内容正文:
驻马店实验高中9月份月考
物理试题
时间:75分钟 分数:100分
一、单选题(共28分,每题4分)
1. a和b为电场中的两个点,如果把的负电荷从a点移动到b点,电场力对该电荷做了的正功,则该电荷的电势能( )
A. 增加了 B. 增加了
C. 减少了 D. 减少了
【答案】C
【解析】
【详解】电场力做正功,则电势能减小,电场力做功为+4×10-7J,可知电荷的电势能减小4×10-7J。
故选C。
2. 三条等势线如图所示,其中A、B两点在不同等势线上,下列说法正确的是( )
A. 电子在A点的电势能为
B. 电子在A点受到的电场力比B点大
C. 电子从A点移动到B点,电场力所做的功为6eV
D. 电子从A点移动到B点,电势能减少4eV
【答案】B
【解析】
【详解】A.根据可知,电子在点的电势能
选项A错误;
B.根据可知,等差等势面越密的位置,电场强度越大,则点电场强度大于点,所以电子在点受到的电场力大于点,选项B正确;
CD.电子从点移动到点,电场力所做的功
电势能增加,选项CD错误。
故选B。
3. 如图所示,实线表示某静电场的电场线,虚线表示该电场的等势面.下列判断正确的是( )
A. 、两点的场强相等 B. 、两点的场强相等
C. 、两点的电势相等 D. 、两点的电势相等
【答案】D
【解析】
【详解】试题分析:电场线的疏密表示电场的强弱,由图可得,1与2比较,1处的电场线密,所以1处的电场强度大.故A错误;电场线的疏密表示电场的强弱,由图可得,1与3比较,它们的电场强度的大小及方向都不同.故B错误;顺着电场线,电势降低,所以1点的电势高于2点处的电势.故C错误;由题目可得,2与3处于同一条等势线上,所以2与3两点的电势相等.故D正确.故选D.
考点:电场线;等势面
【名师点睛】加强基础知识的学习,掌握住电场线和等势面的特点,即可解决本题,电场线越密,场强越大.顺着电场线,电势降低;注意电场强度是矢量,是否相等,要关注方向性.
4. 图中虚线为匀强电场中与场强方向垂直的等间距平行直线,两粒子M、N质量相等,所带电荷量的绝对值也相等,现将M、N从虚线上的O点以相同速率射出,两粒子在电场中运动的轨迹分别如图中两条实线所示。点a、b、c为实线与虚线的交点。已知O点电势高于c点电势。不计重力,则( )
A. M带负电,N带正电
B. N在a点的速度与M在c点的速度大小相同
C. N从O点运动至a点的过程中克服静电力做功
D. M从O点运动至b点的过程中,电场力对它始终做正功
【答案】B
【解析】
【详解】A.由于等势线在水平方向,O点电势高于c点,根据电场线与等势线垂直,而且由高电势指向低电势,可知电场方向竖直向下,根据粒子的轨迹可判断出N粒子所受的电场力方向竖直向上,M粒子所受的电场力方向竖直向下,故知M粒子带正电,N带负电,故A错误;
B.由动能定理可知,N在a点的速度与M在c点的速度大小相等,故B正确;
C.N从O点运动至a点的过程中电场力与速度的夹角为锐角,电场力做正功,故C错误;
D.O、b间电势差为零,由动能定理可知M从O点运动至b点的过程中,电场力对它先做负功再做正功,做的总功为零,故D错误。
故选B。
5. 如图所示,开关S闭合后,静电计G的指针张开一个角度,两正对水平金属板A、B间有一带电油滴悬浮不动。不计G所带的电荷量。下列说法正确的是( )
A. 若仅将B板缓慢水平右移少许,则油滴将向下运动
B. 若仅将A板缓慢竖直上移少许,则A板所带的电荷量将增大
C. 若断开S,仅将A板缓慢水平左移少许,则G的指针张角将变小
D. 若断开S,仅将B板缓慢水平右移少许,则油滴将向上运动
【答案】D
【解析】
【详解】A.因为电容器和电源相连,金属板间电压不变,若仅将B板缓慢水平右移少许,板间距不变,根据
可知电场强度不变,故油滴静止,故A错误;
B.若仅将A板缓慢竖直上移少许,板间距变大,根据
电容减小,根据
可得电容器放电,A板所带的电荷量将减小,故B错误;
C.若断开S,电容器电荷量不变,仅将A板缓慢水平左移少许,正对面积减小,根据
可得电容减小,根据
可得电容器电压变大,则G的指针张角将变大,故C错误;
D.同理,若断开S,电容器电荷量不变,仅将B板缓慢水平右移少许,分析可得电容器电压变大,根据
可得电场强度增大,刚开始时油滴受电场力大小等于重力,则此时电场力大于重力,则油滴将向上运动,故D正确。
故选D。
6. 如图所示,平行板电容器充电后,两极板间的电场为匀强电场。电子从A点沿平行于极板的方向向右飞入匀强电场并从右侧B点飞出。仅将该电容器所带电荷量增加到原来的2倍,电子仍以相同的初速度从A点飞入匀强电场并从右侧某点飞出。不计重力,关于电子在电场中运动情况的分析,正确的是( )
A. 电子仍从B点飞出
B. 电子的加速度大小变为原来的4倍
C. 电子在电场中运动的时间变为原来的2倍
D. 电场力对电子做的功变为原来的4倍
【答案】D
【解析】
【详解】B.设板间距离为,根据
仅将该电容器所带电荷量增加到原来的2倍,则板间电场强度增加为原来的2倍,根据牛顿第二定律可得
可知电子的加速度大小变为原来的2倍,故B错误;
AC.设板长为,电子在板间做类平抛运动,则有,
由于电子仍以相同的初速度从A点飞入匀强电场并从右侧某点飞出,可知电子在电场中运动的时间不变,在电场方向的偏转位移变为原来的2倍,所以电子从B点下方飞出,故AC错误;
D.根据
由于电场强度增加为原来的2倍,在电场方向的偏转位移变为原来的2倍,所以电场力对电子做的功变为原来的4倍,故D正确。
故选D。
7. 如图所示,匀强电场中有四个点组成平行四边形,其中A、B、C三点电势分别为、和。已知,,,下列说法正确的是( )
A. O点电势为
B. D点电势为
C. 电场强度方向从D指向A
D. 场强大小为
【答案】A
【解析】
【详解】AB.因为,所以
所以可知BOD为一条等势线,即,A正确;B错误;
C.由于电场线垂直于等势线,由高电势点指向低电势点,则电场线的方向由 B指向A,C错误;
D.根据匀强电场中电场强度和电势差的关系,可知匀强电场的电场强度大小
D错误。
故选A。
二、多选题(共18分,每题6分,漏选得3分,错选多选得0分)
8. 如图所示,水平固定的绝缘光滑细杆上穿有一个带电小环(可视为点电荷),沿细杆方向建立一维坐标系,坐标原点O上方的P点固定另一个点电荷,将带电小环由处静止释放,小环在细杆上做往复运动。选无限远处电势为0,x轴上各点电势为,小环运动过程中的电势能为,、随x变化的图像可能正确的是( )
A. B.
C. D.
【答案】ABC
【解析】
【详解】AB.若P点的点电荷带正电,则x轴上各点电势分布为图A所示;若P点的点电荷带负电,则x轴上各点电势分布为图B所示,故AB正确;
CD.小环在无穷远处电势能为零,无论P带何种电荷,带电小环向O点运动时,动能变大,电势能减小,可知在O点时电势能为负值且最小,则图C正确,D错误。
故选ABC。
9. 某一带正电粒子仅在电场力作用下从点向点运动的轨迹如图中的实线所示,图中的虚线代表等差等势线。粒子经过两点时的动能分别为和,粒子在两点处的加速度大小分别为和两点处的电势分别为和,粒子在两点处的电势能分别为和,下列判断正确的是( )
A. B. C. D.
【答案】AD
【解析】
【详解】A.等势线越密的地方,电场线越密,带电粒子所受电场力越大,带电粒子的加速度越大,所以两点处的加速度一定满足,故A正确;
BC.带电粒子的轨迹向左弯曲,说明带电粒子所受电场力偏左,又电场线与等势面垂直,所以带电粒子所受电场力向左上方,与带电粒子的运动方向成钝角,则电场力对带电粒子做负功,带电粒子的动能减小,电势能增大,即,故BC错误;
D.根据电势能的定义式
因为,可知,故D正确。
故选AD。
10. 如图所示,空间存在水平向右、电场强度大小为的匀强电场,质量为的带电微粒恰好沿图中的虚线在竖直平面内做匀速直线运动,虚线与水平方向的夹角为,微粒受到的空气阻力不能忽略,重力加速度大小为g,下列说法正确的是( )
A. 微粒可能带正电 B. 微粒可能由点向点运动
C. 微粒的电势能不断减小 D. 微粒所带电荷量的绝对值为
【答案】CD
【解析】
【详解】A.由题意知带电微粒恰好沿图中的虚线在竖直平面内做匀速直线运动,可知微粒的合力一定与微粒轨迹共线,且微粒受到的空气阻力与运动方向相反,故受力分析如图
由上图可知微粒带负电,故A错误;
B.微粒只能由点向点运动才能保持平衡,故B错误;
C.微粒由点向点运动的过程中,电场力做正功,电势能减小,故C正确;
D.根据平衡条件有
解得,故D正确。
故选CD。
三、非选择题(共54分。11小题、12小题每空2分)
11.
(1)将带电荷量为的负电荷从电场中的点移到点,克服静电力做了的功,再从移到,静电力做了的功,则:该电荷从移到,电势能______(填:增加了、减少了)______J;再从移到的过程中,______(填:增加了、减少了)______J.
(2)将一电荷量为的正电荷从无限远处一点移至电场中某点,静电力做功。(取无限远处为电势零点)则:点的电势______;正电荷移入电场前点的电势______。
【答案】(1) ①. 增加了 ②. ③. 减少了 ④.
(2) ①. ②.
【解析】
【小问1详解】
[1]电荷从点移到点的过程中,克服静电力做功,电势能增加。
[2]克服静电力做的功等于电势能的增加量,故电势能增加了
[3]电荷从点移到点的过程中,静电力做正功,电势能减少。
[4]由静电力做功与电势能变化的关系得,故电势能减少了
【小问2详解】
[5]由静电力做功与电势差的关系得
则
[6]电势由形成电场的源电荷决定,与放入的试探电荷无关,因此正电荷移入电场前点的电势仍为
12.
(1)如图所示,实线为电场线,虚线为等势面,,,则、连线中点的电势______(选填:、、)
(2)有一个空气平行板电容器,极板间相距,正对面积为,充以电荷量后,两极板间电压为,为使电容器的电容加倍,可采用的办法是______
A. 将电压变为 B. 将带电荷量变为
C. 将极板间的距离变为 D. 两板间充满介电常数为2的电介质
【答案】(1)< (2)CD
【解析】
【小问1详解】
电势沿电场线方向降低。图中a、b之间的电场线较密,说明该段电场较强,电势降落大于b、c之间,因此
代入、,得,故填“<”。
【小问2详解】
平行板电容器的电容决定式为。将极板间距变为,或在两极板间充满相对介电常数为2的电介质,都会使电容变为原来的2倍。电荷量Q和电压U只反映电容器的状态,不能改变电容本身。
故选CD。
13. 如图所示,用长为l的绝缘细线拴一个质量为m、带电量为+q的小球(可视为质点)后悬挂于O点,整个装置处于水平向右的匀强电场E中。将小球拉至使悬线呈水平的位置A后,由静止开始将小球释放,小球从A点开始向下摆动,当悬线转过60°角到达位置B时,速度恰好为零。求:(已知重力加速度为g)
(1)B、A两点的电势差UBA;
(2)电场强度E。
【答案】(1);(2)
【解析】
【详解】(1)对小球根据动能定理可得
解得
(2)根据匀强电场中场强与电势差的关系可得
14. 如图所示,在匀强电场中,有边长为10cm的等边三角形ABC,三角形所在平面与匀强电场的电场线平行,O点为该三角形的中心,三角形各顶点的电势分别为,,,电子电荷量为,求:
(1)匀强电场的电场强度;
(2)将电子由A点移到C点,电子的电势能变化量;
【答案】(1),电场强度的方向为由指向
(2)
【解析】
【详解】(1)取中点为,则
则为等势面,由于电场线与等势线垂直及沿电场线方向电势降低可知电场强度的方向为由指向,如图所示
电场强度大小为
(2)将电子由点移到点,电子所受电场力做功为
根据功能关系可得
即电子的电势能减少了;
15. 如下图所示,轻绳上端固定,下端连接一个质量的带电小球(可视为质点)。小球位于电场强度、方向水平向右的匀强电场中。小球静止时,绳与竖直方向的夹角(sin37°=0.6,cos37°=0.8,)。
(1)求小球受轻绳拉力F的大小;
(2)求小球的带电量为多少;
(3)若剪断细线,求小球在0.2秒内的位移大小。
【答案】(1)
(2)
(3)
【解析】
【小问1详解】
以小球为对象,根据平衡条件可得
解得小球受轻绳拉力大小为
【小问2详解】
以小球为对象,根据平衡条件可得
解得小球的带电量为
【小问3详解】
若剪断细线,小球将做匀加速运动,小球受到重力和电场力的合力大小为
根据牛顿第二定律可知,小球的加速度大小为
则小球在0.2秒内的位移大小为
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物理试题
时间:75分钟 分数:100分
一、单选题(共28分,每题4分)
1. a和b为电场中的两个点,如果把的负电荷从a点移动到b点,电场力对该电荷做了的正功,则该电荷的电势能( )
A. 增加了 B. 增加了
C. 减少了 D. 减少了
2. 三条等势线如图所示,其中A、B两点在不同等势线上,下列说法正确的是( )
A. 电子在A点的电势能为
B. 电子在A点受到的电场力比B点大
C. 电子从A点移动到B点,电场力所做的功为6eV
D. 电子从A点移动到B点,电势能减少4eV
3. 如图所示,实线表示某静电场的电场线,虚线表示该电场的等势面.下列判断正确的是( )
A. 、两点的场强相等 B. 、两点的场强相等
C. 、两点的电势相等 D. 、两点的电势相等
4. 图中虚线为匀强电场中与场强方向垂直的等间距平行直线,两粒子M、N质量相等,所带电荷量的绝对值也相等,现将M、N从虚线上的O点以相同速率射出,两粒子在电场中运动的轨迹分别如图中两条实线所示。点a、b、c为实线与虚线的交点。已知O点电势高于c点电势。不计重力,则( )
A. M带负电,N带正电
B. N在a点的速度与M在c点的速度大小相同
C. N从O点运动至a点的过程中克服静电力做功
D. M从O点运动至b点的过程中,电场力对它始终做正功
5. 如图所示,开关S闭合后,静电计G的指针张开一个角度,两正对水平金属板A、B间有一带电油滴悬浮不动。不计G所带的电荷量。下列说法正确的是( )
A. 若仅将B板缓慢水平右移少许,则油滴将向下运动
B. 若仅将A板缓慢竖直上移少许,则A板所带的电荷量将增大
C. 若断开S,仅将A板缓慢水平左移少许,则G的指针张角将变小
D. 若断开S,仅将B板缓慢水平右移少许,则油滴将向上运动
6. 如图所示,平行板电容器充电后,两极板间的电场为匀强电场。电子从A点沿平行于极板的方向向右飞入匀强电场并从右侧B点飞出。仅将该电容器所带电荷量增加到原来的2倍,电子仍以相同的初速度从A点飞入匀强电场并从右侧某点飞出。不计重力,关于电子在电场中运动情况的分析,正确的是( )
A. 电子仍从B点飞出
B. 电子的加速度大小变为原来的4倍
C. 电子在电场中运动的时间变为原来的2倍
D. 电场力对电子做的功变为原来的4倍
7. 如图所示,匀强电场中有四个点组成平行四边形,其中A、B、C三点电势分别为、和。已知,,,下列说法正确的是( )
A. O点电势为
B. D点电势为
C. 电场强度方向从D指向A
D. 场强大小为
二、多选题(共18分,每题6分,漏选得3分,错选多选得0分)
8. 如图所示,水平固定的绝缘光滑细杆上穿有一个带电小环(可视为点电荷),沿细杆方向建立一维坐标系,坐标原点O上方的P点固定另一个点电荷,将带电小环由处静止释放,小环在细杆上做往复运动。选无限远处电势为0,x轴上各点电势为,小环运动过程中的电势能为,、随x变化的图像可能正确的是( )
A. B.
C. D.
9. 某一带正电粒子仅在电场力作用下从点向点运动的轨迹如图中的实线所示,图中的虚线代表等差等势线。粒子经过两点时的动能分别为和,粒子在两点处的加速度大小分别为和两点处的电势分别为和,粒子在两点处的电势能分别为和,下列判断正确的是( )
A. B. C. D.
10. 如图所示,空间存在水平向右、电场强度大小为的匀强电场,质量为的带电微粒恰好沿图中的虚线在竖直平面内做匀速直线运动,虚线与水平方向的夹角为,微粒受到的空气阻力不能忽略,重力加速度大小为g,下列说法正确的是( )
A. 微粒可能带正电 B. 微粒可能由点向点运动
C. 微粒的电势能不断减小 D. 微粒所带电荷量的绝对值为
三、非选择题(共54分。11小题、12小题每空2分)
11.
(1)将带电荷量为的负电荷从电场中的点移到点,克服静电力做了的功,再从移到,静电力做了的功,则:该电荷从移到,电势能______(填:增加了、减少了)______J;再从移到的过程中,______(填:增加了、减少了)______J.
(2)将一电荷量为的正电荷从无限远处一点移至电场中某点,静电力做功。(取无限远处为电势零点)则:点的电势______;正电荷移入电场前点的电势______。
12.
(1)如图所示,实线为电场线,虚线为等势面,,,则、连线中点的电势______(选填:、、)
(2)有一个空气平行板电容器,极板间相距,正对面积为,充以电荷量后,两极板间电压为,为使电容器的电容加倍,可采用的办法是______
A. 将电压变为 B. 将带电荷量变为
C. 将极板间的距离变为 D. 两板间充满介电常数为2的电介质
13. 如图所示,用长为l的绝缘细线拴一个质量为m、带电量为+q的小球(可视为质点)后悬挂于O点,整个装置处于水平向右的匀强电场E中。将小球拉至使悬线呈水平的位置A后,由静止开始将小球释放,小球从A点开始向下摆动,当悬线转过60°角到达位置B时,速度恰好为零。求:(已知重力加速度为g)
(1)B、A两点的电势差UBA;
(2)电场强度E。
14. 如图所示,在匀强电场中,有边长为10cm的等边三角形ABC,三角形所在平面与匀强电场的电场线平行,O点为该三角形的中心,三角形各顶点的电势分别为,,,电子电荷量为,求:
(1)匀强电场的电场强度;
(2)将电子由A点移到C点,电子的电势能变化量;
15. 如下图所示,轻绳上端固定,下端连接一个质量的带电小球(可视为质点)。小球位于电场强度、方向水平向右的匀强电场中。小球静止时,绳与竖直方向的夹角(sin37°=0.6,cos37°=0.8,)。
(1)求小球受轻绳拉力F的大小;
(2)求小球的带电量为多少;
(3)若剪断细线,求小球在0.2秒内的位移大小。
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