内容正文:
白银市第一中学高二物理期中考试试卷
一、选择题(本题共16小题,在每小题给出的四个选项中,第1—11题只有一个选项正确,每题3分;第12—16题有多个选项正确,全部选对的得4分,选对但不全的得2分,有选错或不答的得0分)
1. 对于某一电容器,下列说法正确的是( )
A. 电容器所带的电荷量越多,电容越大
B. 电容器两极板间的电势差越大,电容越大
C. 电容器所带的电荷量增加一倍,两极板间的电势差也增加一倍
D. 电容器两极板间的电势差减小到原来的,它的电容也减小到原来的
【答案】C
【解析】
【详解】AB.电容的大小与电容器两端的电压及电容器所带的电量无关.故AB错误;
C.根据公式:Q=CU可得,当电容器带电量增加一倍,两极板间的电势差也增加一倍.故C正确;
D.电容的大小与电容器两端的电压及电容器所带的电量无关,两极板间的电势差减小为原来的,电容器的电容不会发生变化.故D错误.
故选C.
2. 两个分别带有电荷量-Q和+3Q的相同金属小球(均可视为点电荷),固定在相距为r的两处,它们间库仑力的大小为F。两小球相互接触后将其固定距离变为,则两球间库仑力的大小为( )
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】
【详解】接触前两个点电荷之间的库仑力大小为
两球分开后各自带电量为+Q,距离又变为原来的,库仑力为
所以两球间库仑力的大小为。
故选C。
3. 某电场的分布如图所示,带箭头的实线为电场线,虚线为等势面。电场中A、B、C三点的电场强度分别为、、,电势分别为、、,关于这三点的电场强度和电势的关系,下列判断中正确的是( )
A. ,
B. ,
C. ,
D. ,
【答案】C
【解析】
【详解】电场线越密集,场强越大,则
= EC
B、C在同一等势线上
沿着电场线方向电势降低
>
故选C。
4. 如图所示,由粗糙的水平杆AO与光滑的竖直杆BO组成的绝缘直角支架,在AO杆、BO杆上套有带正电的小球P、Q,两个小球恰能在某一位置平衡.现将P缓慢地向左移动一小段距离,两球再次达到平衡.若小球所带电量不变,与移动前相比( )
A. 杆BO对Q的弹力减小
B. 杆AO对P的弹力减小
C. 杆AO对P的摩擦力增大
D. P、Q之间的距离增大
【答案】C
【解析】
【详解】由于两球原来平衡,移动后又达到平衡.故对Q受力分析,如图所示,由力的合成与平衡条件可知:BO杆对小球Q的弹力NQ变大,两小球之间的库仑力F变大,由库仑定律知,两小球P、Q的距离变小,A、D错误;
对P进行受力分析,如图所示,由于P缓慢移动,故而处于近似平衡状态.有平衡条件可知:Np=Fy+mpg,Fx= Ff;
由于库仑力F的竖直分力与Q的重力平衡,故而其反作用力的竖直分力Fy大小不变,则AO杆对小球P的弹力Np 大小不变.故B错误;
由于库仑力F的水平分力与NQ平衡,故而其反作用力的水平分力Fx变大,则AO杆对小球P的摩擦力Ff变大,故C正确.
故选C.
也可以对整体分析得出:水平方向AO杆对P的摩擦力与BO杆对Q的弹力等大,故AO杆对小球P的摩擦力变大,竖直方向只受重力和AO杆的支持力,故AO杆对小球P的弹力不变.故而B错误,C正确.
【点睛】本题涉及两个物体的平衡问题,灵活选择研究对象是关键.当几个物体都处于静止状态时,可以把它们看成整体进行研究.
5. 如图所示,将带正电的甲球放在不带电的乙球左侧,两球在空间形成了稳定的静电场,实线为电场线,虚线为等势线.A、B两点与两球球心连线位于同一直线上,C、D两点关于直线AB对称,则 ( )
A. A点和B点的电势相同
B. C点和D点的电场强度相同
C. 正电荷从A点移至B点,电场力做正功
D. 负电荷从C点移至D点,电势能增大
【答案】C
【解析】
【详解】A.A点电势高于B点的电势,A错误.
B.C点和D点的电场强度大小相等方向不同,电场强度是矢量,故两点电场强度不同,B错误.
C.正电荷从A点移至B点,往低电势运动,电场力做正功,C正确.
D.负电荷从C点移至D点,电势能不变(在同一等势面上),D错误。
故选C。
6. 两电荷量分别为q1和q2的点电荷放在x轴上的A、B两点,两电荷连线上各点电势φ随x变化的关系图线如图所示,其中P点电势最低,且AP>BP,则以下说法正确的是( )
A. P点的电场强度大小为零
B. q1的电荷量小于q2的电荷量
C. q1和q2可能是同种电荷,也可能是异种电荷
D. 负电荷从P点左侧移到P点右侧,电势能先减小后增大
【答案】A
【解析】
【详解】A.电势随x变化的关系图线上每点切线的斜率大小等于电场强度的大小,即
P点的切线斜率为0,则知P点的场强为零,故A正确;
B.因为P点的场强为零,所以A. B两点的电荷在P点产生的场强大小相等,方向相反,根据
可知距离大的电量大,所以的电荷量一定大于的电荷量,故B错误;
C.因为P点的场强为0,所以A.、B两点的电荷在P点产生的场强大小相等,方向相反,两电荷应为同种电荷,故C错误;
D.负电荷在P点所受电场力为0,在P点左边所受电场力向左,在P点右边所受电场力向右,负电荷从P点左侧移到P点右侧,电场力先做负功,后做正功,电势能先增大后减小,故D错误。
故选A。
7. 如图所示,当ab端接入100 V电压时,cd两端为20 V;当cd两端接入100 V时,ab两端电压为50 V,则之比是( )
A. 4∶2∶1 B. 2∶1∶1 C. 3∶2∶1 D. 以上都不对
【答案】A
【解析】
【详解】当ab端接入100V电压时,cd两端开路,此时电路结构为两个与串联,cd两端的电压等于两端的电压。根据串联电路分压规律
代入化简得
可得
当cd端接入100V电压时,ab两端开路,此时电路结构为两个与串联,ab两端的电压等于两端的电压。根据串联电路分压规律
代入化简得
可得
联立可得
故选A。
8. 电流表的内阻是Rg=200Ω,满刻度电流值是Ig=500μA,现欲把这电流表改装成量程为2.0V的电压表,正确的方法是
A. 应串联一个0.05Ω的电阻 B. 应并联一个0.05Ω的电阻
C. 应串联一个3800Ω的电阻 D. 应并联一个3800Ω的电阻
【答案】C
【解析】
【详解】把电流表改装成2V的电压表需要串联分压电阻,串联电阻阻值为:
A.与分析不符,故A错误;
B.与分析不符,故B错误;
C.与分析相符,故C正确;
D.与分析不符,故D错误;
故选C。
9. 某电容式话筒的原理示意图如图所示,E为电源,R为电阻,薄片P和Q为两金属基板,对着话筒说话时,P振动而Q可视为不动,在P、Q间距增大过程中,
A. P、Q构成的电容器的电容增大
B. P上电荷量保持不变
C. M点的电势比N点的低
D. M点的电势比N点的高
【答案】D
【解析】
【详解】电容式话筒与电源串联,电压保持不变,在P、Q间距增大过程中,根据电容决定式得电容减小,又根据电容定义式得电容器所带电量减小,电容器的放电电流通过R的方向由M到N,所以M点的电势比N点的高,故ABC错,D正确。
故选D。
10. 如图所示,虚线a、b、c是电场中的三个等势面,相邻等势面间的电势差相同,实线为一个带正电的质点仅在电场力作用下,通过该区域的运动轨迹,P、Q是轨迹上的两点。下列说法中正确的是( )
A. 三个等势面中,等势面c的电势最高
B. 带电质点一定是从P点向Q点运动
C. 带电质点通过P点时的加速度比通过Q点时小
D. 带电质点通过P点时的动能比通过Q点时小
【答案】D
【解析】
【详解】A.根据电场线跟等势面垂直,且曲线运动受合外力指向轨迹弯曲的凹侧,正电荷受电场力的方向与电场方向相同,故电场线及质点在P点受力如图,根据顺着电场线的方向电势降低,则,故A错误;
C.等差等势面的疏密反映电场的强弱,可知,质点的加速度
可知,故C错误;
BD.若质点从P往Q运动,电场力做正功动能增加,则,若质点从Q往P运动,则电场力做负功动能减小,则,带电质点运动方向无法判断,故B错误,D正确。
故选D。
11. 如图所示,在空间中存在竖直向上的匀强电场,质量为m、电荷量为+q的物块从A点由静止开始下落,加速度为,下落高度H到B点后与一轻弹簧接触,又下落h后到达最低点C,整个过程中不计空气阻力,且弹簧始终在弹性限度内,重力加速度为g,则带电物块在由A点运动到C点过程中,下列说法正确的是( )
A. 该匀强电场的电场强度为
B. 带电物块和弹簧组成的系统机械能减少量为
C. 带电物块电势能的增加量为mg(H+h)
D. 弹簧的弹性势能的增加量为
【答案】D
【解析】
【详解】A.物块从静止开始下落时的加速度为,根据牛顿第二定律得
解得,故A错误;
B.从A到C的过程中,系统除重力和弹力以外,只有静电力做功,且静电力做功为
根据功能关系可知机械能减少了,故B错误;
C.由B选项可知,从A到C过程中,静电力做功为,所以根据功能关系可知带电物块电势能的增加量为,故C错误;
D.从A到C过程中,对带电物块列动能定理方程有
解得弹簧弹力做功为
所以根据功能关系可知弹性势能增加量为,故D正确。
故选D。
12. 质量为2.0 kg的物体在水平面上运动的v-t图像如图,以水平向右的方向为正.以下判断正确的是( )
A. 在0~3 s内,质点的平均速度为零
B. 在3~5 s内,物体的位移为零
C. 第2 s末,合外力的功率为8W
D. 在l~6 s内,合外力的功为零
【答案】CD
【解析】
【详解】A.根据v-t图像的面积表示位移可求在0~3 s内质点的位移为x=3m,平均速度
故A错误;
B.在3~5 s内,物体做匀速运动,位移为8m,故B错误;
斜率表示加速度可求在0~3 s内物体加速度2m/s2,根据牛顿第二定律可求合外力
F=ma=4N
C.由图知第2 s末物体的速度为2 m/s,所以合外力的功率为
P=Fv=8W
故C正确;
D.在l~6 s内速度变化为零,根据动能定理可求在l~6 s内,合外力的功为零,故D正确。
故选CD。
13. 如图所示,物块的质量m=1 kg,初速度v0=10 m/s,在一水平向左的恒力F作用下从O点沿粗糙的水平面向右运动,某时刻后恒力F突然反向,整个过程中物块速度的平方随位置坐标变化的关系图像如图乙所示,g=10 m/s2。下列说法中正确的是( )
A. 0~5 s内物块做匀减速运动
B. 在t=1 s时刻,恒力F反向
C. 恒力F大小为10 N
D. 物块与水平面间的动摩擦因数为0.3
【答案】BD
【解析】
【详解】AB.根据匀变速直线运动规律
可得
结合图像,以向右为正方向,在0~5m内
可得物块的加速度为
物块匀减速运动的时间
即物块在做匀减速运动,此时恒力F反向,故A错误,B正确;
CD.由图像可知,物块匀加速直线运动的加速度为
由牛顿第二定律可知,减速阶段,则有
加速阶段,则有
联立解得,,故C错误,D正确。
故选BD。
14. 如图甲,A板的电势为0,B板的电势随时间的变化规律如图乙所示,电子只受电场力的作用,且初速度为零,A,B板间距离比较大。则( )
A. 若电子在t=0时刻进入,它将一直向B板运动
B. 若电子在t=0时刻进入,它将时而向B板运动,时而向A板运动,最后打在B板上
C. 若电子在t=时刻进入,它将时而向B板运动,时而向A板运动,最后打在B板上
D. 若电子是在t=时刻进入,它将时而向B板,时而向A板运动
【答案】ACD
【解析】
【详解】AB.电子若是在t=0时刻进入,先受向上的电场力作用,加速向上运动,之后受向下的电场力作用做匀减速直线运动,速度时间图象如图所示
由图可知,电子将一直向B板运动,故A正确,B错误;
C.若,电子先加速向B板运动、再减速运动至零;然后再反方向加速运动、减速运动至零;如此反复运动,每次向上运动的距离大于向下运动的距离,最终打在B板上,故C正确;
D.若电子是在t=时刻进入的先加速向B板运动、再减速运动至零;然后再反方向加速运动、减速运动至零;如此反复运动。每次向上运动的距离等于向下运动的距离,做往复运动,故D正确。
故选ACD。
15. 如图所示,在匀强电场中,有边长为2cm的等边三角形ABC,三角形所在平面与匀强电场平面重合,其中O点为该三角形的中心,各点电势分别为= 2V,= 4V,= 6V,下列说法正确的是
A. O点电势为零
B. 该匀强电场的场强大小为200V/m,方向由C指向A
C. 将电量为e的电子由C点移到A点,电子的电势能增加了4eV
D. 将电量为e的电子由O点移到无穷远,电子的电势能增加了3eV
【答案】BC
【解析】
【详解】ABC.AC之间肯定有一点电势为4V,由于在匀强电场中,则电势均匀变化,即AC中点处电势为4V,设该点为D点,如图
所以O点电势应该为4V;
根据
方向从C到A.
说明电势能增加了4eV,选项BC正确,A错误;
D.由于O点电势为4V,所以将电量为e的电子由O点移到无穷远,电子的电势能增加了4eV,选项D错误.
故选BC。
16. 如图所示,有三个质量相等,分别带正电、负电和不带电的小球,从平行板电场的中点以相同的初速度v0垂直于电场方向进入电场,最后落在A、B、C三点,可以判断( )
A. 小球A带正电,小球B不带电,小球C带负电
B. 三个小球在电场中运动的时间相等
C. 三个小球到达极板时的动能关系为EkC >EkB> EkA
D. 三个小球在电场中运动时的加速度关系为aA<aB<aC
【答案】ACD
【解析】
【详解】在平行金属板间不带电小球、带正电小球和带负电小球的受力如图所示
由此可知不带电小球做平抛运动
带正电小球做类平抛运动
带负电小球做类平抛运动
根据题意,三小球在竖直方向都做初速度为0的匀加速直线运动,球到达下极板时,在竖直方向产生的位移h相等,据
得三小球运动时间,正电荷最长,不带电小球次之,带负电小球时间最短。
A.三小球在水平方向都不受力,做匀速直线运动,则落在板上时水平方向的距离与下落时间成正比,故水平位移最大的A是带正电荷的小球,B是不带电的小球,C带负电的小球。故A正确;
B.由于三小球在竖直方向位移相等,初速度均为0,由于电场力的作用,三小球的加速度不相等,故它们的运动时间不相等,故B错误;
C.根据动能定理,三小球到达下板时的动能等于这一过程中合外力对小球做的功。由受力图可知,带负电小球合力最大为,做功最多动能最大,带正电小球合力最小为,做功最少动能最小;故C正确;
D.因为A带正电,B不带电,C带负电,所以aA=a2,aB=a1,aC=a3,所以aA<aB<aC。故D正确。
故选ACD。
二、实验题(12分,每空2分)
17. 为了探究加速度与力的关系,使用如图所示的气垫导轨装置进行实验。其中G1、G2为两个光电门,它们与数字计时器相连,当滑行器通过G1、G2光电门时,光束被遮挡的时间Δt1、Δt2都可以被测量并记录,滑行器同上面固定的一条形挡光片的总质量为M,挡光片宽度为D,两光电门间距离为x,牵引砝码的质量为m。回答下列问题:
(1)实验开始应先调节气垫导轨下面的螺钉,使气垫导轨水平,在不增加其他仪器的情况下,如何判定调节是否到位?
答:_____________________。
(2)若取M=0.4 kg,改变m的值,进行多次实验,以下m的取值不合适的一个是________。
A.m=5 g B.m=15 g C.m=40 g D.m=400 g
(3)在此实验中,需要测得每一个牵引力对应的加速度,写出该加速度的表达式:____________。(用Δt1、Δt2、D、x表示)
【答案】 ①. 取下牵引砝码,M放在任意位置都不动;或取下牵引砝码,轻推滑行器M,数字计时器记录两个光电门的光束被挡的时间Δt相等,则调节已经到位 ②. D ③.
【解析】
【详解】(1)如果气垫导轨水平则不挂砝码时,滑行器M能在任意位置停留,或推动滑行器M后,能使滑行器M做匀速运动。
(2)该实验要求牵引砝码的质量远小于滑行器同上面挡光片的总质量,因D.m=400 g与滑行器总质量一样大,所以D错误。
(3)挡光片经光电门G1时速度为: ,经光电门G2时速度为:
根据:
可得:
18. 如图所示的装置可用来验证机械能守恒定律,摆锤A拴在长为L的轻绳一端,轻绳另一端固定在O点,在A上放一个质量很小的小铁块,现将摆锤拉起,使绳与竖直方向成θ角,由静止开始释放摆锤,当其到达最低位置时,受到竖直挡板P的阻挡而停止运动,之后铁块将飞离摆锤做平抛运动.(重力加速度为g)
(1)为了验证摆锤在运动过程中机械能守恒,必须求出摆锤在最低点的速度.为了求出这一速度,还应测量的物理量有__________.
(2)用测得的物理量表示摆锤在最低点的速度v=__________.
(3)用已知的和测得的物理量表示摆锤在运动过程中机械能守恒的关系式为______.
【答案】 ①. 遇到挡板之后铁片的水平位移s和竖直下落高度h ②. ③.
【解析】
【详解】①铁片在最低点飞出时做平抛运动,平抛的初速度即为铁片在最低点的速度,
根据平抛运动规律可以知道因此要想求出平抛的初速度,应该测量遇到挡板后铁片的水平位移x和竖直下落高度h.
②根据铁片做平抛运动有: 联立得出:
③下落到最低点过程中,摆锤重力势能的减小量等于其重力做功,因此有:
动能的增量为: ,根据得机械能守恒的关系式为
三、计算题
19. 带电荷量为q=+5.0×10﹣8C的点电荷从A点移到B点时,克服静电力做功3.0×10﹣6J。已知B点的电势为φB=20V,求:
(1)A、B间的电势差;
(2)A点的电势;
(3)q从A到B的电势能变化。
【答案】(1)﹣60V;(2)φA=﹣40V;(3)电势能增加3.0×10﹣6J
【解析】
【详解】(1)A、B间的电势差为
(2)A点的电势为
φA=UAB+φB=﹣60V+20V=﹣40V
(3)从A到B,电场力做负功,故电势能增加,增加了3.0×10-6J。
20. 已知UAB=18 V,R1=5 Ω,R2=R3=10 Ω,求:
(1)A、B间的总电阻。
(2)经过每个电阻上的电流大小。
(3)电流表和电压表的示数。
【答案】(1)6Ω (2), (3)3.0A,12V
【解析】
【小问1详解】
根据与串联再与并联,则A、B间的总电阻为
【小问2详解】
由欧姆定律流过的电流为
与串联电流相同,则
【小问3详解】
根据并联干路电流等于各支路电流之和,则电流表的示数为
电压表测量的是的电压,则
21. 如图所示,、B两个木块质量分别为与,、B与水平地面间接触光滑,上表面粗糙,质量为的铁块以的速度从的左端向右滑动,最后铁块与B的共同速度大小为,铁块可视为质点,求:
(1)的最终速度;
(2)铁块刚滑上B时铁块的速度。
【答案】(1);(2)
【解析】
【分析】
【详解】解:(1)铁块从的左端向右滑动,铁块做减速运动,、B一起做加速运动,当铁块冲上B后,、B分离,做匀速运动,B继续做加速运动,当铁块与B达到共同速度后,一起做匀速运动。选铁块和木块、B为系统,取水平向右为正方向,由系统总动量守恒得
代入数据解得
(2)设铁块刚滑上B时的速度为,此时A、B的速度均为,铁块与、B组成的系统动量守恒,由系统动量守恒得
解得
【点睛】对于多物体、多过程动量守恒定律的应用,解题时应注意:(1)正确分析作用过程中各物体状态的变化情况;(2)分清作用过程中的不同阶段,并按作用关系将系统内的物体分成几个小系统;(3)对不同阶段、不同的小系统准确选取初、末状态,分别列动量守恒方程。
22. 如图甲所示,电荷量为q=1×10-4C的带正电的小物块置于绝缘水平面上,所在空间存在方向沿水平向右的电场,电场强度E的大小与时间的关系如图乙所示,物块运动速度与时间t的关系如图丙所示,取重力加速度(g=10m/s2),求:
(1)前2s内电场力做的功;
(2)物块的质量;
(3)物块与水平面的动摩擦因数。
【答案】(1)6J;(2)1kg;(3)0.2
【解析】
【详解】(1)由题意可得,在匀强电场中电场力为
F=qE
由题图丙得前2秒内的位移为
s=×2×2m=2m
则电场力做的功为
W=Fs
代入数据解得
W=6J
(2)在2~4s内由题图可得
qE2=μmg
在0~2s物块的加速度为
由牛顿第二定律得
qE2-qE1=ma
代入数据解得
m=1kg
(3)在2~4s内由题图可得
qE2=μmg
又
m=1kg
解得
μ=0.2
23. 如图,静止于A处的离子经电压为U的加速电场加速后沿图中圆弧虚线通过静电分析器,从P点垂直CN进入矩形区域的有界匀强电场,电场方向水平向左。静电分析器通道内有均匀辐向分布的电场,已知圆弧所在处场强大小为E0,方向如图所示;离子质量为m、电荷量为q;、,离子重力不计。
(1)求圆弧虚线对应的半径R的大小;
(2)若离子恰好能打在NQ的中点,求矩形区域QNCD内匀强电场场强E的值。
【答案】(1);(2)
【解析】
【分析】
【详解】(1)离子在加速电场中加速,根据动能定理有
qU=mv2
离子在辐向电场中做匀速圆周运动,知离子带正电,电场力提供向心力,根据牛顿第二定律有
qE0=
联立解得
R=
(2)离子做类平抛运动,若恰好能打在NQ的中点,则有
d=vt
3d=at2
由牛顿第二定律得
qE=ma
联立解得
E=
24. 如图所示,在竖直平面内,AB为水平放置的绝缘粗糙轨道,CD为竖直放置的足够长绝缘粗糙轨道,AB与CD通过四分之一绝缘光滑圆弧形轨道平滑连接,圆弧的圆心为O,半径R=0.50 m,轨道所在空间存在水平向右的匀强电场,电场强度的大小E=1.0×104 N/C,现有质量m=0.60 kg,电荷量q=8.0×10-4 C的带电体(可视为质点),从A点由静止开始运动,已知sAB=1.0 m,带电体与轨道AB、CD间的动摩擦因数均为0.5。假定带电体与轨道之间的最大静摩擦力和滑动摩擦力相等。求:(取g=10 m/s2)结果保留根号
(1)带电体运动到圆弧形轨道C点时的速度大小;
(2)在运动的过程中,最大的速度是多少?
(3)在带电体稳定后,全过程产生的摩擦热是多少?
【答案】(1) ;(2) m/s;(3) 9J
【解析】
【详解】(1)对带电体由A→C 列动能定理得:
解得
(2)将qE与G合成得合力与水平夹37°,过O点做G′平行线与圆弧BC交点为E即为速度最大点;由E→C 对带电体列动能定理得:
解得
m/s
(3)带电体稳定后,在C点速度恰好为0,由A→C 列动能定理得:
解得
Q=9J
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白银市第一中学高二物理期中考试试卷
一、选择题(本题共16小题,在每小题给出的四个选项中,第1—11题只有一个选项正确,每题3分;第12—16题有多个选项正确,全部选对的得4分,选对但不全的得2分,有选错或不答的得0分)
1. 对于某一电容器,下列说法正确的是( )
A. 电容器所带的电荷量越多,电容越大
B. 电容器两极板间的电势差越大,电容越大
C. 电容器所带的电荷量增加一倍,两极板间的电势差也增加一倍
D. 电容器两极板间的电势差减小到原来的,它的电容也减小到原来的
2. 两个分别带有电荷量-Q和+3Q的相同金属小球(均可视为点电荷),固定在相距为r的两处,它们间库仑力的大小为F。两小球相互接触后将其固定距离变为,则两球间库仑力的大小为( )
A. B. C. D.
3. 某电场的分布如图所示,带箭头的实线为电场线,虚线为等势面。电场中A、B、C三点的电场强度分别为、、,电势分别为、、,关于这三点的电场强度和电势的关系,下列判断中正确的是( )
A. ,
B. ,
C. ,
D. ,
4. 如图所示,由粗糙的水平杆AO与光滑的竖直杆BO组成的绝缘直角支架,在AO杆、BO杆上套有带正电的小球P、Q,两个小球恰能在某一位置平衡.现将P缓慢地向左移动一小段距离,两球再次达到平衡.若小球所带电量不变,与移动前相比( )
A. 杆BO对Q的弹力减小
B. 杆AO对P的弹力减小
C. 杆AO对P的摩擦力增大
D. P、Q之间的距离增大
5. 如图所示,将带正电的甲球放在不带电的乙球左侧,两球在空间形成了稳定的静电场,实线为电场线,虚线为等势线.A、B两点与两球球心连线位于同一直线上,C、D两点关于直线AB对称,则 ( )
A. A点和B点的电势相同
B. C点和D点的电场强度相同
C. 正电荷从A点移至B点,电场力做正功
D. 负电荷从C点移至D点,电势能增大
6. 两电荷量分别为q1和q2的点电荷放在x轴上的A、B两点,两电荷连线上各点电势φ随x变化的关系图线如图所示,其中P点电势最低,且AP>BP,则以下说法正确的是( )
A. P点的电场强度大小为零
B. q1的电荷量小于q2的电荷量
C. q1和q2可能是同种电荷,也可能是异种电荷
D. 负电荷从P点左侧移到P点右侧,电势能先减小后增大
7. 如图所示,当ab端接入100 V电压时,cd两端为20 V;当cd两端接入100 V时,ab两端电压为50 V,则之比是( )
A. 4∶2∶1 B. 2∶1∶1 C. 3∶2∶1 D. 以上都不对
8. 电流表的内阻是Rg=200Ω,满刻度电流值是Ig=500μA,现欲把这电流表改装成量程为2.0V的电压表,正确的方法是
A. 应串联一个0.05Ω的电阻 B. 应并联一个0.05Ω的电阻
C. 应串联一个3800Ω的电阻 D. 应并联一个3800Ω的电阻
9. 某电容式话筒的原理示意图如图所示,E为电源,R为电阻,薄片P和Q为两金属基板,对着话筒说话时,P振动而Q可视为不动,在P、Q间距增大过程中,
A. P、Q构成的电容器的电容增大
B. P上电荷量保持不变
C. M点的电势比N点的低
D. M点的电势比N点的高
10. 如图所示,虚线a、b、c是电场中的三个等势面,相邻等势面间的电势差相同,实线为一个带正电的质点仅在电场力作用下,通过该区域的运动轨迹,P、Q是轨迹上的两点。下列说法中正确的是( )
A. 三个等势面中,等势面c的电势最高
B. 带电质点一定是从P点向Q点运动
C. 带电质点通过P点时的加速度比通过Q点时小
D. 带电质点通过P点时的动能比通过Q点时小
11. 如图所示,在空间中存在竖直向上的匀强电场,质量为m、电荷量为+q的物块从A点由静止开始下落,加速度为,下落高度H到B点后与一轻弹簧接触,又下落h后到达最低点C,整个过程中不计空气阻力,且弹簧始终在弹性限度内,重力加速度为g,则带电物块在由A点运动到C点过程中,下列说法正确的是( )
A. 该匀强电场的电场强度为
B. 带电物块和弹簧组成的系统机械能减少量为
C. 带电物块电势能的增加量为mg(H+h)
D. 弹簧的弹性势能的增加量为
12. 质量为2.0 kg的物体在水平面上运动的v-t图像如图,以水平向右的方向为正.以下判断正确的是( )
A. 在0~3 s内,质点的平均速度为零
B. 在3~5 s内,物体的位移为零
C. 第2 s末,合外力的功率为8W
D. 在l~6 s内,合外力的功为零
13. 如图所示,物块的质量m=1 kg,初速度v0=10 m/s,在一水平向左的恒力F作用下从O点沿粗糙的水平面向右运动,某时刻后恒力F突然反向,整个过程中物块速度的平方随位置坐标变化的关系图像如图乙所示,g=10 m/s2。下列说法中正确的是( )
A. 0~5 s内物块做匀减速运动
B. 在t=1 s时刻,恒力F反向
C. 恒力F大小为10 N
D. 物块与水平面间的动摩擦因数为0.3
14. 如图甲,A板的电势为0,B板的电势随时间的变化规律如图乙所示,电子只受电场力的作用,且初速度为零,A,B板间距离比较大。则( )
A. 若电子在t=0时刻进入,它将一直向B板运动
B. 若电子在t=0时刻进入,它将时而向B板运动,时而向A板运动,最后打在B板上
C. 若电子在t=时刻进入,它将时而向B板运动,时而向A板运动,最后打在B板上
D. 若电子是在t=时刻进入,它将时而向B板,时而向A板运动
15. 如图所示,在匀强电场中,有边长为2cm的等边三角形ABC,三角形所在平面与匀强电场平面重合,其中O点为该三角形的中心,各点电势分别为= 2V,= 4V,= 6V,下列说法正确的是
A. O点电势为零
B. 该匀强电场的场强大小为200V/m,方向由C指向A
C. 将电量为e的电子由C点移到A点,电子的电势能增加了4eV
D. 将电量为e的电子由O点移到无穷远,电子的电势能增加了3eV
16. 如图所示,有三个质量相等,分别带正电、负电和不带电的小球,从平行板电场的中点以相同的初速度v0垂直于电场方向进入电场,最后落在A、B、C三点,可以判断( )
A. 小球A带正电,小球B不带电,小球C带负电
B. 三个小球在电场中运动的时间相等
C. 三个小球到达极板时的动能关系为EkC >EkB> EkA
D. 三个小球在电场中运动时的加速度关系为aA<aB<aC
二、实验题(12分,每空2分)
17. 为了探究加速度与力的关系,使用如图所示的气垫导轨装置进行实验。其中G1、G2为两个光电门,它们与数字计时器相连,当滑行器通过G1、G2光电门时,光束被遮挡的时间Δt1、Δt2都可以被测量并记录,滑行器同上面固定的一条形挡光片的总质量为M,挡光片宽度为D,两光电门间距离为x,牵引砝码的质量为m。回答下列问题:
(1)实验开始应先调节气垫导轨下面的螺钉,使气垫导轨水平,在不增加其他仪器的情况下,如何判定调节是否到位?
答:_____________________。
(2)若取M=0.4 kg,改变m的值,进行多次实验,以下m的取值不合适的一个是________。
A.m=5 g B.m=15 g C.m=40 g D.m=400 g
(3)在此实验中,需要测得每一个牵引力对应的加速度,写出该加速度的表达式:____________。(用Δt1、Δt2、D、x表示)
18. 如图所示的装置可用来验证机械能守恒定律,摆锤A拴在长为L的轻绳一端,轻绳另一端固定在O点,在A上放一个质量很小的小铁块,现将摆锤拉起,使绳与竖直方向成θ角,由静止开始释放摆锤,当其到达最低位置时,受到竖直挡板P的阻挡而停止运动,之后铁块将飞离摆锤做平抛运动.(重力加速度为g)
(1)为了验证摆锤在运动过程中机械能守恒,必须求出摆锤在最低点的速度.为了求出这一速度,还应测量的物理量有__________.
(2)用测得的物理量表示摆锤在最低点的速度v=__________.
(3)用已知的和测得的物理量表示摆锤在运动过程中机械能守恒的关系式为______.
三、计算题
19. 带电荷量为q=+5.0×10﹣8C的点电荷从A点移到B点时,克服静电力做功3.0×10﹣6J。已知B点的电势为φB=20V,求:
(1)A、B间的电势差;
(2)A点的电势;
(3)q从A到B的电势能变化。
20. 已知UAB=18 V,R1=5 Ω,R2=R3=10 Ω,求:
(1)A、B间的总电阻。
(2)经过每个电阻上的电流大小。
(3)电流表和电压表的示数。
21. 如图所示,、B两个木块质量分别为与,、B与水平地面间接触光滑,上表面粗糙,质量为的铁块以的速度从的左端向右滑动,最后铁块与B的共同速度大小为,铁块可视为质点,求:
(1)的最终速度;
(2)铁块刚滑上B时铁块的速度。
22. 如图甲所示,电荷量为q=1×10-4C的带正电的小物块置于绝缘水平面上,所在空间存在方向沿水平向右的电场,电场强度E的大小与时间的关系如图乙所示,物块运动速度与时间t的关系如图丙所示,取重力加速度(g=10m/s2),求:
(1)前2s内电场力做的功;
(2)物块的质量;
(3)物块与水平面的动摩擦因数。
23. 如图,静止于A处的离子经电压为U的加速电场加速后沿图中圆弧虚线通过静电分析器,从P点垂直CN进入矩形区域的有界匀强电场,电场方向水平向左。静电分析器通道内有均匀辐向分布的电场,已知圆弧所在处场强大小为E0,方向如图所示;离子质量为m、电荷量为q;、,离子重力不计。
(1)求圆弧虚线对应的半径R的大小;
(2)若离子恰好能打在NQ的中点,求矩形区域QNCD内匀强电场场强E的值。
24. 如图所示,在竖直平面内,AB为水平放置的绝缘粗糙轨道,CD为竖直放置的足够长绝缘粗糙轨道,AB与CD通过四分之一绝缘光滑圆弧形轨道平滑连接,圆弧的圆心为O,半径R=0.50 m,轨道所在空间存在水平向右的匀强电场,电场强度的大小E=1.0×104 N/C,现有质量m=0.60 kg,电荷量q=8.0×10-4 C的带电体(可视为质点),从A点由静止开始运动,已知sAB=1.0 m,带电体与轨道AB、CD间的动摩擦因数均为0.5。假定带电体与轨道之间的最大静摩擦力和滑动摩擦力相等。求:(取g=10 m/s2)结果保留根号
(1)带电体运动到圆弧形轨道C点时的速度大小;
(2)在运动的过程中,最大的速度是多少?
(3)在带电体稳定后,全过程产生的摩擦热是多少?
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