精品解析:黑龙江佳木斯市第一中学2026-2027学年高二上学期9月阶段检测物理试题
2026-09-27
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内容正文:
佳一中2026一2027学年度高二上学期第一次月考
物理试题
时间:75分钟 总分:100分
一、选择题(本题共10小题,共46分。在每个小题给出的四个选项中,第1-7题只有一项符合题目要求,每小题4分;第8-10题有多项符合题目要求,每小题6分,全部选对的得6分,选对但不全的得3分,有选错的得0分)
1. 下列说法正确的是( )
A. 公式表明,电场强度的大小与试探电荷的电荷量q成反比
B. 公式表明,点电荷周围某点电场强度的大小与其电荷量Q成正比
C. 公式表明,电场中某点的电势与电势能成正比
D. 公式表明,电场中A、B两点的电势差与试探电荷的电荷量q成反比
【答案】B
【解析】
【详解】A.电场强度的定义式为,在同一位置,电场力随试探电荷的电荷量成正比,电场强度由电场本身决定,与无关,故A错误;
B.真空中点电荷周围距离其处的电场强度由点电荷场强决定式确定,保持不变时,与成正比,故B正确;
C.电势的定义式为,同一位置的电势能随试探电荷的电荷量变化,电势由电场和位置决定,与电势能无关,故C错误;
D.电势差的定义式为,在点和点间,静电力做功随试探电荷的电荷量成正比,电势差由电场和两点位置决定,与无关,故D错误。
故选B。
2. 如图甲所示,电鲶遇到危险时,可产生数百伏的电压。电鲶放电时形成的电场可等效为等量异种点电荷的电场(如图乙所示),其中正电荷集中在头部,负电荷集中在尾部。电场中有A、O、B、C四个位置,其中O是正负电荷连线的中点,,下列说法正确的是( )
A. O点电场强度和B点电场强度相同
B. B点电势高于C点电势
C. A点电场强度大于B点电场强度
D. 将一负电荷从O点移到C点,电势能减小
【答案】C
【解析】
【详解】AC.根据等量异种电荷的电场分布可知,A点场强大于O点场强,O点场强大于B点场强,因此A点电场强度大于B点电场强度,故A错误,C正确;
BD.根据等量异种电荷电场及电势分布情况可知,O、B、C三点位于同一等势面上,即B点电势等于C点电势,将一负电荷从O点移到C点,电场力不做功,电势能不变,故BD错误。
故选C。
3. 如图所示为静电场中一条与x轴重合的电场线上各点的电场强度E随位置x的变化规律,x轴正方向为电场强度的正方向,则下列说法正确的是( )
A. 沿x轴正方向0~0.1m区域内电势升高,0.2m~0.4m区域内电势降低
B. 一质子从坐标原点由静止释放运动到0.4m的过程中,速度先增加后减小
C. 0.1m处与0.2m处的电势差为0.2m处与0.4m处电势差的2倍
D. 若一电子由原点仅在电场力的作用下沿x轴正方向运动,初动能为25eV时,电子到0.4m处的速度为0
【答案】D
【解析】
【详解】A.由图可知,在0~0.4m区域内,电场均为正方向,即电场均沿x轴正方向,所以沿x轴正方向0~0.1m区域内和0.2m~0.4m区域内电势均降低,故A错误;
B.在0~0.4m区域内,电场均为正方向,电场力一直做正功,速度一直在增加,故B错误;
C.根据E-x图线与坐标轴所围面积表示电势差可知,0.1m处与0.2m处的电势差为
0.2m处与0.4m处电势差为,所以0.1m处与0.2m处的电势差等于0.2m处与0.4m处电势差,故C错误;
D.由图可知0~0.4m区域内的电势差为
若一电子由原点仅在电场力的作用下沿x轴正方向运动,根据动能定理
解得
即电子到0.4m处的速度为0,故D正确。
故选D。
4. 如图甲所示,两平行金属板MN、PQ的板长和板间距离相等,大小都为d,板间存在如图乙所示的随时间周期性变化的电场,电场方向与两板垂直,不计重力的带电粒子沿板间中线且垂直于电场方向源源不断地射入电场,粒子射入电场时的初速度大小均为,已知时刻射入电场的粒子刚好沿上板右边缘垂直电场方向射出电场,不计粒子间的相互作用,则( )
A. 之后射入电场的粒子可能会打到极板上
B. 所有粒子最终射出电场时,速度方向不相同
C. 时刻进入电场的粒子在两板间的最大偏移量为
D. 若粒子的入射速度变为,则无论哪个时刻进入电场的粒子,其从电场射出时的侧向位移都减半
【答案】C
【解析】
【详解】AB.粒子在平行极板方向不受电场力,做匀速直线运动,故所有粒子的运动时间相同;时刻射入电场的带电粒子沿板间中线垂直电场方向射入电场,沿上板右边缘垂直电场方向射出电场,说明竖直方向分速度变化量为零,根据动量定理,竖直方向电场力的冲量的矢量和为零,故运动时间为周期的整数倍,故所有粒子最终都垂直电场方向射出电场,故AB错误;
C.当t=0时刻射入电场的粒子,在时刻,粒子在水平方向上的分速度为,因为两平行金属板MN、PQ的板长和板间距离相等,则有
则时刻
当该粒子在时刻以速度进入电场,则此时粒子竖直方向上在电场力的作用下,先做匀加速,再匀减速,接着再匀加速和匀减速后回到中线位置,竖直方向的最大速度
其两板间最大偏移量为
解得,故C正确;
D.无论哪个时刻进入的粒子侧向位移都减半,t=0时刻入射的粒子位移由变为确实减半,但时刻入射的粒子原侧向位移为0,速度加倍后侧向位移为,未减半,故D错误。
故选C。
5. 如图所示,电源的电动势为、内阻为,平行板电容器下极板和静电计外壳均接地,开关K保持闭合,平行板电容器之间O处的带电粒子处于静止状态,下列说法正确的是( )
A. 处的带电粒子带正电
B. 将上极板水平向左缓慢移动一小段距离,则点的电势将变大
C. 将下极板竖直向下缓慢移动一小段距离,处的带电粒子向上加速运动
D. 断开开关,将上极板竖直向下缓慢移动一小段距离,则电容器的电容变大,平行板间的电场强度不变
【答案】D
【解析】
【详解】A.电源正极连接上极板,下极板接地,板间电场竖直向下。带电粒子静止,重力竖直向下,电场力必须竖直向上,因此粒子带负电,故A错误;
B.开关闭合且电容器达到稳定状态时,电路中没有电流,内阻无压降,两板电压等于电源电动势。上极板水平移动不改变板间距,忽略边缘效应,板间场强不变;下极板接地,点距下极板的竖直距离也不变,由匀强电场中电势差与距离的关系知点电势不变,故B错误;
C.开关闭合时两板电压不变。下极板向下移动使板间距增大,板间场强减小,粒子所受向上的电场力随之减小,重力大于电场力,粒子向下加速,故C错误;
D.断开开关后,电容器所带电荷量不变。设极板正对面积为、间距为,介电常数为,静电力常量为。上极板下移使减小,由平行板电容器电容决定式可知电容增大,再由电容定义式知两板电压减小。结合匀强电场中场强与电压的关系,联立得,平行板间的电场强度不变,故D正确。
故选D。
6. 如图,一平行板电容器的两极板与一电压恒定的电源相连,极板水平放置,极板间距为d,在下极板上叠放一厚度为l的金属板,其上部空间有一带电粒子P静止在电容器中。当把金属板从电容器中快速抽出后,粒子P开始运动。重力加速度为g。粒子运动的加速度为( )
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】
【详解】金属板是导体,有金属板时,相当于极板间距减小,抽出金属板时,相当于极板间距增大,则抽出金属板之前,粒子受重力和电场力作用处于平衡,有
当把金属板从电容器中快速抽出后,根据牛顿第二定律,有
解得
故选A。
7. “电子能量分析器”主要由处于真空中的电子偏转器和探测板组成。偏转器是由两个相互绝缘、半径分别为RA和RB的同心金属半球面A和B构成,A、B为电势值不等的等势面,电势分别为φA和φB,其过球心的截面如图所示。一束电荷量为e、质量为m的电子以不同的动能从偏转器左端M的正中间小孔垂直入射,进入偏转电场区域,最后到达偏转器右端的探测板N,其中动能为Ek0的电子沿等势面C做匀速圆周运动到达N板的正中间。忽略电场的边缘效应。下列说法中正确的是( )
A. A球面电势比B球面电势高
B. 等势面C所在处电势的大小大于
C. 等势面C所在处电势的大小为
D. 等势面C所在处电场强度的大小为
【答案】D
【解析】
【详解】A.电子做匀速圆周运动,电场力提供向心力,电场力的方向指向圆心O。由于电子带负电,负电荷受到的电场力方向与电场强度方向相反,因此电场强度方向是从B指向A。根据电场线从高电势指向低电势的规律,可知B球面的电势比A球面的电势高,故A错误;
BC.该电场是放射状电场,内侧的电场线密,电场强度大,所以
即
整理得,故BC错误;
D.电子沿等势面C做匀速圆周运动,电场力提供向心力,则有
等势面C的半径为
电子的动能为
联立以上三式可得
即等势面C所在处电场强度的大小为,故D正确;
故选D。
8. 如图所示,A、B、C为匀强电场中的三个点,已知 、 ,将一带电量为 的正电荷从A点移到C点,电场力做功6×10-5J,则下列说法正确的是( )
A. C点电势为2V
B. 电场强度E沿AB方向由,大小为400N/C
C. 该正电荷在B点具有的电势能为2.4×10-4J
D. 将该正电荷从C点移到B点,电势能减少了1.8×10-4J
【答案】BD
【解析】
【详解】A.根据公式可得,A、C间的电势差为
则C点电势为,故A错误;
B.过C点做AB的垂线,交AB于D,则
则A、D间的电势差为
D点电势为
C点电势与D点电势相等,则CD为等势线。匀强电场线垂直等势线,且电场强度方向从高电势指向低电势,所以电场强度E沿AB方向由
电场强度大小为,故B正确;
C.该正电荷在B点具有的电势能为,故C错误;
D.该正电荷从C点移到B点,电场力做正功,电势能减小,减少量为,故D正确;
故选BD。
9. 两电荷量分别为q1和q2的点电荷固定在x轴上的O、M两点,规定无穷远处为电势能零点,一带负电的试探电荷在x轴上各点具有的电势能随x变化的关系如图所示,其中试探电荷在A、N两点的电势能为零,在ND段中C点的电势能最大,则下列说法正确的是( )
A. O处点电荷带正电,M处点电荷带负电
B. q1的值大于q2的值
C. 将一正点电荷从N点由静止释放后,点电荷会沿x轴正方向运动且到达C点时速度最大
D. 将一正点电荷从N点移到D点,电场力先做负功后做正功
【答案】BC
【解析】
【详解】A.带负电的粒子在电势越低的地方电势能越大,而沿着电场线的方向电势降低,根据所给图像可知,该带负电的粒子从O到A电势能逐渐减小,则可知从O到A电势升高,因此可知O点处的点电荷带负电,M点处的点电荷带正电,故A错误;
B.图中A点处的电势能为零,而根据
可知,A点处的电势为零,设OA之间的距离为,AM之间的距离为,则根据点电荷在某点产生的电势公式
以及电势所满足的代数运算可知
由于
则可知
故B正确;
CD.负电荷由N到D电势能先增大后减小,则正电荷由N到D电势能先减小后增大,由此可知电场力先做正功后做负功,而负电荷在C点的电势能最大,因此可知正电荷在C点的电势能最小,动能最大,故C正确,D错误。
故选BC。
10. 如图所示,匀强电场方向水平向右带负电的小球从斜面顶端的O点水平向右抛出,初速度大小为v0,小球带电量为﹣q,质量为m,运动轨迹如图中曲线所示,小球打到斜面上P点的速度方向竖直向下。已知斜面与小球初速度方向的夹角为60°,重力加速度为g,不计空气阻力,则下列说法正确的是( )
A. 小球做曲线运动的加速度大小为
B. 小球由O点到P点用时
C. 小球通过P点时的速度大小为
D. 小球在运动过程中最小速度为
【答案】ABD
【解析】
【详解】ABC.取水平向右为轴正方向、竖直向下为轴正方向,设小球从点到点用时。小球所受电场力水平向左,由牛顿第二定律得
竖直方向仅受重力,故做自由落体运动。到达点时水平速度为零,由匀变速直线运动规律得
水平位移
竖直位移,图中沿斜面,故
联立得
由水平速度方程得
合加速度大小
到达点时速度竖直向下,大小,故AB正确,C错误;
D.由前述加速度可得,运动中速度大小满足
平方项的零点在到达点所用时间的四分之一处,属于题设运动过程,故,故D正确。
故选ABD。
二、实验题(共16分)
11. 某实验小组的同学在验证机械能守恒定律时,设计了如图甲所示的实验,图中的打点计时器为电火花打点计时器,回答下列问题:
(1)实验时,下列操作正确的是___________(填字母);
A. 实验时,应选择密度小体积大的塑料球 B. 实验时,应先接通电源再释放重锤
C. 释放重锤时,重锤尽量远离打点计时器 D. 释放重锤前,应保持纸带沿竖直方向
(2)某次实验时,打出的纸带如图乙所示,已知交流电源的频率为50,图中的点均为计时点,计时点3、4、5到0点的距离分别为35.28、40.02、46.08,0点为起始点,若重锤的质量为200g,重力加速度g取9.8,则打下第4点时重锤的动能为___________J,该过程重锤减小的重力势能为___________J;(以上结果均保留两位小数)
(3)另一同学通过分析,利用图像处理实验数据,通过得到的实验数据,描绘了图像,该图像为一条过原点的倾斜直线,斜率为,若机械能守恒,则重力加速度为________(结果保留一位小数)。
【答案】(1)BD (2) ①. 0.73 ②. 0.78
(3)9.6
【解析】
【小问1详解】
A.为了减小空气阻力影响,应选用质量大、体积小、密度大的重锤,而不是密度小、体积大的塑料球,故A错误;
B.实验时应先接通电源,让打点计时器稳定工作后,再释放重锤,故B正确;
C.释放重锤时,应使重锤尽量靠近打点计时器,这样纸带上能打出更多点,便于测量,故C错误;
D.释放前应保持纸带沿竖直方向,减小纸带与限位孔之间的摩擦,故D正确。
故选BD。
【小问2详解】
[1]相邻计时点的时间间隔为
打下第4点的瞬时速度为
此时重锤的动能为
[2]从0点到第4点,重锤下落高度为
重锤减少的重力势能为
【小问3详解】
若机械能守恒,则重锤减少的重力势能等于增加的动能,即
即
所以图像的斜率
算得
12. 在“用传感器观察电容器的充放电过程”实验中,按图1所示连接电路.电源电动势为,内阻可以忽略.单刀双郑开关先跟2相接,某时刻开关改接1,一段时间后,把开关再改接2.实验中使用了电流传感器来采集电流随时间的变化情况.
(1)开关改接2后,电容器进行的是__________(选填“充电”或“放电”)过程.此过程得到的图像如图2所示.如果不改变电路其他参数,只减小电阻的阻值,则此过程的曲线与坐标轴所围成的面积将___________(选填“减小”、“不变”或“增大”).
(2)若实验中测得该电容器在整个放电过程中释放的电荷量,则该电容器的电容为__________
(3)关于电容器在整个充、放电过程中的图像和图像的大致形状,可能正确的有____________(为电容器极板所带的电荷量,为两板的电势差).
A. B.
C. D.
【答案】 ①. 放电 ②. 不变 ③. 575 ④. BD##DB
【解析】
【详解】(1)[1]开关改接2后,电容器进行的是放电过程;
[2]因图像与坐标轴所围成的面积等于电容器的带电量,则如果不改变电路其他参数,只减小电阻的阻值,则此过程的曲线与坐标轴所围成的面积将不变。
(2)[3]该电容器的电容为
(3) [4]AB.电源给电容器充电时,刚开始电荷量的变化率较大,后来变化率减小,放电时,电荷量变化率刚开始比较大,后来变化率减小,故A错误、B正确;
CD.根据
且C不变可知,Q与U的变化情况相同,故C错误、D正确。
故选BD。
三、计算题(共38分。解答应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤,只写出最后答案的不给分。)
13. 如图所示,一个质量为,电荷量的带电微粒(重力忽略不计),从静止开始经电压加速后,水平进入两平行金属板间的偏转电场,偏转电场的电压。金属板长L=20cm,两板间距d=20cm。求:
(1)微粒进入偏转电场时的速度大小;
(2)微粒射出偏转电场时的偏移的距离是多少。
(3)电子离开电场后,打在屏上的P点,若S=10cm,求OP的长?
【答案】(1);(2);(3)
【解析】
【详解】(1)微粒在加速电场中做加速运动,由动能定理得
解得
(2)微粒在偏转电场中做类平抛运动,水平方向,有
竖直方向,有
由牛顿第二定律得
联立以上各式,代入数据解得
(3)电子离开偏转电场后,运动时间
竖直方向运动位移
OP的距离为
联立并代入数据解得
14. 如图所示,在水平向右的匀强电场中,长为的绝缘细线一端悬于点,另一端系一质量为、电荷量为的小球(可视为点电荷)。将小球拉至与点等高的点,保持细线绷紧并静止释放,小球运动到与竖直方向夹角的点时速度变为零。已知、,空气阻力可忽略,重力加速度为。求:
(1)、两点间的电势差;
(2)场强的大小;
(3)小球通过点时,细线的拉力大小。
【答案】(1)
(2)
(3)
【解析】
【小问1详解】
从A点到P点,对小球,根据动能定理有
解得
因为
联立解得
【小问2详解】
根据
联立以上可得
联立解得
【小问3详解】
题意可知小球通过P点时速度为0,则沿绳方向有
联立解得绳子拉力大小
15. 如图,光滑绝缘水平面上静置两个质量均为m、相距为x0的小球A和B,A球所带电荷量为+q,B球不带电.现在A球右侧区域的有限宽度范围内加上水平向右的匀强电场,电场强度为E,小球A在电场力作用下由静止开始运动,然后与B球发生弹性正碰,A、B碰撞过程中没有电荷转移,且碰撞过程时间极短,求:
(1)A球与B球发生第一次碰撞后B球的速度;
(2)从A球开始运动到两球在电场中发生第二次碰撞前电场力对A球所做的功;
(3)要使A、B两球只发生三次碰撞,所加电场的宽度d应满足的条件.
【答案】(1) (2)5qEx0(3)8x0<d≤18x0
【解析】
【详解】(1)设A球与B球第一次碰撞前的速度为v0,碰撞后的速度分别为vA1、vB1.
对A,根据牛顿第二定律得:qE=ma
由运动学公式有:v02=2ax0.
解得:v0=
对于AB碰撞过程,取向右为正方向,由动量守恒定律和机械能守恒定律得:
mv0=mvA1+mvB1
mv02=mvA12+mvB12.
解得:vB1=v0=,vA1=0
(2)设第一次碰撞到第二次碰撞前经历的时间为t1.有:xA1=vA1t1+at12=vB1t1
从A球开始运动到两球在电场中发生第二次碰撞前电场力对A球所做的功为:
W=qE(x0+xA1)
解得:W=5qEx0.
(3)设第二次碰撞前A的速度为vA1′,碰撞后A、B的速度分别为vA2、vB2.有:
vA1′=vA1+at1.
第二次碰撞过程,有:
mvA1′+mvB1=mvA2+mvB2.
mvA1′2+mvB12=mvA22+mvB22.
第二次碰撞后,当A球速度等于B球速度vB2时,A球刚好离开电场,电场区域宽度最小,有:vB22-vA22=2a•△x1.
A、B两球在电场中发生第三碰撞后,当A球速度等于B球速度时,A球刚好离开电场,电场区域的宽度最大,设第三次碰撞前A球的速度为vA2′,碰撞后A、B的速度分别为vA3、vB3.二、三次碰撞间经历的时间为t2.有:
xA2=vA2t2+at22=vB2t2.
vA2′=vA2+at2.
第三次碰撞过程,有:mvA2′+mvB2=mvA3+mvB3
mvA2′2+mvB22=mvA32+mvB32.
vB32-vA32=2a•△x2
所以电场区域宽度d应满足的条件为:x0+xA1+△x1<d≤x0+xA1+xA2+△x2.
解得:8x0<d≤18x0
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佳一中2026一2027学年度高二上学期第一次月考
物理试题
时间:75分钟 总分:100分
一、选择题(本题共10小题,共46分。在每个小题给出的四个选项中,第1-7题只有一项符合题目要求,每小题4分;第8-10题有多项符合题目要求,每小题6分,全部选对的得6分,选对但不全的得3分,有选错的得0分)
1. 下列说法正确的是( )
A. 公式表明,电场强度的大小与试探电荷的电荷量q成反比
B. 公式表明,点电荷周围某点电场强度的大小与其电荷量Q成正比
C. 公式表明,电场中某点的电势与电势能成正比
D. 公式表明,电场中A、B两点的电势差与试探电荷的电荷量q成反比
2. 如图甲所示,电鲶遇到危险时,可产生数百伏的电压。电鲶放电时形成的电场可等效为等量异种点电荷的电场(如图乙所示),其中正电荷集中在头部,负电荷集中在尾部。电场中有A、O、B、C四个位置,其中O是正负电荷连线的中点,,下列说法正确的是( )
A. O点电场强度和B点电场强度相同
B. B点电势高于C点电势
C. A点电场强度大于B点电场强度
D. 将一负电荷从O点移到C点,电势能减小
3. 如图所示为静电场中一条与x轴重合的电场线上各点的电场强度E随位置x的变化规律,x轴正方向为电场强度的正方向,则下列说法正确的是( )
A. 沿x轴正方向0~0.1m区域内电势升高,0.2m~0.4m区域内电势降低
B. 一质子从坐标原点由静止释放运动到0.4m的过程中,速度先增加后减小
C. 0.1m处与0.2m处的电势差为0.2m处与0.4m处电势差的2倍
D. 若一电子由原点仅在电场力的作用下沿x轴正方向运动,初动能为25eV时,电子到0.4m处的速度为0
4. 如图甲所示,两平行金属板MN、PQ的板长和板间距离相等,大小都为d,板间存在如图乙所示的随时间周期性变化的电场,电场方向与两板垂直,不计重力的带电粒子沿板间中线且垂直于电场方向源源不断地射入电场,粒子射入电场时的初速度大小均为,已知时刻射入电场的粒子刚好沿上板右边缘垂直电场方向射出电场,不计粒子间的相互作用,则( )
A. 之后射入电场的粒子可能会打到极板上
B. 所有粒子最终射出电场时,速度方向不相同
C. 时刻进入电场的粒子在两板间的最大偏移量为
D. 若粒子的入射速度变为,则无论哪个时刻进入电场的粒子,其从电场射出时的侧向位移都减半
5. 如图所示,电源的电动势为、内阻为,平行板电容器下极板和静电计外壳均接地,开关K保持闭合,平行板电容器之间O处的带电粒子处于静止状态,下列说法正确的是( )
A. 处的带电粒子带正电
B. 将上极板水平向左缓慢移动一小段距离,则点的电势将变大
C. 将下极板竖直向下缓慢移动一小段距离,处的带电粒子向上加速运动
D. 断开开关,将上极板竖直向下缓慢移动一小段距离,则电容器的电容变大,平行板间的电场强度不变
6. 如图,一平行板电容器的两极板与一电压恒定的电源相连,极板水平放置,极板间距为d,在下极板上叠放一厚度为l的金属板,其上部空间有一带电粒子P静止在电容器中。当把金属板从电容器中快速抽出后,粒子P开始运动。重力加速度为g。粒子运动的加速度为( )
A. B. C. D.
7. “电子能量分析器”主要由处于真空中的电子偏转器和探测板组成。偏转器是由两个相互绝缘、半径分别为RA和RB的同心金属半球面A和B构成,A、B为电势值不等的等势面,电势分别为φA和φB,其过球心的截面如图所示。一束电荷量为e、质量为m的电子以不同的动能从偏转器左端M的正中间小孔垂直入射,进入偏转电场区域,最后到达偏转器右端的探测板N,其中动能为Ek0的电子沿等势面C做匀速圆周运动到达N板的正中间。忽略电场的边缘效应。下列说法中正确的是( )
A. A球面电势比B球面电势高
B. 等势面C所在处电势的大小大于
C. 等势面C所在处电势的大小为
D. 等势面C所在处电场强度的大小为
8. 如图所示,A、B、C为匀强电场中的三个点,已知 、 ,将一带电量为 的正电荷从A点移到C点,电场力做功6×10-5J,则下列说法正确的是( )
A. C点电势为2V
B. 电场强度E沿AB方向由,大小为400N/C
C. 该正电荷在B点具有的电势能为2.4×10-4J
D. 将该正电荷从C点移到B点,电势能减少了1.8×10-4J
9. 两电荷量分别为q1和q2的点电荷固定在x轴上的O、M两点,规定无穷远处为电势能零点,一带负电的试探电荷在x轴上各点具有的电势能随x变化的关系如图所示,其中试探电荷在A、N两点的电势能为零,在ND段中C点的电势能最大,则下列说法正确的是( )
A. O处点电荷带正电,M处点电荷带负电
B. q1的值大于q2的值
C. 将一正点电荷从N点由静止释放后,点电荷会沿x轴正方向运动且到达C点时速度最大
D. 将一正点电荷从N点移到D点,电场力先做负功后做正功
10. 如图所示,匀强电场方向水平向右带负电的小球从斜面顶端的O点水平向右抛出,初速度大小为v0,小球带电量为﹣q,质量为m,运动轨迹如图中曲线所示,小球打到斜面上P点的速度方向竖直向下。已知斜面与小球初速度方向的夹角为60°,重力加速度为g,不计空气阻力,则下列说法正确的是( )
A. 小球做曲线运动的加速度大小为
B. 小球由O点到P点用时
C. 小球通过P点时的速度大小为
D. 小球在运动过程中最小速度为
二、实验题(共16分)
11. 某实验小组的同学在验证机械能守恒定律时,设计了如图甲所示的实验,图中的打点计时器为电火花打点计时器,回答下列问题:
(1)实验时,下列操作正确的是___________(填字母);
A. 实验时,应选择密度小体积大的塑料球 B. 实验时,应先接通电源再释放重锤
C. 释放重锤时,重锤尽量远离打点计时器 D. 释放重锤前,应保持纸带沿竖直方向
(2)某次实验时,打出的纸带如图乙所示,已知交流电源的频率为50,图中的点均为计时点,计时点3、4、5到0点的距离分别为35.28、40.02、46.08,0点为起始点,若重锤的质量为200g,重力加速度g取9.8,则打下第4点时重锤的动能为___________J,该过程重锤减小的重力势能为___________J;(以上结果均保留两位小数)
(3)另一同学通过分析,利用图像处理实验数据,通过得到的实验数据,描绘了图像,该图像为一条过原点的倾斜直线,斜率为,若机械能守恒,则重力加速度为________(结果保留一位小数)。
12. 在“用传感器观察电容器的充放电过程”实验中,按图1所示连接电路.电源电动势为,内阻可以忽略.单刀双郑开关先跟2相接,某时刻开关改接1,一段时间后,把开关再改接2.实验中使用了电流传感器来采集电流随时间的变化情况.
(1)开关改接2后,电容器进行的是__________(选填“充电”或“放电”)过程.此过程得到的图像如图2所示.如果不改变电路其他参数,只减小电阻的阻值,则此过程的曲线与坐标轴所围成的面积将___________(选填“减小”、“不变”或“增大”).
(2)若实验中测得该电容器在整个放电过程中释放的电荷量,则该电容器的电容为__________
(3)关于电容器在整个充、放电过程中的图像和图像的大致形状,可能正确的有____________(为电容器极板所带的电荷量,为两板的电势差).
A. B.
C. D.
三、计算题(共38分。解答应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤,只写出最后答案的不给分。)
13. 如图所示,一个质量为,电荷量的带电微粒(重力忽略不计),从静止开始经电压加速后,水平进入两平行金属板间的偏转电场,偏转电场的电压。金属板长L=20cm,两板间距d=20cm。求:
(1)微粒进入偏转电场时的速度大小;
(2)微粒射出偏转电场时的偏移的距离是多少。
(3)电子离开电场后,打在屏上的P点,若S=10cm,求OP的长?
14. 如图所示,在水平向右的匀强电场中,长为的绝缘细线一端悬于点,另一端系一质量为、电荷量为的小球(可视为点电荷)。将小球拉至与点等高的点,保持细线绷紧并静止释放,小球运动到与竖直方向夹角的点时速度变为零。已知、,空气阻力可忽略,重力加速度为。求:
(1)、两点间的电势差;
(2)场强的大小;
(3)小球通过点时,细线的拉力大小。
15. 如图,光滑绝缘水平面上静置两个质量均为m、相距为x0的小球A和B,A球所带电荷量为+q,B球不带电.现在A球右侧区域的有限宽度范围内加上水平向右的匀强电场,电场强度为E,小球A在电场力作用下由静止开始运动,然后与B球发生弹性正碰,A、B碰撞过程中没有电荷转移,且碰撞过程时间极短,求:
(1)A球与B球发生第一次碰撞后B球的速度;
(2)从A球开始运动到两球在电场中发生第二次碰撞前电场力对A球所做的功;
(3)要使A、B两球只发生三次碰撞,所加电场的宽度d应满足的条件.
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