内容正文:
高二物理
考生注意:
1.满分100分,考试时间75分钟。
2.考生作答时,请将答案答在答题卡上。选择题每小题选出答案后,用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑;非选择题请用直径0.5毫米黑色墨水签字笔在答题卡上各题的答题区域内作答,超出答题区域书写的答案无效,在试题卷、草稿纸上作答无效。
3.本卷命题范围:人教版必修一~必修三第十章。
一、选择题:本大题共10小题,共46分。第1~7题,每小题4分,只有一项符合题目要求,错选、多选或未选均不得分,第8~10题,每小题6分,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,有选错或不选的得0分。
1. 下列关于避雷针的说法错误的是( )
A. 避雷针的物理原理就是尖端放电
B. 避雷针的尖端安装在建筑物的顶部,并通过金属线与埋在地下的金属板相连
C. 避雷针通过尖端放电使云中的电荷完全消失
D. 避雷针顶端不能设计成球形
2. 下列v-t图像中,表示物体做匀加速直线运动的是( )
A. B.
C. D.
3. 如图所示为半径为R的圆,O、A、B为圆的三等分点,其中O为圆的最高点,与圆平行的面内有一匀强电场.现在O、A两点固定电荷量分别为、的点电荷,将一试探电荷放在B点时所受的电场力为零;如果仅将O、A两点的点电荷位置调换,静电力常量为k.则B点的电场强度大小为( )
A. B. C. D.
4. 有一条两岸平直且平行的河流,河水流速恒定,大小为,一条小船在河上横渡,已知船在静水中的速度大小为,第一次过河时船头始终指向与河岸垂直的方向,第二次过河时行驶路线与河岸垂直。若、均不变,试求第一次过河与第二次过河所用时间的比值为( )
A. B.
C. D.
5. 为使真空中两个点电荷间的相互作用力变为原来的,可采用的方法是( )
A. 两个点电荷间距离不变,两个点电荷所带电荷量都减少为原来的
B. 两个点电荷所带电荷量不变,电荷之间的距离增大为原来的4倍
C. 电荷间距离和其中一个电荷所带的电荷量都增大为原来的4倍
D. 两个点电荷所带电荷量不变,电荷之间的距离减小为原来的
6. 如图所示,实线表示某静电场的电场线,虚线表示该电场的等势面。下列判断正确的是( )
A. 1、2两点的场强大小相等 B. 2、3两点的场强相等
C. 1、2两点的电势相等 D. 2、3两点的电势相等
7. 某带电粒子仅在电场力作用下由A点运动到B点,电场线、粒子在A点的初速度以及运动轨迹如图所示。由此可以判定( )
A. 粒子在A点的加速度大于它在B点的加速度
B. 粒子在A点的动能小于它在B点的动能
C. 粒子在A点的电势能小于它在B点的电势能
D. A点的电势低于B点的电势
8. 在如图所示的齿轮传动中,三个齿轮的半径之比为2∶3∶6,当齿轮转动的时候,关于小齿轮边缘的A点和大齿轮边缘的B点,下列说法正确的是( )
A. A点和B点的线速度大小之比为1∶1
B. A点和B点的角速度之比为1∶1
C. A点和B点的角速度之比为3∶1
D. A点和B点的线速度大小之比为1∶3
9. 如图所示,AB、CD为一圆的两条直径,且互相垂直,O点为圆心。空间存在一未知静电场,场强方向与圆周所在平面平行。现有一电子(重力不计)在静电力作用下,先从A点运动到C点,动能减少了1eV;又从C点运动到B点,动能增加了1eV,则此空间存在的静电场可能是( )
A. 方向垂直于AB并由C指向O的匀强电场
B. 方向垂直于AB并由O指向C的匀强电场
C. 位于O点的正点电荷形成的电场
D. 位于D点的正点电荷形成的电场
10. 如图所示,两带电荷量均为的点电荷分别固定在A、B两点,O为A、B连线的中点,C、D为A、B连线垂直平分线上的两点,且O点到C、D两点的距离与到A、B两个点距离相等。取无穷远电势为零,将一带电荷量也为的点电荷a从无限远处移动到O点,该电荷电势能增加了W,然后将其沿OC移动到C点并固定。再将一电荷量为的点电荷b从无限远处移动到O点,则( )
A. a、b移入前,C、D两点的场强相同
B. a从O沿OC移动到C点的过程中,电场力对a做的功为零
C. 将a固定在C点后,O点电势为
D. 点电荷b从无限远处移动到O点的过程中,电势能减小了3W
二、非选择题:本大题共5小题,共54分。
11. 某同学设计“验证机械能守恒定律”的实验装置,如图所示,让小球从光电门正上方h高处由静止释放,数字计时器记录小球下落过程中经过光电门的时间为∆t,已知小球直径为d,当地重力加速度大小为g,则:
(1)小球经过光电门时的速度大小为__________;
(2)当gh近似与__________相等时,则在误差允许范围内可认为小球下落过程中机械能守恒。
12. 用下列器材测量电容器的电容∶一块多用电表,一台直流稳压电源,一个待测电容器(额定电压16V),定值电阻,定值电阻,电流传感器、数据采集器和计算机、单刀双掷开关S、导线若干。
实验过程如下∶
①将电阻等器材按照图甲正确连接电路,将开关S与1端连接,电源向电容器充电。
②将开关S掷向2端,测得电流随时间变化的曲线如图乙中的实线所示。
③用电阻替换,重复上述实验步骤①②,测得电流随时间变化的曲线如图丙中的某条虚线所示。
实验中电源输出的直流电压恒定且相同,请完成下列问题∶
(1)第1次实验中,电阻两端的最大电压______V。利用计算机软件测得曲线和两坐标轴所围的面积为,已知电容器放电时其内阻可以忽略不计,则电容器的电容______F;
(2)第2次实验中,电流随时间变化的曲线应该是图丙中的虚线______(填“”“”或“”)。
13. 把一检验电荷q放在点电荷Q所形成的电场中的A点,若检验电荷的电荷量为q=-2.0×10-9C,它所受的电场力F=4.0×10-4N,方向背向Q,如图所示。
(1)求A点的场强大小及方向;
(2)若将检验电荷q从电场中的A点移到B点,电场力做功为4.0×10-7J,则A、B之间的电势差UAB是多少?检验电荷q的电势能变化了多少?
14. 光滑斜面与长度为粗糙水平地面平滑相连,质量为的小球(可视为质点)从斜面上距离地面高处由静止释放,经点进入与水平地面平滑连接的光滑圆形轨道(点为轨道最低点),恰好能到达圆形轨道的最高点点。已知小球与地面间的阻力,圆形轨道半径,取重力加速度,求:
(1)小球在点的速度大小;
(2)小球在点时,其对圆形轨道的压力大小;
(3)小球的释放点离水平地面的高度。
15. 如图所示,长为L、间距为d的两平行板沿水平方向放置,图中的虚线为两平行板的中线,在距离平行板的右侧处垂直极板放置一长为的挡板,挡板中心恰在图中虚线上.在距离平行板右端L处沿竖直方向固定一足够长的荧光屏,现在两平行板间加恒定的电压U,一带电荷量为q的粒子由左侧的正中央沿平行极板方向射入,不计粒子的重力.求:
(1)如果粒子的初动能为时,该粒子能从平行板的右侧离开,则粒子离开平行板时的侧移为多大?
(2)欲使粒子打在荧光屏上,则粒子初动能的取值范围是多少?
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高二物理
考生注意:
1.满分100分,考试时间75分钟。
2.考生作答时,请将答案答在答题卡上。选择题每小题选出答案后,用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑;非选择题请用直径0.5毫米黑色墨水签字笔在答题卡上各题的答题区域内作答,超出答题区域书写的答案无效,在试题卷、草稿纸上作答无效。
3.本卷命题范围:人教版必修一~必修三第十章。
一、选择题:本大题共10小题,共46分。第1~7题,每小题4分,只有一项符合题目要求,错选、多选或未选均不得分,第8~10题,每小题6分,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,有选错或不选的得0分。
1. 下列关于避雷针的说法错误的是( )
A. 避雷针的物理原理就是尖端放电
B. 避雷针的尖端安装在建筑物的顶部,并通过金属线与埋在地下的金属板相连
C. 避雷针通过尖端放电使云中的电荷完全消失
D. 避雷针顶端不能设计成球形
【答案】C
【解析】
【详解】A.避雷针利用尖端放电原理,通过尖端聚集电荷进行中和,故A正确;
B.避雷针尖端安装在建筑物顶部并通过导线接地,确保电荷导入地下,故B正确;
C.避雷针通过放电中和云层与地面的电荷,但不会使电荷“完全消失”,故C错误;
D.尖端是避雷针放电的关键,若改为球形会降低效果,故D正确。
本题选错误的,故选C。
2. 下列v-t图像中,表示物体做匀加速直线运动的是( )
A. B.
C. D.
【答案】B
【解析】
【详解】A.此图表示物体的速度均匀减小,做匀减速直线运动.故A错误;
B.此图表示物体的速度均匀增大,做匀加速直线运动.故B正确;
C.此图表示物体沿正方向做匀速直线运动,故C错误;
D.此图表示物体先做匀减速直线运动,再做反方向的匀加速直线运动,故D错误。
故选B。
3. 如图所示为半径为R的圆,O、A、B为圆的三等分点,其中O为圆的最高点,与圆平行的面内有一匀强电场.现在O、A两点固定电荷量分别为、的点电荷,将一试探电荷放在B点时所受的电场力为零;如果仅将O、A两点的点电荷位置调换,静电力常量为k.则B点的电场强度大小为( )
A. B. C. D.
【答案】D
【解析】
【详解】由几何关系可知,OAB构成一等边三角形,该三角形的边长为
现在在O处放一正电荷,在A处放一负电荷,正负电荷分别在B点产生的电场强度大小相等,方向如图所示
由电场叠加后合场强大小与匀强电场强度大小相等,匀强电场的方向与E等大反向,则
所以匀强电场大小为
如果仅将O、A两点的点电荷位置调换,则B点的电场强度如图所示,
所以O、A两处的点电荷在B处的合场强与匀强电场方向相同,大小相等,所以B点的场强为
故D正确ABC错误。
故选D。
4. 有一条两岸平直且平行的河流,河水流速恒定,大小为,一条小船在河上横渡,已知船在静水中的速度大小为,第一次过河时船头始终指向与河岸垂直的方向,第二次过河时行驶路线与河岸垂直。若、均不变,试求第一次过河与第二次过河所用时间的比值为( )
A. B.
C. D.
【答案】A
【解析】
【详解】设河宽为。第一次过河:船头始终垂直河岸,船在静水中的速度全部用于横向渡河,时间为
第二次过河:行驶路线垂直河岸,船的合速度方向必须垂直。此时船的横向分速度需完全抵消水流速度,由矢量合成得垂直方向的有效速度为
时间为
时间比值为
故选A。
5. 为使真空中两个点电荷间的相互作用力变为原来的,可采用的方法是( )
A. 两个点电荷间距离不变,两个点电荷所带电荷量都减少为原来的
B. 两个点电荷所带电荷量不变,电荷之间的距离增大为原来的4倍
C. 电荷间距离和其中一个电荷所带的电荷量都增大为原来的4倍
D. 两个点电荷所带电荷量不变,电荷之间的距离减小为原来的
【答案】C
【解析】
【详解】A.根据库仑定律可知,真空中两点电荷间的作用力为
若两个点电荷间距离不变,电荷量均减为原来的,则有,故A错误;
B.若两个点电荷所带电荷量不变,电荷之间的距离增大为原来的4倍,则有,故B错误;
C.若电荷间距离和其中一个电荷所带的电荷量都增大为原来的4倍,设,则有,故C正确;
D.若两个点电荷所带电荷量不变,电荷之间的距离减小为原来的,则有,故D错误。
故选C。
6. 如图所示,实线表示某静电场的电场线,虚线表示该电场的等势面。下列判断正确的是( )
A. 1、2两点的场强大小相等 B. 2、3两点的场强相等
C. 1、2两点的电势相等 D. 2、3两点的电势相等
【答案】D
【解析】
【详解】A.电场线的疏密表示电场的强弱,由图可得,1与2比较,1处的电场线密,所以1处的电场强度大。故A错误;
B.电场线的疏密表示电场的强弱,由图可知,2、3两处场强大小相等,但方向不同,所以场强不等。故B错误;
C.顺着电场线,电势降低,所以1点的电势高于2点处的电势。故C错误;
D.由题目可得,2与3处于同一条等势线上,所以2与3两点的电势相等。故D正确。
故选D。
7. 某带电粒子仅在电场力作用下由A点运动到B点,电场线、粒子在A点的初速度以及运动轨迹如图所示。由此可以判定( )
A. 粒子在A点的加速度大于它在B点的加速度
B. 粒子在A点的动能小于它在B点的动能
C. 粒子在A点的电势能小于它在B点的电势能
D. A点的电势低于B点的电势
【答案】B
【解析】
【详解】A.由电场线可知,B点的电场线密,所以B点的电场强度大,粒子受到的电场力大,加速度也就大,故A错误;
BC.粒子受到的电场力指向曲线弯曲的内侧,所以受到的电场力的方向是沿电场线向上的,所以粒子从A到B的过程中,电场力做正功,电荷的电势能减小,动能增加,所以粒子在A点的动能小于它在B点的动能,粒子在A点的电势能大于它在B点的电势能,故B正确,C错误;
D.沿电场线方向电势逐渐降低,A点的电势高于B点的电势,故D错误。
故选B。
8. 在如图所示的齿轮传动中,三个齿轮的半径之比为2∶3∶6,当齿轮转动的时候,关于小齿轮边缘的A点和大齿轮边缘的B点,下列说法正确的是( )
A. A点和B点的线速度大小之比为1∶1
B. A点和B点的角速度之比为1∶1
C. A点和B点的角速度之比为3∶1
D. A点和B点的线速度大小之比为1∶3
【答案】AC
【解析】
【详解】AD.题图中三个齿轮边缘线速度大小相等,则A点和B点的线速度大小之比为1∶1,A正确,D错误;
BC.由
可知,线速度一定时,角速度与半径成反比,则A点和B点角速度之比为3∶1,B错误,C正确。
故选AC。
9. 如图所示,AB、CD为一圆的两条直径,且互相垂直,O点为圆心。空间存在一未知静电场,场强方向与圆周所在平面平行。现有一电子(重力不计)在静电力作用下,先从A点运动到C点,动能减少了1eV;又从C点运动到B点,动能增加了1eV,则此空间存在的静电场可能是( )
A. 方向垂直于AB并由C指向O的匀强电场
B. 方向垂直于AB并由O指向C的匀强电场
C. 位于O点的正点电荷形成的电场
D. 位于D点的正点电荷形成的电场
【答案】BD
【解析】
【详解】AB.根据题意可知,从A到B电场力做合功为零,由
W=qU
可知A、B两点电势相同,连接AB为等势线,电场线与等势线相互垂直,可知电场线为水平方向,由A到C电场力做负功,电子所受电场力水平向左,所以场强方向水平向右,所以电场强度方向垂直于AB并由O指向C,故B正确,A错误;
CD.如果场源电荷在O点,则A、B、C均为同一条等势线上的三点,电势相等,根题意矛盾,可知这是不可能的,故C错误;
D、位于D点的正电荷形成的电场,从A点运动到C点,动能减少了;又从C点运动到B点,动能增加了,且A、B两点电势相等,符合题意,故D正确。
故选BD。
10. 如图所示,两带电荷量均为的点电荷分别固定在A、B两点,O为A、B连线的中点,C、D为A、B连线垂直平分线上的两点,且O点到C、D两点的距离与到A、B两个点距离相等。取无穷远电势为零,将一带电荷量也为的点电荷a从无限远处移动到O点,该电荷电势能增加了W,然后将其沿OC移动到C点并固定。再将一电荷量为的点电荷b从无限远处移动到O点,则( )
A. a、b移入前,C、D两点的场强相同
B. a从O沿OC移动到C点的过程中,电场力对a做的功为零
C. 将a固定在C点后,O点电势为
D. 点电荷b从无限远处移动到O点的过程中,电势能减小了3W
【答案】CD
【解析】
【详解】A.由于C、D两点到A、B两点的距离相等,由
及矢量合成法则可知C、D两点的场强大小相等、方向相反,A错误;
B.由等量同种电荷周围电场线的分许特点和沿电场线方向电势逐渐降低可知O、C两点的电势不相等,故由
可知电场力对点电荷a做的功不为零,B错误;
C.当点电荷a从无限远处移动到O点,由题意可知电场力做的功为,有
解得
因A、B两处的电荷为等量同种电荷,且到O点的距离相等,故可得A(或B)处点电荷在O点产生的电势为
故将点电荷a固定在C点后,O点的电势为
C正确;
D.当将点电荷b由无限远处移动到O点时,电场力做的功为
故其电势能应减小3W,D正确。
故选CD。
二、非选择题:本大题共5小题,共54分。
11. 某同学设计“验证机械能守恒定律”的实验装置,如图所示,让小球从光电门正上方h高处由静止释放,数字计时器记录小球下落过程中经过光电门的时间为∆t,已知小球直径为d,当地重力加速度大小为g,则:
(1)小球经过光电门时的速度大小为__________;
(2)当gh近似与__________相等时,则在误差允许范围内可认为小球下落过程中机械能守恒。
【答案】 ①. ②.
【解析】
【详解】(1)[1]小球经过光电门时的速度大小为
(2)[2]根据机械能守恒可得
联立可得
可知当近似与相等时,则在误差允许范围内可认为小球下落过程中机械能守恒。
12. 用下列器材测量电容器的电容∶一块多用电表,一台直流稳压电源,一个待测电容器(额定电压16V),定值电阻,定值电阻,电流传感器、数据采集器和计算机、单刀双掷开关S、导线若干。
实验过程如下∶
①将电阻等器材按照图甲正确连接电路,将开关S与1端连接,电源向电容器充电。
②将开关S掷向2端,测得电流随时间变化的曲线如图乙中的实线所示。
③用电阻替换,重复上述实验步骤①②,测得电流随时间变化的曲线如图丙中的某条虚线所示。
实验中电源输出的直流电压恒定且相同,请完成下列问题∶
(1)第1次实验中,电阻两端的最大电压______V。利用计算机软件测得曲线和两坐标轴所围的面积为,已知电容器放电时其内阻可以忽略不计,则电容器的电容______F;
(2)第2次实验中,电流随时间变化的曲线应该是图丙中的虚线______(填“”“”或“”)。
【答案】(1) ①. 9 ②.
(2)
【解析】
【小问1详解】
[1][2]由图像得到开始时电流
故最大电压
电容器的电容
【小问2详解】
电源输出的直流电压相同,换用的电阻,第2次实验的最大电流小些,故电流变化曲线不是;由于电容器所带电荷量不变,第2次实验中曲线与坐标轴所围的面积与第1次实验的相等,故电流变化曲线不是,所以第2次实验中电流随时间变化的曲线应该是。
13. 把一检验电荷q放在点电荷Q所形成的电场中的A点,若检验电荷的电荷量为q=-2.0×10-9C,它所受的电场力F=4.0×10-4N,方向背向Q,如图所示。
(1)求A点的场强大小及方向;
(2)若将检验电荷q从电场中的A点移到B点,电场力做功为4.0×10-7J,则A、B之间的电势差UAB是多少?检验电荷q的电势能变化了多少?
【答案】(1)2.0×105N/C,场强方向指向Q;(2)-200V;电势能减少了4×10-7J
【解析】
【详解】(1)据场强公式
N/C=2.0×105N/C
由负检验电荷所受的电场力方向与电场方向相反可得点的场强方向指向Q
(2)设A、B之间的电势差为UAB则
=-200V
由△E=-WAB可解得
△Ep=4×10-7J
即检验电荷的电势能减少了4×10-7J
14. 光滑斜面与长度为粗糙水平地面平滑相连,质量为的小球(可视为质点)从斜面上距离地面高处由静止释放,经点进入与水平地面平滑连接的光滑圆形轨道(点为轨道最低点),恰好能到达圆形轨道的最高点点。已知小球与地面间的阻力,圆形轨道半径,取重力加速度,求:
(1)小球在点的速度大小;
(2)小球在点时,其对圆形轨道的压力大小;
(3)小球的释放点离水平地面的高度。
【答案】(1)
(2)
(3)
【解析】
【小问1详解】
根据题意,小球恰好能到达圆形轨道的最高点,则
解得
【小问2详解】
小球由运动到的过程中,根据动能定理有
解得
在点,轨道对小球的支持力和小球的重力的合力提供向心力,即
解得
由牛顿第三定律得,小球对轨道的压力大小为
【小问3详解】
小球从释放到运动到点的过程,运用动能定理有
代入数据解得
15. 如图所示,长为L、间距为d的两平行板沿水平方向放置,图中的虚线为两平行板的中线,在距离平行板的右侧处垂直极板放置一长为的挡板,挡板中心恰在图中虚线上.在距离平行板右端L处沿竖直方向固定一足够长的荧光屏,现在两平行板间加恒定的电压U,一带电荷量为q的粒子由左侧的正中央沿平行极板方向射入,不计粒子的重力.求:
(1)如果粒子的初动能为时,该粒子能从平行板的右侧离开,则粒子离开平行板时的侧移为多大?
(2)欲使粒子打在荧光屏上,则粒子初动能的取值范围是多少?
【答案】(1);(2)
【解析】
【详解】(1)设粒子的质量为m,初速度为,则粒子在偏转电场中的加速度
粒子射出电场的时间
射出电场时的偏转距离
所以
又
解得
(2)粒子射出电场时的竖直分速度
射出电场时的偏转角的正切值
故
粒子射出电场后做匀速直线运动
要使粒子打在荧屏上,需满足
且
所以
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