华南师范大学附属中学2023-2024学年第一学期物理月考物理
第一卷(客观题,共48分)
单项选择题(本大题共7小题,每小题4分,共28分。每小题给出的四个选项中只有一项满足题设要求,选对得3分;不选、错选或多选不得分。)
1. 由电场强度的定义式可知,在电场中的同一点 ( )
A. 电场强度E跟F成正比,跟q成反比
B. 无论检验电荷所带的电荷量如何变化,始终不变
C. 电荷在电场中某点所受的电场力大,则该点的电场强度强
D. 一个不带电的小球在P点受到的电场力为零,则P点的场强一定为零
【答案】B
【解析】
【分析】电场强度与试探电荷所受电场力、电荷量无关,由电场本身决定;
一个不带电的小球在P点受到的电场力为零,P点的场强不一定为零;
【详解】A、电场强度等于试探电荷所受电场力与电荷量的比值,但电场强度E并不跟F成正比,跟q成反比,而F、q无关,E由电场本身决定,故A错误;
B、在电场中的同一点,电场强度E是一定的,则无论试探电荷所带的电量如何变化,始终不变,故B正确;
C、同一电荷在电场中某点所受的电场力大,P点的场强不一定为零,还要该电荷的电荷量大小,故C错误;
D、电场对不带电的小球没有电场力作用,不带电的小球在P点受到的电场力为零,P点的场强可能为零,也可能不为零,故D错误.
【点睛】对于电场强度,要抓住它比值定义法的共性,E与试探电荷所受电场力、电荷量无关,由电场本身的性质决定,反映电场本身的强弱和方向.
2. 如图所示,实线表示电场线,虚线表示带电粒子运动的轨迹。带电粒子只受电场力的作用,运动过程中电势能逐渐减小,它运动到处时的运动方向与受力方向可能的是( )
A. B.
C. D.
【答案】D
【解析】
【详解】带电粒子只受电场力的作用,运动过程中电势能逐渐减少,则电场力做正功,电场力方向与粒子速度方向夹角为锐角,电场力方向沿着电场线,曲线运动的合外力指向轨迹凹侧,可知D符合要求。
故选D。
3. 关于电场强度与电势的关系,下面各种说法中正确的是( )
A. 电场强度大的地方,电势一定高 B. 电场强度不变,电势也不变
C. 电场强度为零时,电势一定为零 D. 电场强度的方向是电势降低最快的方向
【答案】D
【解析】
【详解】A.沿着电场线的方向电势逐渐降低,电场线密的地方,电场强度大,电场线疏的地方电场强度小;电势高的地方电场强度不一定大,电场强度大的地方,电势也不一定高,故A错误;
B.在匀强电场中,电场强度不变,但沿着电场线的方向,电势总是逐渐降低的,故B错误;
C.电势为零的点是人为选取的,电场强度为零的地方,电势不一定为零,故C错误;
D.沿着电场方向电势降低最快,所以电场强度的方向是电势降低最快的方向,故D正确。
故选D。
【点睛】注意电场强度和电势的定义,两者之间的大小并无必然的联系。
4. 对电容C=,以下说法正确的是
A. 电容器带电荷量越大,电容就越大
B. 对于固定电容器,它的带电荷量跟它两极板间所加电压的比值保持不变
C. 可变电容器的带电荷量跟加在两极板间的电压成反比
D. 如果一个电容器没有电压,就没有带电荷量,也就没有电容
【答案】B
【解析】
【详解】A.电容器的电容只由电容器本身来决定,与电容器带电荷量无关,选项A错误;
B.电容表征电容器容纳电荷本领的大小,对于固定电容器,电容C不变,由定义式可知,则带电荷量跟它两极板间所加电压的比值保持不变.故B正确.
C.电容器的带电荷量Q=CU,当电容C一定时,电量与电压成正比.当电容C变化时,电量与电压不成正比.故C错误.
D.电容表征电容器容纳电荷本领的大小,与电容器的电量、电压无关.故D错误.
5. 如图所示,两个固定的等量异种电荷,在它们连线的垂直平分线上有三点,则( )
A. 点电势比点高 B. 两点场强方向相同
C. 三点与无穷远处电势不相等 D. 三点点场强最大
【答案】B
【解析】
【详解】AC.等量异种电荷连线的中垂线上的电势相等,且与无穷远处的电势相等,AC错误;
BD.由等量异种电荷的电场线分布可知,连线中垂线上各点的电场强度的方向相同,且从连线的中点沿中垂线向两边电场线逐渐稀疏,故三个点c点的场强最大,B正确,D错误。
故选B。
6. 电子束焊接机中的电场线如图中虚线所示。为阴极(极),为阳极(极),两极之间的距离为。在两极之间加上高压,有一电子在极由静止被加速。不考虑电子重力,元电荷为,则下列说法正确的是( )
A. 、之间的电场强度为 B. 电子运动的过程中加速度不断减少
C. 由到电子的电势能减小了 D. 由沿直线到电势逐渐减小
【答案】C
【解析】
【详解】A.、之间的电场不是匀强电场,公式不适用,故A错误;
B.电场线越密,电场强度越大,可知处的电场强度最大,根据
可知电子运动的过程中加速度不断增大,故B错误;
C.由到,电场力做功为
根据功能关系可知由到电子的电势能减小了,故C正确;
D.根据沿电场线电势降低,可知由沿直线到电势逐渐增大,故D错误。
故选C。
7. 在点电荷形成的电场中有一点A,当一个的检验电荷从电场的无限远处被移到电场中的A点时,电场力做的功为,则检验电荷在A点的电势能及电场中A点的电势分别为(规定无限远处电势能为0)( )
A. , B. ,
C. , D. ,
【答案】A
【解析】
【详解】依题意,的检验电荷从电场的无限远处被移到电场中的A点时,电场力做的功为W,则电荷的电势能减小W,无限远处电荷的电势能为零,则电荷在A点的电势能为
A点电势为
故选A。
多选题(本大题共5小题,每小题4分,共20分。每小题给出的四个选项中至少有两项满足题设要求,选对得4分;漏选得2分;不选、错选或多选不得分。)
8. 在方向水平向左,大小的匀强电场中,有相距的两点,现将一带电荷量的检验电荷由点移至点,该电荷的电势能变化量绝对值可能是( )
A. B.
C. D.
【答案】ABC
【解析】
【详解】当a、b两点连线与电场线垂直时,电场力不做功,电荷的电势能变化量最小,为零,电场力做功的绝对值的最大值为
根据功能关系可知,电荷的电势能变化量绝对值范围为
故选ABC。
9. 如图所示,在点电荷Q产生的电场中,实线MN是一条方向未标出的电场线,虚线AB是一个电子只在静电力作用下的运动轨迹.设电子在A、B两点的加速度大小分别为、,电势能分别为、.下列说法正确的是( )
A. 电子一定从A向B运动
B. 若>,则Q靠近M端且为正电荷
C. 无论Q为正电荷还是负电荷一定有<
D. B点电势可能高于A点电势
【答案】BC
【解析】
【详解】由于不知道电子速度变化,由运动轨迹图不能判断电子向那个方向运动,故A错误;若aA>aB,则A点离点电荷Q更近即Q靠近M端;又由运动轨迹可知,电场力方向指向凹的一侧即左侧,所以,在MN上电场方向向右,那么Q靠近M端且为正电荷,故B正确;由B可知,电子所受电场力方向指向左侧,那么,若电子从A向B运动,则电场力做负功,电势能增加;若电子从B向A运动,则电场力做正功,电势能减小,所以,一定有EpA<EpB求解过程与Q所带电荷无关,只与电场线方向相关,故C正确;由B可知,电场线方向由M指向N,那么A点电势高于B点,故D错误;故选BC.
10. 如图所示,虚线a、b、c表示O处点电荷的电场中的三个等势面,设两相邻等势面的间距相等,一电子射入电场后的运动轨迹如图中实线所示,其中1、2、3、4是运动轨迹与等势面的一些交点。由此可以判定( )
A. 电子在每个位置具有的电势能与动能的总和一定相等
B. O处的点电荷一定带正电
C. a、b、c三个等势面的电势关系是φa >φb>φc
D. 电子运动时的电势能先增大后减小
【答案】AD
【解析】
【详解】A.电子在运动的整个过程中,只受电场力,故只有电场力做功,电场力做功等于电势能的减小量,总功又等于动能的增加量,故电势能和动能之和守恒,故A正确;
B.由于曲线运动的合力应该指向内侧,故从电子的运动轨迹可以看出,电子受到排斥力,故场源电荷是负电荷,故B错误;
C.由于场源电荷是负电荷,又由于沿着电场线电势降低,故结合负点电荷的电场线分布规律,则有φa<φb<φc,故C错误;
D.依电子运动轨迹,可知,电场力先做负功,再做正功,那么其电势能先增大后减小,故D正确。
故选AD。
11. 竖直放置的两块足够长的平行金属板间有匀强电场。其电场强度为,在该匀强电场中,用丝线悬挂质量为的带电小球,丝线跟竖直方向成角时小球恰好平衡,重力加速度,如图所示。下列说法正确的是( )
A. 小球带电荷量是
B. 剪断细绳后小球做平抛运动
C. 剪断细绳后小球的加速度为
D. 剪断细绳后小球碰到金属板所需的时间为
【答案】AD
【解析】
【详解】A.丝线跟竖直方向成角时小球恰好平衡,根据平衡条件可得
小球带电荷量为
故A正确;
BC.剪断细绳后,小球所受的合外力大小等于细绳未被剪断时的拉力,方向与细绳未被剪断时的拉力方向相反,故剪断细绳后小球做匀变速直线运动,加速度为
故BC错误;
D.根据动力学公式有
解得
故D正确。
故选AD。
12. 如图所示,正六棱柱上下底面的中心为和,、两点分别固定等量异号的点电荷,下列说法正确的是( )
A. 点与点的电场强度大小相等
B. 点与点的电场强度方向相同
C. 点与点的电势差小于点与点的电势差
D. 将试探电荷由点沿直线移动到点,其电势能先增大后减小
【答案】ACD
【解析】
【详解】A.根据等量异种电荷的场强分布以及对称性可知,点与点的电场强度大小相等,电场强度方向不同,故A正确;
B.根据等量异种电荷的场强分布以及对称性可知,点与点的电场强度大小相等,电场强度方向不同,故B错误;
C.由等量异种电荷电势分布可知
,,,
可得
故C正确;
D.根据等量异种电荷的场强分布可知,将试探电荷由点沿直线移动到点,电场力方向与试探电荷运动方向的夹角先为钝角,后为锐角,电场力先做负功,后做正功,故试探电荷电势能先增大后减小,故D正确。
故选ACD。
第二卷(主观题,共52分)
实验题(本题共2小题,共14分)
13. 如图所示的为匀强电场中正六边形的六个顶点。已知三点的电势分别为,则点的电势为___________V,并画出电场中的一条电场线和等势线,作图要保留作图痕迹。( )
【答案】 ①. 7 ②. 见解析
【解析】
【详解】[1]在匀强电场中,沿着任意方向前进相同距离,电势的降落必定相等,由于从A到D方向平行与BC方向,且AD间距等于BC间距的两倍, 故有
-=2(-)
代入数据解得
=7V
[2]电场线与等势线垂直且指向电势降低的方向,AD中点与BC中点的连线所在的直线电势相等,如图
【点睛】
14. 研究与平行板电容器电容有关因素的实验装置如图所示。请填写下列现象
①实验前,只用毛皮摩擦过的玻璃棒与电容器板接触,使电容器带电,进行多次,静电计指针的张角不断增大。
②实验中,只将电容器板向上平移,静电计指针的张角 ___________。
③实验中,只在极板间插入有机玻璃板,静电计指针的张角 ___________ 。
④实验中,只将电容器板向左平移,静电计指针的张角___________。
以上四个实验中电容变小的情形有 ___________(从①、②、③、④中选择所有的现象填写)
【答案】 ①. 增大 ②. 减小 ③. 增大 ④. ②④##④②
【解析】
【详解】②[1]根据
实验中,只将电容器板向上平移,电容器两极板的正对面积减小,可知电容器的电容减小,电容器带电量不变,根据
可知电容器两极板间的电压增大,故静电计指针的张角增大;
③[2]实验中,只在极板间插入有机玻璃板,相对介电常数增大,可知电容器的电容增大,电容器带电量不变,电容器两极板间的电压减小,故静电计指针的张角减小;
④[3]实验中,只将电容器板向左平移,电容器两极板间的距离增大,可知电容器的电容减小,电容器带电量不变,电容器两极板间的电压增大,故静电计指针的张角增大。
[4]实验前,只用毛皮摩擦过的玻璃棒与电容器板接触,使电容器带电,电容器的电容不变,综上所述,以上四个实验中电容变小的情形有②④。
计算题。(共4小题,共38分。解答应写出必要的文字说明、方程式或重要演算步骤,只写出最后答案的不能得分。有数值计算的题,答案中必须明确写出数值和单位。)
15. 如图,是正方形的四个顶点,在点和点放有电荷量都为的正电荷,在点放了某个未知电荷后,恰好点的电场强度等于。求:
(1)放在点的电荷电性和电荷量;
(2)若正方形边长为a,求A处场强大小。
【答案】(1)负电,;(2)
【解析】
【详解】(1)点和点的正电荷在点的场强大小均为
点和点的正电荷在点的合场强大小为
方向为方向,点的电场强度等于,可知放在点的电荷在点的场强方向为方向,放在点的电荷带负电,放在点的电荷在点的场强大小等于点和点在点的合场强大小,可得
解得
(2)点的正电荷在点的电场强度为
点的正电荷在点沿、的电场强度为
点的正电荷在点的电场强度为
A处的场强大小为
16. 在电场中一条电场线上有三点(点未画出),已知,如图所示。若将一负电荷,从A点移至B点,电荷克服电场力做功。试求:
(1)两点的电势差,并回答哪一点电势高?
(2)若取点为势点,求点的电势?
(3)将此负电荷从点移动到点电势能如何变化?变化了多少?
【答案】(1),A点电势高;(2),;(3)减少,减少了
【解析】
【详解】(1)从A点移至B点,电场力做功
解得
电势差为正,说明A点电势高。
(2)若取B点为0势点,有
所以
又
所以
(3)将此负电荷从点移动到点,电场力做功
电场力做正功,说明电势能减少,减少了。
17. 如图所示,平行板电容器的电容为,质量为液滴静止在位置点,液滴所带电量为,、两板间的距离为,板接地,到板的垂直距离为。求:
(1)匀强电场的电场强度大小?
(2)电容器所带的电量及其点的电势?
【答案】(1);(2),
【解析】
【详解】(1)液滴静止在位置点,根据平衡条件可得
匀强电场的电场强度大小为
(2)电容器所带的电量为
板与点的电势差为
解得点电势为
18. 如图所示,间存在与竖直方向成角斜向上的匀强电场,间存在竖直向上的匀强电场,间距为,间距为,为荧光屏,质量,电荷量的带电粒子由点静止释放,恰好沿水平方向经过点到达荧光屏的点。()求:
(1)、大小;
(2)若把电场改为水平向左,重复上述运动,则粒子能否到达荧光屏上,若能,计算落点到的距离;若不能,计算粒子再次经过界面时距离的距离。
【答案】(1),;(2)粒子能到达荧光屏上,
【解析】
【详解】(1)带电粒子由点静止释放,恰好沿水平方向经过点到达荧光屏的点,可知带电粒子由点到点做匀变速直线运动,从点达荧光屏的点做匀速直线运动,到根据平衡条件可得
解得
,
(2)带电粒子在间运动的加速度
根据动力学公式
解得粒子运动至点的速度为
带电粒子在间运动水平方向的加速度为
根据动力学公式
解得
带电粒子水平速度为零,运动的时间为
可知粒子能到达荧光屏上,落点到的距离华南师范大学附属中学2023-2024学年第一学期物理月考物理
第一卷(客观题,共48分)
单项选择题(本大题共7小题,每小题4分,共28分。每小题给出的四个选项中只有一项满足题设要求,选对得3分;不选、错选或多选不得分。)
1. 由电场强度的定义式可知,在电场中的同一点 ( )
A. 电场强度E跟F成正比,跟q成反比
B. 无论检验电荷所带的电荷量如何变化,始终不变
C. 电荷在电场中某点所受电场力大,则该点的电场强度强
D. 一个不带电的小球在P点受到的电场力为零,则P点的场强一定为零
2. 如图所示,实线表示电场线,虚线表示带电粒子运动的轨迹。带电粒子只受电场力的作用,运动过程中电势能逐渐减小,它运动到处时的运动方向与受力方向可能的是( )
A. B.
C. D.
3. 关于电场强度与电势的关系,下面各种说法中正确的是( )
A. 电场强度大的地方,电势一定高 B. 电场强度不变,电势也不变
C. 电场强度为零时,电势一定为零 D. 电场强度方向是电势降低最快的方向
4. 对电容C=,以下说法正确的是
A. 电容器带电荷量越大,电容就越大
B. 对于固定电容器,它的带电荷量跟它两极板间所加电压的比值保持不变
C. 可变电容器的带电荷量跟加在两极板间的电压成反比
D. 如果一个电容器没有电压,就没有带电荷量,也就没有电容
5. 如图所示,两个固定的等量异种电荷,在它们连线的垂直平分线上有三点,则( )
A. 点电势比点高 B. 两点场强方向相同
C. 三点与无穷远处电势不相等 D. 三点点场强最大
6. 电子束焊接机中的电场线如图中虚线所示。为阴极(极),为阳极(极),两极之间的距离为。在两极之间加上高压,有一电子在极由静止被加速。不考虑电子重力,元电荷为,则下列说法正确的是( )
A. 、之间的电场强度为 B. 电子运动的过程中加速度不断减少
C. 由到电子的电势能减小了 D. 由沿直线到电势逐渐减小
7. 在点电荷形成的电场中有一点A,当一个的检验电荷从电场的无限远处被移到电场中的A点时,电场力做的功为,则检验电荷在A点的电势能及电场中A点的电势分别为(规定无限远处电势能为0)( )
A. , B. ,
C. , D. ,
多选题(本大题共5小题,每小题4分,共20分。每小题给出的四个选项中至少有两项满足题设要求,选对得4分;漏选得2分;不选、错选或多选不得分。)
8. 在方向水平向左,大小的匀强电场中,有相距的两点,现将一带电荷量的检验电荷由点移至点,该电荷的电势能变化量绝对值可能是( )
A. B.
C. D.
9. 如图所示,在点电荷Q产生的电场中,实线MN是一条方向未标出的电场线,虚线AB是一个电子只在静电力作用下的运动轨迹.设电子在A、B两点的加速度大小分别为、,电势能分别为、.下列说法正确的是( )
A. 电子一定从A向B运动
B. 若>,则Q靠近M端且正电荷
C. 无论Q为正电荷还是负电荷一定有<
D. B点电势可能高于A点电势
10. 如图所示,虚线a、b、c表示O处点电荷的电场中的三个等势面,设两相邻等势面的间距相等,一电子射入电场后的运动轨迹如图中实线所示,其中1、2、3、4是运动轨迹与等势面的一些交点。由此可以判定( )
A. 电子在每个位置具有的电势能与动能的总和一定相等
B. O处的点电荷一定带正电
C. a、b、c三个等势面的电势关系是φa >φb>φc
D. 电子运动时的电势能先增大后减小
11. 竖直放置的两块足够长的平行金属板间有匀强电场。其电场强度为,在该匀强电场中,用丝线悬挂质量为的带电小球,丝线跟竖直方向成角时小球恰好平衡,重力加速度,如图所示。下列说法正确的是( )
A. 小球带电荷量是
B. 剪断细绳后小球做平抛运动
C. 剪断细绳后小球的加速度为
D. 剪断细绳后小球碰到金属板所需的时间为
12. 如图所示,正六棱柱上下底面的中心为和,、两点分别固定等量异号的点电荷,下列说法正确的是( )
A. 点与点的电场强度大小相等
B. 点与点的电场强度方向相同
C. 点与点的电势差小于点与点的电势差
D 将试探电荷由点沿直线移动到点,其电势能先增大后减小
第二卷(主观题,共52分)
实验题(本题共2小题,共14分)
13. 如图所示的为匀强电场中正六边形的六个顶点。已知三点的电势分别为,则点的电势为___________V,并画出电场中的一条电场线和等势线,作图要保留作图痕迹。( )
14. 研究与平行板电容器电容有关因素的实验装置如图所示。请填写下列现象
①实验前,只用毛皮摩擦过的玻璃棒与电容器板接触,使电容器带电,进行多次,静电计指针的张角不断增大。
②实验中,只将电容器板向上平移,静电计指针的张角 ___________。
③实验中,只在极板间插入有机玻璃板,静电计指针张角 ___________ 。
④实验中,只将电容器板向左平移,静电计指针的张角___________。
以上四个实验中电容变小的情形有 ___________(从①、②、③、④中选择所有的现象填写)
计算题。(共4小题,共38分。解答应写出必要的文字说明、方程式或重要演算步骤,只写出最后答案的不能得分。有数值计算的题,答案中必须明确写出数值和单位。)
15. 如图,是正方形的四个顶点,在点和点放有电荷量都为的正电荷,在点放了某个未知电荷后,恰好点的电场强度等于。求:
(1)放在点的电荷电性和电荷量;
(2)若正方形边长为a,求A处的场强大小。
16. 在电场中一条电场线上有三点(点未画出),已知,如图所示。若将一负电荷,从A点移至B点,电荷克服电场力做功。试求:
(1)两点的电势差,并回答哪一点电势高?
(2)若取点为势点,求点的电势?
(3)将此负电荷从点移动到点电势能如何变化?变化了多少?
17. 如图所示,平行板电容器的电容为,质量为液滴静止在位置点,液滴所带电量为,、两板间的距离为,板接地,到板的垂直距离为。求:
(1)匀强电场的电场强度大小?
(2)电容器所带的电量及其点的电势?
18. 如图所示,间存在与竖直方向成角斜向上的匀强电场,间存在竖直向上的匀强电场,间距为,间距为,为荧光屏,质量,电荷量的带电粒子由点静止释放,恰好沿水平方向经过点到达荧光屏的点。()求:
(1)、的大小;
(2)若把电场改为水平向左,重复上述运动,则粒子能否到达荧光屏上,若能,计算落点到的距离;若不能,计算粒子再次经过界面时距离的距离。
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