内容正文:
玉溪一中2028届高二上学期第一次月考
物理试题
时间:75分钟 满分:100分
一、选择题,本题共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. 关于点电荷,下列说法正确的是( )
A. 只有体积很小的带电体才能看成是点电荷
B. 点电荷所带电荷量一定很小
C. 电荷量很大的带电体有可能被看成点电荷
D. 点电荷就是电荷量为1.60×10-19 C的电荷
【答案】C
【解析】
【详解】ABC.点电荷是理想模型,带电体能否看作点电荷取决于其线度相对于研究问题中所涉及距离是否可忽略,而不取决于其所带电荷量的大小。电荷量很大的带电体在自身线度可忽略时也能看作点电荷,故AB错误,C正确;
D.元电荷的电荷量为,点电荷是对带电体大小和形状的理想化处理,二者不是同一概念,故D错误。
故选C。
2. 在日常生活与生产中,静电现象既有实用价值,也需注意防范。下列关于静电场的应用与防止的说法中,正确的是( )
A. 油罐车尾部拖一条铁链是为了检测积水路面的积水深度
B. 复印机利用静电屏蔽,把字迹印在纸上
C. 避雷针利用了尖端放电的原理
D. 高压电作业时,穿金属纤维制作的屏蔽服,是防止身体被线头刮伤
【答案】C
【解析】
【详解】静电的利用主要依靠静电吸附、尖端放电等原理,防止静电危害常用接地导走静电和静电屏蔽等方法。
A.油罐车行驶中因摩擦会积累静电,车尾拖一条铁链是为了把车体上的静电及时导入大地,避免静电放电引起爆炸,故A错误;
B.静电复印机利用的是静电吸附,即让带电的碳粉被吸附在感光鼓上,再转印到纸上得到字迹,故B错误;
C.避雷针利用了尖端放电的原理,能逐步把云层所带的电荷导入大地,避免建筑物遭受雷击,故C正确;
D.高压电作业时穿金属纤维制作的屏蔽服,利用的是静电屏蔽,使人体免受高压电场的危害,故D错误。
故选C。
3. 在静电场中的某一固定点P处放置一个电荷量为+q的试探电荷,其所受静电力为F,P点的电场强度为E。关于P点的电场强度,下列说法中正确的是( )
A. 移去该试探电荷,P点的电场强度变为零
B. 若试探电荷的电荷量变为+2q,P点的电场强度变为2E
C. 若试探电荷的电荷量变为-q,P点的电场强度的方向发生改变
D. 若试探电荷的电荷量变为-2q,P点的电场强度不改变
【答案】D
【解析】
【详解】根据电场强度的定义式有,该表达式为比值定义式,电场中某点的电场强度由电场自身决定,与试探电荷无关,可知,移去该试探电荷,改变试探电荷的电荷量大小,P点的电场强度均不变。
故选D。
4. 如图所示,一个带正电的小球a用绝缘细线悬挂于O点,欲使小球a静止时细线与竖直方向有一夹角,可在直线MN上放一个带电小球b,则b可能( )
A. 带正电,放在A点 B. 带负电,放在B点
C. 带负电,放在C点 D. 带正电,放在D点
【答案】A
【解析】
【详解】小球a在重力、细线拉力及库仑力(静电力)作用下处于静止,合力为零,即静电力必然与重力、细线拉力的合力等大反向,如图所示
可知,静电力的方向需在两条虚线之间,由于小球a带正电,则小球可能带正电,放在A点,可能带负电,放在D点。
故选A。
5. 如图所示,MN是一负点电荷产生的电场中的一条电场线,某一带正电的粒子(不计重力)从a点沿虚线运动到b点并经过这条电场线。下列判断正确的是( )
A. 粒子从a点运动到b点的过程中动能逐渐减小
B. 粒子在a点的电势能大于在b点的电势能
C. 负点电荷一定位于M的左侧
D. 粒子在a点的加速度大于在b点的加速度
【答案】B
【解析】
【详解】C.根据带正电粒子运动过程中受到的电场力指向运动轨迹的凹侧,可判断出电场线的方向由M指向N,则负点电荷在N点或N点的右侧,故C错误;
AB.粒子从a点运动到b点的过程中,电场力做正功,动能逐渐增大,电势能逐渐减小,则粒子在a点的电势能大于在b点的电势能,故A错误,B正确;
D.由于a点离负点电荷距离较远,故粒子在a点受到的电场力小于在b点受到的电场力,粒子在a点的加速度小于在b点的加速度,故D错误。
故选B。
6. 如图为指纹锁示意图,当手指的指纹一面与锁表面接触时,指纹上凸处和凹处分别与锁基板上的小极板形成正对面积相同的电容器。现使电容器的电压保持不变,手指挤压锁表面的过程中,指纹与小极板之间的距离变小,电容器( )
A. 电容变小 B. 处于放电状态
C. 内部电场强度变大 D. 存储的电能减少
【答案】C
【解析】
【详解】A.手指挤压锁表面的过程中,指纹与小极板之间的距离减小,根据
可知电容变大,故A错误;
BD.两极板电压不变,根据
可知电容器所带电荷量变大,处于充电状态,存储的电能变多,故BD错误;
C.根据
因不变,变小,可知内部电场强度变大,故C正确。
故选C。
7. 两个点电荷A和B的电荷量分别为qA和qB,M是点电荷连线中垂线上的某点,其电场方向如图所示,下列说法正确的是( )
A. qA和qB的大小可能相等
B. A和B为同种电荷,且qA>qB
C. A和B为异种电荷,且qA>qB
D. 若A和B的电荷量均变为原来的2倍,则M点的电场方向不变
【答案】D
【解析】
【详解】A.若qA和qB的大小相等且为异种电荷,由电场强度的叠加原理可知M点电场强度与AB连线垂直;若qA和qB的大小相等且为同种电荷,由电场强度的叠加原理可知M点电场强度与AB连线平行,由图可知M点电场强度方向既不与AB连线垂直也不与AB连线平行,故qA和qB的大小不可能相等,故A错误;
BC.要使M点的电场方向如图中所示,由电场叠加原理可知,点电荷A和B在M点产生的电场强度、如图所示
则有点电荷A带负电荷、点电荷B带正电荷,且有,又点电荷A和B到M点距离相等,由,
可知,故BC错误;
D.若A和B的电荷量均变为原来的2倍,则点电荷A和B在M点产生的电场强度
,
则由平行四边形定则可知M点的合场强,方向不变,故D正确。
故选D。
8. 如图所示是两个带电体周围的电场线和等势线分布示意图,图中的图线具有对称性,下列叙述正确的是( )
A. 实线表示等势线,虚线表示电场线
B. 两个带电体都带正电,且电量相同
C. 等势线在两带电体的连线中点相交
D. A点电势高于B点,A点场强大于B点
【答案】BD
【解析】
【详解】A.电场强度是矢量,既有大小又有方向,所以带箭头的实线表示电场线,等势线是电势相同的点构成的线,电势是标量,没有方向,故错误;
B.因为电场线和等势线均具有对称性,两带电体无法区分其差异,即带同种等量电荷,电场线从正电荷处发出,所以它们带正电,故正确;
C.等势线不相交,故错误;
D.沿着电场线方向,电势越来越低,所以A点电势高于B点电势;电场线越密,场强越大,所以A点场强大于B点场强,故正确。
故选BD。
9. 两块大小、形状完全相同的金属板正对水平放置,构成一个平行板电容器。将两金属板分别与电源两极相连,如图所示,闭合开关S达到稳定后,在两板间有一带电液滴P恰好处于静止状态,下列判断正确的是( )
A. 断开开关S,减小两板间的距离,液滴向上运动
B. 断开开关S,减小两板间的距离,液滴静止
C. 保持开关S闭合,减小两极间的距离,液滴的电势能减少
D. 保持开关S闭合,减小两板间的距离,液滴的电势能增加
【答案】BC
【解析】
【详解】AB.断开开关S,电容器极板上的电荷量不变。根据C,,
推导可得,可知场强E的大小与板间距离d无关,故减小两板间的距离时,两极板间的电场强度不变,液滴受到的电场力不变,液滴仍静止,故A错误,B正确;
CD.保持开关S闭合,电容器两极板间的电压不变,根据可知,减小两极间的距离,则极板间的电场强度变大,液滴受到的电场力将变大,因为原来电荷处于静止状态,故电场对电荷的作用力是向上的,故液滴会向上运动,电场力做正功,电势能减小,故C正确,D错误。
故选BC。
10. 电偶极子由两个点电荷和组成,它们之间的距离为(很小),总质量为。如图所示,空间中某区域内存在一电场,其分布为。先令一电偶极子朝着方向,并使其中点位于处,再静止释放。( )
A. 的单位是
B. 电偶极子受到的合力
C. 电偶极子由静止释放后将做往复运动运动
D. 电偶极子的电势能
【答案】AB
【解析】
【详解】A.由电场强度的单位是V/m,由于E(x) = αx2,所以α的单位是
故A正确;
B.电偶极子受到的合力
故B正确;
C.电偶极子所受合力方向沿x轴正方向,静止释放后一直向x轴正方向运动,合力方向与位移方向同向,故C错误;
D.两个电荷放在一起电势能为零,相当于把其中一个移开了距离l,qU就是变化的电势能,即电偶极子的电势能,为
Ep = −qU = −qEl = −αqlx02
而实际不是匀强电场,故电偶极子的电势能不等于−αqlx02,故D错误。
故选AB。
二、非选择题:本题共5小题,共54分,其中13~15题解答时请写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤,有数值计算时,答案中必须明确写出数值和单位。
11. 在“验证力的平行四边形定则”的实验中使用的器材有:木板、白纸、两个标准弹簧测力计、橡皮条、轻质小圆环、刻度尺、铅笔、细线和图钉若干。完成下列实验步骤:
①用图钉将白纸固定在水平木板上。
②将橡皮条的一端固定在木板上,另一端系在轻质小圆环上。将两细线也系在小圆环上,它们的另一端均挂上测力计。用互成一定角度、方向平行于木板、大小适当的力拉动两个测力计,小圆环停止时由两个测力计的示数得到两拉力和的大小,并___________。(多选,填正确答案标号)
A.用刻度尺量出橡皮条的长度
B.用刻度尺量出两细线的长度
C.用铅笔在白纸上标记出小圆环的位置
D.用铅笔在白纸上标记出两细线的方向
③撤掉一个测力计,用另一个测力计把小圆环拉到_________,由测力计的示数得到拉力的大小,沿细线标记此时的方向。
④选择合适标度,由步骤②的结果在白纸上根据力的平行四边形定则作和的合成图,得出合力的大小和方向;按同一标度在白纸上画出力的图示。
⑤比较和的________,从而判断本次实验是否验证了力的平行四边形定则。
【答案】 ①. CD##DC ②. 相同位置 ③. 大小和方向
【解析】
【详解】②[1]将橡皮条的一端固定在木板上,另一端系在轻质小圆环上。将两细线也系在小圆环上,它们的另一端均挂上测力计。用互成一定角度、方向平行于木板、大小适当的力拉动两个测力计,小圆环停止时由两个测力计的示数得到两拉力和的大小,还需要用铅笔在白纸上标记出小圆环的位置以及用铅笔在白纸上标记出两细线的方向。
故选CD。
③[2]撤掉一个测力计,用另一个测力计把小圆环拉到相同位置,由测力计的示数得到拉力的大小,沿细线标记此时的方向;
⑤[3]比较和的大小和方向,从而判断本次实验是否验证了力的平行四边形定则。
12. “探究向心力大小的表达式”实验装置如图所示。
(1)采用的实验方法是__________
A. 控制变量法 B. 等效法 C. 模拟法
(2)在小球质量和转动半径相同的情况下,逐渐加速转动手柄到一定速度后保持匀速转动。此时左右标尺露出的红白相间等分标记的比值等于两小球的_________________之比(选填“线速度大小”、“角速度平方”或“周期平方”);在加速转动手柄过程中,左右标尺露出红白相间等分标记的比值___________________(选填“不变”、“变大”或“变小”)。某同学还想验证向心力大小与小球质量的关系,他按照图中所示组装器材,请判断其组装是否正确________(填正确或不正确)并说明理由___________________________________________。
【答案】(1)A (2) ①. 角速度平方 ②. 不变 ③. 不正确 ④. 因为如图的皮带安装会导致角速度不同无法控制变量
【解析】
【小问1详解】
本实验先控制住其它几个因素不变,集中研究其中一个因素变化所产生的影响,采用的实验方法是控制变量法;
故选A。
【小问2详解】
[1]标尺上露出的红白相间的等分格数之比为两个小球所受向心力的比值,根据可知,在小球质量和转动半径相同的情况下,可知左右标尺露出的红白相间等分标记的比值等于两小球的角速度平方之比。
[2]设皮带两塔轮的半径为R1、R2,塔轮的线速度为v,则有,
小球质量和转动半径相同的情况下,可知
由于两变速盘的半径之比不变,则两小球的角速度平方之比不变,左、右标尺露出红白相间等分标记的比值不变。
[3]不正确
[4]验证向心力与质量的关系时,需要控制角速度、转动半径均相同,仅改变小球质量;图中皮带安装方式会导致两小球角速度不同,无法满足控制变量的条件,因此组装不正确。
13. 如图所示,长为l的绝缘细线一端悬于O点,另一端系一质量为m、电荷量为q的小球。现将此装置放在水平向右的匀强电场中,小球静止在A点,此时细线与竖直方向成角。重力加速度为g(已知)。
(1)判断小球的带电性质;
(2)求该匀强电场的电场强度E的大小;
(3)若将小球向左拉起至与O点同一水平高度且细绳刚好张紧,将小球由静止释放,求小球运动到O点正下方时的速度大小以及绳子对小球的拉力T;
【答案】(1)带负电 (2)
(3),
【解析】
【小问1详解】
小球静止在A点,受力分析如图,说明小球受到的电场力方向与电场方向相反,因此小球带负电。
【小问2详解】
小球在A点静止,由平衡条件可知
解得匀强电场的电场强度E的大小
【小问3详解】
小球摆至最低点的过程,根据动能定理有
解得小球运动到O点正下方时的速度大小
小球在最低点,根据牛顿第二定律有
解得绳子对小球的拉力
14. 在匀强电场中,将电荷量为的点电荷从电场中的A点移到B点,静电力做了的功,再从B点移到C点,静电力做了的功。已知为边长为的等边三角形,电场的方向与所在的平面平行,取B点为零电势点,求:
(1)AB两点间的电势差;
(2)C点的电势;
(3)匀强电场的电场强度E的大小和方向。
【答案】(1)6V (2)6V
(3)200V/m,方向垂直AC指向B
【解析】
【小问1详解】
已知点电荷从电场中的点移到点,静电力做了的功,则有
解得AB两点间的电势差为
【小问2详解】
点电荷从点移到点,静电力做了的功,则有
解得
又因为
取,则C点的电势为
【小问3详解】
同理
解得A点的电势为
即
所以AC为等势线,故电场线的方向垂直AC指向B,其场强大小为
15. 如图所示,虚线OO1左侧的水平地面粗糙,右侧的水平地面光滑,在虚线左侧20m处静止着一质量为m=1kg的物块A,在虚线右侧静止放置质量为M=3kg、长度为L=2.4m的长木板B,B的右端静止放置着另一质量为m0的小物块C,现给A一水平向右、大小为v0=12m/s的初速度,一段时间后A与B发生弹性碰撞,已知A与OO1左侧地面间的动摩擦因数为μ1=0.2,C与B间的动摩擦因数为μ2=0.25,重力加速度g=10m/s2,A、C均可视为质点。
(1)求A与B发生碰撞前,A速度的大小;
(2)求A与B发生碰撞后,B速度的大小;
(3)若最终C恰好未滑离B,求C的质量。
【答案】(1)8m/s
(2)4m/s (3)1kg
【解析】
【小问1详解】
选A为研究对象,在左侧运动阶段,设A与B碰撞前A的速度为,则
由牛顿第二定律可知
联立解得
【小问2详解】
A与B发生弹性碰撞的瞬间,C的速度未发生变化,则碰撞过程中A和B组成的系统动量守恒、机械能守恒,有,
解得B的速度大小为
【小问3详解】
对B与C,根据动量守恒定律和能量守恒定律可知,
解得。
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物理试题
时间:75分钟 满分:100分
一、选择题,本题共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. 关于点电荷,下列说法正确的是( )
A. 只有体积很小的带电体才能看成是点电荷
B. 点电荷所带电荷量一定很小
C. 电荷量很大的带电体有可能被看成点电荷
D. 点电荷就是电荷量为1.60×10-19 C的电荷
2. 在日常生活与生产中,静电现象既有实用价值,也需注意防范。下列关于静电场的应用与防止的说法中,正确的是( )
A. 油罐车尾部拖一条铁链是为了检测积水路面的积水深度
B. 复印机利用静电屏蔽,把字迹印在纸上
C. 避雷针利用了尖端放电的原理
D. 高压电作业时,穿金属纤维制作的屏蔽服,是防止身体被线头刮伤
3. 在静电场中的某一固定点P处放置一个电荷量为+q的试探电荷,其所受静电力为F,P点的电场强度为E。关于P点的电场强度,下列说法中正确的是( )
A. 移去该试探电荷,P点的电场强度变为零
B. 若试探电荷的电荷量变为+2q,P点的电场强度变为2E
C. 若试探电荷的电荷量变为-q,P点的电场强度的方向发生改变
D. 若试探电荷的电荷量变为-2q,P点的电场强度不改变
4. 如图所示,一个带正电的小球a用绝缘细线悬挂于O点,欲使小球a静止时细线与竖直方向有一夹角,可在直线MN上放一个带电小球b,则b可能( )
A. 带正电,放在A点 B. 带负电,放在B点
C. 带负电,放在C点 D. 带正电,放在D点
5. 如图所示,MN是一负点电荷产生的电场中的一条电场线,某一带正电的粒子(不计重力)从a点沿虚线运动到b点并经过这条电场线。下列判断正确的是( )
A. 粒子从a点运动到b点的过程中动能逐渐减小
B. 粒子在a点的电势能大于在b点的电势能
C. 负点电荷一定位于M的左侧
D. 粒子在a点的加速度大于在b点的加速度
6. 如图为指纹锁示意图,当手指的指纹一面与锁表面接触时,指纹上凸处和凹处分别与锁基板上的小极板形成正对面积相同的电容器。现使电容器的电压保持不变,手指挤压锁表面的过程中,指纹与小极板之间的距离变小,电容器( )
A. 电容变小 B. 处于放电状态
C. 内部电场强度变大 D. 存储的电能减少
7. 两个点电荷A和B的电荷量分别为qA和qB,M是点电荷连线中垂线上的某点,其电场方向如图所示,下列说法正确的是( )
A. qA和qB的大小可能相等
B. A和B为同种电荷,且qA>qB
C. A和B为异种电荷,且qA>qB
D. 若A和B的电荷量均变为原来的2倍,则M点的电场方向不变
8. 如图所示是两个带电体周围的电场线和等势线分布示意图,图中的图线具有对称性,下列叙述正确的是( )
A. 实线表示等势线,虚线表示电场线
B. 两个带电体都带正电,且电量相同
C. 等势线在两带电体的连线中点相交
D. A点电势高于B点,A点场强大于B点
9. 两块大小、形状完全相同的金属板正对水平放置,构成一个平行板电容器。将两金属板分别与电源两极相连,如图所示,闭合开关S达到稳定后,在两板间有一带电液滴P恰好处于静止状态,下列判断正确的是( )
A. 断开开关S,减小两板间的距离,液滴向上运动
B. 断开开关S,减小两板间的距离,液滴静止
C. 保持开关S闭合,减小两极间的距离,液滴的电势能减少
D. 保持开关S闭合,减小两板间的距离,液滴的电势能增加
10. 电偶极子由两个点电荷和组成,它们之间的距离为(很小),总质量为。如图所示,空间中某区域内存在一电场,其分布为。先令一电偶极子朝着方向,并使其中点位于处,再静止释放。( )
A. 的单位是
B. 电偶极子受到的合力
C. 电偶极子由静止释放后将做往复运动运动
D. 电偶极子的电势能
二、非选择题:本题共5小题,共54分,其中13~15题解答时请写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤,有数值计算时,答案中必须明确写出数值和单位。
11. 在“验证力的平行四边形定则”的实验中使用的器材有:木板、白纸、两个标准弹簧测力计、橡皮条、轻质小圆环、刻度尺、铅笔、细线和图钉若干。完成下列实验步骤:
①用图钉将白纸固定在水平木板上。
②将橡皮条的一端固定在木板上,另一端系在轻质小圆环上。将两细线也系在小圆环上,它们的另一端均挂上测力计。用互成一定角度、方向平行于木板、大小适当的力拉动两个测力计,小圆环停止时由两个测力计的示数得到两拉力和的大小,并___________。(多选,填正确答案标号)
A.用刻度尺量出橡皮条的长度
B.用刻度尺量出两细线的长度
C.用铅笔在白纸上标记出小圆环的位置
D.用铅笔在白纸上标记出两细线的方向
③撤掉一个测力计,用另一个测力计把小圆环拉到_________,由测力计的示数得到拉力的大小,沿细线标记此时的方向。
④选择合适标度,由步骤②的结果在白纸上根据力的平行四边形定则作和的合成图,得出合力的大小和方向;按同一标度在白纸上画出力的图示。
⑤比较和的________,从而判断本次实验是否验证了力的平行四边形定则。
12. “探究向心力大小的表达式”实验装置如图所示。
(1)采用的实验方法是__________
A. 控制变量法 B. 等效法 C. 模拟法
(2)在小球质量和转动半径相同的情况下,逐渐加速转动手柄到一定速度后保持匀速转动。此时左右标尺露出的红白相间等分标记的比值等于两小球的_________________之比(选填“线速度大小”、“角速度平方”或“周期平方”);在加速转动手柄过程中,左右标尺露出红白相间等分标记的比值___________________(选填“不变”、“变大”或“变小”)。某同学还想验证向心力大小与小球质量的关系,他按照图中所示组装器材,请判断其组装是否正确________(填正确或不正确)并说明理由___________________________________________。
13. 如图所示,长为l的绝缘细线一端悬于O点,另一端系一质量为m、电荷量为q的小球。现将此装置放在水平向右的匀强电场中,小球静止在A点,此时细线与竖直方向成角。重力加速度为g(已知)。
(1)判断小球的带电性质;
(2)求该匀强电场的电场强度E的大小;
(3)若将小球向左拉起至与O点同一水平高度且细绳刚好张紧,将小球由静止释放,求小球运动到O点正下方时的速度大小以及绳子对小球的拉力T;
14. 在匀强电场中,将电荷量为的点电荷从电场中的A点移到B点,静电力做了的功,再从B点移到C点,静电力做了的功。已知为边长为的等边三角形,电场的方向与所在的平面平行,取B点为零电势点,求:
(1)AB两点间的电势差;
(2)C点的电势;
(3)匀强电场的电场强度E的大小和方向。
15. 如图所示,虚线OO1左侧的水平地面粗糙,右侧的水平地面光滑,在虚线左侧20m处静止着一质量为m=1kg的物块A,在虚线右侧静止放置质量为M=3kg、长度为L=2.4m的长木板B,B的右端静止放置着另一质量为m0的小物块C,现给A一水平向右、大小为v0=12m/s的初速度,一段时间后A与B发生弹性碰撞,已知A与OO1左侧地面间的动摩擦因数为μ1=0.2,C与B间的动摩擦因数为μ2=0.25,重力加速度g=10m/s2,A、C均可视为质点。
(1)求A与B发生碰撞前,A速度的大小;
(2)求A与B发生碰撞后,B速度的大小;
(3)若最终C恰好未滑离B,求C的质量。
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