内容正文:
张家川县实验中学2024-2025学年第一学期月考试卷
高二物理
一、单选题(本题共计7小题,每题4分,共计28分)
1. 下列关于电荷的说法正确的是( )
A. 摩擦能起电,是因为摩擦创造了新的电荷
B. 物体所带的电荷量可以是任意值
C. 点电荷是一种理想化模型,实际不存在
D. 只有很小的球形带电体才叫做点电荷
【答案】C
【解析】
【分析】
【详解】A.摩擦起电的实质是电子从一个物体转移到另一个物体,即说明了电荷可以从一个物体转移到另一个物体,并没有产生电荷,故A错误;
B.物体所带电量均是元电荷(即1.6×10-19C)的整数倍,所以不可能为任意数值,故B错误;
C.由点电荷的定义知,它是理想化的模型,实际并不存在,故C正确;
D.由点电荷的条件知,是否可以看作点电荷与体积大小、物体的形状等无关,而是与要研究的问题有关,当一个带电体的形状及大小对它们间相互作用力的影响可忽略时,这个带电体可看作点电荷,故D错误。
故选C。
2. 下列有关电场说法正确的是( )
A. 根据可知,电场中某点的电场强度与试探电荷在该点所受的静电力成正比
B. 根据库仑定律可知,当时,库仑力
C. 电场中电势为零的点,电场强度也一定为零
D. 电场中电场强度越大的位置,沿电场线方向电势降落越快
【答案】D
【解析】
【详解】A.电场强度由电场本身性质决定,与试探电荷及所受的电场力无关,故A错误;
B.当两个点电荷之间的距离时,电荷不能看成点电荷,库仑定律不再适用,故B错误;
C.由于电场强度与电势无关,电势为零是人为选取的,则电势为零的点,电场强度不一定为零,故C错误;
D.由电场强度与电势差的关系,电场中电场强度越大的位置,沿电场线方向电势降落越快,故D正确。
故选D。
3. 某区域的电场线和等势线分布如图所示,电场中有A、B两点。设A、B两点的电场强度大小分别为EA、EB,电势分别为φA、φB,A、B两点的电势差为UAB,正电荷在两点的电势能分别为EpA、EpB,下列判断正确的是( )
A. EA<EB B. φA<φB C. UAB>0 D. EpA>EpB
【答案】B
【解析】
【详解】A.根据电场线密的地方场强大可知
EA>EB
选项A错误;
BC.根据沿电场线方向电势降低,可知
φA<φB
则
UAB=φA-φB<0
选项B正确,C错误;
D.根据正电荷在电势高的地方电势能大可知
EpB>EpA
选项D错误。
故选B。
4. 如图所示,真空中两个完全相同的绝缘带电金属小球A、B(均可看作点电荷),分别带有-Q和+Q的电荷量,两球间静电力为F。现用一个不带电的同样的金属小球C先与A接触,再与B接触,然后移开C,则它们间的静电力大小为( )
A. F B. F C. F D. F
【答案】B
【解析】
【详解】真空中两个静止点电荷间的静电力大小为
现用一个不带电的同样的金属小球C先与A接触
再与B接触,然后移开C
则有
故B正确,ACD错误。
故选B。
5. 如图所示,在电场中任意取一条电场线,电场线上的、两点相距为,则( )
A. 点的场强一定小于点的场强
B. 点的电势一定低于点的电势
C. 、两点电势差一定等于(点场强)
D. 、两点电势差等于单位正电荷由点沿任意路径移到点的过程中电场力所做的功
【答案】D
【解析】
【详解】A.一条电场线无法判断电场线的疏密,无法确定场强的大小关系,则a点的场强不一定大于b点的场强,故A错误;
B.沿着电场线的方向电势逐渐降低,a点的电势一定高于b点的电势,故B错误;
C.只有在匀强电场中a、b两点间的电势差,非匀强电场,U不一定等于Ed,故C错误;
D.根据电势差的定义式可知,a、b两点间的电势差等于单位正电荷由a点沿任意路径移到b点的过程中电场力所做的功,故D正确。
故选D。
6. 如图,平行板电容器与直流电源连接,电源正极接地。初始电容器不带电,闭合开关,电路稳定后,一个带电油滴位于电容器中的P点且处于静止状态。下列说法正确的是( )
A. 带电油滴带正电
B. 保持开关闭合,上极板下移,带电油滴向下运动
C. 电路稳定后,断开开关,上极板上移,P点电势升高
D. 电路稳定后,断开开关,下极板下移,带电油滴保持静止
【答案】D
【解析】
【详解】A.电容器上极板带正电、下极板带负电,电场线方向是向下,带电油滴是处于静止状态,则其受到的静电力与竖直向下的重力二力平衡,即
可知油滴受到的静电力方向是竖直向上,与电场线方向相反,可知带电油滴带负电,故A错误;
B.保持开关闭合,电容器两极板间电压U保持不变,上极板下移,两极板间距d减小,由电场强度与电势差的关系
可知,极板间电场的电场强度E增大,则有
即油滴受到的合力向上,可知带电油滴向上运动,故B错误;
C.电路稳定后,断开开关,两极板所带电荷量Q保持不变,上极板上移,两极板间距d增大,由电容器的决定式,定义式,电场强度与电势差的关系
可得
可知极板间电场强度保持不变,由于下极板接电源负极,所以下极板电势保持不变,上极板上移,P点离下极板距离不变,且电场强度不变,故P点与下极板电势差不变,即P点电势不变,故C错误;
D.电路稳定后,断开开关,两极板所带电荷量Q保持不变,下极板下移,两极板间距d增加,由可知,极板间电场强度E保持不变,仍然存在
即带电油滴保持静止,故D正确。
故选D。
7. 如图所示,真空中有两个点电荷Q1=4×10-8C和Q2=1×10-8C分别固定在x坐标轴的x=0cm和x=6cm的位置上.关于x轴上各点,下列说法正确的是( )
A. x=4cm处的电场强度为零
B. x=2cm处电势低于x=3cm处
C. x=3cm处电场强度大于x=5cm处
D. 负电荷在x=7cm处的电势能大于x=8cm处
【答案】A
【解析】
【详解】设距离Q1x1处的场强为零,根据电场叠加原理,得,解得 x1=4cm处电场强度为零,选项A正确.电场由x=2cm处指向x=3cm处,故电势降低,即x=2cm处电势高于x=3cm处,选项B错误;通过计算可以发现 x=3cm处电场强度为;x=5cm处电场强度为,则x=3cm处电场强度小于x=5cm处,选项C错误.x=7cm电势大于x=8cm处,故负电荷在x=7cm处的电势能小于x=8cm处,选项D错误.故选A.
二、多选题(每题6分,少选得3分,多选错选得0分,共18分)
8. 如图所示,空间中有两个电荷量相同的点电荷A、B,电荷周围的电场线分布如图所示。MN为两点电荷A、B连线的中垂线,且M、N点到O点距离相同,C、D为某一条电场线上的两点。若规定无穷远处电势为零,则下列说法正确的是( )
A. O点的电势为零
B. C点的电场强度小于D点的电场强度
C. M点的电场强度和N点的电场强度相同
D. M点的电势和N点的电势相同
【答案】BD
【解析】
【详解】A.根据题意可知该电场为等量正电荷产生的电场,故O点的电势不为零,故A错误;
B.场强大的地方电场线越密集,故可知C点的电场强度小于D点的电场强度,故B正确;
C.根据等量正电荷产生的电场分布特点可知M点的电场强度和N点的电场强度大小相同,方向相反,故C错误;
D.M点和N点到两等量正电荷的距离相等,根据对称性可知M点的电势和N点的电势相同,故D正确。
故选BD。
9. 如图所示的实线为一簇未标明方向的点电荷电场的电场线,虚线是一个不计重力的带负电的粒子从a点运动到b点的运动轨迹,则由图可知( )
A. 场源点电荷带负电
B. 带电粒子在a点的加速度较大
C. 带电粒子运动过程中电场力做负功
D. 带电粒子在a点的动能较大
【答案】BCD
【解析】
【详解】A.根据电场力位于粒子运动轨迹凹侧,且粒子带负电,粒子在电场中的受力和电场方向如图所示
根据电场方向可知场源点电荷带正电,A错误;
B.根据电场的疏密程度,可知a点的电场强度较大,带电粒子在a点受到的电场力较大,带电粒子在a点的加速度较大,B正确;
C.粒子从a点运动到b点的过程,电场力方向与速度方向的夹角大于,可知带电粒子运动过程中电场力做负功,C正确;
D.粒子从a点运动到b点的过程,电场力做负功,动能减小,故带电粒子在a点的动能较大,D正确。
故选BCD。
10. 如图所示为某静电场中x轴上各点电势的分布图,一个带电粒子在坐标原点O由静止释放,仅在静电力作用下沿x轴正方向运动,则( )
A. 粒子带正电
B. 粒子带负电
C. 粒子从运动到,加速度先增大后减小
D. 粒子从运动到,加速度先减小后增大
【答案】BD
【解析】
【详解】AB.由图象可知,从坐标轴上x1处运动到x2处电势逐渐升高,说明电场方向水平向左,粒子受到水平向右的电场力,与电场方向相反,故粒子带负电,故A错误,B正确;
CD.图象的斜率大小等于电场强度可知,粒子从坐标轴上x1处运动到x3处的斜率先减小后增大,故电场强度先减小后增大,则电场力先减小后增大,故加速度先减小后增大,故C错误,D正确;
故选BD。
三、实验探究题(每空2分,共计16分)
11. 如图所示的实验装置可用来探究影响平行板电容器电容的因素,使电容器带电后与电源断开,将电容器左侧极板和静电计外壳均接地,电容器右侧极板与静电计金属球相连。
(1)该实验使用的科学方法是_____________。(填序号)
A. 类比法 B. 控制变量法 C. 假设法
(2)实验中使用静电计的目的是________。
A. 直接测量静电计上电荷量的变化情况
B. 直接测量电容器电容的变化情况
C. 观察电容器电荷量的变化情况
D. 观察电容器电势差的变化情况
(3)影响平行板电容器电容的因素有______________。
A. 极板的材料
B. 两极板间距离和两极板的正对面积
C. 电容器储存的电荷量
(4)在实验中观察到的现象是______________。
A. 将左极板向上移动一段距离,静电计指针的张角变小
B. 向两板间插入陶瓷片时,静电计指针的张角变大
C. 将左极板右移,静电计指针的张角变小
【答案】(1)B (2)D (3)B (4)C
【解析】
【小问1详解】
本实验中,若研究电容与其中一个变量的关系时,需要其他量保持不变,所以采用的科学方法是控制变量法。
故选B。
【小问2详解】
电容器带电后与电源断开,带电量保持不变;静电计不能直接测量电荷量和电容,它与电容器相接,几乎不会改变电容器的带电量,且可以通过指针张角的大小,反映电容器两极板间电势差的变化。
故选D。
【小问3详解】
由平行板电容器的决定式可知,影响平行板电容器电容的因素有两极板间距离、两极板的正对面积和两极板之间的电介质。
故选B。
【小问4详解】
A.本实验中,将左极板向上移动一段距离,即两极板的正对面积减小,由平行板电容器的电容,可知电容减小,由于电容器的带电荷量不变,根据电容的定义式,可知,两极板之间的电势差增大,故静电计指针的张角变大,故A错误;
B.向两板间插入陶瓷片时,平行板电容器两极板间的介电系数增大,故平行板电容器的电容增大。由于电容器的带电荷量不变,故两极板之间的电势差减小,静电计指针的张角变小,故B错误;
C.将左极板右移,两极板间的距离减小,故平行板电容器的电容增大。由于电容器的带电荷量不变,故两极板之间的电势差减小,静电计指针的张角变小,故C正确;
故选C。
12. 某同学用图甲所示的电路研究电容器的充、放电过程。
(1)当开关S接“1”达到稳定后,电容器上极板带________(选填“正”或“负”)电。
(2)当开关S接“2”瞬间,电容器进行的是________(选填“充电”或“放电”)过程。
(3)开关S接“2”前,将电流传感器串联在左侧电路中,接着将开关S接“2”,与电流传感器连接的计算机描绘出电路中的电流随时间变化的图像如图乙所示,通过分析可知,图中图像与横轴围成的面积表示的物理量是________。
(4)已知电源电压为,通过数格子的方法测得曲线与横轴围成的面积为,则电容器的电容________(结果保留两位有效数字)
【答案】(1)正 (2)放电
(3)电容器放出的总电荷量##电容器充电后的带电量
(4)
【解析】
【小问1详解】
当开关S接“1”后,电源给电容器充电,因电源接电容器上极板,故电容器上极板带正电。
【小问2详解】
S接“1”时电容器已充电完成,接“2”后电容器通过电阻释放电荷,因此是放电过程。
【小问3详解】
电流的定义式为
整理得
故图像与横轴围成的面积对应微元求和,即放电过程放出的总电荷量,也就是电容器充电后的带电量。
【小问4详解】
由图可知电容器带电量
根据
解得
四、解答题(本题共计3小题,共计38分)
13. 如图所示,用一条绝缘轻绳悬挂一个带电小球,小球质量为m,所带电荷量为q。现加入水平向右的匀强电场,平衡时绝缘绳与竖直方向的夹角为,当地的重力加速度为g,则:
(1)判断小球所带电荷的性质;
(2)求该匀强电场的电场强度大小。
【答案】(1)正电荷;(2)
【解析】
【详解】(1)对小球受力分析,由共点力平衡条件和电场线方向,知小球应受水平向右的电场力,与电场线方向相同,故小球所带电荷为正电荷;
(2)由共点力平衡得
得
即电场强度大小为。
14. 如图是一匀强电场,已知场强。现让一个电荷量的电荷沿电场方向从点移到点,点电势为,间的距离。
(1)该粒子的电势能增加或减少了多少?
(2)、两点间的电势差。
(3)点的电势。
【答案】(1)
(2)
(3)
【解析】
【小问1详解】
由题图可知,负电荷在该电场中所受电场力方向向左。因此从点移到点,电场力做负功,电势能增加;其中电场力做的功
代入负电荷的电量,,
解得
故粒子的电势能增加量为。
【小问2详解】
从点移到点,电场力对电荷做负功,为
故、两点间的电势差
【小问3详解】
已知点电势为
故、两点间的电势差
因此点的电势
15. 如图所示,一个质量为m、电荷量q的带电微粒(重力忽略不计),从静止开始经电压为U1的加速电场加速后,水平进入两平行金属板间的偏转电场中。金属板长L,两板间距d。求:
(1)微粒进入偏转电场时的速度是多大?
(2)若微粒射出电场时的偏转角度为θ,则两金属板间的电压U2是多大?
【答案】(1);(2)
【解析】
【详解】(1)带电微粒经过加速电场加速过程,根据动能定理可得
解得微粒进入偏转电场时的速度为
(2)若微粒射出电场时的偏转角度为,微粒在偏转电场做类平抛运动,则有
又
联立解得两金属板间的电压为
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张家川县实验中学2024-2025学年第一学期月考试卷
高二物理
一、单选题(本题共计7小题,每题4分,共计28分)
1. 下列关于电荷的说法正确的是( )
A. 摩擦能起电,是因为摩擦创造了新的电荷
B. 物体所带的电荷量可以是任意值
C. 点电荷是一种理想化模型,实际不存在
D. 只有很小的球形带电体才叫做点电荷
2. 下列有关电场说法正确的是( )
A. 根据可知,电场中某点的电场强度与试探电荷在该点所受的静电力成正比
B. 根据库仑定律可知,当时,库仑力
C. 电场中电势为零的点,电场强度也一定为零
D. 电场中电场强度越大的位置,沿电场线方向电势降落越快
3. 某区域的电场线和等势线分布如图所示,电场中有A、B两点。设A、B两点的电场强度大小分别为EA、EB,电势分别为φA、φB,A、B两点的电势差为UAB,正电荷在两点的电势能分别为EpA、EpB,下列判断正确的是( )
A. EA<EB B. φA<φB C. UAB>0 D. EpA>EpB
4. 如图所示,真空中两个完全相同的绝缘带电金属小球A、B(均可看作点电荷),分别带有-Q和+Q的电荷量,两球间静电力为F。现用一个不带电的同样的金属小球C先与A接触,再与B接触,然后移开C,则它们间的静电力大小为( )
A. F B. F C. F D. F
5. 如图所示,在电场中任意取一条电场线,电场线上的、两点相距为,则( )
A. 点的场强一定小于点的场强
B. 点的电势一定低于点的电势
C. 、两点电势差一定等于(点场强)
D. 、两点电势差等于单位正电荷由点沿任意路径移到点的过程中电场力所做的功
6. 如图,平行板电容器与直流电源连接,电源正极接地。初始电容器不带电,闭合开关,电路稳定后,一个带电油滴位于电容器中的P点且处于静止状态。下列说法正确的是( )
A. 带电油滴带正电
B. 保持开关闭合,上极板下移,带电油滴向下运动
C. 电路稳定后,断开开关,上极板上移,P点电势升高
D. 电路稳定后,断开开关,下极板下移,带电油滴保持静止
7. 如图所示,真空中有两个点电荷Q1=4×10-8C和Q2=1×10-8C分别固定在x坐标轴的x=0cm和x=6cm的位置上.关于x轴上各点,下列说法正确的是( )
A. x=4cm处的电场强度为零
B. x=2cm处电势低于x=3cm处
C. x=3cm处电场强度大于x=5cm处
D. 负电荷在x=7cm处的电势能大于x=8cm处
二、多选题(每题6分,少选得3分,多选错选得0分,共18分)
8. 如图所示,空间中有两个电荷量相同的点电荷A、B,电荷周围的电场线分布如图所示。MN为两点电荷A、B连线的中垂线,且M、N点到O点距离相同,C、D为某一条电场线上的两点。若规定无穷远处电势为零,则下列说法正确的是( )
A. O点的电势为零
B. C点的电场强度小于D点的电场强度
C. M点的电场强度和N点的电场强度相同
D. M点的电势和N点的电势相同
9. 如图所示的实线为一簇未标明方向的点电荷电场的电场线,虚线是一个不计重力的带负电的粒子从a点运动到b点的运动轨迹,则由图可知( )
A. 场源点电荷带负电
B. 带电粒子在a点的加速度较大
C. 带电粒子运动过程中电场力做负功
D. 带电粒子在a点的动能较大
10. 如图所示为某静电场中x轴上各点电势的分布图,一个带电粒子在坐标原点O由静止释放,仅在静电力作用下沿x轴正方向运动,则( )
A. 粒子带正电
B. 粒子带负电
C. 粒子从运动到,加速度先增大后减小
D. 粒子从运动到,加速度先减小后增大
三、实验探究题(每空2分,共计16分)
11. 如图所示的实验装置可用来探究影响平行板电容器电容的因素,使电容器带电后与电源断开,将电容器左侧极板和静电计外壳均接地,电容器右侧极板与静电计金属球相连。
(1)该实验使用的科学方法是_____________。(填序号)
A. 类比法 B. 控制变量法 C. 假设法
(2)实验中使用静电计的目的是________。
A. 直接测量静电计上电荷量的变化情况
B. 直接测量电容器电容的变化情况
C. 观察电容器电荷量的变化情况
D. 观察电容器电势差的变化情况
(3)影响平行板电容器电容的因素有______________。
A. 极板的材料
B. 两极板间距离和两极板的正对面积
C. 电容器储存的电荷量
(4)在实验中观察到的现象是______________。
A. 将左极板向上移动一段距离,静电计指针的张角变小
B. 向两板间插入陶瓷片时,静电计指针的张角变大
C. 将左极板右移,静电计指针的张角变小
12. 某同学用图甲所示的电路研究电容器的充、放电过程。
(1)当开关S接“1”达到稳定后,电容器上极板带________(选填“正”或“负”)电。
(2)当开关S接“2”瞬间,电容器进行的是________(选填“充电”或“放电”)过程。
(3)开关S接“2”前,将电流传感器串联在左侧电路中,接着将开关S接“2”,与电流传感器连接的计算机描绘出电路中的电流随时间变化的图像如图乙所示,通过分析可知,图中图像与横轴围成的面积表示的物理量是________。
(4)已知电源电压为,通过数格子的方法测得曲线与横轴围成的面积为,则电容器的电容________(结果保留两位有效数字)
四、解答题(本题共计3小题,共计38分)
13. 如图所示,用一条绝缘轻绳悬挂一个带电小球,小球质量为m,所带电荷量为q。现加入水平向右的匀强电场,平衡时绝缘绳与竖直方向的夹角为,当地的重力加速度为g,则:
(1)判断小球所带电荷的性质;
(2)求该匀强电场的电场强度大小。
14. 如图是一匀强电场,已知场强。现让一个电荷量的电荷沿电场方向从点移到点,点电势为,间的距离。
(1)该粒子的电势能增加或减少了多少?
(2)、两点间的电势差。
(3)点的电势。
15. 如图所示,一个质量为m、电荷量q的带电微粒(重力忽略不计),从静止开始经电压为U1的加速电场加速后,水平进入两平行金属板间的偏转电场中。金属板长L,两板间距d。求:
(1)微粒进入偏转电场时的速度是多大?
(2)若微粒射出电场时的偏转角度为θ,则两金属板间的电压U2是多大?
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