内容正文:
高二物理
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. 下列关于力的说法正确的是( )
A. 电场力可以说明力不需要施力物体
B. 电场力可以说明不直接接触的物体间也可以有力
C. 电场力和重力可能是一对相互作用力
D. 摩擦力方向一定与物体运动方向相反
2. 某灯泡的伏安特性曲线如图所示,将该灯泡接在输出电压为4V的电源两端,则此时灯泡的电阻为( )
A. B. C. D.
3. 将两个相同的金属小球A、B(均可视为点电荷)分别固定在绝缘支架上,A、B带的电荷量分别为、,两球相距L时A对B的库仑力大小为F。仅用不带电、和A相同的金属小球C与A接触,移走C后,A对B的库仑力大小为( )
A. F B. C. D.
4. 如图所示,两实线为某点电荷甲产生的电场中的两根电场线,虚线为试探电荷乙在该电场中仅受电场力作用下的运动轨迹,下列说法正确的是( )
A. 点电荷甲带正电
B. 试探电荷乙带负电
C. A点处的电场强度大于B点处的电场强度
D. 试探电荷乙在A点处的电势能大于在B点处的电势能
5. 我国某科研团队成功研制出一种高导电性弹性导体材料,可用于柔性可穿戴电子设备。该材料制成的某圆柱形导体两端的电压恒定,若将导体的长度均匀拉长为原来的4倍,则( )
A. 导体的电阻率变为原来的4倍
B. 导体的电阻变为原来的4倍
C. 通过导体的电流变为原来的
D. 导体中自由电荷定向移动的平均速率变为原来的
6. 某静电场在x轴上的电场强度E随坐标x变化的关系如图所示,x轴正方向为电场强度正方向。一质量为m、电荷量为的带电粒子(不计重力)从坐标原点处由静止释放,仅在电场力作用下朝x轴正方向运动。下列说法正确的是( )
A. 粒子在与两处时,加速度大小相等
B. 粒子在与两处时,速度大小相等
C. 粒子经过处时速度最大
D. 处的电势低于处的电势
7. 在匀强电场中有一个直角三角形ABC,电场强度方向与三角形所在平面平行,,,。已知电荷量为的粒子在A、B、C三点处的电势能分别为0、12eV、6eV。下列说法正确的是( )
A. 将该粒子从A点移动至B点,电场力做的功为12eV
B. 电场强度方向为由A点指向B点
C. 电场强度大小为125V/m
D. 电场强度大小为120V/m
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. 下列说法正确的是( )
A. 避雷针的原理是静电屏蔽
B. 印刷车间保持适当湿度,可以导走因纸张摩擦产生的静电
C. 油罐车尾部的拖地铁链用于导走车体积累的静电
D. 加油站的工作人员穿胶底鞋,可防止因摩擦产生的静电积累
9. 如图所示,真空中两个电荷量分别为q和的点电荷,分别固定在x轴上和处。下列说法正确的是( )
A. x轴上从处到处电场强度逐渐增大
B. 处的电场强度大于处的电场强度
C. 处的电场强度为0
D. 处的电场强度为0
10. 如图所示,水平放置的平行板电容器,上极板带正电,下极板带负电且接地,两极板间距为d,极板长为L。一质量为m、电荷量为q的带正电粒子(重力不计)以水平初速度从两极板间中轴线射入,恰好从下极板右端边缘飞出。现保持两极板间电压不变,仅将上极板向上平移一段距离,使两极板间距变为,粒子仍从两极板间原来中轴线以水平射入。移动上极板后,下列说法正确的是( )
A. 两极板间的电压为
B. 粒子射出两极板的位置到原来中轴线的距离仍为
C. 粒子在两极板间运动的过程中,动能增加量为
D. 粒子射出电场时速度方向与水平方向夹角的正切值为
三、非选择题:本题共5小题,共54分。
11. 某同学用如图所示的装置来观察电容器充、放电现象。装置中的电流传感器与计算机(图中未画出)相连,能描绘出电流i随时间t变化的图线。开始时,电容器不带电。
(1)实验时应先将开关S拨至__________(填“1”或“2”),闭合开关后瞬间通过电流传感器的电流方向为__________(填“从a到b”或“从b到a”)。
(2)电容器充电完成后,保持开关S位置不变,仅增大电容器两极板间的距离,则电容器会__________(填“充电”或“放电”)。
12. 某同学想用伏安法测量阻值约为5Ω的均匀金属圆柱体的电阻率。实验室中供选择的器材如下:
A.直流电源(输出电压恒为3V);
B.电流表(量程为0~0.6A,内阻约为0.1Ω);
C.电压表(量程为0~3V,内阻约为3kΩ);
D.滑动变阻器(最大阻值为10Ω);
E.螺旋测微器、游标卡尺、开关、导线等。
(1)用游标卡尺、螺旋测微器分别测圆柱体的长度L、直径d,测量结果分别如图甲、乙所示,则__________,__________。
(2)若实验测得圆柱体的电阻为R,则该圆柱体的电阻率为__________(用、d、L、R表示)。
13. 如图所示,在水平向左的匀强电场中,用长的绝缘细线将电荷量的小球A悬挂于O点。电荷量的带负电小球B固定于O点右侧,与O点在同一高度处。小球A静止时,细线竖直绷直,小球A、B(均视为点电荷)间的连线与竖直方向的夹角。已知静电力常量,。求
(1)小球A、B间的库仑力大小F;
(2)匀强电场的电场强度大小E。
14. 粒子加速收集器的简化图如图所示,在真空环境中,大量质量为m、电荷量为q的带正电粒子从A板小孔处由静止经A、B板间加速电场加速后,从B板小孔处飞出,在B、C间形成粒子流的等效电流为I,粒子撞击到收集板C后被收集。已知A、B板间电压为U,板间距离为d,且板间电场可视为匀强电场,不计粒子所受的重力。求:
(1)粒子从B板飞出时的速度大小v;
(2)粒子从A板小孔处运动至B板小孔处所用的时间t;
(3)收集板C在时间内收集的粒子个数n。
15. 如图所示,光滑绝缘的固定圆弧轨道BC与绝缘水平地面AB在B点处平滑连接,A点处有竖直且足够长的绝缘木板,C点与圆弧轨道的圆心O等高。空间中存在着斜向左上方、与水平地面夹角的匀强电场,电场强度大小。质量、电荷量的带正电物块(视为点电荷)从A点以大小、水平向右的初速度开始运动,物块恰能通过圆弧轨道上的C点。已知物块与地面间的动摩擦因数,A、B两点间的距离,重力加速度大小,,,不计空气阻力。求:
(1)物块在水平地面上运动时的加速度大小a;
(2)圆弧轨道的半径R;
(3)物块从C点飞出后击中墙壁的位置到A点的高度h。
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高二物理
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. 下列关于力的说法正确的是( )
A. 电场力可以说明力不需要施力物体
B. 电场力可以说明不直接接触的物体间也可以有力
C. 电场力和重力可能是一对相互作用力
D. 摩擦力方向一定与物体运动方向相反
【答案】B
【解析】
【详解】A.每个力都一定有对应的施力物体、受力物体,A错误;
B.电场力可以说明不直接接触的物体间也可以有力,B正确;
C.电场力和重力是不同性质的两个力,不可能是一对相互作用力,C错误;
D.摩擦力方向与物体相对于接触面的运动方向或运动趋势方向相反,不一定与运动方向相反,D错误。
故选B。
2. 某灯泡的伏安特性曲线如图所示,将该灯泡接在输出电压为4V的电源两端,则此时灯泡的电阻为( )
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】
【详解】根据灯泡的伏安特性曲线,可得该灯泡接在输出电压为4V的电源两端时,灯泡的电阻
故选A。
3. 将两个相同的金属小球A、B(均可视为点电荷)分别固定在绝缘支架上,A、B带的电荷量分别为、,两球相距L时A对B的库仑力大小为F。仅用不带电、和A相同的金属小球C与A接触,移走C后,A对B的库仑力大小为( )
A. F B. C. D.
【答案】B
【解析】
【详解】设A、B间的距离为L,则有
仅用不带电、和A相同的金属小球C与A接触,根据电荷守恒定律可知,A带的电荷量变为,A、B间的库仑力仍为吸引力,大小
故选B。
4. 如图所示,两实线为某点电荷甲产生的电场中的两根电场线,虚线为试探电荷乙在该电场中仅受电场力作用下的运动轨迹,下列说法正确的是( )
A. 点电荷甲带正电
B. 试探电荷乙带负电
C. A点处的电场强度大于B点处的电场强度
D. 试探电荷乙在A点处的电势能大于在B点处的电势能
【答案】D
【解析】
【详解】A.由题图所示,该点电荷产生的电场,方向指向点电荷,因此该点电荷甲带负电,故A错误;
B.试探电荷乙受到的电场力方向指向轨迹凹侧,结合电场线可知,试探电荷乙受到的电场力方向与电场强度方向相同,试探电荷乙带正电,故B错误;
C.A点处的电场线比B点处的电场线稀疏,因此A点处的电场强度小于B点处的电场强度,故C错误;
D.结合前面分析可知,A点处的电势高于B点处的电势,试探电荷乙带正电,因此试探电荷乙在A点处的电势能大于在B点处的电势能,故D正确。
故选D。
5. 我国某科研团队成功研制出一种高导电性弹性导体材料,可用于柔性可穿戴电子设备。该材料制成的某圆柱形导体两端的电压恒定,若将导体的长度均匀拉长为原来的4倍,则( )
A. 导体的电阻率变为原来的4倍
B. 导体的电阻变为原来的4倍
C. 通过导体的电流变为原来的
D. 导体中自由电荷定向移动的平均速率变为原来的
【答案】C
【解析】
【详解】A.电阻率是材料本身的属性,由材料决定,与导体的长度和横截面积无关,拉伸后导体的电阻率不变,故A错误;
B.导体体积不变,长度拉长为原来的4倍,横截面积变为原来的,由电阻定律,可知导体的电阻变为原来的16倍,故B错误;
C.导体两端的电压恒定,根据欧姆定律可知,通过导体的电流变为原来的,故C正确;
D.电流的微观表达式为,为单位体积内自由移动的电荷个数(材料不变,不变),变为原来的,变为原来的,导体中自由电荷定向移动的平均速率变为原来的,故D错误。
故选C。
6. 某静电场在x轴上的电场强度E随坐标x变化的关系如图所示,x轴正方向为电场强度正方向。一质量为m、电荷量为的带电粒子(不计重力)从坐标原点处由静止释放,仅在电场力作用下朝x轴正方向运动。下列说法正确的是( )
A. 粒子在与两处时,加速度大小相等
B. 粒子在与两处时,速度大小相等
C. 粒子经过处时速度最大
D. 处的电势低于处的电势
【答案】A
【解析】
【详解】A.由题中E-x图像可知,与两处电场强度大小相等,方向均沿x轴正方向,根据可知,粒子在这两处的加速度大小相等,故A正确;
B.电场强度方向始终沿x轴正方向,粒子所受电场力的方向恒为正方向,粒子一直做加速运动,故粒子经过处时的速度大于经过处时的速度,两处速度大小不相等,故B错误;
C.粒子在整个过程中加速度先增大后减小,但方向始终不变,速度一直增大,粒子在处速度最大,故C错误;
D.沿电场强度方向电势逐渐降低,而电场强度方向始终沿x轴正方向,故处电势高于处电势,故D错误。
故选A。
7. 在匀强电场中有一个直角三角形ABC,电场强度方向与三角形所在平面平行,,,。已知电荷量为的粒子在A、B、C三点处的电势能分别为0、12eV、6eV。下列说法正确的是( )
A. 将该粒子从A点移动至B点,电场力做的功为12eV
B. 电场强度方向为由A点指向B点
C. 电场强度大小为125V/m
D. 电场强度大小为120V/m
【答案】C
【解析】
【详解】A.粒子从A点移到B点,电场力做功等于电势能的减少量,有
代入数据解得,故A错误;
B.由电势能定义可知,A、B、C三点电势分别为、、。设C为坐标原点,AC沿轴,BC沿轴,则电势分布为(式中、以为单位)
由此可得电场强度分量,,电场强度矢量与AB方向不平行,故B错误;
CD.电场强度大小为
代入数据解得,故C正确,D错误。
故选C。
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. 下列说法正确的是( )
A. 避雷针的原理是静电屏蔽
B. 印刷车间保持适当湿度,可以导走因纸张摩擦产生的静电
C. 油罐车尾部的拖地铁链用于导走车体积累的静电
D. 加油站的工作人员穿胶底鞋,可防止因摩擦产生的静电积累
【答案】BC
【解析】
【详解】A.避雷针的原理是尖端放电,故A错误;
B.印刷车间保持适当湿度,可以导走因纸张摩擦产生的静电,故B正确;
C.油罐车尾部的拖地铁链可以将车体静电导入大地,故C正确;
D.胶底鞋是绝缘体,会阻止静电导入大地,反而容易积累静电,应穿导电鞋或使用接地设备,故D错误。
故选BC。
9. 如图所示,真空中两个电荷量分别为q和的点电荷,分别固定在x轴上和处。下列说法正确的是( )
A. x轴上从处到处电场强度逐渐增大
B. 处的电场强度大于处的电场强度
C. 处的电场强度为0
D. 处的电场强度为0
【答案】BD
【解析】
【详解】A.两点电荷为异种电荷,可知x轴上从处到处电场强度先减小后增大,故A错误;
B.处与处关于负点电荷对称,负点电荷产生的电场在这两处的电场强度大小相等、方向相反,正点电荷产生的电场在处、处的电场强度均沿x轴正方向,结合电场强度的合成可知,处的电场强度大于处的电场强度,故B正确;
C.处的电场强度大小,故C错误;
D.处的电场强度大小,故D正确。
故选BD。
10. 如图所示,水平放置的平行板电容器,上极板带正电,下极板带负电且接地,两极板间距为d,极板长为L。一质量为m、电荷量为q的带正电粒子(重力不计)以水平初速度从两极板间中轴线射入,恰好从下极板右端边缘飞出。现保持两极板间电压不变,仅将上极板向上平移一段距离,使两极板间距变为,粒子仍从两极板间原来中轴线以水平射入。移动上极板后,下列说法正确的是( )
A. 两极板间的电压为
B. 粒子射出两极板的位置到原来中轴线的距离仍为
C. 粒子在两极板间运动的过程中,动能增加量为
D. 粒子射出电场时速度方向与水平方向夹角的正切值为
【答案】AC
【解析】
【详解】A.原来粒子恰好从下极板右端边缘飞出,则有,
解得,故A正确;
B.仅将上极板缓慢向上平移一段距离,使两极板间距变为,则两极板间电场强度减小,粒子竖直方向上的加速度减小,粒子在两极板间的运动时间不变,因此粒子射出两极板的位置到原来中轴线的距离小于,故B错误;
C.仅将上极板向上平移一段距离,使两极板间距变为,粒子仍从两极板间原来中轴线以水平射入,则有,粒子在两极板间运动的过程中,动能增加量,故C正确;
D.粒子射出电场时竖直方向的分速度大小
速度方向与水平方向夹角的正切值,故D错误。
故选AC。
三、非选择题:本题共5小题,共54分。
11. 某同学用如图所示的装置来观察电容器充、放电现象。装置中的电流传感器与计算机(图中未画出)相连,能描绘出电流i随时间t变化的图线。开始时,电容器不带电。
(1)实验时应先将开关S拨至__________(填“1”或“2”),闭合开关后瞬间通过电流传感器的电流方向为__________(填“从a到b”或“从b到a”)。
(2)电容器充电完成后,保持开关S位置不变,仅增大电容器两极板间的距离,则电容器会__________(填“充电”或“放电”)。
【答案】(1) ①. 1 ②. 从a到b
(2)放电
【解析】
【小问1详解】
[1][2]开始电容器不带电,实验时应先将开关S拨至1使电容器充电,闭合开关后瞬间电容器上极板带正电,通过电流传感器的电流方向为从a到b。
【小问2详解】
根据可知,仅增大电容器两极板间的距离,电容器的电容减小,电容器保持与电源连接U不变,根据可知,电容器带的电荷量减小,因此电容器会放电。
12. 某同学想用伏安法测量阻值约为5Ω的均匀金属圆柱体的电阻率。实验室中供选择的器材如下:
A.直流电源(输出电压恒为3V);
B.电流表(量程为0~0.6A,内阻约为0.1Ω);
C.电压表(量程为0~3V,内阻约为3kΩ);
D.滑动变阻器(最大阻值为10Ω);
E.螺旋测微器、游标卡尺、开关、导线等。
(1)用游标卡尺、螺旋测微器分别测圆柱体的长度L、直径d,测量结果分别如图甲、乙所示,则__________,__________。
(2)若实验测得圆柱体的电阻为R,则该圆柱体的电阻率为__________(用、d、L、R表示)。
【答案】(1) ①. 5.3 ②. 2.129##2.130##2.131
(2)
【解析】
【小问1详解】
[1]圆柱体的长度
[2]直径(合理误差范围内2.129mm~2.131mm均可)
【小问2详解】
由及
解得
13. 如图所示,在水平向左的匀强电场中,用长的绝缘细线将电荷量的小球A悬挂于O点。电荷量的带负电小球B固定于O点右侧,与O点在同一高度处。小球A静止时,细线竖直绷直,小球A、B(均视为点电荷)间的连线与竖直方向的夹角。已知静电力常量,。求
(1)小球A、B间的库仑力大小F;
(2)匀强电场的电场强度大小E。
【答案】(1)
(2)
【解析】
【小问1详解】
根据库仑定律,其中
解得。
【小问2详解】
对小球A受力分析,水平方向上有
其中
解得。
【点睛】
14. 粒子加速收集器的简化图如图所示,在真空环境中,大量质量为m、电荷量为q的带正电粒子从A板小孔处由静止经A、B板间加速电场加速后,从B板小孔处飞出,在B、C间形成粒子流的等效电流为I,粒子撞击到收集板C后被收集。已知A、B板间电压为U,板间距离为d,且板间电场可视为匀强电场,不计粒子所受的重力。求:
(1)粒子从B板飞出时的速度大小v;
(2)粒子从A板小孔处运动至B板小孔处所用的时间t;
(3)收集板C在时间内收集的粒子个数n。
【答案】(1)
(2)
(3)
【解析】
【小问1详解】
粒子在A、B板间运动有
解得
【小问2详解】
粒子在A、B板间做初速度为0的匀加速直线运动,则有
解得
【小问3详解】
由电流的定义式有
解得
15. 如图所示,光滑绝缘的固定圆弧轨道BC与绝缘水平地面AB在B点处平滑连接,A点处有竖直且足够长的绝缘木板,C点与圆弧轨道的圆心O等高。空间中存在着斜向左上方、与水平地面夹角的匀强电场,电场强度大小。质量、电荷量的带正电物块(视为点电荷)从A点以大小、水平向右的初速度开始运动,物块恰能通过圆弧轨道上的C点。已知物块与地面间的动摩擦因数,A、B两点间的距离,重力加速度大小,,,不计空气阻力。求:
(1)物块在水平地面上运动时的加速度大小a;
(2)圆弧轨道的半径R;
(3)物块从C点飞出后击中墙壁的位置到A点的高度h。
【答案】(1)
(2)
(3)
【解析】
【小问1详解】
对物块受力分析,竖直方向上有
解得,可知物块与地面间没有摩擦力
水平方向上有
解得
【小问2详解】
结合前面分析可知,物块受到的重力、电场力的合力水平向左,大小
物块恰能通过圆弧轨道上的C点,则有
物块从A点运动至C点,有
解得,
【小问3详解】
物块从C点飞出后,在水平方向上做初速度为0的匀加速直线运动,则有
竖直方向上有
解得
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