南阳华龙高中2023-2024学年高二上学期9月月考物理学科试卷
学校:___________姓名:___________班级:___________考号:___________
一、单选题(本大题共8小题,每小题4分,共32分)
1.下列各选项中的负号表示方向的是( )
A.“”的功 B.“”的电势差
C.“”的电荷量 D.“”的速度
2.关于库仑定律,下列说法正确的是( )
A.库仑定律适用于点电荷,点电荷其实就是体积最小的带电体
B.根据,当两个带电体间的距离趋近于零时,库仑力将趋向于无穷大
C.所带电荷量分别为和的点电荷A、B相互作用时,A、B受到的静电力大小相等
D.库仑定律也适用于计算电荷分布不均匀的球体间的库仑力
3.电场强度E的定义式,根据此式,下列说法中正确的是( )
A.该式说明电场中某点的场强E与F成正比,与q成反比
B.公式只适用于点电荷产生的电场
C.公式只适用于匀强电场
D.公式适用于任意电场
4.关于元电荷,下列说法中不正确的是( )
A.元电荷实质上是指电子和质子本身
B.所有带电体的电荷量一定等于元电荷的整数倍
C.元电荷的值通常取
D.电荷量e的数值最早是由美国物理学家密立根用实验测得的
5.如图所示,电场某区域的电场线分布,一带正电的点电荷在P点由静止开始运动,在只有电场力作用下,它的运动轨迹(图中用粗黑线表示)应该是( )
A. B.
C. D.
6.如图所示,在真空环境中将带电导体球M靠近不带电的导体N。若沿虚线1将N导体分成左右两部分,这两部分所带电荷量分别为Q左、Q右;若沿虚线2将导体N分成左右两部分,这两部分所带电荷量分别为Q'左、Q'右。a、b为N导体表面两点,Ea、Eb和φa、φb分别表示a、b两点电场强度大小和电势大小。下列说法正确的是( )
A.
B.Q左+Q右=Q'左+Q'右
C.Ea
7.由如图所示的电场线可判定( )
A.该电场一定是匀强电场
B.负电荷放在B点的电势能比放在A点的电势能大
C.A点的电势一定低于B点的电势
D.负电荷放在B点所受电场力方向向右
8.如图所示,一水平放置的金属板正上方有一固定的正点电荷Q,一表面绝缘的带正电小球(可视为质点且不影响Q的电场)从左端以v滑上金属板的上表面,向右运动到右端,在此过程中( )
A.小球受到的电场力做正功
B.小球先减速运动,后加速运动
C.小球受到的电场力方向始终沿两电荷连线斜向下
D.小球做匀速直线运动
二、多选题(本大题共4小题,每小题4分,共16分)
9.如图所示是两个等量异种点电荷,周围有、、、、、各点,其中、之间距离与、之间距离相等,、之间距离与、之间距离相等。两条虚线互相垂直且平分,那么关于各点电场强度和电势的叙述正确的是( )
A.点电场强度为零 B.、两点电场强度相同
C.、两点电势相同 D.、两点电势相同
10.关于元电荷,下列说法正确的是( )
A.把质子或电子叫元电荷
B.1.6×10-19 C的电荷量叫元电荷
C.电子带有最小的负电荷,其电荷量的绝对值叫元电荷
D.质子带有最小的正电荷,其电荷量的绝对值叫元电荷
11.下列说法中正确的是( )
A.静电感应不是创造电荷,只是电荷从物体的一部分转移到另一部分
B.摩擦起电和感应起电都能使电子转移,只不过前者使电子从一个物体转移到另一个物体上,而后者则使电子从物体的一部分转移到另一部分
C.摩擦起电时,一个电中性物体失去一些电子而带正电,另一个电中性物体得到这些电子而带负电
D.一个带电体接触一个不带电的物体,两个物体可能带上异种电荷
12.如图所示,为匀强电场中的三点,它们的连线构成一直角三角形,其中边与电场线垂直,,,D点为边的中点。一个电荷量为Q的正点电荷固定在B点,下列说法正确的是( )
A.两点的电势相等
B.两点的电势相等
C.将电子沿直线从A点移动到D点,电场力做正功
D.将电子沿直线从A点移动到C点,电势能先减小后增大
三、实验题(本大题共3小题,共15分)
13.(4分)某同学取一对带有绝缘支座的导体A和B使得他们依次接触。起初它们不带电,贴在下部的金属箔片是闭合的,做了如下的实验:如图所示,把一带正电荷的物体D移近导体A,贴在A、B导体下的金属箔片会张开,这时先把A和B分开,然后移去D,金属箔片将___________(填“仍张开”或“闭合”),此时导体B带___________(填“正电”、“负电”或“不带电”),这种方法使金属导体带电的现象叫___________现象,再让导体A和B接触,金属箔片会___________(填“张开”或“闭合”)。
14.(6分)如图所示为探究影响电荷间相互作用力的因素实验。O是一个带正电的物体,把系在丝线上的带正电的小球先后挂在图中、、等位置,比较小球在不同位置所受带电体的作用力的大小。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)图中实验采用的方法是___________(填正确选项前的字母);
A.理想实验法 B.等效替代法 C.微小量放大法 D.控制变量法
(2)图中实验可依据下列选项中反映小球受带电体的作用力大小的是___________。
A.电荷间的距离 B.丝线偏离竖直方向的角度 C.带正电物体的电荷量 D.小球的电荷量
15.(5分)为观察电荷在导体上的分布规律,将一个大的导体安放在绝缘支架上,并使导体带上负电荷,如图所示.用带绝缘柄的小验电球P 接触导体上的各点,再与不带电的验电器接触,通过验电器金箔片的张角判断各点的带电情况.主要实验步骤如下:
①用P 接触导体上的A 点,再与不带电的验电器接触,发现验电器的金箔片张角较小;
②用P 接触导体上的B 点,再与不带电的验电器接触,发现验电器的金箔片张角较大:
③用P 与导体的尖端C 点接触,再与不带电的验电器接触,发现验电器的金箔张角最大.由此可以确定:
(1)电荷在导体表面的分布是_____(选填“均匀”或“不均匀”) 的.突出的位置,电荷比较_____;平坦的位置,电荷比较_____(选填“密集”或”稀疏”)
(2)比较导体外A、B、C 三点附近电场强度的大小,其中电场强度最大的是_____点附近;电场强度最小的是_____点附近.(选填“A”、“B”或“C”)
四、解答题(本题共4小题,共47分)
16.(10分)如图所示,有三个点电荷,甲所带电荷为,乙所带电荷为,丙所带电荷为Q,甲、乙相距为r,将丙电荷放在甲、乙连线上的某点,使甲、乙、丙都处于平衡状态,则:
(1)丙所带电荷的电性;
(2)丙所带电荷量Q为多少;
(3)丙电荷的位置应在何处。
17.(12分)电场中有A、B两点,A点的场强为4.0×103N/C,A、B两点的电势差为3.0×103V,带电粒子所带电荷量为1.2×10-8C,质量为2.0×10-12kg(重力不计),在A点由静止释放,在电场力作用下,粒子从A点移到B点,求:
(1)带电粒子在A点时所受的电场力为多大?
(2)释放瞬间,带电粒子的加速度多大?
(3)带电粒子从A点移到B点,电场力做了多少功?电势能减少多少?
试卷第1页,共3页
18.(12分)如图所示,在电场强度的匀强电场中,同一条电场线上A、两点之间的距离,将电荷量的点电荷放在电场中的A点。
(1)说明该点电荷在A点所受电场力F的方向;
(2)计算电场力F的大小;
(3)若将该点电荷从A点移到B点,求在此过程中点电荷所受电场力做的功W。
19.(13分)有一带电荷量q=-3×10-6 C的点电荷,从电场中的A点移到B点时,克服静电力做功6×10-4 J,从B点移到C点时,静电力做功18×10-4 J。求:
(1)AB、BC、CA间电势差各为多少?
(2)如果B点电势为零,则A、C两点的电势各为多少?电荷在A、C两点的电势能各为多少?
试卷第1页,共3页
参考答案:
1.D
【详解】A.功是标量,没有方向,正负号表示做正功或是负功,故A错误;
B.电势差是标量,没有方向,正负号表示两点电势的高低,故B错误;
C.电荷量是标量,没有方向,正负号表示带电量为正或为负,故C错误;
D.速度是矢量,有方向,正负号表示方向,故D正确。
故选D。
2.C
【详解】A.库仑定律适用于真空中静止的点电荷,点电荷并不是体积最小的带电体,故A错误;
B.当两个带电体间的距离趋近于零时,两带电体不能看作点电荷,公式
不再适用,库仑力不会趋向于无穷大,故B错误;
C.所带电荷量分别为Q和3Q的点电荷A、B相互作用时,A、B受到的静电力是作用力与反作用力,它们大小相等,故C正确;
D.如果电荷分布不均匀的球体可以看做点电荷,可以用库仑定律计算球体间的库仑力,如果电荷分布不均匀的球体不能看做点电荷,则不能用库仑定律计算两球体间的库仑力,故D错误。
故选C。
3.D
【详解】A.该式说明电场中某点的场强E与F无关,与q无关,A错误;
BCD.公式适用于任意电场,BC错误,D正确。
故选D。
4.A
【详解】A.元电荷是最小的电量单位,不是指电子和质子本身,故A错误,符合题意;
B.所有带电体的电荷量一定等于元电荷的整数倍,故B正确,不符合题意;
C.元电荷的值通常取,故C正确,不符合题意;
D.电荷量e的数值最早是由美国物理学家密立根用实验测得的,故D正确,不符合题意;
故选A。
5.C
【详解】AB.正电荷受到的电场力方向与该点场强方向相同,而该点的场强方向为过该点沿电场线的切线方向,该点电荷由静止开始运动,因此AB选项图中点电荷应向右运动,故AB错误;
CD.同理,CD选项图中点电荷应向左运动,故C正确,D错误。
故选C。
6.B
【详解】AB.根据静电感应规律,在真空环境中将带电导体球M靠近不带电的导体N,使得不带电的导体N左端带上负电荷,右端带上正电荷,根据电荷守恒可知,右侧部分转移的电子数目和左侧部分多余的电子数目相同,因此无论从哪一条虚线切开,两部分的电荷量总是相等的,导体整体不带电,有
可得到
所以A错误、B正确;
C.由于导体表面的点a距离带电导体球M较近,根据点电荷电场强度公式可知,Ea>Eb, C错误;
D.到达静电平衡时,导体内部电场强度为零,导体为等势体,导体表面为等势面,所以φa=φb, D错误。
故选B。
7.B
【详解】A.仅有一条电场线,无法判断电场是否为匀强电场,A错误;
C.沿着电场线的方向电势降低,由此可知
C错误;
B.根据电势能的定义
可知,负电荷在电势越低的位置,电势能越高,负电荷放在B点的电势能比放在A点的电势能大,B正确;
D.负电荷的受力方向与电场强度方向相反,由图可知,B点的电场强度方向向右,负电荷放在B点所受电场力方向向左,D错误。
故选B。
8.D
【详解】金属板在Q的电场中达到静电平衡时,金属板是一个等势体,表面是一个等势面,表面的电场线与表面垂直,小球所受电场力与金属板表面垂直,在金属板上向右运动的过程中,电场力不做功,根据动能定理得知,小球的动能不变,速度不变,所以小球做匀速直线运动。故D正确,ABC错误。
故选D。
9.BC
【详解】A.负点电荷在点产生的电场强度方向向左,正点电荷在点产生的电场强度方向向左,由场强的矢量合成可知点合电场强度方向向左,不为零,A错误;
B.、之间距离与、之间距离相等,由场强的矢量合成可得、两点电场强度相同,B正确;
C.两个等量异种点电荷的中垂线是一条等势线,所以、两点电势相等,C正确;
D.顺着电场线的方向电势降低,则知点的电势低于点的电势,D错误。
故选BC。
10.BCD
【详解】在各种带电微粒中,质子和电子所带的电荷量的绝对值是最小的,人们把这个最小的电荷量叫元电荷,数值为1.6×10-19 C,任何带电体所带电荷量都等于元电荷或者是元电荷的整数倍,将电子或质子所带电荷量的绝对值称为元电荷,而不是把质子或电子叫元电荷,元电荷只是一个数值。
故选BCD。
11.ABC
【详解】A.静电感应不是创造电荷,只是电荷从物体的一部分转移到另一部分,故A正确;
B.摩擦和感应都能使电子转移,只不过前者使电子从一个物体转移到另一个物体上,而后者则使电子从物体的一部分转移到另一部分;故B正确
C.摩擦起电时,一个电中性物体失去一些电子而带正电,另一个电中性物体得到这些电子而带负电,故C正确;
D.一个带电体接触另一个不带电的物体时,电荷先中和再平分,所以两个物体一定带同种电荷,故D错误。
故选ABC。
12.BD
【详解】A.AC处于匀强电场的同一等势线上,但由于C点离正点电荷的距离较远,则C点电势更低,A错误;
B.将一正的试探电荷q,从A点沿直线移动到D点,匀强电场不做功,由于A,D两点到Q距离相等,点电荷Q对该试探电荷做的总功为零,试探电荷电势能不变,因此A、D两点电势相等,B正确;
C.两点的电势相等,则电子沿直线从A点移动到D点,电场力做功为零,C错误;
D. 将电子沿直线从A点移动到C点,匀强电场的电场力对电子不做功,但点电荷Q的电场中,电场力先做正功,后做负功,因此电势能先减小后增大,D正确。
故选BD。
13. C A 不变 变小
【详解】(1)[1]根据可知影响平行板电容器的电容的因素有:两极板的正对面积、两极板间的距离、电介质的相对介电常数;完成实验探究需要用到的方法是控制变量法,故选C;
(2)[2]电容器带电后与电源断开,因此本实验电荷量不变,则静电计是为了观察电压的变化,从而由确定出电容的变化,由于电路中没有电流,不能用电流表或者电压表代替静电计,故选A;
(3)[3][4]若保持开关S闭合,两板间的电压不变,则指针张开角度不变;若断开开关S后,电荷量Q不变,将A、B两极板间距离d变小些,根据可知电容增大,由可知,U减小,则指针张开角度变小。
14. 减小 增大 控制变量法
【详解】(1)[1]设小球B的质量为m,悬线与竖直方向的夹角为θ,对小球B进行受力分析,可以得到小球B受到的库仑力为
即B球悬线的偏角越大,库仑力也越大,所以使A球从远处逐渐向B球靠近,观察到两球距离越小,B球悬线的偏角越大,说明两电荷之间的相互作用力,随其距离的减小而增大。
[2]保持两球距离不变,改变小球所带的电荷量,观察到电荷量越大,B球悬线的偏角越大,说明两电荷之间的相互作用力,随其所带电荷量的增大而增大。
(2)[2]先保持两球电荷量不变,使A球从远处逐渐向B球靠近,这是只改变两球之间的距离;再保持两球距离不变,改变小球所带的电荷量,这是只改变电量,所以采用的方法是控制变量法。
15. 正 左 2.6 D
【详解】(1)[1][2]将开关S打到1,电容器上极板与电源的正极相接,则上极板带正电,再将S打到2,电容器放电,正电荷向左定向移动,所以通过电流表的电流方向向左。
(2)[3]电容器的额定电压为5.5 V,电容C=0.47 F,则当电容器两端电压为额定电压时,电容器极板上所带电荷量为
Q=CU=0.47×5.5 C=2.6 C
(3)[4]
AB.电容器放电过程中,随着电荷量的减少,电压也减少,最终为零,故AB错误;
CD.电容器放电时电流肯定减小,且减小得越来越慢,故C错误,D正确。
故选D。
16.
【详解】根据
解得
17.(1),方向水平向左;(2),方向为水平向左,,方向为水平向右。
【详解】(1)已知放入的电场中A点的电荷所受的电场力F和该电荷所带电荷量,由电场强度的定义式,可得A点的电场强度的大小
由于负电荷所受电场力的方向跟该点的电场强度方向相反,可知A点的电场强度方向水平向左。
(2)电场强度的大小只与电场本身性质有关,也就是只与产生该电场的场源电荷有关,而与放入电场的试探电荷无关。即使放在A点的电荷的电荷量变化了,产生的电场在A点的电场强度也不会发生变化,仍为,方向为水平向左。放入A点的电荷变为,则该电荷受到的电场力大小为
方向为水平向右。
18.(1)6.4m/s2;(2)0.3m
【详解】(1)分析电荷B的受力,得
mg-=ma
代入数据得
a=6.4m/s2
(2)B运动过程中速度最大时,加速度为零,此时
mg=
代入数据得
L=0.3m
19.(1)200V,-600V,400V;(2)200V,600V,-6×10-4 J,-1.8×10-3 J。
【详解】(1)电荷由A移向B克服电场力做功即电场力做负功,WAB=-6×10-4 J
电荷由B移到C电场力做正功,
故
UCA=UCB+UBA=400V
(2)若φB=0,由
UAB=φA-φB
得
φA=UAB+φB=200 V
由
UBC=φB-φC
得
电荷在A点的电势能
电荷在C点的电势能
答案第1页,共2页
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