内容正文:
高二年级考试
物理
注意事项:
1、本试卷满分100分,考试用时75分钟。
2、答题前,考生务必将自己的姓名、考生号、考场号、座位号填写在答题卡上。
3、回答选择题时,选出每小题答案后,用铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。如需改动,用橡皮擦干净后,再选涂其他答案标号。回答非选择题时,将答案写在答题卡上。写在本试卷上无效。
4、考试结束后,将本试卷和答题卡一并交回。
一、单项选择题:本题共7小题,每小题4分,共28分。在每小题给出的四个选项中,只有一个选项符合题目要求。
1. 在一正点电荷产生的电场中,点的电场强度大小为,下列说法正确的是( )
A. 在点放上电荷量为的试探电荷,点的电场强度大小为
B. 在点放上电荷量为的试探电荷,点的电场强度大小为
C. 在点放上电荷量为的试探电荷,点的电场强度大小为
D. 在点放上电荷量为的试探电荷,点的电场强度大小为
2. 静电透镜是由带电导体所产生的静电场来使电子束聚焦和成像的装置,它广泛应用于电子器件(如阴极射线示波管)和电子显微镜中。阴极射线示波管的聚焦电场如图所示,其中虚线为等势线,任意两条相邻等势线间的电势差相等,轴为该电场的中心轴线,一电子从其左侧以某一初速度进入聚焦电场,仅在电场力作用下运动,实线为电子运动的轨迹,为其轨迹上的三点,电子在三点的电势能分别为,下列判断正确的是( )
A. B. C. D.
3. 等量异种点电荷产生的电场的等势面分布如图中实线所示,相邻等势面间的电势差相等,是两电荷连线的中点,为两电荷连线上关于点对称的两点。已知质子在点的电势能比在点的电势能大,下列说法正确的是( )
A. 两点的电场强度方向相反 B. 点左边是正电荷,右边是负电荷
C. 点的电场强度比点的电场强度大 D. 电子在点的电势能比在点的电势能小
4. 在静电场中沿轴电势变化的规律如图所示,一带正电粒子仅在电场力作用下从原点沿轴正方向运动到无穷远的过程中,下列说法正确的是( )
A. 粒子的动能一直增大 B. 粒子的电势能先减小后增大
C. 电场强度的方向沿轴正方向 D. 粒子的加速度先减小后增大再减小
5. 半径为r的圆周上等间距的五点A、B、C、D、E处分别固定如图所示的点电荷。静电力常量为,则圆心处的电场强度大小为( )
A. B. C. D.
6. 如图甲所示,空间内存在平行纸面的匀强电场(图中未画出),圆上各点和圆心的连线与的夹角记为,圆上各点的电势与的关系图像如图乙所示,已知圆的半径,则该匀强电场的电场强度大小为( )
A. B. C. D.
7. 由同种材料制成的甲、乙两根均质导体,甲的横截面积是乙的2倍,将它们并联接入某电路,发现单位时间内通过乙导体横截面的电荷量是甲的2倍,下列说法正确的是( )
A. 通过甲、乙两导体的电流相同
B. 通过甲导体的电流是乙导体的2倍
C. 甲、乙两导体中自由电荷定向移动的速率相等
D. 乙导体中自由电荷定向移动的速率是甲导体的4倍
二、多项选择题:本题共3小题,每小题6分,共18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6分,选对但不全的得3分,有选错的得0分。
8. 空间存在静电场,一带负电的试探电荷仅在电场力作用下从点由静止开始沿轴运动,恰好能到达处,其所处电场的电场强度随位置变化的图像如图所示,以轴正方向为电场强度的正方向,下列说法正确的是( )
A. 处的电势最低 B. 处的电场强度为0
C. 试探电荷在处的速度最大 D. 试探电荷在处的加速度为0
9. 如图所示,、为两个等量同种电荷,在、连线的中垂线上有一点,在点由静止释放一电荷量为()的点电荷,不计点电荷受到的重力,则点电荷从点到点的过程中,下列说法正确的是( )
A. 点电荷可能做匀加速运动
B. 点电荷可能做加速度减小的加速运动
C. 点电荷可能做加速度一直增大的加速运动
D. 点电荷可能做加速度先增大后减小的加速运动
10. 如图所示,在光滑水平面上有一质量为且足够长的木板,其上叠放一质量为的物块,物块与木板间的动摩擦因数为0.1。时刻起,给物块施加一随时间均匀增大的水平拉力,最大静摩擦力等于滑动摩擦力,取重力加速度大小。下列说法正确的是( )
A. 时,物块与木板间的摩擦力大小为
B. 时,物块与木板间的摩擦力大小为
C. 时,物块的加速度大小为
D. 时,物块的加速度大小为
三、非选择题:共54分。
11. 如图所示的实验装置中,极板A接地,平行板电容器的极板B与一个灵敏静电计相接,将A极板向上移动,减小电容器两极板间的正对面积时,电容器所带的电荷量_________,电容_________,电容器两极板间的电场强度大小_________,静电计指针的偏转角度_________。(均填“变大”“变小”或“不变”)
12. 某同学用如图甲所示的实验装置“验证机械能守恒定律”时,不慎将一条挑选出的纸带的一部分损坏,剩下的一段纸带上各相邻点间的距离已测出并标在图乙中,已知重物的质量为,打点计时器的工作频率为,试回答下列问题:(结果均保留两位有效数字)
(1)打点计时器在打点3时,重物的动能______J。
(2)若把重物的运动看做匀加速直线运动,利用纸带求出重物下降的加速度,可知打点计时器在打点3时,重物下降的高度_______m。
(3)若当地的重力加速度大小,则打点计时器在打点“3”时,重物减少的重力势能_____ J,由以上可得出实验结论:___________。
13. 工业上采用一种称为“电导仪”的仪器测量液体的电阻率,其中一个关键部件如图所示,A、B是两片面积均为的正方形铂片,间距,把它们浸没在某液体中,通过两根引线加上的电压时,测出的电流。
(1)求两铂片间液体的电阻;
(2)若近似认为仅两铂片间的液体参与导电,求该液体的电阻率。
14. 如图所示,在三角形的三个顶点a、b、c处分别固定三个点电荷,a、b两处的点电荷都带正电,c处点电荷所受库仑力的合力的方向垂直于a、b的连线向下,已知a处点电荷所带的电荷量为,,。
(1)试判断c处点电荷的电性;
(2)求b处点电荷的带电荷量。
15. 如图所示,正方形的边长为为边上的一点且,空间存在与正方形所在的平面平行的匀强电场(图中未画出)。位于处的粒子源向平面内各个方向发射质量为带电荷量为初动能为的粒子,粒子经过正方形边界上不同的位置,其中到达正方形边界上的点和点的粒子动能均为,忽略粒子受到的重力及粒子间的相互作用。求:
(1)匀强电场的电场强度大小;
(2)粒子经过正方形边界时的最大动能。
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高二年级考试
物理
注意事项:
1、本试卷满分100分,考试用时75分钟。
2、答题前,考生务必将自己的姓名、考生号、考场号、座位号填写在答题卡上。
3、回答选择题时,选出每小题答案后,用铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。如需改动,用橡皮擦干净后,再选涂其他答案标号。回答非选择题时,将答案写在答题卡上。写在本试卷上无效。
4、考试结束后,将本试卷和答题卡一并交回。
一、单项选择题:本题共7小题,每小题4分,共28分。在每小题给出的四个选项中,只有一个选项符合题目要求。
1. 在一正点电荷产生的电场中,点的电场强度大小为,下列说法正确的是( )
A. 在点放上电荷量为的试探电荷,点的电场强度大小为
B. 在点放上电荷量为的试探电荷,点的电场强度大小为
C. 在点放上电荷量为的试探电荷,点的电场强度大小为
D. 在点放上电荷量为的试探电荷,点的电场强度大小为
【答案】A
【解析】
【详解】电场强度由场源电荷决定,与试探电荷无关。根据公式 ,场强仅与场源电荷量和与电荷的距离有关,无论放什么试探电荷,都不影响此点的电场强度大小。故A正确,BCD错误。
故选A。
2. 静电透镜是由带电导体所产生的静电场来使电子束聚焦和成像的装置,它广泛应用于电子器件(如阴极射线示波管)和电子显微镜中。阴极射线示波管的聚焦电场如图所示,其中虚线为等势线,任意两条相邻等势线间的电势差相等,轴为该电场的中心轴线,一电子从其左侧以某一初速度进入聚焦电场,仅在电场力作用下运动,实线为电子运动的轨迹,为其轨迹上的三点,电子在三点的电势能分别为,下列判断正确的是( )
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】
【详解】电子仅在电场力作用下从A点运动到C点,由于合力方向指向轨迹的内侧,可知电场力与运动方向夹角为锐角,则电场力做正功,电势能减小,即
故选A。
3. 等量异种点电荷产生的电场的等势面分布如图中实线所示,相邻等势面间的电势差相等,是两电荷连线的中点,为两电荷连线上关于点对称的两点。已知质子在点的电势能比在点的电势能大,下列说法正确的是( )
A. 两点的电场强度方向相反 B. 点左边是正电荷,右边是负电荷
C. 点的电场强度比点的电场强度大 D. 电子在点的电势能比在点的电势能小
【答案】D
【解析】
【详解】AB.由题意及电势能计算式EP=qφ可知,已知质子在b点电势能比在a点电势能大,b点电势高于a点电势,所以O点右边是正电荷,左边是负电荷,a、c为两电荷连线上关于O点对称的两点,所以电场强度大小相等方向相同,故AB错误;
C.a点处的等差等势面比b点处的稀疏,a点处的电场线比b点处的稀疏,所以a点电场强度比b点的电场强度小,故C错误;
D.质子在b点的电势能比a点的电势能大,则电子在b点的电势能比在a点的电势能小,故D正确。
故选D。
4. 在静电场中沿轴电势变化的规律如图所示,一带正电粒子仅在电场力作用下从原点沿轴正方向运动到无穷远的过程中,下列说法正确的是( )
A. 粒子的动能一直增大 B. 粒子的电势能先减小后增大
C. 电场强度的方向沿轴正方向 D. 粒子的加速度先减小后增大再减小
【答案】D
【解析】
【详解】AB.粒子的电势能,根据图像已知电势先增大后减小,所以正电粒子的电势能先增大后减小。总能量是守恒的,所以动能先减小后增大,故AB错误;
C.沿着电场强度的方向电势减小,所以x轴上电场强度方向先向负轴后向正轴,故C错误;
D.图像中斜率的绝对值表示该位置的电场强度大小,所以可知电场强度是先减小后增大再减小的,粒子运动的加速度为
所以加速度的变化也是先减小后增大再减小的,故D正确。
故选D。
5. 半径为r的圆周上等间距的五点A、B、C、D、E处分别固定如图所示的点电荷。静电力常量为,则圆心处的电场强度大小为( )
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】
【详解】由对称性可知,若在D点再放上一个+2Q的点电荷则O点的场强变为零,则这5个电荷在O点的场强与放在D点的+2Q的电荷在O点的场强等大反向,则圆心处的电场强度大小为。
故选B。
6. 如图甲所示,空间内存在平行纸面的匀强电场(图中未画出),圆上各点和圆心的连线与的夹角记为,圆上各点的电势与的关系图像如图乙所示,已知圆的半径,则该匀强电场的电场强度大小为( )
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】
【详解】根据沿着电场线电势降低最快结合图乙可知电场线方向方向,该匀强电场的电场强度大小
故选B。
7. 由同种材料制成的甲、乙两根均质导体,甲的横截面积是乙的2倍,将它们并联接入某电路,发现单位时间内通过乙导体横截面的电荷量是甲的2倍,下列说法正确的是( )
A. 通过甲、乙两导体的电流相同
B. 通过甲导体的电流是乙导体的2倍
C. 甲、乙两导体中自由电荷定向移动的速率相等
D. 乙导体中自由电荷定向移动的速率是甲导体的4倍
【答案】D
【解析】
【详解】AB.单位时间内通过乙导体横截面的电荷量是甲的2倍,根据公式
可知,故AB错误;
CD.根据电流的微观表达式可知,
材料相同的甲与乙,和是相同的,其中
代入数据后可得,,故C错误,D正确。
故选D。
二、多项选择题:本题共3小题,每小题6分,共18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6分,选对但不全的得3分,有选错的得0分。
8. 空间存在静电场,一带负电的试探电荷仅在电场力作用下从点由静止开始沿轴运动,恰好能到达处,其所处电场的电场强度随位置变化的图像如图所示,以轴正方向为电场强度的正方向,下列说法正确的是( )
A. 处的电势最低 B. 处的电场强度为0
C. 试探电荷在处的速度最大 D. 试探电荷在处的加速度为0
【答案】CD
【解析】
【详解】A.以轴正方向为电场强度的正方向,由题图可知,间的场强方向沿轴负方向,间的场强方向沿轴正方向,根据沿场强方向电势逐渐降低可知,处的电势最高,故A错误;
B.由题图可知,处的电场强度不为0,故B错误;
C.带负电的试探电荷从点到处,电场力做正功,动能增加;从到处,电场力做负功,动能减小,所以试探电荷在处的动能最大,速度最大,故C正确;
D.由题图可知,处的电场强度为0,试探电荷在处所受电场力为0,加速度为0,故D正确。
故选CD。
9. 如图所示,、为两个等量同种电荷,在、连线的中垂线上有一点,在点由静止释放一电荷量为()的点电荷,不计点电荷受到的重力,则点电荷从点到点的过程中,下列说法正确的是( )
A. 点电荷可能做匀加速运动
B. 点电荷可能做加速度减小的加速运动
C. 点电荷可能做加速度一直增大的加速运动
D. 点电荷可能做加速度先增大后减小的加速运动
【答案】BD
【解析】
【详解】等量同种正点电荷的电场线分布如图所示
等量同种点电荷连线的中垂线上,其中点处的场强为0,而沿着中点向上场强先增大后减小,因此点电荷在从P到O的过程中,点电荷可能做加速度减小的加速运动,也可能做加速度先增大后减小的加速运动。
故选BD。
10. 如图所示,在光滑水平面上有一质量为且足够长的木板,其上叠放一质量为的物块,物块与木板间的动摩擦因数为0.1。时刻起,给物块施加一随时间均匀增大的水平拉力,最大静摩擦力等于滑动摩擦力,取重力加速度大小。下列说法正确的是( )
A. 时,物块与木板间的摩擦力大小为
B. 时,物块与木板间的摩擦力大小为
C. 时,物块的加速度大小为
D. 时,物块的加速度大小为
【答案】AB
【解析】
【详解】A、B之间的最大静摩擦力
A能具有的最大加速度
A、B不发生相对滑动,力的最大值
A.时,,A、B没有发生相对滑动,对A、B整体,根据牛顿第二定律
对A根据牛顿第二定律
联立解得,故A正确;
B.时,,A、B没有发生相对滑动,对A、B整体,根据牛顿第二定律
对A根据牛顿第二定律
联立解得,故B正确;
C.时,,A、B发生相对滑动,对B根据牛顿第二定律
解得物块的加速度大小,故C错误;
D.时,,A、B发生相对滑动,对B根据牛顿第二定律
解得物块的加速度大小,故D错误。
故选AB。
三、非选择题:共54分。
11. 如图所示的实验装置中,极板A接地,平行板电容器的极板B与一个灵敏静电计相接,将A极板向上移动,减小电容器两极板间的正对面积时,电容器所带的电荷量_________,电容_________,电容器两极板间的电场强度大小_________,静电计指针的偏转角度_________。(均填“变大”“变小”或“不变”)
【答案】 ①. 不变 ②. 变小 ③. 变大 ④. 变大
【解析】
【详解】[1]由于静电计所带电荷量远小于电容器所带电荷量,所以将A极板向上移动,减小电容器两极板间的正对面积时,电容器所带的电荷量不变;
[2]根据,由于正对面积减小,所以电容变小;
[3][4]根据,由于不变,变小,可知板间电压增大,则静电计指针的偏转角度变大;根据可知,两极板间的电场强度大小变大。
12. 某同学用如图甲所示的实验装置“验证机械能守恒定律”时,不慎将一条挑选出的纸带的一部分损坏,剩下的一段纸带上各相邻点间的距离已测出并标在图乙中,已知重物的质量为,打点计时器的工作频率为,试回答下列问题:(结果均保留两位有效数字)
(1)打点计时器在打点3时,重物的动能______J。
(2)若把重物的运动看做匀加速直线运动,利用纸带求出重物下降的加速度,可知打点计时器在打点3时,重物下降的高度_______m。
(3)若当地的重力加速度大小,则打点计时器在打点“3”时,重物减少的重力势能_____ J,由以上可得出实验结论:___________。
【答案】(1)0.088
(2)0.15 (3) ①. 0.088 ②. 在误差的范围内,重物下落过程减少的重力势能等于增加的动能,满足机械能守恒
【解析】
【小问1详解】
打点3时重物的速度为
则打点3时,重物的动能为
【小问2详解】
根据逐差法可得加速度大小为
根据运动学公式可得
可得打点3时,重物下降的高度为
【小问3详解】
[1]若当地的重力加速度大小,则打点计时器在打点3时,重物减少的重力势能
[2]由以上可得出实验结论:在误差的范围内,重物下落过程减少的重力势能等于增加的动能,满足机械能守恒。
13. 工业上采用一种称为“电导仪”的仪器测量液体的电阻率,其中一个关键部件如图所示,A、B是两片面积均为的正方形铂片,间距,把它们浸没在某液体中,通过两根引线加上的电压时,测出的电流。
(1)求两铂片间液体的电阻;
(2)若近似认为仅两铂片间的液体参与导电,求该液体的电阻率。
【答案】(1)
(2)
【解析】
【小问1详解】
两铂片间液体的电阻为
【小问2详解】
由电阻定律可得
可得该液体的电阻率为
14. 如图所示,在三角形的三个顶点a、b、c处分别固定三个点电荷,a、b两处的点电荷都带正电,c处点电荷所受库仑力的合力的方向垂直于a、b的连线向下,已知a处点电荷所带的电荷量为,,。
(1)试判断c处点电荷的电性;
(2)求b处点电荷的带电荷量。
【答案】(1)带负电 (2)
【解析】
【小问1详解】
c处点电荷所受库仑力的合力的方向垂直于a、b的连线向下,可知c处点电荷受力如图所示
可知c处点电荷受到a、b处点电荷的库仑引力,由于a、b处点电荷带正电,所以c处点电荷带负电。
【小问2详解】
由题图可得
又,,
联立解得b处点电荷的带电荷量为
15. 如图所示,正方形的边长为为边上的一点且,空间存在与正方形所在的平面平行的匀强电场(图中未画出)。位于处的粒子源向平面内各个方向发射质量为带电荷量为初动能为的粒子,粒子经过正方形边界上不同的位置,其中到达正方形边界上的点和点的粒子动能均为,忽略粒子受到的重力及粒子间的相互作用。求:
(1)匀强电场的电场强度大小;
(2)粒子经过正方形边界时的最大动能。
【答案】(1)
(2)
【解析】
【小问1详解】
从A点发射的粒子到达D点和P点的动能相等,所以直线DP为等势面,由几何关系得,点A到直线DP的距离
粒子从A到D,由动能定理
解得
【小问2详解】
粒子从A点发射,经过正方形边界C点时动能最大,由几何关系得,点C到直线DP的距离
粒子从A到C,由动能定理
解得
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