内容正文:
辽宁省普通高中2026-2027学年度上学期第一次月考模拟卷(2)
高二物理
考试范围:必修三第九、十章
一、选择题(共10小题,共46分。在每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.在一次科学晚会上,某教师表演了一个“魔术”。在一个没有底的空塑料瓶上固定着一根铁锯条和一块金属片,把它们分别跟静电起电机的两极相连,如图甲。在塑料瓶里放一盘点燃的蚊香,很快就看见整个透明塑料瓶里烟雾缭绕。当把起电机一摇,顿时塑料瓶清澈透明,停止摇动,又是烟雾缭绕。图乙为塑料瓶内俯视图。起电机摇动过程中,下列说法正确的是( )
A.起电机使金属片和锯条带电的原理是感应起电
B.瓶内形成的电场为匀强电场
C.与锯条附近相比,金属片附近的气体分子更容易被电离
D.若锯条接电源负极,金属片接正极,粉尘会被吸附到金属片上
2.把两个完全相同的小球接触后分开,两球相互排斥,则两球原来的带电情况不可能是( )
A.原来的其中一个带电
B.两个小球原来分别带等量异种电荷
C.两个小球原来分别带不等量异种电荷
D.两个小球原来分别带同种电荷
3.如图甲所示,在真空中固定的两个相同点电荷A、B关于x轴对称,它们在x轴上的电场强度E-x图像如图乙所示(规定x轴正方向为电场强度的正方向)。若在坐标原点O由静止释放一个正点电荷q,它将沿x轴正方向运动,不计重力。则( )
A.A、B带等量正电荷 B.点电荷q在处电势能最大
C.点电荷q在处动能最大 D.点电荷q沿x轴正向运动的最远距离为
4.如图所示,四个电荷量均为+q的点电荷固定在一个正方形abcd的四个顶点上,用一小型金属球壳将d点处正电荷封闭在球心位置,球壳半径远小于ab边长。M、N分别为ab和bc的中点,则下列说法正确的是( )
A.O点处的电场强度沿Od方向
B.M点处的电场强度沿OM方向
C.N点处的电场强度大小为0
D.若将金属球壳接地,O点处的电场强度不变
5.如图所示,在一静止带正电的点电荷形成的电场中,一试探电荷仅在静电力作用下经过P、Q两点,图中箭头方向表示试探电荷在P、Q两点处的受力方向,已知α>β。下列判断正确的是( )
A.P点电势低于Q点电势
B.试探电荷在P点的加速度小于在Q点的加速度
C.试探电荷在P点的动能小于在Q点具有的动能
D.试探电荷在P点具有的电势能小于在Q点具有的电势能
6.如图所示,上方开有小口不带电的金属球壳与带正电的点电荷固定在不同位置,A点位于点电荷与球壳之间,B点位于球壳的内表面,C点为球心。把一电子从A移至B、B移至C电场力做功分别为、,电子在A、B、C三点的电势能分别为、、。则( )
A. B.
C. D.
7.如图所示,在竖直平面内有水平向左的匀强电场,在匀强电场中有一根长为L的绝缘细线,细线一端固定在O点,另一端系一质量为m的带电小球。小球静止时细线与竖直方向成角,此时让小球获得初速度且恰能绕O点在竖直平面内沿逆时针方向做圆周运动,重力加速度为g,不考虑空气阻力。下列说法正确的是( )
A.匀强电场的电场强度
B.小球做圆周运动过程中动能的最小值为
C.小球运动至圆周轨迹的最高点时机械能最小
D.小球从初始位置开始,在竖直平面内运动一周的过程中,其电势能先减小后增大
8.反射式速调管是常用的微波器件之一,它的工作原理是通过电子在电场中的振荡来产生微波。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。现将一电子(重力不计)从处以初动能2eV沿轴负方向射出,下列说法正确的是( )
A.处的电场强度小于处的电场强度
B.电子运动到处后返回
C.电子在运动过程中,在处的电势能最大
D.电子在运动过程中电势能与动能之和逐渐减小
9.如图所示,A点固定一个电荷量为+8q(q>0)的点电荷,在B点固定一个电荷量为-q的点电荷,以A点为圆心、半径为2r画圆,以B点为圆心、半径为r画圆,两圆相交于C、D两点,与A、B两点所在直线分别相交于M、Q、P、N,则下列说法正确的是( )
A.C、D两点电势相等
B.C、D两点电场强度相同
C.将一个负的试探电荷从M点沿半圆弧运动到Q点,电场力一直做正功
D.将一个正的试探电荷从P点沿半圆弧运动到N点,电势能一直增加
10.如图所示,半径为R的圆所在平面与某一匀强电场平行,A、B、C、E为圆周上四个点,E为BC圆弧的中点,AB//OE,O为圆心,D为AB中点, 。粒子源从C点沿不同方向发出速率均为v₀的带正电的粒子,已知粒子的质量为m、电量为q(不计重力和粒子之间的相互作用力)。若沿CA方向入射的粒子恰以的速度垂直AB方向过D点。则以下说法正确的是( )
A.AD间和OC间的电势差关系为:UAD=UOC
B.沿垂直BC方向入射的粒子可能经过A点
C.在圆周上各点中,从E点离开的粒子速率最大
D.若,则匀强电场的场强为
二、实验题(本题共2小题,11题6分,每空1分;12题8分,每空2分,共14分。)
11.某同学取一对带有绝缘支座的导体A和B使它们接触。起初它们不带电,贴在下部的金属箔片是闭合的,先让开关K断开,做了如下的实验:
(1)把一带正电荷的小球C移近导体A,贴在A、B导体下的金属箔片会张开,A左端电荷量______B右端电荷量(填“大于”、“等于”或“小于”)。
(2)这时先把A和B分开一小段距离,然后移去C,金属箔片将______(填“张开”或“闭合”),此时导体B______(填“带正电”、“带负电”或“不带电”),再让导体A和B接触,金属箔片会______(填“张开”或“闭合”)。
(3)最后重新把带正电荷的小球C移近导体A,只闭合开关K,则A左端______(填“带正电”、“带负电”或“不带电”),B右端______(填“带正电”、“带负电”或“不带电”)。
12.课外实验小组为加深对电容器的理解进行了如下实验。
(1)如图所示的电容器充电后与电源断开,电容器的__________(选填“电荷量”或“电压”)将不变,在常见的电介质中,由于空气的相对介电常数很小,当极板间插入其他的电介质时,可以发现静电计指针偏角将__________(选填“增大”“减小”或“不变”);
(2)有一平行板电容器,两极板间电压为30V,若使它所带的电荷量减少C,则电容器两极板间的电压将降为原来的,故此电容器的电容为__________μF;
(3)如图所示,将电容器上极板A接电源正极,下极板B接电源负极,且将上极板接地,闭合开关S,有一带电液滴静止在电容器两极板同P点,现将电容器下极板B向下平移一小段距离,则液滴__________(选填“向上运动”“向下运动”或“静止不动”)。
三、计算题(本题共3小题,13题8分,14题14分,15题18分,共40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。有数字计算的题,答案中必须明确写出数值和单位。)
13.如图所示,真空中带电量分别为和的A、B两小球用两根长度均为L的纯缘细线悬挂在天花板上的同一点O,小球由于静电力作用张开一角度而静止,此时A球悬线与竖直线夹角为,B球悬线与竖直线夹角为。已知静电力常量为k,两小球可视为点电荷。问:
(1)两小球之间的静电力为多大?
(2)两小球的质量和之比为多少?
14.如图(a)所示,一带正电的圆环套在粗糙绝缘水平杆上,处于静止状态,在整个空间加平行于竖直平面与水平方向成角的匀强电场,且电场强度从零逐渐增大,圆环的加速度大小随电场强度的变化如图(b)所示。不计空气阻力,重力加速度为g,为已知量,取最大静摩擦力等于滑动摩擦力。求:
(1)圆环与水平杆间的动摩擦因数及;
(2)圆环的比荷。
15.如图所示,匀强电场(范围足够大)的方向水平向左,用一长为的不可伸长的绝缘轻绳将一质量为、电荷量为的带电小球悬挂于点,平衡时小球静止于点,此时轻绳与竖直方向夹角,B点在点正下方。现把小球拉到点正右方的处,此时轻绳刚好处于拉直状态,将小球无初速度释放。不计空气阻力,带电小球可视为质点,重力加速度为,,求:
(1)匀强电场的电场强度大小;
(2)轻绳的最大拉力大小;
(3)小球运动到点时剪断轻绳,在以后的运动过程中,小球运动到点(图中未画出)时速度会有一个最小值,则小球从点运动到点的时间是多少?
高二物理检测卷 第1页 共14页 ◎ 高二物理检测卷 第2页 共14页
高二物理检测卷 第1页 共14页 ◎ 高二物理检测卷 第2页 共14页
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辽宁省普通高中2026-2027学年度上学期第一次月考模拟卷(2)
高二物理
考试范围:必修三第九、十章
一、选择题(共10小题,共46分。在每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.在一次科学晚会上,某教师表演了一个“魔术”。在一个没有底的空塑料瓶上固定着一根铁锯条和一块金属片,把它们分别跟静电起电机的两极相连,如图甲。在塑料瓶里放一盘点燃的蚊香,很快就看见整个透明塑料瓶里烟雾缭绕。当把起电机一摇,顿时塑料瓶清澈透明,停止摇动,又是烟雾缭绕。图乙为塑料瓶内俯视图。起电机摇动过程中,下列说法正确的是( )
A.起电机使金属片和锯条带电的原理是感应起电
B.瓶内形成的电场为匀强电场
C.与锯条附近相比,金属片附近的气体分子更容易被电离
D.若锯条接电源负极,金属片接正极,粉尘会被吸附到金属片上
【答案】D
【知识点】静电吸附
【详解】A.起电机使金属片和锯条带电的原理是接触起电,故A错误;
BC.塑料瓶内存在的是辐条形的电场属于非匀强电场,且锯条附近的电场线密集,电场强度较大,锯条附近的气体分子更容易被电离,故BC错误;
D.根据静电场的原理,由于锯条附近场强较大,则在锯条附近空气被电离成正离子和负离子,负离子在电场力作用下,向正极移动时,碰到烟尘使它带负电,带电烟尘在电场力作用下,向正极(金属片)移动,烟尘最终被吸附到金属片上,故D正确。
故选D。
2.把两个完全相同的小球接触后分开,两球相互排斥,则两球原来的带电情况不可能是( )
A.原来的其中一个带电
B.两个小球原来分别带等量异种电荷
C.两个小球原来分别带不等量异种电荷
D.两个小球原来分别带同种电荷
【答案】B
【知识点】接触起电
【详解】A.原来的其中一个带电,把两个完全相同的小球接触后电荷平分,带上等量同种电荷,存在排斥力,故A可能;
B.两个小球原来分别带等量异种电荷,接触后电荷完全中和,电荷量都为零,两球不存在排斥力,故B不可能;
C.两个小球原来分别带不等量异种电荷,小球接触后电荷先中和再平分,带上等量同种电荷,存在排斥力,故C可能;
D.两个小球原来分别带同种电荷,把两个完全相同的小球接触后电荷重新平分,带上等量同种电荷,存在排斥力,故D可能。
本题选不可能的,故选B。
3.如图甲所示,在真空中固定的两个相同点电荷A、B关于x轴对称,它们在x轴上的电场强度E-x图像如图乙所示(规定x轴正方向为电场强度的正方向)。若在坐标原点O由静止释放一个正点电荷q,它将沿x轴正方向运动,不计重力。则( )
A.A、B带等量正电荷 B.点电荷q在处电势能最大
C.点电荷q在处动能最大 D.点电荷q沿x轴正向运动的最远距离为
【答案】D
【知识点】同种等量点电荷电场线分布、电场力做功和电势能变化的关系
【详解】A.由E-x图像可知,在x轴上的P点对应x2点,在P点的左侧电场强度为正值,沿x轴正方向,右侧为负值,可知A、B带等量负电,A错误;
BC.电荷量为q的正点电荷,从O点到P点,电场力做正功,电势能减小,从P点沿x轴正方向运动,电场力做负功,电势能增加,因此点电荷q在x1处电势能不是最大;可知点电荷q在x2处动能最大,BC错误;
D.由对称性可知,点电荷q沿x轴正方向最远能到达O点关于P点的对称点O'点位置,故点电荷q沿x轴正向运动的最远距离为,D正确。
故选D。
4.如图所示,四个电荷量均为+q的点电荷固定在一个正方形abcd的四个顶点上,用一小型金属球壳将d点处正电荷封闭在球心位置,球壳半径远小于ab边长。M、N分别为ab和bc的中点,则下列说法正确的是( )
A.O点处的电场强度沿Od方向
B.M点处的电场强度沿OM方向
C.N点处的电场强度大小为0
D.若将金属球壳接地,O点处的电场强度不变
【答案】B
【知识点】电场强度的叠加法则、利用静电平衡求场强
【详解】A.四个电荷量均为+q的点电荷固定在一个正方形abcd的四个顶点上,用一小型金属球壳将d点处正电荷封闭在球心位置,但不影响在外界形成的电场,所以四个等量同种正电荷在正方形中心的合场强为零,故A错误;
B.ab的点电荷在M点产生的场强为0,cd的点电荷在M点产生的场强等大,但关于水平线对称,由矢量叠加原理可知合场强的方向水平向左,沿OM方向,故B正确;
C.根据叠加原理和对称性可知,N点处的电场强度大小和 M点处的电场强度大小相等,不为零,故C错误;
D.若将金属球壳接地,由于静电屏蔽,金属壳外无电场,相当于d点无电荷,O点处的电场强度是abc的三个点电荷在O点的合成,此时O点处的电场强度不为零,故D错误。
故选B。
5.如图所示,在一静止带正电的点电荷形成的电场中,一试探电荷仅在静电力作用下经过P、Q两点,图中箭头方向表示试探电荷在P、Q两点处的受力方向,已知α>β。下列判断正确的是( )
A.P点电势低于Q点电势
B.试探电荷在P点的加速度小于在Q点的加速度
C.试探电荷在P点的动能小于在Q点具有的动能
D.试探电荷在P点具有的电势能小于在Q点具有的电势能
【答案】C
【知识点】零电势的选取与电势高低的判断、电场力做功和电势能变化的关系、电场线、等势面和运动轨迹的定性分析、根据电场线的疏密比较电场强弱
【详解】将P、Q两点的受力方向反向延长,交点即为带正电的场源电荷;由可知,P点离场源电荷更近。场源为正电荷,电场方向背离场源;试探电荷受力方向与电场方向一致,因此试探电荷带正电。
A.正点电荷的电场中,离电荷越近电势越高,故,故A错误;
B.场强,P点离场源更近,;加速度,故,故B错误;
C.只有电场力做功时,动能与电势能之和守恒;正电荷在高电势处电势能大,即,因此动能,故C正确;
D.由上述分析,正试探电荷在P点电势能更大,即,故D错误。
故选C。
6.如图所示,上方开有小口不带电的金属球壳与带正电的点电荷固定在不同位置,A点位于点电荷与球壳之间,B点位于球壳的内表面,C点为球心。把一电子从A移至B、B移至C电场力做功分别为、,电子在A、B、C三点的电势能分别为、、。则( )
A. B.
C. D.
【答案】C
【知识点】电场力做功和电势能变化的关系、静电平衡
【详解】AC.沿电场线方向电势不断降低,则
一电子从A移至B,电场力对电子做负功,电势能不断增大,则,
故A错误,C正确;
BD.金属球壳处于静电平衡状态,球壳内部是等势体,内部电场强度为零,因此B点和C点电势相等,即
根据
则,,故BD错误。
故选C。
7.如图所示,在竖直平面内有水平向左的匀强电场,在匀强电场中有一根长为L的绝缘细线,细线一端固定在O点,另一端系一质量为m的带电小球。小球静止时细线与竖直方向成角,此时让小球获得初速度且恰能绕O点在竖直平面内沿逆时针方向做圆周运动,重力加速度为g,不考虑空气阻力。下列说法正确的是( )
A.匀强电场的电场强度
B.小球做圆周运动过程中动能的最小值为
C.小球运动至圆周轨迹的最高点时机械能最小
D.小球从初始位置开始,在竖直平面内运动一周的过程中,其电势能先减小后增大
【答案】A
【知识点】带电物体(计重力)在匀强电场中的圆周运动
【详解】A.小球静止时细线与竖直方向成角,对小球进行受力分析,如图所示
由平衡关系可知
解得
故A正确;
B.小球静止时细线与竖直方向成角,则A点为小球绕O点在竖直平面内沿逆时针方向做圆周运动的等效最高点
A点时小球的速度最小,动能最小,由牛顿第二定律可知
动能
联立解得
故B错误;
C.由机械能守恒定律可知,机械能的变化量等于除重力和弹簧弹力之外的其他力做的功,此处即电场力做的功。由题意可知,当小球运动到最左边与O点等高时,电场力做负功最多,机械能最小,故C错误;
D.小球从初始位置开始,在竖直平面内运动一周的过程中,电场力先做正功后做负功再做正功,所以电势能先减小后增大再减小,故D错误。
故选A。
】8.反射式速调管是常用的微波器件之一,它的工作原理是通过电子在电场中的振荡来产生微波。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。现将一电子(重力不计)从处以初动能2eV沿轴负方向射出,下列说法正确的是( )
A.处的电场强度小于处的电场强度
B.电子运动到处后返回
C.电子在运动过程中,在处的电势能最大
D.电子在运动过程中电势能与动能之和逐渐减小
【答案】AB
【知识点】ψ-x图像、比较电势能的大小
【详解】A.根据图像斜率表示电场强度可知,区域电场强度大小为
区域电场强度大小为,则处的电场强度小于处的电场强度,故A正确;
B.根据题意,由动能定理有
解得
则电子从处沿轴负方向射出运动,速度减小到0(返回),即运动到处后返回,故B正确;
C.由图可知,在处的电势最大,则电子在处的电势能最小,故C错误;
D.电子运动过程中,只有电场力做功,则电势能与动能之和保持不变,故D错误。
故选AB。
9.如图所示,A点固定一个电荷量为+8q(q>0)的点电荷,在B点固定一个电荷量为-q的点电荷,以A点为圆心、半径为2r画圆,以B点为圆心、半径为r画圆,两圆相交于C、D两点,与A、B两点所在直线分别相交于M、Q、P、N,则下列说法正确的是( )
A.C、D两点电势相等
B.C、D两点电场强度相同
C.将一个负的试探电荷从M点沿半圆弧运动到Q点,电场力一直做正功
D.将一个正的试探电荷从P点沿半圆弧运动到N点,电势能一直增加
【答案】AB
【知识点】电场力做功和电势能变化的关系、电场强度的叠加法则
【详解】A.根据电势叠加可知,C、D两点电势相等,A正确;
B.A点点电荷在C点产生的场强大小
B点点电荷在C点产生的场强大小为
根据三角形相似可知,C点场强平行于AB向右,同理可知,D点场强方向也平行于AB向右,根据场强叠加可知,C、D两点场强大小相等,B正确;
C.根据电势叠加可知,从M点到Q点的半圆弧上,电势越来越低,将一个负的试探电荷从M点沿半圆弧运动到Q点,电势能一直增大,电场力一直做负功,C错误;
D.从P点到N点的半圆弧上,电势越来越低,一个正的试探电荷从P点沿半圆弧运动到N点,电势能一直减小,D错误。
故选AB。
10.如图所示,半径为R的圆所在平面与某一匀强电场平行,A、B、C、E为圆周上四个点,E为BC圆弧的中点,AB//OE,O为圆心,D为AB中点, 。粒子源从C点沿不同方向发出速率均为v₀的带正电的粒子,已知粒子的质量为m、电量为q(不计重力和粒子之间的相互作用力)。若沿CA方向入射的粒子恰以的速度垂直AB方向过D点。则以下说法正确的是( )
A.AD间和OC间的电势差关系为:UAD=UOC
B.沿垂直BC方向入射的粒子可能经过A点
C.在圆周上各点中,从E点离开的粒子速率最大
D.若,则匀强电场的场强为
【答案】AC
【知识点】带电粒子在匀强电场中做类抛体运动的相关计算
【详解】A.因为沿CA方向入射的粒子恰垂直AB方向以的速度过D点,可知粒子沿平行于BC方向的速度不变,垂直于BC方向的速度减小到零,可知粒子受电场力方向平行于BA向下,则场强方向平行于BA向下,因OD和BC连线垂直于电场线,可知BC和OD均为等势面,则UAD=UOC,选项A正确;
B.电场方向垂直BC向下,则沿垂直BC方向入射的粒子不可能经过A点,选项B错误;
C.在圆周上各点中,从E点离开的粒子电场力做正功且做功最大,则从E点离开的粒子的速率最大,选项C正确;
D.若∠ACB=60°,则由类平抛运动的规律可知
联立解得
选项D错误。
故选AC。
二、实验题(本题共2小题,11题6分,每空1分;12题8分,每空2分,共14分。)
11.某同学取一对带有绝缘支座的导体A和B使它们接触。起初它们不带电,贴在下部的金属箔片是闭合的,先让开关K断开,做了如下的实验:
(1)把一带正电荷的小球C移近导体A,贴在A、B导体下的金属箔片会张开,A左端电荷量______B右端电荷量(填“大于”、“等于”或“小于”)。
(2)这时先把A和B分开一小段距离,然后移去C,金属箔片将______(填“张开”或“闭合”),此时导体B______(填“带正电”、“带负电”或“不带电”),再让导体A和B接触,金属箔片会______(填“张开”或“闭合”)。
(3)最后重新把带正电荷的小球C移近导体A,只闭合开关K,则A左端______(填“带正电”、“带负电”或“不带电”),B右端______(填“带正电”、“带负电”或“不带电”)。
【答案】(1)等于
(2) 张开 带正电 闭合
(3) 带负电 不带电
【知识点】感应起电
【详解】(1)把一带正电荷的小球C移近导体A、B,由于静电感应现象,导体B的右端感应正电荷,导体A的左端感应负电荷;由电荷守恒定律可知,A左端电荷量等于B右端电荷量。
(2)[1][2][3]把一带正电荷的小球C移近导体A、B,由于静电感应现象,导体B的右端感应正电荷,导体A的左端感应负电荷;这时把A和B分开,然后移去C,则导体A还是带负电,导体B带正电,此时金属箔片将继续张开;再让导体A和B接触,电荷出现中和,中和后A和B都不带电,金属箔片会闭合。
(3)[1][2]最后重新把带正电荷的小球C移近导体A,只闭合开关K,即A和大地相连构成一大导体,大地是远端,A是近端,B是导体内部,所以A左端带负电,B右端不带电。
12.课外实验小组为加深对电容器的理解进行了如下实验。
(1)如图所示的电容器充电后与电源断开,电容器的__________(选填“电荷量”或“电压”)将不变,在常见的电介质中,由于空气的相对介电常数很小,当极板间插入其他的电介质时,可以发现静电计指针偏角将__________(选填“增大”“减小”或“不变”);
(2)有一平行板电容器,两极板间电压为30V,若使它所带的电荷量减少C,则电容器两极板间的电压将降为原来的,故此电容器的电容为__________μF;
(3)如图所示,将电容器上极板A接电源正极,下极板B接电源负极,且将上极板接地,闭合开关S,有一带电液滴静止在电容器两极板同P点,现将电容器下极板B向下平移一小段距离,则液滴__________(选填“向上运动”“向下运动”或“静止不动”)。
【答案】(1) 电荷量 减小
(2)
(3)向下运动
【知识点】电容器的动态分析(U不变)、电容器的动态分析(Q不变)、电容的概念、定义式、单位和物理意义
【详解】(1)[1]电容器充电后与电源断开,电容器的电荷量不会随其他物理量的变化而发生改变。
[2]空气的相对介电常数很小,当极板间插入其他电介质时,两极板间电介质的相对介电常数会增大,根据
可知电容器的电容增大,又电容器的电荷量不变,根据
可知电容器两极板间的电压降低,故静电计指针偏角将减小。
(2)根据题意,由公式有
可得
(3)有一带电液滴静止在电容器两极板同P点,可知液滴受电场力和重力等大反向。电容器两极板间的电压不变,将电容器下极板B向下平移一小段距离,根据
可知电容器两极板间的电场强度减小,根据
可知带电液滴所受的电场力将小于重力,液滴向下运动。
三、计算题(本题共3小题,13题8分,14题14分,15题18分,共40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。有数字计算的题,答案中必须明确写出数值和单位。)13.如图所示,真空中带电量分别为和的A、B两小球用两根长度均为L的纯缘细线悬挂在天花板上的同一点O,小球由于静电力作用张开一角度而静止,此时A球悬线与竖直线夹角为,B球悬线与竖直线夹角为。已知静电力常量为k,两小球可视为点电荷。问:
(1)两小球之间的静电力为多大?
(2)两小球的质量和之比为多少?
【答案】(1)
(2)
【知识点】共线的自由电荷的平衡问题
【详解】(1)两小球间的静电力为
(2)对两小球受力分析如图所示,由平衡条件得
联立以上两式解得
14.如图(a)所示,一带正电的圆环套在粗糙绝缘水平杆上,处于静止状态,在整个空间加平行于竖直平面与水平方向成角的匀强电场,且电场强度从零逐渐增大,圆环的加速度大小随电场强度的变化如图(b)所示。不计空气阻力,重力加速度为g,为已知量,取最大静摩擦力等于滑动摩擦力。求:
(1)圆环与水平杆间的动摩擦因数及;
(2)圆环的比荷。
【答案】(1),
(2)
【知识点】带电物体(计重力)在电场中的平衡问题
【详解】(1)E大到一定程度后加速度大小恒为,对圆环受力分析如图1所示
根据平衡条件竖直方向有
由牛顿第二定律得
联立可得
结合图(b)可知,
则,
(2)时,圆环恰好处于平衡状态,受力分析如图2所示
根据平衡条件,水平方向有
竖直方向有
联立解得
15.如图所示,匀强电场(范围足够大)的方向水平向左,用一长为的不可伸长的绝缘轻绳将一质量为、电荷量为的带电小球悬挂于点,平衡时小球静止于点,此时轻绳与竖直方向夹角,B点在点正下方。现把小球拉到点正右方的处,此时轻绳刚好处于拉直状态,将小球无初速度释放。不计空气阻力,带电小球可视为质点,重力加速度为,,求:
(1)匀强电场的电场强度大小;
(2)轻绳的最大拉力大小;
(3)小球运动到点时剪断轻绳,在以后的运动过程中,小球运动到点(图中未画出)时速度会有一个最小值,则小球从点运动到点的时间是多少?
【答案】(1)
(2)
(3)
【知识点】带电物体(计重力)在匀强电场中的一般运动
【详解】(1)对小球在A点时受力分析,如图所示:
根据共点力平衡有
解得
(2)小球从C点由静止释放,对小球受力分析可知,小球运动到点时,轻绳对小球的拉力最大,设小球运动到A点的速度为,小球从C到A,根据动能定理有
解得
小球在点,由牛顿第二定律得
解得
(3)小球从点到点的过程,根据动能定理有
解得
小球运动到点时剪断细绳后,将小球受到的重力与电场力的合力视为一个新的等效重力,设等效重力的方向与竖直方向夹角为,则
根据力的合成有
等效重力加速度大小为
将小球在点的速度沿等效重力方向和垂直于等效重力方向分解,如图所示:
其在等效重力方向的分速度
设小球沿等效重力方向为正方向,根据运动规律有小球从点运动到点的时间
解得
高二物理检测卷 第1页 共14页 ◎ 高二物理检测卷 第2页 共14页
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