内容正文:
高二物理参考答案及评分意见
1.D 2.D 3.A 4.B 5.C 6.D 7.D
8.ABD 9.BD 10.BD
11.(1)F0-F1(1分) (2)A(2分) B(2分) (3)不需要(2分) 两个完全相同的金属小球接触后再分开,电荷会平均分配,方便探究库仑力与电荷量的关系(1分,合理即可得分)
12.(1)放电(2分) 不变(2分) (2)575(2分) (3)AC(2分,选对1个得1分,错选不得分)
13.(1)45 N (2)36 N 2.7 kg
【解析】(1)根据库仑定律可得,小球1、2间的库仑力大小为(2分)
解得F库=45 N(2分)
(2)对小球2受力分析,水平方向上有F=F库cos37°(1分)
解得F=36 N(1分)
竖直方向上有m2g=F库sin37°(1分)
解得m2=2.7 kg(1分)
14.(1)400 V (2)300 V (3)-6×10-6 J
【解析】(1)由电势差的定义式可得无穷远处与A点间的电势差
(2分)
解得U∞A=-400 V
而U∞A=φ∞-φA(2分)
又φ∞=0
所以φA=400 V(1分)
(2)无穷远处与B点间的电势差
(2分)
解得U∞B=-100 V
而U∞B=φ∞-φB(1分)
所以φB=100 V
则A、B两点间的电势差UAB=φA-φB(1分)
解得UAB=300 V(1分)
(3)把2×10-8 C的负电荷由A点移到B点,电场力做的功W=q′UAB(2分)
解得W=-6×10-6 J(2分)
15.(1)负电荷 (2)2q (3)
【解析】(1)由于质量均为m的三个球保持相对静止共同向右运动,则它们的合力相同,三球组成的系统所受合外力为F,方向水平向右,所以系统加速度水平向右,每个球受到的合力水平向右,A球受力如图所示。A、C间为引力,因此C与A、B电性相反,C带负电(2分)
对A球分析FAB=FACcos60°(2分)
又(2分)
解得(1分)
(2)由于(2分)
解得C球所带电荷量大小QC=2q(1分)
(3)对三个球组成的系统,由牛顿第二定律得F=3ma(2分)
对A球,由牛顿第二定律得FACcos30°=ma(2分)
解得(2分)
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高二物理
注意事项:
1.答卷前,考生务必将自己的姓名、考场号、座位号、准考证号填写在答题卡上。
2.回答选择题时,选出每小题答案后,用铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑,如需改动,用橡皮擦干净后,再选涂其他答案标号。回答非选择题时,将答案写在答题卡上,写在本试卷上无效。
3.考试结束后,将本试卷和答题卡一并交回。
考试时间为75分钟,满分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,只有一个选项是符合题目要求的。
1.如图所示,带正电的导体球C靠近一个原先不带电的导体,若用绝缘工具沿图示某条虚线将导体切开,将导体分为A、B两部分,这两部分所带电荷量的大小分别为QA、QB,则下列结论正确的是
A.沿虚线c切开,A带负电,B带正电
B.只有沿虚线b切开,才有A带正电,B带负电,且QA<QB
C.沿虚线a切开,A带正电,B带负电,且QA>QB
D.QA的值与所切的位置有关,但A、B整体正、负电荷数目相等
2.某电场的等势面如图所示,下列关于该电场的描述正确的是
A.C点的电场强度比A点的大
B.正电荷在A点的电势能比在C点的小
C.负电荷由A移动到C,电场力做正功
D.电荷沿等势面AB移动的过程中,电场力始终不做功
3.如图所示,多媒体教学一体机普遍采用了电容触摸屏,当用户手指触摸电容触摸屏时,手指相当于接地导体,手指和工作面形成一个电容器,控制器由此确定手指位置。对于电容触摸屏,下列说法正确的是
A.手指与屏的接触面积变大时,电容变大
B.手指与屏的接触面积变大时,电容变小
C.手指压力变大时,手指与屏的工作面距离变小,电容变小
D.手指压力变大时,手指与屏的工作面距离变小,电容不变
4.如图所示,将带正电的试探电荷沿着等量异种点电荷连线从C点移动到B点,再沿点电荷连线的中垂线从B点移动到A点,在此过程中
A.试探电荷所受的静电力一直增大 B.电场力先做正功,然后不做功
C.所经过各处的电势先升高再降低 D.试探电荷的电势能先不变再减小
5.如图所示,带有等量异种电荷、相距10 cm的平行板A和B之间有匀强电场,电场强度E=2×104 V/m,方向向下。电场中C点距B板3 cm,D点距A板2 cm。如果把B板接地(即电势φB=0),关于C、D两点的电势φC、φD和AB极板间电势差UAB,下列说法正确的是
A.φC=1400 V,φD=400 V,UAB=2000 V B.φC=-1400 V,φD=-400 V,UAB=-2000 V
C.φC=600 V,φD=1600 V,UAB=2000 V D.φC=-600 V,φD=-1600 V,UAB=-2000 V
6.如图所示是一对不等量异种点电荷的电场线分布图,带电荷量大小分别为q和2q,两点电荷间的距离为2r,P、Q两点关于两电荷连线对称,静电力常量为k。由图可知
A.P、Q两点的电场强度相同
B.M点的电场强度小于N点的电场强度
C.右边的点电荷带电荷量为-2q
D.两点电荷连线的中点处的电场强度大小为
7.如图所示,在平面直角坐标系中有一底角是60°的等腰梯形和方向平行于坐标平面的匀强电场,其中O点坐标(0,0),电势为6 V,A点坐标(1 cm, cm),电势为3 V,B点坐标(3 cm, cm),电势为零,则由此可判断
A.C点电势为2 V B.电场线与BC平行
C.电场强度大小为200 V/m D.电场强度大小为
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.湖北武当山的主峰天柱峰屹立着一座光耀百里的金殿,全部为铜铸鎏金。雷雨交加时,金殿的屋顶常会出现盆大的火球,来回滚动。雨过天晴时,大殿金光灿灿,像被重新炼洗过一般,这就是人们所说的“雷火炼殿”奇观。已知电场强度超过3×106 N/C时,空气将被击穿发生放电。关于“雷火炼殿”,下列说法正确的是
A.带电乌云移到金殿上空时,金殿上表面会感应出与乌云电性相反的电荷
B.雷雨天气时,游客躲在殿内可以降低被雷电击中的可能性
C.雷雨天气时,金殿屋顶上圆弧半径越大的地方,空气越容易被击穿
D.近年来金殿安装了避雷针,“雷火炼殿”的奇观消失了
9.如图所示,实线是带正电的粒子仅在静电力作用下由a点运动到b点的运动轨迹,虚线可能是电场线,也可能是等差等势线,则
A.若虚线是电场线,则带正电的粒子在a点的电势能大,动能小
B.若虚线是等差等势线,则带正电的粒子在a点的电势能大,动能小
C.不论虚线是电场线还是等差等势线,a点的电势一定低于b点的电势
D.不论虚线是电场线还是等差等势线,带正电的粒子在a点的加速度一定大于在b点的加速度
10.规定离点电荷无限远处的电势为零,点电荷Q的电场中某点电势的表达式为(式中k为静电力常量,r为该点到点电荷的距离)。真空中有两个点电荷Q1、Q2,分别固定在x坐标轴的x=0和x=8 cm的位置上。x轴上各点的电势随x的变化关系如图所示。A、B是图线与x轴的交点,A点的横坐标是6.4 cm,图线上C点的切线水平。则
A.点电荷Q1、Q2的电性相同
B.点电荷Q1、Q2的电荷量大小之比为4∶1
C.B点的横坐标是10.4 cm
D.C点的横坐标是16 cm
三、非选择题:本题共5小题,共54分。
11.(8分)随着力传感器的测量精度的提高,不用“扭秤”进行实验,研究点电荷之间的相互作用力(库仑力)规律成为可能。如图所示是某科技实验小组设计的研究库仑力的装置,在抽成真空的玻璃容器A内,M、N为完全相同的金属小球(带电后可视为点电荷),用绝缘支柱固定带电小球M,用可调长度的丝线(绝缘)悬挂原来不带电的小球N,调控小球N的位置,通过等距离的背景刻度线0、1、2、3、4可准确确定小球M、N之间的距离,相邻刻度线之间距离均为d,通过固定在容器顶部并与丝线上端相连的高灵敏度拉力传感器B可以显示丝线上的拉力,控制放电杆可以让带电小球完全放电。实验小组完成了以下操作:
①在球N不带电时读出传感器示数F0,即小球重力大小;
②让球N与球M接触后,调整球N到位置1,读出并记录传感器示数F1;
③继续调整球N分别到位置2、3、4,依次读出并记录传感器示数F2、F3、F4;
④用放电杆使球N完全放电,再让球N与球M接触后,放回到位置1,读出并记录传感器示数F5;
⑤重复④的操作,依次读出并记录传感器示数F6、F7。
(1)根据②的操作,可求出在位置1小球M、N间的库仑力大小为______(填“F0-F1”或“F0+F1”)。
(2)根据①②③的操作,可研究______,根据②④⑤的操作,可研究______。
A.库仑力跟点电荷距离间的关系
B.库仑力跟小球带电荷量间的关系
(3)本实验中______(填“需要”或“不需要”)测量小球的电荷量,使用两个完全相同的金属小球接触再分开,其作用是______________________________________________。
12.(8分)在“用传感器观察电容器的充、放电过程”实验中,按图甲所示连接电路。电源两端电压为6.0 V。单刀双掷开关S先跟2相接,某时刻开关改接1,一段时间后,把开关再改接2。实验中使用了电流传感器来采集电流随时间的变化情况。
(1)开关S再改接2后,电容器进行的是______(填“充电”或“放电”)过程。此过程得到的I-t图像如图乙所示。如果不改变电路其他参数,只减小电阻R的阻值,则此过程的I-t曲线与t坐标轴所围成的面积将______(填“减小”“不变”或“增大”)。
(2)若实验中测得该电容器在整个放电过程中释放的电荷量Q=3.45×10-3 C,则该电容器的电容为______μF。
(3)关于电容器充电过程中两极板间电压U、所带电荷量Q随时间t变化的图像,可能正确的是______。(多选)
A. B. C. D.
13.(8分)如图所示,带正电的小球1用绝缘细线a悬挂在水平天花板上,带负电的小球2用绝缘细线b悬挂在竖直墙壁上。两小球处于静止状态时,细线b水平,细线a与竖直方向的夹角为37°,小球1、2(均可视为有质量的点电荷)的连线与水平方向的夹角也为37°,小球1、2间的距离d=2 m。已知小球1、2所带的电荷量大小分别为q1=2.0×10-4 C、q2=1.0×10-4 C,静电力常量k=9.0×109 N·m2/C2,重力加速度g取10 m/s2,sin37°=0.6,cos37°=0.8。求:
(1)小球1、2间的库仑力大小F库;
(2)细线b上的弹力大小F和小球2的质量m2。
14.(14分)把电荷量为2×10-8 C的正点电荷从无穷远处移到电场中的A点,要克服电场力做功8×10-6 J。若把该正点电荷从无穷远处移动到电场中的B点,需克服电场力做功2×10-6 J。规定无穷远处电势为零,求:
(1)A点的电势;
(2)A、B两点间的电势差;
(3)把2×10-8 C的负电荷由A点移到B点电场力做的功。
15.(16分)如图所示,质量均为m的三个带电小球A、B、C放置在光滑绝缘的水平地面上。已知A、B、C间的距离均为L,A、B小球的带电荷量均为+q。若在小球C上加一个方向水平向右(与AB连线垂直)、大小未知的恒力F,恰好能使三个小球共同向右运动(相对静止)。求:
(1)C球电性及A、C两球之间的库仑力大小FAC;
(2)C球所带电荷量QC的大小;
(3)外力F的大小。
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