内容正文:
广西钦州市钦北区大寺中学2025年秋季学期高二年级上学期10月份考试
物理试卷
注意事项∶
1.答题前,考生务必将自己的姓名、准考证号填写在答题卡上,
2.四答选择题时,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。四答非选择题时,将答案写在签题卡上。写在本试卷上无效。
3.考试结来后,将本试卷和答题卡一并交回。
一、单选题(本题共5小题,每小题6分,共30分。每小题只有一项符合题目要求)
1. 带电粒子仅在电场力作用下,从电场中点以初速度进入电场并沿虚线所示的轨迹运动到点,如图所示,实线是电场线。关于粒子,下列说法正确的是( )
A. 粒子一定带正电
B. 在点的加速度大于在点的加速度
C. 在点的速度小于在点的速度
D. 电场中a点的电势一定比b点的电势高
2. 如图所示,两块较大的金属板、相距为,平行放置并与一电源相连,开关S闭合后,两板间恰好有质量为、带电荷量为的油滴处于静止状态,以下说法正确的是( )
A. 若将A向下平移一小段位移,则油滴向上加速运动,油滴与A间的电势差减小
B. 若将A向左平移一小段位移,则油滴仍然静止,G表中有的电流
C. 若S断开后再将A向下平移一小段位移,则油滴向上加速运动,表中无电流
D. 若将A向上平移一小段位移,则油滴向下加速运动,G表中有的电流
3. 如图所示,光滑绝缘水平面上有三个带电小球a、b、c(均可视为点电荷),三球沿一条直线摆放,仅在它们之间的静电力作用下静止,则以下判断正确的是( )
A. 对的静电力可能是斥力 B. a对c的静电力一定是引力
C. a的电荷量可能比b少 D. 的电荷量一定比多
4. 下列说法中,不正确的是( )
A. 沿着电场强度的方向电势降低得最快
B. 电势为零的点,电场强度不一定为零
C. 电势高的地方,电场强度不一定大
D. 电场强度大的地方,电势一定高
5. 如图所示,边长为a的正三角形ABC的三个顶点分别固定三个点电荷+q、+q、−q,则该三角形中心O点处的场强为( )
A. ,方向由C指向O B. ,方向由O指向C
C. ,方向由C指向O D. ,方向由O指向C
二、多选题(本题共3小题,每小题6分,共18分。有多项符合题目要求)
6. 在电场和重力场都存在的空间中,一带电小球从A点运动到B点,电场力做了10J的功,重力做了6J的功,克服阻力做了7J的功,则此过程中带电小球的( )
A. 机械能增加了3J,动能增加了9J
B. 机械能减少了7J,动能减少了10J
C. 电势能增加了10J,动能增加了9J
D. 电势能减少了10J,重力势能减少了6J
7. 如图所示,实线表示电场线,虚线表示只受电场力作用的带电粒子的运动轨迹。粒子先经过M点,再经过N点。可以判定( )
A. 粒子在M点受到的电场力大于在N点受到的电场力
B. M点的电势高于N点的电势
C. 粒子带负电
D. 粒子在M点的动能小于在N点的动能
8. 如图是测量运动步数的电容式传感器工作原理图,极板M固定、极板N可动。人起步时,若M、N两极板距离增大,则:( )
A. 电容器的电容变大
B. 两极板间的场强变小
C. 电容器的带电量变小
D. 电流由a经电流表流向b
第II卷(非选择题)
三、解答题(本题共5小题,共52分。请按要求作答)
9. 类比是研究问题的一种常用方法。
(1)物体受到地球的万有引力作用,可以认为是通过引力场发生的。已知地球的质量为,引力常量为,则
a.类比电场强度,推导地球在距地心为处(大于地球半径)产生的引力场强度的表达式;
b.忽略地球自转影响,地球表面附近的引力场也叫重力场。请类比电势的定义方法,在重力场中建立重力势的概念,推导其表达式。
(2)经典电磁理论认为氢原子核外电子的运动与行星类似,在库仑引力的作用下绕核做匀速圆周运动。且理论证明,系统的电势能和电子绕氢原子核做圆周运动的半径存在关系:(以无穷远处为零势能点)。设电子的质量为,电荷量为,静电力常量为,若已知电子处于某状态时其轨道半径为,则
c.求电子处于此轨道时做圆周运动的线速度大小;
d.要使此轨道的电子能够脱离氢原子核的束缚,则至少需要向它提供多少能量?
10. 如图所示,一个带电荷量为,质量为的小物块(可看作质点)处于一倾角为的光滑绝缘斜面上,斜面长为,整个装置处于一水平向右的匀强电场中,此时物块恰好静止于斜面的顶端,重力加速度大小为,求:
(1)电场强度的大小;
(2)若从某时刻开始,电场强度减小为原来的,物块下滑到斜面底端时的速度大小。
11. 如图所示,处有一质量为、电荷量为的带正电的粒子,以速度,进入辐向电场沿着半径为的圆弧虚线(等势线)运动,从辐向电场射出后,沿平行板、间的中线射入两板间的匀强电场,粒子恰从板右边缘射出。极板长为,板间距离为,粒子重力不计。求:
(1)辐向电场中虚线上电场强度的大小;
(2)两板间电场强度的大小。
12. 如图所示匀强电场中,有、、三点,,,其中沿电场方向,和电场方向成角,一个电荷量为的点电荷从移到电场力做功为,求:
(1)、两点的电势差;
(2)匀强电场的场强大小;
(3)若规定点的电势为零,则电荷,在点具有的电势能为多少?
13. 如图甲所示,两平行金属板水平正对放置,间距为d,金属板长为2d,两金属板间加如图乙所示的电压(初始时上金属板带正电),其中未知。一粒子源位于两金属板左端中间位置,连续发射质量为m、电荷量为+q的带电粒子(初速度,T为已知量,重力忽略不计),已知时射入的粒子恰好到达下金属板的中点位置。
(1)求能从板间飞出的粒子在板间运动的时间;
(2)求;
(3)在内哪些时刻进入两金属板间的带电粒子能够飞出两金属板间?
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广西钦州市钦北区大寺中学2025年秋季学期高二年级上学期10月份考试
物理试卷
注意事项∶
1.答题前,考生务必将自己的姓名、准考证号填写在答题卡上,
2.四答选择题时,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。四答非选择题时,将答案写在签题卡上。写在本试卷上无效。
3.考试结来后,将本试卷和答题卡一并交回。
一、单选题(本题共5小题,每小题6分,共30分。每小题只有一项符合题目要求)
1. 带电粒子仅在电场力作用下,从电场中点以初速度进入电场并沿虚线所示的轨迹运动到点,如图所示,实线是电场线。关于粒子,下列说法正确的是( )
A. 粒子一定带正电
B. 在点的加速度大于在点的加速度
C. 在点的速度小于在点的速度
D. 电场中a点的电势一定比b点的电势高
【答案】C
【解析】
【详解】AD.粒子的轨迹为曲线,则粒子受到的电场力方向指向轨迹凹侧,由于电场方向未知,所以无法确定粒子的带电性,也无法确定a点的电势和b点的电势高低,故AD错误;
B.电场线密的地方电场强度大,电场线疏的地方电场强度小,可知Ea<Eb,所以a、b两点比较,粒子在a点的加速度小于在b点的加速度,故B错误;
C.粒子从点运动到点,整个过程电场力对粒子做正功,根据动能定理可知,在b点时的动能大于在a点时的动能,所以粒子在点的速度小于在点的速度,故C正确。
故选C。
2. 如图所示,两块较大的金属板、相距为,平行放置并与一电源相连,开关S闭合后,两板间恰好有质量为、带电荷量为的油滴处于静止状态,以下说法正确的是( )
A. 若将A向下平移一小段位移,则油滴向上加速运动,油滴与A间的电势差减小
B. 若将A向左平移一小段位移,则油滴仍然静止,G表中有的电流
C. 若S断开后再将A向下平移一小段位移,则油滴向上加速运动,表中无电流
D. 若将A向上平移一小段位移,则油滴向下加速运动,G表中有的电流
【答案】A
【解析】
【详解】A.若将A向下平移一小段位移,根据可知两极板间场强变大,油滴受向上的电场力变大,则油滴向上加速运动,油滴与B间的距离不变,可知与B间的电势差增大,则与A间电势差减小,A正确;
B.若将A向左平移一小段位移,根据可知两极板间场强不变,则油滴仍然静止,根据可知,电容器的电容减小,则由Q=CU可知,电容器带电量减小,电容器放电,则G表中有的电流,B错误;
C.若S断开后电容器带电量一定,则由,,
可得,则将A向下平移一小段位移,则两板间场强不变,则油滴仍静止,表中无电流,C错误;
D.若将A向上平移一小段位移,根据可知两极板间场强变小,油滴受向上的电场力变小,则油滴向下加速运动;据可知,电容器的电容减小,则由Q=CU可知,电容器带电量减小,电容器放电,则G表中有的电流,D错误。
故选A。
3. 如图所示,光滑绝缘水平面上有三个带电小球a、b、c(均可视为点电荷),三球沿一条直线摆放,仅在它们之间的静电力作用下静止,则以下判断正确的是( )
A. 对的静电力可能是斥力 B. a对c的静电力一定是引力
C. a的电荷量可能比b少 D. 的电荷量一定比多
【答案】D
【解析】
【详解】根据静电力方向来确定各自电性,从而得出“两同夹一异”,则有a对b的静电力一定是引力,a对c的静电力一定是斥力;同时根据库仑定律来确定静电力的大小,并由平衡条件来确定各自电量的大小,因此在大小上一定为“两大夹一小”,因此a的电荷量一定比b的多。
故选D。
4. 下列说法中,不正确的是( )
A. 沿着电场强度的方向电势降低得最快
B. 电势为零的点,电场强度不一定为零
C. 电势高的地方,电场强度不一定大
D. 电场强度大的地方,电势一定高
【答案】D
【解析】
【详解】ACD.根据电场强度与电势差的关系可知,沿电场强度方向移动单位距离时电势降低得最多,因此该方向是电势降低最快的方向,电势的高低与电场强度的大小无直接关系,故AC说法正确,D说法错误,故D符合题意;
B.电势零点是人为选取的,则电势为零的地方电场强度不一定为零,故B说法正确,不符合题意。
故选D。
5. 如图所示,边长为a的正三角形ABC的三个顶点分别固定三个点电荷+q、+q、−q,则该三角形中心O点处的场强为( )
A. ,方向由C指向O B. ,方向由O指向C
C. ,方向由C指向O D. ,方向由O指向C
【答案】B
【解析】
【详解】三个点电荷在O点的场强大小均为
A处的电荷在O点的场强方向沿AO方向,B处的电荷在O点的场强方向沿BO方向,C处的电荷在O点的场强方向沿OC方向,则合场强为,方向由O指向C。
故选B。
二、多选题(本题共3小题,每小题6分,共18分。有多项符合题目要求)
6. 在电场和重力场都存在的空间中,一带电小球从A点运动到B点,电场力做了10J的功,重力做了6J的功,克服阻力做了7J的功,则此过程中带电小球的( )
A. 机械能增加了3J,动能增加了9J
B. 机械能减少了7J,动能减少了10J
C. 电势能增加了10J,动能增加了9J
D. 电势能减少了10J,重力势能减少了6J
【答案】AD
【解析】
【详解】AB.根据“功能原理”可知,物体机械能的变化应等于除重力外其它力做的功,即等于电场力与阻力做功之和,则机械能变化=10J-7J=3J
即机械能增加了3J;
根据动能定理可知,物体动能的变化等于各个力做功的代数和,为=6 J +10 J -7 J =9J,即动能增加了9J,故B错误,A正确;
CD.电场力做了10J的功,电势能减小了10J,重力做了6J的功,则重力势能减少了6J,故C错误,D正确;
故选AD。
7. 如图所示,实线表示电场线,虚线表示只受电场力作用的带电粒子的运动轨迹。粒子先经过M点,再经过N点。可以判定( )
A. 粒子在M点受到的电场力大于在N点受到的电场力
B. M点的电势高于N点的电势
C. 粒子带负电
D. 粒子在M点的动能小于在N点的动能
【答案】BD
【解析】
【详解】A.在M点电场线较疏,场强较小,故粒子在M点受到的电场力小于在N点受到的电场力,故A错误;
C.粒子受到的电场力沿场强切线方向又指向轨迹凹侧,故与场强方向相同,则粒子带正电,故C错误;
BD.从M到N的过程中,电场力做正功,动能增大,电势能减小,故电势降低,故BD正确。
故选BD。
8. 如图是测量运动步数的电容式传感器工作原理图,极板M固定、极板N可动。人起步时,若M、N两极板距离增大,则:( )
A. 电容器的电容变大
B. 两极板间的场强变小
C. 电容器的带电量变小
D. 电流由a经电流表流向b
【答案】BC
【解析】
【详解】ACD.电容器两极板间距变大,则根据,电容器的电容减小;又电容器电压不变,根据,电容器带电量减小,电容器放电,则电流由向流过电流表,故C正确AD错误;
B.根据,电压不变,电容器两极板间距变大,则电场强度变小,故B正确。
故选BC。
第II卷(非选择题)
三、解答题(本题共5小题,共52分。请按要求作答)
9. 类比是研究问题的一种常用方法。
(1)物体受到地球的万有引力作用,可以认为是通过引力场发生的。已知地球的质量为,引力常量为,则
a.类比电场强度,推导地球在距地心为处(大于地球半径)产生的引力场强度的表达式;
b.忽略地球自转影响,地球表面附近的引力场也叫重力场。请类比电势的定义方法,在重力场中建立重力势的概念,推导其表达式。
(2)经典电磁理论认为氢原子核外电子的运动与行星类似,在库仑引力的作用下绕核做匀速圆周运动。且理论证明,系统的电势能和电子绕氢原子核做圆周运动的半径存在关系:(以无穷远处为零势能点)。设电子的质量为,电荷量为,静电力常量为,若已知电子处于某状态时其轨道半径为,则
c.求电子处于此轨道时做圆周运动的线速度大小;
d.要使此轨道的电子能够脱离氢原子核的束缚,则至少需要向它提供多少能量?
【答案】(1)a.;b.电场中某点电势定义为电荷在该点的电势能与其电荷量的比值,即;由于重力做功与路径无关,可以类比静电场电势的定义,将重力场中物体在某点的重力势能与其质量的比值,叫做“重力势”,即
(2)c.;d.
【解析】
【小问1详解】
a.根据电场强度的定义
结合万有引力表达式
可得到引力场强度的表达式
b.根据电势的定义,由于重力做功与路径无关,可以类比静电场电势的定义,将重力场中物体在某点的重力势能与其质量的比值,叫做“重力势”,即
【小问2详解】
c.根据库仑定律,结合圆周运动时库仑力提供向心力,可得
解得电子的线速度大小
d.根据动能定理,可知从电子此时位置到无穷远处的过程
其中
解得至少向它提供能量为
10. 如图所示,一个带电荷量为,质量为的小物块(可看作质点)处于一倾角为的光滑绝缘斜面上,斜面长为,整个装置处于一水平向右的匀强电场中,此时物块恰好静止于斜面的顶端,重力加速度大小为,求:
(1)电场强度的大小;
(2)若从某时刻开始,电场强度减小为原来的,物块下滑到斜面底端时的速度大小。
【答案】(1)
(2)
【解析】
【小问1详解】
小物块静止时,受力如图所示
由受力平衡水平方向
竖直方向
解得
【小问2详解】
物体沿斜面下滑时,根据动能定理
解得
或根据牛顿第二定律
根据运动学公式
解得
11. 如图所示,处有一质量为、电荷量为的带正电的粒子,以速度,进入辐向电场沿着半径为的圆弧虚线(等势线)运动,从辐向电场射出后,沿平行板、间的中线射入两板间的匀强电场,粒子恰从板右边缘射出。极板长为,板间距离为,粒子重力不计。求:
(1)辐向电场中虚线上电场强度的大小;
(2)两板间电场强度的大小。
【答案】(1)
(2)
【解析】
【小问1详解】
粒子做圆周运动,电场力提供向心力
解得辐向电场中虚线上电场强度
【小问2详解】
粒子在电场中偏转,水平方向
竖直方向
又
联立解得
12. 如图所示匀强电场中,有、、三点,,,其中沿电场方向,和电场方向成角,一个电荷量为的点电荷从移到电场力做功为,求:
(1)、两点的电势差;
(2)匀强电场的场强大小;
(3)若规定点的电势为零,则电荷,在点具有的电势能为多少?
【答案】(1)3V (2)60V/m
(3)
【解析】
【小问1详解】
由题可知
解得、两点的电势差
【小问2详解】
场强大小
【小问3详解】
由题可知,b、c两点的电势差为
又因为
解得
故点电荷在c点的电势能
13. 如图甲所示,两平行金属板水平正对放置,间距为d,金属板长为2d,两金属板间加如图乙所示的电压(初始时上金属板带正电),其中未知。一粒子源位于两金属板左端中间位置,连续发射质量为m、电荷量为+q的带电粒子(初速度,T为已知量,重力忽略不计),已知时射入的粒子恰好到达下金属板的中点位置。
(1)求能从板间飞出的粒子在板间运动的时间;
(2)求;
(3)在内哪些时刻进入两金属板间的带电粒子能够飞出两金属板间?
【答案】(1)
(2)
(3)
【解析】
【小问1详解】
若粒子能飞出板间,则有
【小问2详解】
时发射的粒子恰好到达下板中点,则有
又有,
联立解得
【小问3详解】
设时刻发射的粒子恰好到达下板再向上运动,则有
解得
设时刻发射的粒子恰好到上板边缘,则
解得
故当时段内射入的粒子能飞出。
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