内容正文:
高二物理试题
姓名__________ 班级________ 总分_________
一、选择题(本题共8个小题,每小题6分,共48分)
1. 下列是关于物理学知识几种说法,其中叙述正确的是( )
A. 电场强度,电势,电势差都有正负,所以它们都是矢量
B. 场源电荷Q点以外有一点M,当用检验电荷q放到M点时测出其场强为E,当用2q检验电荷放到M点时,则它的场强为2E。
C. 电荷在电场中只受电场力时,电场力做功与路径无关。
D. 电荷在电场中只受电场力时,电荷运动的路程越远,其做的功就越多。
【答案】C
【解析】
【详解】A.电场强度,电势,电势差都有正负,电场强度是矢量,电势,电势差都是标量,故A错误;
B.电场中某点的电场强度由场源电荷和位置有关,与试探电荷无关,当用2q的检验电荷放到M点时,则它的场强仍为E,故B错误;
C.电荷在电场中只受电场力时,电场力做功与路径无关,故C正确;
D.电荷在电场中只受电场力时,若运动方向与电场力垂直,则电场力不做功,做功大小与两点间的电势差有关,无运动路程无关,故D错误。
故选C。
2. 如图为两个点电荷在真空中所产生电场的电场线方向未标出图中C点为两点电荷连线的中点,MN为两点电荷连线的中垂线,D为中垂线上的一点,电场线的分布关于MN左右对称则下列说法中正确的是
A. 这两点电荷一定是等量异种电荷
B. 这两点电荷一定是等量同种电荷
C. D,C两点的电场强度一定相等
D. C点的电场强度比D点的电场强度小
【答案】A
【解析】
【分析】电场线是从正电荷或者无穷远出发出,到负电荷或无穷远处为止在两等量异号电荷连线的中垂线上,中间点电场强度最大,也可以从电场线的疏密判断场强的大小.
【详解】根据电场线的特点:电场线从正电荷出发到负电荷终止,可知A、B是两个等量异种电荷.故A正确,B错误;在两等量异号电荷连线的中垂线上,C点处电场线最密,电场强度最大,所以C点的电场强度比D点的电场强度大,故CD错误;故选A.
【点睛】常见电场的电场线分布及等势面的分布要求我们能熟练掌握,并要注意沿电场线的方向电势是降低的,同时注意等量异号电荷形成电场的对称性加强基础知识的学习,掌握住电场线的特点,即可解决本题.
3. 两个分别带有电荷量-Q和+3Q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.
【答案】C
【解析】
【详解】接触前两个点电荷之间的库仑力大小为
两球分开后各自带电量为+Q,距离又变为原来的,库仑力为
所以两球间库仑力的大小为。
故选C。
4. 下列说法正确的是( )
A. 电势升高,电荷的电势能变大
B. 电场强度E与电场力F成正比,与电荷量q成反比
C. 电场强度E与电场力F无关与电荷量q无关
D. 电场强度E与电场力F无关但与电荷量q有关。
【答案】C
【解析】
【详解】A.电势升高,正电荷的电势能变大,负电荷的电势能变小,故A错误;
BCD.公式
为比值定义法,电场强度E与电场力F无关与电荷量q无关,故BD错误,C正确。
故选C。
5. 如图所示,矩形区域ABCD内存在竖直向下的匀强电场,两个带等量异种电荷的粒子a和b都从AB的中点O以水平速度射入电场,粒子a从C射出,粒子b从AD的中点射出,若不计重力,则对a和b的说法中正确的是( )
A. a带正电,b带负电
B. a带负电,b带正电
C. a的入射速度等于b的入射速度
D. a的入射速度小,b的入射速度大
【答案】A
【解析】
【详解】AB.匀强电场方向竖直向下,两粒子在电场中做类平抛运动,带正电的粒子向下偏转,带负电的粒子向上偏转,故A正确,B错误;
CD.设AB边长为,两粒子在平行电场方向均做初速度为零的匀加速直线运动,则
由牛顿第二定律
解得
故
设BC边长为,平行电场方向,粒子a
平行电场方向,粒子b
因此有
由于两粒子的质量关系未知,故无法比较两粒子的入射速度的大小关系,故CD错误。
故选A。
6. 一列简谐横波沿x轴负方向传播,图甲是时的波形图,图乙是波中某振动质点位移随时间变化的振动图象(两图用同一时间起点),则图乙可能是图甲中哪个质点的振动图象( )
A. 处的质点 B. 处的质点
C. 处的质点 D. 处的质点
【答案】A
【解析】
【详解】图乙中时质点经平衡位置向轴负方向运动,图甲中上,时刻,只有处质点、处质点以及和经过平衡位置。简谐横波沿x轴负方向传播,根据同侧法可知,处质点经平衡位置向轴负方向运动,与图乙中时刻质点的状态相同。
故选A。
7. 如图所示,在光滑绝缘水平面的P点正上方O点固定了一电荷量为+Q的正点电荷,在水平面上的N点,由静止释放质量为m,电荷量为﹣q的负检验电荷,该检验电荷经过P点时速度为v,图中θ=60°,规定电场中P点的电势为零。则在+Q形成的电场中( )
A. N点电势高于P点电势
B. N点电势为
C. P点电场强度大小是N点的4倍
D. 检验电荷在N点具有的电势能为-mv2
【答案】C
【解析】
【详解】A.由正电荷周围的等势面分布情况可知,N点电势低于P点电势,故A错误;
B.检验电荷由N到P的过程,根据动能定理得,
由题,P点的电势为零,即φP=0,解得N点的电势
故B错误;
C.P点电场强度大小是
N点电场强度大小是
则
故C正确;
D.检验电荷在N点具有的电势能为
故D错误。
故选C。
8. 如图所示,竖直向上的匀强电场中,绝缘轻质弹簧竖直立于水平地面上,上面放一质量为m的带正电小球,小球与弹簧不连接,施加外力F将小球向下压至某位置静止。现撤去F,小球从静止开始运动到离开弹簧的过程中,重力、电场力对小球所做的功分别为W1和W2,小球离开弹簧时速度为v,不计空气阻力,则上述过程中( )
A. 小球的机械能增加W1+mv2
B. 小球的重力势能增加-W1
C. 小球的电势能减少W2
D. 机械能守恒
【答案】BC
【解析】
【详解】A.从撤去F到小球离开弹簧,设除重力以外其他力做功为
解得
小球的机械能增加量
故A错误;
B.重力势能增加量等于物体克服重力做功,故小球的重力势能增加-W1,故B正确;
C.小球的电势能减少量等于电场力做的功,故小球的电势能减少W2,故C正确;
D.从撤去F到小球离开弹簧,由电场力做功和弹簧弹力做功,故机械能不守恒,故D错误
故选BC。
二、填空(每空4分,共20分)
9. 电场强度的方向是规定______的方向,它的定义式为______
【答案】 ①. 电场强度方向与正电荷在该点受静电力相同(电场强度方向与负电荷在该点受静电力相反) ②.
【解析】
【详解】[1] 电场强度的方法是规定电场强度方向与正电荷在该点受静电力相同(电场强度方向与负电荷在该点受静电力相反)
[2] 它的定义式为
10. 电场力做功的公式为_______,场强为200N/C的匀强电场中有一带电荷量为0.5C的带电粒子,质量为0.002kg,在电场力的作用下沿电场方向从静止开始移动了0.5m,则此电荷做的功____J,末速度是____m/s。
【答案】 ①. ②. ③.
【解析】
【详解】[1] 电场力做功的公式为
[2] 电场力做的功
[3]由动能定理
得
三计算题(1,2题各10分,3题12分丿
11. 在匀强电场中,放一电荷量为0.0002C的检验电荷,其受到的力为0.08N,在电场力的作用下由静止的A点移动到了B点,AB间距离为5m。求:
(1)电场强度的大小是多少?
(2)AB间的电势差是多少?
【答案】(1)
(2)
【解析】
【小问1详解】
根据
得电场强度的大小
【小问2详解】
AB间的电势差
12. 如图所示,在匀强电场中,一电荷量为q=5.0×10-10C正电荷,由a点移到b点和由a点移到c点,电场力做的功都是3.0×10-8J,已知a、b、c三点的连线组成直角三角形,ab=20 cm,θ=37°。求:
(1)电场强度的方向;
(2)a、b两点间的电势差;
(3)匀强电场的场强大小。
【答案】(1)电场强度方向由a指向c;(2)60V;(3)375V/m
【解析】
【详解】(1)由a点移到b点和由a点移到c点,电场力做的功相等,可知b、c两点的电势相等,则在匀强电场中bc为等势线,因为电场线与等势线垂直,且正电荷a点移到c点电场力做正功,所以电场强度方向由a指向c。
(2)a、b两点的电势差
(3)因为
匀强电场的电场强度大小为
13. 如图所示,在水平方向的匀强电场中,用长为2m的不可伸长的绝缘细线拴住一质量为0.06kg,带电荷量为0.002C的小球1,线的上端固定于O点,若在B点同一水平线上的左方距离为r处固定另一带电小球2,小球1恰好处于静止状态,当拿走小球2后,小球1由静止开始向上摆动,当细线转过120°角到达A点时的速度恰好为零,此时OA恰好处于水平状态,设整个过程中细线始终处于拉直状态,静电力常量为k,重力加速度为g。求:
(1)BA间电势差UBA ;
(2)匀强电场的场强大小;
(3)小球2的带电量Q;
(4)小球1速度最大时,悬线对小球1的拉力多大?
【答案】(1)
(2)
(3)
(4)
【解析】
小问1详解】
小球1从B到A过程,由动能定理得
q UBA-mgLcos30°=0-0
解得
UBA=
【小问2详解】
BA间沿电场线的距离为
d=L+Lsin30°
在匀强电场,有E=所以联立以上三式得
E=
【小问3详解】
未拿走球2时,小球1恰好处于静止状态,小球1和2间的作用力为
F库=k
小球1受力平衡,则有
Fsin30°+qE=k
Fcos30°=mg
所以解得
Q=
【小问4详解】
小球1在运动过程中,只有电场力和重力做功,当电场力与重力的合力与细绳在同一条直线上时,小球的速度最大,设细线与竖直方向的夹角为,则
解得
小球1速度最大时,由牛顿第二定律得
解得悬线对小球1的拉力
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高二物理试题
姓名__________ 班级________ 总分_________
一、选择题(本题共8个小题,每小题6分,共48分)
1. 下列是关于物理学知识几种说法,其中叙述正确的是( )
A. 电场强度,电势,电势差都有正负,所以它们都是矢量
B. 场源电荷Q点以外有一点M,当用检验电荷q放到M点时测出其场强为E,当用2q的检验电荷放到M点时,则它的场强为2E。
C. 电荷在电场中只受电场力时,电场力做功与路径无关。
D. 电荷在电场中只受电场力时,电荷运动的路程越远,其做的功就越多。
2. 如图为两个点电荷在真空中所产生电场的电场线方向未标出图中C点为两点电荷连线的中点,MN为两点电荷连线的中垂线,D为中垂线上的一点,电场线的分布关于MN左右对称则下列说法中正确的是
A. 这两点电荷一定是等量异种电荷
B. 这两点电荷一定是等量同种电荷
C. D,C两点的电场强度一定相等
D. C点的电场强度比D点的电场强度小
3. 两个分别带有电荷量-Q和+3Q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.
4. 下列说法正确的是( )
A. 电势升高,电荷的电势能变大
B. 电场强度E与电场力F成正比,与电荷量q成反比
C. 电场强度E与电场力F无关与电荷量q无关
D. 电场强度E与电场力F无关但与电荷量q有关。
5. 如图所示,矩形区域ABCD内存在竖直向下匀强电场,两个带等量异种电荷的粒子a和b都从AB的中点O以水平速度射入电场,粒子a从C射出,粒子b从AD的中点射出,若不计重力,则对a和b的说法中正确的是( )
A. a带正电,b带负电
B a带负电,b带正电
C. a入射速度等于b的入射速度
D. a的入射速度小,b的入射速度大
6. 一列简谐横波沿x轴负方向传播,图甲是时的波形图,图乙是波中某振动质点位移随时间变化的振动图象(两图用同一时间起点),则图乙可能是图甲中哪个质点的振动图象( )
A. 处的质点 B. 处的质点
C. 处质点 D. 处的质点
7. 如图所示,在光滑绝缘水平面的P点正上方O点固定了一电荷量为+Q的正点电荷,在水平面上的N点,由静止释放质量为m,电荷量为﹣q的负检验电荷,该检验电荷经过P点时速度为v,图中θ=60°,规定电场中P点的电势为零。则在+Q形成的电场中( )
A. N点电势高于P点电势
B. N点电势为
C. P点电场强度大小是N点的4倍
D. 检验电荷在N点具有的电势能为-mv2
8. 如图所示,竖直向上的匀强电场中,绝缘轻质弹簧竖直立于水平地面上,上面放一质量为m的带正电小球,小球与弹簧不连接,施加外力F将小球向下压至某位置静止。现撤去F,小球从静止开始运动到离开弹簧的过程中,重力、电场力对小球所做的功分别为W1和W2,小球离开弹簧时速度为v,不计空气阻力,则上述过程中( )
A. 小球的机械能增加W1+mv2
B. 小球的重力势能增加-W1
C. 小球的电势能减少W2
D. 机械能守恒
二、填空(每空4分,共20分)
9. 电场强度的方向是规定______的方向,它的定义式为______
10. 电场力做功的公式为_______,场强为200N/C的匀强电场中有一带电荷量为0.5C的带电粒子,质量为0.002kg,在电场力的作用下沿电场方向从静止开始移动了0.5m,则此电荷做的功____J,末速度是____m/s。
三计算题(1,2题各10分,3题12分丿
11. 在匀强电场中,放一电荷量为0.0002C的检验电荷,其受到的力为0.08N,在电场力的作用下由静止的A点移动到了B点,AB间距离为5m。求:
(1)电场强度的大小是多少?
(2)AB间的电势差是多少?
12. 如图所示,在匀强电场中,一电荷量为q=5.0×10-10C的正电荷,由a点移到b点和由a点移到c点,电场力做的功都是3.0×10-8J,已知a、b、c三点的连线组成直角三角形,ab=20 cm,θ=37°。求:
(1)电场强度的方向;
(2)a、b两点间的电势差;
(3)匀强电场场强大小。
13. 如图所示,在水平方向的匀强电场中,用长为2m的不可伸长的绝缘细线拴住一质量为0.06kg,带电荷量为0.002C的小球1,线的上端固定于O点,若在B点同一水平线上的左方距离为r处固定另一带电小球2,小球1恰好处于静止状态,当拿走小球2后,小球1由静止开始向上摆动,当细线转过120°角到达A点时的速度恰好为零,此时OA恰好处于水平状态,设整个过程中细线始终处于拉直状态,静电力常量为k,重力加速度为g。求:
(1)BA间电势差UBA ;
(2)匀强电场的场强大小;
(3)小球2的带电量Q;
(4)小球1速度最大时,悬线对小球1的拉力多大?
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