内容正文:
高二年级9月质检物理试题
一、单选题(共8个小题,每小题4分,共32分)
1. 下列物理量,能够描述电场强弱的是( )
A. 电场强度 B. 电场力 C. 电荷量 D. 电容
【答案】A
【解析】
【详解】A.电场强度的物理意义就是描述电场强弱和方向的物理量,是电场的固有属性,与试探电荷无关,故A正确;
B.电场力满足公式,其大小由电场强度和试探电荷的电荷量共同决定,不能单独反映电场本身的强弱,故B错误;
C.电荷量是描述物体带电多少的物理量,和电场强弱无关联,故C错误;
D.电容满足公式,是描述电容器容纳电荷本领的物理量,和电场强弱没有直接关系,故D错误。
故选A。
2. 关于摩擦起电和感应起电,以下说法正确的是( )
A. 摩擦起电是因为电荷的转移,感应起电是因为产生电荷
B. 摩擦起电是因为产生电荷,感应起电是因为电荷的转移
C. 不论摩擦起电还是感应起电都是因为电荷的转移
D. 不论摩擦起电还是感应起电都是因为电荷的产生
【答案】C
【解析】
【详解】摩擦起电和感应起电都是因为电荷的转移,摩擦起电和感应起电都不会产生电荷。
故选C。
3. 关于电流,下列说法中正确的是( )
A. 通过导体横截面的电荷量越多,电流越大
B. 电路中电流大小与通过横截面电荷量q成正比,与时间t成反比
C. 金属导体内的持续电流是自由电子在导体内的电场力作用下形成的
D. 电流是自由电子的定向移动形成的
【答案】C
【解析】
【详解】A.由电流定义式可知,电流大小等于单位时间内通过导体横截面的电荷量,仅通过的电荷量多,若对应的时间很长,电流也可能很小,故A错误;
B.是电流的比值定义式,电流大小由电路的电压、电阻等因素决定,与通过横截面的电荷量、时间均无正比、反比关系,故B错误;
C.金属导体内的自由电荷为自由电子,持续电流是自由电子在导体内部电场力作用下定向移动形成的,故C正确;
D.电流是电荷的定向移动形成的,定向移动的电荷可以是正电荷、负电荷,不只有自由电子,例如电解质溶液中的电流由阴阳离子定向移动形成,故D错误。
故选C。
4. 若在2s内共有个2价正离子和个1价负离子同时向相反方向定向移动通过某截面,那么通过这个截面的电流是(取)( )
A. 1.5A B. 6.4A C. 4.8A D. 3A
【答案】B
【解析】
【详解】根据电流定义式
B正确。
故选B。
5. 一束正离子以相同的速率从同一位置,垂直于电场方向飞入匀强电场中,只受电场力作用,所有离子的轨迹都是一样的,这说明所有离子( )
A. 都具有相同的质量 B. 都具有相同的电荷量
C. 具有相同的比荷 D. 都是同一元素的同位素
【答案】C
【解析】
【详解】正离子进入匀强电场后,做类平抛运动,将运动分解,则偏转距离为
y=
牛顿第二定律得
a=
垂直于电场方向正离子做匀速直线运动,则运动时间为
t=
联立得
y=
由于初速率v0、电压U、极板长度L、极板间距d均相同,离子的轨迹一样时偏转距离相等,则离子的比荷相同,但它们的质量不一定相同,电量也不一定相同,不一定都属于同一元素的同位素。
故选C。
6. 如图所示,三条虚线表示某点电荷形成的电场中的等势面,一带电粒子仅受电场力作用,沿实线路径运动,A、B、C、D、G是该带电粒子运动轨迹与等势面的交点,下列说法正确的是( )
A. 场源电荷带正电
B. 该带电粒子带正电
C. 该带电粒子在B、G两点处的动能相同
D. 带电粒子在D点的加速度小于在G点的加速度
【答案】C
【解析】
【详解】AB.根据电场线与等势面垂直且指向电势降低的方向可知,产生电场的点电荷带负电,由图可知,轨迹向下弯曲,则带电粒子所受的电场力方向向下,即带电粒子受到排斥力的作用,同种电荷相互排斥,故带电粒子带负电,故A、B错误;
C.图中虚线为等势面,粒子从B到G,因,故电场力做功为0,则动能不变,即B、G两点带电粒子动能相同,故C正确;
D.由可知,电场强度越大该带电粒子的加速度越大,由可知,带电粒子在D点的电场强度大于在G点的电场强度,则带电粒子在D点的加速度大于在G点的加速度,故D错误。
故选C。
7. 如图所示,匀强电场场强为1×103N/C,ab=dc=4cm,bc=ad=3cm,则下述计算结果正确的是( )
A. ab之间的电势差为4000V
B. ac之间的电势差为50V
C. 将q=−5×10−3C的点电荷沿矩形路径abcda移动一周,静电力做功为零
D. 将q=−5×10−3C的点电荷沿abc或adc从a移到c静电力做功都是−0.25J
【答案】C
【解析】
【详解】A.由匀强电场中的电势差与电场强度的关系,可得ab之间的电势差为
A错误;
B.由图可知,b、c在同一等势面上,电势相等,因此ac之间的电势差与ab间的电势差相等,即为40V,B错误;
C.将q=−5×10−3C的点电荷沿矩形路径abcda移动一周,静电力做功是零,C正确;
D.将q=−5×10−3C的点电荷沿abc或adc从a移到c,静电力做功相等,做功为
D错误。
故选C。
8. 如图,在真空中两点分别固定电荷量均为的点电荷,是中垂线上的一点,。若在点放置一个电荷量为的点电荷,已知静电力常量为,则处点电荷受到两处点电荷的库仑力的合力大小为( )
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】
【详解】根据力的矢量合成可知
故选A。
二、多选题(共4小题,每小题4分,共16分,选对但不全得2分)
9. 反射式速调管是常用的微波器件之一,其内部为真空,有一个静电场的方向平行于轴,其电势随的分布如图所示。现将一带负电的粒子重力不计从处静止释放,下列说法正确的是( )
A. 该静电场可以由两个负点电荷产生
B. 的电场强度小于处的电场强度
C. 该粒子在处的电势能最大
D. 该粒子将沿轴负方向运动,运动到的最远位置为
【答案】BD
【解析】
【详解】AB.根据图像的斜率表示电场强度,由图可知区域的电场强度大小为
方向沿着轴负方向;区域的电场强度大小为
方向沿着轴正方向;可知的电场强度小于处的电场强度,且此静电场不可能由两个负电荷产生,故A错误,B正确;
C.处电势最高,根据可知该负电荷的粒子在处的电势能最小,故C错误;
D.带负电粒子(重力不计)从处由静止释放,受到沿轴负方向的电场力,当运动到区域后,受到沿轴正方向的电场力,根据动能定理可得
其中,联立可得
则该粒子将沿x轴负方向运动,运动到的最远位置为
故D正确。
故选BD。
10. 如图所示,两个带电荷量均为的小球A和B,A球固定在O点的正下方L处,B球用长为L的细线悬挂在O点,静止时,细线与竖直方向的夹角为60°,以下说法正确的是( )
A. B球的质量为 B. O点处的电场强度的大小为
C. 细绳的拉力大小为 D. B在A处产生的场强大小为,方向在A、B的连线上由A指向B
【答案】AB
【解析】
【详解】AC.对B球受力分析,如图所示
由图可知,三个力之间的夹角均为,则有
则B球的质量为
细绳的拉力大小为,故A正确,C错误;
B.根据点电荷电场强度公式,可知小球A、B在O点产生的电场强度大小均为
根据平行四边形定则得O点处的电场强度的大小为,故B正确;
D.根据点电荷电场强度的公式得B在A处产生的电场强度大小为,方向在A、B的连线上由B指向A,故D错误。
故选AB。
11. 如图所示为电阻A、B的图像,电阻A的图像为过原点的曲线,电阻B的图像为过原点的直线,它们的交点坐标为(,),下列关于两电阻的描述正确的是( )
A. 当流过两个电阻的电流均为时,A的阻值大于B的阻值
B. 当流过两个电阻的电流均为时,两电阻的阻值均等于
C. 电阻A的阻值随电流的增大而增大
D. 电阻A的阻值随电流的增大而减小
【答案】BC
【解析】
【详解】AB.当流过两个电阻的电流均为时,根据欧姆定律可知,两电阻的阻值相等,均为
故A错误,B正确;
CD.根据
可知图像上点与原点连线的斜率表示电阻阻值大小,则电阻A的阻值随电流的增大而增大,故C正确,D错误。
故选BC。
12. 静电场在x轴上的场强E随x的变化关系如图所示,x轴正向为场强正方向,带正电的点电荷沿x轴运动,则点电荷
A. 在和处电势能相等
B. 由运动到的过程中电势能增大
C. 由运动到的过程中电场力先增大后减小
D. 由运动到的过程中电场力先减小后增大
【答案】BC
【解析】
【分析】由图像判断电场线的方向,再确定电势大小的关系.
【详解】A.由图像可知,在0~x1之间,电场强度E是正的,是沿x轴正方向的;在x1~x4之间,电场强度E是负的,是沿x轴负方向的,故由x2到x4是逆着电场线的方向,所以x4处的电势要大于x2处的电势,选项A错误;
B.由x1运动到x3的过程中,是逆着电场线方向的,所以电势能增大,选项B正确;
CD.由x1运动到x4的过程中,x3处的电场强度的大小是最大的,故电荷在该点受到的电场力也应该是最大的,故电场力是先增大后减小,选项C正确,D错误.图像只是向我们提供一种电场强度与位置的关系,需要我们通过图像将其转化为具有一定形态的东西,当我们将其转化成具体的电场线的某一个方向时,我们再去判断就会很容易了,所以对图像的识别很重要.
三、填空题(每空3分,共24分)
13. 一个平行板电容器,所带电荷量为,两板间的电势差为5V,则电容器的电容为______F。若电容器所带电荷量为时,则电容器的电容为______F。
【答案】 ①. ②.
【解析】
【详解】[1]一个平行板电容器,所带电荷量为,两板间的电势差为5V,则电容器的电容为
[2]电容器的电容只由自身决定,与所带的电荷量无关,所以电容器所带电荷量为时,电容器的电容仍为。
14. 如图所示,是一个平行电容器,板间距为d,其电容为C,带电量为Q,上板带正电。现将一个试探电荷q由两极板间的A点移动到B点,如图所示,A、B两点之间的距离为s,连线AB与极板的夹角为30°。则电场力对试探电荷做的功为______。
【答案】
【解析】
【分析】
【详解】[1]由电容的定义式
得板间电压
板间场强
试探电荷q由A点移动到B点,电场力做功
15. 某同学用如图所示的电路观察电容器的充电放电现象。所用器材有:电源E、电流表A、电压表V、电容器C、定值电阻R、单刀双掷开关S、导线若干。
(1)将图中的电流表换成电流传感器,可以在电脑端记录电流随时间变化的图线。先将开关接1,待电路稳定后再接2。已知电流从左向右流过电阻R时为正,则与本次实验相符的I-t图像是_________。
A. B.
C. D.
(2)将图中的电压表换成电压传感器,可以在电脑端记录放电过程中电压随时间变化的图线,如图所示。已知开关接2瞬间开始计时,此时电压传感器记录数据为Um,利用数据处理软件得到U-t图线与坐标轴围成的面积为S0。根据该实验数据曲线可以粗测实验中电容器的电容C=_________。(用题中已知物理量Um、R和S0表示)
【答案】(1)A (2)
【解析】
【小问1详解】
第一次探究过程为先给电容器充电,后电容器通过R放电,给电容器充电过程中电流从左向右流过电阻R,即为正向电流,由于充电后电容器下极板带正电,电容器通过R放电时,电流从右向左流过电阻R,即为负。
故选A。
【小问2详解】
根据
变形可得
而U-t图像与坐标轴所围面积为S0,则
故有
S0=qR=CUmR
则电容为
16. “场离子显微镜”的金属钨针尖处于球形真空玻璃泡的球心O,玻璃泡内壁有一层均匀导电膜:在钨针和导电膜间加上高电压后,玻璃泡上半部分的电场可视为位于O点处点电荷形成的电场,如图所示。a、b、c、d、O为同一平面上的5个点,abc是一段以O为圆心的圆弧,d为ob的中点。a、d两点场强大小分别为Ea、Ed,o、a、c、d四点电势分别为φo、φa、φc、φd,则φa_________φd;φa_________φc,(φo-φa)_________2(φo-φd)。(填“大于”“等于”或“小于”)
【答案】 ①. 小于 ②. 等于 ③. 小于
【解析】
【详解】[1]由于沿着电场线方向电势逐渐降低,可知
φa < φd
[2][3]由题知,在钨针和导电膜间加上高电压后,玻璃泡上半部分的电场可视为位于O点处点电荷形成的电场,则根据点电荷形成的电场的电势分布可知
φa = φc
且越靠近O场强越强,则od部分的场强均大于db部分的场强,则根据U = Ed,结合微元法可定性判别出
φo-φb < 2(φo-φd)
而
φa = φb
则
φo-φa < 2(φo-φd)
四、计算题(第17小题12分,18小题16分,共28分)
17. 如图所示,长的轻质细绳上端固定,下端连接一个可视为质点的带电小球,小球静止在水平向右的匀强电场中,绳与竖直方向的夹角。已知小球所带电荷量,匀强电场的场强,取重力加速度,,。求:
(1)小球所受电场力F的大小;
(2)小球的质量m;
(3)将电场撤去,小球回到最低点时速度v的大小。
【答案】(1)
(2)
(3)
【解析】
【小问1详解】
小球所受电场力F的大小为
【小问2详解】
小球处于静止状态,根据平衡条件可得
可得小球的质量为
【小问3详解】
将电场撤去,小球回到最低点时,由动能定理可得
解得
18. 如图所示,光滑绝缘竖直细杆与以正电荷Q为圆心的圆周交于B、C两点。一质量为m,电量为的空心小球从杆上A点从静止开始下落。设,小球滑到点时速度为,试求:
(1)小球从A滑至B的过程中电场力做的功;
(2)小球滑至C点的速度;
(3)若以C点为零电势点,试确定A点的电势。
【答案】(1)
(2)
(3)
【解析】
【小问1详解】
由题意可知,小球从A滑至B过程中,根据动能定理
解得小球从A滑至B过程中电场力做的功
【小问2详解】
因为B、C是在电荷Q产生的电场中处于同一等势面上的两点,即
则B到C过程,电场力做功为零,由动能定理得
解得小球滑至C点的速度
【小问3详解】
由静电力做功与电势差的关系可知
又因为,
解得A点的电势
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高二年级9月质检物理试题
一、单选题(共8个小题,每小题4分,共32分)
1. 下列物理量,能够描述电场强弱的是( )
A. 电场强度 B. 电场力 C. 电荷量 D. 电容
2. 关于摩擦起电和感应起电,以下说法正确的是( )
A. 摩擦起电是因为电荷的转移,感应起电是因为产生电荷
B. 摩擦起电是因为产生电荷,感应起电是因为电荷的转移
C. 不论摩擦起电还是感应起电都是因为电荷的转移
D. 不论摩擦起电还是感应起电都是因为电荷的产生
3. 关于电流,下列说法中正确的是( )
A. 通过导体横截面的电荷量越多,电流越大
B. 电路中电流大小与通过横截面电荷量q成正比,与时间t成反比
C. 金属导体内的持续电流是自由电子在导体内的电场力作用下形成的
D. 电流是自由电子的定向移动形成的
4. 若在2s内共有个2价正离子和个1价负离子同时向相反方向定向移动通过某截面,那么通过这个截面的电流是(取)( )
A. 1.5A B. 6.4A C. 4.8A D. 3A
5. 一束正离子以相同的速率从同一位置,垂直于电场方向飞入匀强电场中,只受电场力作用,所有离子的轨迹都是一样的,这说明所有离子( )
A. 都具有相同的质量 B. 都具有相同的电荷量
C. 具有相同的比荷 D. 都是同一元素的同位素
6. 如图所示,三条虚线表示某点电荷形成的电场中的等势面,一带电粒子仅受电场力作用,沿实线路径运动,A、B、C、D、G是该带电粒子运动轨迹与等势面的交点,下列说法正确的是( )
A. 场源电荷带正电
B. 该带电粒子带正电
C. 该带电粒子在B、G两点处的动能相同
D. 带电粒子在D点的加速度小于在G点的加速度
7. 如图所示,匀强电场场强为1×103N/C,ab=dc=4cm,bc=ad=3cm,则下述计算结果正确的是( )
A. ab之间的电势差为4000V
B. ac之间的电势差为50V
C. 将q=−5×10−3C的点电荷沿矩形路径abcda移动一周,静电力做功为零
D. 将q=−5×10−3C的点电荷沿abc或adc从a移到c静电力做功都是−0.25J
8. 如图,在真空中两点分别固定电荷量均为的点电荷,是中垂线上的一点,。若在点放置一个电荷量为的点电荷,已知静电力常量为,则处点电荷受到两处点电荷的库仑力的合力大小为( )
A. B. C. D.
二、多选题(共4小题,每小题4分,共16分,选对但不全得2分)
9. 反射式速调管是常用的微波器件之一,其内部为真空,有一个静电场的方向平行于轴,其电势随的分布如图所示。现将一带负电的粒子重力不计从处静止释放,下列说法正确的是( )
A. 该静电场可以由两个负点电荷产生
B. 的电场强度小于处的电场强度
C. 该粒子在处的电势能最大
D. 该粒子将沿轴负方向运动,运动到的最远位置为
10. 如图所示,两个带电荷量均为的小球A和B,A球固定在O点的正下方L处,B球用长为L的细线悬挂在O点,静止时,细线与竖直方向的夹角为60°,以下说法正确的是( )
A. B球的质量为 B. O点处的电场强度的大小为
C. 细绳的拉力大小为 D. B在A处产生的场强大小为,方向在A、B的连线上由A指向B
11. 如图所示为电阻A、B的图像,电阻A的图像为过原点的曲线,电阻B的图像为过原点的直线,它们的交点坐标为(,),下列关于两电阻的描述正确的是( )
A. 当流过两个电阻的电流均为时,A的阻值大于B的阻值
B. 当流过两个电阻的电流均为时,两电阻的阻值均等于
C. 电阻A的阻值随电流的增大而增大
D. 电阻A的阻值随电流的增大而减小
12. 静电场在x轴上的场强E随x的变化关系如图所示,x轴正向为场强正方向,带正电的点电荷沿x轴运动,则点电荷
A. 在和处电势能相等
B. 由运动到的过程中电势能增大
C. 由运动到的过程中电场力先增大后减小
D. 由运动到的过程中电场力先减小后增大
三、填空题(每空3分,共24分)
13. 一个平行板电容器,所带电荷量为,两板间的电势差为5V,则电容器的电容为______F。若电容器所带电荷量为时,则电容器的电容为______F。
14. 如图所示,是一个平行电容器,板间距为d,其电容为C,带电量为Q,上板带正电。现将一个试探电荷q由两极板间的A点移动到B点,如图所示,A、B两点之间的距离为s,连线AB与极板的夹角为30°。则电场力对试探电荷做的功为______。
15. 某同学用如图所示的电路观察电容器的充电放电现象。所用器材有:电源E、电流表A、电压表V、电容器C、定值电阻R、单刀双掷开关S、导线若干。
(1)将图中的电流表换成电流传感器,可以在电脑端记录电流随时间变化的图线。先将开关接1,待电路稳定后再接2。已知电流从左向右流过电阻R时为正,则与本次实验相符的I-t图像是_________。
A. B.
C. D.
(2)将图中的电压表换成电压传感器,可以在电脑端记录放电过程中电压随时间变化的图线,如图所示。已知开关接2瞬间开始计时,此时电压传感器记录数据为Um,利用数据处理软件得到U-t图线与坐标轴围成的面积为S0。根据该实验数据曲线可以粗测实验中电容器的电容C=_________。(用题中已知物理量Um、R和S0表示)
16. “场离子显微镜”的金属钨针尖处于球形真空玻璃泡的球心O,玻璃泡内壁有一层均匀导电膜:在钨针和导电膜间加上高电压后,玻璃泡上半部分的电场可视为位于O点处点电荷形成的电场,如图所示。a、b、c、d、O为同一平面上的5个点,abc是一段以O为圆心的圆弧,d为ob的中点。a、d两点场强大小分别为Ea、Ed,o、a、c、d四点电势分别为φo、φa、φc、φd,则φa_________φd;φa_________φc,(φo-φa)_________2(φo-φd)。(填“大于”“等于”或“小于”)
四、计算题(第17小题12分,18小题16分,共28分)
17. 如图所示,长的轻质细绳上端固定,下端连接一个可视为质点的带电小球,小球静止在水平向右的匀强电场中,绳与竖直方向的夹角。已知小球所带电荷量,匀强电场的场强,取重力加速度,,。求:
(1)小球所受电场力F的大小;
(2)小球的质量m;
(3)将电场撤去,小球回到最低点时速度v的大小。
18. 如图所示,光滑绝缘竖直细杆与以正电荷Q为圆心的圆周交于B、C两点。一质量为m,电量为的空心小球从杆上A点从静止开始下落。设,小球滑到点时速度为,试求:
(1)小球从A滑至B的过程中电场力做的功;
(2)小球滑至C点的速度;
(3)若以C点为零电势点,试确定A点的电势。
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