内容正文:
内部资料·注意保密
2023—2024学年第一学期10月月考考试
高二物理
满分100分,考试时间75分钟。
注意事项:
1.答题前,考生务必把自己的姓名、考生号等填写在答题卡相应的位置上。
2.做选择题时,必须用2B铅笔把答题卷上对应题目的答案标号涂黑,如需改动,用橡皮擦干净后,再选涂其它答案标号。
3.非选择题必须使用黑色字迹钢笔或签字笔,将答案写在答题卡规定的位置上。
4.所有题目必须在答题卡上指定位置作答,不按以上要求作答的答案无效。
5.考生必须保持答题卡的整洁。考试结束后,将答题卡交回。
一、单项选择题:本大题共有10小题,每小题3分,共30分。在每小题列出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的。
1. 在物理学理论建立的过程中,有许多伟大的科学家做出了贡献。关于科学家和他们的贡献,下列说法中正确的是( )
A. 卡文迪什总结出了万有引力定律并测出了万有引力常量
B. 库仑在前人研究的基础上,通过扭秤实验研究得出了库仑定律
C. 法拉第通过油滴实验精确测定了元电荷e的电荷量
D. 麦克斯韦引入了电场的概念并用电场线表示电场
【答案】B
【解析】
【详解】A.牛顿总结了万有引力定律,卡文迪什通过扭秤实验测量了万有引力常量,故A错误;
B.库仑通过扭秤实验研究得出了库仑定律,故B正确;
C.密立根通过油滴实验精确测定了元电荷数值,故C错误;
D.法拉第引入了电场的概念并用电场线表示电场,故D错误。
故选B。
2. 关于电场,下列叙述中正确的是( )
A. 以点电荷为圆心,r为半径的球面上,各点的场强都相同
B. 正电荷周围的电场强度一定比负电荷周围的电场强度大
C. 在电场中某点放入试探电荷q,该点的场强为E,取走q后,该点场强不为0
D. 电荷所受电场力很大,该点的电场强度一定很大
【答案】C
【解析】
【详解】A.以点电荷为圆心,r为半径的球面上,各点的场强大小都相同,但是方向不同,故A错误;
B.正电荷周围的电场强度不一定比负电荷周围的电场强度大,故B错误;
C.电场强度是由电场本身的性质决定的,在电场中某点放入试探电荷q,该点的场强为E,取走q后,该点场强仍为E,不为0,故C正确;
D.根据电场强度定义式
电场强度只由电场自身决定,与试探电荷受到的电场力无关,所以电荷所受电场力很大,该点的电场强度不一定很大,故D错误。
故选C。
3. 如图所示,在真空中,两个放在绝缘架上的相同金属小球A和B,相距为d,球的半径比d小得多,A带电荷量为+4Q,B带电荷量为-2Q,相互作用的静电力为F.现将小球A和B互相接触后,再移回至原来各自的位置,这时A和B之间相互作用的静电力为.则F与之比为
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】
【详解】由库仑定律可得,没接触前AB之间的静电力为F,则
而两球接触后再分开,它们的电荷量是先中和,在平分,故分开后,若两球带的是同种电荷,则两球的带电量均为Q,则库仑力
所以F与F′之比为8:1
A.与分析不符,故A项错误;
B.与分析相符,故B项正确;
C.与分析不符,故C项错误;
D. 与分析不符,故D项错误.
4. 如图,将一带正电的球靠近不带电的导体棒待其达到静电平衡。其中A、C为导体棒两个端点,B为A、C中点,且在导体内部,沿虚线将导体分成两部分,这两部分带电量分别为,则( )
A. B. A点场强大于B点 C. A点电势高于B点 D. C端带负电
【答案】B
【解析】
【详解】AD.导体棒本身不带电,不管是怎样将导体分开,两部分所带异种电荷量的大小均相等,由于静电感应,A端带负电,C端带正电,故A错误,D错误;
B.导体棒处于静电平衡状态,其内部各点电场强度均为零,外部表面附近任何一点的场强方向跟该点的表面垂直,即A点场强大于B点,故B正确;
C.导体棒处于静电平衡状态,是等势体,整体电势相等,故A端的电势等于B端电势,故C错误。
故选B。
5. 一带电荷量为 + Q的小球A固定在绝缘底座上,在它左侧还有一个用绝缘丝线悬挂的带电荷量为 + q的小球B,它们处于同一高度静止,如图所示,下列说法中正确的是( )
A. 若小球A向左平移一段微小距离,则稳定后丝线与竖直方向的夹角减小
B. 小球A对小球B的库力大小等于小球B对小球A的库仑力大小
C. 若增加小球A的带电量,则稳定后丝线与竖直方向夹角不变
D. 若使小球A带电荷量为 - Q,则稳定后丝线与竖直方向夹角不变
【答案】B
【解析】
【详解】A.根据共点力平衡得,小球B受到的库仑力
F = k = mgtanθ
若小球A向左平移一小段距离,r减小,小球B受到A的库仑力F越大,丝线与竖直方向夹角θ越大,A错误;
B.根据牛顿第三定律,小球A对小球B的库仑力与小球B对A球的库仑力是一对作用力和反作用力,大小总是相等的,B正确;
C.若增加A球带电量,根据共点力平衡得,小球B受到的电场力
F = k = mgtanθ
小球B受到A的库仑力F越大,则各丝线与竖直方向夹角增大,C错误;
D.保持各小球带电情况不变,若使A球带﹣Q,则小球B受到库仑引力,向右偏,与A球的距离减小,库仑力都增大,则丝线与竖直方向夹角将增大,D错误。
故选B。
6. 实线为三条未知方向的电场线,从电场中的点以相同的速度飞出、两个带电粒子,、的运动轨迹如图中的虚线所示(、只受静电力作用),则( )
A. 一定带正电,一定带负电 B. 静电力对做正功,对做负功
C. 的速度将减小,的速度将增大 D. 的加速度将减小,的加速度将增大
【答案】D
【解析】
【详解】A.由图,b粒子的轨迹向右弯曲,b粒子受到的电场力方向向右,a的轨迹向左弯曲,a粒子受到的电场力方向向左,由于电场线方向未知,因此无法确定两个粒子的电性,选项A错误;
BC.由图知,电场力方向与粒子速度方向的夹角都是锐角,所以电场力对两个粒子都做正功,动能都增大,速度都增大,选项BC错误;
D.向左电场线越来越疏,场强越来越小,则a所受电场力减小,加速度减小;b所受电场力增大,加速度增大,选项D正确。
故选D。
7. 电场线能直观、方便地反映电场的分布情况。如图甲是等量异号点电荷形成电场的电场线,图乙是电场中的一些点;是电荷连线的中点,、是连线中垂线上关于对称的两点,、和、是两电荷连线上关于对称的两点。则( )
A. 、两点场强相同
B. 、两点电势不等
C. 、、三点中,点场强最大
D. 从点以初速度向点射入的电子加速度减小
【答案】A
【解析】
【详解】A.电场线的疏密表示场强大小,电场线的切线方向表示该点场强方向,所以、两点电场线疏密程度和切线方向都相同,所以场强相同,故A正确;
B.、两点在同一等势面上,电势相等,故B错误;
C.、、三点中,点处电场线最稀疏,场强最小,故C错误;
D.由于电子带负电,射入电场后短时间内向正电荷偏移,由于电场线变密集,场强增大,加速度增大,故D错误。
故选A。
8. 产生闪电的积雨云底层带负电,为避免闪电造成的损害,高大的建筑物会装有避雷针。图中虚线为避雷针周围的等势线,a、b两点的场强大小分为Ea、Eb,a、b两点的电势分别为φa、φb,则( )
A. φa<φb B. Ea>Eb
C. 避雷针的顶端带负电 D. 一带负电的雨滴从a下落至b,电场力做负功
【答案】A
【解析】
【详解】AC.产生闪电的积雨云底层带负电,根据静电感应可知,避雷针的顶端带正电,电场线由避雷针顶端指向积雨云底端,则有
故A正确,C错误;
B.等势线密集的地方,电场线也密,所以电场强度大,则
故B错误;
D.电场线从b指向a,带负电雨滴受到的电场力由a指向b,则带负电的雨滴从a下落至b过程中,电场力做正功,故D错误。
故选A。
9. 如图所示,以O点为圆心的圆周上有六个等分点a、b、c、d、e、f,等量正、负点电荷分别放置在a、d两点时,在圆心O产生的电场强度大小为E,现仅将放于a点的正点电荷改放于其他等分点上,使O点的电场强度改变,则下列说法正确的是( )
A. 移至f点时,O点的电场强度大小为,沿Oe方向
B. 移至f点时,O点的电场强度大小为,沿Oe方向
C. 移至e点时,O点的电场强度大小为,沿Oc方向
D. 移至e点时,O点的电场强度大小为E,沿Oc方向
【答案】C
【解析】
【详解】AB.当正、负点电荷分别放置在a、d两点时,由矢量合成法则可知,正、负点电荷在O点产生的电场强度大小相等,为
当把正点电荷移至f点时,根据矢量合成法则,可知O点的电场强度大小为
方向为Od和Oc沿右下方的角平分线方向。故AB错误;
CD.当把正点电荷移至e点时,根据矢量合成法则,可知O点的电场强度大小为
方向为沿Oc方向。故C正确,D错误。
故选C。
10. 微信运动步数的测量是通过手机内电容式加速度传感器实现的,如图所示,M极板固定,当手机的加速度变化时,N极板只能按图中标识的“前后”方向运动。图中R为定值电阻。下列对传感器描述正确的是( )
A. 静止时,电流表示数为零,电容器两极板不带电
B. 保持向前匀加速运动时,电流表示数为零
C. 由静止突然向前加速时,电容器的电容增大
D. 由静止突然向前加速时,电流由a向b流过电流表
【答案】B
【解析】
【详解】A.静止时,电容器极板带电量不变且不为零,则电流表示数为零,故A错误;
B.保持向前匀加速运动时,加速度恒定,则两极板间距不变,电容器的电容不变,两板带电量不变,则电流表示数为零,故B正确;
CD.由静止突然向前加速时,电容器两极板间距变大,则根据
可知电容器的电容减小,由于电压不变,所以电容器所带电荷量减小,则电容器放电,电流由b向a流过电流表,故CD错误。
故选B。
二、多项选择题:本大题共有4小题,每小题4分,共16分。在每小题列出的四个选项中,有两项或者两项以上是符合题目要求的。
11. 关于静电场,下列说法正确的是( )
A. 沿电场线的方向电势一定降低
B. 只适用于点电荷产生的电场
C. 油滴所带的电荷量可能是
D. 根据可知,当两个电荷之间的距离趋近于零时库仑力变得无限大
【答案】AC
【解析】
【详解】A.沿电场线的方向电势一定降低,故A正确;
B.是电场强度的定义式,适用于任何电场,故B错误;
C.任何带电体所带电荷都等于元电荷的整数倍,元电荷的数值为,故油滴所带的电荷量可能是,故C正确;
D.当两个电荷之间的距离趋近于零时,库仑定律不再适用,故D错误。
故选AC。
12. 如图所示,水平放置的平行板电容器与直流电源连接,下极板接地.一带电质点恰好静止于电容器中的P点.现将平行板电容器的下极板向上移动一小段距离,则
A. 电容器的电容将增大,极板所带电荷量将增大
B. 带电质点将沿竖直方向向上运动
C. P点的电势将降低
D. 若将带电质点固定,则其电势能不变
【答案】ABC
【解析】
【详解】A.下极板向上移动时,板间距减小,根据可知,电容将增大,因U不变,由Q=CU可知,电量将增大;故A正确.
B.开始时电场力与重力平衡,合力为零;下极板上移时,因U不变,根据可知,电场强度增大,电场力增大,粒子将向上运动;故B正确.
C.场强E增大,而P点与上极板间的距离不变,则由公式U=Ed分析可知,P点与上极板间电势差将增大,上极板的电势等于电源的电动势,保持不变,而P点的电势高于下极板的电势,则知P点的电势将降低;故C正确.
D.电场力向上,故粒子一定带负电,P点的电势降低,则其电势能将增大;故D错误.
13. 如图所示,匀强电场的方向与等腰直角所在的平面平行,A、B间的距离为d,将电荷量大小为q的负点电荷从电场中的A点移到B点,静电力做正功为W,再从B点移到C点,克服电场力做功为W,设B点电势为零,则( )
A. 该点电荷在A处的电势能为W B. AB两点间的电势差
C. 若该点电荷沿直线从A到C,电场力做功为0 D. 可以判断出该匀强电场的方向沿CA方向
【答案】AC
【解析】
【详解】AB.根据题意,B点电势为零,电荷在B点电势能为零,将电荷量大小为q的负点电荷从电场中的A点移到B点,静电力做正功为W,则AB两点间的电势差
电势能减小,则该点电荷在A处的电势能为,故A正确,B错误;
CD.若该点电荷沿直线从A到C,电场力做功为
则有
即AC为等势线,则该匀强电场的方向不沿CA方向,故C正确,D错误。
故选AC。
14. 静电透镜是利用静电场使电子束会聚或发散的一种装置。如图,一电子在电场中仅受电场力的作用,实线描绘出了其运动轨迹,虚线表示等势线,各等势线关于y轴对称,a、b、c、d分别是轨迹与等势线的交点。已知电子在经过a点时动能为60eV,各等势线的电势高低标注在图中,则( )
A. a、d两点的电场强度相同 B. 电子从a到b运动时,电场力做正功
C. 电子从c到d运动时,电势能逐渐减小 D. 电子在经过等势线d点时的动能为60eV
【答案】BD
【解析】
【详解】A.各等势面关于y轴对称,疏密相同,所以电场线疏密也相同,场强大小相等;根据等势线与电场线垂直,可知a、d两点的电场强度方向不同,故a、d两点的电场强度不同,故A错误;
B.根据等势线与电场线垂直,故电子在y轴左侧受到一个斜向右下方的电场力,速度方向沿轨迹的切线方向,故电子从a到b运动时,电场力做正功,故B正确;
C.根据负电荷在电势低处电势能大,可知电子从c到d运动时,电势能逐渐增大,故C错误;
D.a、d两点的电势相等,故从a到d电场力不做功,所以电子在经过等势线d点时的动能为60eV,故D正确。
故选BD。
三、实验题(共10分)
15. 如图甲所示的实验装置可用来探究影响平行板电容器电容的因素,使电容器带电后与电源断开,将电容器左侧极板和静电计外壳均接地,电容器右侧极板与静电计金属球相连。
(1)使用静电计的目的是观察电容器两极板间的__________(选填“电容”“电势差”或“电荷量”)变化情况。
(2)在实验中观察到的现象是__________。(填正确答案前的标号)
A. 将左极板向上移动一段距离,静电计指针的张角变小
B. 向两板间插入陶瓷片时,静电计指针的张角变大
C. 将左极板右移,静电计指针的张角变小
D. 将左极板拿走,静电计指针的张角变为零
(3)某兴趣小组用两片锡箔纸做电极,用三张电容纸(某种绝缘介质)依次间隔夹着两层锡箔纸,一起卷成圆柱形,然后接出引线,如图乙所示,最后密封在塑料瓶中,电容器便制成了。为增大该电容器的电容,下列方法可行的有__________。(多选,填正确答案前的标号)
A. 增大电容纸的厚度 B. 增大锡箔纸的厚度
C. 减小电容纸的厚度 D. 同时增大锡箔纸和电容纸的面积
(4)同学们用同一电路分别给两个不同的电容器充电,充电时通过传感器的电流I随时间t变化的图像如图丙中①、②所示,其中①对应电容器C1的充电过程,②对应电容器C2的充电过程,则两电容器中电容较大的是__________(选填“C1”或“C2”)。
【答案】(1)电势差 (2)C
(3)CD (4)C2
【解析】
【小问1详解】
使用静电计的目的是观察电容器两极板间的电势差变化情况。
【小问2详解】
A.将左极板向上移动一段距离,则两板正对面积减小,根据
可知,电容器的电容C减小,根据
可知,Q一定,则U变大,即静电计指针的张角变大,选项A错误;
B.向两板间插入陶瓷片时,根据
可知,C变大,根据
可知,Q一定,则U变小,静电计指针的张角变小,选项B错误;
C.将左极板右移,根据
可知,C变大,根据
可知,Q一定,则U变小,静电计指针的张角变小,选项C正确;
D.把左极板拿走,相当于增大d,根据
可知,则C变小,根据
可知,U变大,所以静电计指针的张角变大,故D错误;
故选C。
【小问3详解】
由平行板电容器因素决定式
A.增大电容纸的厚度,d增大,故电容减小,故A错误;
B.增大锡箔纸的厚度,对电容无影响,故B错误;
C.减小电容纸的厚度,d减小,故电容增大,故C正确;
D.同时增大锡箔纸和电容纸的面积,S增大,故电容增大,故D正确。
故选CD。
【小问4详解】
用同一电路分别给两个不同的电容器充电,则充电完成后,两电容器两端电压相同,由于I-t图像面积表示带电量,电容器2带电量大,根据Q=CU可知,电容器的电容C1<C2。即两电容器中电容较大的是C2。
四、计算题(共3小题,共44分。16题12分,17题14分,18题18分,解答应写出必要的文字说明,方程式重要的演算步骤。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)
16. 如图所示的平行金属板电容器的电容为C=2×10-4F,极板A、B之间可以看成匀强电场,场强E=1.2×103V/m,极板间距离为L=5cm,电场中c点到A板、d点到B板的距离均为0.5cm,B板接地.求:
(1) d点处的电势φd;
(2)B板所带电荷量Q;
(3)d、c两点间的电势差Udc;
(4) 将电荷量q=-5×10-6C的带负电点电荷从d移到c,电场力做的功Wdc.
【答案】(1)-6V(2)1.2×10-2C(3)48V(4)-2.4×10-4J
【解析】
【详解】(1)d点到B板的电势差UdB=-Ed=-1200×0.005V=-6V,所以φd=-6V
(2)BA间的电势差为:UBA=EL=1200×0.05V=60V
B板所带电荷量Q为:Q=CUBA=2×10-4×60C=1.2×10-2C;
(3)Ldc=0.05-2×0.5×10-2m=0.04m
d、c两点间的电势差为:Udc=ELdc=48V
(4)Wdc=qUdc=-2.4×10-4J
17. 空间存在一方向竖直向下的匀强电场,O、P是电场中的两点。从O点沿水平方向以不同速度先后发射两个质量均为m的小球A、B。A不带电,B的电荷量为q(q>0)。A从O点发射时的速度大小为,到达P点所用时间为t。B从O点到达P点所用时间为。重力加速度为,求:
(1)O点到达P点的高度差;
(2)B从O点发射时的速度大小;
(3)B运动的加速度大小和电场强度的大小。
【答案】(1);(2);(3);
【解析】
【详解】(1)小球A在竖直方向做自由落体运动,点到达点的高度差
(2)A做平抛运动,B做类平抛运动,水平方向匀速运动位移相等
B从点发射时的速度
(3)设电场强度的大小为,小球B运动的加速度为,由牛顿第二定律
竖直方向位移相等
联立,解得
电场强度
18. 如图甲所示,真空中相距的两块平行金属板A、B与电源连接(图中未画出),其中B板接地(电势为零),A板电势变化的规律如图乙所示。将一个质量、带电荷量的粒子从紧临B板处无初速度释放,在时刻释放的带电粒子,粒子恰好不能到达A板,不计重力,求:
(1)在时刻释放的带电粒子释放瞬间粒子加速度的大小;
(2)在时刻释放的带电粒子到达A板时速度大小;
(3)A板电势变化的周期。
【答案】(1);
(2);
(3)
【解析】
【小问1详解】
由题图可知,在
时刻,A板的电势为
所以此时电场方向向右,带电粒子将向右做匀加速直线运动。又
根据匀强电场中电场强度与电势差之间的关系,可得
则带电粒子释放瞬间加速度大小为
【小问2详解】
由题可知,在
时刻释放的带电粒子恰好不能到达A板,结合图像分析可知
其中
解得
若在0时刻释放带电粒子,可知粒子从B板到A板做匀加速直线运动。根据匀变速直线运动的速度位移公式
解得带电粒子到达A板时的速度为
【小问3详解】
由第二问分析可知,A板电势变化的周期为
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高二物理
满分100分,考试时间75分钟。
注意事项:
1.答题前,考生务必把自己的姓名、考生号等填写在答题卡相应的位置上。
2.做选择题时,必须用2B铅笔把答题卷上对应题目的答案标号涂黑,如需改动,用橡皮擦干净后,再选涂其它答案标号。
3.非选择题必须使用黑色字迹钢笔或签字笔,将答案写在答题卡规定的位置上。
4.所有题目必须在答题卡上指定位置作答,不按以上要求作答的答案无效。
5.考生必须保持答题卡的整洁。考试结束后,将答题卡交回。
一、单项选择题:本大题共有10小题,每小题3分,共30分。在每小题列出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的。
1. 在物理学理论建立的过程中,有许多伟大的科学家做出了贡献。关于科学家和他们的贡献,下列说法中正确的是( )
A. 卡文迪什总结出了万有引力定律并测出了万有引力常量
B. 库仑在前人研究的基础上,通过扭秤实验研究得出了库仑定律
C. 法拉第通过油滴实验精确测定了元电荷e的电荷量
D. 麦克斯韦引入了电场的概念并用电场线表示电场
2. 关于电场,下列叙述中正确的是( )
A. 以点电荷为圆心,r为半径的球面上,各点的场强都相同
B. 正电荷周围的电场强度一定比负电荷周围的电场强度大
C. 在电场中某点放入试探电荷q,该点的场强为E,取走q后,该点场强不为0
D. 电荷所受电场力很大,该点的电场强度一定很大
3. 如图所示,在真空中,两个放在绝缘架上的相同金属小球A和B,相距为d,球的半径比d小得多,A带电荷量为+4Q,B带电荷量为-2Q,相互作用的静电力为F.现将小球A和B互相接触后,再移回至原来各自的位置,这时A和B之间相互作用的静电力为.则F与之比为
A. B. C. D.
4. 如图,将一带正电的球靠近不带电的导体棒待其达到静电平衡。其中A、C为导体棒两个端点,B为A、C中点,且在导体内部,沿虚线将导体分成两部分,这两部分带电量分别为,则( )
A. B. A点场强大于B点 C. A点电势高于B点 D. C端带负电
5. 一带电荷量为 + Q的小球A固定在绝缘底座上,在它左侧还有一个用绝缘丝线悬挂的带电荷量为 + q的小球B,它们处于同一高度静止,如图所示,下列说法中正确的是( )
A. 若小球A向左平移一段微小距离,则稳定后丝线与竖直方向的夹角减小
B. 小球A对小球B的库力大小等于小球B对小球A的库仑力大小
C. 若增加小球A的带电量,则稳定后丝线与竖直方向夹角不变
D. 若使小球A带电荷量为 - Q,则稳定后丝线与竖直方向夹角不变
6. 实线为三条未知方向的电场线,从电场中的点以相同的速度飞出、两个带电粒子,、的运动轨迹如图中的虚线所示(、只受静电力作用),则( )
A. 一定带正电,一定带负电 B. 静电力对做正功,对做负功
C. 的速度将减小,的速度将增大 D. 的加速度将减小,的加速度将增大
7. 电场线能直观、方便地反映电场的分布情况。如图甲是等量异号点电荷形成电场的电场线,图乙是电场中的一些点;是电荷连线的中点,、是连线中垂线上关于对称的两点,、和、是两电荷连线上关于对称的两点。则( )
A. 、两点场强相同
B. 、两点电势不等
C. 、、三点中,点场强最大
D. 从点以初速度向点射入的电子加速度减小
8. 产生闪电的积雨云底层带负电,为避免闪电造成的损害,高大的建筑物会装有避雷针。图中虚线为避雷针周围的等势线,a、b两点的场强大小分为Ea、Eb,a、b两点的电势分别为φa、φb,则( )
A. φa<φb B. Ea>Eb
C. 避雷针的顶端带负电 D. 一带负电的雨滴从a下落至b,电场力做负功
9. 如图所示,以O点为圆心的圆周上有六个等分点a、b、c、d、e、f,等量正、负点电荷分别放置在a、d两点时,在圆心O产生的电场强度大小为E,现仅将放于a点的正点电荷改放于其他等分点上,使O点的电场强度改变,则下列说法正确的是( )
A. 移至f点时,O点的电场强度大小为,沿Oe方向
B. 移至f点时,O点的电场强度大小为,沿Oe方向
C. 移至e点时,O点的电场强度大小为,沿Oc方向
D. 移至e点时,O点的电场强度大小为E,沿Oc方向
10. 微信运动步数的测量是通过手机内电容式加速度传感器实现的,如图所示,M极板固定,当手机的加速度变化时,N极板只能按图中标识的“前后”方向运动。图中R为定值电阻。下列对传感器描述正确的是( )
A. 静止时,电流表示数为零,电容器两极板不带电
B. 保持向前匀加速运动时,电流表示数为零
C. 由静止突然向前加速时,电容器的电容增大
D. 由静止突然向前加速时,电流由a向b流过电流表
二、多项选择题:本大题共有4小题,每小题4分,共16分。在每小题列出的四个选项中,有两项或者两项以上是符合题目要求的。
11. 关于静电场,下列说法正确的是( )
A. 沿电场线的方向电势一定降低
B. 只适用于点电荷产生的电场
C. 油滴所带的电荷量可能是
D. 根据可知,当两个电荷之间的距离趋近于零时库仑力变得无限大
12. 如图所示,水平放置的平行板电容器与直流电源连接,下极板接地.一带电质点恰好静止于电容器中的P点.现将平行板电容器的下极板向上移动一小段距离,则
A. 电容器的电容将增大,极板所带电荷量将增大
B. 带电质点将沿竖直方向向上运动
C. P点的电势将降低
D. 若将带电质点固定,则其电势能不变
13. 如图所示,匀强电场的方向与等腰直角所在的平面平行,A、B间的距离为d,将电荷量大小为q的负点电荷从电场中的A点移到B点,静电力做正功为W,再从B点移到C点,克服电场力做功为W,设B点电势为零,则( )
A. 该点电荷在A处的电势能为W B. AB两点间的电势差
C. 若该点电荷沿直线从A到C,电场力做功为0 D. 可以判断出该匀强电场的方向沿CA方向
14. 静电透镜是利用静电场使电子束会聚或发散的一种装置。如图,一电子在电场中仅受电场力的作用,实线描绘出了其运动轨迹,虚线表示等势线,各等势线关于y轴对称,a、b、c、d分别是轨迹与等势线的交点。已知电子在经过a点时动能为60eV,各等势线的电势高低标注在图中,则( )
A. a、d两点的电场强度相同 B. 电子从a到b运动时,电场力做正功
C. 电子从c到d运动时,电势能逐渐减小 D. 电子在经过等势线d点时的动能为60eV
三、实验题(共10分)
15. 如图甲所示的实验装置可用来探究影响平行板电容器电容的因素,使电容器带电后与电源断开,将电容器左侧极板和静电计外壳均接地,电容器右侧极板与静电计金属球相连。
(1)使用静电计的目的是观察电容器两极板间的__________(选填“电容”“电势差”或“电荷量”)变化情况。
(2)在实验中观察到的现象是__________。(填正确答案前的标号)
A. 将左极板向上移动一段距离,静电计指针的张角变小
B. 向两板间插入陶瓷片时,静电计指针的张角变大
C. 将左极板右移,静电计指针的张角变小
D. 将左极板拿走,静电计指针的张角变为零
(3)某兴趣小组用两片锡箔纸做电极,用三张电容纸(某种绝缘介质)依次间隔夹着两层锡箔纸,一起卷成圆柱形,然后接出引线,如图乙所示,最后密封在塑料瓶中,电容器便制成了。为增大该电容器的电容,下列方法可行的有__________。(多选,填正确答案前的标号)
A. 增大电容纸的厚度 B. 增大锡箔纸的厚度
C. 减小电容纸的厚度 D. 同时增大锡箔纸和电容纸的面积
(4)同学们用同一电路分别给两个不同的电容器充电,充电时通过传感器的电流I随时间t变化的图像如图丙中①、②所示,其中①对应电容器C1的充电过程,②对应电容器C2的充电过程,则两电容器中电容较大的是__________(选填“C1”或“C2”)。
四、计算题(共3小题,共44分。16题12分,17题14分,18题18分,解答应写出必要的文字说明,方程式重要的演算步骤。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)
16. 如图所示的平行金属板电容器的电容为C=2×10-4F,极板A、B之间可以看成匀强电场,场强E=1.2×103V/m,极板间距离为L=5cm,电场中c点到A板、d点到B板的距离均为0.5cm,B板接地.求:
(1) d点处的电势φd;
(2)B板所带电荷量Q;
(3)d、c两点间的电势差Udc;
(4) 将电荷量q=-5×10-6C的带负电点电荷从d移到c,电场力做的功Wdc.
17. 空间存在一方向竖直向下的匀强电场,O、P是电场中的两点。从O点沿水平方向以不同速度先后发射两个质量均为m的小球A、B。A不带电,B的电荷量为q(q>0)。A从O点发射时的速度大小为,到达P点所用时间为t。B从O点到达P点所用时间为。重力加速度为,求:
(1)O点到达P点的高度差;
(2)B从O点发射时的速度大小;
(3)B运动的加速度大小和电场强度的大小。
18. 如图甲所示,真空中相距的两块平行金属板A、B与电源连接(图中未画出),其中B板接地(电势为零),A板电势变化的规律如图乙所示。将一个质量、带电荷量的粒子从紧临B板处无初速度释放,在时刻释放的带电粒子,粒子恰好不能到达A板,不计重力,求:
(1)在时刻释放的带电粒子释放瞬间粒子加速度的大小;
(2)在时刻释放的带电粒子到达A板时速度大小;
(3)A板电势变化的周期。
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