的1.5倍
5. 如图所示的是在一个电场中的abcd四个点分别引入检验电荷时,电荷所受的电场力F跟引入的电荷电量之间的函数关系,下列说法正确的是( )
A. 该电场是匀强电场
B. a、b、c、d四点的电场强度大小关系是Ed>Eb>Ea>Ec
C. 这四点的场强大小关系是Eb>Ea>Ec>Ed
D. 无法比较E值大小
6. 一带负电荷的质点,在电场力作用下沿曲线abc从a运动到c,已知质点的速率是递减的.关于b点电场强度E的方向,下列图示中可能正确的是(虚线是曲线在b点的切线)
A. B.
C. D.
7. 如图所示,直角三角形ABC中∠B=30°,点电荷A、B所带电荷量分别为QA、QB,测得在C处的某正点电荷所受静电力方向平行于AB向左,则下列说法正确的是( )
A. A带正电,QA∶QB=1∶8
B. A带负电,QA∶QB=1∶8
C. A带正电,QA∶QB=1∶4
D A带负电,QA∶QB=1∶4
8. 在如图所示的四种电场中,分别标记有a、b两点。其中a、b两点电场强度大小相等、方向相反的是( )
A. 甲图中与点电荷等距的a、b两点
B. 乙图中两等量异种电荷连线的中垂线上与连线等距的a、b两点
C. 丙图中两等量同种电荷连线的中垂线上与连线等距的a、b两点
D. 丁图中非匀强电场中的a、b两点
9. A、B是一条电场线上的两个点,一负点电荷仅在静电力作用下以一定的初速度从A点沿电场线运动到B点,其图像如图所示。则此电场的电场线分布可能是( )
A. B. C. D.
10. 如右图,M、N和P是以MN为直径的半圆弧上的三点,点为半圆弧的圆心,.电荷量相等、符号相反的两个电荷分别置于M、N两点,这时点电场强度的大小为E1;若将N点处的点电荷移至P点,则点的场强大小变为E2.E1与E2之比为( )
A. 1:2 B. 2:1 C. D.
11. 在静电场中,一个带电荷量的负电荷从A点移动到B点,在这过程中,除电场力外其他力做的功为,质点的动能增加了,则两点间的电势差大小为( )
A. B. C. D.
12. 如图所示,虚线a、b、c代表电场中三个等势面,相邻等势面之间的电势差相等,即Uab=Ubc,实线为一带正电的质点(不计重力),仅在电场力作用下通过该区域时的运动轨迹,M、N是这条轨迹上的两点,据此可知不正确的是( )
A. 三个等势面中的,a的电势最高
B. 带电质点在M点具有的电势能比在N点具有的电势能大
C. 带电质点通过M点时的动能比通过N点时大
D. 带电质点通过M点时的加速度比通过N点时大
13. 质子()、α粒子()、钠离子(Na+)三个粒子分别从静止状态经过电压为U的同一电场加速后,获得动能最大的是( )
A. 质子()
B. α粒子()
C. 钠离子(Na+)
D. 都相同
14. 质量为m1、m2的小球分别带同种电荷q1和q2,它们用等长的细线吊在同一点O,由于静电斥力的作用,使m1球靠在竖直光滑墙上,m1球的拉线l1呈竖直方向,使m2球的拉线l2与竖直方向成θ角,m1、m2均处于静止,如图所示.由于某种原因,m2球的带电量q2逐渐减少,于是两球拉线之间夹角θ也逐渐小直到零.在θ角逐渐减小的过程中,关于l1、l2中的张力FT1、FT2的变化是( )
A. FT1不变,FT2不变
B FT1不变,FT2变小
C. FT1变小,FT2变小
D. FT1变小,FT2不变
15. 如图所示,M、N为两个等量同种电荷,在其连线的中垂线上的P点放一静止的负电荷q(点电荷),不计重力,下列说法中正确的是( )
A. 点电荷在从P到O的过程中,加速度越来越大,速度也越来越大
B. 点电荷在从P到O的过程中,加速度越来越小,速度越来越大
C. 点电荷运动到O点时加速度为零,速度达最大值
D. 点电荷越过O点后,速度越来越小,加速度越来越大,直到粒子速度为零
16. 如图所示,A、B 为平行金属板,两板相距为 d,分别与电源两极相连,两板的中央各有一小孔 M 和 N.今有一带电质点,自 A 板上方相距为 d 的 P 点由静止自由下落(P、M、N 在同一竖直线上),空 气阻力忽略不计,到达 N 孔时速度恰好为零,然后沿原路返回.若保持两极板间的电压不变,则下列说法错误的是( )
A. 把 A 板向上平移一小段距离,质点自 P 点自由下落后仍能返回
B. 把 A 板向下平移一小段距离,质点自 P 点自由下落后将穿过 N 孔继续下落
C. 把 B 板向上平移一小段距离,质点自 P 点自由下落后仍能返回
D. 把 B 板向下平移一小段距离,质点自 P 点自由下落后将穿过 N 孔继续下落
二、多项选择题(本题6小题,每小题4分,共24分.在每小题给出的四个选项中,至少有两个选项符合题意.全对得4分,选不全得2分,有错选或不答的得0分)
17. 如图所示,不带电的枕形导体的A、B紧密接触并放在绝缘桌面上,A、B两端各贴有一对金箔.当枕形导体的A端靠近一带电导体C时( )
A. A端金箔张开,B端金箔也张开
B. 用手触摸枕形导体A端后,A端金箔闭合,B端金箔仍张开
C 用手触摸枕形导体B端后,将手和C都移走,两对金箔均张开
D. 用手触摸枕形导体B端后,仅将手移走,两对金箔均张开
18. 如图所示,在水平向右的匀强电场中,一带电金属块由静止开始沿绝缘斜面下滑,已知在金属块下滑的过程中动能增加了10J,金属块克服摩擦力做功5J,重力做功20J,则以下判断正确的是( )
A. 电场力做功5J B. 合力做功15J
C. 金属块的机械能减少10J D. 金属块的电势能增加5J
19. 如图所示,在一条直线上有两个相距0.4 m的点电荷A、B ,A带电荷量为+Q, B带电荷量为-9Q .现引入第三个点电荷C,恰好使三个点电荷都处于平衡状态, 则下列判断正确的是( )
A. 在AB连线的延长线上A点左边,距A点0.2 m处放一个正电荷
B. 在AB连线之间,无论在什么地方、放什么电荷,都不可能使三个点电荷处于平衡状态
C. 在AB连线的延长线上B点右边,距B点0.2 m处放一个正电荷
D. 在AB连线的延长线上A点左边,距A点0.2 m处放一个负电荷
20. 一平行板电容器充电后与电源断开,负极板接地.两板间有一个正电荷固定在P点,如图所示,以E表示两板间的场强,U表示电容器两板间的电压,W表示正电荷在P点的电势能,若保持负极板不动,将正极板向下移到图示的虚线位置则( )
A. U变小,E不变 B. E变小,W不变
C. U变小,W不变 D. U不变,W不变
21. 一匀强电场的方向平行于xOy平面,平面内a、b、c三点的位置如图所示,三点的电势分别为10V、12V、18V。下列说法正确的( )
A. 电场强度的大小为V/cm
B. 坐标原点处的电势为4V
C. 电子在a点的电势能比在b点的低2eV
D. 电子从b点运动到c点,电场力做功为6eV
22. 初速度为0的电子经电压U1加速后,垂直射入偏转电场,离开电场时的偏移量是Y,偏转板间距d,偏转电压为U2,板长为L,为了提高偏转的灵敏度(每单位偏转电压引起的偏移量),可采用下列哪些办法 ( )
A. 增大偏转电压U2 B. 尽可能使板长L长一些
C. 尽可能使d小一些 D. 使加速电压U1变小一些
第Ⅱ卷 (非选择题 共48分)
三、填空题(每空1分,共12分)
23. 某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。该兴趣小组分别进行了以下操作:
步骤一:把系在丝线上的带电小球先后挂在横杆上的P1、P2、P3等位置处,比较小球在不同位置所受的静电力的大小;
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距离的减小而________,随着电荷量的增大而________。(均选填“增大”“减小”或“不变”)
四、计算题(共36分),解答应写出必要的文字说明、方程式或重要的演算步骤,只写出最后答案不得分。有单位的数值,答案必须写出单位,否则不得分。)(重力加速度g取10m/s2)
24. 将带电荷量为6×10-6C的负电荷从电场中的A点移到B点,克服静电力做了3×10-5J的功,再从B点移到C点,静电力做了1.2×10-5J的功,则:
(1)电荷从A点移到B点,再从B点移到C点的过程中电势能改变了多少?
(2)如果规定A点的电势能为零,则该电荷在B点和C点的电势能分别为多少?
(3)如果规定B点的电势能为零,则该电荷在A点和C点的电势能分别为多少?
25. 如图所示的匀强电场中,有三点,,其中沿电场线方向,和电场线方向成角,一个电荷量为的正电荷从移到电场力做功为。求:
(1)匀强电场的电场强度。
(2)电荷从移到,电场力做的功。
(3)两点间的电势差。
26. 如图所示,把一个带正电荷Q的小球A固定在绝缘支座上,另一个质量为m,带电量也为Q的带正电的小球B,用绝缘细线悬于O点,B球处于静止状态,细线与竖直方向的夹角为,A、B均视为点电荷,已知A和B位于距地面高为h的水平线上,且OA=OB.求:
(1)小球B所受到的库仑力的大小及A、B两小球间的距离;
(2)A、B两小球在O点产生的合场强的大小及方向.
27. 如图所示,光滑绝缘杆竖直放置,它与以正点电荷Q为圆心的某一圆周交于B、C两点,质量为m,带电荷量为-q的有孔小球从杆上的A点无初速度下滑,已知q<28. 如图所示,一真空示波管电子从灯丝K发出(初速度不计),经灯丝与A板间的加速电场加速,从A板中心孔沿中心线KO射出,然后进入两块平行金属板M、N形成的偏转电场中(偏转电场可视为匀强电场),电子进入M、N间电场时的速度与电场方向垂直,电子经过电场后打在荧光屏上的P点。已知加速电压为U1,M、N两板间的电压为U2,两板间的距离为d,板长为L,偏转电场的右端到荧光屏的距离为x,电子的质量为m,电荷量为e,不计电子重力。
(1)求电子穿过A板时的速度大小v0;
(2)求电子从偏转电场射出时的侧移量y;
(3)求OP的距离Y。
29. 已充电的平行板电容器与静电计连接如图所示,电容器极板上的电荷量不变。当板间距离增大时(如图甲),静电计指针的偏角将________,板间电势差将________,电容器的电容将________,说明电容器的电容跟板间距离成反比;当正对面积减小时(如图乙),静电计的偏角将________,板间电势差将________,电容将________,说明电容器的电容跟正对面积成正比;当两板间插入电介质时(如图丙),静电计的偏角将________,板间电势差将________,电容将________,说明电容器的电容跟两板间的电介质有关。
石嘴山市重点中学2023-2024学年高二上学期9月月考
物理试卷 答案解析
本试卷共120分,考试时间120分钟。
第Ⅰ卷(选择题 共72分)
一、单项选择题(每题3分,共16小题,共48分。每题只有一项是正确的,选对得3分,错选、不选得0分)
1. 关于起电,下列说法正确的是( )
A. 摩擦起电是电荷的转移
B. 接触起电可能是产生电荷过程
C. 感应起电时,由于带电体和被感应导体不接触,所以一定是产生了电荷
D. 摩擦起电和感应起电都可能是创造了电荷
【答案】A
【解析】
【分析】
【详解】A.摩擦起电的实质是电子从一个物体转移到另一个物体,即说明了电荷可以从一个物体转移到另一个物体,并没有产生电荷,物体带负电荷是因为在摩擦过程中此物体得到电子,故A正确;
B.接触起电是电荷转移的过程,没有产生电荷,故B错误;
C.感应起电过程电荷在电场力作用下,电荷从物体的一部分转移到另一个部分,总的电荷量并没有改变,故C错误;
D.摩擦起电和感应起电的过程都是电子的转移,都没有创造了电荷,故D错误。
故选A。
2. 关于点电荷的说法,正确的是( )
A. 只有体积很小的带电体才能看作点电荷
B. 体积很大的带电体不能看作点电荷
C. 当带电体电荷量很小时,可看作点电荷
D. 当两个带电体的大小及形状对它们之间的相互作用力的影响可忽略时,这两个带电体可看作点电荷
【答案】D
【解析】
【详解】试题分析:任何带电体都有形状和大小,其上电荷也不会集中在一点上,当带电体间的距离比他们自身的大小大的多,以至带电体的形状、大小及电荷分布状况对他们之间的作用力的影响可以忽略时,这样的带电体就可以看做带电的点,叫做点电荷,他是一种理想化的模型,D对.
考点:点电荷.
【名师点睛】对点电荷的理解:
1 . 点电荷是理想化的物理模型:点电荷只有电荷量,没有大小、形状,类似于力学中的质点,实际并不存在.
2 . 一个带电体能否看做点电荷,是相对于具体问题而言的,不能单凭其大小和形状决定.
3. 如图所示,验电器带有少量正电荷,将一带负电的小球从远处逐渐靠近验电 器的金属球.此过程中,可能看到金属箔片张开的角度
A. 不断增大
B. 先减小至零,后逐渐增大
C. 先增大后减小
D. 先增大,后不变
【答案】B
【解析】
【详解】带有负电荷的小球慢慢靠近一个带有少量正电荷的验电器金属球,根据异种电荷相互吸引得出金属箔所带电荷变少,所以金属箔的夹角减小,随小球的靠近,验电器的金属球上的正电荷越来越多,所以金属箔上将开始带上负电荷,随负电荷的增加多,此时验电器金属箔的张角也开始变大,即金属箔的夹角增大,故ACD错误,B正确.
4. 真空中两个点电荷Q1、Q2,它们间的作用力为F,下列做法可以使它们间的作用力变为1.5F的是
A. 使Q1变为原来的2倍,Q2变为原来的3倍,同时使它们间距离变为原来的2倍
B. 使Q1变为原来4倍,Q2变为原来的1.5倍,同时使它们间距离变为原来的3倍
C. 使每一个电荷电量都变为原来的1.5倍,间距也变为1.5倍
D. 保持它们的电量不变,使它们间的距离变为原来的1.5倍
【答案】A
【解析】
【详解】由库仑定律可知:;使Q1变为原来的2倍,Q2变为原来的3倍,同时使它们间距离变为原来的2倍;则F==1.5F;故A正确;使Q1变为原来的4倍,Q2变为原来的1.5倍,同时使它们间距离变为原来的3倍;F变为原来的2/3倍;故B错误;使每一个电荷电量都变为原来的1.5倍,间距也变为1.5倍;则库仑力与原来相等;故C错误;保持电量不变,使它们间距离变为原来1.5倍则距离变为原来的4/9倍;故D错误;故选A.
【点睛】本题考查库仑定律的应用,要注意明确库仑力与电量的乘积成正比,与距离的平方成反比.
5. 如图所示的是在一个电场中的abcd四个点分别引入检验电荷时,电荷所受的电场力F跟引入的电荷电量之间的函数关系,下列说法正确的是( )
A. 该电场是匀强电场
B. a、b、c、d四点的电场强度大小关系是Ed>Eb>Ea>Ec
C. 这四点的场强大小关系是Eb>Ea>Ec>Ed
D. 无法比较E值大小
【答案】B
【解析】
【分析】
【详解】图线斜率的绝对值
所以可以使用直线的斜率表示电场强度的大小,d图线斜率的绝对值最大,所以d点的电场强度最大,c图线斜率的绝对值最小,电场强度的最小.所以四点场强的大小关系是
故B正确,ACD错误.
故选B.
6. 一带负电荷的质点,在电场力作用下沿曲线abc从a运动到c,已知质点的速率是递减的.关于b点电场强度E的方向,下列图示中可能正确的是(虚线是曲线在b点的切线)
A. B.
C. D.
【答案】D
【解析】
【详解】A、电荷做曲线运动,电场力与速度方向不在同一直线上,应指向轨迹弯曲的内侧,不可能沿轨迹的切线方向,则场强也不可能沿轨迹的切线方向.故A错误.
B、负电荷所受的电场力方向与场强方向相反,图中电场力方向与速度方向的夹角为锐角,电场力做正功,电荷的速率增大,与题不符.故B错误.
C、图中场强方向指向轨迹的内侧,则电场力指向轨迹的外侧,电荷的轨迹应向上弯曲,不可能沿如图的轨迹运动.故C错误.
D、图中场强方向指向轨迹的外侧,则电场力指向轨迹的内侧,而且电场力方向与电荷的速度方向成钝角,电场力做负功,电荷的速率减小,符合题意.故D正确.
7. 如图所示,直角三角形ABC中∠B=30°,点电荷A、B所带电荷量分别为QA、QB,测得在C处的某正点电荷所受静电力方向平行于AB向左,则下列说法正确的是( )
A. A带正电,QA∶QB=1∶8
B. A带负电,QA∶QB=1∶8
C. A带正电,QA∶QB=1∶4
D. A带负电,QA∶QB=1∶4
【答案】B
【解析】
【详解】要使C处的正点电荷所受静电力方向平行于AB向左,该正点电荷所受力的情况应如图所示,所以A带负电,B带正电。设A、C间的距离为L,则B、C间的距离为2L。
即
解得
故B正确,ACD错误。
故选B。
8. 在如图所示的四种电场中,分别标记有a、b两点。其中a、b两点电场强度大小相等、方向相反的是( )
A. 甲图中与点电荷等距的a、b两点
B. 乙图中两等量异种电荷连线的中垂线上与连线等距的a、b两点
C. 丙图中两等量同种电荷连线的中垂线上与连线等距的a、b两点
D. 丁图中非匀强电场中的a、b两点
【答案】C
【解析】
【详解】A.电场线的切线方向表示电场强度的方向,a、b两点的电场强度大小相等,方向分别沿a、b点切线向外,不是相反,故A错误;
B.a、b两点的电场强度大小相等,方向分别沿a、b点切线向右,所以两点电场强度大小相等,方向相同,故B错误;
C.a、b两点的电场强度大小相等,a点电场强度方向竖直向上,b点电场强度方向竖直向下,故C正确;
D.a点的电场强度大于b点的电场强度,方向分别沿a、b点切线斜向右下方,故D错误。
故选C。
9. A、B是一条电场线上的两个点,一负点电荷仅在静电力作用下以一定的初速度从A点沿电场线运动到B点,其图像如图所示。则此电场的电场线分布可能是( )
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】
【详解】负点电荷在静电力的作用下由A运动到B,由图像可知,负点电荷做加速度逐渐增大的减速运动。由牛顿第二定律可知静电力越来越大,即A运动到B的过程中,电场强度越来越大,电场线分布越来越密。又由于负电荷所受静电力方向与速度方向相反,故场强方向为由A到B。
故选A。
10. 如右图,M、N和P是以MN为直径的半圆弧上的三点,点为半圆弧的圆心,.电荷量相等、符号相反的两个电荷分别置于M、N两点,这时点电场强度的大小为E1;若将N点处的点电荷移至P点,则点的场强大小变为E2.E1与E2之比为( )
A. 1:2 B. 2:1 C. D.
【答案】B
【解析】
【详解】试题分析:由得:;若将N点处的点电荷移至P点,则O点的场强大小变为E2,知两点电荷在O点的场强夹角为1200,由矢量的合成知,得:,B对
11. 在静电场中,一个带电荷量的负电荷从A点移动到B点,在这过程中,除电场力外其他力做的功为,质点的动能增加了,则两点间的电势差大小为( )
A. B. C. D.
【答案】D
【解析】
详解】根据功能关系得
则A、B两点间的电势差为
故A、B、C错误,D正确。
故选D。
12. 如图所示,虚线a、b、c代表电场中三个等势面,相邻等势面之间的电势差相等,即Uab=Ubc,实线为一带正电的质点(不计重力),仅在电场力作用下通过该区域时的运动轨迹,M、N是这条轨迹上的两点,据此可知不正确的是( )
A. 三个等势面中的,a的电势最高
B. 带电质点在M点具有的电势能比在N点具有的电势能大
C. 带电质点通过M点时的动能比通过N点时大
D. 带电质点通过M点时的加速度比通过N点时大
【答案】C
【解析】
【详解】A.质点所受的电场力指向轨迹内侧,由于质点带正电,因此电场线指向右下方,根据沿电场线电势降低,则知a等势线的电势最高,故A正确;
BC.根据质点的受力情况可知,从M到N过程中电场力做正功,电势能降低,动能增大,故B正确,C错误;
D.等差等势面中等势面密的地方电场线也密,则M点场强大,质点所受的电场力大,加速度大,故D正确;
本题选错误的,故选C。
13. 质子()、α粒子()、钠离子(Na+)三个粒子分别从静止状态经过电压为U的同一电场加速后,获得动能最大的是( )
A. 质子()
B. α粒子()
C. 钠离子(Na+)
D. 都相同
【答案】B
【解析】
【详解】根据动能定理,可得
由于U相同,α粒子带2个单位的正电荷,电荷量最大,所以α粒子获得的动能最大。
故选B。
14. 质量为m1、m2的小球分别带同种电荷q1和q2,它们用等长的细线吊在同一点O,由于静电斥力的作用,使m1球靠在竖直光滑墙上,m1球的拉线l1呈竖直方向,使m2球的拉线l2与竖直方向成θ角,m1、m2均处于静止,如图所示.由于某种原因,m2球的带电量q2逐渐减少,于是两球拉线之间夹角θ也逐渐小直到零.在θ角逐渐减小的过程中,关于l1、l2中的张力FT1、FT2的变化是( )
A. FT1不变,FT2不变
B. FT1不变,FT2变小
C. FT1变小,FT2变小
D. FT1变小,FT2不变
【答案】D
【解析】
【详解】小球B的受力情况如图所示,重力m2g、悬线张力FT、库仑斥力F,这三个力的合力为0.因此这三个力构成封闭的力的三角形,且正好与几何三角形OAB相似,有:因为OA=OB,所以FT2=m2g.即FT2与θ无关,由于库仑力的减小,导致B球受到A球的库仑力大小减小,且方向趋于水平,则有FT1变小.因此D正确,ABC错误.故选D.
【点睛】本题从小球的受力分析出发寻求正确的答案,采用三角形相似法处理,比较简单,也可以运用函数法研究.
15. 如图所示,M、N为两个等量同种电荷,在其连线的中垂线上的P点放一静止的负电荷q(点电荷),不计重力,下列说法中正确的是( )
A. 点电荷在从P到O的过程中,加速度越来越大,速度也越来越大
B. 点电荷在从P到O的过程中,加速度越来越小,速度越来越大
C. 点电荷运动到O点时加速度为零,速度达最大值
D. 点电荷越过O点后,速度越来越小,加速度越来越大,直到粒子速度为零
【答案】C
【解析】
【详解】ABC.由等量同种电荷周围的电场线的分布可知,O点场强为零,从O点沿着中垂线向无穷远处延伸,场强先增大后减小,所以点电荷在从P到O的过程中,加速度可能先增大后减小,也有可能一直减小,但速度一直增大,点电荷q在O点所受电场力的合力为零,加速度为零,速度达到最大,故C正确,AB错误;
D.同理,点电荷越过O点后,加速度可能先增大后减小,也有可能一直增大,但速度越来越小直到为零,故D错误。
故选C。
16. 如图所示,A、B 为平行金属板,两板相距为 d,分别与电源两极相连,两板的中央各有一小孔 M 和 N.今有一带电质点,自 A 板上方相距为 d 的 P 点由静止自由下落(P、M、N 在同一竖直线上),空 气阻力忽略不计,到达 N 孔时速度恰好为零,然后沿原路返回.若保持两极板间的电压不变,则下列说法错误的是( )
A. 把 A 板向上平移一小段距离,质点自 P 点自由下落后仍能返回
B. 把 A 板向下平移一小段距离,质点自 P 点自由下落后将穿过 N 孔继续下落
C. 把 B 板向上平移一小段距离,质点自 P 点自由下落后仍能返回
D. 把 B 板向下平移一小段距离,质点自 P 点自由下落后将穿过 N 孔继续下落
【答案】B
【解析】
【详解】A.由题设条件,由动能定理得:
则知电场力做功等于重力做功的大小.把A板向上平移一小段距离,质点自P点自由下落,根据动能定理知:
小球到达N点速度为零然后返回原点.故A正确,不符合题意.
B.将A板向下移动一小段距离,根据动能定理知:
小球到达N点速度为零然后返回原点.故B错误,符合题意.
C. 把B板向上平移一小段距离,根据动能定理知
h<2d
<0
知小球未到达N点速度已减为零,然后返回.故C正确,不符合题意.
D.把B板向下平移一小段距离后,根据动能定理知
h>2d
>0
知小球到达N点速度不为零,小球会穿过N孔继续下落.故D正确,不符合题意.
二、多项选择题(本题6小题,每小题4分,共24分.在每小题给出的四个选项中,至少有两个选项符合题意.全对得4分,选不全得2分,有错选或不答的得0分)
17. 如图所示,不带电的枕形导体的A、B紧密接触并放在绝缘桌面上,A、B两端各贴有一对金箔.当枕形导体的A端靠近一带电导体C时( )
A. A端金箔张开,B端金箔也张开
B. 用手触摸枕形导体A端后,A端金箔闭合,B端金箔仍张开
C. 用手触摸枕形导体B端后,将手和C都移走,两对金箔均张开
D. 用手触摸枕形导体B端后,仅将手移走,两对金箔均张开
【答案】AC
【解析】
【详解】金属导体处在正电荷的电场中,由于静电感应现象,枕形导体的右端要感应出正电荷,导体的左端会出现负电荷,所以导体两端的验电箔都张开,且左端带负电,右端带正电,故A正确.用手触摸枕形导体后,大地上电子跑到导体上,将B端的正电荷中和,而A端所受的负电荷增大,所以A端金箔仍张开,B端金箔闭合,故B错误.用手触摸枕形导体后,将手和C都移走,由于感应起电,枕形导体带负电,而且A、B两端都带负电,所以两对金箔均张开,故C正确.用手触摸枕形导体后,仅将手移走,由于感应起电,枕形导体A端带负电, B端不带电,所以A端金箔张开,B端金箔闭合,故D错误.故选AC.
18. 如图所示,在水平向右的匀强电场中,一带电金属块由静止开始沿绝缘斜面下滑,已知在金属块下滑的过程中动能增加了10J,金属块克服摩擦力做功5J,重力做功20J,则以下判断正确的是( )
A. 电场力做功5J B. 合力做功15J
C. 金属块的机械能减少10J D. 金属块的电势能增加5J
【答案】CD
【解析】
【详解】B.根据动能定理
其中动能增量
故B错误;
AD.重力做正功
摩擦力做负功
故电场力做功
即电场力做功,电势能增加5 J,故A错误,D正确;
C.除重力外电场力与摩擦力做的总功为-10J,机械能减少10J,故C正确。
故选CD。
19. 如图所示,在一条直线上有两个相距0.4 m的点电荷A、B ,A带电荷量为+Q, B带电荷量为-9Q .现引入第三个点电荷C,恰好使三个点电荷都处于平衡状态, 则下列判断正确的是( )
A. 在AB连线的延长线上A点左边,距A点0.2 m处放一个正电荷
B. 在AB连线之间,无论在什么地方、放什么电荷,都不可能使三个点电荷处于平衡状态
C. 在AB连线的延长线上B点右边,距B点0.2 m处放一个正电荷
D. 在AB连线的延长线上A点左边,距A点0.2 m处放一个负电荷
【答案】BD
【解析】
【详解】三个电荷要平衡,必须三个电荷的一条直线,外侧二个电荷相互排斥,中间电荷吸引外侧两个电荷,所以外侧两个电荷距离大,要平衡中间电荷的拉力,必须外侧电荷电量大,中间电荷电量小,所以C必须为负电,在A的左侧.设C所在位置与A的距离为r,则C所在位置与B的距离为L+r,要能处于平衡状态,所以A对C的电场力大小等于B对C的电场力大小,设C的电量为q.则有
代入数据解得:r=0.2m.对点电荷A,其受力也平衡,则有
解得
故AC错误,D正确.在AB连线之间,无论在什么地方,该电荷所受的库仑力均指向同一方向,不可能平衡,故B正确。
故选BD。
20. 一平行板电容器充电后与电源断开,负极板接地.两板间有一个正电荷固定在P点,如图所示,以E表示两板间的场强,U表示电容器两板间的电压,W表示正电荷在P点的电势能,若保持负极板不动,将正极板向下移到图示的虚线位置则( )
A. U变小,E不变 B. E变小,W不变
C. U变小,W不变 D. U不变,W不变
【答案】AC
【解析】
【详解】平行板电容器充电后与电源断开所带电量不变,当极板距离减小时,根据电容决定式知,d减小,则电容C增大;根据知,U减小.电场强度,知电场强度不变,所以P与负极板间的电势差不变,则P点的电势Φ不变,电势能W不变.
A.U变小,E不变,与结论相符,选项A正确;
B.E变小,W不变,与结论不相符,选项B错误;
C.U变小,W不变,与结论相符,选项C正确;
D.U不变,W不变,与结论不相符,选项D错误;
21. 一匀强电场的方向平行于xOy平面,平面内a、b、c三点的位置如图所示,三点的电势分别为10V、12V、18V。下列说法正确的( )
A. 电场强度的大小为V/cm
B. 坐标原点处的电势为4V
C. 电子在a点的电势能比在b点的低2eV
D. 电子从b点运动到c点,电场力做功为6eV
【答案】ABD
【解析】
【详解】A.将电场强度分解为水平和竖直,x轴方向
沿y轴方向
则合场强
故A正确;
B.在匀强电场中,平行等距的两线段电势差相等,故
解得坐标原点处的电势为4V,故B正确;
C.电子在a点电势能
电子在b点电势能
电子在a点的电势能比在b点的高2eV,故C错误;
D.电子在b点到c点电场力做功为
故D正确。
故选ABD。
22. 初速度为0的电子经电压U1加速后,垂直射入偏转电场,离开电场时的偏移量是Y,偏转板间距d,偏转电压为U2,板长为L,为了提高偏转的灵敏度(每单位偏转电压引起的偏移量),可采用下列哪些办法 ( )
A. 增大偏转电压U2 B. 尽可能使板长L长一些
C. 尽可能使d小一些 D. 使加速电压U1变小一些
【答案】BCD
【解析】
【详解】电子在加速电场中加速,根据动能定理有
电子在偏转电场中做类平抛运动,水平方向有
竖直方向上有
联立以上式子求得:每单位偏转电压引起的偏移量
显然,要提高偏转的灵敏度,尽可能使板长L长一些,或尽可能使d小一些,或使加速电压变小一些,与U2大小无关。
故选BCD。
第Ⅱ卷 (非选择题 共48分)
三、填空题(每空1分,共12分)
23. 某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。该兴趣小组分别进行了以下操作:
步骤一:把系在丝线上的带电小球先后挂在横杆上的P1、P2、P3等位置处,比较小球在不同位置所受的静电力的大小;
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距离的减小而________,随着电荷量的增大而________。(均选填“增大”“减小”或“不变”)
【答案】 ①. B ②. 增大 ③. 增大
【解析】
【详解】(1)[1]此实验中比较小球在不同位置所受带电物体的静电力的大小,再使小球处于同一位置,增大或减小小球所带的电荷量,比较小球所受的静电力的大小,所以是采用了控制变量的方法。
故选B。
(2)[2][3]小球静止时,设丝线与竖直方向的夹角为,对小球进行受力分析,根据平衡条件可得
由于实验中小球的质量不变,所以可以根据小球摆角的大小变化,判断出小球所受静电力随着距离的减小而逐渐增大,电荷之间的静电力随着电荷量的增大而增大。
四、计算题(共36分),解答应写出必要的文字说明、方程式或重要的演算步骤,只写出最后答案不得分。有单位的数值,答案必须写出单位,否则不得分。)(重力加速度g取10m/s2)
24. 将带电荷量为6×10-6C的负电荷从电场中的A点移到B点,克服静电力做了3×10-5J的功,再从B点移到C点,静电力做了1.2×10-5J的功,则:
(1)电荷从A点移到B点,再从B点移到C点的过程中电势能改变了多少?
(2)如果规定A点的电势能为零,则该电荷在B点和C点的电势能分别为多少?
(3)如果规定B点的电势能为零,则该电荷在A点和C点的电势能分别为多少?
【答案】(1)增加了1.8×10-5J;(2)3×10-5J、1.8×10-5J;(3)-3×10-5J,-1.2×10-5J
【解析】
【详解】(1)电荷从A点移到B点,再从B点移到C点的过程中,静电力做功
WAC=WAB+WBC =-1.8×10-5J
由功能关系,可知电势能增加了1.8×10-5J。
(2)如果规定A点的电势能为零,由公式得该电荷在B点的电势能为
EpB=EpA-WAB=0-WAB=3×10-5J
同理,C点的电势能为
EpC=EpA-WAC=0-WAC=1.8×10-5J
(3)如果规定B点的电势能为零,则该电荷在A点的电势能为
EpA′=EpB′+WAB=0+WAB=-3×10-5J
C点的电势能为
EpC′=EpB′-WBC=0-WBC=-1.2×10-5J
25. 如图所示的匀强电场中,有三点,,其中沿电场线方向,和电场线方向成角,一个电荷量为的正电荷从移到电场力做功为。求:
(1)匀强电场的电场强度。
(2)电荷从移到,电场力做的功。
(3)两点间的电势差。
【答案】(1)60V/m;(2)1.44×10-7 J;(3)6.6V
【解析】
【详解】(1)设a、b两点间距离为d,有
W1=qE·d
得
E==V/m=60 V/m
(2)设b、c两点沿场强方向距离为d1,有
d1=bc·cos60°
W2=qE·d1
得
W2=qE·bc·cos60°=4×10-8×60×12×10-2×0.5 J=1.44×10-7 J
(3)两点间的电势差
26. 如图所示,把一个带正电荷Q的小球A固定在绝缘支座上,另一个质量为m,带电量也为Q的带正电的小球B,用绝缘细线悬于O点,B球处于静止状态,细线与竖直方向的夹角为,A、B均视为点电荷,已知A和B位于距地面高为h的水平线上,且OA=OB.求:
(1)小球B所受到的库仑力的大小及A、B两小球间的距离;
(2)A、B两小球在O点产生的合场强的大小及方向.
【答案】(1), ;(2) ,方向沿AB的中垂线向上
【解析】
【分析】(1)B球受到重力、线的拉力和电场力而平衡,根据B球受力平衡,由平衡条件求出库仑力,然后由库仑定律即可求出距离;
(2)根据库仑定律分析即可求出在O点产生的合场强的大小及方向.
【详解】(1) 对B进行受力分析如图:
则:F=mgtanθ=
由库仑定律:
所以:;
(2) 带电小球在O点产生的场强相等,都是:
合场强的方向在二者的角平分线上,大小为:EO=2Ecos30°=,方向沿AB的中垂线向上.
【点睛】对于复合场中的共点力作用下物体的平衡问题,其解决方法和纯力学中共点力作用下物体的平衡适用完全相同的解决方法,关键要正确分析受力情况.
27. 如图所示,光滑绝缘杆竖直放置,它与以正点电荷Q为圆心的某一圆周交于B、C两点,质量为m,带电荷量为-q的有孔小球从杆上的A点无初速度下滑,已知q<【答案】,
【解析】
【详解】小球从A运动到B的运动中,据动能定理,则有
WG+W电=mv2
又
WG=mgh
解得
W电=mgh
由电场力做功与电势差的关系可得
解得
则有
因,则有
由题图可知,B、C分别到点电荷+Q的距离相等,可知B、C两点的电势相等,则有
28. 如图所示,一真空示波管的电子从灯丝K发出(初速度不计),经灯丝与A板间的加速电场加速,从A板中心孔沿中心线KO射出,然后进入两块平行金属板M、N形成的偏转电场中(偏转电场可视为匀强电场),电子进入M、N间电场时的速度与电场方向垂直,电子经过电场后打在荧光屏上的P点。已知加速电压为U1,M、N两板间的电压为U2,两板间的距离为d,板长为L,偏转电场的右端到荧光屏的距离为x,电子的质量为m,电荷量为e,不计电子重力。
(1)求电子穿过A板时的速度大小v0;
(2)求电子从偏转电场射出时的侧移量y;
(3)求OP的距离Y。
【答案】(1);(2);(3)
【解析】
【详解】(1)粒子在加速电场中加速,由动能定理有
解得
(2)粒子在偏转电场中做类平抛运动,根究类平抛运动的研究方法,垂直电场方向有
L=v0t
则沿电场方向有
侧移量
联立解得
(3)根据粒子运动轨迹,即类平抛运动的推论,由几何关系可知
解得
29. 已充电的平行板电容器与静电计连接如图所示,电容器极板上的电荷量不变。当板间距离增大时(如图甲),静电计指针的偏角将________,板间电势差将________,电容器的电容将________,说明电容器的电容跟板间距离成反比;当正对面积减小时(如图乙),静电计的偏角将________,板间电势差将________,电容将________,说明电容器的电容跟正对面积成正比;当两板间插入电介质时(如图丙),静电计的偏角将________,板间电势差将________,电容将________,说明电容器的电容跟两板间的电介质有关。
【答案】 ①. 增大 ②. 增大 ③. 减小 ④. 增大 ⑤. 增大 ⑥. 减小 ⑦. 减小 ⑧. 减小 ⑨. 增大
【解析】
【详解】[1][2][3]根据,当板间距离增大时,电容器的电容将减小,根据,板间电势差将增大,静电计指针的偏角将增大;
[4][5][6]根据,当正对面积减小时,电容将减小,根据,板间电势差将增大,静电计指针的偏角将增大;
[7][8][9]根据,当两板间插入电介质时,电容将增大,根据,板间电势差将减小,静电计指针的偏角将减小。
转载请注明出处卷子答案网-一个不只有答案的网站 » 宁夏石嘴山市重点中学2023-2024高二上学期9月月考物理试题(原卷版+解析版)