内容正文:
北京师范大学天津生态城附属学校
物理试卷
注意事项:
1、本试卷分第Ⅰ卷(选择题)和第Ⅱ卷(非选择题)两部分。满分 100 分,考试时间 60分钟。
2、答Ⅰ卷前,考生务必将自己的姓名、准考证号、考试科目涂写在答题卡上,只交答题卡,试卷学生带走,以备讲评。
第Ⅰ卷(选择题,满分64分)
一、单选题(本大题共8小题,共40.0分)
1. 下列对物体带电现象的叙述中正确的是( )
A. 摩擦起电的本质是电荷发生了转移
B. 物体带电量有可能是
C. 物体所带电量可能很小,可以小于元电荷
D. 经过摩擦使某物体带正电是因为产生了额外的正电荷
【答案】A
【解析】
【详解】摩擦起电是电子由一个物体转移到另一个物体的结果。得到电子的物体带负电,失去电子的物体带正电。因此原来不带电的两个物体摩擦起电时,它们所带的电量在数值上必然相等。
本题关键要从微观角度认识摩擦起电的本质,同时要从电荷守恒和电荷量的量子化的角度去思考问题。
【解答】AD.摩擦起电是电子由一个物体转移到另一个物体的结果,得到电子的物体带负电,失去电子的物体带正电,因此原来不带电的两个物体摩擦起电时,它们所带的电量在数值上必然相等,故A正确,D错误;
BC.电子的带电量最小,质子的带电量与电子相等,电性相反,人们通常将最小的电荷量叫做元电荷,元电荷为:,物体的带电量是元电荷的整数倍,故B错误,D错误;
故选A。
2. 如图所示,用起电机使金属球A带正电,将A靠近验电器上的金属小球B,则( )
A. 验电器的金属箔不会张开,因为球A没有和B接触
B. 验电器的金属箔张开,因为整个验电器都带上了正电
C. 验电器的金属箔张开,因为验电器下部的箔片都带上了正电
D. 验电器的金属箔张开,因为整个验电器都带上了负电
【答案】C
【解析】
【详解】把一个带正电的金属球A,靠近验电器的金属小球B,验电器的金属小球由于静电感应,会带上负电荷,金属箔会带上等量正电荷,所以验电器的金箔张开,而整个验电器不带电。
故选C。
3. 有两个半径为r的金属球如图放置,两球表面间距离为3r。今使两球带上等量的异种电荷Q,两球间库仑力的大小为F,那么( )
A. F=k B. F>k C. F<k D. 无法判定
【答案】B
【解析】
【详解】异种电荷相互吸引,则电荷间的距离小于5r,由库仑定律可知
F>k
故选B。
4. 如图所示,图中实线为一簇电场线,虚线是一带电粒子从电场中的A点运动到B点的运动轨迹。粒子只受电场力作用。下列说法正确的是( )
A. A点的电势比B点的电势高
B. 粒子在A点的动能大于在B点的动能
C. 粒子在A点的加速度大于在B点的加速度
D. 粒子在A点的电势能大于在B点的电势能
【答案】D
【解析】
【详解】A.等势面与电场线垂直,且沿着电场线方向电势逐渐降低,A点的电势比B点的电势低,A错误;
B.粒子所受合力即电场力指向轨迹弯曲的凹侧,可以判断粒子带负电,A点运动到B点过程中静电力做正功,由动能定理可知,粒子在A点的动能小于在B点的动能。B错误;
C.电场线越密的地方电场强度越大,带电粒子所受电场力越大,加速度越大,粒子在A点的加速度小于在B点的加速度。C错误;
D.由,可知负电荷在电势越低的地方电势能越大,粒子在A点的电势能大于在B点的电势能。D正确。
故选D。
5. 如图所示,虚线a、b、c代表电场中的三个等势面,相邻等势面之间的电势差相等,即,实线为一带负电的质点仅在电场力作用下通过该区域时的运动轨迹,P、R、Q是这条轨迹上的三点,R点在等势面b上,据此可知( )
A. 三个等势面中,c的电势最高
B. 带电质点在P点的加速度比在Q点的加速度小
C. 带电质点在P点的电势能比在Q点的小
D. 带电质点在P点的动能大于在Q点的动能
【答案】A
【解析】
【详解】AC.根据轨迹弯曲的方向和电场线与等势线垂直可知负电荷所受的电场力应向下,所以电场线向上,则c点电势最高。利用推论:负电荷在电势高处电势能小,知道质点在P点的电势能比在Q点的电势能大。故A正确,C错误;
B.因为,知等差等势面P处密,P处电场强度大,质点在P处所受的电场力大,加速度大,故B错误;
D.负电荷的总能量守恒,即带电质点的动能与电势能之和不变,而质点在P点的电势能比在Q点的电势能大,所以质点在P点的动能小于在Q点的动能,故D错误。
故选A。
6. 如图所示,电荷量为的点电荷与均匀带电薄板相距,点电荷到带电薄板的垂线通过板的几何中心。若图中A点的电场强度为0,则图中B点的电场强度( )
A. 大小为,方向沿AB方向 B. 大小为,方向沿BA方向
C. 大小为,方向沿AB方向 D. 大小为,方向沿BA方向
【答案】D
【解析】
【详解】规定BA方向为正反方向,A点场强叠加分析得
B点场强叠加分析得
方向沿BA方向。
故选D。
7. 以下几个生活中的物理现象,涉及的物理原理与其他三个不同的是( )
A. 夜间高压线周围有时会出现一层绿色光晕
B. 优质的话筒线在信号传输线外又多包了一层金属网
C. 超高压带电作业的工人穿戴的工作服包含金属丝织物
D. 精密的电子仪器放在封闭的金属壳里就不受外界电场的影响
【答案】A
【解析】
【分析】
【详解】夜间高压线周围有时会出现一层绿色光晕,由于电压高,是一种微弱的尖端放电现象;优质的话筒线在信号传输线外又多包了一层金属网;超高压带电作业的工人穿戴的工作服包含金属丝织物;精密的电子仪器放在封闭的金属壳里就不受外界电场的影响;均是属于静电屏蔽作用。所以A选项涉及的物理原理与其他三个不同。
故选A。
8. 如图(a)所示,AB是某电场中的一条电场线,若有一电子以某一初速度且仅在电场力的作用下,沿AB由点A运动到点B,所经位置的电势随距A点的距离变化的规律如图(b)所示。以下说法不正确的是( )
A. A、B两点的电场强度
B. 电子在A、B两点的速度
C. A、B两点的电势
D. 电子在A、B两点的电势能
【答案】B
【解析】
【详解】A.图象的斜率表示电场强度,可得A、B两点的电场强度
故A正确;
B.根据沿电场线方向电势降低,可知电场强度的方向为指向,则电子受到电场力方向为指向,电子由点A运动到点B,电场力做负功,电子的动能减小,速度减小,故
故B错误,
C.由图(b)可知A、B两点的电势
故C正确;
D.电子由点A运动到点B,电场力做负功,电子的电势能增加,故
故D正确。
本题选错误的,故选B。
二、多选题(本大题共4小题,共24.0分)
9. 如图所示,竖直绝缘墙壁上固定一个带电质点A,A点正上方的P点用绝缘丝线悬挂另一质点B,A、B两质点因为带电而相互排斥,致使悬线与竖直方向成角,由于漏电A、B两质点的带电量缓慢减小,在电荷漏完之前,关于悬线对悬点P的拉力大小和A、B间斥力大小的变化情况,下面说法中正确的是( )
A. 保持不变 B. 先变大后变小
C. 保持不变 D. 逐渐减小
【答案】AD
【解析】
【详解】以小球为研究对象,球受到重力G,A的斥力F2和线的拉力F1三个力作用,作出力图,如图。
作出F1、F2的合力F,则由平衡条件得
F=G
根据△FBF1∽△PQB得
在A、B两质点带电量逐渐减少的过程中,PB、PQ、G均不变,则线的拉力F1不变,A、B间斥力F2变小。
故选AD。
10. 如图所示,在电荷量为q的等量异种点电荷形成的电场中,O是两点电荷连线的中点,E、F是两点电荷连线中垂线上关于O对称的两点,B、C和A、D也关于O点对称,点电荷+q至B点和A点的距离均为r,BO=OC=r,则( )
A. B、C两点电场强度大小相同,方向不同
B. A、D两点电场强度大小相同,方向相同
C. E、O、F三点比较,O点电场强度最大
D. B、O、C三点比较,O点电场强度最大
【答案】BC
【解析】
【详解】A.根据等量异种点电荷电场的对称性,、两点关于点对称,电场强度大小相等。在两点电荷连线上,电场方向均由正电荷指向负电荷,即、两点电场强度方向相同,均向右,故A错误;
B.、两点关于点对称,根据对称性,电场强度大小相等。点靠近,合场强方向向左;点靠近,合场强方向也向左,即方向相同,故B正确;
C.在两点电荷连线的中垂线上,点处电场线最密,电场强度最大,向两侧逐渐减小,所以、、三点比较,点电场强度最大,故C正确;
D.在两点电荷连线上,点处电场线最疏,电场强度最小,向两侧靠近电荷处逐渐增大,所以、、三点比较,点电场强度最小,故D错误。
故选BC。
11. 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,三点的电势分别为10V、17V、26V。则下列说法正确的是( )
A. 电场强度的大小为2V/cm
B. 坐标原点处的电势为1V
C. 电子在b点的电势能比在c点小9eV
D. 电子从a点运动到b点,电场力做功为7eV
【答案】BD
【解析】
【详解】AB.在匀强电场中,平行且等长的线段两端电势差相等,对于矩形,有
代入数据解得原点电势
方向电势差
距离,则
方向电势差
距离,则
合场强,故A错误;B正确;
C.电子带负电,电荷量,电势能
点电势,点电势,则电子在点电势能,在点电势能。所以电子在点的电势能比在点大,故C错误;
D.电子从点运动到点,电场力做功
代入数据得,故D正确。
故选BD。
12. 图示为一个正点电荷与不带电的金属极板,为到的垂线的中点,、为同在垂线上的两点,,下列说法正确的是( )
A. 正点电荷在金属极板内部产生的电场强度为零
B. 点的电场强度大于点的电场强度
C. 、两点间的电势差大于、两点间的电势差
D. 电子从点沿直线移动到点,电子在段动能的变化小于在段动能的变化
【答案】BC
【解析】
【详解】A.金属板B达到静电平衡,根据静电平衡可知金属板B内部的电场强度为零,这是因为点电荷及B板上感应电荷产生的电场叠加的结果,故A错误;
BC.根据题意可知,电场线如图所示
电场线越密集,电场强度越大,根据电场线的分布可知,D点的电场强度大于E点的电场强度,DC之间的平均电场强度大于CE之间的平均电场强度,,根据可知,D、C两点间电势差大于C、E两点间电势差,故BC正确;
D.电子从E点沿直线运动到D点,由于D、C两点间电势差大于C、E两点间电势差,根据可知,D、C两点间电场力做功大于C、E两点间电场力做功,根据动能定理可知,电子在CD段动能的变化大于在CE段动能的变化,故D错误。
故选BC。
第Ⅱ卷(非选择题)
三、计算题(本大题共3小题,共36.0分)
13. 如图所示,空间有水平向右的匀强电场,两个质量为的小球A、B用长为的轻绳悬挂在水平天花板的同一点上。A、B带有等量异号电荷,电荷量大小均为。系统平衡时,轻绳与竖直方向夹角均为,重力加速度为。求:
(1)A小球的电性(不用叙述分析过程);
(2)A、B两小球间的库仑力大小;
(3)匀强电场的场强大小。
【答案】(1)负 (2)
(3)
【解析】
【小问1详解】
以A为对象进行受力分析,水平方向有B对A向右的库仑引力、绳子拉力水平向右的分量,根据平衡条件可知,匀强电场对A的电场力水平向左,与场强方向相反,则A带负电。
【小问2详解】
根据库仑定律可得A、B两小球间的库仑力大小为
【小问3详解】
以A为对象,根据平衡条件可得,
联立解得匀强电场的场强大小为
14. 如图所示,光滑斜面倾角为37°,一带有正电的小物块质量为m,电荷量为q,置于斜面上,当沿水平方向加如图所示的匀强电场时,带电小物块恰好静止在斜面上,从某时刻开始,电场强度变为原来的,求:
(1)原来的电场强度大小;
(2)物块运动的加速度;
(3)沿斜面下滑距离为0.5m时物块的速度大小.(sin37°=0.6,cos 37°=0.8,g取10m/s2)
【答案】(1)(2)4 m/s2 (3)2m/s
【解析】
【详解】(1)平衡时,物块受重力mg、电场力qE、斜面的支持力N的作用,如图所示:
有:qE=mgtan 37°
可得:
(2)当E′=时,将滑块受力沿斜面方向和垂直斜面方向正交分解,如图:
沿斜面方向,有:mgsin37°﹣cos 37°=ma
代入数据解得:a=4m/s2.
(3)物块沿斜面做匀加速直线运动,初速度为0,加速度为a,位移为L,由v2=2aL,解得:
v=2m/s。
【点评】问题一是平衡条件的应用,受力分析后应用平衡条件即可;问题二是牛顿运动定律的应用,关键是求合力;问题三直接应用动能定理即可,总体难度不是很大,细细分析即可
15. 如图所示,已知△ABC处于匀强电场中且与场强方向平行,,边长AB=2BC=5.0m。将一个电荷量C的点电荷从A移到B的过程中,电场力做功J;再将该点电荷从B移到C的过程中,电场力做功J。已知A点的电势=12V,则
(1)B、C两点的电势分别为多少?
(2)试通过作图画出通过B点的电场线;
(3)匀强电场的场强为多大?
【答案】(1)=24V,=18V;(2);(3)V/m
【解析】
【详解】(1)设B,C两点的电势分别为和,则由电势差的定义式可知
代入数据解得
=24V,=18V
(2)如图所示
AB中点D的电势与C点电势相同,CD为等势面,过B做CD的垂线必为电场线,方向从高电势指向低电势,所以斜向右上方。
(3)匀强电场的场强
代入数据解得
V/m
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物理试卷
注意事项:
1、本试卷分第Ⅰ卷(选择题)和第Ⅱ卷(非选择题)两部分。满分 100 分,考试时间 60分钟。
2、答Ⅰ卷前,考生务必将自己的姓名、准考证号、考试科目涂写在答题卡上,只交答题卡,试卷学生带走,以备讲评。
第Ⅰ卷(选择题,满分64分)
一、单选题(本大题共8小题,共40.0分)
1. 下列对物体带电现象的叙述中正确的是( )
A. 摩擦起电的本质是电荷发生了转移
B. 物体带电量有可能是
C. 物体所带电量可能很小,可以小于元电荷
D. 经过摩擦使某物体带正电是因为产生了额外的正电荷
2. 如图所示,用起电机使金属球A带正电,将A靠近验电器上的金属小球B,则( )
A. 验电器的金属箔不会张开,因为球A没有和B接触
B. 验电器的金属箔张开,因为整个验电器都带上了正电
C. 验电器的金属箔张开,因为验电器下部的箔片都带上了正电
D. 验电器的金属箔张开,因为整个验电器都带上了负电
3. 有两个半径为r的金属球如图放置,两球表面间距离为3r。今使两球带上等量的异种电荷Q,两球间库仑力的大小为F,那么( )
A. F=k B. F>k C. F<k D. 无法判定
4. 如图所示,图中实线为一簇电场线,虚线是一带电粒子从电场中的A点运动到B点的运动轨迹。粒子只受电场力作用。下列说法正确的是( )
A. A点的电势比B点的电势高
B. 粒子在A点的动能大于在B点的动能
C. 粒子在A点的加速度大于在B点的加速度
D. 粒子在A点的电势能大于在B点的电势能
5. 如图所示,虚线a、b、c代表电场中的三个等势面,相邻等势面之间的电势差相等,即,实线为一带负电的质点仅在电场力作用下通过该区域时的运动轨迹,P、R、Q是这条轨迹上的三点,R点在等势面b上,据此可知( )
A. 三个等势面中,c的电势最高
B. 带电质点在P点的加速度比在Q点的加速度小
C. 带电质点在P点的电势能比在Q点的小
D. 带电质点在P点的动能大于在Q点的动能
6. 如图所示,电荷量为的点电荷与均匀带电薄板相距,点电荷到带电薄板的垂线通过板的几何中心。若图中A点的电场强度为0,则图中B点的电场强度( )
A. 大小为,方向沿AB方向 B. 大小为,方向沿BA方向
C. 大小为,方向沿AB方向 D. 大小为,方向沿BA方向
7. 以下几个生活中的物理现象,涉及的物理原理与其他三个不同的是( )
A. 夜间高压线周围有时会出现一层绿色光晕
B. 优质的话筒线在信号传输线外又多包了一层金属网
C. 超高压带电作业的工人穿戴的工作服包含金属丝织物
D. 精密的电子仪器放在封闭的金属壳里就不受外界电场的影响
8. 如图(a)所示,AB是某电场中的一条电场线,若有一电子以某一初速度且仅在电场力的作用下,沿AB由点A运动到点B,所经位置的电势随距A点的距离变化的规律如图(b)所示。以下说法不正确的是( )
A. A、B两点的电场强度
B. 电子在A、B两点的速度
C. A、B两点的电势
D. 电子在A、B两点的电势能
二、多选题(本大题共4小题,共24.0分)
9. 如图所示,竖直绝缘墙壁上固定一个带电质点A,A点正上方的P点用绝缘丝线悬挂另一质点B,A、B两质点因为带电而相互排斥,致使悬线与竖直方向成角,由于漏电A、B两质点的带电量缓慢减小,在电荷漏完之前,关于悬线对悬点P的拉力大小和A、B间斥力大小的变化情况,下面说法中正确的是( )
A. 保持不变 B. 先变大后变小
C. 保持不变 D. 逐渐减小
10. 如图所示,在电荷量为q的等量异种点电荷形成的电场中,O是两点电荷连线的中点,E、F是两点电荷连线中垂线上关于O对称的两点,B、C和A、D也关于O点对称,点电荷+q至B点和A点的距离均为r,BO=OC=r,则( )
A. B、C两点电场强度大小相同,方向不同
B. A、D两点电场强度大小相同,方向相同
C. E、O、F三点比较,O点电场强度最大
D. B、O、C三点比较,O点电场强度最大
11. 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,三点的电势分别为10V、17V、26V。则下列说法正确的是( )
A. 电场强度的大小为2V/cm
B. 坐标原点处的电势为1V
C. 电子在b点的电势能比在c点小9eV
D. 电子从a点运动到b点,电场力做功为7eV
12. 图示为一个正点电荷与不带电的金属极板,为到的垂线的中点,、为同在垂线上的两点,,下列说法正确的是( )
A. 正点电荷在金属极板内部产生的电场强度为零
B. 点的电场强度大于点的电场强度
C. 、两点间的电势差大于、两点间的电势差
D. 电子从点沿直线移动到点,电子在段动能的变化小于在段动能的变化
第Ⅱ卷(非选择题)
三、计算题(本大题共3小题,共36.0分)
13. 如图所示,空间有水平向右的匀强电场,两个质量为的小球A、B用长为的轻绳悬挂在水平天花板的同一点上。A、B带有等量异号电荷,电荷量大小均为。系统平衡时,轻绳与竖直方向夹角均为,重力加速度为。求:
(1)A小球的电性(不用叙述分析过程);
(2)A、B两小球间的库仑力大小;
(3)匀强电场的场强大小。
14. 如图所示,光滑斜面倾角为37°,一带有正电的小物块质量为m,电荷量为q,置于斜面上,当沿水平方向加如图所示的匀强电场时,带电小物块恰好静止在斜面上,从某时刻开始,电场强度变为原来的,求:
(1)原来的电场强度大小;
(2)物块运动的加速度;
(3)沿斜面下滑距离为0.5m时物块的速度大小.(sin37°=0.6,cos 37°=0.8,g取10m/s2)
15. 如图所示,已知△ABC处于匀强电场中且与场强方向平行,,边长AB=2BC=5.0m。将一个电荷量C的点电荷从A移到B的过程中,电场力做功J;再将该点电荷从B移到C的过程中,电场力做功J。已知A点的电势=12V,则
(1)B、C两点的电势分别为多少?
(2)试通过作图画出通过B点的电场线;
(3)匀强电场的场强为多大?
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