内容正文:
绵阳南山中学实验学校高2023级高二(上)10月月考
物理试题
时间:75分钟 满分:100分 命题人:李 博 审题人:刘晓峰
第Ⅰ卷(选择题,共48分)
一、本题共8小题,每小题4分,共32分。在每小题给出的四个选项中,只有一项符合题目要求。
1. 起电盘是获得静电的简单装置,1775年由伏特发明。它是由一块绝缘物质(如石蜡、硬橡胶、树脂等)制成的平板和另一块带有绝缘柄的导电平板构成的。如图所示是起电盘示意图,其起电原理是( )
A. 摩擦起电 B. 感应起电 C. 接触起电 D. 凭空起电
【答案】B
【解析】
【详解】导电平板靠近带正电的绝缘板并接地时,发生静电感应,使导电平板带上负电荷。
故选B。
2. 在电场中的某点放入电荷量为-q的试探电荷时,测得该点的电场强度为E;若在该点放入电荷量为+3q的试探电荷,此时测得该点的场强
A. 大小为3E,方向和E相反
B. 大小为E,方向和E相同
C. 大小为3E,方向和E相同
D. 大小为E,方向和E相反
【答案】B
【解析】
【详解】电场强度是描述电场强弱和方向的物理量,是试探电荷所受的电场力F与试探电荷所带的电荷量q的比值,由电场本身决定,故与试探电荷的有无、电性、电量的大小无关;故在该点放入电荷量为-q的试探电荷时电场强度为E,改放电荷量为+3q的试探电荷时电场强度大小仍为E,方向和E相同.故B正确ACD错误.
3. 如图所示的是某电场中的一条电场线的直线部分,M、N为这条电场线上的两点,则( )
A. 若该电场是单个负点电荷产生的电场,则
B. 若该电场是单个正点电荷产生的电场,则
C. M、N两点的电场强度方向一定相同
D. M、N两点的电场强度大小一定相同
【答案】C
【解析】
【详解】AB.根据沿电场方向电势逐渐降低可知,M、N两点的电势关系一定为,故AB错误;
C.由图可知M、N两点的电场强度方向一定相同,故C正确;
D.由于只有一条电场线,所以不能确定M、N两点的电场强度大小关系,故D错误。
故选C。
4. 如图所示,A、B为某电场线上的两点,那么以下结论正确的是( )
A. 把负电荷从A移到B,电场力做负功,电荷的电势能减少
B. 把正电荷从A移到B,电场力做正功,电荷的电势能减少
C. 把负电荷放置在A点,其电势能一定为负
D. 把正电荷放置在B点,其电势能一定为正
【答案】B
【解析】
【详解】A.把负电荷从A移到B,负电荷受到的电场力由B指向A,则电场力做负功,电荷的电势能增加,故A错误;
B.把正电荷从A移到B,正电荷受到的电场力由A指向B,则电场力做正功,电荷的电势能减少,故B正确;
C.把负电荷放置在A点,根据,由于不确定A点电势的正负,所以其电势能不一定为负,故C错误;
D.把正电荷放置在B点,根据,由于不确定B点电势的正负,所以其电势能不一定为正,故D错误。
故选B。
5. A、B是一条电场线上的两个点,一带负电的微粒仅在静电力作用下以一定的初速度从A点沿电场线运动到B点,其图像如右图所示。则此电场的电场线分布可能是图左中的( )
A. B.
C. D.
【答案】A
【解析】
【详解】由图像可知,带负电的微粒从A点沿电场线运动到B点做加速度增大的减速运动,则从A点到B点电场强度逐渐增大,电场线逐渐变密集;微粒做减速运动,则电场力方向由B点指向A点,由于微粒带负电,则电场方向由A点指向B点。
故选A。
6. 如图所示,A、B、C三点的连线构成一个等腰直角三角形,∠A是直角。在B点放置一个电荷量为+Q的点电荷,测得A点的电场强度大小为E。若保留B点的电荷,在C点放置一个电荷量为-Q的点电荷,则A点的电场强度大小等于( )
A. 0 B. E C. E D. 2E
【答案】C
【解析】
【详解】正电荷Q在A点产生的场强为E,沿BA方向,负电荷Q在A点产生的场强也为E,方向沿AC方向,根据场强的叠加可知
故选C。
7. 如图所示,匀强电场的场强E=4×105v/m,A、B两点相距0.2m,两点连线与电场的夹角是60°,下列说法正确的是( )
A. 若取A点的电势为0,则B点的电势φB=4×104V
B. A、B两点间的电势差是UAB=4×104V
C. 电荷量q=+2×10-4C的电荷从A点运动到B点电势能增大8J
D. 电荷量q=-2×10-4C的电荷从A点运动到B点电势能减小8J
【答案】B
【解析】
【详解】AB.由图示可知,AB方向与电场线方向间的夹角θ=60°,AB两点沿电场方向的距离:
则AB点间的电势差:
又因为:
故若取A点的电势为0,则B点的电势为:
故A错误,故B正确;
C.电荷量的电荷从A点运动到B点,电场力做正功,电荷的电势能减小.故C错误;
D.电荷量的电荷从A点运动到B点,电场力做负功,电荷电势能增加,故D错误.
8. 某静电场中的电场线如图所示,带电粒子在电场中仅受静电力作用,由M运动到N,其运动轨迹如图中虚线所示,以下说法正确的是( )
A. 粒子必定带负电荷
B. 粒子在M点的加速度大于它在N点的加速度
C. 粒子在M点的电势能小于它在N点的电势能
D. 粒子在M点的动能小于它在N点的动能
【答案】D
【解析】
【详解】A.带电粒子在电场中仅受静电力作用,由M运动到N,根据曲线运动所受合力处于轨迹的凹侧,可知带电粒子受到的电场力沿着电场线方向斜向上,与电场方向相同,则粒子一定带正电,故A错误;
B.根据电场线的疏密程度可知,M点的场强小于N点的场强,则带电粒子在M点受到的电场力小于在N点受到的电场力,在M点的加速度小于它在N点的加速度,故B错误;
CD.带电粒子由M运动到N,电场力对带电粒子做正功,粒子的动能增大,电势能减小,则粒子在M点的电势能大于它在N点的电势能,粒子在M点的动能小于它在N点的动能,故C错误,D正确。
故选D。
二、本题共4小题,每小题4分,共16分。在每小题给出的四个选项中,有多项符合题目要求。全部选对的得4分,选对但不全的得2分,有选错的得0分。
9. 电容式加速传感器常用于触发汽车安全气囊,简化图如图所示,极板M、N组成的电容器为平行板电容器,M固定,N可左右移动,通过测量电容器极板间的电压的变化来确定汽车的加速度。若极板上的电荷量不变,当汽车向右行驶,遇紧急情况刹车,则( )
A. 极板M、N间的距离变小
B. 极板间的电压变大
C. 电容器电容变小
D. 极板间的电场强度不变
【答案】AD
【解析】
【详解】AC.当汽车向右行驶,遇紧急情况刹车,由于惯性N板向右移动,则极板M、N间的距离变小;根据可知电容器电容变大,故A正确,C错误;
BD.根据
,
由于极板上的电荷量不变,可知极板间的电场强度不变;由于电容器电容变大,则极板间的电压变小,故B错误,D正确。
故选AD。
10. 如图所示,空间有一匀强电场,电场方向与纸面平行。一电荷量为-q的粒子(重力不计),在恒力F的作用下沿虚线由M匀速运动到N。已知力F和MN间夹角为θ,M、N间距离为d,则下列结论中正确的是( )
A. M、N两点的电势差为
B. 匀强电场的电场强度大小为
C. 带电粒子由M运动到N的过程中,电势能增加了
D. 电场线由N指向M
【答案】BC
【解析】
【详解】A.粒子做匀速运动,根据动能定理,有
可得
故A错误;
B.粒子做匀速运动,受力平衡,则电场强度大小
故B正确;
C.粒子做匀速运动,F做正功,由A的分析可知,电场力做负功,所以电势能的增加量等于克服电场力做的功,故C正确;
D.粒子做匀速直线运动的条件是粒子受力平衡,即电场力与外力F方向相反,由于粒子带负电,则电场线与F同向,故D错误。
故选BC。
11. 绝缘水平面上固定一正点电荷Q,另一质量为m,电荷量为-q的滑块(可看作点电荷)从a点以初速度沿水平面向Q运动,到达b点时速度减为零.已知a、b间距离为s,滑块与水平面间的动摩擦因数为μ,重力加速度为g,则以下判断正确的是( )
A. 滑块在运动过程中所受Q的库仑力一定小于滑动摩擦力
B. 滑块在运动过程中的中间时刻,速度大小等于
C. 此过程产生的内能小于
D. Q产生的电场中,a、b两点间的电势差为
【答案】AD
【解析】
【详解】A、由题意可知,滑块水平方向受库仑力、滑动摩擦力,摩擦力与运动方向相反,而库仑力与运动方相同,因滑块在到达b点时速度减为零,所以从a点到b点滑块做减速运动,则有滑块在运动过程中所受Q的库仑力一定小于滑动摩擦力,故A正确;
B、水平方向受大小不变的摩擦力及变大的库仑力,当在滑动过程中,随着间距减小,库仑力增大,但仍小于滑动摩擦力,所以导致加速度慢慢减小,加速度是变化的,故中间时刻的速度小于,故B错误;
C、由动能定理可得:,产生的内能,因此在此过程中产生的内能大于,故C错误;
D、由动能定理可得:,解得两点间的电势差,故D正确;
故选AD.
【点睛】根据滑块的运动情况可知滑块受力情况,则可知库仑力与滑动摩擦力的大小关系;由滑块的受力情况可确定加速度的变化情况,即可判断中间时刻的速度;由动能定理可确定过程中产生的内能与动能变化关系;由动能定理可求得两点间的电势差.
12. 一匀强电场的方向平行于xOy平面,平面内A、B、C三点的位置如图所示。一电子从A点移动到B点、再从B点移动到C点的过程中电势能均减少了10eV。下列说法中正确的是( )
A. O、B两点电势相等
B. 电场的方向从A指向C
C. A、C之间的电势差
D. 若将电子从C点移到O点电场力做正功
【答案】AC
【解析】
【详解】
如图所示,连接AC,AC中点为D,则D点电势与B点相同,连接BD并延长,恰好过O点,过等势线OB做垂线,由于电子从A到C电势能减少,电势升高,故电场线垂直于OB向上;
A.O、B两点在同一等势线上,O、B两点电势相等,故A正确;
B.电场的方向垂直于OB直线向上,不是从A指向C,故B错误;
C.电子从A到C电势能减少20eV,电势升高了20V,,故C正确;
D.电子从C运动到O,电势降低,电势能增加,电场力做负功,故D错误。
故选AC。
第Ⅱ卷(非选择题,共52分)
三、本大题2小题,每空2分,共16分。
13. 如图所示,小峰同学用废旧灯泡自制的验电器进行了一些电荷的探究实验。某次操作中不小心使验电器带了电,金属箔片微微张开,他想在不破坏验电器电荷量的情况下探究验电器所带电荷的电性。首先,他用皮毛摩擦橡胶棒,则橡胶棒带_____电,然后他将橡胶棒靠近而不接触验电器的金属球,若发现金属箔片角度增大,则验电器带_____电,若发现金属箔片角度减小,或先减小后增大,则验电器带_____电。(所有空选填“正”或“负”)
【答案】 ①. 负 ②. 负 ③. 正
【解析】
【详解】[1]用毛皮摩擦橡胶棒过程中电子由毛皮转移到橡胶棒,则橡胶棒带负电荷;
[2]将带负电的橡胶棒靠近而不接触验电器的金属球,若验电器金属箔片张开的角度增大,表明此时验电器所带的电荷增多,则验电器带负电;
[3]若发现金属箔片角度减小,或先减小后增大,说明橡胶棒上的负电荷中和了验电器上的正电荷,是验电器上的正电荷减少造成的该现象,则验电器带正电。
14. 小刘同学用如图所示的实验装置探究影响电荷之间相互作用力大小的因素,O是一个带正电的导体球,将同一带电小球用绝缘细丝线分别挂在P1、P2、P3的位置,调节细丝线长度,使小球与带电导体球O的球心保持在同一水平线上,发现小球静止时细丝线与竖直方向的夹角不同,接着他将小球挂在P1位置,增加导体球带电量,发现增大。通过该实验的现象可知:
(1)小球带_____电(填“正”或“负”);
(2)带电体之间的相互作用力随电荷量的增大而______,随它们之间距离的增大而______(填“增大”或“减小”);
(3)该实验使用的科学方法是 。
A. 控制变量法 B. 等效替代法 C. 类比法 D. 理想化法
(4)该实验能否证明带电体之间的相互作用力与距离平方成反比,与电荷量乘积成正比?_______。(填“能”或“不能”)
【答案】(1)正 (2) ①. 增大 ②. 减小
(3)A (4)不能
【解析】
【小问1详解】
根据同种电荷相互排斥可知,小球带正电。
【小问2详解】
[1] 受力分析可知
增加导体球带电量,发现增大可知,带电体之间的相互作用力随电荷量的增大而增大;
[2]由图可知相互作用力随它们之间距离的增大而减小;
【小问3详解】
该实验使用的科学方法是控制变量法。
故选A。
【小问4详解】
该实验定性研究了电荷之间的相互作用力的大小与距离的关系,没有记录距离准确值,无法得出定量关系。
四、本大题3小题,共36分,要求须写出必要的文字说明、主要的计算步骤和明确的答案。
15. 如图所示,竖直放置的两块足够大的带电平行板间形成一个方向水平向右的匀强电场区域,电场强度大小为E。在两板间用绝缘细线悬挂一个质量为m的带电小球,静止时小球偏离竖直方向的夹角,重力加速度为g。
(1)求小球的电性和电荷量;
(2)求悬线的拉力大小。
【答案】(1)正电,
(2)
【解析】
【小问1详解】
小球的受力如图所示
由于小球受到的静电力方向水平向右,与场强方向相同,则小球带正电;由平衡条件有
解得小球的电荷量为
【小问2详解】
由平衡条件得悬线的拉力大小为
解得
16. 将一带电粒子以初速度υ0沿水平方向从A点射入方向竖直向上的匀强电场中,粒子从B点飞出电场时速度方向与电场方向夹角为,电场的水平宽度为L,如图所示.不计粒子的重力。设粒子的质量为m,电荷量的绝对值为q。求
(1)该匀强电场的电场强度为多大?
(2)A、B两点的电势差UAB为多大?
【答案】(1) ;(2)
【解析】
【分析】
【详解】(1)设粒子在电场中的时间为t,水平方向
竖直方向
解得
(2)粒子逆着电场线偏转,说明粒子带负电,由动能定理
所以
17. 如图所示,在一倾角为30°的光滑固定绝缘斜面上方,有平行于斜面向上的匀强电场,虚线MN为电场的上边界,电场强度大小N/C,MN上方有一长为m的轻质绝缘杆,杆的上、下两端分别固定小球A、B(可看成质点),质量均为kg,A球不带电,B球所带电荷量q2= -5×10-5 C,B球到MN的距离为m。现将A、B两小球由静止释放(g取10 m/s2),求:
(1)小球B在匀强电场中而小球A还未进入电场时,两小球的加速度大小及杆的弹力大小;
(2)从开始运动到小球A刚要进入匀强电场的过程所用时间。
【答案】(1),0.05N
(2)0.6 s
【解析】
【小问1详解】
以两小球为研究对象,沿斜面方向根据牛顿第二定律有
2mgsin 30°+q2E=2ma
解得
a=10 m/s2
两小球加速度大小相同,均为10 m/s2
对球A
mgsin 30°+F=ma
解得
F=0.05N
【小问2详解】
从静止释放到B球刚要进入电场时,系统加速度为
a1==5 m/s2
由
d=a1
可知
t1= s=0.4 s
B刚要进入电场时的速度为
v=a1t1=5×0.4m/s=2m/s
从B刚进入匀强电场到A刚要进入匀强电场的过程中有
L=vt2+a
解得
t2=0.2 s(另一解-0.6 s舍去)
则总时间为
t=t1+t2=0.6 s
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绵阳南山中学实验学校高2023级高二(上)10月月考
物理试题
时间:75分钟 满分:100分 命题人:李 博 审题人:刘晓峰
第Ⅰ卷(选择题,共48分)
一、本题共8小题,每小题4分,共32分。在每小题给出的四个选项中,只有一项符合题目要求。
1. 起电盘是获得静电的简单装置,1775年由伏特发明。它是由一块绝缘物质(如石蜡、硬橡胶、树脂等)制成的平板和另一块带有绝缘柄的导电平板构成的。如图所示是起电盘示意图,其起电原理是( )
A. 摩擦起电 B. 感应起电 C. 接触起电 D. 凭空起电
2. 在电场中的某点放入电荷量为-q的试探电荷时,测得该点的电场强度为E;若在该点放入电荷量为+3q的试探电荷,此时测得该点的场强
A. 大小为3E,方向和E相反
B. 大小为E,方向和E相同
C. 大小为3E,方向和E相同
D. 大小为E,方向和E相反
3. 如图所示的是某电场中的一条电场线的直线部分,M、N为这条电场线上的两点,则( )
A. 若该电场是单个负点电荷产生的电场,则
B. 若该电场是单个正点电荷产生的电场,则
C. M、N两点的电场强度方向一定相同
D. M、N两点的电场强度大小一定相同
4. 如图所示,A、B为某电场线上的两点,那么以下结论正确的是( )
A. 把负电荷从A移到B,电场力做负功,电荷的电势能减少
B. 把正电荷从A移到B,电场力做正功,电荷的电势能减少
C. 把负电荷放置在A点,其电势能一定为负
D. 把正电荷放置在B点,其电势能一定为正
5. A、B是一条电场线上的两个点,一带负电的微粒仅在静电力作用下以一定的初速度从A点沿电场线运动到B点,其图像如右图所示。则此电场的电场线分布可能是图左中的( )
A. B.
C. D.
6. 如图所示,A、B、C三点的连线构成一个等腰直角三角形,∠A是直角。在B点放置一个电荷量为+Q的点电荷,测得A点的电场强度大小为E。若保留B点的电荷,在C点放置一个电荷量为-Q的点电荷,则A点的电场强度大小等于( )
A. 0 B. E C. E D. 2E
7. 如图所示,匀强电场的场强E=4×105v/m,A、B两点相距0.2m,两点连线与电场的夹角是60°,下列说法正确的是( )
A. 若取A点的电势为0,则B点的电势φB=4×104V
B. A、B两点间的电势差是UAB=4×104V
C. 电荷量q=+2×10-4C的电荷从A点运动到B点电势能增大8J
D. 电荷量q=-2×10-4C的电荷从A点运动到B点电势能减小8J
8. 某静电场中的电场线如图所示,带电粒子在电场中仅受静电力作用,由M运动到N,其运动轨迹如图中虚线所示,以下说法正确的是( )
A. 粒子必定带负电荷
B. 粒子在M点的加速度大于它在N点的加速度
C. 粒子在M点的电势能小于它在N点的电势能
D. 粒子在M点的动能小于它在N点的动能
二、本题共4小题,每小题4分,共16分。在每小题给出的四个选项中,有多项符合题目要求。全部选对的得4分,选对但不全的得2分,有选错的得0分。
9. 电容式加速传感器常用于触发汽车安全气囊,简化图如图所示,极板M、N组成的电容器为平行板电容器,M固定,N可左右移动,通过测量电容器极板间的电压的变化来确定汽车的加速度。若极板上的电荷量不变,当汽车向右行驶,遇紧急情况刹车,则( )
A. 极板M、N间的距离变小
B. 极板间的电压变大
C. 电容器电容变小
D. 极板间的电场强度不变
10. 如图所示,空间有一匀强电场,电场方向与纸面平行。一电荷量为-q的粒子(重力不计),在恒力F的作用下沿虚线由M匀速运动到N。已知力F和MN间夹角为θ,M、N间距离为d,则下列结论中正确的是( )
A. M、N两点的电势差为
B. 匀强电场的电场强度大小为
C. 带电粒子由M运动到N的过程中,电势能增加了
D. 电场线由N指向M
11. 绝缘水平面上固定一正点电荷Q,另一质量为m,电荷量为-q的滑块(可看作点电荷)从a点以初速度沿水平面向Q运动,到达b点时速度减为零.已知a、b间距离为s,滑块与水平面间的动摩擦因数为μ,重力加速度为g,则以下判断正确的是( )
A. 滑块在运动过程中所受Q的库仑力一定小于滑动摩擦力
B. 滑块在运动过程中的中间时刻,速度大小等于
C. 此过程产生的内能小于
D. Q产生的电场中,a、b两点间的电势差为
12. 一匀强电场的方向平行于xOy平面,平面内A、B、C三点的位置如图所示。一电子从A点移动到B点、再从B点移动到C点的过程中电势能均减少了10eV。下列说法中正确的是( )
A. O、B两点电势相等
B. 电场的方向从A指向C
C. A、C之间的电势差
D. 若将电子从C点移到O点电场力做正功
第Ⅱ卷(非选择题,共52分)
三、本大题2小题,每空2分,共16分。
13. 如图所示,小峰同学用废旧灯泡自制的验电器进行了一些电荷的探究实验。某次操作中不小心使验电器带了电,金属箔片微微张开,他想在不破坏验电器电荷量的情况下探究验电器所带电荷的电性。首先,他用皮毛摩擦橡胶棒,则橡胶棒带_____电,然后他将橡胶棒靠近而不接触验电器的金属球,若发现金属箔片角度增大,则验电器带_____电,若发现金属箔片角度减小,或先减小后增大,则验电器带_____电。(所有空选填“正”或“负”)
14. 小刘同学用如图所示的实验装置探究影响电荷之间相互作用力大小的因素,O是一个带正电的导体球,将同一带电小球用绝缘细丝线分别挂在P1、P2、P3的位置,调节细丝线长度,使小球与带电导体球O的球心保持在同一水平线上,发现小球静止时细丝线与竖直方向的夹角不同,接着他将小球挂在P1位置,增加导体球带电量,发现增大。通过该实验的现象可知:
(1)小球带_____电(填“正”或“负”);
(2)带电体之间的相互作用力随电荷量的增大而______,随它们之间距离的增大而______(填“增大”或“减小”);
(3)该实验使用的科学方法是 。
A. 控制变量法 B. 等效替代法 C. 类比法 D. 理想化法
(4)该实验能否证明带电体之间的相互作用力与距离平方成反比,与电荷量乘积成正比?_______。(填“能”或“不能”)
四、本大题3小题,共36分,要求须写出必要的文字说明、主要的计算步骤和明确的答案。
15. 如图所示,竖直放置的两块足够大的带电平行板间形成一个方向水平向右的匀强电场区域,电场强度大小为E。在两板间用绝缘细线悬挂一个质量为m的带电小球,静止时小球偏离竖直方向的夹角,重力加速度为g。
(1)求小球的电性和电荷量;
(2)求悬线的拉力大小。
16. 将一带电粒子以初速度υ0沿水平方向从A点射入方向竖直向上的匀强电场中,粒子从B点飞出电场时速度方向与电场方向夹角为,电场的水平宽度为L,如图所示.不计粒子的重力。设粒子的质量为m,电荷量的绝对值为q。求
(1)该匀强电场的电场强度为多大?
(2)A、B两点的电势差UAB为多大?
17. 如图所示,在一倾角为30°的光滑固定绝缘斜面上方,有平行于斜面向上的匀强电场,虚线MN为电场的上边界,电场强度大小N/C,MN上方有一长为m的轻质绝缘杆,杆的上、下两端分别固定小球A、B(可看成质点),质量均为kg,A球不带电,B球所带电荷量q2= -5×10-5 C,B球到MN的距离为m。现将A、B两小球由静止释放(g取10 m/s2),求:
(1)小球B在匀强电场中而小球A还未进入电场时,两小球的加速度大小及杆的弹力大小;
(2)从开始运动到小球A刚要进入匀强电场的过程所用时间。
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