内容正文:
石室成飞中学2023-2024学年上期十月阶段检测
高2022级物理试卷
考试时间:90分钟 总分:100分
注意事项∶
01.答题前,考生务必将自己的姓名、准考证号填写在答题卡规定的位置上,或将条形码贴在答题卡规定的位置上。
02.答选择题时,必须使用2B铅笔将答题卡上对应题目的答案标号涂黑,如需改动,用橡皮擦擦干净后,再选涂其他答案标号。
03.答非选择题时,必须使用0.5毫米黑色签字笔,将答案书写在答题卡规定的住置上。
04.所有题目必须在答题卡上作答,在试题卷上答题无效。
05.考试结束后,只将答题卡交回。
第I卷(选择题,共44分)
一.单项选择题(共8题,每小题3分,共计24分,每小题只有一个选项符合题意)。
1. 关于电荷、电场及相关概念和规律下列说法正确的是( )
A. 电场强度、电容均是比值法定义的物理量
B. 电场的概念是英国物理学家法拉第提出的,并用电场中真实存在的电场线来描述电场的分布
C. 点电荷就是体积和电荷量都很小的带电体
D. 元电荷是带电量为的电荷,其值是由法国物理学家库仑首先测出的
【答案】A
【解析】
【详解】A.电场强度、电容均是比值法定义的物理量,故A正确;
B.电场的概念是英国科学家法拉第提出的,并用电场线来形象的表示电场的分布,而电场线是假想的,并不是真实存在的,故B错误;
C.点电荷是指相对研究的问题来说其体积和形状可以忽略的带电体,故C错误;
D.元电荷是带电量为的电荷,其值是由密立根首先测出的,故D错误。
故选A。
2. 降噪耳机越来越受到人们的青睐。降噪耳机的工作原理包括几个环节:(1)耳机内的微型麦克风采集耳朵能听到的环境中的中、低噪声(比如);(2)将噪声信号传至降噪电路,降噪电路对环境噪声进行实时分析、运算等处理工作;(3)通过扬声器向外发出与噪声相位相反、振幅相同的降噪声波来抵消噪声。最后,我们的耳朵就会感觉到噪声减弱甚至消失了。如图为噪声在某时刻的简谐波图像,则下列说法正确的是( )
A. 降噪声波的振幅为10cm
B. 降噪声波和噪声声波传播的速度不相等
C. 质点P此时刻一定正从平衡位置向上振动
D. 如果降噪电路处理信息的速度大幅度变慢,也不影响耳机的使用
【答案】A
【解析】
【详解】A.由题意可知,降噪声波的振幅为
A=10cm
故A正确;
B.降噪声波与噪声声波频率相同、相位相反、振幅相同,即速度相等,相互叠加后波的振幅变为零,故B错误;
C.未知波的传播方向,无法判断P的振动方向,故C错误;
D.如果降噪电路处理信息的速度大幅度变慢,则在降噪电路处理完成后,通过扬声器可能会向外发出与噪声相位相同、振幅相同的声波来加强噪声,则耳机使用者可能会听到更强的噪声,故D错误;
故选A。
3. 如图,在光滑绝缘的水平面上有三个带电小球A、B、C,其中A球带正电,电荷量为16Q,B球带负电,电荷量为Q,已知A、B、C三个小球均处于静止状态,且AB之间的距离为L、则( )
A. C球带电量为,BC距离为 B. C球带电量为-16Q,BC距离为L
C. C球带电量为16Q,BC距离为L D. C球带电量为,BC距离为
【答案】D
【解析】
【详解】B球受力平衡,可知C球带正电,设小球C带电量为q,BC之间距离为r。因为三个小球均静止,所以对B球受力分析有
对C球有
联立解得
,
故选D。
4. 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。
5. 如图所示,菱形ABCD处于方向水平向右、电场强度大小为E的匀强电场中,其中心O固定一电荷量为Q的点电荷(电性未知)。已知AD与CD的夹角为60°,D点的电场强度为零。则下列说法正确的是( )
A. O点电荷带负电
B. A、C两点的电场强度相同
C. C点的电场强度大小为2E
D. B点的电场强度大小为2E
【答案】D
【解析】
【详解】AC.D点的电场强度为零,根据场强的叠加原理可知,O点电荷在D点处的场强方向水平向左,大小等于E,可知O点电荷带正电;同时有
根据几何知识有,故O点电荷在C点处的场强大小为
方向竖直向下,可知C点的合场强大小为
故AC错误;
B.O点电荷在A、C两点处的场强大小相等,方向相反,由场强的矢量合成法则可知A、C两点的电场强度大小相同,方向不同,故B错误;
D.O点电荷在B点处的场强方向水平向右,大小等于E,故B点的合场强大小为2E,故D正确。
故选D。
6. 静电场聚焦在电子显微镜和示波管中起着重要的作用.如图所示为某示波管内的聚焦电场,实线和虚线分别表示电场线和等势线,甲乙两电子分别从a、b两点运动到c点,则
A. 两电子的电势能变化相同
B. 电场力对两电子做的功不同
C. 电子在a点具有的电势能比b点小
D. b处的电场强度比c处小
【答案】A
【解析】
【详解】AB.根据可知两电子从同一等势线开始运动到另一等势线,电场力对两电子所做的功相同,两电子电势能的变化量也相同,故A正确,B错误;
C.a、b两点电势相同,则电子在a点具有的电势能等于在b点的电势能,选项C错误;
D.b处的电场线较c点密集,则b处的电场强度比c处大,选项D错误.
7. 如图所示。绝缘水平天花板上的点用绝缘丝线悬挂一质量为m电荷量为的小球,丝线长为,在同一水平线距离点为处固定另一电量为的点电荷(未知)。当小球静止时,丝线和竖直方向的夹角,已知小球质量为,重力加速度为,静电力常量为,下列说法正确的是( )
A. 丝线的拉力大小为
B. 两带电体的相互作用力为
C.
D. 由于漏电电量减小时,丝线的拉力不变
【答案】C
【解析】
【详解】AB.小球受力情况如图所示:
由几何关系可知
根据两个力的合力是第三个力的平衡力,有两带电体的相互作用力
丝线的拉力
选项AB错误;
C.根据库仑定律有
解得
选项C正确;
D.由于漏电电量减小时,小球将下移,故变大,根据相似三角形有
故丝线的拉力减小,选项D错误。
故选C。
8. 据报道,我国每年心源性猝死案例高达55万,而心脏骤停最有效的抢救方式是尽早通过AED自动除颤机给予及时治疗。某型号AED模拟治疗仪器的电容器电容是15μF,充电至9kV电压,如果电容器在2ms时间内完成放电,则下列说法正确的是( )
A. 电容器中间是绝缘介质,所以电路是断路,放电过程中不可能有电荷定向移动
B. 电容器的击穿电压为9kV
C. 电容器充电后的电量为0.135C
D. 电容器充满电的电容是15μF,当放电完成后,电容为0
【答案】C
【解析】
【详解】A.电容器中间是绝缘介质,但两极板带等量异种电荷,放电过程中电路中有电荷定向移动,故A错误;
B.电容器可以充电至9kV电压,电容器的击穿电压高于9kV,故B错误;
C.电容器充电后的电量为
故C正确;
D.电容器充满电的电容是15μF,当放电完成后,电容不变,依然是,故D错误。
故选C。
二.多项选择题(共5题,每小题4分,共计20分。每小题给出的四个选项中,有多个选项符合题目要求,全部选对的得4分,选对但不全的得2分,有选错的得0分)。
9. 生活在尼罗河的反天刀鱼,它的器官能在其周围产生电场,电场线分布如图所示,M、N、P为电场中的点。下列说法正确的是( )
A. P点电场强度小于M点
B. P点电势小于N点电势
C. M点电势小于N点电势
D. 某带电小颗粒只在电场力作用下从N点沿虚线轨迹运动到M点,其在N点电势能小于在M点电势能
【答案】AC
【解析】
【详解】A.P点位置的电场线要比M点的稀疏,所以P点电场强度小于M点电场强度,故A正确;
B.从P点到无穷远,电势降低,从无穷远到N点,电势降低,所以P点电势高于N点电势,故B错误;
C.从N到M为沿电场线方向,电势降低,所以M点电势小于N点电势,故C正确;
D.带电小颗粒所受电场力指向轨迹内侧,即小颗粒带正电,从N移动到M,电场力做正功,电势能减小,故N点电势能大于M点电势能,故D选项错误。
故选AC。
10. 一电场在x轴上各点的电场强度分布如图所示。现将一带正电的粒子(不计重力)从O点静止释放,仅在电场力的作用下,沿x轴正方向运动,则关于该电场在x轴上各点的电势φ、带电粒子的动能Ek、电势能Ep以及动能与电势能之和E0随x变化的图像,正确的是( )
A. B. C. D.
【答案】BD
【解析】
【详解】A.带正电的粒子(不计重力)从O点静止释放,仅在电场力的作用下,带电粒子沿x轴运动,则电场力方向沿x轴正方向,电场线方向沿x轴正方向。沿电场线方向电势降低,A错误;
B.由图可知,场强先减小后增大,由Ek − x图像斜率大小代表电场力大小,斜率正负代表电场力方向,方向一直为正方向,电场力
先减小后增大,一直为正方向,与题中电场强度沿x轴变化一致,B正确;
C.Ep − x斜率代表电场力,所以斜率应该先减小后增大,C错误;
D.由能量守恒
动能与电势能之和E0不变,D正确。
故选BD。
11. 如图所示,两极板水平放置的平行板电容器与电压为E的直流电源连接,下极板接地,静电计外壳接地。闭合开关S时,一带电的油滴恰好静止于电容器中的P点。下列说法正确的是( )
A. 若将A极板向下平移一小段距离,则带电油滴向下运动
B. 若将A极板向下平移一小段距离,P点电势将降低
C. 若断开开关S,再将B极板向下平移一小段距离,静电计指针张角变大
D. 若断开开关S,再将B极板向下平移一小段距离,P点电势将升高
【答案】CD
【解析】
【详解】A.电容器与电源相连,电压U不变,若将A极板向下平移一小段距离,根据
可知电场强度增大,油滴受到的电场力增大,带电油滴向上运动,故A错误。
B.电容器与电源相连,电压U不变,若将A极板向下平移一小段距离,根据
可知电场强度增大,根据
可知P点电势将升高,故B错误;
C.若断开开关S,电容器带电荷量Q不变,将B极板向下平移一小段距离,根据
可知电容减小,根据
可知极板间电压增大,静电计指针张角变大,故C正确;
D.若断开开关S,电容器带电荷量Q不变,将B极板向下平移一小段距离,根据
可知电场强度不变,根据
可知P点电势将升高,故D正确。
故选CD。
12. 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。
13. 如图所示,A、B、C、D为匀强电场中相邻的等差等势面,一个电子垂直经过等势面D时的动能为20eV,经过等势面C时的电势能为-10eV,到达等势面B时的速度恰好为零,已知相邻等势面间的距离为5cm,不计电子的重力,下列说法中正确的是( )
A. C等势面的电势为10 V
B. 匀强电场的场强为200 V/m
C. 电子再次经过D等势面时,动能为10 eV
D. 电子的运动是匀变速曲线运动
【答案】AB
【解析】
【详解】A.电子等势面C时的电势能为,根据
可得C等势面的电势为
故A正确;
B.根据题意可知,电子从D到B过程,根据动能定理可得
解得匀强电场的场强为
故B正确;
C.根据能量守恒可知,电子再次经过D等势面时,电势能不变,动能不变,其动能仍为20eV,故C错误;
D.根据电场线与等势面垂直可知,该电场是匀强电场且电场力方向与速度方向在同一直线上,则电子做匀变速直线运动,故D错误。
故选AB。
第II卷(非选择题,共56分)
三.实验探究题(共2小题,每空2分,共计12分)。
14. 如图所示实验装置可用来探究影响平行板电容器的因素,其中电容器左侧极板A和静电计外壳接地,电容器右极板B与静电计金属球相连。使电容器带电后与电源断开。
(1)静电计是测量下列哪一个物理量的仪器 。
A. 电荷量 B. 电容 C. 电势差
(2)保持两极板所带的电荷量不变,极板间的正对面积S不变,让带有绝缘手柄的板向左移动增大两极板间的距离,发现静电计指针偏角变大,得出的结论是:在其他条件不变的情况下,平行板电容器的电容C随两极板间的距离d的增大而__________(填“增大”“减小”或“不变”)。
(3)改变相关因素使电容器电容发生变化,从而可以测量某些物理量,因此可制作电容式传感器。保持板不动,将板左右移动会使静电计指针的偏角变化。下列传感器电容变化和此原理相同的是 。
A. B.
C. D.
【答案】(1)C (2)减小 (3)C
【解析】
【小问1详解】
静电计是测量电势差的仪器。
故选C。
【小问2详解】
静电计指针偏角变大,则电压变大,根据可知,电容变小。得出的结论是:在其他条件不变的情况下,平行板电容器的电容C随两极板间的距离d的增大而减小。
【小问3详解】
保持B板不动,将A板上下移动,目的是改变两极板间距。BD图是通过改变两极板的正对面积来改变电容的大小,而A图是通过改变介电常数来改变电容的大小,C图是通过改变两极板间距来改变电容的大小。
故选C。
15. 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。图甲中,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。他们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,,等位置,比较小球在不同位置所受带电物体的静电力的大小。
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)图甲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)图甲实验表明,电荷之间的静电力随着电荷量的增大而增大,随着距离的减小而________填“增大”“减小”或“不变”。
(3)接着该组同学使小球处于同一位置,增大(或减小)小球A所带的电荷量,比较小球所受作用力大小的变化。如图乙,悬挂在P点的不可伸长的绝缘细线下端有一个带电量不变的小球B,在两次实验中,均缓慢移动另一带同种电荷的小球A,当A球到达悬点P的正下方并与B在同一水平线上,B处于受力平衡时,悬线偏离竖直方向角度为,若两次实验中A的电量分别为和,分别为和,则为________。
【答案】(1)D (2)增大
(3)
【解析】
【小问1详解】
图甲中先保持带电小球的电荷量不变,把系在丝线上的带电小球先后挂在横杆上的、、等位置,改变两个小球之间的距离,比较库仑力的大小;后来保持小球之间的距离不变,改变小球所带的电荷量大小,分析小球之间的库仑力,所以实验采用的方法是控制变量法。
故选D。
【小问2详解】
本实验中,根据小球的摆角可以看出小球所受作用力的大小,由图可知,电荷量越大、距离越小,丝线偏离竖直方向的角度越大,根据对小球受力分析可知电荷之间的静电力随着电荷量的增大、距离的减小而增大。
【小问3详解】
设小球B的质量为m,电量为q,B球的受力情况如图所示
当A球带电量为时,由平衡条件得
其中
当A球带电量为时,由平衡条件得
其中
联立,解得
四.计算题(共4小题,共计44分。解答应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤,只写答案不得分,有数值运算的题,答案中必须明确写出数字和单位)。
16. 一列横波在时刻的波形如图中实线所示,在时刻的波形如图中虚线所示。已知t=0时刻1m处质点向上振动,求:
(1)该波沿什么方向传播?
(2)该列波的波速可能为多大?
【答案】(1)沿轴正方向
(2)(n=0,1,2,3…)
【解析】
【小问1详解】
t=0时刻1m处质点向上振动,根据同侧法可知该波沿轴正方向传播。
【小问2详解】
根据题意可得
(n=0,1,2,3…)
解得
(n=0,1,2,3…)
由图可知波长为,该列波的波速为
(n=0,1,2,3…)
17. 如图所示,A球质量为m,悬挂在绝缘细绳上,处于静止状态,此时绳与竖直方向成α角。在同一高度相距r处有一带电量为-Q的小球B固定在绝缘支座上,两球均可视为点电荷,静电力常量为,重力加速度为g。求:
(1)A球受到的库仑力;
(2)A球所带的电荷量。
【答案】(1);水平向左;(2)
【解析】
【详解】(1)小球A受力分析,如图。
处于平衡状态,有
方向水平向左。
(2)根据库仑定律
解得
18. 如图所示,一对彼此绝缘相距的平行金属带电极板MN,N板接地,M板带电量的绝对值为。在两极板MN间A点有一带电量为的带电液滴,其质量,恰好处于静止状态,A点距离N板的距离,重力加速度10m/s2,求:
(1)两板间的电场强度为多少;
(2)带电液滴在A点的电势能;
(3)平行金属板MN所构成的电容器的电容C等于多少?
【答案】(1),竖直向上;(2);(3)
【解析】
【详解】(1)带电液滴处于静止状态,由平衡条件
解得电场强度
竖直向上。
(2)N板接地,电势为0。由匀强电场规律
解得
A点的电势
带电液滴在A点的电势能
(3)由电容器电容的定义
19. 如图甲所示,在真空中足够大的绝缘水平地面上,一个质量为,带电荷量为的小物块处于静止状态,小物块与地面间的动摩擦因数。从时刻开始,空间加上一个如图乙所示的场强大小和方向呈周期性变化的电场(取水平向右为正方向,g取),求:
(1)第末的速度;
(2)内小物块的位移大小;
(3)内小物块电势能的变化量。
【答案】(1);(2);(3)
【解析】
【详解】(1)内,对小物块,由牛顿第二定律有
解得
令,则末小物块的速度
(2)内小物块发生的位移
2~4s 内,时间间隔仍然为2s,对小物块,由牛顿第二定律有
解得
方向水平向左,物块减速至0 的时间
即4s末小物块的速度
则2~4s 内小物块发生的位移
由此可知小物块在内正好完成一次周期性运动,从的内,小物块发生的位移为
则内,小物块发生的位移
解得
(3)对小物块,在27s内,电场力做功
又由于
解得
电场力做正功,则电势能减少了。
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石室成飞中学2023-2024学年上期十月阶段检测
高2022级物理试卷
考试时间:90分钟 总分:100分
注意事项∶
01.答题前,考生务必将自己的姓名、准考证号填写在答题卡规定的位置上,或将条形码贴在答题卡规定的位置上。
02.答选择题时,必须使用2B铅笔将答题卡上对应题目的答案标号涂黑,如需改动,用橡皮擦擦干净后,再选涂其他答案标号。
03.答非选择题时,必须使用0.5毫米黑色签字笔,将答案书写在答题卡规定的住置上。
04.所有题目必须在答题卡上作答,在试题卷上答题无效。
05.考试结束后,只将答题卡交回。
第I卷(选择题,共44分)
一.单项选择题(共8题,每小题3分,共计24分,每小题只有一个选项符合题意)。
1. 关于电荷、电场及相关概念和规律下列说法正确的是( )
A. 电场强度、电容均是比值法定义的物理量
B. 电场的概念是英国物理学家法拉第提出的,并用电场中真实存在的电场线来描述电场的分布
C. 点电荷就是体积和电荷量都很小的带电体
D. 元电荷是带电量为的电荷,其值是由法国物理学家库仑首先测出的
2. 降噪耳机越来越受到人们的青睐。降噪耳机的工作原理包括几个环节:(1)耳机内的微型麦克风采集耳朵能听到的环境中的中、低噪声(比如);(2)将噪声信号传至降噪电路,降噪电路对环境噪声进行实时分析、运算等处理工作;(3)通过扬声器向外发出与噪声相位相反、振幅相同的降噪声波来抵消噪声。最后,我们的耳朵就会感觉到噪声减弱甚至消失了。如图为噪声在某时刻的简谐波图像,则下列说法正确的是( )
A. 降噪声波的振幅为10cm
B. 降噪声波和噪声声波传播的速度不相等
C. 质点P此时刻一定正从平衡位置向上振动
D. 如果降噪电路处理信息的速度大幅度变慢,也不影响耳机的使用
3. 如图,在光滑绝缘的水平面上有三个带电小球A、B、C,其中A球带正电,电荷量为16Q,B球带负电,电荷量为Q,已知A、B、C三个小球均处于静止状态,且AB之间的距离为L、则( )
A. C球带电量为,BC距离为 B. C球带电量为-16Q,BC距离为L
C. C球带电量为16Q,BC距离为L D. C球带电量为,BC距离为
4. 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
5. 如图所示,菱形ABCD处于方向水平向右、电场强度大小为E的匀强电场中,其中心O固定一电荷量为Q的点电荷(电性未知)。已知AD与CD的夹角为60°,D点的电场强度为零。则下列说法正确的是( )
A. O点电荷带负电
B. A、C两点的电场强度相同
C. C点的电场强度大小为2E
D. B点的电场强度大小为2E
6. 静电场聚焦在电子显微镜和示波管中起着重要的作用.如图所示为某示波管内的聚焦电场,实线和虚线分别表示电场线和等势线,甲乙两电子分别从a、b两点运动到c点,则
A. 两电子的电势能变化相同
B. 电场力对两电子做的功不同
C. 电子在a点具有的电势能比b点小
D. b处的电场强度比c处小
7. 如图所示。绝缘水平天花板上的点用绝缘丝线悬挂一质量为m电荷量为的小球,丝线长为,在同一水平线距离点为处固定另一电量为的点电荷(未知)。当小球静止时,丝线和竖直方向的夹角,已知小球质量为,重力加速度为,静电力常量为,下列说法正确的是( )
A. 丝线的拉力大小为
B. 两带电体的相互作用力为
C.
D. 由于漏电电量减小时,丝线的拉力不变
8. 据报道,我国每年心源性猝死案例高达55万,而心脏骤停最有效的抢救方式是尽早通过AED自动除颤机给予及时治疗。某型号AED模拟治疗仪器的电容器电容是15μF,充电至9kV电压,如果电容器在2ms时间内完成放电,则下列说法正确的是( )
A. 电容器中间是绝缘介质,所以电路是断路,放电过程中不可能有电荷定向移动
B. 电容器的击穿电压为9kV
C. 电容器充电后的电量为0.135C
D. 电容器充满电的电容是15μF,当放电完成后,电容为0
二.多项选择题(共5题,每小题4分,共计20分。每小题给出的四个选项中,有多个选项符合题目要求,全部选对的得4分,选对但不全的得2分,有选错的得0分)。
9. 生活在尼罗河的反天刀鱼,它的器官能在其周围产生电场,电场线分布如图所示,M、N、P为电场中的点。下列说法正确的是( )
A. P点电场强度小于M点
B. P点电势小于N点电势
C. M点电势小于N点电势
D. 某带电小颗粒只在电场力作用下从N点沿虚线轨迹运动到M点,其在N点电势能小于在M点电势能
10. 一电场在x轴上各点的电场强度分布如图所示。现将一带正电的粒子(不计重力)从O点静止释放,仅在电场力的作用下,沿x轴正方向运动,则关于该电场在x轴上各点的电势φ、带电粒子的动能Ek、电势能Ep以及动能与电势能之和E0随x变化的图像,正确的是( )
A. B. C. D.
11. 如图所示,两极板水平放置的平行板电容器与电压为E的直流电源连接,下极板接地,静电计外壳接地。闭合开关S时,一带电的油滴恰好静止于电容器中的P点。下列说法正确的是( )
A. 若将A极板向下平移一小段距离,则带电油滴向下运动
B. 若将A极板向下平移一小段距离,P点电势将降低
C. 若断开开关S,再将B极板向下平移一小段距离,静电计指针张角变大
D. 若断开开关S,再将B极板向下平移一小段距离,P点电势将升高
12. 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
13. 如图所示,A、B、C、D为匀强电场中相邻的等差等势面,一个电子垂直经过等势面D时的动能为20eV,经过等势面C时的电势能为-10eV,到达等势面B时的速度恰好为零,已知相邻等势面间的距离为5cm,不计电子的重力,下列说法中正确的是( )
A. C等势面的电势为10 V
B. 匀强电场的场强为200 V/m
C. 电子再次经过D等势面时,动能为10 eV
D. 电子的运动是匀变速曲线运动
第II卷(非选择题,共56分)
三.实验探究题(共2小题,每空2分,共计12分)。
14. 如图所示实验装置可用来探究影响平行板电容器的因素,其中电容器左侧极板A和静电计外壳接地,电容器右极板B与静电计金属球相连。使电容器带电后与电源断开。
(1)静电计是测量下列哪一个物理量的仪器 。
A. 电荷量 B. 电容 C. 电势差
(2)保持两极板所带的电荷量不变,极板间的正对面积S不变,让带有绝缘手柄的板向左移动增大两极板间的距离,发现静电计指针偏角变大,得出的结论是:在其他条件不变的情况下,平行板电容器的电容C随两极板间的距离d的增大而__________(填“增大”“减小”或“不变”)。
(3)改变相关因素使电容器电容发生变化,从而可以测量某些物理量,因此可制作电容式传感器。保持板不动,将板左右移动会使静电计指针的偏角变化。下列传感器电容变化和此原理相同的是 。
A. B.
C. D.
15. 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。图甲中,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。他们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,,等位置,比较小球在不同位置所受带电物体的静电力的大小。
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)图甲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)图甲实验表明,电荷之间的静电力随着电荷量的增大而增大,随着距离的减小而________填“增大”“减小”或“不变”。
(3)接着该组同学使小球处于同一位置,增大(或减小)小球A所带的电荷量,比较小球所受作用力大小的变化。如图乙,悬挂在P点的不可伸长的绝缘细线下端有一个带电量不变的小球B,在两次实验中,均缓慢移动另一带同种电荷的小球A,当A球到达悬点P的正下方并与B在同一水平线上,B处于受力平衡时,悬线偏离竖直方向角度为,若两次实验中A的电量分别为和,分别为和,则为________。
四.计算题(共4小题,共计44分。解答应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤,只写答案不得分,有数值运算的题,答案中必须明确写出数字和单位)。
16. 一列横波在时刻的波形如图中实线所示,在时刻的波形如图中虚线所示。已知t=0时刻1m处质点向上振动,求:
(1)该波沿什么方向传播?
(2)该列波的波速可能为多大?
17. 如图所示,A球质量为m,悬挂在绝缘细绳上,处于静止状态,此时绳与竖直方向成α角。在同一高度相距r处有一带电量为-Q的小球B固定在绝缘支座上,两球均可视为点电荷,静电力常量为,重力加速度为g。求:
(1)A球受到的库仑力;
(2)A球所带的电荷量。
18. 如图所示,一对彼此绝缘相距的平行金属带电极板MN,N板接地,M板带电量的绝对值为。在两极板MN间A点有一带电量为的带电液滴,其质量,恰好处于静止状态,A点距离N板的距离,重力加速度10m/s2,求:
(1)两板间的电场强度为多少;
(2)带电液滴在A点的电势能;
(3)平行金属板MN所构成的电容器的电容C等于多少?
19. 如图甲所示,在真空中足够大的绝缘水平地面上,一个质量为,带电荷量为的小物块处于静止状态,小物块与地面间的动摩擦因数。从时刻开始,空间加上一个如图乙所示的场强大小和方向呈周期性变化的电场(取水平向右为正方向,g取),求:
(1)第末的速度;
(2)内小物块的位移大小;
(3)内小物块电势能的变化量。
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