内容正文:
2025-2026学年度上学期十二月份教学质量检测
高二年级物理学科试卷
一、单选题:本大题共7小题,共28分。
1. 关于物理学史,下列说法正确的是( )
A. 正电荷和负电荷最早是由科学家富兰克林命名的
B. 元电荷e的数值最早是由物理学家库仑测得的
C. 物理学家特斯拉最早引入电场的概念,并提出用电场线表示电场
D. 库仑利用扭秤装置得出了库仑定律,但静电力常量是由卡文迪什最先测量的
【答案】A
【解析】
【详解】A.正电荷和负电荷最早是由美国科学家富兰克林命名的,故A正确;
B.元电荷e的数值最早是由美国物理学家密立根测得的,故B错误;
C.英国物理学家法拉第最早引入电场的概念,并提出用电场线表示电场,故C错误;
D.库仑利用扭秤装置得出了库仑定律,静电力常量不是通过实验直接测量得到的,而是通过麦克斯韦的相关理论计算出来的,故D错误。
故选A。
2. 将一带正电的点电荷Q固定在水平放置且带负电的正方形金属薄板中心的正上方,点电荷Q与薄板间的电场线竖直切面如图所示。其中b、d两点在同一竖直且垂直于薄板的电场线上,a、b、c三点在同一条平行于薄板的直线上,a、c关于b点对称。关于各点的电场强度及电势的判断,下列说法中正确的是( )
A. a点电势等于b点电势 B. b点电势高于d点电势
C. a点与c点的电场强度相同 D. b点与d点的电场强度相同
【答案】B
【解析】
【详解】AB.由正点电荷电势的特点可知,越靠近正点电荷,电势越高,所以a点电势比b点电势低,b点电势高于d点电势。故A错误,B正确。
CD.由正点电荷电场的特点可知,a点电场强度与c点电场强度大小相等,方向不同;b点电场强度与d点电场强度方向相同,大小不同,故CD错误。
故选B。
3. 关于各图中包含的物理知识,下列说法正确的是( )
A. 图甲,橡胶棒与毛皮摩擦后,毛皮带正电且电荷量是元电荷的整数倍
B. 图乙,导体棒A端带负电,B端带正电
C. 图丙,A、B两点与中心电荷的距离相等,故A、B两点的电场强度相同
D. 图丁,利用库仑扭秤实验装置探究带电小球间库仑力大小相关因素时需要测出小球电荷量
【答案】A
【解析】
【详解】A.橡胶棒与毛皮摩擦后,毛皮失去电子带正电且电荷量是元电荷的整数倍,故A正确;
B.根据静电感应原理可知,导体棒A端因感应带负电,由于导体棒A端接地,所以B端不带电,故B错误;
C.A、B两点与中心电荷的距离相等,故A、B两点的电场强度大小相等,方向不同,故C错误;
D.库仑通过它发现了电荷之间的相互作用规律,不需要测出小球电荷量,故D错误。
故选A。
4. 如图所示,球形电容器是由半径不同的同心金属球壳组成,内外球壳带有等量异种电荷,球壳之间为真空,并形成了沿半径方向的电场.已知M点与N点在同一电场线上,M点与P点到圆心距离相等,则下列说法正确的是()
A. 该径向电场为匀强电场
B. M点的电场强度比N点小
C. P点的电势比N点低
D. 电荷沿圆弧虚线从M到P,电场力不做功
【答案】D
【解析】
【详解】A.该电场是放射状的,各点的场强不全相同,所以该径向电场不是匀强电场,故A项错误;
B.M点处电场线密,电场强度大,故B错误;
C.沿着电场线的方向电势逐渐降低,所以M点的电势高于N点的电势,P、M两点在同一等势面电势相等,所以P点电势高于N点电势,故C错误;
D.电荷沿同一等势面移动电场力不做功,M、P在同一等势面,所以电荷沿圆弧虚线从M到P,电场力不做功,故D项正确.
5. 我国女子短道速滑队在2013年世锦赛上实现女子3000m接力三连冠.观察发现,“接棒”的运动员甲提前站在“交棒”的运动员乙前面,并且开始向前滑行,待乙追上甲时,乙猛推甲一把,使甲获得更大的速度向前冲出.在乙推甲的过程中,忽略运动员与冰面间在水平方向上的相互作用,则( )
A. 甲对乙的冲量一定等于乙对甲的冲量
B. 甲、乙的动量变化一定大小相等方向相反
C. 甲的动能增加量一定等于乙的动能减少量
D. 甲对乙做多少负功,乙对甲就一定做多少正功
【答案】B
【解析】
【详解】A.因为冲量是矢量,甲对已的作用力与乙对甲的作用力大小相等方向相反,故冲量大小相等方向相反,故A错误.
B.设甲乙两运动员的质量分别为、,追上之前的瞬间甲、乙两运动员的速度分别是,.根据题意整个交接棒过程动量守恒:
可以解得:
,
即B选项正确;
CD.经历了中间的完全非弹性碰撞过程会有动能损失,CD选项错误.
【点睛】本题主要考查能量(做功正负判断)、动量(动量定理、动量守恒)相关知识,结合弹性碰撞和非弹性碰撞的动量和能量关系展开讨论.
6. 如图,空间存在垂直纸面向外的匀强磁场(未画出),、、、、为磁场中的五个点,为的中点,为中垂线上的一点,且,平行于。一束带正电的同种粒子(不计重力)垂直由点沿纸面向上射入磁场,各粒子速度大小不同,用、、、分别表示第一次到达、、、四点的粒子所经历的时间,下列说法正确的是( )
A. B.
C. D.
【答案】C
【解析】
【详解】粒子通过B、C、D、E各点的轨迹如图
由几何关系可知:从A到B和A到D,粒子运动轨迹对应的圆心角为;从A到C和A到E,粒子运动轨迹对应的圆心角小于,且相等;带电粒子垂直进入匀强磁场后做匀速圆周运动,洛伦兹力提供向心力,即
则
运动周期
周期与速度无关,是粒子从A点沿纸面向上射入磁场,运动轨迹对应的圆心角越大,运动时间越长;所以
故选C。
7. 如图所示,有一范围足够大的水平匀强磁场,磁感应强度为B。一个质量为m,电荷量为+q的带电小圆环套在一根固定的绝缘竖直长杆上,环与杆间的动摩擦因数为μ。现使圆环以初速度v0向上运动,经时间t0圆环回到出发点,不计空气阻力,取竖直向上为正方向.下列描述该过程中圆环的速度v随时间t、摩擦力f随时间t、动能Ek随位移x、机械能E随位移x变化规律的图象中,可能正确的是( )
A. B. C. D.
【答案】ABD
【解析】
【详解】AB.小球向上运动的过程中受重力、洛伦兹力、支持力和向下的滑动摩擦力,向上运动,重力和摩擦力做负功,速度不断减小,洛伦兹力不断减小,支持力减小,故滑动摩擦力减小,合力减小,物体做加速度不断减小的加速运动,当速度减为零时,向上的位移最大,摩擦力等于0,而加速度等于重力加速度;小球达到最高点后向下运动的过程中受重力、洛伦兹力、支持力和向上的滑动摩擦力,由于速度不断变大,洛伦兹力不断变大,支持力变大,故滑动摩擦力变大,合力减小,物体做加速度不断减小的加速运动,当加速度减为零时,速度最大;
由以上的分析可知,小球先向上运动,加速度逐渐减小;后小球向下运动,加速度仍然继续减小.负号表示速度的方向前后相反.由以上的分析可知,小球先向上运动,摩擦力的方向向下,逐渐减小;后小球向下运动,摩擦力的方向向上,逐渐增大,AB正确;
C.小球向上运动的过程中,有
由于f逐渐减小,所以动能的变化率逐渐减小,C错误;
D.小球运动的过程中摩擦力做功使小球的机械能减小,向上运动的过程中
由于向上运动的过程中f逐渐减小,所以机械能的变化率逐渐减小;而向下运动的过程中摩擦力之间增大,所以机械能的变化率逐渐增大,D正确。
故选ABD。
二、多选题:本大题共3小题,共18分。全部选对得6分,部分选对得3分,有错选不得分。
8. 目前许多国产手机都有指纹解锁功能,用的指纹识别传感器是电容式传感器,如图所示。指纹的凸起部分叫“嵴”,凹下部分叫“峪”。传感器上有大量面积相同的小极板,当手指贴在传感器上时,这些小极板和正对的皮肤表面形成大量的小电容器,这样在“嵴”处和“峪”处形成的电容器的电容大小不同,此时传感器给所有的电容器充电后达到某一电压值,然后,电容器放电,电容小的电容器放电较快,根据放电快慢的不同,就可以探测到“嵴”和“峪”的位置,从而形成指纹图像数据。根据文中信息,下列说法正确的是( )
A. 把指纹的照片蒙在传感器上,也可以实现指纹解锁功能
B. 手指轻按和重按均可以解锁,说明形成的电容大小是相同的
C. 潮湿的手指头对指纹识别有影响
D. 在“峪”处形成的电容器放电较快
【答案】CD
【解析】
【详解】A.把指纹的照片蒙在传感器上,由于没有指纹上凸起部分“嵴”和凹下部分“峪”,则不可以实现指纹解锁功能,A错误;
B.手指轻按和重按,手指的指纹和小极板之间的距离不同,形成的电容大小是不同的,虽然电容大小不同,但通过放电快慢的不同,探测到“嵴”和“峪”的位置是相同的,故可以解锁,B错误;
C.潮湿的手指头的指纹之间被水填充,“嵴”和“峪”形成的电容器的电容会有所差别,所以对指纹识别有影响,C正确;
D.电容较小的电容器放电较快,在“峪”处形成的电容器间距较大,根据
可知在“峪”处形成的电容器的电容较小,放电较快,D正确。
故选CD。
9. 质量分别为,的两球1、2在光滑水平面上沿同一直线运动,之后发生正碰,下图为碰撞过程中两球的速度v随时间t变化的图像,已知、分别为球1、2碰撞后的速度,,下列说法正确的是( )
A. B. 两球碰撞过程中两球间的平均作用力大小为48N
C. 0.1s时刻系统的动能损失最大 D. 该碰撞属于非弹性碰撞
【答案】AC
【解析】
【详解】A.碰撞前:,;碰撞后:,。
水平面光滑,碰撞过程动量守恒
解得,故A正确;
B.对由动量定理
碰撞总时间
解得,故B错误;
C.碰撞过程中,,,两球相互挤压,距离不断减小,动能不断转化为其他形式的能;时刻两球速度相等,压缩量最大,此时系统总动能最小,损失最大,故C正确;
D.碰撞前
碰撞后,动能守恒,说明是弹性碰撞,故D错误。
故选AC。
10. 扭摆器是同步辐射装置中的插入件,能使粒子的运动轨迹发生扭摆.其简化模型如图:I、II为宽度均为L的条形匀强磁场区域,边界竖直,相距也为L,磁场方向相反且垂直于纸面,磁感应强度的大小分别为,其中.一质量为m、电量为 q,重力不计的粒子,从靠近平行板电容器MN板处静止释放,极板间电压为U,粒子经电场加速后平行与纸面射入扭摆器,射入I区和离开I区时速度与水平方向夹角均为 ,则
A. 若,则粒子离开扭摆器的速度方向与进入扭摆器的速度方向垂直
B. 若,粒子在扭摆器中运动的时间
C. 若,粒子在扭摆器中运动的最高点和最低点的高度差
D. 若,则粒子能返回I区
【答案】CD
【解析】
【分析】
【详解】A.若,粒子运动轨迹如图所示
则则粒子离开扭摆器的速度方向与进入扭摆器的速度方向平行,A错误;
B.根据动能定理,可得
解得粒子射入I区域时的速度为
粒子在I中运动时有
由几何知识得
联立代入数据解得
粒子在磁场Ⅰ区域中运动的时间为
同理若,粒子在II中的运动时间
粒子在I、II中间做匀速直线运动
故在扭摆器中的运动时间为
B错误;
C.由于,粒子在两个磁场中的运动半径相等都为R,根据几何知识
,
代入数据解得
C正确;
D.如图所示,
为使粒子能再次回到I区,应满足
代入数据解得
D正确。
故选CD。
三、实验题:本大题共2小题,共14分。
11. 如图甲所示是观察电容器的充、放电现象的实验装置。电源输出电压恒为8V,S是单刀双掷开关,G为灵敏电流计,C为平行板电容器。
(1)将开关S接1给电容器充电,则充电时电流________(填“向左”或“向右”)流过电流计G;
(2)将G表换成电流传感器,电容器充电完毕后再放电,其放电电流随时间变化图像如图乙所示,由图可估算出电容器开始放电时所带的电荷量________C(保留两位有效数字);
(3)如果不改变电路其他参数,只减小电阻R,放电时曲线与横轴所围成的面积将________(填“增大”“不变”或“变小”),放电时间将________(填“变长”“不变”或“变短”);
(4)电容器充电后就储存了能量,某同学从等效的思想出发,认为电容器储存的能量等于把电荷从一个极板搬运到另一个极板过程中克服电场力所做的功。为此他做出电容器两极间的电压U随电荷量Q变化的图像如图所示。按他的想法,下列说法正确的是________(填正确答案标号)
A. 图线的斜率越大,电容C越大
B. 搬运的电量,克服电场力所做的功近似等于上方小矩形的面积
C. 对同一电容器,电容器储存的能量E与两极间电压U成正比
D. 若电容器电荷量为Q时储存的能量为E,则电容器电荷量为时储存的能量为
【答案】(1)向右 (2)
(3) ①. 不变 ②. 变短 (4)BD
【解析】
【小问1详解】
充电时,电源正极连接电容器上极板,电流从电源正极流出,经过开关 S、电流计G流向电容器上极板,所以电流向右流过电流计G。
【小问2详解】
由图乙可知,每个小方格的时间间隔为0.4s,电流为0.2mA,则每个小方格的电荷量为
由图乙可知,图像包围的小方格数量约为41个,总电荷量
【小问3详解】
[1]根据曲线与横轴围成的面积表示电容器的总电荷量,而电容器的总电荷量
因、不变,故电容器的总电荷量不变,当减小电阻,放电时曲线与横轴所围成的面积将不变;
[2]减小电阻,根据可知放电电流会增大,而总电荷量不变,根据可知放电时间变短。
【小问4详解】
A.根据电容的定义式
变形得
可知图像的斜率,即斜率越大,电容越小,故A错误;
B.类比图像与横轴围成的面积表示位移,则图像与横轴围成的面积代表克服电场力所做的功,所以搬运的电量,克服电场力所做的功近似等于上方小矩形的面积,故B正确;
C.电容器储存的能量等于把电荷从一个极板搬运到另一个极板过程中克服电场力所做的功,也等于图像所围的面积
又
解得
从上面的式子看出,对同一电容器,电容器储存的能量与电容器两极板间电压的平方成正比,故C错误;
D.根据,
联立可得
若电容器电荷量为时储存的能量为,故D正确。
故选BD。
12. 实验室有一个灵敏电流计G,内阻,表头的满偏电流,现因实验需要进行如下改装。
(1)要将此灵敏电流计改装成量程为3V的电压表,需要串联一个电阻_______;
(2)按照上图改成多用电表,已知电动势,内阻均为,当选择开关S接a、b、c、d时表示可以测电流和测电阻,其中电流的两个挡位为“5mA”、“20mA”,测电阻的两个倍率分别为“×1”和“×10”,将选择开关置于a测量某电阻时,若通过灵敏电流计G的电流为0.3mA,则所测电阻阻值为_______;
(3)多用电表使用时间久了,电池的电动势会变小为,内阻变大为,某次开关接d时测得一电阻的读数为,则该电阻实际的阻值为_______;
【答案】(1)5500
(2)50 (3)180
【解析】
【小问1详解】
要将此灵敏电流计改装成量程为3V的电压表,需要串联一个电阻为
【小问2详解】
由图可以看出,当选择开关S接a、b、c、d时分别表示测电阻、测电流、测电流、测电阻,且电流计并联电阻越小,改装电流表量程越大,故b、c挡位分别为“20mA”和“5mA”;且电流表量程越大,欧姆表内阻越小,则倍率越小,即a、d倍率分别为“×1”和“×10”。 将选择开关置于a测量某电阻,先进行欧姆调零,此时电流表量程为“20mA”,则欧姆表的内阻为
又电流表量程扩大的倍数为倍
故当通过灵敏电流计G的电流为0.3mA,则此时干路电流为12mA,根据闭合电路欧姆定律有
解得
【小问3详解】
某次开关接d时欧姆表的内阻为
根据闭合电路的欧姆定律有
解得
当电动势和内阻都发生变化,欧姆表的内阻为
而测量电阻时电路中电流保持不变,根据闭合电路的欧姆定律有
联立解得
四、计算题:本大题共3小题,共40分。
13. 如图所示,在水平向右的匀强电场中,有一电荷量为q=-8×10-7C的点电荷从A点运动到B点,电场力做功为WAB=3.2×10-6J,A、B间距离L=4m,AB与水平方向的夹角为60°,求:
(1)A、B间电势差UAB是多少;
(2)电场强度E是多大;
(3)如果B点的电势为6V,那么A点的电势为多大?该点电荷在A点具有的电势能是多少?
【答案】(1)
(2)
(3)2V,
【解析】
【小问1详解】
由题意可知AB间电势差
故
【小问2详解】
匀强电场的电场强度
代入
得
【小问3详解】
由,
解得
电荷量q的点电荷在A点具有的电势能为
14. 如图,质量的子弹以速度射向静止在光滑水平桌面上的木块,木块质量,子弹进入木块后并未穿出,忽略木块质量的损失。求:
(1)子弹击中木块后共同运动的速度v;
(2)整个过程中子弹对木块的冲量I。
【答案】(1)
(2)
【解析】
【小问1详解】
根据动量守恒定律有
代入数据求得
【小问2详解】
根据动量定理,整个过程中子弹对木块的冲量为
代入数据求得
15. 如图甲所示,直角坐标系xOy的第一象限内存在沿y轴负方向的匀强电场,电场强度大小为E,在第四象限内有一半径为R的圆形有界匀强磁场,磁场方向垂直纸面向外,磁场的边界刚好与x轴相切于A点,A点的坐标为,一个质量为m、电荷量为q的带正电粒子在A点正上方的P点由静止释放,粒子经电场加速后从A点进入磁场,经磁场偏转射出磁场后刚好经过坐标原点O,匀强磁场的磁感应强度大小为B,不计粒子的重力,求:
(1)P点的坐标;
(2)若在第三、四象限内、圆形区域外加上垂直纸面向里的匀强磁场,磁场的磁感应强度大小也为B,如图乙所示,粒子释放的位置改为A点正上方点处,点的坐标为,让粒子在点处由静止释放,粒子经电场加速后从A点进入磁场,在磁场中偏转后第一次出磁场时,交x轴于C点,则AC间的距离为多少;粒子从点到C点运动的时间为多少.
【答案】(1);(2)2R;
【解析】
【详解】(1)设P点的坐标为,粒子进磁场时的速度为v1,
根据动能定理有
粒子进入磁场后做匀速圆周运动,设粒子做圆周运动的半径为r1,根据几何关系有
则
求得
由牛顿第二定律有
求得
所以P点坐标为
(2)设粒子进磁场时的速度大小为,根据动能定理
设粒子在圆形区域内磁场中做圆周运动的半径为r2,根据牛顿第二定律
求得
r2=R
同理可知,粒子在圆形区域外磁场内做圆周运动的半径也为R
根据几何关系,粒子在磁场中做圆周运动的轨迹如图所示,
由几何关系可知,A点到C点的距离
设粒子第一次在电场中运动的时间为t1,则
求得
粒子在磁场中做圆周运动的周期
粒子从A点到C点在磁场中运动的时间
因此粒子从点到C点运动的时间
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2025-2026学年度上学期十二月份教学质量检测
高二年级物理学科试卷
一、单选题:本大题共7小题,共28分。
1. 关于物理学史,下列说法正确的是( )
A. 正电荷和负电荷最早是由科学家富兰克林命名的
B. 元电荷e的数值最早是由物理学家库仑测得的
C. 物理学家特斯拉最早引入电场的概念,并提出用电场线表示电场
D. 库仑利用扭秤装置得出了库仑定律,但静电力常量是由卡文迪什最先测量的
2. 将一带正电的点电荷Q固定在水平放置且带负电的正方形金属薄板中心的正上方,点电荷Q与薄板间的电场线竖直切面如图所示。其中b、d两点在同一竖直且垂直于薄板的电场线上,a、b、c三点在同一条平行于薄板的直线上,a、c关于b点对称。关于各点的电场强度及电势的判断,下列说法中正确的是( )
A. a点电势等于b点电势 B. b点电势高于d点电势
C. a点与c点的电场强度相同 D. b点与d点的电场强度相同
3. 关于各图中包含的物理知识,下列说法正确的是( )
A. 图甲,橡胶棒与毛皮摩擦后,毛皮带正电且电荷量是元电荷的整数倍
B. 图乙,导体棒A端带负电,B端带正电
C. 图丙,A、B两点与中心电荷的距离相等,故A、B两点的电场强度相同
D. 图丁,利用库仑扭秤实验装置探究带电小球间库仑力大小相关因素时需要测出小球电荷量
4. 如图所示,球形电容器是由半径不同的同心金属球壳组成,内外球壳带有等量异种电荷,球壳之间为真空,并形成了沿半径方向的电场.已知M点与N点在同一电场线上,M点与P点到圆心距离相等,则下列说法正确的是()
A. 该径向电场为匀强电场
B. M点的电场强度比N点小
C. P点的电势比N点低
D. 电荷沿圆弧虚线从M到P,电场力不做功
5. 我国女子短道速滑队在2013年世锦赛上实现女子3000m接力三连冠.观察发现,“接棒”的运动员甲提前站在“交棒”的运动员乙前面,并且开始向前滑行,待乙追上甲时,乙猛推甲一把,使甲获得更大的速度向前冲出.在乙推甲的过程中,忽略运动员与冰面间在水平方向上的相互作用,则( )
A. 甲对乙的冲量一定等于乙对甲的冲量
B. 甲、乙的动量变化一定大小相等方向相反
C. 甲的动能增加量一定等于乙的动能减少量
D. 甲对乙做多少负功,乙对甲就一定做多少正功
6. 如图,空间存在垂直纸面向外的匀强磁场(未画出),、、、、为磁场中的五个点,为的中点,为中垂线上的一点,且,平行于。一束带正电的同种粒子(不计重力)垂直由点沿纸面向上射入磁场,各粒子速度大小不同,用、、、分别表示第一次到达、、、四点的粒子所经历的时间,下列说法正确的是( )
A. B.
C. D.
7. 如图所示,有一范围足够大的水平匀强磁场,磁感应强度为B。一个质量为m,电荷量为+q的带电小圆环套在一根固定的绝缘竖直长杆上,环与杆间的动摩擦因数为μ。现使圆环以初速度v0向上运动,经时间t0圆环回到出发点,不计空气阻力,取竖直向上为正方向.下列描述该过程中圆环的速度v随时间t、摩擦力f随时间t、动能Ek随位移x、机械能E随位移x变化规律的图象中,可能正确的是( )
A. B. C. D.
二、多选题:本大题共3小题,共18分。全部选对得6分,部分选对得3分,有错选不得分。
8. 目前许多国产手机都有指纹解锁功能,用的指纹识别传感器是电容式传感器,如图所示。指纹的凸起部分叫“嵴”,凹下部分叫“峪”。传感器上有大量面积相同的小极板,当手指贴在传感器上时,这些小极板和正对的皮肤表面形成大量的小电容器,这样在“嵴”处和“峪”处形成的电容器的电容大小不同,此时传感器给所有的电容器充电后达到某一电压值,然后,电容器放电,电容小的电容器放电较快,根据放电快慢的不同,就可以探测到“嵴”和“峪”的位置,从而形成指纹图像数据。根据文中信息,下列说法正确的是( )
A. 把指纹的照片蒙在传感器上,也可以实现指纹解锁功能
B. 手指轻按和重按均可以解锁,说明形成的电容大小是相同的
C. 潮湿的手指头对指纹识别有影响
D. 在“峪”处形成的电容器放电较快
9. 质量分别为,的两球1、2在光滑水平面上沿同一直线运动,之后发生正碰,下图为碰撞过程中两球的速度v随时间t变化的图像,已知、分别为球1、2碰撞后的速度,,下列说法正确的是( )
A. B. 两球碰撞过程中两球间的平均作用力大小为48N
C. 0.1s时刻系统的动能损失最大 D. 该碰撞属于非弹性碰撞
10. 扭摆器是同步辐射装置中的插入件,能使粒子的运动轨迹发生扭摆.其简化模型如图:I、II为宽度均为L的条形匀强磁场区域,边界竖直,相距也为L,磁场方向相反且垂直于纸面,磁感应强度的大小分别为,其中.一质量为m、电量为 q,重力不计的粒子,从靠近平行板电容器MN板处静止释放,极板间电压为U,粒子经电场加速后平行与纸面射入扭摆器,射入I区和离开I区时速度与水平方向夹角均为 ,则
A. 若,则粒子离开扭摆器的速度方向与进入扭摆器的速度方向垂直
B. 若,粒子在扭摆器中运动的时间
C. 若,粒子在扭摆器中运动的最高点和最低点的高度差
D. 若,则粒子能返回I区
三、实验题:本大题共2小题,共14分。
11. 如图甲所示是观察电容器的充、放电现象的实验装置。电源输出电压恒为8V,S是单刀双掷开关,G为灵敏电流计,C为平行板电容器。
(1)将开关S接1给电容器充电,则充电时电流________(填“向左”或“向右”)流过电流计G;
(2)将G表换成电流传感器,电容器充电完毕后再放电,其放电电流随时间变化图像如图乙所示,由图可估算出电容器开始放电时所带的电荷量________C(保留两位有效数字);
(3)如果不改变电路其他参数,只减小电阻R,放电时曲线与横轴所围成的面积将________(填“增大”“不变”或“变小”),放电时间将________(填“变长”“不变”或“变短”);
(4)电容器充电后就储存了能量,某同学从等效的思想出发,认为电容器储存的能量等于把电荷从一个极板搬运到另一个极板过程中克服电场力所做的功。为此他做出电容器两极间的电压U随电荷量Q变化的图像如图所示。按他的想法,下列说法正确的是________(填正确答案标号)
A. 图线的斜率越大,电容C越大
B. 搬运的电量,克服电场力所做的功近似等于上方小矩形的面积
C. 对同一电容器,电容器储存的能量E与两极间电压U成正比
D. 若电容器电荷量为Q时储存的能量为E,则电容器电荷量为时储存的能量为
12. 实验室有一个灵敏电流计G,内阻,表头的满偏电流,现因实验需要进行如下改装。
(1)要将此灵敏电流计改装成量程为3V的电压表,需要串联一个电阻_______;
(2)按照上图改成多用电表,已知电动势,内阻均为,当选择开关S接a、b、c、d时表示可以测电流和测电阻,其中电流的两个挡位为“5mA”、“20mA”,测电阻的两个倍率分别为“×1”和“×10”,将选择开关置于a测量某电阻时,若通过灵敏电流计G的电流为0.3mA,则所测电阻阻值为_______;
(3)多用电表使用时间久了,电池的电动势会变小为,内阻变大为,某次开关接d时测得一电阻的读数为,则该电阻实际的阻值为_______;
四、计算题:本大题共3小题,共40分。
13. 如图所示,在水平向右的匀强电场中,有一电荷量为q=-8×10-7C的点电荷从A点运动到B点,电场力做功为WAB=3.2×10-6J,A、B间距离L=4m,AB与水平方向的夹角为60°,求:
(1)A、B间电势差UAB是多少;
(2)电场强度E是多大;
(3)如果B点的电势为6V,那么A点的电势为多大?该点电荷在A点具有的电势能是多少?
14. 如图,质量的子弹以速度射向静止在光滑水平桌面上的木块,木块质量,子弹进入木块后并未穿出,忽略木块质量的损失。求:
(1)子弹击中木块后共同运动的速度v;
(2)整个过程中子弹对木块的冲量I。
15. 如图甲所示,直角坐标系xOy的第一象限内存在沿y轴负方向的匀强电场,电场强度大小为E,在第四象限内有一半径为R的圆形有界匀强磁场,磁场方向垂直纸面向外,磁场的边界刚好与x轴相切于A点,A点的坐标为,一个质量为m、电荷量为q的带正电粒子在A点正上方的P点由静止释放,粒子经电场加速后从A点进入磁场,经磁场偏转射出磁场后刚好经过坐标原点O,匀强磁场的磁感应强度大小为B,不计粒子的重力,求:
(1)P点的坐标;
(2)若在第三、四象限内、圆形区域外加上垂直纸面向里的匀强磁场,磁场的磁感应强度大小也为B,如图乙所示,粒子释放的位置改为A点正上方点处,点的坐标为,让粒子在点处由静止释放,粒子经电场加速后从A点进入磁场,在磁场中偏转后第一次出磁场时,交x轴于C点,则AC间的距离为多少;粒子从点到C点运动的时间为多少.
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