内容正文:
高二年级第一学期第一次形成性练习(物理学科)
考试时间:60分钟第Ⅰ卷(选择题)
一、单选题(每题5分,共30分)
1. 如图所示,将用丝绸摩擦过的玻璃棒接触验电器的金属球后,发现验电器的金属箔片张开了一定的角度。下列说法正确的是( )
A. 验电器的两个金属箔片都带上了负电荷
B. 验电器可用于检验物体带正电还是负电
C. 验电器的工作原理是同种电荷相互排斥
D. 玻璃棒中部分质子转移到了金属球
2. 两个完全相同的小金属球(皆可视为点电荷),所带电荷量之比为7:5,它们在相距一定距离时相互之间的排斥力大小为F,现用绝缘工具将它们充分接触后再放回各自原来的位置上,此时两金属球间的相互作用力大小变为( )
A. B. C. D.
3. 熔喷布是一种过滤材料,广泛应用于医疗、卫生、环保等领域,熔喷布经过静电驻极处理后,其纤维表面形成持久的静电场,可以持续吸附空气中的微小颗粒,提高过滤效率。静电驻极处理装置中针状电极与平板电极间形成的电场如图所示,a、b、c为同一根电场线上的三点,b为ac的中点,已知a点的电势为5V,c点的电势为7V,下列关于b点电势的判断正确的是( )
A. B. C. D.
4. 如图,将带负电的试探电荷沿着等量异种点电荷的中垂线从 点移动到 点,再沿连线从 点移动到 点,则( )
A. 从 到 再到 的过程中,电场力先变大再变小
B. 点的电势高于 点的电势
C. 从 到 的过程中,试探电荷的电势能不变
D. 从 到 的过程中,电场力对试探电荷做负功
5. 、B是电场中一条电场线上的两点,如图甲所示时刻、一个质子从A点由静止释放,仅在静电力作用下从A点运动到 点,该过程中其速度随时间变化的图像如图乙所示。下列说法正确的是( )
A. A点的电势高于 点的电势
B. A点的电场强度小于 点的电场强度
C. 该质子在A点的电势能小于在 点的电势能
D. 该质子在A点的电势能等于在 点的电势能
6. 如图所示,P和Q为两平行金属板,板间有恒定的电压,在P板附近有一电子(不计重力)由静止开始向Q板运动,下列说法正确的是( )
A. 电子到达Q板时的速率,与板间电压无关,仅与两板间距离有关
B. 电子到达Q板时的速率,与两板间距离无关,仅与板间电压有关
C. 两板间距离越小,电子的加速度就越小
D. 两板间距离越大,加速时间越短
二、多选题(每题5分,共20分)
7. 关于静电场,以下说法中正确的是( )
A. 场强越大的位置,电势一定越高
B. 电势降低的方向,一定是电场线的方向
C. 沿同一等势面移动某电荷电场力不做功
D. 电场线一定与等势面垂直,且从电势高的等势面指向电势低的等势面
8. 法拉第首先提出用电场线形象生动地描绘电场,如图所示为点电荷a、b所形成电场的电场线分布图(箭头未标出)。在M点处放置一个电荷量大小为q的负试探点电荷,受到的电场力大小为F,以下说法正确的是( )
A. 由电场线分布图可知M点处的场强比N点处场强小
B. a、b为异种电荷,a的电荷量小于b的电荷量
C. M点处的场强大小为,方向与所受电场力方向相同
D. 如果M点处的点电荷电量变为2q,该处场强将变为
9. 如图,Q为一固定点电荷,虚线为Q产生电场的等势线,相邻等势线间电势差相同。试探电荷q从远处飞来,实线是仅在电场力作用下q的运动轨迹。P、M、N、T为运动轨迹与等势面的交点,下列说法正确的是( )
A. 试探电荷q和点电荷Q的电性相反
B. P、N两点的电场强度大小相等
C. 由M点到N点的过程中,电荷q电势能减少
D. 由P点到N点的过程中,电荷q动能保持不变
10. 如图所示,真空中水平放置的平行板电容器的两极板与电压恒定的电源相连,下极板接地(电势为0),极板间的P点固定一带负电的点电荷(电荷量不变),把上极板缓慢向下平移少许后,下列说法正确的是( )
A. 电容器所带的电荷量减小 B. 点电荷受到的电场力增大
C. P点的电势降低 D. 点电荷的电势能减小
第II卷(非选择题)
三、解答题(50分)
11. 如图,把质量为0.2g的带电小球A用轻丝线吊起,若将带电荷量为的小球B靠近它,当两小球在同一高度相距3cm时A球静止,此时丝线与竖直方向的夹角为45°(重力加速度g取,),求:
(1)此时小球B受到的库仑力大小、方向;判断A球的电性并求出所带的电荷量;
(2)绳中张力多大?
12. 在匀强电场中,将一电荷量为的负电荷由A点移到B点,其电势能增加了0.1J,已知A,B两点间距为2cm,两点连线与电场方向成60°角,如图所示,问
(1)在电荷由A移到B的过程中,静电力做了正功还是负功,做了多少功?
(2)A、B两点间的电势差为多少?若规定A点电势为0,则B点电势为多少?
13. 如图所示,的等腰直角 平行于匀强电场。将电荷量为的试探电荷从电场中的A点移到B点,克服静电力做了的功。再从B点移到C点,静电力做了的功。若B点电势为零,求:
(1)电势差和A点电势;
(2)该试探电荷放在A点时具有的电势能;
(3)该匀强电场的场强E的大小。
14. 如图所示,平行板电容器的两个极板M、N长均为L,极板间距离为d,电容为C。一个质量为m、电荷量为q的带电粒子从M板的左端沿板方向以速度射入极板间(入射点与M板的间距可忽略不计),粒子恰好从N板的右端射出。不计粒子的重力和空气阻力。求:
(1)粒子在M、N间运动的时间;
(2)M极板所带电荷量Q的大小。
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高二年级第一学期第一次形成性练习(物理学科)
考试时间:60分钟第Ⅰ卷(选择题)
一、单选题(每题5分,共30分)
1. 如图所示,将用丝绸摩擦过的玻璃棒接触验电器的金属球后,发现验电器的金属箔片张开了一定的角度。下列说法正确的是( )
A. 验电器的两个金属箔片都带上了负电荷
B. 验电器可用于检验物体带正电还是负电
C. 验电器的工作原理是同种电荷相互排斥
D. 玻璃棒中部分质子转移到了金属球
【答案】C
【解析】
【详解】ACD.丝绸摩擦后的玻璃棒带正电,与验电器的金属球接触后,两个金属箔片上的电子转移到玻璃棒上来,使两个金属箔片失去电子而带正电,根据同种电荷相互排斥的工作原理,故验电器的金属箔会张开,故AD错误,C正确;
B.根据验电器的工作原理“同种电荷相互排斥”,它只能检验物体是否带电,无法直接检验出物体带的是正电还是负电,故B错误。
故选C。
2. 两个完全相同的小金属球(皆可视为点电荷),所带电荷量之比为7:5,它们在相距一定距离时相互之间的排斥力大小为F,现用绝缘工具将它们充分接触后再放回各自原来的位置上,此时两金属球间的相互作用力大小变为( )
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】
【详解】根据库仑定律,初始时两球间的排斥力为
两球接触后总电荷量为
由于两球完全相同,电荷均分后每球带电量为
接触后两球间的库仑力为
解得
即接触后的相互作用力大小为。
故选A。
3. 熔喷布是一种过滤材料,广泛应用于医疗、卫生、环保等领域,熔喷布经过静电驻极处理后,其纤维表面形成持久的静电场,可以持续吸附空气中的微小颗粒,提高过滤效率。静电驻极处理装置中针状电极与平板电极间形成的电场如图所示,a、b、c为同一根电场线上的三点,b为ac的中点,已知a点的电势为5V,c点的电势为7V,下列关于b点电势的判断正确的是( )
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】
【详解】由于b为ac的中点,且b、a两点间的平均电场强度大于c、b两点间的平均电场强度,因此b、a两点间电势差大于c、b两点间电势差,即
可得
故选A。
4. 如图,将带负电的试探电荷沿着等量异种点电荷的中垂线从 点移动到 点,再沿连线从 点移动到 点,则( )
A. 从 到 再到 的过程中,电场力先变大再变小
B. 点的电势高于 点的电势
C. 从 到 的过程中,试探电荷的电势能不变
D. 从 到 的过程中,电场力对试探电荷做负功
【答案】C
【解析】
【详解】A.如图所示
和大小相等,中垂线上某点场强为
越靠近 点,角度 越大,越小,故场强越大。
根据
可知从 到 过程中,电场力先变大。
连线上某点场强为
整理得
越靠近电荷, 越大,场强越大,故 再到 的过程中,电场力继续变大。
故从 到 再到 的过程中,电场力一直增大,故A错误;
BC.电势叠加遵循代数法则,根据
可知中垂线上的点的电势均为0,故 点的电势和 点的电势相等,从 到 的过程中,根据
可知试探电荷的电势能不变。
故B错误,C正确;
D.从 到 的过程中,负试探电荷受电场力的方向与位移同向,故电场力对试探电荷做正功,故D错误。
故选C。
5. 、B是电场中一条电场线上的两点,如图甲所示时刻、一个质子从A点由静止释放,仅在静电力作用下从A点运动到 点,该过程中其速度随时间变化的图像如图乙所示。下列说法正确的是( )
A. A点的电势高于 点的电势
B. A点的电场强度小于 点的电场强度
C. 该质子在A点的电势能小于在 点的电势能
D. 该质子在A点的电势能等于在 点的电势能
【答案】A
【解析】
【详解】ACD.由题图乙可知,质子从A点运动到 点,速度增大,质子动能增加,电场力做正功,电势能减小,即,质子带正电,根据
可知,选项A正确,CD错误;
B.图像的斜率代表加速度,由题图乙可知加速度不断减小,根据,可知电场强度不断减小, 点的电场强度小于A点的电场强度,选项B错误。
故选A。
6. 如图所示,P和Q为两平行金属板,板间有恒定的电压,在P板附近有一电子(不计重力)由静止开始向Q板运动,下列说法正确的是( )
A. 电子到达Q板时的速率,与板间电压无关,仅与两板间距离有关
B. 电子到达Q板时的速率,与两板间距离无关,仅与板间电压有关
C. 两板间距离越小,电子的加速度就越小
D. 两板间距离越大,加速时间越短
【答案】B
【解析】
【详解】AB.根据动能定理
可得电子到达Q板时的速率v=
则电子到达Q板时的速率与极板间距离无关,与加速电压有关,故A错误,B正确;
CD.极板与电源相连,电压U不变,根据E=
可知两极板距离d越小,场强E越大,根据
可知电场力越大,加速度越大,根据
可得距离越大加速时间越长。
故CD错误。
故选B。
二、多选题(每题5分,共20分)
7. 关于静电场,以下说法中正确的是( )
A. 场强越大的位置,电势一定越高
B. 电势降低的方向,一定是电场线的方向
C. 沿同一等势面移动某电荷电场力不做功
D. 电场线一定与等势面垂直,且从电势高的等势面指向电势低的等势面
【答案】CD
【解析】
【详解】A.电场强度(场强)与电势是描述电场的两个不同物理量,二者无直接因果关系,例如负点电荷的电场中,越靠近电荷处场强越大,但电势越低,故A错误;
B.电势降低最快的方向是电场线的方向,而非任意电势降低的方向一定就是电场线的方向,故B错误;
C.沿同一等势面移动电势不变,电势能不变,电场力不做功,故C正确;
D.假设电场线与等势面不垂直,则电场强度在等势面方向上有分量。沿等势面移动电荷时,电场力会做功,与等势面的定义矛盾,故电场线一定与等势面垂直;电场线的方向是正电荷受力方向,沿电场线方向移动正电荷,电场力做正功,电势能减少,电势降低。因此,电场线从电势高的等势面指向电势低的等势面,故D正确。
故选CD。
8. 法拉第首先提出用电场线形象生动地描绘电场,如图所示为点电荷a、b所形成电场的电场线分布图(箭头未标出)。在M点处放置一个电荷量大小为q的负试探点电荷,受到的电场力大小为F,以下说法正确的是( )
A. 由电场线分布图可知M点处的场强比N点处场强小
B. a、b为异种电荷,a的电荷量小于b的电荷量
C. M点处的场强大小为,方向与所受电场力方向相同
D. 如果M点处的点电荷电量变为2q,该处场强将变为
【答案】AB
【解析】
【详解】A.根据电场线的疏密表示场强的大小,可知 点处的场强比 点处场强小,故A正确;
B.根据电场线由正电荷出发,终止于负电荷,可知a、b为异种电荷。 的左侧电场线稀疏,所以 的电荷量小于 的电荷量,故B正确;
CD.根据场强的定义式知, 点的场强大小为,方向与负电荷所受电场力方向相反。场强由电场本身决定,与检验电荷无关,所以 点处的点电荷电量变为,该处场强不变,故CD错误。
故选AB。
9. 如图,Q为一固定点电荷,虚线为Q产生电场的等势线,相邻等势线间电势差相同。试探电荷q从远处飞来,实线是仅在电场力作用下q的运动轨迹。P、M、N、T为运动轨迹与等势面的交点,下列说法正确的是( )
A. 试探电荷q和点电荷Q的电性相反
B. P、N两点的电场强度大小相等
C. 由M点到N点的过程中,电荷q电势能减少
D. 由P点到N点的过程中,电荷q动能保持不变
【答案】AB
【解析】
【详解】A.q受到的库仑力指向轨迹的凹侧,可知两电荷相吸引,电性相反,故A正确;
B.P、N两点到Q距离相等,两点电场强度大小相等,故B正确;
CD.两电荷靠近的过程中,电场力做正功,动能增加,电势能减少,远离时电场力做负功,动能减小,电势能增加,故CD错误。
故选AB。
10. 如图所示,真空中水平放置的平行板电容器的两极板与电压恒定的电源相连,下极板接地(电势为0),极板间的P点固定一带负电的点电荷(电荷量不变),把上极板缓慢向下平移少许后,下列说法正确的是( )
A. 电容器所带的电荷量减小 B. 点电荷受到的电场力增大
C. P点的电势降低 D. 点电荷的电势能减小
【答案】BD
【解析】
【详解】A.根据平行板电容器电容的决定式和定义式有
上极板向下平移后两极板间距减小,则 增大,但不变,所以增大,故A错误;
B.根据知,两极板间的电场强度 增大,点电荷受到的电场力变大,故B正确;
CD.因为 点所在位置到下极板的距离不变,两极板间的电场强度 增大且下极板的电势为零,可知 点所在位置的电势升高;点电荷的电势能,由于点电荷带负电,因此点电荷的电势能减小,故C错误,D正确。
故选BD。
第II卷(非选择题)
三、解答题(50分)
11. 如图,把质量为0.2g的带电小球A用轻丝线吊起,若将带电荷量为的小球B靠近它,当两小球在同一高度相距3cm时A球静止,此时丝线与竖直方向的夹角为45°(重力加速度g取,),求:
(1)此时小球B受到的库仑力大小、方向;判断A球的电性并求出所带的电荷量;
(2)绳中张力多大?
【答案】(1),水平向右,A球带负电荷,
(2)
【解析】
【小问1详解】
两个小球相互吸引,故带异种电荷,故A球带负电荷,小球A受水平向左的库仑力、重力、绳子的拉力而平衡,根据平衡条件有
根据牛顿第三定律可知,B所受库仑力大小为
B受库仑力水平向右
A球带负电,根据库仑力公式:,解得
【小问2详解】
竖直方向合力为零,得
解得绳中张力
12. 在匀强电场中,将一电荷量为的负电荷由A点移到B点,其电势能增加了0.1J,已知A,B两点间距为2cm,两点连线与电场方向成60°角,如图所示,问
(1)在电荷由A移到B的过程中,静电力做了正功还是负功,做了多少功?
(2)A、B两点间的电势差为多少?若规定A点电势为0,则B点电势为多少?
【答案】(1)负功,
(2),
【解析】
【小问1详解】
根据题意可知,由于负电荷由A点移到B点,电势能增加了0.1J,由功能关系可知,电场力做负功,做功为。
【小问2详解】
根据题意,由公式
可得,A、B两点间的电势差为
规定A点电势为0,根据
可得
13. 如图所示,的等腰直角 平行于匀强电场。将电荷量为的试探电荷从电场中的A点移到B点,克服静电力做了的功。再从B点移到C点,静电力做了的功。若B点电势为零,求:
(1)电势差和A点电势;
(2)该试探电荷放在A点时具有的电势能;
(3)该匀强电场的场强E的大小。
【答案】(1),
(2)
(3)
【解析】
【详解】(1)A、B间电势差
因为
且B点电势为零,则有
(2)试探电荷放在A点时具有的电势能
(3)B、C间电势差
又
解得
可知A点与C点电势等,即AC为等势线。电场方向如图所示
由题可得
解得
14. 如图所示,平行板电容器的两个极板M、N长均为L,极板间距离为d,电容为C。一个质量为m、电荷量为q的带电粒子从M板的左端沿板方向以速度射入极板间(入射点与M板的间距可忽略不计),粒子恰好从N板的右端射出。不计粒子的重力和空气阻力。求:
(1)粒子在M、N间运动的时间;
(2)M极板所带电荷量Q的大小。
【答案】(1)
(2)
【解析】
【小问1详解】
粒子在水平方向做匀速运动,则粒子在M、N间运动的时间
【小问2详解】
粒子在竖直方向做匀加速运动,则
其中,
联立解得
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