项城市第三中学2023-2024学年高二上学期第一次月考
物理试卷
(满分 100分, 考试时间75分种 )
本试卷分第Ⅰ卷(选择题)和第Ⅱ卷(非选择题)两部分,所有答案都写答题卷上
第Ⅰ卷(选择题)
一、单选题(每题4分, 共28分)
1. 两个分别带有电荷量-Q和+5Q的相同金属小球(均可视为点电荷),固定在相距为r的两处,它们间库仑力的大小为F,两小球相互接触后将其固定距离变为,则两球间库仑力的大小为( )
A. B. C. D.
2. 下列物理量中属于标量的是( )
A. 电压 B. 力
C. 电场强度 D. 加速度
3. 下图器材属于电容器的是( )
4. 下列关于电场线说法正确的是( )
A. 电场线是电场中实际存在的线
B. 电场线是带电粒子在电场中的运动轨迹
C. 带正电的粒子的受力方向沿电场线的切线方向
D. 空间某处的电场线有可能相交
5. 如图所示, a、b、c是匀强电场中的3个等势面, 一带电粒子从A点进入并穿过电场,其轨迹与等势面交点依次为A、B、C,若不计重力对微粒的影响,则( )
A. 微粒在B点所受电场力方向一定垂直等势面,且由c面指向a面
B. a、b、c三个等势面的电势是
C. 微粒在穿越电场过程中电势能可能增大
D. 微粒从A到B与从B到C,动能的变化量相等
6.如图所示,在某电场中画出了四条电场线,C、D两点是 AB连线的三等分点。 已知A点的电势为φA=30V, B点的电势为φB=0V,则
A. C点的电势=20V B. C点的电势<20V
C. C点的电势>20V D. ABC都不正确
7.两个固定的等量异种点电荷所形成电场的等势面如图中虚线所示,c在两点电荷的连线上, 一带电粒子以某一速度从图中a点进入该电场,其运动轨迹为图中实线。若该粒子只受静电力作用,则下列说法正确的是( )
A. 粒子带正电荷
B. b点和d点的电场强度相同
C. a点和e点的电场强度都为零
D. 粒子从a点运动到e点的过程中,电势能先变大后变小
二、多选题(每题4分,共12分,选择正确但不全得2分)
8.下列单位中,是电场强度单位的是( )
A. 牛/库 B. 伏·米 C. 伏/米 D. 焦/库
9. 如图,A、B为水平正对放置的两平行金属板,开关S已闭合,两极板间有一带电液滴处于静止状态,下列说法正确的是( )
A. 液滴带正电
B. 保持开关S闭合,将A极板向下移动一小段距离,液滴将向下运动
C. 断开开关S, 将A极板向左移动一小段距离, 液滴仍处于静止状态
D. 断开开关S, 将B极板向下移动一小段距离, 液滴仍处于静止状态
10.如图所示,在A点由静止释放一个质量为m、电荷量为q的带电粒子,粒子在到达 B点时的速度恰好为零。已知A、B所在处电场线方向竖直向下,A、B两点间的高度差为h,则下列判断中正确的是( )
A. 带电粒子带负电 B. A、B两点间的电势差
C. B点场强大于A 点场强 D. A 点场强大于 B点场强
第II卷(非选择题)
三、实验题(每空2分; 共 16分)
11. 图为“探究两电荷间相互作用力大小与哪些因素有关”的实验。由该实验可知:电荷间相互作用力的大小与两电荷的 及 有关。
12. 如图所示,在《实验:探究影响平行板电容器电容的因素》中,给平行板电容器充上一定量的电荷后,将电容器的两极板A、B分别跟静电计的指针和外壳相连(接地)。现请回答下列问题:
(1)本实验研究用到的物理方法是 。
(2)如果该电容器的电容为C,所带电量为Q,则两极板间的电势差为 ;
(3)将A极板向右移动少许,则静电计指针的偏转角将_;将B极板向上移动少许,则静电计指针的偏转角将 ;将一块玻璃板插入A、B两极板之间,则静电计指针的偏转角将 ;(均选填“增大”“减小”或“不变”)
(4)如果在操作过程中,手无意中触摸了B极板,则观察到的实验现象 发生变化。(选填“会”或“不会”)
四、解答题(本题共3小题,共44分)
13(12分)。 在某电场中的P点,放一带电量 的检验电荷,测得该电荷受到的电场力大小为 方向水平向右,求:
(1)P点的场强大小和方向
(2)在P点放一电量为 的检验电荷,求q 受到的电场力的大小 F2
14(14分)。 如图所示,空间存在一方向竖直向下的匀强电场。 长L=0.5m的绝缘细线一端固定于电场中的O点, 另一端系一带电荷量 质量m=0.1 kg的小球在竖直平面内做圆周运动。 已知当小球以速率 v=4m/s通过最高点A时,绝缘细线中的张力为2N,(取g=10m/s2)。求:
(1)匀强电场的场强大小
(2) 小球过最低点时的速率
15(18分)。 如图所示,A为粒子源。在A 和极板B间的加速电压为U,在两水平放置的平行导体板C、D间加有偏转电压 U2。C、D板长L,板间距离 d。现从粒子源A发出质量为m,带电量为q的带电粒子,由静止开始经加速电场加速后进入偏转电场,最后穿出打在右侧的屏幕上,不计粒子的重力。求:
(1) 带电粒子穿过 B板时的速度大小;
(2)带电粒子从偏转电场射出时的侧移量(即竖直方向的偏转位移);
(3) 带电粒子从偏转电场射出时的速度大小与方向。
项城市第三中学2023-2024学年高二上学期第一次月考
参考答案:
1. D
【详解】根据库仑定律公式,接触前两小球间的库仑力为
两相同金属小球接触后平分总电量,每一个小球的电量
则两个小球之间的库仑力
故D正确,ABC错误。
故选 D。
2. A
【分析】标量是只有大小,没有方向的物理量,矢量是既有大小又有方向的物理量,根据标量与矢量的概念进行选择;
【详解】A、电压只有大小没有方向,是标量, 故A正确;
BCD、力、电场强度、加速度都是矢量,既有大小又有方向,故B、C、D错误;
故选A。
【点睛】关键是标量的特点有两个:一是没有方向,二是遵守代数加减法则进行运算;矢量是既有大小,又有方向的物理量。
3. A
【详解】A. 该图是可变电容器,选项A正确;
B. 该图是万用表, 选项B错误;
C. 该图是打点计时器,选项C错误;
D. 该图是电源,选项D错误;
故选 A。
4. C
【详解】A. 电场线是为了描述电场人们假想的,不是电场中实际存在的线,选项A错误;
B. 电场线一般不是带电粒子在电场中的运动轨迹,只有电场线是直线、粒子只受电场力以及初速度与电场线共线时,粒子的运动轨迹才与电场线重合,选项B错误;
C. 带正电的粒子的受力方向沿电场线的切线方向,选项C正确;
D. 空间中某点的电场方向为唯一且确定,电场强度方向沿着电场线切线方向,可知空间某处的电场线不可能相交,选项D错误。
故选C。
5. D
【详解】A. 电场强度的方向一定与等势面垂直,则粒子所受电场力方向一定指向轨迹的凹侧,则必由a面指向c面,故A错误;
B. 由于粒子的带电性质未知,故三个等势面的电势无法判断,故B错误;
C. 速度与电场力方向的夹角小于90°,电场力做正功,故电势能一定减小,故C错误;
D. 根据题意
根据动能定理
可知微粒从A到B与从B到C,动能的变化量相等,故D正确。
故选 D。
6. B
【详解】由图看出,AC段电场线比CD段、DB段电场线密,则AC段场强最大,根据公式U=Ed
可以知道,A、C间电势差UAC大于 C、D间电势差UCB 和D、B间电势差UDB ,所以
即
又
可以知道
故B正确, ACD错误。
7. D
【详解】A. 根据两个固定的等量异种点电荷所形成电场的等势面的特点可得,该图中正电荷位于上方,负电荷位于下方,从粒子运动轨迹可看出,轨迹向上弯曲,可知带电粒子受到了向上的电场力作用,所以粒子带负电荷, 故A错误;
B. b点和d点的电场强度大小相同,但是方向不同, 故B错误;
C. a点和e点都在中垂线上,且位置对称,所以a点和e点的电场强度相同但不为零,电势为零, 故C错误;
D. 粒子从a点运动到b点再到c点的过程中,电场力做负功,粒子从c点运动到d点再到e点的过程中,电场力做正功,故粒子从a点运动到e点的过程中,电场力先做负功后做正功,电势能先增大后减小,故D正确。
故选 D。
8. AC
【详解】根据公式 可知电场强度单位为牛/库;根据公式 可知电场强度的单位还可以是伏/米。
故选 AC。
9. AD
【详解】A. 对液滴进行受力分析可知,重力与电场力等大反向,电场力与电场线的方向相同,可知液滴带正电, 故A 正确;
B. 保持开关S闭合,电容器两极板间的电压U不变,将A极板向下移动一小段距离,两极板间距d减小,由
可知,两极板间的电场强度E增大,液滴所受电场力增大,电场力大于重力,则液滴将向上运动,故B错误;
CD. 断开开关S,电容器的电荷量Q不变,由
得
将A极板向左移动一小段距离,两极板正对面积S减小,两极板间的电场强度E增大,则液滴将向上运动,将 B极板向下移动一小段距离,两极板间距d增大,两极板间的电场强度E不变,液滴仍处于静止状态, 故C错误, D正确。
故选 AD。
10. ABC
【详解】A. 在A点由静止释放粒子,到达 B点时速度恰好为零,可知粒子所受电场力与重力方向相反,也与电场线方向相反,故粒子带负电, 故A正确;
B. 由于粒子在A点由静止, 到达B点也静止,则
则
故 B正确;
CD. 从A到B先加速后减速,故电场力开始时小于重力,后来电场力大于重力,电场力逐渐变大, 故B点场强大于A点场强,故C正确,D错误。
故选 ABC。
11.距离电荷量
【详解】[1][2]实验时,先保持两球电荷量不变,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,再保持两球的距离不变,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。则可知电荷间相互作用力的大小与两电荷的距离和电荷量有关。
12.控制变量法 增大 增大 减小 不会
【详解】(1)[1]本实验中要控制一些量不变,然后再得出C的决定因素,故采用的是控制变量法。
(2)[2]根据电容的定义式
可知,如果该电容器的电容为C, 所带电量为Q,则两极板间的电势差
(3)[3][4][5]根据电容的决定式
可知,将A极板向右移动少许,板间距离d增大,电容减小,总电荷量不变,电压增大则静电计指针的偏转角将增大;
将B极板向上移动少许,正对面积S减小,则电容减小,总电荷量不变,电压变大则指针的偏转角将增大;
将一块玻璃板插入A、B两极板之间,介电常数ε增大,电容增大,总电荷量不变,电压减小则静电计指针的偏转角将减小。
(4)[6]如果在操作过程中,手无意中触摸了B极板,由于 B 极板已经接地,则观察到的实验现象不变。
13.(1) 2×103N/C方向水平向右(2)
【详解】(1) 由电场强度的定义可知, P点的场强为
方向水平向右;
(2)由场强公式可得电场力为
14.(1) 5×103N/C (2) 6.35m/s
【详解】(1)在电场中,小球通过最高点A,受到重力、竖直向下的电场力和细线的拉力作用,由合力提供向心力。 则根据牛顿第二定律得:
解得匀强电场的场强E=5×103N/C
(2)从最高点到最低点根据动能定理有,
解得小球过最低点时的速率
15.(1) (2)(3)
【详解】(1) 粒子在加速电场加速, 由动能定理
解得
(2)粒子进入偏转电场做类平抛运动,在水平方向上做匀速运动
L=v0t
在竖直方向上做匀加速运动
qE=ma
解得
(3)带电粒子在偏转电场中运动时竖直方向上的速度
水平方向上的速度
则合速度
设速度的方向与水平方向的夹角为θ,则
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