河北师大附中高二第一次月考
物理试卷
一、选择题:本题共有8小题,每小题6分,共48分。在每小题给出的四个选项中,第1~5题只有一项符合题目要求,第6~8题有多项符合题目要求。全部选对的得6分,选对但不全的得3分,有选错的得0分。
1. 以下关于库仑力的相关说法正确的是()
A. 在现实生活中我们很容易做到使相距的两个物体都带的电荷量
B. 在氢原子内部,氢原子核与电子之间的万有引力和它们之间的库仑力大小相当
C. 在库仑扭秤实验中,虽然他无法测出带电小球的电荷量数值,但他通过巧妙的手段可以把带电小球的电荷量q分为,,,,…从而得出两个电荷量的乘积
D. 两个点电荷之间的库仑力会因为第三个点电荷的存在而改变
【答案】C
【解析】
【详解】A.根据库仑定律可知,相距的两个物体都带的电荷量的库仑力大小约为
可见两物体间库仑力很大,在现实生活中我们很难做到使相距两个物体都带的电荷量,故A错误;
B.在氢原子内部,氢原子核与电子之间的万有引力远小于它们之间的库仑力大小,故B错误;
C.在库仑扭秤实验中,虽然他无法测出带电小球的电荷量数值,但他通过巧妙的手段可以把带电小球的电荷量q分为,,,,…从而得出两个电荷量的乘积,故C正确;
D.两个点电荷之间的库仑力不会因为第三个点电荷的存在而改变,故D错误。
故选C。
2. 如图所示,真空中完全相同的两个带电金属球A和B,它们的电荷量,,当它们相距L(L足够大,两个金属球可视为点电荷)时库仑力为F。现把两个小球相碰一下后分开,仍然放置在原位置,则此时的库仑力大小为()
A. F B. C. D.
【答案】D
【解析】
【详解】根据库仑定律,两个带电金属球A和B在相距L时相互作用力为
两电荷异性,接触后再分开,两球电量的绝对值为,此时两球的库仑力为
故A、B、C错误,D正确。
故选D。
3. 真空中有三个点电荷,它们固定在边长为L的正三角形的三个顶点上,其中,,O点为三角形的中心,在O点固定一点电荷,已知对Q的库仑力为F,则Q受到的合力为()
A. B. C. D.
【答案】D
【解析】
【详解】O点为三角形的中心,则 A、B、C到O点的间距相等,令为r,由于对Q的库仑力为F,则有
对Q的库仑力为
对Q的库仑力为
根据力的合成可知,Q受到的合力为
故选D。
4. 如图所示,在匀强电场中电场强度,直线两点相距,与电场线夹角,把一个的电荷从B移到A点过程中,电场力做功及电势能的变化正确的是()(,)
A. 电场力做功电势能减少
B. 电场力做功,电势能减少
C. 电场力做功,电势能减少
D. 电场力做功,电势能减少
【答案】C
【解析】
【详解】把一个的电荷从B移到A点过程中,电场力做功为
故电场力做功,根据功能关系可知,电势能减少。
故选C。
5. 如图所示,四根完全相同的均匀带电绝缘细棒围成正方形,每根细棒之间留有很小缝隙以使得各排不接触,O点为正方形的中心,已知和三根细棒带电量均为q,棒的带电量为,此时O点的电场强度大小为E。现移去棒,则O点的电场强度大小为()
A. E B. C. D.
【答案】D
【解析】
【详解】由于AB棒和CD棒对称,在O点产生的合场强为零,BC棒和AD棒在O点产生的场强方向相同,合场强为E,AD棒上的电量是BC棒电量的4倍,所以AD棒上电荷在O点产生的场强是BC棒上电荷在O点产生的场强的4倍,若撤去AD边上的细棒,则O点的场强为。
故选D。
6. 如图所示,在等量异种电荷的电场线中,O点为两电荷连线的中点,过O点做连线的中垂线,令该线为O势线,a和b是电场中是关于O点对称的两个点,在a、b两点分别固定一个、两个试探电荷,以下说法正确的是()
A. 、受到的电场力大小相等方向相同 B. 、受到的电场力大小相等方向相反
C. 、具有电势能相等 D. 具有的电势能大于具有的电势能
【答案】BC
【解析】
【详解】AB.、两点处电场线的疏密相同,所以电场强度的大小相同,方向为电场线的切线方向,根据对称性可知两点电场强度的方向相同,结合
得、受到的电场力大小相等方向相反,故A错误,B正确;
CD.等量异种点电荷连线上中垂线的电势为零,沿着电场线电势逐渐降低,所以
且
,
根据
得具有的电势能等于具有的电势能,故C正确,D错误。
故选BC。
7. 如图所示,点电荷Q位于x轴某处,A、B为坐标轴两点,其坐标如图所示。现在A、B两点分别放置试探电荷,其受到的电场力跟试探电荷所带电荷量的关系如图所示,则以下说法正确的是()
A. Q一定是负电荷 B. Q可能带有正电荷
C. 电荷Q所在位置坐标为 D. 电荷Q所在位置坐标为
【答案】AD
【解析】
【详解】AB.由于正电荷所受电场力方向与场强方向相同,则A点场强方向向右,B点场强方向向左,Q一定是负电荷,A正确,B错误;
CD.有图可知,斜率大小等于场强,A、B两点场强之比为4:1,根据
得
则电荷Q所在位置坐标为。C错误,D正确。
故选AD。
8. 在真空中的x轴上固定两个点电荷和,它们所在位置的坐标为,,,,则()
A. 若把一个点电荷在处静止释放,则该点电荷一定静止
B. 若把一个带负电的点电荷在处静止释放,则该点电荷一定做往复运动
C. 若把一个带正电的点电荷在处静止释放,则该点电荷一定做往复运动
D. 若把一个带负电的点电荷在处静止释放,则该点电荷一定做往复运动
【答案】ABD
【解析】
【详解】A.若把一个点电荷在处,在处的电场强度大小为
方向向右,在处的电场强度大小为
方向向左,可知合电场强度为0,即点电荷在处所受电场力为0,静止释放,则该点电荷一定静止,故A正确;
B.由于带正电,带负电,电荷量大小大于电荷量大小,根据上述,处的电场强度为0,可知,在区域,电场强度方向向右,在区域,电场强度方向向左,若把一个带负电的点电荷在处静止释放,所受电场力方向向左,该点电荷先向左加速,越过处后,所受电场力方向向右,速度向左,点电荷向左减速,减速至0后,又向右加速,再次越过处后,向右减速至0,回到处,之后重复先前的运动,即该点电荷一定做往复运动,故B正确;
C.根据上述电场强度方向的分布,若把一个带正电的点电荷在处静止释放,所受电场力方向向左,该点电荷一直向左做加速运动,不会做往复运动,故C错误;
D.根据上述电场强度方向的分布,若把一个带负电的点电荷在处静止释放,所受电场力方向向右,点电荷先向右做加速运动,越过处后,所受电场力方向向左,速度向右,点电荷向右减速,减速至0后,又向左加速,再次越过处后,向左减速至0,回到处,之后重复先前的运动,即该点电荷一定做往复运动,故D正确。
故选ABD。
二、实验题(15分)
9. 如图所示,在观察静电感应现象实验中,取一对用绝缘柱支持的导体A和B使它们彼此接触。起初它们不带电,贴在它们下面的金属箔是闭合的。
(1)手握绝缘棒,把带正电的带电体C移近导体A,金属箔都张开,A导体带________(填“正电”或“负电”)
(2)先移走C,再把A,B分开,此时A________(填“带正电”或“带负电”或“不带电”)
(3)如果在此次实验中A带上了的电荷,则B失去的电子数为________个。
【答案】 ①. 负电 ②. 不带电 ③.
【解析】
【详解】(1)[1]把带正电荷的带电体C移近导体A时,根据静电感应的“近异远同”规律可知,A端带负电;
(2)[2]先移走C,A、B中正负电荷中和,再把A、B分开,则A不带电;
(3)[3] B失去的电子数为
10. 密立根用如图所示的实验装置来测定很小的带电油滴所带的电荷量。油滴从喷雾器喷出时由于摩擦而带电,落入两块相互平行的极板M、N之间(M板带正电、N板带负电),透过显微镜寻找那些刚好悬浮在极板间的油滴。
(1)根据观测数据算出油滴的质量,再根据油滴悬浮时受到的________与________平衡,可计算出油滴所带的电荷量。
(2)已知极板M、N之间的距离为,电压为,则两板之间的电场强度E的大小为________。
(3)油滴P可视为球体,并测得其直径为,已知油的密度为,重力加速度为,则该油滴的电荷量________。(提示:球的体积公式,本次计算中)
【答案】 ①. 重力##电场力 ②. 电场力##重力 ③. 2000V/m ④.
【解析】
【详解】(1)[1][2]油滴在电场中悬浮时,受到重力和电场力,两力等大反向;
(2)[3]根据公式
解得
(3)[4]根据题目可得
联立解得
代入数据解得
三、计算题(37分)
11. 如图所示,竖直空间存在足够大匀强电场,电场强度随时间变化图像如右图所示,规定竖直向下为E的正方向,一质量为m的带负电小球在时刻由A点静止释放,已知,,,求:
(1)内小球的位移;
(2)从0时刻到小球上升到最高点的时间;
(3)0~T内的位移。
【答案】(1);(2);(3)
【解析】
【详解】(1)内小球受到的电场方向竖直向上,根据牛顿第二定律可得
解得
小球竖直向上做匀加速直线运动,根据运动学公式可得
(2)在时刻,小球的速度方向竖直向上,大小为
内,小球受到的电场力方向竖直向下,根据牛顿第二定律可得
解得加速度大小为
小球向上减速到速度为0所用时间为
则从0时刻到小球上升到最高点时间为
(3)小球从0时刻到小球上升到最高点通过的位移大小为
小球从最高点开始向下做加速度大小为的匀加速直线运动到时刻,这段时间内向下运动的位移大小为
则内的位移为
12. 如图所示,用一条长为L绝缘细线悬挂一带正电的小球,小球的质量为m,所带电量为q。现加水平方向匀强电场,平衡时绝缘细线与竖直方向夹角为,重力加速度为g,求:
(1)匀强电场电场强度;
(2)把小球拉至最低点后静止释放,小球的最大速度;
(3)求小球速度最大时细绳的拉力多大。
【答案】(1);(2);(3)
【解析】
【详解】(1)对小球进行受力分析如图所示
根据平衡条件可得
,
联立解得
(2)小球静止时的位置为平衡位置,因此当小球从最低点运动到静止时的平衡位置时小球的速度有最大值,在此过程中由动能定理有
解得
(3)由于小球做圆周运动,则由牛顿第二定律有
解得
13. 如图所示,在真空中电子枪均匀发射电子,单个电子离开枪口时的动能为,这些电子在真空管中形成的电流大小,电流经O点进入一由两块带电极板形成匀强电场中,O点在两极板正中间,极板宽度为,极板间距离也为L,极板间加有电压。不计电子重力,忽略其他因素的影响。
(1)每秒中流过O点的电子的总动能是多少?
(2)电子离开电场时偏移距离多大?
【答案】(1);(2)
【解析】
【详解】(1)根据
可知每秒中流过O点的电子数为
则每秒中流过O点的电子的总动能为
(2)设电子进入偏转电场的初速度为,电子质量为,则有
电子偏转电场中做类平抛运动,则有
联立解得电子离开电场时偏移距离为
(
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)河北师大附中高二第一次月考
物理试卷
一、选择题:本题共有8小题,每小题6分,共48分。在每小题给出的四个选项中,第1~5题只有一项符合题目要求,第6~8题有多项符合题目要求。全部选对的得6分,选对但不全的得3分,有选错的得0分。
1. 以下关于库仑力的相关说法正确的是()
A. 在现实生活中我们很容易做到使相距的两个物体都带的电荷量
B. 在氢原子内部,氢原子核与电子之间的万有引力和它们之间的库仑力大小相当
C. 在库仑扭秤实验中,虽然他无法测出带电小球的电荷量数值,但他通过巧妙的手段可以把带电小球的电荷量q分为,,,,…从而得出两个电荷量的乘积
D. 两个点电荷之间的库仑力会因为第三个点电荷的存在而改变
2. 如图所示,真空中完全相同的两个带电金属球A和B,它们的电荷量,,当它们相距L(L足够大,两个金属球可视为点电荷)时库仑力为F。现把两个小球相碰一下后分开,仍然放置在原位置,则此时的库仑力大小为()
A. F B. C. D.
3. 真空中有三个点电荷,它们固定在边长为L正三角形的三个顶点上,其中,,O点为三角形的中心,在O点固定一点电荷,已知对Q的库仑力为F,则Q受到的合力为()
A. B. C. D.
4. 如图所示,在匀强电场中电场强度,直线两点相距,与电场线夹角,把一个的电荷从B移到A点过程中,电场力做功及电势能的变化正确的是()(,)
A电场力做功电势能减少
B. 电场力做功,电势能减少
C. 电场力做功,电势能减少
D. 电场力做功,电势能减少
5. 如图所示,四根完全相同均匀带电绝缘细棒围成正方形,每根细棒之间留有很小缝隙以使得各排不接触,O点为正方形的中心,已知和三根细棒带电量均为q,棒的带电量为,此时O点的电场强度大小为E。现移去棒,则O点的电场强度大小为()
A. E B. C. D.
6. 如图所示,在等量异种电荷的电场线中,O点为两电荷连线的中点,过O点做连线的中垂线,令该线为O势线,a和b是电场中是关于O点对称的两个点,在a、b两点分别固定一个、两个试探电荷,以下说法正确的是()
A. 、受到电场力大小相等方向相同 B. 、受到的电场力大小相等方向相反
C. 、具有的电势能相等 D. 具有的电势能大于具有的电势能
7. 如图所示,点电荷Q位于x轴某处,A、B为坐标轴两点,其坐标如图所示。现在A、B两点分别放置试探电荷,其受到的电场力跟试探电荷所带电荷量的关系如图所示,则以下说法正确的是()
A. Q一定是负电荷 B. Q可能带有正电荷
C. 电荷Q所在位置坐标为 D. 电荷Q所在位置坐标为
8. 在真空中的x轴上固定两个点电荷和,它们所在位置的坐标为,,,,则()
A. 若把一个点电荷在处静止释放,则该点电荷一定静止
B. 若把一个带负电的点电荷在处静止释放,则该点电荷一定做往复运动
C. 若把一个带正电的点电荷在处静止释放,则该点电荷一定做往复运动
D. 若把一个带负电的点电荷在处静止释放,则该点电荷一定做往复运动
二、实验题(15分)
9. 如图所示,在观察静电感应现象实验中,取一对用绝缘柱支持的导体A和B使它们彼此接触。起初它们不带电,贴在它们下面的金属箔是闭合的。
(1)手握绝缘棒,把带正电的带电体C移近导体A,金属箔都张开,A导体带________(填“正电”或“负电”)
(2)先移走C,再把A,B分开,此时A________(填“带正电”或“带负电”或“不带电”)
(3)如果在此次实验中A带上了的电荷,则B失去的电子数为________个。
10. 密立根用如图所示的实验装置来测定很小的带电油滴所带的电荷量。油滴从喷雾器喷出时由于摩擦而带电,落入两块相互平行的极板M、N之间(M板带正电、N板带负电),透过显微镜寻找那些刚好悬浮在极板间的油滴。
(1)根据观测数据算出油滴质量,再根据油滴悬浮时受到的________与________平衡,可计算出油滴所带的电荷量。
(2)已知极板M、N之间的距离为,电压为,则两板之间的电场强度E的大小为________。
(3)油滴P可视为球体,并测得其直径为,已知油的密度为,重力加速度为,则该油滴的电荷量________。(提示:球的体积公式,本次计算中)
三、计算题(37分)
11. 如图所示,竖直空间存在足够大匀强电场,电场强度随时间变化图像如右图所示,规定竖直向下为E的正方向,一质量为m的带负电小球在时刻由A点静止释放,已知,,,求:
(1)内小球的位移;
(2)从0时刻到小球上升到最高点的时间;
(3)0~T内的位移。
12. 如图所示,用一条长为L绝缘细线悬挂一带正电的小球,小球的质量为m,所带电量为q。现加水平方向匀强电场,平衡时绝缘细线与竖直方向夹角为,重力加速度为g,求:
(1)匀强电场的电场强度;
(2)把小球拉至最低点后静止释放,小球的最大速度;
(3)求小球速度最大时细绳的拉力多大。
13. 如图所示,在真空中电子枪均匀发射电子,单个电子离开枪口时的动能为,这些电子在真空管中形成的电流大小,电流经O点进入一由两块带电极板形成匀强电场中,O点在两极板正中间,极板宽度为,极板间距离也为L,极板间加有电压。不计电子重力,忽略其他因素的影响。
(1)每秒中流过O点的电子的总动能是多少?
(2)电子离开电场时偏移距离多大?
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