内容正文:
广东省江门市2024-2025学年高二上学期期中考试物理试题
一、单项选择题(本题共8小题,每小题3分,共24分。在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的)
1. 真空中有A、B两个点电荷,相距10cm,B的带电量是A的5倍.如果A电荷受到的静电力是N,那么B电荷受到的静电力应是下列答案中的( )
A. 5×N B. N
C. 0.2×N D. 0.1×N
【答案】B
【解析】
【详解】在真空中,点电荷时,公式才能适用.而对的静电力与对的静电力是作用力与反作用力的关系,所以大小相等,方向相反.故选B.
2. 下列关于教科书上的四副插图,说法正确的是( )
A. 图甲为静电除尘装置的示意图,带负电的尘埃被收集在线状电离器B上
B. 图乙为给汽车加油前要触摸一下的静电释放器,其目的是导走加油枪上的静电
C. 图丙中摇动起电机,烟雾缭绕的塑料瓶顿时清澈透明,其工作原理为静电吸附
D. 图丁的燃气灶中安装了电子点火器,点火应用了焦耳定律
【答案】C
【解析】
【详解】A.根据图甲可知,极板A与电源正极链接,极板A带正电,带负电的尘埃受到指向极板A的电场力作用,带负电的尘埃被收集在线状电离器A上,A错误;
B.图乙为给汽车加油前要触摸一下的静电释放器,其目的是导走人身上的静电,B错误;
C.图丙中摇动起电机,电极之间形成电场,将气体电离,电子被吸附到烟雾颗粒上,使烟雾颗粒带负电,导致烟雾颗粒可以向正极移动,工作原理为静电吸附,C正确;
D.图丁的燃气灶中安装了电子点火器,点火应用了尖端放电原理,D错误。
故选C。
3. 如图所示,水平面内正方形的四个顶点固定着四个完全相同的点电荷a、b、c、d,竖直线MN为该正方形的中轴线,交正方形所在平面于O点,两电荷量大小相等的带电小球甲、乙恰好静止在MN轴上距O点相同距离的位置。下列说法正确的是( )
A. 甲、乙可能为同种电性
B. 甲、乙质量可能不同
C. 甲、乙质量一定不同
D. 点电荷a、b、c、d在甲、乙位置处产生的场强相同
【答案】C
【解析】
【详解】D.水平面内正方形的四个顶点固定着四个完全相同的点电荷a、b、c、d,ac和bd分别为等量同种电荷,MN分别在它们连线的中垂线上,根据等量同种的电荷周围的电场分布,可得,MN上甲、乙静止的两点的电场等大反向,故D错误;
A.甲、乙静止,即甲、乙受力平衡。设甲、乙之间的库仑力大小为F,若甲、乙为同种电荷,则甲、乙受到的电场力和彼此间的库仑力均大小相等,方向相反,即甲、乙受到的电场力和库仑力的合力等大反向,不可能都能和重力平衡,即甲、乙一定为不同电性,故A错误;
BC.由A选项可得,甲、乙一定为不同电性,则电场力相同,库仑力等大反向,则甲、乙受到的电场力和库仑力的合力大小一定不相同,则与之平衡的重力一定不同,即甲、乙的质量一定不同,故B错误,C正确。
故选C。
4. 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、17V、26V。下列说法正确的是 ( )
A. 电场强度的大小为2.5 V/cm
B. 坐标原点处的电势为19 V
C. 电子在a点的电势能比在b点的低7 eV
D. 电子从b点运动到c点,电场力做功为 - 9 eV
【答案】A
【解析】
【详解】
B.因为是匀强电场,ac与Ob平行,故电势差相等,原点O的电势为1V,B错误;
A.Ob的电势差为16V,故x轴上电势差为2V/cm,则坐标x=4.5的点的电势为10V,连接该坐标点与a点。该连接线即为一个等势面。做Od垂直于该等势面,从几何知识可以得到,Od=3.6cm,则
A正确;
C.a点电势比b点电势小,电子带负电,根据可知,a点电势能反而大,C错误;
D.根据电场力做功公式
b到c,电势增加9V,电子带负电,电势能降低9eV,所以电子从b到c的过程中,电势能降低,电场力做正功,9eV,D错误;
故选A。
5. 某手机的说明书标明该手机电池容量为5000mA·h,待机时间为16天;说明书还标明该手机播放视频的最长时间为18小时。下列说法正确的是( )
A. 5000mA·h表示该电池能够提供的电能总量
B. 手机播放视频时电流与待机时电流的比值为
C. 放电时电池可输出的最大电荷量为1.8×107C
D. 电池充满电后以100mA的电流可连续工作5小时
【答案】B
【解析】
【详解】A.5000mA·h表示该电池能够提供的总电量,选项A错误;
B.根据
可得手机播放视频时电流与待机时电流的比值为
选项B正确;
C.放电时电池可输出的最大电荷量为
q=5000mA·h=5A×3600s=1.8×104C
选项C错误;
D.电池充满电后以100mA的电流可连续工作
选项D错误。
故选B。
6. 在半导体工艺里经常需要测定金属薄膜厚度,目前采用的方式是通过测定电阻而间接测得薄膜厚度,现查询资料获知某薄膜金属材料的电阻率,取一块厚度均匀、边长为的该材料制成的正方形金属薄膜,在薄膜两端施加恒定电压。通过薄膜的电流方向如图所示,测出流过薄膜的电流,即可推导出薄膜厚度,则( )
A. 电流越大,则薄膜厚度d越小 B. 电流越大,则薄膜厚度d越大
C. 正方形边长越大,所测定的电阻值越大 D. 正方形边长越大,所测定的电阻值越小
【答案】B
【解析】
【详解】CD.根据电阻定律
可得薄膜电阻为
可知所测定的电阻值R与正方形边长L无关,故CD错误;
AB.根据欧姆定律
结合薄膜电阻为
可得薄膜厚度为
可知d与I成正比,电流I越大,则薄膜厚度d越大,故B正确,A错误。
故选B。
7. 一平行板电容器两极板之间充满云母介质,两极板分别接在恒压直流电源两端。若将云母介质移出,则电路稳定后( )
A. 极板间的电场强度不变 B. 极板上的电荷量不变
C. 电容器的电压增大 D. 电容器的电容增大
【答案】A
【解析】
【详解】D.根据
可知将云母移出,变小,电容器的电容C变小,D项错误;
BC.由于电容器接在恒压直流电源上,故U不变,根据可知,当电容C减小时,电荷量Q减小,BC项错误;
A.由
U与d都不变,电场强度E也不变,A项正确。
故选A。
8. 密立根油滴实验原理如图所示。两块水平放置相距为d的金属板A、B分别与电源正、负极相接。从A板上小孔进入两板间的油滴因摩擦而带有一定的电荷量,将两板间的电压调到U时,一带电油滴恰好悬浮在两板间;然后撤去电场,该油滴开始下落并很快达到匀速,通过显微镜可观测到这一速度大小为v。已知油滴所受阻力的大小与其速度的大小成正比,比例系数为k,重力加速度为g。则该油滴所带电荷量的值为( )
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】
【详解】极板间的电场强度为
油滴悬浮时,根据平衡条件有
撤去电场,油滴匀速运动时,根据平衡条件有
解得
故选A。
二、多项选择题(本题共4小题,每小题4分,共16分。在每小题给出的四个选项中,有多项符合题目要求。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. 如图所示,光滑绝缘的圆形轨道竖放置,圆心在O点,半径为R,A、B两点为其水平直径的两端点;两等量异种点电荷位于A、B连线的延长线上,到O点的距离相等。一电荷量为,质量为m的带电小球从A点以初速度沿轨道向下运动,经过轨道最高点C时,对轨道的压力恰好为零。已知重力加速度为g,取无穷远处电势为零,下列说法正确的是( )
A. A点的电势为
B. A、C间的电势差等于B、D间的电势差
C. 由A点运动到D点,小球的机械能先减小后增大
D. 由D点运动到B点,小球的重力势能和电势能之和先减小后增大
【答案】AD
【解析】
【详解】A.小球经过轨道最高点C时,对轨道的压力恰好为零,由于该位置小球受到的电场力水平向右,此时重力刚好提供向心力,则有
由于等量异种点电荷电场分布特点可知,等量异种点电荷连线的中垂线为等势线,且电势等于无穷远处电势,所以C点电势为0,小球从A到C过程,由动能定理可得
解得
故A正确;
B.根据等量异种点电荷电场分布特点结合对称性可知,A、C间的电势差等于D、B间的电势差,故B错误;
C.根据等量异种点电荷电势分布特点可知,由A点运动到D点,电势逐渐降低,小球带正电,则电场力对小球做正功,根据功能关系可知,小球的机械能一直增大,故C错误;
D.小球在D点时,沿切线方向只有水平向右的电场力,与运动方向相同,小球速度增大;小球在B点,沿切线方向只有竖直向下的重力,与运动方向相反,小球速度减小;所以小球由D点运动到B点,小球的动能先增大后减小,由于小球的动能、重力势能和电势能之和保持不变,则该过程小球的重力势能和电势能之和先减小后增大,故D正确。
故选AD。
10. 如图所示,a、b、c、d、e、f是以O为球心的球面上的点,平面与平面垂直,分别在b、d两个点处放有等量同种点电荷。下列说法正确的是( )
A. a、e、c、f四点电势相同
B. 沿直线电场强度一定越来越大
C. 若将电子从e点由静止释放,电子将在e、O、f之间往复运动
D. 若电子沿直线运动,其电势能先增加后减少
【答案】AC
【解析】
【详解】A.a、e、c、f四点到两个正电荷的距离相同,可知四点电势相同,选项A正确;
B. 如图
当 ,有最大值,可知 所以电场强度先增加后减小,选项B错误;
C.电子在e点和f点受电场力大小相等且都指向O点,则若将电子从e点由静止释放,电子将在e、O、f之间往复运动,选项C正确;
D.若电子沿直线运动,电场力先做正功后做负功,则其电势能先减少后增加,选项D错误。
故选AC。
11. 如图所示,质量为m、电荷量为+q的带电小球(可视为点电荷)通过一长度为l的绝缘轻绳悬挂于水平天花板上的O点,初始时静止于B点。某瞬间在天花板下方加上范围足够大且方向水平向右的匀强电场,小球将由静止开始运动,运动过程中轻绳始终绷紧,小球运动到最高点A时轻绳与竖直方向的夹角为θ(θ<90°)。重力加速度大小为g,不计空气阻力,下列说法正确的是( )
A. 小球运动到A点时所受合力为0
B. 匀强电场的电场强度大小
C. 小球受到的电场力大小
D. 小球在运动过程中到达A点时的机械能最大
【答案】BD
【解析】
【详解】A.小球运动到最高点A时速度为0,但加速度不为0,所受合力不为0,选项A错误;
BC.小球从B点运动到A点,由动能定理有
可得
选项B正确,C错误;
D.小球从B点运动到A点的过程中,电场力对小球做正功,小球的机械能增加,因此小球在A点时的机械能最大,选项D正确。
故选BD。
12. 如图所示,倾角为绝缘斜面长,顶端有一质量为、带正电且电量的滑块,整个空间有电场强度的水平向左匀强电场,静止释放滑块后,滑块到达斜面底端的动能为11J,重力加速度g取,则滑块在沿斜面下滑的过程中( )
A. 滑块机械能增加了1J,电势能减少了3J
B. 滑块机械能减少了2J,电势能减少了3J
C. 滑块重力势能和电势能之和减少11J,重力势能减少了10J
D. 滑块机械能和电势能之和减少2J,重力势能减少了10J
【答案】AD
【解析】
【详解】AB.根据动能定理
则
因此机械能的增加量
电势能减小量
故A正确,B错误;
C.滑块重力势能和电势能之和减少
重力势能减量等于重力做功10J,故C错误;
D.滑块机械能和电势能之和减少
重力势能减少了10J,故D正确。
故选AD。
三、实验题(本大题共2小题,共18分,考生根据要求作答)
13. 某研究小组用如图所示装置探究等量同种电荷间库仑力与距离的关系。器材有:专用支架、相同的导体小球A和B、刻度尺、丝线、米尺、天平、绝缘底座。
(1)下列能使A、B小球带等量同种电荷的方式是___________。
A.用与A、B相同的带电小球C,先接触A,再接触B
B.A、B小球接触后靠近带电体但不接触,然后分开A、B小球,再移走带电体
C.A、B小球接触后,用带电小球接触A、B,移除导体球,再分开A、B小球
(2)用天平测量小球的质量m,悬挂点到小球球心的距离l,将小球B固定在绝缘底座上,A球用丝线悬挂在支架上,使小球带上等量同种电荷。某次实验中小球A静止位置和B固定位置如图所示,则A、B小球之间的距离___________cm。
(3)本实验中,丝线与竖直方向夹角很小,,重力加速度。本实验中若小球质量为10g,,则库仑力___________N(结果保留两位有效数字)。
(4)缓慢移动绝缘底座,得到五组F、r数据,根据库仑定律,拟合的库仑力F与距离r的关系图像可能正确的是___________;
A.B.C.
【答案】 ①. C ②. 2.20 ③. 1.1×10-3 ④. C
【解析】
【详解】(1)[1]A.用与A、B相同的带电小球C,先接触A,再接触B,两球将带上不等量的同种电荷,选项A错误;
B.A、B小球接触后靠近带电体但不接触,然后分开A、B小球,再移走带电体,能使小球带等量异种电荷,选项B错误;
C.A、B小球接触后,用带电小球接触A、B,移除导体球,再分开A、B小球,能使小球带等量同种电荷,选项C正确;
故选C。
(2)[2]由图可知,A、B小球之间的距离r=2.20cm。
(3)[3]对小球受力分析可知,库仑力
带入数据解得
(4)[4]根据
可知图像为过原点的直线,故选C。
14. 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、解答题(本题共3小题,共42分,考生根据要求作答)
15. 如图所示,在真空中的O点放一个点电荷Q=+1.0×10-9C,直线MN通过O点,OM的距离r=0.30m,M点放一个试探电荷q=-1.0×10-10C,(k=9.0×109N•m2/C2)求:
(1)q在M点受到的电场力大小和方向;
(2)M点的电场强度大小和方向;
(3)只移走q后M点的电场强度大小;
(4)带负电的q在点电荷+Q产生的电场中,M、N两点的电势能哪点大,电势哪点高?
【答案】(1)1.0×10-8 N,方向沿MO指向O
(2)100N/C,方向沿OM连线背离O
(3)100N/C (4)电势能N点大,电势M点高
【解析】
【小问1详解】
q在M点受到的电场力 , 方向沿MO指向O
【小问2详解】
M点的电场强度大小 , 方向沿OM连线背离O
【小问3详解】
只移走q后M点的电场强度大小
【小问4详解】
将q从M点移到N点,电场力做负功,电势能增大,电势能N点大。
电场线的方向由M点指向N点,沿着电场线的方向电势降低,所以M点电势高。
16. 固定在点的细线拉着一质量为、电荷量为的带正电小球在竖直平面内做半径为的圆周运动,该区域内存在水平向右的匀强电场(图中未画出),电场强度,圆周上A点在圆心的正上方,小球过A点时的速度大小为,方向水平向左,不计一切阻力,重力加速度为,求:
(1)小球过A点时对细线的作用力的大小;
(2)小球做圆周运动过程中的最小速率;
(3)若小球过A点时断开细线,之后的运动中小球经过其电势能最大位置时的速率为多大?
【答案】(1)
(2)
(3)
【解析】
【小问1详解】
在A点,以小球为对象,根据受到第二定律可得
解得
根据牛顿第三定律,小球对细线的作用力大小为
【小问2详解】
设电场力和重力的合力与竖直方向夹角为,如图所示
则有
解得
当小球到达等效最高点点时速度最小,从A到由动能定理得
解得小球做圆周运动过程中的最小速率为
【小问3详解】
若小球过A点时细线断开,之后小球电势能最大时水平速度减为零,则经过的运动时间为
竖直方向做自由落体,则此时小球的速率为
17. 如图所示,一真空示波管的电子从灯丝K发出(初速度不计),经灯丝与A板间的加速电场加速,从A板中心孔沿中心线KO射出,然后进入两块平行金属板M、N形成的偏转电场中(偏转电场可视为匀强电场),电子进入M、N间电场时的速度与电场方向垂直,电子经过电场后打在荧光屏上的P点.已知加速电压为U1,M、N两板间的电压为U2,两板间的距离为d,板长为L,偏转电场的右端距离荧光屏的距离为l,电子的质量为m,电荷量为e,不计电子重力.
(1)求电子穿过A板时的速度大小v0;
(2)求电子从偏转电场射出时的侧移量y;
(3)求OP的距离Y;
(4)电子从偏转电场射出时的侧移量y和偏转电压U2的比叫做示波器的灵敏度,分析说明可采用哪些方法提高示波器的灵敏度.
【答案】(1) (2) (3) (4)增加L、或者减小d以及减小U1均可增加灵敏度;
【解析】
【详解】(1)粒子在电场中加速,由动能定理可知:
解得:
(2)粒子在偏转电场中做类平抛运动,垂直电场方向:
L=v0t
则沿电场方向:
侧移量:
y=at2
联立解得:
(3)由几何关系可知:
得:
(4)该示波器的灵敏度
解得:
则增加L、或者减小d以及减小U1均可增加灵敏度;
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广东省江门市2024-2025学年高二上学期期中考试物理试题
一、单项选择题(本题共8小题,每小题3分,共24分。在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的)
1. 真空中有A、B两个点电荷,相距10cm,B的带电量是A的5倍.如果A电荷受到的静电力是N,那么B电荷受到的静电力应是下列答案中的( )
A. 5×N B. N
C. 0.2×N D. 0.1×N
2. 下列关于教科书上的四副插图,说法正确的是( )
A. 图甲为静电除尘装置的示意图,带负电的尘埃被收集在线状电离器B上
B. 图乙为给汽车加油前要触摸一下的静电释放器,其目的是导走加油枪上的静电
C. 图丙中摇动起电机,烟雾缭绕的塑料瓶顿时清澈透明,其工作原理为静电吸附
D. 图丁的燃气灶中安装了电子点火器,点火应用了焦耳定律
3. 如图所示,水平面内正方形的四个顶点固定着四个完全相同的点电荷a、b、c、d,竖直线MN为该正方形的中轴线,交正方形所在平面于O点,两电荷量大小相等的带电小球甲、乙恰好静止在MN轴上距O点相同距离的位置。下列说法正确的是( )
A. 甲、乙可能为同种电性
B. 甲、乙质量可能不同
C. 甲、乙质量一定不同
D. 点电荷a、b、c、d在甲、乙位置处产生的场强相同
4. 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、17V、26V。下列说法正确的是 ( )
A. 电场强度的大小为2.5 V/cm
B. 坐标原点处的电势为19 V
C. 电子在a点的电势能比在b点的低7 eV
D. 电子从b点运动到c点,电场力做功为 - 9 eV
5. 某手机的说明书标明该手机电池容量为5000mA·h,待机时间为16天;说明书还标明该手机播放视频的最长时间为18小时。下列说法正确的是( )
A. 5000mA·h表示该电池能够提供的电能总量
B. 手机播放视频时电流与待机时电流的比值为
C. 放电时电池可输出的最大电荷量为1.8×107C
D. 电池充满电后以100mA的电流可连续工作5小时
6. 在半导体工艺里经常需要测定金属薄膜厚度,目前采用的方式是通过测定电阻而间接测得薄膜厚度,现查询资料获知某薄膜金属材料的电阻率,取一块厚度均匀、边长为的该材料制成的正方形金属薄膜,在薄膜两端施加恒定电压。通过薄膜的电流方向如图所示,测出流过薄膜的电流,即可推导出薄膜厚度,则( )
A. 电流越大,则薄膜厚度d越小 B. 电流越大,则薄膜厚度d越大
C. 正方形边长越大,所测定的电阻值越大 D. 正方形边长越大,所测定的电阻值越小
7. 一平行板电容器两极板之间充满云母介质,两极板分别接在恒压直流电源两端。若将云母介质移出,则电路稳定后( )
A. 极板间的电场强度不变 B. 极板上的电荷量不变
C. 电容器的电压增大 D. 电容器的电容增大
8. 密立根油滴实验原理如图所示。两块水平放置相距为d的金属板A、B分别与电源正、负极相接。从A板上小孔进入两板间的油滴因摩擦而带有一定的电荷量,将两板间的电压调到U时,一带电油滴恰好悬浮在两板间;然后撤去电场,该油滴开始下落并很快达到匀速,通过显微镜可观测到这一速度大小为v。已知油滴所受阻力的大小与其速度的大小成正比,比例系数为k,重力加速度为g。则该油滴所带电荷量的值为( )
A. B. C. D.
二、多项选择题(本题共4小题,每小题4分,共16分。在每小题给出的四个选项中,有多项符合题目要求。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. 如图所示,光滑绝缘的圆形轨道竖放置,圆心在O点,半径为R,A、B两点为其水平直径的两端点;两等量异种点电荷位于A、B连线的延长线上,到O点的距离相等。一电荷量为,质量为m的带电小球从A点以初速度沿轨道向下运动,经过轨道最高点C时,对轨道的压力恰好为零。已知重力加速度为g,取无穷远处电势为零,下列说法正确的是( )
A. A点的电势为
B. A、C间的电势差等于B、D间的电势差
C. 由A点运动到D点,小球的机械能先减小后增大
D. 由D点运动到B点,小球的重力势能和电势能之和先减小后增大
10. 如图所示,a、b、c、d、e、f是以O为球心的球面上的点,平面与平面垂直,分别在b、d两个点处放有等量同种点电荷。下列说法正确的是( )
A. a、e、c、f四点电势相同
B. 沿直线电场强度一定越来越大
C. 若将电子从e点由静止释放,电子将在e、O、f之间往复运动
D. 若电子沿直线运动,其电势能先增加后减少
11. 如图所示,质量为m、电荷量为+q的带电小球(可视为点电荷)通过一长度为l的绝缘轻绳悬挂于水平天花板上的O点,初始时静止于B点。某瞬间在天花板下方加上范围足够大且方向水平向右的匀强电场,小球将由静止开始运动,运动过程中轻绳始终绷紧,小球运动到最高点A时轻绳与竖直方向的夹角为θ(θ<90°)。重力加速度大小为g,不计空气阻力,下列说法正确的是( )
A. 小球运动到A点时所受合力为0
B. 匀强电场的电场强度大小
C. 小球受到的电场力大小
D. 小球在运动过程中到达A点时的机械能最大
12. 如图所示,倾角为绝缘斜面长,顶端有一质量为、带正电且电量的滑块,整个空间有电场强度的水平向左匀强电场,静止释放滑块后,滑块到达斜面底端的动能为11J,重力加速度g取,则滑块在沿斜面下滑的过程中( )
A. 滑块机械能增加了1J,电势能减少了3J
B. 滑块机械能减少了2J,电势能减少了3J
C. 滑块重力势能和电势能之和减少11J,重力势能减少了10J
D. 滑块机械能和电势能之和减少2J,重力势能减少了10J
三、实验题(本大题共2小题,共18分,考生根据要求作答)
13. 某研究小组用如图所示装置探究等量同种电荷间库仑力与距离的关系。器材有:专用支架、相同的导体小球A和B、刻度尺、丝线、米尺、天平、绝缘底座。
(1)下列能使A、B小球带等量同种电荷的方式是___________。
A.用与A、B相同的带电小球C,先接触A,再接触B
B.A、B小球接触后靠近带电体但不接触,然后分开A、B小球,再移走带电体
C.A、B小球接触后,用带电小球接触A、B,移除导体球,再分开A、B小球
(2)用天平测量小球的质量m,悬挂点到小球球心的距离l,将小球B固定在绝缘底座上,A球用丝线悬挂在支架上,使小球带上等量同种电荷。某次实验中小球A静止位置和B固定位置如图所示,则A、B小球之间的距离___________cm。
(3)本实验中,丝线与竖直方向夹角很小,,重力加速度。本实验中若小球质量为10g,,则库仑力___________N(结果保留两位有效数字)。
(4)缓慢移动绝缘底座,得到五组F、r数据,根据库仑定律,拟合的库仑力F与距离r的关系图像可能正确的是___________;
A.B.C.
14. 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、解答题(本题共3小题,共42分,考生根据要求作答)
15. 如图所示,在真空中的O点放一个点电荷Q=+1.0×10-9C,直线MN通过O点,OM的距离r=0.30m,M点放一个试探电荷q=-1.0×10-10C,(k=9.0×109N•m2/C2)求:
(1)q在M点受到的电场力大小和方向;
(2)M点的电场强度大小和方向;
(3)只移走q后M点的电场强度大小;
(4)带负电的q在点电荷+Q产生的电场中,M、N两点的电势能哪点大,电势哪点高?
16. 固定在点的细线拉着一质量为、电荷量为的带正电小球在竖直平面内做半径为的圆周运动,该区域内存在水平向右的匀强电场(图中未画出),电场强度,圆周上A点在圆心的正上方,小球过A点时的速度大小为,方向水平向左,不计一切阻力,重力加速度为,求:
(1)小球过A点时对细线的作用力的大小;
(2)小球做圆周运动过程中的最小速率;
(3)若小球过A点时断开细线,之后的运动中小球经过其电势能最大位置时的速率为多大?
17. 如图所示,一真空示波管的电子从灯丝K发出(初速度不计),经灯丝与A板间的加速电场加速,从A板中心孔沿中心线KO射出,然后进入两块平行金属板M、N形成的偏转电场中(偏转电场可视为匀强电场),电子进入M、N间电场时的速度与电场方向垂直,电子经过电场后打在荧光屏上的P点.已知加速电压为U1,M、N两板间的电压为U2,两板间的距离为d,板长为L,偏转电场的右端距离荧光屏的距离为l,电子的质量为m,电荷量为e,不计电子重力.
(1)求电子穿过A板时的速度大小v0;
(2)求电子从偏转电场射出时的侧移量y;
(3)求OP的距离Y;
(4)电子从偏转电场射出时的侧移量y和偏转电压U2的比叫做示波器的灵敏度,分析说明可采用哪些方法提高示波器的灵敏度.
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