内容正文:
绝密★启用前
高二物理
GR01
班级____________ 姓名____________
注意事项:
1.答卷前,考生务必将自己的姓名、班级和考号填写在答题卡上。
2.回答选择题时,选出每小题答案后,用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑,如需改动,用橡皮擦干净后,再选涂其他答案标号。回答非选择题时,将答案写在答题卡上,写在本试卷上无效。
3.考试结束后,将本试卷和答题卡一并交回。
一、单项选择题:本题共7小题,每小题4分,共28分。在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的。
1.下列说法正确的是
A.元电荷指电子或质子本身
B.用丝绸摩擦过的玻璃棒带正电,是因为丝绸上的正电荷转移到了玻璃棒上
C.真空中静止的点电荷形成的电场中,与场源电荷距离相同的两点的电场强度一定相同
D.真空中静止的点电荷形成的电场中,与场源电荷距离相同的两点的电势一定相等
2.已知均匀带电球体在球的外部产生的电场与一个位于球心的、电荷量相等的点电荷产生的电场相同。一半径为R的球体上均匀分布着电荷量为Q的电荷,在过球心O的直线上有A、B两个点,O、B之间的距离为R,O、A之间的距离为2R,现以OB为直径在球内挖一球形空腔,如图所示。已知静电力常量为k,球的体积公式为,则A点处电场强度大小为
A. B. C. D.
3.真空中存在某静电场,将一电子分别从A点和B点移到无穷远,电场力做功分别为5 eV和−1 eV,若将电子由无穷远移到C点,电势能减小5 eV。已知电子的电荷量为e,取无穷远处电势为0,下列说法正确的是
A.A点的电势为−1 V B.B点的电势为1 V
C.C点电势与A点相同 D.若将电子从B点移到C点,电场力做功为−4 eV
4.如图所示,一平行板电容器的两极板与电压恒定的电源相连,极板水平放置,有一带电油滴静止在电容器内部空间的P点,之后迅速将一有厚度的金属板插入两板之间,插入位置紧靠上极板,则下列说法正确的是
A.带电油滴带负电 B.电容器的电容减小
C.P点的电势降低 D.带电油滴仍保持静止
5.如图,边长为10 cm的菱形ABCD处于方向平行于纸面的匀强电场中,O点为其几何中心,A、B、C点处电势分别为3 V、5 V、7 V,,下列说法正确的是
A.D点的电势为9 V B.O点的电势为0 V
C.匀强电场的方向由A指向C D.匀强电场的电场强度大小为
6.如图所示,实线为一带负电的粒子仅在电场力作用下通过该区域的运动轨迹,P、N、Q是这条轨迹上的三个点,虚线可能是电场线,也可能是等差等势线,其中b为水平线,下列判断正确的是
A.不论虚线是电场线还是等势线,粒子通过P点时加速度都较小
B.若虚线是电场线,则N处电场方向水平向右
C.若虚线是电场线,则P点的电势比Q点的电势高,粒子通过P点时电势能较小,动能较大
D.若虚线是等势线,则粒子通过P点时电势能较小,动能较大
7.真空中,x轴上O点和D点各有一点电荷、,两电荷间电场强度E随位置x的变化图像如图所示,x轴正方向为场强正方向,其中,则下列说法正确的是
A.、均为负电荷
B.
C.A、B间的电势差大于B、C间的电势差
D.由A点静止释放一正点电荷,仅在电场力作用下运动到C点的过程中,电势能增大
二、多项选择题:本题共3小题,每小题6分,共18分。在每小题给出的四个选项中,有两个或两个以上选项符合题目要求。全部选对的得6分,选对但不全的得3分,有选错的得0分。
8.关于下列四幅图的说法正确的是
A.图甲为静电除尘原理的示意图,尘埃将被吸附到带负电的板状收集器A上
B.如图乙,给汽车加油前要触摸一下静电释放器,是为了导走人身上的电荷
C.如图丙,燃气灶中电子点火器点火应用了尖端放电的原理
D.如图丁,由于金属网的屏蔽,A球上电荷在验电器金属球B处产生的电场强度为零
9.下列有关电场线和等势面的四幅图像,说法正确的是
A.图甲为正点电荷产生的电场,P点与Q点的电场强度相同
B.图乙为等量异种点电荷产生的电场,P、Q两点在点电荷连线的中垂线上且关于连线对称,则P点与Q点的电场强度相同
C.图丙为负点电荷的等势线,其中A点电势高于B点电势
D.图丁为匀强电场的电场线和等势面,只有匀强电场的电场线和等势面才互相垂直
10.如图甲所示,A、B是一对平行的金属板,在两板间加上一周期为T的电压,A板接地,两板间的电势差随时间的变化规律如图乙所示,两板间距为d且足够大。现有一质量为m、带电荷量为e的电子从A板上的小孔进入两板间的电场区域内,设电子的初速度和重力的影响可忽略。下列说法正确的是
A.若电子是在时刻进入的,则它将一直向B板运动
B.若电子是在时刻进入的,则它所获得的最大速度为
C.电子在时刻进入时和在时刻进入时,均时而向B板运动,时而向A板运动,最后打在B板上
D.若电子是在时刻进入的,则它时而向B板运动,时而向A板运动,在A、B板之间做往返运动,不会打到板上
三、非选择题:本题共5小题,共54分。
11.(8分)(1)某物理兴趣小组利用如图所示装置来探究影响电荷间静电力的因素。A是一个固定在绝缘立柱上的带正电小球,另一系在绝缘丝线上的带正电小球B会在静电力的作用下发生偏离,实验过程中通过调节A球下方立柱的高度使得A、B的球心始终等高,静电力的大小可以通过丝线偏离竖直方向的角度显示出来。实验小组进行了以下操作:
步骤一:把系在丝线上的带电小球先后挂在横杆上的P1、P2、P3等位置,比较小球B在不同位置所受小球A的静电力的大小。
步骤二:保证两球的位置不变,增大或减小两球所带的电荷量,比较小球B所受静电力的大小。
①该实验采用的方法是________。(填选项前的字母)
A.理想实验法 B.控制变量法 C.等效替代法
②上图为步骤一的实验现象,该现象表明:两电荷之间的相互作用力,随其距离的增大而________。(填选项前的字母)
A.增大 B.减小 C.不变 D.无法判断
(2)某同学采用如图所示的装置做静电感应的实验:在绝缘支架上的金属导体M和金属导体N按图中方向接触放置,初始M、N都不带电,开关S1、S2均断开,现在将一个带正电小球P放置在M左侧(不接触M)。
①稳定后,金属导体MN中心O点处的电场强度大小为________。
②关于下述实验操作及结果,说法正确的是________(双选)。
A.若S1、S2均断开,则导体M左端带负电,导体N右端带正电
B.若只闭合开关S1,则导体M左端不带电
C.若S1、S2均闭合,则导体M左端不带电
D.若只闭合开关S2,接着将M、N分开,最后移走带电小球,则导体M带负电
12.(8分)某实验小组利用如图甲所示的电路研究电容器充放电规律,S为单刀双掷开关,R为定值电阻,A为电流传感器,V为电压传感器,C为平行板电容器。图乙为放电过程中某个物理量随时间变化的图像。
(1)如果观察电容器的放电现象,应将开关S________接(填“1”或“2”)。
(2)放电过程中,定值电阻R上电流的流向为________(填选项前的字母)。
A.从a到b B.从b到a
(3)若图乙中曲线与坐标轴所围成的面积S表示放电过程中电容器释放的总电荷量,则图像纵轴的物理量为________(填选项前的字母)。
A.通过R的电流 B.R两端的电压
(4)若将电容器的电容增大,其他情况不变,则图乙中曲线与坐标轴所围成的面积将________(填“增大”“减小”或“不变”)。
13.(8分)三个带电小球通过三根完全相同的轻质弹性绳连接,稳定后三者静止在光滑绝缘水平面上,恰形成等边三角形的形状。小球A带电荷量,弹性绳原长,稳定后弹性绳的长度均为,弹性绳的形变量在弹性限度内。带电小球A、B、C均可视为点电荷,静电力常量。则:
(1)小球B、C带正电还是负电?所带电荷量分别是多少?(直接写出结果即可)
(2)弹性绳的劲度系数是多少?
14.(14分)一束初速度为0的带电粒子,带电荷量,在经的加速电压加速后,在距两极板等距处垂直进入平行板间的匀强电场,恰从下极板右边缘离开匀强电场,之后打在荧光屏上,如图所示。若板间距离,板长,粒子打到荧光屏上的位置与初始位置间的高度差为,已知粒子的质量,其重力忽略不计,求:
(1)粒子进入偏转电场时速度的大小。
(2)平行板间的电压。
(3)荧光屏到平行板右边缘的水平距离。
15.(16分)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,半径未知,轨道所在空间存在水平向右的匀强电场,电场强度大小,现有质量,电荷量的带电体(可视为质点),从A点由静止开始运动,最终静止在C点正上方处。已知A、B间的距离,带电体与轨道AB间的动摩擦因数,与轨道CD间的动摩擦因数。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,重力加速度,求:
(1)带电体运动到圆弧形轨道B点时的速度大小。
(2)圆弧轨道的半径R。
(3)带电体到达C点后经多长时间停止运动。
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高二物理参考答案及解析
GR01
题号
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
答案
D
A
B
C
D
C
C
BC
BC
ABD
11.【答案】(1)①B(2分) ②B(2分) (2)①零(或“0”)(2分) ②AD(2分,少选得1分,错选不得分)
12.【答案】(1)2(2分) (2)A(2分) (3)A(2分) (4)增大(2分)
13.【答案】(1)带负电 (2)120 N/m
【解析】(1)小球静止,受力平衡,则所受库仑力与弹力等大反向,由于各弹性绳伸长,弹力沿绳子收缩方向,则库仑力为绳子伸长方向,为斥力,故每两个小球应相互排斥,带同种电荷,三小球均带负电(2分);各绳中弹力大小相等,故每两个小球之间的库仑力大小均相等,根据,距离相同,各小球带电荷量相同,故 (2分)。
(2)A、B之间的库仑力 (1分)
弹性绳的弹力 (1分)
弹性绳的劲度系数 (1分)
代入数据得 (1分)
14.【答案】(1) (2)320 V (3)10 cm
【解析】(1)粒子在加速电场中运动,由动能定理有 (2分)
得 (2分)
(2)粒子在平行板间做类平抛运动,由平抛知识可知
在平行极板方向,有 (2分)
在垂直极板方向,有 (1分)
(1分)
联立解得 (2分)
(3)如图,粒子在平行板间做类平抛运动,速度的反向延长线过水平位移的中点;粒子离开平行板后做匀速直线运动,由此构造出与轨迹有关的相似三角形,可得
(2分)
解得 (2分)
(其他方法正确也给分)
15.【答案】(1) (2) (3)
【解析】(1)设带电体到达B点时的速度为,由动能定理得
(2分)
代入数据解得 (2分)
(2)设带电体到达C时的速度为,由动能定理得
(2分)
带电体沿竖直轨道CD上升的最大高度为,由动能定理得
(2分)
代入数据解得 (2分)
(3)根据(2)中分析可知带电体到达C点后做匀减速直线运动最终停止在距C点竖直距离处,根据牛顿第二定律可知 (2分)
再根据运动学公式得 (2分)
联立两式,代入数据解得 2分)
(其他方法正确也给分)
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