内容正文:
南充高中高2025级第三学期第一次月考
物理试题
(时间:75分钟 总分:100分)
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,只有一项最符合题目要求。
1. 下列说法正确的是( )
A. 沿电场线方向电势降低
B. 点电荷就是体积和带电量都很小的带电体
C. 电场线是存在于带电体周围的直线或曲线
D. 激光打印机、静电屏蔽和油罐车的拖地铁链都是静电应用的例子
【答案】A
【解析】
【详解】A.根据电场的基本性质,沿任意电场的电场线方向电势均逐渐降低,故A正确;
B.点电荷是理想化物理模型,只要带电体的形状、大小对所研究问题中静电力的影响可以忽略,即可视为点电荷,并不要求体积和带电量都很小,故B错误;
C.电场线是为了形象描述电场分布人为引入的假想曲线,并非真实存在于带电体周围的物质,故C错误;
D.激光打印机属于静电应用实例,但静电屏蔽、油罐车的拖地铁链是为了避免静电危害的防护措施,不属于静电应用,故D错误。
故选A。
2. 有两个完全相同的金属小球A和B,A的电荷量,B的电荷量,两小球接触后再分开,则小球B的电荷量为( )
A. B.
C. D.
【答案】C
【解析】
【详解】完全相同的金属小球接触时,电荷先中和,剩余净电荷平均分配,两球总净电荷量
分开后每个小球的电荷量为总电荷量的一半
故选C。
3. 如图所示是某区域的电场线分布情况,A、B、C是电场中的三个点。则( )
A. 场强EA>EB,电势φA>φB
B. 场强EA<EC,电势φA<φC
C. 将带正电的小球由B移动到A,电势能增加
D. 将带负电的小球由B移动到A,电势能增加
【答案】D
【解析】
【详解】AB.根据电场线疏密表示电场强度大小可知,B处电场线最密,C处电场线最疏,则
沿电场线方向电势降低,则,故AB错误;
C.正电荷的电势能满足,电势能随电势升高而增大。从B到A电势降低,因此正电荷电势能减小,故C错误;
D.负电荷的电势能满足,电势能随电势降低而增大。从B到A电势降低,因此负电荷电势能增加,故D正确。
故选D。
4. 如图所示,是电容式话筒的示意图,它是利用电容制成的传感器,话筒的振动膜前面有薄薄的金属层,膜后距膜几十微米处有一金属板,振动膜上的金属层和这个金属板构成电容器的两极。在两极间加一电压U,人对着话筒说话时,振动膜前后振动,使电容发生变化,从而使声音信号被话筒转化为电信号,其中导致电容变化的原因是电容器两板间的 ( )
A. 距离变化 B. 正对面积变化
C. 电介质变化 D. 电压变化
【答案】A
【解析】
【详解】振动膜前后振动,使振动膜上的金属层与金属板间的距离发生变化,从而将声音信号转化为电信号。
故选A。
5. 如图所示,一带电微粒在重力和水平匀强电场对它的电场力作用下,从静止开始由a到b做直线运动,ab连线与竖直方向所夹的锐角为θ=45°,则( )
A. 此微粒带负电 B. 合外力对微粒做正功
C. 微粒可能做匀速直线运动 D. 微粒的电势能增加
【答案】B
【解析】
【详解】A.微粒从静止开始沿做直线运动,说明它所受的合外力方向必沿方向、由指向,合外力与竖直方向的夹角为。
微粒受竖直向下的重力和水平方向的电场力,二者的合力沿方向,由几何关系得
且电场力方向水平向右;由于电场方向也水平向右,故微粒带正电,故A错误;
B.合外力方向与微粒从到的运动方向相同,合外力对微粒做正功,故B正确;
C.由上述分析可知合外力大小为,不为零,微粒做匀加速直线运动,故C错误;
D.电场力方向与微粒位移方向的夹角为锐角,电场力做正功,微粒的电势能减少,故D错误。
故选B。
6. 在等腰梯形的三个顶点上固定三个点电荷,BC=2AB=2AD=2DC=L,三个点电荷的电荷量关系及电性如图所示,静电力常量为k。E点为BC中点,则E点的场强大小为( )
A. 0 B. C. D.
【答案】B
【解析】
【详解】等腰梯形上底长为下底的一半,点是中点,故点在上的垂足平分;腰长又等于,所以为等边三角形。连接确定场强方向,如图所示。
记,,处电荷在点产生的场强大小依次为,和。由点电荷场强公式,结合三处电荷到点均相距
可得
因处电荷量大小为前两者的两倍,故
,处负电荷产生的场强分别向左、向右,二者合场强向右,大小为
处正电荷产生的场强沿向右下方,与向右方向成角。按平行四边形定则,点合场强大小为
故选B。
7. 一匀强电场的方向平行于xOy平面,平面内a、b、c三点的位置如图所示,a、b、c三点的电势分别为9V、16V、25V。下列说法不正确的是( )
A. 电场强度的大小为250V/m
B. 坐标原点处的电势为0V
C. 质子在a点的电势能比在b点的高7eV
D. 质子从c点运动到b点,电场力做功为9eV
【答案】C
【解析】
【详解】A.在ac上取一点d,令d点电势为16V,db连线为等势线,则有
由于
解得,
令,,则有,
解得
根据几何关系可知垂直于,由于沿电场线电势降低,可知,电场方向由c指向O,电场强度大小,故A正确,不符合题意;
B.结合上述,根据电场强度与电势差的关系有
解得,故B正确,不符合题意;
C.质子带正电,根据电势能与电势的关系有
根据题意有
可知,质子在a点的电势能比在b点的低16eV-9eV=7eV,故C错误,符合题意;
D.质子从c点运动到b点,电场力做功,故D正确,不符合题意。
故选C。
二、多项选择题:本题共3小题,每小题6分,共18分。每小题有多项符合题目要求,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. 对各表达式的理解正确的是( )
A. 由公式可知,电场中某点的场强与放在该点的检验电荷所受的电场力的大小成正比
B. 根据可知,当两个电荷之间的距离趋近于零时库仑力变得无限大
C. 电势的定义式,是比值定义法,不存在正比反比关系
D. 根据可知,若将电荷量为1 C的正电荷,从A点移动到B点电场力做功1 J,则A、B两点的电势差为1 V
【答案】CD
【解析】
【详解】A.公式是电场强度的定义式,电场中某点的场强与放在该点的检验电荷所受的电场力的大小无关,故A错误;
B.当两个电荷之间的距离趋近于零时,电荷已经不能看成点电荷了,也就不能应用库仑定律了,故B错误;
C.电势的定义式,是比值定义法,不存在正比反比关系,故C正确;
D.根据公式可知若将电荷量为1 C的正电荷,从A点移动到B点电场力做功1 J,则A、B两点的电势差为1 V,故D正确。
故选CD。
9. 两个固定的等量异种点电荷所形成电场的等势面如图中虚线所示,一带电粒子以某一速度从图中a点进入电场,其运动轨迹为图中实线所示,若粒子只受静电力作用,则( )
A. 带负电 B. 速度先变大后变小
C. 电势能先变大后变小 D. 经过b点和d点时的速度相同
【答案】AC
【解析】
【详解】A.电场线垂直于等势线,且由高电势点指向低电势点,可知,电场线垂直于等势线整体向下,由于粒子仅受电场力,则电场力方向指向轨迹内侧,即电场力方向与电场方向相反,可知,粒子带负电,故A正确;
B.根据轨迹图可知,电场力先做负功,后做正功,粒子速度先变小后变大,故B错误;
C.由于电场力先做负功,后做正功,则电势能先变大后变小,故C正确;
D.b、d处于同一等势线上,b点和d点电势相等,粒子从b点运动到d点,电场力做功为0,可知,粒子经过b点和d点的动能相等,即速度大小相等,由于速度方向沿轨迹切线,可知,速度方向不同,即粒子经过b点和d点时的速度不相同,故D错误。
故选AC。
10. 如图甲所示,粗糙、绝缘的水平地面上,一质量m=1kg的带负电小滑块(可视为质点)在x=1m处以v0=2m/s的初速度沿x轴正方向运动,滑块与地面间的动摩擦因数μ=0.04。在x=0及x=5m处有两个电性未知,电荷量分别为Q1、Q2的点电荷场源,滑块在不同位置所具有的电势能Ep如图乙所示,P点是图线最低点,其切线水平,虚线AB是图像在x=1m处的切线,g=10m/s2,则( )
A. 滑块在x=3m处所受合外力等于0.4N
B. 两场源电荷均带负电,且|Q1|<|Q2|
C. 滑块向右运动过程中,速度始终减小
D. 滑块向右一定可以经过x=4m处的位置
【答案】AD
【解析】
【详解】A.Ep-x图像斜率的绝对值表示滑块所受电场力的大小,滑块在x=3m处所受电场力为0,所受合外力,故A正确;
B.在x=3m处电场力为0,电场强度为0,则
由于,所以
滑块在x=3m处电势能最低,因为滑块带负电,所以x=3m处的电势最高,两场源电荷均带负电,故B正确;
C.滑块在x=1m处所受电场力大小为
所以在处,滑块所受电场力与滑动摩擦力方向相反,电场力大于摩擦力,则滑块加速运动,故C错误;
D.滑块在x=1m处的电势能与在x=4m处的电势能相等,根据能量守恒定律,若滑块能够经过x=4m处,则应满足
由于,
可知滑块一定可以经过x=4m处的位置,故D正确。
故选AD。
三、非选择题,本题共5小题,共54分。其11—12题每空2分,13—15小题解题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. 某同学探究电荷间相互作用力大小的影响因素。
(1)某次实验时,将质量为m、电荷量为q的带电小球A用绝缘细线悬挂,并在其附近放置另一带正电小球B,稳定时,如图甲所示,A、B在同一水平高度(两球均可视为质点),小球A所受的电场力水平向右,大小为F,则小球A带_________(填“正”或“负”)电,此时小球B在小球A处产生的电场强度的大小为_________(用题中相关物理量的字母表示)。
(2)为了进一步研究电荷间相互作用力大小的影响因素,该同学又将小球A先后挂在横杆的P1、P2、P3的位置,如图乙所示,每次稳定后发现细线与竖直方向间的夹角依次减小,故可得,电荷量不变时,随着相距距离的减小,相互间的静电力_________(填“增大”“减小”或“不变”)。
【答案】(1) ①. 正 ②.
(2)增大
【解析】
【小问1详解】
[1]已知小球B带正电,小球A受到的电场力水平向右,说明A、B之间是排斥力,同种电荷相互排斥,因此小球A带正电。
[2]根据电场强度的定义式
A受到的电场力为、自身电荷量为,因此B在A处产生的电场强度大小为
【小问2详解】
小球A稳定时受力平衡,电场力是水平方向的,由平衡条件可得(为细线与竖直方向的夹角)
从 P 1 到 P 3 ,A和B的距离逐渐增大,细线偏角依次减小,说明距离越小、偏角越大,对应的静电力
就越大,因此电荷量不变时,两球相距距离减小,相互间的静电力增大。
12. 如图甲是研究电容器电容大小的电路图。
电压传感器(内阻可看作无穷大)可以实时显示A、B间电压大小,电流传感器(内阻可看作零)可实时显示出电流大小。连接好电路检查无误后进行了如下操作:
①将S拨至2,接通足够长的时间直至A、B间电压等于零。
②将S拨至1,观察并保存计算机屏幕上的I-t、UAB-t图,得到图乙和图丙。
(1)将开关与“2”端闭合,电容器进行_________(选填“充电”或“放电”);
(2)进行操作②时,通过R的电流方向是向_________(选填“左”或“右”),电流随时间_________(选填“增大”或“减小”);
(3)若图像与坐标轴围成的面积代表电容器充满电时所带的电荷量,通过计算电容器充满电时所带的电荷量为Q=2.4×10-3 C,该电容器的电容为________F;
(4)下列四个图像,能够表示电容器先充电再放电全过程中电流随时间变化的图像为_________。
A. B.
C. D.
【答案】(1)放电 (2) ①. 左 ②. 减小
(3)2.0×10⁻4 (4)A
【解析】
【小问1详解】
开关拨至2时,电容器与电阻R构成闭合回路,初始A、B间电压不为零,最终电压降为0,说明电容器的电荷量被释放,因此是放电过程。
【小问2详解】
[1]操作②是开关拨至1,给电容器充电,电源正极接开关1侧,电流流进上极板A,因此回路中通过电阻R的电流方向为向左;
[2]充电过程中电容器两端电压逐渐升高,回路的总电势差逐渐减小,因此电流随时间逐渐减小,最终降为0。
【小问3详解】
由图丙可知电容器充满电后两端电压等于电源电动势,大小为12V
根据电容定义式,代入、
可得
【小问4详解】
充电时电流从某一初始正值开始逐渐减小到0,放电时电流方向与充电相反(为负值),同样从某一初始值开始逐渐减小到0。
故选A。
13. 在电场中把q=4.0×10-9 C的电荷从A点移到B点,静电力做了2.0×10-7 J的正功。再把该电荷从B点移到C点,静电力做了8.0×10-7 J的负功。
(1)求AB间、BC间的电势差;
(2)若选C为零电势点,求A点和B点的电势。
【答案】(1),
(2),
【解析】
【小问1详解】
两点间的电势差等于电荷在这两点间移动过程中电场力所做的功与电荷量的比,因此,
代入数据解得,
【小问2详解】
选C点为零电势点,由,
代入数据解得,
14. 如图所示,在水平向右的匀强电场中,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(可视为点电荷)。将小球拉至与O点等高的A点,保持细线绷紧并静止释放,小球运动到与竖直方向夹角θ=37°的P点时速度变为零(P点在OB左侧)。已知sin37°=0.6、cos37°=0.8,空气阻力可忽略,重力加速度为g。求:
(1)P、A两点间的电势差UPA;
(2)场强E的大小。
【答案】(1)
(2)
【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
可得
联立解得
15. 如图所示,圆弧轨道AB的圆心为O,半径为R=2 m,圆弧轨道AB的B点与水平地面BE相切,B点在O点的正下方,在B点的右侧有一竖直虚线CD,B点到竖直虚线CD的距离为L1=2.5 m,竖直虚线CD的左侧有场强大小为E1=225 N/C、水平向右的匀强电场,竖直虚线CD的右侧有场强大小为E2的竖直匀强电场。竖直虚线CD的右侧有一竖直墙壁EF,墙壁EF到竖直虚线CD的距离为L2=1 m,墙壁EF底端E点与水平地面BE相连接,墙壁EF的高度为L3=0.2 m,现将一电荷量为q=+1×10-2 C、质量为m=0.25 kg的完全绝缘的滑块从A点由静止释放后沿圆弧轨道AB下滑,最后进入竖直虚线CD右侧,已知滑块可视为质点,圆弧轨道AB光滑,水平地面BE与滑块间的动摩擦因数为μ=0.5,重力加速度大小取g=10 m/s2,∠AOB=53°,sin53°=0.8、cos53°=0.6。求:
(1)滑块到达圆弧轨道AB的B点时,圆弧轨道AB对滑块的支持力大小;
(2)滑块到达竖直虚线CD时速度的大小和滑块从B点到达竖直虚线CD所用时间;
(3)要使滑块与竖直墙壁EF碰撞,求E2的最大值。
【答案】(1)
(2),
(3)
【解析】
【小问1详解】
滑块从A点运动到B点的过程中,根据机械能守恒,有
解得
滑块在圆弧轨道AB的B点时,有
解得
【小问2详解】
滑块从B点运动到竖直虚线CD的过程中,由牛顿第二定律有
根据匀变速直线运动规律有,
代入数据解得,
【小问3详解】
当方向竖直向下时,滑块刚好与竖直墙壁底端E点碰撞,有
解得
当方向竖直向上时,滑块刚好与竖直墙壁顶端F点碰撞,从C点到F点做类平抛运动,水平方向有
竖直方向有
根据牛顿第二定律有
代入数据解得
综上,的最大值为。
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南充高中高2025级第三学期第一次月考
物理试题
(时间:75分钟 总分:100分)
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,只有一项最符合题目要求。
1. 下列说法正确的是( )
A. 沿电场线方向电势降低
B. 点电荷就是体积和带电量都很小的带电体
C. 电场线是存在于带电体周围的直线或曲线
D. 激光打印机、静电屏蔽和油罐车的拖地铁链都是静电应用的例子
2. 有两个完全相同的金属小球A和B,A的电荷量,B的电荷量,两小球接触后再分开,则小球B的电荷量为( )
A. B.
C. D.
3. 如图所示是某区域的电场线分布情况,A、B、C是电场中的三个点。则( )
A. 场强EA>EB,电势φA>φB
B. 场强EA<EC,电势φA<φC
C. 将带正电的小球由B移动到A,电势能增加
D. 将带负电的小球由B移动到A,电势能增加
4. 如图所示,是电容式话筒的示意图,它是利用电容制成的传感器,话筒的振动膜前面有薄薄的金属层,膜后距膜几十微米处有一金属板,振动膜上的金属层和这个金属板构成电容器的两极。在两极间加一电压U,人对着话筒说话时,振动膜前后振动,使电容发生变化,从而使声音信号被话筒转化为电信号,其中导致电容变化的原因是电容器两板间的 ( )
A. 距离变化 B. 正对面积变化
C. 电介质变化 D. 电压变化
5. 如图所示,一带电微粒在重力和水平匀强电场对它的电场力作用下,从静止开始由a到b做直线运动,ab连线与竖直方向所夹的锐角为θ=45°,则( )
A. 此微粒带负电 B. 合外力对微粒做正功
C. 微粒可能做匀速直线运动 D. 微粒的电势能增加
6. 在等腰梯形的三个顶点上固定三个点电荷,BC=2AB=2AD=2DC=L,三个点电荷的电荷量关系及电性如图所示,静电力常量为k。E点为BC中点,则E点的场强大小为( )
A. 0 B. C. D.
7. 一匀强电场的方向平行于xOy平面,平面内a、b、c三点的位置如图所示,a、b、c三点的电势分别为9V、16V、25V。下列说法不正确的是( )
A. 电场强度的大小为250V/m
B. 坐标原点处的电势为0V
C. 质子在a点的电势能比在b点的高7eV
D. 质子从c点运动到b点,电场力做功为9eV
二、多项选择题:本题共3小题,每小题6分,共18分。每小题有多项符合题目要求,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. 对各表达式的理解正确的是( )
A. 由公式可知,电场中某点的场强与放在该点的检验电荷所受的电场力的大小成正比
B. 根据可知,当两个电荷之间的距离趋近于零时库仑力变得无限大
C. 电势的定义式,是比值定义法,不存在正比反比关系
D. 根据可知,若将电荷量为1 C的正电荷,从A点移动到B点电场力做功1 J,则A、B两点的电势差为1 V
9. 两个固定的等量异种点电荷所形成电场的等势面如图中虚线所示,一带电粒子以某一速度从图中a点进入电场,其运动轨迹为图中实线所示,若粒子只受静电力作用,则( )
A. 带负电 B. 速度先变大后变小
C. 电势能先变大后变小 D. 经过b点和d点时的速度相同
10. 如图甲所示,粗糙、绝缘的水平地面上,一质量m=1kg的带负电小滑块(可视为质点)在x=1m处以v0=2m/s的初速度沿x轴正方向运动,滑块与地面间的动摩擦因数μ=0.04。在x=0及x=5m处有两个电性未知,电荷量分别为Q1、Q2的点电荷场源,滑块在不同位置所具有的电势能Ep如图乙所示,P点是图线最低点,其切线水平,虚线AB是图像在x=1m处的切线,g=10m/s2,则( )
A. 滑块在x=3m处所受合外力等于0.4N
B. 两场源电荷均带负电,且|Q1|<|Q2|
C. 滑块向右运动过程中,速度始终减小
D. 滑块向右一定可以经过x=4m处的位置
三、非选择题,本题共5小题,共54分。其11—12题每空2分,13—15小题解题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. 某同学探究电荷间相互作用力大小的影响因素。
(1)某次实验时,将质量为m、电荷量为q的带电小球A用绝缘细线悬挂,并在其附近放置另一带正电小球B,稳定时,如图甲所示,A、B在同一水平高度(两球均可视为质点),小球A所受的电场力水平向右,大小为F,则小球A带_________(填“正”或“负”)电,此时小球B在小球A处产生的电场强度的大小为_________(用题中相关物理量的字母表示)。
(2)为了进一步研究电荷间相互作用力大小的影响因素,该同学又将小球A先后挂在横杆的P1、P2、P3的位置,如图乙所示,每次稳定后发现细线与竖直方向间的夹角依次减小,故可得,电荷量不变时,随着相距距离的减小,相互间的静电力_________(填“增大”“减小”或“不变”)。
12. 如图甲是研究电容器电容大小的电路图。
电压传感器(内阻可看作无穷大)可以实时显示A、B间电压大小,电流传感器(内阻可看作零)可实时显示出电流大小。连接好电路检查无误后进行了如下操作:
①将S拨至2,接通足够长的时间直至A、B间电压等于零。
②将S拨至1,观察并保存计算机屏幕上的I-t、UAB-t图,得到图乙和图丙。
(1)将开关与“2”端闭合,电容器进行_________(选填“充电”或“放电”);
(2)进行操作②时,通过R的电流方向是向_________(选填“左”或“右”),电流随时间_________(选填“增大”或“减小”);
(3)若图像与坐标轴围成的面积代表电容器充满电时所带的电荷量,通过计算电容器充满电时所带的电荷量为Q=2.4×10-3 C,该电容器的电容为________F;
(4)下列四个图像,能够表示电容器先充电再放电全过程中电流随时间变化的图像为_________。
A. B.
C. D.
13. 在电场中把q=4.0×10-9 C的电荷从A点移到B点,静电力做了2.0×10-7 J的正功。再把该电荷从B点移到C点,静电力做了8.0×10-7 J的负功。
(1)求AB间、BC间的电势差;
(2)若选C为零电势点,求A点和B点的电势。
14. 如图所示,在水平向右的匀强电场中,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(可视为点电荷)。将小球拉至与O点等高的A点,保持细线绷紧并静止释放,小球运动到与竖直方向夹角θ=37°的P点时速度变为零(P点在OB左侧)。已知sin37°=0.6、cos37°=0.8,空气阻力可忽略,重力加速度为g。求:
(1)P、A两点间的电势差UPA;
(2)场强E的大小。
15. 如图所示,圆弧轨道AB的圆心为O,半径为R=2 m,圆弧轨道AB的B点与水平地面BE相切,B点在O点的正下方,在B点的右侧有一竖直虚线CD,B点到竖直虚线CD的距离为L1=2.5 m,竖直虚线CD的左侧有场强大小为E1=225 N/C、水平向右的匀强电场,竖直虚线CD的右侧有场强大小为E2的竖直匀强电场。竖直虚线CD的右侧有一竖直墙壁EF,墙壁EF到竖直虚线CD的距离为L2=1 m,墙壁EF底端E点与水平地面BE相连接,墙壁EF的高度为L3=0.2 m,现将一电荷量为q=+1×10-2 C、质量为m=0.25 kg的完全绝缘的滑块从A点由静止释放后沿圆弧轨道AB下滑,最后进入竖直虚线CD右侧,已知滑块可视为质点,圆弧轨道AB光滑,水平地面BE与滑块间的动摩擦因数为μ=0.5,重力加速度大小取g=10 m/s2,∠AOB=53°,sin53°=0.8、cos53°=0.6。求:
(1)滑块到达圆弧轨道AB的B点时,圆弧轨道AB对滑块的支持力大小;
(2)滑块到达竖直虚线CD时速度的大小和滑块从B点到达竖直虚线CD所用时间;
(3)要使滑块与竖直墙壁EF碰撞,求E2的最大值。
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