精品解析:贵州贵阳市贵州师范大学附属中学2026-2027学年高二上学期10月测试物理试卷
2026-10-14
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内容正文:
贵州师范大学附属中学2026-2027学年高2025级高二上10月测试
物理试卷
注意事项:
1、开考前,请先将自己的姓名涂写在试卷,答题卡上;注意涂写时务必检查是否准确;
2、请按照考试用笔要求:使用2B铅笔作答选择题部分,使用0.5mm黑色墨迹签字笔作答非选择题部分;绝对不允许使用红笔、蓝笔、钢笔作答。
3、考试结束后,由当堂考试工作人员将试卷,答题卡,草稿纸收回。
一、选择题:以下共10题,1~7题为单项选择题,每题4分,共28分;8~10题为不定项选择题,每题6分,共18分,全选对得6分,选对但不全得3分,有选错0分。所有选择题共46分。
1. 下列关于电场的说法正确的是( )
A. 由电场强度的定义式可知与成正比,与成反比
B. 点电荷是一个带有电荷的点,它是实际带电体的抽象,任何带电体都可以当作点电荷处理
C. “元电荷”是最小的电荷量,用表示,,元电荷不是电子
D. 电场是库仑首先提出来的,电荷对电荷的作用力就是电荷的电场对的作用
【答案】C
【解析】
【详解】A.电场强度定义式 ,由比值定义法定义的,由电场本身决定,与试探电荷的电荷量 及其受力 无关,故A错误;
B.点电荷是理想化模型,只有当带电体的大小、形状对研究问题的影响可忽略时,才可视为点电荷,并非“任何情况”都适用,故B错误;
C.元电荷是电荷量的最小单位,用表示,,而电子是携带该电荷量的粒子,元电荷本身不是实物,故C正确;
D.电场是法拉第提出的概念,电荷对电荷的作用力就是电荷的电场对的作用,故D错误。
故选C。
2. 真空中孤立点电荷的电场线如图所示,虚线是以点电荷为圆心与电场线垂直、半径为的圆,A、B是虚线圆上的两点。一质量为的试探电荷(忽略重力)在A点获得一初速度从A运动到B,已知两电荷电荷量乘积的绝对值为,静电力常量为,下列说法正确的是( )
A. 试探电荷带正电
B. 试探电荷从A到B做匀变速曲线运动
C. 试探电荷从A到B,电势能先减小后增大
D. 试探电荷在A点的加速度大小为
【答案】D
【解析】
【详解】A.根据曲线运动的条件,合力指向曲线的凹侧,可得点电荷对试探电荷的库仑力为斥力,两者带同种电性,由于不知点电荷的电性,则无法判断试探电荷的电性,故A错误;
B.试探电荷所受库仑斥力的大小和方向都在改变,则加速度的大小和方向都在改变,不是定值,所以不做匀变速曲线运动,故B错误;
C.试探电荷从A到B,速度与力的夹角先为钝角后为锐角,库仑斥力先做负功,后做正功,则电势能先增大后减小,故C错误;
D.试探电荷在A点,由,,
联立可得,故D正确。
故选D。
3. 如图所示为某一点电荷所形成的一簇电场线,a、b、c三条虚线为三个带电粒子以相同的速度从O点射入电场的运动轨迹,其中b虚线是以点电荷为圆心的一段圆弧,AB的长度等于BC的长度,且三个粒子的电荷量大小相等,不计粒子重力,则下列说法正确的是( )
A. b虚线对应的粒子的质量大于c虚线对应的粒子的质量
B. a一定是正粒子的运动轨迹,b和c一定是负粒子的运动轨迹
C. a、c虚线对应的粒子的速度越来越大,b虚线对应的粒子的速度不变
D. a虚线对应的粒子的加速度越来越小,c虚线对应的粒子的加速度越来越大,b虚线对应的粒子的加速度不变
【答案】A
【解析】
【详解】A.三个粒子的电荷量大小相等,在初始位置受到的静电力大小相等,b粒子做圆周运动,向心力等于静电力;c粒子做向心运动,可知静电力大于所需的向心力,根据可知b虚线对应的粒子的质量大于c虚线对应的粒子的质量,故A正确;
B.根据运动轨迹可知a粒子受到向左的静电力,bc粒子受到向右的静电力,因为不知道电场的方向,所以无法确定三个粒子的电性,故B错误;
C.由运动轨迹可知ac粒子运动方向和电场力夹角为锐角,电场力做正功,速度在增大;b粒子做圆周运动,速度大小不变,但是方向在改变,故C错误;
D.电场线的疏密表示场强大小,由图可知,a虚线对应的粒子所处的场强在减小,加速度越来越小,c虚线对应的粒子所处的场强在增大,加速度越来越大,b粒子做圆周运动,加速度大小不变,但是方向在改变,故D错误。
故选A。
4. 如图所示,两等量同种正电荷Q分别放置在椭圆的焦点A、B两点,O点为椭圆中心,P、S是椭圆长轴的端点,取无穷远处电势为零,则( )
A. O点的电势高于M点和N点的电势
B. O点电场强度为零,电势也为零
C. 椭圆上M、N两点电场强度相同
D. 将一电子从P点移到S点,电场力一直做正功
【答案】A
【解析】
【详解】A.根据等量同种电荷的电场线分布可知在中垂线上电场线的方向分别是OM和ON方向,根据沿着电场线方向,电势逐渐降低,可知O点的电势高于M点和N点的电势,故A正确;
B.根据等量同种正点电荷的电场分布规律,可知O点电场强度为零,根据等量同种正点电荷的电势分布规律,可知O点电势大于零,故B错误;
C.由等量同种点电荷的电场分布特点及题图中的对称关系易知,M、N两点场强大小相等,方向相反,故C错误;
D.等量同种正点电荷的电场线与等势线分布规律如图所示
根据等势线分布规律可知,P点与S点电势相等,将一电子从P点移到S点过程中,电势可能一直不变,也可能先升高后降低或先降低或升高,对应电场力一直不做功、先做正功后做负功、先做负功后做正功,故D错误。
故选A。
5. 如图所示,一电容为C的带电平行板电容器水平放置,极板长度为,间距为,有一质量为、电荷量大小为的带负电粒子重力不计,从紧挨着上极板的位置以速度水平向右射入平行板间,恰好打到下极板的中点,由此可知( )
A. 电容器上极板带正电荷
B. 粒子打到极板之前瞬时的速度大小为
C. 粒子打到极板之前瞬时的速度大小为
D. 电容器极板带的电荷量为
【答案】D
【解析】
【详解】A.粒子带负电,向下偏转,说明电场力方向向下,因此电场方向向上(电场由正极板指向负极板),故下极板带正电、上极板带负电,A错误;
BC.粒子做类平抛运动:水平方向,得;竖直方向,代入解得加速度
竖直分速度
合速度,BC错误;
D.极板带电量:加速度由电场力提供,
平行板间电场
由电容
得,故
代入加速度公式
整理得,D正确;
故选D。
6. 如图甲所示,光滑、绝缘圆环竖直放置,半径为,是圆环上的12个等分点,点为圆心。空间存在平行于圆环面的匀强电场(未画出),质量为,电荷量为的小球套在圆环上。某时刻,小球从点开始沿逆时针转动,其电势能与转过的圆心角的关系图像如图乙所示,小球经过点时的速度大小为。重力加速度大小为,下列说法正确的是( )
A. 电场强度的方向为
B. 电场强度的大小为
C. 两点电势差
D. 小球经过点时,对圆环弹力的大小为
【答案】D
【解析】
【详解】A.由图像可得,当时(对应c点),小球的电势能最小,又因为小球带正电,则点电势最低,电场线应沿方向,A错误;
B.小球在点时的电势能,解得,B错误;
C.两点电势差C错误;
D.小球从点到点由动能定理得,设在点小球所受弹力方向竖直向下,则有
解得
由牛顿第三定律可知,小球对圆环的弹力大小为D正确。
故选D。
7. 如图所示,为竖直放置的金属板,为竖直放置的金属网,点为金属板上的一点,现在、间施加一恒定的加速电压,金属网的右侧存在竖直向下的匀强电场粒子、的比荷之比为,现将两粒子分别从点由静止释放,它们沿直线穿过金属网,最终均落在接收屏上,粒子落在上的点图中未画出,忽略粒子的重力以及粒子间的相互作用下列说法正确的是( )
A. 金属板可能带负电
B. 粒子、从释放到落在所用的时间相同
C. 粒子、落在荧光屏瞬间的速度之比为
D. 粒子落在点的右侧
【答案】C
【解析】
【详解】A.粒子穿过金属网后,在竖直向下的电场中做类平抛运动,粒子所受的电场力竖直向下,则粒子带正电,粒子在间加速,则间的电场方向应水平向右,则金属板带正电,故A错误
B.粒子在加速电场中运动时,设加速电压为,由动能定理得
解得
设间的距离为,则粒子由到的时间为
所以粒子由到的时间之比为,粒子在右侧电场中做类平抛运动,电场力提供加速度
解得加速度
则在竖直方向上
整理得
所以粒子在右侧电场中运动的时间之比为,粒子、从释放到落在所用的时间之比为,故B错误
C.粒子落在荧光屏瞬间的水平速度为
竖直速度为
则粒子落在接收屏瞬间的速度大小为
整理得
显然粒子、落在接收屏瞬间的速度大小之比为,故C正确
D.粒子、穿过金属网到接收屏的过程,在水平方向上有
结合以上整理得
粒子、到达荧光屏的同一点,故D错误。
故选C。
8. 静电除尘是利用静电场以净化气体或回收有用尘粒。某静电除尘装置由金属圆筒Q和带负电的线状电极P组成,其横截面上的电场线分布如图所示,A、B、M、N为同一等势线(图中虚线)上的四点,A、C两点在圆筒的一条直径上,BC=BP,金属圆筒Q接地(电势为0),下列判断正确的是( )
A. AP=BP
B. M、N两点的电场强度不相同
C. 带负电的灰尘从M运动到C,动能减小
D. 金属圆筒Q带正电,正电荷分布在圆筒内表面
【答案】BD
【解析】
【详解】A.依题意,A、B两点与电极P的电势差相等,因为A点到电极P的平均电场强度大于B点到电极P的平均电场强度,根据U=Ed可知,A点到电极P的距离较小,故A错误;
B.由电场线分布图,根据对称性可知M、N两点的电场强度大小相等,方向不同,故B正确;
C.依题意,B点的电势等于M点的电势,沿电场线方向电势降低,B点的电势小于C点的电势,则M点的电势小于C点的电势,根据Ep=qφ可知,带负电的灰尘从M运动到C,电势能减小,动能增加,故C错误;
D.金属圆筒Q接地后,外表面的电荷全部导入大地,正电荷分布在圆筒内表面,故D正确。
故选BD。
9. 如图所示,四边形ABCD为菱形,其中∠ABC=60°,O点为菱形的中心,a、b两点为BD连线的三等分点,现在A、C两点固定两正点电荷,在B点固定一负点电荷,三个电荷的电荷量的绝对值均为q。下列说法正确的是( )
A. 电子在a点的电势能大于电子在O点的电势能
B. a点的电势高于b点的电势
C. a、b两点电场强度之比为8:3
D. 在O点固定电荷量为的负电荷,a点的电场强度为零
【答案】AC
【解析】
【详解】A.由点电荷周围电场的分布特点可知,O点的电势应高于a点的电势,又由公式 可知负电荷在低电势点的电势能大,所以电子在a点的电势能大于电子在O点的电势能,A正确;
B.由对称性可知两正电荷在a、b两点的电势相等,因此比较a、b两点电势高低时,只需确定负电荷在a、b两点产生的电场,沿电场线电势降低,所以b点的电势高于a点的电势,B错误;
C.设AB=L,则由几何关系可知 ,三个电荷在a点产生的电场如图所示
则a点的电场强度大小为
b点的电场强度大小为
则 ,C正确;
D.由C选项分析可知,a点的电场方向由a指向B,欲使a点的电场强度为0,应在O点放置一负电荷,且该电荷在a点产生的电场强度大小也为 ,则有
解得 ,D错误。
故选AC。
10. 在竖直面内有一矩形区,水平边,竖直边,为矩形对角线的交点。将一质量为的小球以一定的初动能自点水平向右抛出,小球经过边时的速度方向与边的夹角为。现让小球带的电荷量,同时加一平行于矩形平面的匀强电场,且小球仍以相同的初动能自点沿各个方向抛出,小球从矩形边界的不同位置射出,为中点,电势差满足,且从边界射出的粒子中,经过点的动能最大,重力加速度为,则下列说法正确的是( )
A. 点电势比点电势高
B. 小球抛出时的初动能为
C. 加电场后,小球受到的合力为
D. 加电场后,小球从点射出时的动能为
【答案】BD
【解析】
【详解】A.由匀强电场中沿同一直线电势均匀变化;结合,即,解得;取OC的中点F,则
即EF为等势线,电场线与EF垂直;由E、F的位置可知EF与水平方向的夹角为30°,则电场线与竖直方向的夹角为30°;若场强沿右下方,则小球所受合力的水平分量向右,动能最大的射出点应为C点,与题设不符,故场强方向沿左上方,从C到O沿电场线方向,电势降低,则O点电势比C点电势低,A错误;
B.由平抛运动规律,水平方向,竖直方向
经过BC边时速度方向与BC边的夹角为60°,则
联立解得,小球抛出时的初动能,B正确;
C.由题意,从边界射出的粒子中经过点的动能最大,根据动能定理,合力做功最多,故点为等效重力场的最低点,合力方向由指向(与竖直方向夹角为 )。由 A 选项分析可知电场力方向斜向左上方(与竖直方向夹角为 ),则电场力与合力垂直。在力的矢量三角形中,重力为斜边,合力,C 错误。
D.过C点作合力所在直线BD的垂线,垂足为H,由几何关系OC与OB方向的夹角为60°,
则;从O到C,合力做的负功大小为
由动能定理,解得,D正确。
故选BD。
二、非选择题:11题共6分,12题共10分,13题共10分,14题12分,15题16分;请按照题目要求作答,对于实验题部分,写出最后答案即可;对于解答题部分,必须写出完整的解答过程
11. 某实验小组用如图所示的装置探究库仑力与电荷量的关系。A、B是均匀带电的塑料小球,其中A球的质量为m,用一根绝缘细线将A悬挂起来,实验时改变两小球所带的电荷量,移动B并保持A、B两球球心连线与细线垂直。用Q和q分别表示A、B的电荷量,d表示A、B球心间的距离,θ表示绝缘细线偏离竖直方向的角度,k为静电力常量,当地的重力加速度大小为g。
(1)该实验运用到的实验方法是___________。
(2)关于实验,下列说法正确的是( )
A. 实验中两塑料小球的带电荷量必须相等
B. 两个小球不可以换成异种电荷进行实验
C. 细线的拉力随着θ角的增大而增大
D. 库仑力随着θ角的增大而增大
(3)通过实验数据得到的图像可能正确的为( )
A. B.
C. D.
【答案】(1)控制变量法
(2)D (3)B
【解析】
【小问1详解】
该实验探究究库仑力与电荷量的关系,需要控制电荷之间距离不变,所以用到的实验方法是控制变量法。
【小问2详解】
A.实验中两塑料小球所带电荷量无论是否相等都可以产生库仑斥力以完成实验,故A错误;
B.两个小球可以换成异种电荷,库仑力由斥力变为引力,将小球B放置在A的左上方同样可以进行实验,故B错误;
CD.如图所示
根据平衡条件可得
所以细线的拉力T随着θ的增大而减小,库仑力F随着θ的增大而增大,故C错误,D正确。
故选D。
【小问3详解】
根据库仑定律有
整理得
由上式可知Qq-sinθ图像为一条过原点的倾斜直线。
故选B。
12. 某同学用如图甲所示的电路观察电容器的充放电现象,实验器材有电源E,电容器,电压表(可视为理想电压表),定值电阻R,电流传感器(不考虑内阻),计算机,单刀双掷开关,导线若干。
(1)下列说法正确的是( )
A. 将接,电压表示数逐渐增大,最后稳定
B. 将接,电流表示数逐渐增大,最后稳定
C. 将接,电阻R的电流方向为
D. 换用更大的电阻R,放电时间变长
(2)将接,得到如图乙的图像。若已知电源的电动势,不计内阻,时,,且图乙中对应图线所围面积比为,则_____;
(3)已知图乙中时,图线切线的斜率绝对值为k,则电容器的电容________(用表示)
(4)该同学在完成上述实验后继续将电容器接入图丙(a)的电路中,K与L间接一智能电源,用以控制电容器两端的电压。若随时间t的变化如图丙(b)所示,则下列描述电阻R两端电势差随时间t变化的图像正确的是( )
A. B.
C. D.
【答案】(1)AD (2)30
(3) (4)A
【解析】
【小问1详解】
AB.开关接时,电容器充电,根据电容器充电的特点,当电路刚接通后,电流表示数从突然增大到某一最大值,然后随着电容器的不断充电,电路中的充电电流在减小,电压表示数逐渐增大,当充电结束电路稳定后,此时电路相当于开路,电流为,电压为电源的电动势,故A正确,B错误;
C.将接,电容器不断放电,电阻的电流方向为,故C错误;
D.换用更大的电阻,放电电流变小,放电时间变长,故D正确。
故选。
【小问2详解】
由于电容器的上极板与电源正极相连,因此电容器充电完成后,电容器上极板带正电;由于图线的面积表示电荷量,则
充电结束后,电容器两端电压
根据电容器的定义式,因此代入数据解得
时可知此时电容器两端的电压为
代入数据联立解得
【小问3详解】
时,图线切线斜率绝对值为,即
放电电流,则,而(负号表示电荷量减少),故
可得
【小问4详解】
电路中的电流为
等于图像斜率的大小,由图知,内图像的斜率是内图像斜率的倍,则内电路中电流是内的倍,由知,内电阻两端电压是内的倍。内,电容器在充电,内电容器在放电,电路中电流方向相反,则内的电压与内的电压相反。
故选A。
13. 如图所示,轻质绝缘细绳上端固定,下端连接一个可视为质点的带电小球,小球静止在水平向右足够大的匀强电场中,绳与竖直方向的夹角,已知小球所带电荷量,匀强电场的场强,取重力加速度,,。求:
(1)小球的电性和质量;
(2)若只改变电场,小球仍在原位置平衡,求所加匀强电场的电场强度最小值及方向;
(3)若在水平电场中,某时刻将细绳突然剪断,求经过时小球的速度小球电荷量不变;
【答案】(1)正电,
(2),方向:垂直细绳斜向右上方
(3),方向沿方向向下
【解析】
【小问1详解】
判断电性并求小球质量电场方向水平向右,小球受电场力水平向右,故小球带正电。
小球受力平衡
变形可得
代入数据可得
【小问2详解】
对小球进行受力分析,重力,绳子拉力和电场力力平衡;
当电场力的方向垂直于细绳向上时,最小,最小;
则
方向垂直细绳斜向右上方。
【小问3详解】
剪断细绳后,合力为原来绳子拉力大小,
根据牛顿第二定律得出,加速度
经过时小球的速度
方向沿OA方向向下。
14. 如图所示,小球A、B质量均为m、带等量正电荷,用长均为L的a、b绝缘细线悬挂于O点处于静止状态,已知细线a和b中的拉力大小相等,重力加速度为g,静电力常量为k,sin53°=0.8,cos53°=0.6。
(1)求小球A的带电量Q;
(2)求O点处的电场强度大小E;
(3)若给小球A、B同时施加方向相反、大小始终相等的水平拉力F1、F2,且两力从0开始缓慢增大。求细线b与竖直方向的夹角从0°缓慢增加到53°的过程中F2所做的功W。
【答案】(1);(2);(3)
【解析】
【详解】(1)设细线a和b中的拉力大小为T,A、B两球间的电场力大小为F,对AB两球整体分析可得
对B分析可得
两球间电场力为
解得
(2)设A、B在O点处产生的电场强度分别为E1、E2,则
且
解得
(3)给小球A、B同时施加方向相反、大小始终相等的水平拉力的过程中,A上方的细线保持竖直,A的位置保持不变。
小球B移动过程中,由动能定理得
解得
15. 图-1为电子束曝光简易原理图,两水平金属板P、Q通过导线连入电路组成电容大小为C的电容器,电容器内电场视为匀强电场。电源电动势为E,内阻忽略不计。电子枪K连续均匀逸出具有相同初速度的电子,随后沿P、Q的中心线射入偏转区,最后打在竖直放置的记录桶表面上并被吸收。P、Q两板长度为L,间距为d,板右端到记录桶表面距离为0.5L。记录桶的半径为r,竖直方向足够长。电子的电荷量为e,质量为m。忽略电子的重力、电子间的相互作用和金属板的边缘效应。电子打在金属板上被吸收,不影响金属板电压。当滑动变阻器滑片置于中点时,电子恰能射出偏转区。
(1)求滑片置于中点时电容器的带电量,及电子枪逸出电子的初速度的大小;
(2)调节滑片使电子能穿出偏转区,写出电子穿出偏转区速率v与滑片调节度的函数关系,其中滑片调节度;
(3)现使滑片在时刻从最左端开始,不停留地以恒定的速率在两端之间往复滑动。同时记录桶在时刻按图示方向匀速转动,转动周期与滑片往复一次的周期相同。时刻,打开电子枪K,电子穿过平行板的时间极短,认为在这个时间内金属板电压不变。以时刻电子打在记录桶表面上的位置为坐标原点,顺着转动方向为x轴正方向,竖直向上为y轴正方向,建立坐标系,如图2所示。请在图2中画出记录桶上电子形成的轨迹图像,标注必要的坐标并计算坐标的值,并列式说明形成该轨迹形状的原因。
【答案】(1),
(2)
(3)
【解析】
【小问1详解】
滑动变阻器滑片置于中点时,金属板之间的电压
电容器带电量
此时粒子恰好能飞出电容器,有,,
联立解得
【小问2详解】
由滑动变阻器分压调节的特点易知,金属板之间的电压
能通过偏转区时满足。对能飞出偏转区的电子,有,,,
联立解得
【小问3详解】
在偏移区,粒子竖直方向位移偏移量
当时偏移量最大
设此时粒子打在记录桶的横坐标为,纵坐标为,由几何关系
粒子向下偏转,得
设滑片往复运动周期为,由(1)知,当滑片滑至中点右侧时,没有粒子射出电容器,只有和内记录桶上存在点迹。由圆周运动的往复性得,记录桶上
又内,滑片做匀速率运动,则
同理,记录桶做匀速率转动,则
故,由对称性图案如图所示
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注意事项:
1、开考前,请先将自己的姓名涂写在试卷,答题卡上;注意涂写时务必检查是否准确;
2、请按照考试用笔要求:使用2B铅笔作答选择题部分,使用0.5mm黑色墨迹签字笔作答非选择题部分;绝对不允许使用红笔、蓝笔、钢笔作答。
3、考试结束后,由当堂考试工作人员将试卷,答题卡,草稿纸收回。
一、选择题:以下共10题,1~7题为单项选择题,每题4分,共28分;8~10题为不定项选择题,每题6分,共18分,全选对得6分,选对但不全得3分,有选错0分。所有选择题共46分。
1. 下列关于电场的说法正确的是( )
A. 由电场强度的定义式可知与成正比,与成反比
B. 点电荷是一个带有电荷的点,它是实际带电体的抽象,任何带电体都可以当作点电荷处理
C. “元电荷”是最小的电荷量,用表示,,元电荷不是电子
D. 电场是库仑首先提出来的,电荷对电荷的作用力就是电荷的电场对的作用
2. 真空中孤立点电荷的电场线如图所示,虚线是以点电荷为圆心与电场线垂直、半径为的圆,A、B是虚线圆上的两点。一质量为的试探电荷(忽略重力)在A点获得一初速度从A运动到B,已知两电荷电荷量乘积的绝对值为,静电力常量为,下列说法正确的是( )
A. 试探电荷带正电
B. 试探电荷从A到B做匀变速曲线运动
C. 试探电荷从A到B,电势能先减小后增大
D. 试探电荷在A点的加速度大小为
3. 如图所示为某一点电荷所形成的一簇电场线,a、b、c三条虚线为三个带电粒子以相同的速度从O点射入电场的运动轨迹,其中b虚线是以点电荷为圆心的一段圆弧,AB的长度等于BC的长度,且三个粒子的电荷量大小相等,不计粒子重力,则下列说法正确的是( )
A. b虚线对应的粒子的质量大于c虚线对应的粒子的质量
B. a一定是正粒子的运动轨迹,b和c一定是负粒子的运动轨迹
C. a、c虚线对应的粒子的速度越来越大,b虚线对应的粒子的速度不变
D. a虚线对应的粒子的加速度越来越小,c虚线对应的粒子的加速度越来越大,b虚线对应的粒子的加速度不变
4. 如图所示,两等量同种正电荷Q分别放置在椭圆的焦点A、B两点,O点为椭圆中心,P、S是椭圆长轴的端点,取无穷远处电势为零,则( )
A. O点的电势高于M点和N点的电势
B. O点电场强度为零,电势也为零
C. 椭圆上M、N两点电场强度相同
D. 将一电子从P点移到S点,电场力一直做正功
5. 如图所示,一电容为C的带电平行板电容器水平放置,极板长度为,间距为,有一质量为、电荷量大小为的带负电粒子重力不计,从紧挨着上极板的位置以速度水平向右射入平行板间,恰好打到下极板的中点,由此可知( )
A. 电容器上极板带正电荷
B. 粒子打到极板之前瞬时的速度大小为
C. 粒子打到极板之前瞬时的速度大小为
D. 电容器极板带的电荷量为
6. 如图甲所示,光滑、绝缘圆环竖直放置,半径为,是圆环上的12个等分点,点为圆心。空间存在平行于圆环面的匀强电场(未画出),质量为,电荷量为的小球套在圆环上。某时刻,小球从点开始沿逆时针转动,其电势能与转过的圆心角的关系图像如图乙所示,小球经过点时的速度大小为。重力加速度大小为,下列说法正确的是( )
A. 电场强度的方向为
B. 电场强度的大小为
C. 两点电势差
D. 小球经过点时,对圆环弹力的大小为
7. 如图所示,为竖直放置的金属板,为竖直放置的金属网,点为金属板上的一点,现在、间施加一恒定的加速电压,金属网的右侧存在竖直向下的匀强电场粒子、的比荷之比为,现将两粒子分别从点由静止释放,它们沿直线穿过金属网,最终均落在接收屏上,粒子落在上的点图中未画出,忽略粒子的重力以及粒子间的相互作用下列说法正确的是( )
A. 金属板可能带负电
B. 粒子、从释放到落在所用的时间相同
C. 粒子、落在荧光屏瞬间的速度之比为
D. 粒子落在点的右侧
8. 静电除尘是利用静电场以净化气体或回收有用尘粒。某静电除尘装置由金属圆筒Q和带负电的线状电极P组成,其横截面上的电场线分布如图所示,A、B、M、N为同一等势线(图中虚线)上的四点,A、C两点在圆筒的一条直径上,BC=BP,金属圆筒Q接地(电势为0),下列判断正确的是( )
A. AP=BP
B. M、N两点的电场强度不相同
C. 带负电的灰尘从M运动到C,动能减小
D. 金属圆筒Q带正电,正电荷分布在圆筒内表面
9. 如图所示,四边形ABCD为菱形,其中∠ABC=60°,O点为菱形的中心,a、b两点为BD连线的三等分点,现在A、C两点固定两正点电荷,在B点固定一负点电荷,三个电荷的电荷量的绝对值均为q。下列说法正确的是( )
A. 电子在a点的电势能大于电子在O点的电势能
B. a点的电势高于b点的电势
C. a、b两点电场强度之比为8:3
D. 在O点固定电荷量为的负电荷,a点的电场强度为零
10. 在竖直面内有一矩形区,水平边,竖直边,为矩形对角线的交点。将一质量为的小球以一定的初动能自点水平向右抛出,小球经过边时的速度方向与边的夹角为。现让小球带的电荷量,同时加一平行于矩形平面的匀强电场,且小球仍以相同的初动能自点沿各个方向抛出,小球从矩形边界的不同位置射出,为中点,电势差满足,且从边界射出的粒子中,经过点的动能最大,重力加速度为,则下列说法正确的是( )
A. 点电势比点电势高
B. 小球抛出时的初动能为
C. 加电场后,小球受到的合力为
D. 加电场后,小球从点射出时的动能为
二、非选择题:11题共6分,12题共10分,13题共10分,14题12分,15题16分;请按照题目要求作答,对于实验题部分,写出最后答案即可;对于解答题部分,必须写出完整的解答过程
11. 某实验小组用如图所示的装置探究库仑力与电荷量的关系。A、B是均匀带电的塑料小球,其中A球的质量为m,用一根绝缘细线将A悬挂起来,实验时改变两小球所带的电荷量,移动B并保持A、B两球球心连线与细线垂直。用Q和q分别表示A、B的电荷量,d表示A、B球心间的距离,θ表示绝缘细线偏离竖直方向的角度,k为静电力常量,当地的重力加速度大小为g。
(1)该实验运用到的实验方法是___________。
(2)关于实验,下列说法正确的是( )
A. 实验中两塑料小球的带电荷量必须相等
B. 两个小球不可以换成异种电荷进行实验
C. 细线的拉力随着θ角的增大而增大
D. 库仑力随着θ角的增大而增大
(3)通过实验数据得到的图像可能正确的为( )
A. B.
C. D.
12. 某同学用如图甲所示的电路观察电容器的充放电现象,实验器材有电源E,电容器,电压表(可视为理想电压表),定值电阻R,电流传感器(不考虑内阻),计算机,单刀双掷开关,导线若干。
(1)下列说法正确的是( )
A. 将接,电压表示数逐渐增大,最后稳定
B. 将接,电流表示数逐渐增大,最后稳定
C. 将接,电阻R的电流方向为
D. 换用更大的电阻R,放电时间变长
(2)将接,得到如图乙的图像。若已知电源的电动势,不计内阻,时,,且图乙中对应图线所围面积比为,则_____;
(3)已知图乙中时,图线切线的斜率绝对值为k,则电容器的电容________(用表示)
(4)该同学在完成上述实验后继续将电容器接入图丙(a)的电路中,K与L间接一智能电源,用以控制电容器两端的电压。若随时间t的变化如图丙(b)所示,则下列描述电阻R两端电势差随时间t变化的图像正确的是( )
A. B.
C. D.
13. 如图所示,轻质绝缘细绳上端固定,下端连接一个可视为质点的带电小球,小球静止在水平向右足够大的匀强电场中,绳与竖直方向的夹角,已知小球所带电荷量,匀强电场的场强,取重力加速度,,。求:
(1)小球的电性和质量;
(2)若只改变电场,小球仍在原位置平衡,求所加匀强电场的电场强度最小值及方向;
(3)若在水平电场中,某时刻将细绳突然剪断,求经过时小球的速度小球电荷量不变;
14. 如图所示,小球A、B质量均为m、带等量正电荷,用长均为L的a、b绝缘细线悬挂于O点处于静止状态,已知细线a和b中的拉力大小相等,重力加速度为g,静电力常量为k,sin53°=0.8,cos53°=0.6。
(1)求小球A的带电量Q;
(2)求O点处的电场强度大小E;
(3)若给小球A、B同时施加方向相反、大小始终相等的水平拉力F1、F2,且两力从0开始缓慢增大。求细线b与竖直方向的夹角从0°缓慢增加到53°的过程中F2所做的功W。
15. 图-1为电子束曝光简易原理图,两水平金属板P、Q通过导线连入电路组成电容大小为C的电容器,电容器内电场视为匀强电场。电源电动势为E,内阻忽略不计。电子枪K连续均匀逸出具有相同初速度的电子,随后沿P、Q的中心线射入偏转区,最后打在竖直放置的记录桶表面上并被吸收。P、Q两板长度为L,间距为d,板右端到记录桶表面距离为0.5L。记录桶的半径为r,竖直方向足够长。电子的电荷量为e,质量为m。忽略电子的重力、电子间的相互作用和金属板的边缘效应。电子打在金属板上被吸收,不影响金属板电压。当滑动变阻器滑片置于中点时,电子恰能射出偏转区。
(1)求滑片置于中点时电容器的带电量,及电子枪逸出电子的初速度的大小;
(2)调节滑片使电子能穿出偏转区,写出电子穿出偏转区速率v与滑片调节度的函数关系,其中滑片调节度;
(3)现使滑片在时刻从最左端开始,不停留地以恒定的速率在两端之间往复滑动。同时记录桶在时刻按图示方向匀速转动,转动周期与滑片往复一次的周期相同。时刻,打开电子枪K,电子穿过平行板的时间极短,认为在这个时间内金属板电压不变。以时刻电子打在记录桶表面上的位置为坐标原点,顺着转动方向为x轴正方向,竖直向上为y轴正方向,建立坐标系,如图2所示。请在图2中画出记录桶上电子形成的轨迹图像,标注必要的坐标并计算坐标的值,并列式说明形成该轨迹形状的原因。
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