内容正文:
2029届龙岩市高级中学第一阶段综合素养测评
高二物理试卷(物理类)
满分:100分测评时间:75分钟
一、单选题(每题4分,共16分)
1. 下列说法正确的是( )
A. 摩擦起电本质上创造了电荷
B. 电荷量是不能连续变化的物理量
C. 油罐车尾部拖一条铁链是利用摩擦起电
D. 电场线是画在电场中的一条条有方向的曲线,是真实存在的
2. 真空中有两个完全相同静止的点电荷,它们所带的电荷量分别为2Q,-6Q,保持一定距离时它们之间静电力的大小为F,若将它们接触后分开,固定距离变为原来的一半,则它们之间静电力的大小变为( )
A. B. C. D.
3. 如图所示为真空中两点电荷A、B形成的电场中的电场线,已知该电场线关于图中虚线对称,O点为A、B两点电荷连线的中点,a、b为A、B两电荷连线的中垂线上关于O点对称的两点,则下列说法中正确的是( )
A. A、B带等量异种电荷
B. a、b处电场强度相同
C. a、b处无电场线经过,故其电场强度均为0
D. a、b两处电势相等
4. 如图,实线是一簇电场线。一带电粒子仅在电场力作用下通过该电场,图中虚线为该带电粒子的运动轨迹,a、b是轨迹上的两点。由此可以判断( )
A. 粒子带负电
B. a点场强小于b点场强
C. 粒子在a点时的动能大于b点时动能
D. 粒子在a点电势能大于b点电势能
二、双选题(答对得6分,漏选得3分,错选不得分,共24分)
5. 如图是电场中某点的电场强度E及所受电场力F与放在该点处的试探电荷所带电荷量q之间的函数关系图像,其中正确的是( )
A. B. C. D.
6. 如图所示,等量异种点电荷、固定在光滑绝缘水平面上,一个带电小球(可视为点电荷)在两点电荷连线上从靠近负点电荷的P点由静止释放,小球沿着两点电荷的连线向正点电荷运动的过程中,下列说法正确的是( )
A. 小球带负电
B. 小球向右运动的加速度先变大后变小
C. 小球向右运动的速度先变大后变小
D. 小球向右运动的速度不断增大
7. 如图所示,曲线是电场中的一组电场线,A、B是电场中的两点,则下列说法正确的是( )
A. 电势,场强
B. 电势,场强
C. 将+q电荷从A点移到B点电场力做正功
D. 将-q电荷分别放在A、B两点时具有的电势能
8. 如图所示,水平面上有一均匀带电圆环,所带电荷量为+Q,其圆心为O点。有一电荷量为+q、质量为m的小球恰能静止在O点上方的P点,O、P间距为L。P与圆环上任一点的连线与PO间的夹角都为θ,重力加速度为g,以下说法正确的是( )
A. P点场强方向竖直向下
B. P点场强大小为
C. P点场强大小为
D. P点场强大小为
三、填空题(每题3分,共9分)
9. 真空中有一个未知的点电荷,周围产生一个未知电场,先把一个试探电荷电荷量为5×10-9C放入电场某处,测得该试探电荷在该点受到的电场力为2.5×10-9N,则该点处的场强为________;移除试探电荷,该点的场强为________。
10. 如图所示,在电场强度的匀强电场中,固定一个电荷量为的点电荷,以为圆心画一个圆,为直径上的两个端点,且连线平行于电场线,为垂直电场线的直径上的两个端点,如图所示,已知点的电场强度为零,则A点的电场强度的大小是_________;点的电场强度大小为_________。
11. 如图所示,将一个电荷量为的点电荷从电场中的A点移到B点的过程中,克服电场力做功。已知A点的电势为,则电荷在B点的电势能为____________J,B点的电势为____________V。
四、实验题(每空2分,共16分)
12. 某物理兴趣小组利用图示装置来探究影响电荷间的静电力的因素,A是一个带正电的物体,系在绝缘丝线上的带正电的小球会在静电力的作用下发生偏离,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,他们分别进行了以下操作。
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,比较小球在不同位置所受静电力的大小。
步骤二:使小球处于同一位置,增大或减小其所带的电荷量,比较小球所受的静电力大小。
(1)图中实验采用的方法是( )
A. 理想实验法 B. 等效替代法 C. 微小量放大法 D. 控制变量法
(2)实验表明,电荷之间的静电力随着电荷量的增大而增大,随着距离的增大而_____________。(选填“增大”“减小”或“不变”)
(3)小球的质量用m表示,重力加速度为g,可认为物体A与小球在同一水平线上,当小球偏离竖直方向的角度为θ时保持静止,小球所受电场力大小为_________________。
13. 某同学取一对带有绝缘支座的导体A和B使得他们依次接触。起初它们不带电,贴在下部的金属箔片是闭合的,做了如下的实验:如图所示,把一带正电荷的物体D移近导体A,贴在A、B导体下的金属箔片会张开:
(1)如果先把A和B分开,然后移去D,此时导体B带____________(填“正电”、“负电”或“不带电”)。这种方法使金属导体带电的现象叫____________现象。
(2)如果用手触摸一下A端,再移去D,接着分开A和B,此时导体B带____________(填“正电”、“负电”或“不带电”)。
五、解答题(共36分)
14. 如图所示,一轻质细绳上端固定,下端连接一个可视为质点的带电小球质量为,小球静止在水平向右的匀强电场中,绳与竖直方向的夹角。匀强电场的场强,取重力加速度。求
(1)小球所带电量;
(2)细绳的拉力大小;
(3)细绳剪断瞬间小球的加速度大小。
15. 如图所示的匀强电场中,有a、b、c三点,,,其中ab沿电场线方向,bc和电场线方向成角,一电荷量为的正电荷从a移到b电场力做功为。求:
(1)匀强电场的场强E。
(2)电荷从b移到c,电场力做功。
(3)如果以b点为零电势,则a、c电势、。
16. 如图所示,水平绝缘轨道AB与处于竖直平面内的半圆形绝缘光滑轨道BC平滑连接,半圆形轨道的半径R=0.40m。轨道所在空间存在水平向右的匀强电场,电场强度。现有一电荷量,质量的带电体(可视为质点),在水平轨道上的P点由静止释放,释放点P到B点的距离x=2.5m,已知带电体与水平轨道间的动摩擦因数,重力加速度。求:
(1)带电体运动到圆形轨道最低点B时的速度大小;
(2)带电体运动到圆形轨道的圆心等高处点D时,轨道所受压力;
(3)带电体要恰好能够经过C点,则应该离B点多远处静止释放,设距离为L。
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2029届龙岩市高级中学第一阶段综合素养测评
高二物理试卷(物理类)
满分:100分测评时间:75分钟
一、单选题(每题4分,共16分)
1. 下列说法正确的是( )
A. 摩擦起电本质上创造了电荷
B. 电荷量是不能连续变化的物理量
C. 油罐车尾部拖一条铁链是利用摩擦起电
D. 电场线是画在电场中的一条条有方向的曲线,是真实存在的
【答案】B
【解析】
【详解】A.根据电荷守恒定律,摩擦起电的本质是电荷在不同物体间发生转移,并没有创造新的电荷,故A错误;
B.所有带电体的电荷量都是元电荷的整数倍,因此电荷量是不能连续变化的物理量,故B正确;
C.油罐车运输过程中,油料与罐体摩擦会产生静电,尾部拖铁链的作用是将积累的静电导入大地,避免静电放电引发危险,属于防止静电危害,不是利用摩擦起电,故C错误;
D.电场线是为了形象描述电场的分布规律人为引入的假想曲线,客观上并不真实存在,故D错误。
故选B。
2. 真空中有两个完全相同静止的点电荷,它们所带的电荷量分别为2Q,-6Q,保持一定距离时它们之间静电力的大小为F,若将它们接触后分开,固定距离变为原来的一半,则它们之间静电力的大小变为( )
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】
【详解】 根据库仑定律,设两个点电荷初始间距为,初始静电力大小为
两个完全相同的点电荷接触时,先中和总电荷量再平分,总电荷量为,分开后每个点电荷的带电量均为。
间距变为原来的一半即,代入库仑定律得新的静电力
代入可得
故选C。
3. 如图所示为真空中两点电荷A、B形成的电场中的电场线,已知该电场线关于图中虚线对称,O点为A、B两点电荷连线的中点,a、b为A、B两电荷连线的中垂线上关于O点对称的两点,则下列说法中正确的是( )
A. A、B带等量异种电荷
B. a、b处电场强度相同
C. a、b处无电场线经过,故其电场强度均为0
D. a、b两处电势相等
【答案】D
【解析】
【详解】A.等量异种电荷的电场线是从正电荷指向负电荷,不存在图中两个电荷的电场线均向外发散的分布特征;图中电场线关于两电荷连线、中垂线双对称,说明A、B是等量同种正电荷,A错误;
B.a、b关于O点对称,两点电场强度大小相等,但a点场强方向竖直向上、b点场强方向竖直向下,电场强度是矢量,方向不同则场强不同,B错误;
C.电场线是人为画出的形象描述电场的工具,没有电场线经过的位置不代表场强为零,等量同种电荷中垂线上a、b处的场强是两个点电荷在该点场强的矢量和,不为零,C错误;
D.该电场关于两电荷连线的中垂线对称,a、b到两个点电荷的距离完全相等,根据点电荷电势叠加原理,两点电势数值相等,即a、b两处电势相等,D正确。
故选D。
4. 如图,实线是一簇电场线。一带电粒子仅在电场力作用下通过该电场,图中虚线为该带电粒子的运动轨迹,a、b是轨迹上的两点。由此可以判断( )
A. 粒子带负电
B. a点场强小于b点场强
C. 粒子在a点时的动能大于b点时动能
D. 粒子在a点电势能大于b点电势能
【答案】C
【解析】
【详解】A.粒子的运动轨迹向电场力指向的一侧弯曲,可判断电场力方向沿电场线向左,和电场线方向一致,说明粒子带正电,A错误;
B.电场线的疏密代表场强大小,a点位置的电场线比b点更密集,因此a点场强大于b点场强,B错误;
C.若粒子从a到b,电场力方向与速度方向的夹角为钝角,电场力做负功,动能减小,a点动能大于b点;若粒子从b到a,电场力方向与速度方向的夹角为锐角,电场力做正功,动能增大,仍然是a点动能大于b点,C正确;
D.电场力做功和电势能变化的关系为:电场力做正功电势能减小,电场力做负功电势能增加。结合上述推导,a点的电势能小于b点电势能,D错误。
故选C。
二、双选题(答对得6分,漏选得3分,错选不得分,共24分)
5. 如图是电场中某点的电场强度E及所受电场力F与放在该点处的试探电荷所带电荷量q之间的函数关系图像,其中正确的是( )
A. B. C. D.
【答案】AD
【解析】
【详解】AB.电场强度由电场本身决定,与试探电荷无关,故该点电场强度是个定值,故A正确,B错误;
CD.根据可知,F-q图像是正比例函数图像,故C错误,D正确。
故选AD。
6. 如图所示,等量异种点电荷、固定在光滑绝缘水平面上,一个带电小球(可视为点电荷)在两点电荷连线上从靠近负点电荷的P点由静止释放,小球沿着两点电荷的连线向正点电荷运动的过程中,下列说法正确的是( )
A. 小球带负电
B. 小球向右运动的加速度先变大后变小
C. 小球向右运动的速度先变大后变小
D. 小球向右运动的速度不断增大
【答案】AD
【解析】
【详解】A.小球由静止向B球运动,受到B球的吸引力和A球的斥力,说明小球带负电,A正确;
B.等量异种点电荷的连线上,中点的场强最小,故小球沿着两点电荷的连线向正点电荷运动的过程中加速度先变小后变大,B错误;
C.等量异种点电荷的连线上,场强方向从正电荷指向负电荷,前面分析知小球带负电,故小球受到的电场力方向始终向右,与小球的运动方向相同,则小球向右运动的速度不断增大,C错误;
D.由前面分析知D正确。
故选AD。
7. 如图所示,曲线是电场中的一组电场线,A、B是电场中的两点,则下列说法正确的是( )
A. 电势,场强
B. 电势,场强
C. 将+q电荷从A点移到B点电场力做正功
D. 将-q电荷分别放在A、B两点时具有的电势能
【答案】BC
【解析】
【详解】AB.根据沿电场线方向电势逐渐降低可知,;根据图中电场线的疏密程度可知,,故A错误,B正确;
C.将+q电荷从A点移到B点,则有
可知电场力做正功,故C正确;
D.根据,,可知将-q电荷分别放在A、B两点时具有的电势能,故D错误。
故选BC。
8. 如图所示,水平面上有一均匀带电圆环,所带电荷量为+Q,其圆心为O点。有一电荷量为+q、质量为m的小球恰能静止在O点上方的P点,O、P间距为L。P与圆环上任一点的连线与PO间的夹角都为θ,重力加速度为g,以下说法正确的是( )
A. P点场强方向竖直向下
B. P点场强大小为
C. P点场强大小为
D. P点场强大小为
【答案】BD
【解析】
【详解】A.将圆环分为n等份(n很大,每一份可以认为是一个点电荷),则每份的电荷量为
每份在P点的电场强度大小:
根据对称性可知,水平方向的合场强为零,P点的电场强度方向竖直向上,故A错误;
BCD.其大小
由二力平衡可得在P点
解得P点场强为
故BD正确,C错误。
故选BD。
三、填空题(每题3分,共9分)
9. 真空中有一个未知的点电荷,周围产生一个未知电场,先把一个试探电荷电荷量为5×10-9C放入电场某处,测得该试探电荷在该点受到的电场力为2.5×10-9N,则该点处的场强为________;移除试探电荷,该点的场强为________。
【答案】 ①. 0.5N/C ②. 0.5N/C
【解析】
【详解】[1] 该点处的场强,根据
[2] 场强由电场本身决定,与有无试探电荷无关,所以移除试探电荷,则该点的场强不发生变化仍为0.5N/C。
10. 如图所示,在电场强度的匀强电场中,固定一个电荷量为的点电荷,以为圆心画一个圆,为直径上的两个端点,且连线平行于电场线,为垂直电场线的直径上的两个端点,如图所示,已知点的电场强度为零,则A点的电场强度的大小是_________;点的电场强度大小为_________。
【答案】 ①. 4 ②.
【解析】
【详解】已知点的电场强度为零,可知点电荷在B点的场强与匀强电场等大反向,即
则A点的场强为
C点的电场强度大小为
11. 如图所示,将一个电荷量为的点电荷从电场中的A点移到B点的过程中,克服电场力做功。已知A点的电势为,则电荷在B点的电势能为____________J,B点的电势为____________V。
【答案】 ①. ②.
【解析】
【详解】 [1]将电荷从A移到B的过程中克服电场力做功,说明电场力做负功
根据电势能的定义
根据电场力做功与电势能变化的关系
得
[2]
四、实验题(每空2分,共16分)
12. 某物理兴趣小组利用图示装置来探究影响电荷间的静电力的因素,A是一个带正电的物体,系在绝缘丝线上的带正电的小球会在静电力的作用下发生偏离,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,他们分别进行了以下操作。
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,比较小球在不同位置所受静电力的大小。
步骤二:使小球处于同一位置,增大或减小其所带的电荷量,比较小球所受的静电力大小。
(1)图中实验采用的方法是( )
A. 理想实验法 B. 等效替代法 C. 微小量放大法 D. 控制变量法
(2)实验表明,电荷之间的静电力随着电荷量的增大而增大,随着距离的增大而_____________。(选填“增大”“减小”或“不变”)
(3)小球的质量用m表示,重力加速度为g,可认为物体A与小球在同一水平线上,当小球偏离竖直方向的角度为θ时保持静止,小球所受电场力大小为_________________。
【答案】(1)D (2)减小
(3)
【解析】
【小问1详解】
此实验中比较小球在不同位置所受带电物体的静电力的大小,再使小球处于同一位置,改变小球所带电荷量,比较小球所受静电力的大小,是采用了控制变量的方法。
故选D。
【小问2详解】
实验表明,电荷之间的静电力随着电荷量的增大而增大,随着距离的增大而减小。
【小问3详解】
小球偏离竖直方向的角度的正切值为
可知
13. 某同学取一对带有绝缘支座的导体A和B使得他们依次接触。起初它们不带电,贴在下部的金属箔片是闭合的,做了如下的实验:如图所示,把一带正电荷的物体D移近导体A,贴在A、B导体下的金属箔片会张开:
(1)如果先把A和B分开,然后移去D,此时导体B带____________(填“正电”、“负电”或“不带电”)。这种方法使金属导体带电的现象叫____________现象。
(2)如果用手触摸一下A端,再移去D,接着分开A和B,此时导体B带____________(填“正电”、“负电”或“不带电”)。
【答案】(1) ①. 正电 ②. 静电感应
(2)负电
【解析】
【小问1详解】
[1]带正电的物体D移近导体A、B时,根据同种电荷相斥、异种电荷相吸,导体中的自由电子会被D的正电荷吸引,向靠近D的A端移动,使A端积累负电荷,远离D的B端因失去电子剩余正电荷。此时先分开A、B,两个导体的电荷无法中和,再移去D后,B上的正电荷被保留,带正电。
[2]这种利用静电场使导体内部电荷重新分布、分离导体后使导体分别带电的方式,属于静电感应现象。
【小问2详解】
当带正电的D靠近A时,A端感应出负电,B端感应出正电。此时用手触摸A端(接地),由于大地是巨大的导体,大地中的自由电子会顺着人体流向导体A、B,去中和B端的正电荷,导体A和B整体带上了负电。移去D后,导体A、B上的负电荷分布均匀。接着分开A和B,此时A和B仍然都带有负电荷。
五、解答题(共36分)
14. 如图所示,一轻质细绳上端固定,下端连接一个可视为质点的带电小球质量为,小球静止在水平向右的匀强电场中,绳与竖直方向的夹角。匀强电场的场强,取重力加速度。求
(1)小球所带电量;
(2)细绳的拉力大小;
(3)细绳剪断瞬间小球的加速度大小。
【答案】(1)
(2)
(3)
【解析】
【小问1详解】
对小球受力分析,如图所示
水平方向受力平衡有
由
解得
【小问2详解】
竖直方向受力平衡有
解得
【小问3详解】
剪断细绳后拉力消失,重力与电场力的合力,和原拉力大小相等,即
根据牛顿第二定律有
解得
15. 如图所示的匀强电场中,有a、b、c三点,,,其中ab沿电场线方向,bc和电场线方向成角,一电荷量为的正电荷从a移到b电场力做功为。求:
(1)匀强电场的场强E。
(2)电荷从b移到c,电场力做功。
(3)如果以b点为零电势,则a、c电势、。
【答案】(1) ,沿电场线方向。
(2)
(3),
【解析】
【小问1详解】
正电荷从a到b,电场力做功满足
变形得
方向水平向右。
【小问2详解】
电场力做功仅和沿电场线方向的位移有关,bc沿电场线方向的有效分量为
因此
代入数值计算得
【小问3详解】
题目规定,沿电场线电势降低,a在b的逆电场线方向,因此
代入,得
16. 如图所示,水平绝缘轨道AB与处于竖直平面内的半圆形绝缘光滑轨道BC平滑连接,半圆形轨道的半径R=0.40m。轨道所在空间存在水平向右的匀强电场,电场强度。现有一电荷量,质量的带电体(可视为质点),在水平轨道上的P点由静止释放,释放点P到B点的距离x=2.5m,已知带电体与水平轨道间的动摩擦因数,重力加速度。求:
(1)带电体运动到圆形轨道最低点B时的速度大小;
(2)带电体运动到圆形轨道的圆心等高处点D时,轨道所受压力;
(3)带电体要恰好能够经过C点,则应该离B点多远处静止释放,设距离为L。
【答案】(1)5m/s
(2)7.25N,水平向右 (3)2m
【解析】
【小问1详解】
带电体从P到B的过程,由动能定理
解得
【小问2详解】
D点与圆心O等高,从B到D由动能定理
在D点
代入数值得轨道对带电体的支持力
根据牛顿第三定律,带电体对轨道的压力,方向水平向右。
【小问3详解】
C是半圆轨道最高点,恰好经过C点时,重力提供圆周运动的向心力
从释放点到C点全程用动能定理
代入数值解得
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