内容正文:
雅安天立高2024级2025-2026学年秋期第一次月考
物理
一、单选题(每题4分,共28分)
1. 下列关于电场的说法正确的是( )
A. 由电场强度的定义式可知与成正比,与成反比
B. 点电荷是一个带有电荷的点,它是实际带电体的抽象,任何带电体都可以当作点电荷处理
C. “元电荷”是最小的电荷量,用表示,,元电荷不是电子
D. 电场是库仑首先提出来的,电荷对电荷的作用力就是电荷的电场对的作用
2. 为了防止静电的危害,应尽快把产生的静电导走.下列措施中不是防止静电危害的是( )
A. 高大的建筑物上都装有避雷针 B. 电工钳柄上套有绝缘胶套
C. 飞机轮上装搭地线 D. 印刷车间中保持适当的湿度
3. 真空中有两个分别带有电荷量-Q和+5Q的相同金属小球(均可视为点电荷)固定在间距为r的两处,它们之间库仑力的大小为F,现将两球接触后再放回原处,则两球间库仑力的大小为( )
A. B. C. D.
4. 如图所示是等量异种点电荷形成的电场中的一些点;是电荷连线的中点,E、F是连线中垂线上相对O对称的两点,B、C和A、D也相对O对称。则下列说法中正确的是( )
A. E、F两点电场强度不同
B. A、D两点电场强度相同
C. B、O、C三点,O点电场强度最大
D. 电子从E点向F点运动所受静电力逐渐增大
5. A、B是电场中一条电场线上的两点,如图甲所示,t=0时刻,一个电子从A点由静止释放,仅在静电力作用下从A点运动到B点,该过程中其速度v随时间t的变化图像如图乙所示。关于该电场,下列说法正确的是( )
A. 可以判断出电场线的方向是由A到B
B. A点的电场强度大小小于B点的电场强度大小
C. 该电子在A点的电势能大于在B点的电势能
D. 该电子在A点的电势能小于在B点的电势能
6. 空间存在一静电场,电场中的电势φ随x (x轴上的位置坐标)的变化规律如图所示,下列说法正确的是( )
A. x = 4 m处的电场强度可能为零
B. x = 4 m处电场方向一定沿x轴正方向
C. 沿x轴正方向,电场强度先增大后减小
D. 电荷量为e的负电荷沿x轴从0点移动到6 m处,电势能增大8 eV
7. 如图所示,虚线O、A、B、C、D是某匀强电场中的5个平行且相邻间距为2cm的等势面,一电子经过O时的动能为10eV,从O到C的过程中克服电场力所做的功为6eV,已知等势面B的电势为0,下列说法错误的是( )
A. 等势面A的电势为2V
B. 该匀强电场的场强大小为100V/m
C. 该电子经过等势面C时,其电势能为-2eV
D. 该电子经过等势面A时的动能是经过等势面C时动能的2倍
二、多选题(每题6分,共18分,错选不得分,漏选的4分)
8. 如图所示为两个点电荷的电场,虚线为一带电粒子只在电场力作用下的运动轨迹,a、b为轨迹上两点,下列说法中正确的是( )
A. 两个点电荷为左正右负,且左边电荷所带电荷量多
B. 带电粒子在a点的电场力小于在b点的电场力
C. 带电粒子带正电
D. 带电粒子在a点的加速度大于在b点的加速度
9. 有一匀强电场平行于xOy平面,平面内a、b、c、d四点的位置如图所示,cd、cb分别垂直于x轴、y轴,其中a、O、b三点电势分别为4V、6V、8V。则( )
A. c点电势为10V
B. c点电势为2V
C. 电场强度E大小为2V/cm,方向与x轴成45°斜向右下
D. 电场强度E大小为V/cm,方向与x轴成45°斜向右下
10. 如图所示,水平地面上方存在水平向右、电场强度大小为E的匀强电场,现将一质量为m、带负电荷量的小球从距离地面O点高h处的A点以水平速度v0水平抛出,经过一段时间小球恰好垂直于地面击中地面上的B点,B点到O点的距离也为h,当地重力加速度为g,则下列说法正确的是( )
A. 小球从抛出到落地的时间为
B. 带电小球的电荷量
C. 从A点到B点的过程中小球的动能先增大后减小
D. 从A点到B点小球的电势能增加了mgh
三、非选择题
11. 高二四班同学在探究静电感应实验中,做了以下操作,请你补充完整实验现象
如图所示,取一对用绝缘柱支撑的导体A和B,使它们紧靠在一起。起初它们不带电,贴在下部的金属箔均是闭合的。
(1)手握绝缘棒把带正电荷的物体C移近导体A,观察到金属箔___________?
(2)这时手握绝缘柱将A和B分开,然后移去C,观察到金属箔___________?
(3)再让A和B接触,观察到金属箔___________?(均选填:闭合/张开)
12. 某物理兴趣小组利用下图装置来探究影响电荷间静电力的因素。图甲中,A是一个带正电的小球,系在绝缘丝线上带正电的小球B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。
(1)他们分别进行了以下操作。
①把系在丝线上的带电小球B先后挂在如图甲中横杆上的、、等位置,小球B平衡后丝线偏离竖直方向的夹角依次减小,由此可得,两小球所带电量不变时,距离增大,两小球间静电力__________。(填“增大”、“减小”或“不变”)
②系在丝线上的带电小球B挂在横杆上的位置,增大小球A所带的电荷量,小球B平衡时丝线偏离竖直方向的夹角增大,由此可得,两小球距离不变时,电荷量增大,两小球间静电力________。(填“增大”、“减小”或“不变”)
(2)以上实验采用的方法是________(填正确选项前的字母)。
A. 等效替代法 B. 理想实验法 C. 控制变量法 D. 微小量放大法
(3)在阅读教材后,该同学知道了库仑定律的表达式,并知道了均匀分布的带电球体可以等效为电荷量全部集中在球心处的一个点电荷.它将两个半径为的金属小球分别带上了和的正电,并使其球心相距,应用库仑定律,计算了两球之间的库仑力,则该同学的计算结果__________(选填“偏大”“偏小”“正确”),原因是:____________________。
三、解答题(共38分,解答题必须要有文字说明,必要的解题步骤,只写答案不给分)
13. 如图所示,用一条绝缘轻绳悬挂一个带电小球,小球质量为,所带电荷量为。现加水平向左的匀强电场,平衡时绝缘轻绳与竖直方向夹角为37°,求:
(1)小球带正电还是带负电;
(2)匀强电场的电场强度E的大小;
14. 如图所示的匀强电场中,有a、b、c三点,,,其中ab沿电场线方向,bc和电场线方向成60°角,电荷量为的正电荷从a移到b静电力做功为,求:
(1)匀强电场强度E
(2)b、c两点间的电势差
(3)若b点的电势为300V,则该正电荷在c点电势能
15. 如图,水平绝缘光滑轨道AB的B端与处于竖直平面内的四分之一圆弧形粗糙绝缘轨道BC平滑连接,圆弧的半径R=0.4m,在轨道所在空间存在水平向右的匀强电场,电场强度现有质量m=0.1kg的(带电体可视为质点)放在水平轨道上A点处,AB两点距离x=1.0m,由于受到电场力的作用带电体由静止开始运动,当运动到圆弧形轨道的C端时,速度恰好为零,已知带电体所带电荷量,取,求:
(1)带电体在水平轨道上运动的加速度大小及运动到B端时的速度的大小;
(2)带电体运动到圆弧形轨道的B端时对圆弧轨道的压力大小;
(3)物体从B到C过程中发热量。
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雅安天立高2024级2025-2026学年秋期第一次月考
物理
一、单选题(每题4分,共28分)
1. 下列关于电场的说法正确的是( )
A. 由电场强度的定义式可知与成正比,与成反比
B. 点电荷是一个带有电荷的点,它是实际带电体的抽象,任何带电体都可以当作点电荷处理
C. “元电荷”是最小的电荷量,用表示,,元电荷不是电子
D. 电场是库仑首先提出来的,电荷对电荷的作用力就是电荷的电场对的作用
【答案】C
【解析】
【详解】A.电场强度定义式 ,由比值定义法定义的,由电场本身决定,与试探电荷的电荷量 及其受力 无关,故A错误;
B.点电荷是理想化模型,只有当带电体的大小、形状对研究问题的影响可忽略时,才可视为点电荷,并非“任何情况”都适用,故B错误;
C.元电荷是电荷量的最小单位,用表示,,而电子是携带该电荷量的粒子,元电荷本身不是实物,故C正确;
D.电场是法拉第提出的概念,电荷对电荷的作用力就是电荷的电场对的作用,故D错误。
故选C。
2. 为了防止静电的危害,应尽快把产生的静电导走.下列措施中不是防止静电危害的是( )
A. 高大的建筑物上都装有避雷针 B. 电工钳柄上套有绝缘胶套
C. 飞机轮上装搭地线 D. 印刷车间中保持适当的湿度
【答案】B
【解析】
【分析】
【详解】B.电工钳柄上套有绝缘胶套是为了防止触电,所以B错误,符合题意;
ACD.高大的建筑物上都装有避雷针,飞机轮上装搭地线,印刷车间中保持适当的湿度,都是防止静电危害,必须把静电导走,所以ACD正确,不符合题意;
故选B。
3. 真空中有两个分别带有电荷量-Q和+5Q的相同金属小球(均可视为点电荷)固定在间距为r的两处,它们之间库仑力的大小为F,现将两球接触后再放回原处,则两球间库仑力的大小为( )
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】
【详解】开始时两金属球之间的库仑力为
将两球接触后两球各带电量+2Q,则此时的库仑力为
故选C。
4. 如图所示是等量异种点电荷形成的电场中的一些点;是电荷连线的中点,E、F是连线中垂线上相对O对称的两点,B、C和A、D也相对O对称。则下列说法中正确的是( )
A. E、F两点电场强度不同
B. A、D两点电场强度相同
C. B、O、C三点,O点电场强度最大
D. 电子从E点向F点运动所受静电力逐渐增大
【答案】B
【解析】
【详解】A.等量异种电荷电场线如图所示
等量异种点电荷连线的中垂线是一条等势线,电场强度方向与等势线垂直,因此 E、F两点电场强度方向相同,由于 E、F是连线中垂线上相对O对称的两点,则其电场强度大小也相等,故A错误;
B.根据对称性可知, A、D两点处电场线疏密程度相同,则 A、D两点电场强度大小相同, A、D两点电场强度方向也相同,都水平向左。故B正确;
C.由图可知, B、O、C三点比较, O点的电场线最稀疏,电场强度最小,故C错误;
D.由图可知,电子从 E点向F点运动过程中,电场强度先增大后减小,则电子所受静电力先增大后减小,故D错误。
故选B。
5. A、B是电场中一条电场线上的两点,如图甲所示,t=0时刻,一个电子从A点由静止释放,仅在静电力作用下从A点运动到B点,该过程中其速度v随时间t的变化图像如图乙所示。关于该电场,下列说法正确的是( )
A. 可以判断出电场线的方向是由A到B
B. A点的电场强度大小小于B点的电场强度大小
C. 该电子在A点的电势能大于在B点的电势能
D. 该电子在A点的电势能小于在B点的电势能
【答案】C
【解析】
【详解】A.电子带负电,向右做加速运动,说明受电场力向右,场强方向由B到A,故A错误;
B.根据v−t图像可知,斜率越来越小,即电子加速度越来越小,根据
可得A点的电场强度大小大于B点的电场强度大小,故B错误;
CD.电子速度增大,动能增大,根据动能定理,可知电场力做正功,故电子电势能减小,故C正确,D错误。
故选C。
6. 空间存在一静电场,电场中的电势φ随x (x轴上的位置坐标)的变化规律如图所示,下列说法正确的是( )
A. x = 4 m处的电场强度可能为零
B. x = 4 m处电场方向一定沿x轴正方向
C. 沿x轴正方向,电场强度先增大后减小
D. 电荷量为e的负电荷沿x轴从0点移动到6 m处,电势能增大8 eV
【答案】D
【解析】
【详解】A、由图象的斜率等于电场强度,知x=4 m处的电场强度不为零,选项A错误;B、从0到x=4 m处电势不断降低,但x=4 m点的电场方向不一定沿x轴正方向,选项B错误;C、由斜率看出,沿x轴正方向,图象的斜率先减小后增大,则电场强度先减小后增大,选项C错误;D、沿x轴正方向电势降低,某负电荷沿x轴正方向移动,电场力做负功,从O点移动到6m的过程电势能增大8 eV,选项D正确.故选D.
【点睛】本题首先要读懂图象,知道φ-x图象切线的斜率等于电场强度,场强的正负反映场强的方向,大小反映出电场的强弱.
7. 如图所示,虚线O、A、B、C、D是某匀强电场中的5个平行且相邻间距为2cm的等势面,一电子经过O时的动能为10eV,从O到C的过程中克服电场力所做的功为6eV,已知等势面B的电势为0,下列说法错误的是( )
A. 等势面A的电势为2V
B. 该匀强电场的场强大小为100V/m
C. 该电子经过等势面C时,其电势能为-2eV
D. 该电子经过等势面A时的动能是经过等势面C时动能的2倍
【答案】C
【解析】
【详解】A.因等势面间距相等,由U=Ed得相邻虚线之间电势差相等,电子由O到C,由
代入数值可得
则两个相邻的等势面之间的电势差为2V,电子由O到C,因电场力做负功,故电场方向垂直等势面向右,沿电场线方向电势降低,等势面B的电势为0,则等势面A的电势为2V,故A正确;
B.根据
代入数据解得,故B正确;
C.由上述分析可知C点的电势为-2V,经过C时,电势能为,故C错误;
D.由O到A,电场做功
根据动能定理有
所以
由O到C,根据动能定理有
所以
则,故D正确。
本题选错误的,故选C。
二、多选题(每题6分,共18分,错选不得分,漏选的4分)
8. 如图所示为两个点电荷的电场,虚线为一带电粒子只在电场力作用下的运动轨迹,a、b为轨迹上两点,下列说法中正确的是( )
A. 两个点电荷为左正右负,且左边电荷所带电荷量多
B. 带电粒子在a点的电场力小于在b点的电场力
C. 带电粒子带正电
D. 带电粒子在a点的加速度大于在b点的加速度
【答案】AB
【解析】
【详解】A.根据电场线的指向和电场线的密集程度,可知两个点电荷为左正右负,且左边电荷所带电荷量多,故A正确;
BD.b点电场线更密集,b点电场强度更大,故带电粒子在b点受电场力更大,根据
可得带电粒子在a点的加速度小于在b点的加速度,故B正确,D错误;
C.粒子轨迹在速度方向和受力方向之间,故可判断粒子受力和场强方向相反,粒子带负电,故C错误。
故选AB。
9. 有一匀强电场平行于xOy平面,平面内a、b、c、d四点的位置如图所示,cd、cb分别垂直于x轴、y轴,其中a、O、b三点电势分别为4V、6V、8V。则( )
A. c点电势为10V
B. c点电势为2V
C. 电场强度E大小为2V/cm,方向与x轴成45°斜向右下
D. 电场强度E大小为V/cm,方向与x轴成45°斜向右下
【答案】AD
【解析】
【详解】AB.为平行四边形,可知
代入题中数据,解得c点电势为
故A正确,B错误;
CD.取中点,则点电势为
可知连线为等势线,根据几何关系可知,则根据电场线与等势线垂直且沿电场线方向电势降低,可知电场强度方向与x轴成45°斜向右下,大小为
故C错误,D正确。
故选AD。
10. 如图所示,水平地面上方存在水平向右、电场强度大小为E的匀强电场,现将一质量为m、带负电荷量的小球从距离地面O点高h处的A点以水平速度v0水平抛出,经过一段时间小球恰好垂直于地面击中地面上的B点,B点到O点的距离也为h,当地重力加速度为g,则下列说法正确的是( )
A. 小球从抛出到落地的时间为
B. 带电小球的电荷量
C. 从A点到B点的过程中小球的动能先增大后减小
D. 从A点到B点小球的电势能增加了mgh
【答案】ABD
【解析】
【详解】AB.小球从抛出到落地过程,小球在竖直方向上做自由落体运动,则
水平方向小球做匀减速运动,根据牛顿第二定律得qE=ma,
解得小球从抛出到落地的时间为,带电小球的电荷量,故AB正确;
C.因为电场力等于重力,合力方向为左偏下45°,小球从A点到B点的过程中,合力与速度方向先成钝角后成锐角,小球所受合力先做负功后做正功,小球的动能先减小后增大,故C错误;
D.电场力对小球做负功,电势能增加,从A点到B点,小球的电势能增加量为,故D正确。
故选ABD。
三、非选择题
11. 高二四班同学在探究静电感应实验中,做了以下操作,请你补充完整实验现象
如图所示,取一对用绝缘柱支撑的导体A和B,使它们紧靠在一起。起初它们不带电,贴在下部的金属箔均是闭合的。
(1)手握绝缘棒把带正电荷的物体C移近导体A,观察到金属箔___________?
(2)这时手握绝缘柱将A和B分开,然后移去C,观察到金属箔___________?
(3)再让A和B接触,观察到金属箔___________?(均选填:闭合/张开)
【答案】(1)张开 (2)张开
(3)闭合
【解析】
【小问1详解】
把带正电荷的物体C移近导体A,由于静电感应,导体A的左端带负电,导体B的右端带正电,两边金属箔片均张开。
【小问2详解】
这时把A和B分开,导体A带负电,导体B带正电,然后移去C,A导体仍带负电,B导体仍带正电,故金属箔片仍张开。
【小问3详解】
再让A和B接触,正负电中和,导体A和B均不带电,金属箔均闭合。
12. 某物理兴趣小组利用下图装置来探究影响电荷间静电力的因素。图甲中,A是一个带正电的小球,系在绝缘丝线上带正电的小球B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。
(1)他们分别进行了以下操作。
①把系在丝线上的带电小球B先后挂在如图甲中横杆上的、、等位置,小球B平衡后丝线偏离竖直方向的夹角依次减小,由此可得,两小球所带电量不变时,距离增大,两小球间静电力__________。(填“增大”、“减小”或“不变”)
②系在丝线上的带电小球B挂在横杆上的位置,增大小球A所带的电荷量,小球B平衡时丝线偏离竖直方向的夹角增大,由此可得,两小球距离不变时,电荷量增大,两小球间静电力________。(填“增大”、“减小”或“不变”)
(2)以上实验采用的方法是________(填正确选项前的字母)。
A. 等效替代法 B. 理想实验法 C. 控制变量法 D. 微小量放大法
(3)在阅读教材后,该同学知道了库仑定律的表达式,并知道了均匀分布的带电球体可以等效为电荷量全部集中在球心处的一个点电荷.它将两个半径为的金属小球分别带上了和的正电,并使其球心相距,应用库仑定律,计算了两球之间的库仑力,则该同学的计算结果__________(选填“偏大”“偏小”“正确”),原因是:____________________。
【答案】(1) ①. 减小 ②. 增大 (2)C
(3) ①. 偏大 ②. 由电荷间的相互作用可知,同种电荷相互排斥,故实验中两个带正电小球在排斥力作用下,正电荷分别集中在球的两外侧,故实际电荷间距r>3R,由可知,两电荷电荷量不变时,r越大F越小,故计算结果偏大。
【解析】
【小问1详解】
[1]在丝线上的带电小球B先后挂在如图甲中横杆上的P1、P2、P3位置,小球B平衡后丝线偏离竖直方向的夹角依次减小,由此可得,两小球所带电量不变时,距离增大,两小球间静电力减小;
[2]使小球B处于同一位置,增大小球A所带的电荷量,小球B平衡时丝线偏离竖直方向的夹角增大,由此可得,两小球距离不变时,电荷量增大,两小球间静电力增大;
【小问2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P1、P2、P3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受量法,故C正确,ABD错误;
【小问3详解】
[1]则该同学的计算结果偏大;
[2]由电荷间的相互作用可知,同种电荷相互排斥,故实验中两个带正电小球在排斥力作用下,正电荷分别集中在球的两外侧,故实际电荷间距r>3R大,由
可知,两电荷电荷量不变时,r越大F越小,故计算结果偏大。
三、解答题(共38分,解答题必须要有文字说明,必要的解题步骤,只写答案不给分)
13. 如图所示,用一条绝缘轻绳悬挂一个带电小球,小球质量为,所带电荷量为。现加水平向左的匀强电场,平衡时绝缘轻绳与竖直方向夹角为37°,求:
(1)小球带正电还是带负电;
(2)匀强电场的电场强度E的大小;
【答案】(1)带正电 (2)
【解析】
【小问1详解】
对小球受力分析及平衡条件可知小球受竖直向下的重力和沿绳子方向的拉力,电场力水平向左与场强方向相同,故小球带正电。
【小问2详解】
根据平衡条件有
解得
14. 如图所示的匀强电场中,有a、b、c三点,,,其中ab沿电场线方向,bc和电场线方向成60°角,电荷量为的正电荷从a移到b静电力做功为,求:
(1)匀强电场强度E
(2)b、c两点间的电势差
(3)若b点的电势为300V,则该正电荷在c点电势能
【答案】(1)
(2)250V (3)2×10-6J
【解析】
【小问1详解】
设两点间距离为,根据做功公式
解得
【小问2详解】
b、c两点间的电势差Ubc=Edbccos60°
代入数据解得
【小问3详解】
由电势差与电势的关系
解得
由电势能公式
解得
15. 如图,水平绝缘光滑轨道AB的B端与处于竖直平面内的四分之一圆弧形粗糙绝缘轨道BC平滑连接,圆弧的半径R=0.4m,在轨道所在空间存在水平向右的匀强电场,电场强度现有质量m=0.1kg的(带电体可视为质点)放在水平轨道上A点处,AB两点距离x=1.0m,由于受到电场力的作用带电体由静止开始运动,当运动到圆弧形轨道的C端时,速度恰好为零,已知带电体所带电荷量,取,求:
(1)带电体在水平轨道上运动的加速度大小及运动到B端时的速度的大小;
(2)带电体运动到圆弧形轨道的B端时对圆弧轨道的压力大小;
(3)物体从B到C过程中发热量。
【答案】(1),
(2)
(3)
【解析】
【小问1详解】
设带电体在水平轨道上运动的加速度大小为a,根据牛顿第二定律有
解得
设带电体运动到B端的速度大小为,根据匀变速直线的规律有
解得
【小问2详解】
当带电体运动到圆轨道B端时,根据牛顿第二定律有
解得
由牛顿第三定律可知对圆弧轨道的压力大小为。
【小问3详解】
带电体A到C过程,根据动能定理
解得
则A到C过程中发热量为
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