精品解析:上海外国语大学附属外国语学校松江云间中学2026-2027学年高二上学期10月第一次学情检测物理试卷
2026-10-16
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内容正文:
高二物理第一次学情调研
雷电
雷电是大气中的放电现象,多形成在积雨云中。通常下部的雷云因摩擦而带负电,上部的雷云带正电。当某处积聚的电荷密度很大,周围产生强电场,就可击穿空气分子,形成雷电,释放巨大能量。
1. 由于静电感应,会使雷云下方附近的地面积聚______电荷,在云层和地面之间产生电场的大致方向:______。
2. 为避免雷电造成损害,高大的建筑物会装有避雷针。如图,雷雨天,在避雷针附近产生电场,其等势面的分布如虚线所示。
(1)三点中,场强最大的位置是______一电荷量为的电荷,由B运动到C点,则其电势能的变化量______J。
(2)沿水平方向在某区域建立坐标轴,轴上各点电势分布如图所示,b为图线最高点,则( )
A.b点场强为零 B.b点场强竖直向上
C.两点场强相同 D.沿水平方向b点距离避雷针比c点更远
3. 1752年6月的一天,富兰克林在空旷地带高举装有金属杆的风筝,刚好一道闪电从风筝上掠过,他将风筝线上的电引入莱顿瓶中,回家进行了各种电学实验,证明雷电与人工摩擦产生的电具有相同的性质。已知莱顿瓶的电容,测出其两端的电压,则富兰克林收集到雷电的电量______C。
4. 用国际单位制的基本单位表示电荷量的单位是( )
A. B. C.
【答案】1. ①. 正 ②. 向上
2. ①. A ②. ③. B
3.
4. A
【解析】
【1题详解】
[1]下部雷云因摩擦带负电,地面是导体,由静电感应可知,与雷云异种的正电荷会被吸引到雷云下方附近的地表聚集,故雷云下方附近的地面积聚正电荷。
[2]电场线的方向由正电荷指向负电荷,而电场线的方向即为电场的方向。地面感应出的正电荷与雷云的负电荷之间的电场方向由地面指向云层,即在云层和地面之间产生电场的大致方向向上。
【2题详解】
[1]等差等势面越密集的地方电场强度越大。由等势面的分布可知,A点处的等势面最密集,场强最大。
故选A。
[2]由题图可得、,B、C两点间的电势差
电荷由B点运动到C点,电场力做的功
由
可得电势能的变化量
[3]AB.图像的斜率表示电场强度沿方向(水平方向)的分量。b为图线的最高点,该处斜率为零,即b点水平方向的场强为零,且结合第二问的等势线分析,电场线与等势线垂直,所以可能有竖直方向上的电场,即点沿方向场强分量为零,合场强竖直向上。A错误、B正确;
C.a、c两点处图线的斜率大小不同、方向也不同,故两点的场强不相同,C错误;
D.离避雷针越近处电势越高,b点的电势高于c点的电势,故沿水平方向b点距离避雷针比c点更近,D错误。
故选B。
【3题详解】
由电容的定义式
可得
【4题详解】
由电流的定义式可得
电荷量的单位由电流的单位与时间的单位组成,即,故用国际单位制的基本单位表示电荷量的单位是
故选A。
电场
5. 如图所示,两个带等量正电的点电荷位于两点上,是连线中垂线上的两点,O为的交点,。一不计重力带负电的点电荷在E点由静止释放后( )
A. 做匀加速直线运动 B. 在O点所受静电力最大
C. 由E到O的时间不等于由O到F的时间 D. 由E到F的过程中电势能先减小后增大
6. 如图所示的平面内,有静止的等量异号点电荷,两点关于两电荷连线对称,两点关于两电荷连线的中垂线对称。下列说法正确的是( )
A. M点的场强比P点的场强大 B. M点的电势比N点的电势高
C. N点的场强与P点的场强相同 D. 电子在M点的电势能比在P点的电势能大
7. 利用如图所示电路观察电容器的充、放电现象,其中E为电源,R为定值电阻,C为电容器,A为电流表,V为电压表。下列说法正确的是( )
A. 充电过程中,电流表的示数逐渐增大后趋于稳定
B. 充电过程中,电压表的示数逐渐增大后趋于稳定
C. 放电过程中,电流表的示数均匀减小至零
D. 放电过程中,电压表的示数均匀减小至零
8. 如图所示,电荷量为q的正点电荷与竖直放置的均匀带电薄板相距,点电荷到带电薄板的垂线通过板的几何中心,垂线上的两点到薄板的距离均为d。已知A点的电场强度为0,下列说法正确的是( )
A. 薄板带正电 B. B点电势高于A点电势
C. B点电场强度的方向向右 D. B点电场强度的大小为
9. 如图所示,虚线为某点电荷产生的电场的等势线,相邻等势线间的电势差相等;实线为一个α粒子仅在电场力作用下的运动轨迹。在α粒子从A经B运动到C的过程中( )
A. α粒子的加速度先减小后增大 B. 静电力对α粒子先做负功后做正功
C. α粒子的动能先增大后减小 D. α粒子在A点的电势能大于C点电势能
10. 如图所示,真空中平行金属板之间距离为d,两板所加的电压为U。一质量为m、电荷量为q的带正电粒子从M板由静止释放。不计带电粒子的重力。
(1)求带电粒子所受的静电力的大小F;
(2)求带电粒子到达N板时的速度大小v?
(3)若在带电粒子运动距离时撤去所加电压,求该粒子从M板运动到N板经历的时间t。
11. 如图1所示,金属圆筒A接高压电源的正极,其轴线上的金属线B接负极。
(1)设A、B两极间电压为U,求在B极附近电荷量为Q的负电荷到达A极过程中静电力做的功W;
(2)已知筒内距离轴线r处的电场强度大小,其中k为静电力常量,为金属线B单位长度的电荷量。如图2所示,在圆筒内横截面上,电荷量为q、质量为m的粒子绕轴线做半径不同的匀速圆周运动,其半径为和时的动能分别为和。若,分析和计算的大小。
【答案】5. D 6. C 7. B 8. B 9. B
10. (1);(2);(3)
11. (1);(2)
【解析】
【5题详解】
AB.由两等量正点电荷分布的对称性,负电荷沿中垂线运动,在点两侧所受合力均指向点;到达点时,两静电力等大反向,合力为零。因此运动过程中加速度不恒定,且在点所受静电力最小,故AB错误;
CD.负电荷从到的过程中,静电力与运动方向相同,做正功,电势能减小;从到的过程中,静电力与运动方向相反,做负功,电势能增大。两段关于点对称,电场分布也对称,对应位置的电势能相等;由能量守恒,对应位置的速率相等。因此两段运动时间满足,故C错误,D正确。
故选D。
【6题详解】
AC.结合图中等量异号点电荷的电场线分布,根据对称性可知,点的场强和点的场强大小相等,;点与点的场强大小相等,故A错误,C正确;
BD.沿着电场线方向电势降低,故点的电势高于点的电势。又因点和点关于两电荷连线对称,所以;电子带负电,根据电势能关系可知,电子在点的电势能小于在点的电势能,故BD错误。
故选C。
【7题详解】
AB.开关接触点1时,电源通过电阻给电容器充电。设电容器两端电压为,充电电流大小为,忽略电源内阻和电表的影响,由闭合电路欧姆定律有
充电时电容器所带电荷量逐渐增加,电容不变,由电容定义,可知,电容器两端电压逐渐增大,最终趋于电源电动势;电阻两端电压随之减小,电流逐渐减小并趋于零,故A错误,B正确;
CD.开关接触点2时,电容器通过电阻放电。由欧姆定律,可知,电压减小时,电流大小也减小。电流越小,相同时间内放出的电荷量越少,电压及电流的减小就越慢,因此二者均逐渐减小并趋于零,但都不是均匀减小,故CD错误。
故选B。
【8题详解】
A.正点电荷在点产生的电场方向向左。要使点的合场强为零,薄板在该点产生的电场必须向右,即指向薄板,所以薄板带负电,故A错误;
B.均匀带电薄板关于自身平面对称,因此薄板在和两点产生的电势相等。点距正点电荷较近,正点电荷在点产生的电势较高;电势叠加后,点电势高于点电势,故B正确;
CD.薄板两侧对称位置的场强大小相等,设其在和两点产生的场强大小均为。由点合场强为零,结合库仑定律及图示距离,得
在点,负电薄板与正点电荷产生的电场均向左,叠加后场强方向向左、大小为,故CD错误。
故选B。
【9题详解】
A.图中虚线为点电荷电场的等势线,其圆心就是场源电荷的位置。由实线轨迹可见,粒子到场源的距离先减小后增大;根据库仑定律,静电力大小先增大后减小。粒子质量不变,加速度大小也先增大后减小,故A错误;
BC.轨迹向背离场源的一侧弯曲,说明带正电的粒子受到场源电荷的排斥力。下图在原轨迹上一处标出了静电力沿径向向外的方向
粒子靠近场源时克服斥力运动,静电力做负功;远离场源时,静电力做正功。仅静电力做功,由动能定理可知,粒子的动能先减小后增大,故B正确,C错误;
D.由图可见,和在同一条虚线等势线上,两点电势相等,同一粒子在这两点的电势能相等,故D错误。
故选B。
【10题详解】
(1)两板间电场可视为匀强电场,电压与场强满足。粒子所受静电力大小满足,因此
(2)粒子从板由静止运动到板,只有静电力做功。应用动能定理,该过程静电力做功等于动能的增加,即
解得到达板时的速度大小为
(3)取从板指向板为正方向。通电阶段,粒子仅受沿正方向的静电力,由牛顿第二定律,结合第(1)问得
设粒子前半程的运动时间为,将前半程位移和初速度代入匀变速直线运动的位移公式,得
代入加速度得
撤去电压时,粒子的速度大小为
撤去电压后,粒子不受力,以该速度匀速通过后半程,所用时间为
从板到板的总时间为
【11题详解】
(1)圆筒接电源正极、金属线接负极,两极的电势差满足
以表示题给负电荷电荷量的大小,该电荷的带符号电荷量为。由静电力做功与电势差的关系,电荷从极运动到极时,静电力做功为
(2)取沿半径指向轴线为正方向。筒内电场指向带负电的金属线,做题述圆周运动的粒子带正电,电场力提供向心力。设其在半径为的轨道上速率为。沿径向应用牛顿第二定律,电场力与向心加速度的关系为
代入题给的场强大小公式并约去半径,得
由动能定义,粒子的动能为
可见动能与轨道半径无关,因此三个轨道上的动能满足
所求动能差为
电路
如图为某电子秤的电路图,电源电压为,不计内阻,为定值电阻。
12. 它是利用弹簧长度的变化使连入电路的电阻变化,实现将力信号转换为电信号,将压力的大小与电流表示数一一对应,便可得到所称重物的重力。当电流增大时,物体质量( )(选填A.“增大”,B.“减小”)
13. 闭合开关,滑片P滑动过程中,若变阻器两端电压U电流表示数I的关系图线如图所示,未称重时对应图中a点,滑片P在最上端。由图可知,变阻器的最大阻值为______,在滑片P滑动过程中获得的最小电压为______V。
14. 现有一根截面为正方形的金属样品(固态)小明同学欲测量其电阻率,设计了如图(a)所示的电路图,实验步骤如下:
a.测得样品截面的边长;
b.将平行排列的四根金属探针甲、乙、丙、
丁与样品接触,其中甲、乙、丁位置固定,丙可在乙、丁间左右移动;
c.将丙调节至某位置,测量丙和某探针之间的距离L;
d.闭合开关S,调节电阻箱R的阻值,使电流表示数,读出相应的电压表示数U,断开开关S;
e.改变丙的位置,重复步骤,测量多组L和U,作出图像如图(b)所示,得到直线的斜率k。
回答下列问题:
(1)L是丙到______(选填A.“甲”、B.“乙”或C.“丁”)的距离;
(2)写出电阻率的表达式______(用表示);
(3)根据图像计算出该样品的电阻率______(保留两位有效数字)。
(4)小鹏同学采用了其它方法测量了该样品的电阻,实验器材有:电源、开关、导线、滑动变阻器、电压传感器、电流传感器、导线、被测电阻。实验要求数据从零开始取值,请帮小鹏将电路补充完整______。
【答案】12. A 13. ①. 12 ②. 2
14. ①. 乙 ②. ③. ④.
【解析】
【12题详解】
当称重物时,物体质量增大,滑片P向下端滑动,连入电路的电阻变小,回路中的总电阻变小,由闭合电路的欧姆定律可知,电路中的总电流变大,即电流表的示数将增大。
故选A。
【13题详解】
[1] 未称重时滑片在最上端,滑动变阻器接入阻值最大,对应图中点。此时,结合图线延长线可知电源总电压,对应点电流可由推导:当滑动变阻器电压为时电流为。
即,得
[2]点电流
因此变阻器最大阻值
串联电路中的电压,电流最小时获得最小电压,对应滑动变阻器阻值的点
【14题详解】
[1] 由于电压表测量的是乙、丙之间的电压,则是丙到乙的距离。
故选“乙”。
[2] 根据电阻定律有
再根据欧姆定律有
联立有
可知图像的斜率
解得
[3] 根据图像可知斜率
又,
代入数据有
[4]实验要求数据从零开始取值,滑动变阻器采用分压式接法,故电路图如图所示
静电除尘
静电除尘是在电场作用下空气分子被电离为电子和正离子,而颗粒物或粉尘在吸附了电子后最终附着在金属管壁或金属板上,从而达到减少排放烟气中粉尘的目的。图甲是工业静电除尘装置的示意图,A、B两端接80kV直流高压电源。
15. 如图所示,平行板电容器带有等量异种电荷,与静电计相连,静电计金属外壳和电容器下极板都接地,在两极板间有一固定在P点的点电荷。以E表示两板间的电场强度,表示点电荷在P点的电势能,表示静电计指针的偏角。若保持下极板不动,将上极板向上移动一小段距离,则( )
A. 增大,E不变 B. 减小,不变
C. 减小,电场力不变 D. 增大,不变
16. 图甲是工业静电除尘装置的示意图,烟气从管口M进入,从管口N排出,A、B两端接80kV直流高压电源,图乙是金属丝与金属管壁通电后形成的电场示意图。烟气中的灰尘吸附金属管内的电子后被加速。下列说法正确的是( )
A. 金属丝与管壁间的电场为匀强电场
B. 原来静止的粉尘在吸附了电子后动能逐渐增加
C. 原来静止的粉尘在吸附了电子后加速度逐渐增加
D. 原来静止的粉尘在吸附了电子后电势能逐渐增加
17. 图乙中虚线半径为金属管半径的一半,则该处的电势( )
A. 高于40kV B. 介于0到40kV之间 C. 介于0到-40kV之间 D. 低于-40kV
18. 带等量负电荷的两颗微粒只受电场力作用,分别从p点沿虚线(沿半径方向),运动,被吸附到金属圆筒上。下列说法正确的是( )
A. 沿线运动的微粒初速度必然为0
B. 沿虚线运动的微粒初速度可能为0
C. 微粒从p到n的动能变化量大于从p到m的动能变化量
D. 微粒从p到n的电势能变化量等于从p到m的电势能变化量
19. 该装置中每秒到达管壁的粉尘数量约为个,平均每个粉尘带电量为,则该装置工作1小时消耗的能量至少为______J。
20. 质量为m电量为e的电子,以水平速度v从左侧垂直进入宽度为d的局部匀强电场,如图所示,电场强度大小为E、方向竖直向上。
(1)电子在电场中所做的运动是( )
A.匀加速直线运动 B.匀变速曲线运动 C.变加速曲线运动
(2)电子在电场中运动时间为( )
(3)电子在电场中向______偏移,离开电场时偏移的距离是______。
【答案】15. AD 16. B 17. C 18. D
19.
20. ①. B ②. ③. 下 ④.
【解析】
【15题详解】
A.电容器与电源断开,极板电荷量不变。上极板上移,极板间距增大;由于平行板电容器的电容满足,极板面积不变,所以减小。由且不变,得
因此由知板间电场强度不变。静电计偏角随电压增大而增大,故A正确;
B.点相对于接地的下极板位置不变,不变,所以点电势及点电荷电势能均不变,但增大,故B错误;
C.点电荷受电场力大小为,电场力不变,但不是减小而是增大,故C错误;
D.点位置不变且下极板接地,不变时点电势不变,所以点电荷电势能不变;同时增大,故D正确。
故选AD。
【16题详解】
A.图乙电场线沿半径分布,方向不平行且疏密随位置变化,电场强弱不等,因此不是匀强电场,故A错误;
B.灰尘吸附电子后带负电。图乙电场方向由金属管壁指向金属丝,负电荷所受电场力指向管壁,运动方向与电场力同向,电场力做正功,,故B正确;
C.灰尘向管壁运动时,电场线逐渐变疏,电场强度减小。由牛顿第二定律及电场力可知,加速度与成正比,逐渐减小,故C错误;
D.电场力对负电灰尘做正功,电势能逐渐减小,故D错误。
故选B。
【17题详解】
A.金属管壁接地,电势为;图乙电场方向指向金属丝,金属丝电势低于管壁,不可能高于,故A错误;
B.由图乙可知越靠近金属丝电场越强,虚线内侧的电势变化大于外侧,因此虚线处的电势不在到之间,故B错误;
C.金属丝电势为,管壁电势为。虚线半径为管半径的一半,靠近金属丝的区域电场较强,内侧电势变化大于外侧,故虚线处相对于管壁的电势差小于总电势差的一半,电势介于和之间,故C正确;
D.虚线处电势高于,故D错误。
故选C。
【18题详解】
A.沿为径向,负电微粒受力沿径向向外;给微粒一个任意的向外初速度也能沿运动,初速度不必为,故A错误;
B.不沿半径方向,若初速度为,微粒的初始加速度沿半径方向,不能沿运动,所以沿运动的微粒初速度不能为,故B错误;
CD.两条路径的终点都在金属圆筒表面,金属表面是等势面,所以两个终点电势相等。两微粒从同一点出发且电荷量相等,电势能变化量相等;因此从到和从到的电势能变化量相等。只有电场力做功时,
两过程的动能变化也相等,故C错误,D正确。
故选D。
【19题详解】
每秒到达管壁的粉尘总电荷量对应电流为
装置两端电压为,按最小电功计算,由电功公式得,代入,得
【20题详解】
(1)[1]取竖直向上为正方向,电子电荷为,所受电场力竖直向下且大小为。由牛顿第二定律知加速度大小为且方向竖直向下;水平方向不受力,水平速度始终为,故轨迹为匀变速曲线运动。
故选B。
(2)[2]电子在水平方向做匀速运动,穿过宽度的时间为
(3)[3]电子所受电场力竖直向下,所以电子向下偏移。
[4]由匀变速运动的位移关系并代入前面所得运动时间,偏移距离为
点电荷电场
21. 在点电荷电场中A点,引入不同的试探电荷,会变化的是( )
A. A点的电场强度 B. A点的电势
C. 在A点的电势能 D. A点与电场中另一点间的电势差
22. 两电荷之间可以通过“场”来进行相互作用。如图所示,在xOy平面内有等量异种点电荷p1和p2,p1的电荷量为+q,坐标为(0,0),p2的电荷量为-q,坐标为(R,0)。
(1)若平面内坐标(0.25R,0)处的电势为,坐标(0.75R,0)处的电势为。则( )
A. B. C.
(2)若将试探电子从(0.25R,0)处沿x轴移动到(0.75R,0)处,选无穷远处电势为零。不考虑电子对电场的影响,则电子电势能Ep随坐标x的变化图像可能为( )
A. B.
C. D.
23. 如图甲,直线MN表示某点电荷A电场中一条电场线,a、b是线上的两点,将一带正电荷的粒子从a点处由静止释放,粒子从a运动到b过程中的v-t图像如图乙所示,设a、b两点的电势分别为,场强大小分别为,粒子在a、b两点的电势能分别为Epa、Epb,不计重力,则有( )
A. Epa<Epb B. Eka>Ekb C. D.
【答案】21. C 22. ①. A ②. C 23. D
【解析】
【21题详解】
A.电场强度由电场本身的性质决定与试探电荷无关,故A错误;
B.电场中某点的电势与零电势点的选取有关,与试探电荷无关,故B错误;
C.根据可知,试探电荷在某点的电势能与试探电荷的电荷量有关,若在电场中同一点引入不同的试探电荷,则试探电荷的电势能会变化,故C正确;
D.电势差为电场中两点的电势差值,与试探电荷无关,故D错误。
故选C。
【22题详解】
[1]根据等量异种点电荷的电场分布特点可知,在两点电荷连线上,电场线由正点电荷指向负点电荷,由于沿电场方向电势降低,所以
故选A。
[2]AB.选无穷远处电势为零,则两点电荷连线的中点电势为0,即x=0.5R处的电势为0,从x=0.25R到x=0.5R,电势大于0,且不断降低,从x=0.5R到x=0.75R,电势小于0,电势降低,根据可知,从x=0.25R到x=0.5R,电势能小于零,且不断增大,从x=0.5R到x=0.75R,电势能大于0,且不断增大,故AB错误;
CD.Ep-x图线切线的斜率表示电场力的大小,从x=0.25R到x=0.75R电场强度先减小后增大,则电场力先减小后增大,所以图线切线的斜率先减小后增大,故C正确,D错误。
故选C。
【23题详解】
AB.由图可知,粒子从a运动到b过程中速度不断增大,则动能增大,即
根据能量守恒定律可知,粒子的电势能减小,即,故AB错误;
C.由于v-t图线切线的斜率表示加速度,由图可知,斜率不断减小,则加速度减小,根据牛顿第二定律可得
加速度减小,则电场强度不断减小,即,故C错误;
D.由于粒子带正电,粒子从a运动到b过程中电势能减小,根据可知,电势能减小,即,故D正确。
故选D。
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高二物理第一次学情调研
雷电
雷电是大气中的放电现象,多形成在积雨云中。通常下部的雷云因摩擦而带负电,上部的雷云带正电。当某处积聚的电荷密度很大,周围产生强电场,就可击穿空气分子,形成雷电,释放巨大能量。
1. 由于静电感应,会使雷云下方附近的地面积聚______电荷,在云层和地面之间产生电场的大致方向:______。
2. 为避免雷电造成损害,高大的建筑物会装有避雷针。如图,雷雨天,在避雷针附近产生电场,其等势面的分布如虚线所示。
(1)三点中,场强最大的位置是______一电荷量为的电荷,由B运动到C点,则其电势能的变化量______J。
(2)沿水平方向在某区域建立坐标轴,轴上各点电势分布如图所示,b为图线最高点,则( )
A.b点场强为零 B.b点场强竖直向上
C.两点场强相同 D.沿水平方向b点距离避雷针比c点更远
3. 1752年6月的一天,富兰克林在空旷地带高举装有金属杆的风筝,刚好一道闪电从风筝上掠过,他将风筝线上的电引入莱顿瓶中,回家进行了各种电学实验,证明雷电与人工摩擦产生的电具有相同的性质。已知莱顿瓶的电容,测出其两端的电压,则富兰克林收集到雷电的电量______C。
4. 用国际单位制的基本单位表示电荷量的单位是( )
A. B. C.
电场
5. 如图所示,两个带等量正电的点电荷位于两点上,是连线中垂线上的两点,O为的交点,。一不计重力带负电的点电荷在E点由静止释放后( )
A. 做匀加速直线运动 B. 在O点所受静电力最大
C. 由E到O的时间不等于由O到F的时间 D. 由E到F的过程中电势能先减小后增大
6. 如图所示的平面内,有静止的等量异号点电荷,两点关于两电荷连线对称,两点关于两电荷连线的中垂线对称。下列说法正确的是( )
A. M点的场强比P点的场强大 B. M点的电势比N点的电势高
C. N点的场强与P点的场强相同 D. 电子在M点的电势能比在P点的电势能大
7. 利用如图所示电路观察电容器的充、放电现象,其中E为电源,R为定值电阻,C为电容器,A为电流表,V为电压表。下列说法正确的是( )
A. 充电过程中,电流表的示数逐渐增大后趋于稳定
B. 充电过程中,电压表的示数逐渐增大后趋于稳定
C. 放电过程中,电流表的示数均匀减小至零
D. 放电过程中,电压表的示数均匀减小至零
8. 如图所示,电荷量为q的正点电荷与竖直放置的均匀带电薄板相距,点电荷到带电薄板的垂线通过板的几何中心,垂线上的两点到薄板的距离均为d。已知A点的电场强度为0,下列说法正确的是( )
A. 薄板带正电 B. B点电势高于A点电势
C. B点电场强度的方向向右 D. B点电场强度的大小为
9. 如图所示,虚线为某点电荷产生的电场的等势线,相邻等势线间的电势差相等;实线为一个α粒子仅在电场力作用下的运动轨迹。在α粒子从A经B运动到C的过程中( )
A. α粒子的加速度先减小后增大 B. 静电力对α粒子先做负功后做正功
C. α粒子的动能先增大后减小 D. α粒子在A点的电势能大于C点电势能
10. 如图所示,真空中平行金属板之间距离为d,两板所加的电压为U。一质量为m、电荷量为q的带正电粒子从M板由静止释放。不计带电粒子的重力。
(1)求带电粒子所受的静电力的大小F;
(2)求带电粒子到达N板时的速度大小v?
(3)若在带电粒子运动距离时撤去所加电压,求该粒子从M板运动到N板经历的时间t。
11. 如图1所示,金属圆筒A接高压电源的正极,其轴线上的金属线B接负极。
(1)设A、B两极间电压为U,求在B极附近电荷量为Q的负电荷到达A极过程中静电力做的功W;
(2)已知筒内距离轴线r处的电场强度大小,其中k为静电力常量,为金属线B单位长度的电荷量。如图2所示,在圆筒内横截面上,电荷量为q、质量为m的粒子绕轴线做半径不同的匀速圆周运动,其半径为和时的动能分别为和。若,分析和计算的大小。
电路
如图为某电子秤的电路图,电源电压为,不计内阻,为定值电阻。
12. 它是利用弹簧长度的变化使连入电路的电阻变化,实现将力信号转换为电信号,将压力的大小与电流表示数一一对应,便可得到所称重物的重力。当电流增大时,物体质量( )(选填A.“增大”,B.“减小”)
13. 闭合开关,滑片P滑动过程中,若变阻器两端电压U电流表示数I的关系图线如图所示,未称重时对应图中a点,滑片P在最上端。由图可知,变阻器的最大阻值为______,在滑片P滑动过程中获得的最小电压为______V。
14. 现有一根截面为正方形的金属样品(固态)小明同学欲测量其电阻率,设计了如图(a)所示的电路图,实验步骤如下:
a.测得样品截面的边长;
b.将平行排列的四根金属探针甲、乙、丙、
丁与样品接触,其中甲、乙、丁位置固定,丙可在乙、丁间左右移动;
c.将丙调节至某位置,测量丙和某探针之间的距离L;
d.闭合开关S,调节电阻箱R的阻值,使电流表示数,读出相应的电压表示数U,断开开关S;
e.改变丙的位置,重复步骤,测量多组L和U,作出图像如图(b)所示,得到直线的斜率k。
回答下列问题:
(1)L是丙到______(选填A.“甲”、B.“乙”或C.“丁”)的距离;
(2)写出电阻率的表达式______(用表示);
(3)根据图像计算出该样品的电阻率______(保留两位有效数字)。
(4)小鹏同学采用了其它方法测量了该样品的电阻,实验器材有:电源、开关、导线、滑动变阻器、电压传感器、电流传感器、导线、被测电阻。实验要求数据从零开始取值,请帮小鹏将电路补充完整______。
静电除尘
静电除尘是在电场作用下空气分子被电离为电子和正离子,而颗粒物或粉尘在吸附了电子后最终附着在金属管壁或金属板上,从而达到减少排放烟气中粉尘的目的。图甲是工业静电除尘装置的示意图,A、B两端接80kV直流高压电源。
15. 如图所示,平行板电容器带有等量异种电荷,与静电计相连,静电计金属外壳和电容器下极板都接地,在两极板间有一固定在P点的点电荷。以E表示两板间的电场强度,表示点电荷在P点的电势能,表示静电计指针的偏角。若保持下极板不动,将上极板向上移动一小段距离,则( )
A. 增大,E不变 B. 减小,不变
C. 减小,电场力不变 D. 增大,不变
16. 图甲是工业静电除尘装置的示意图,烟气从管口M进入,从管口N排出,A、B两端接80kV直流高压电源,图乙是金属丝与金属管壁通电后形成的电场示意图。烟气中的灰尘吸附金属管内的电子后被加速。下列说法正确的是( )
A. 金属丝与管壁间的电场为匀强电场
B. 原来静止的粉尘在吸附了电子后动能逐渐增加
C. 原来静止的粉尘在吸附了电子后加速度逐渐增加
D. 原来静止的粉尘在吸附了电子后电势能逐渐增加
17. 图乙中虚线半径为金属管半径的一半,则该处的电势( )
A. 高于40kV B. 介于0到40kV之间 C. 介于0到-40kV之间 D. 低于-40kV
18. 带等量负电荷的两颗微粒只受电场力作用,分别从p点沿虚线(沿半径方向),运动,被吸附到金属圆筒上。下列说法正确的是( )
A. 沿线运动的微粒初速度必然为0
B. 沿虚线运动的微粒初速度可能为0
C. 微粒从p到n的动能变化量大于从p到m的动能变化量
D. 微粒从p到n的电势能变化量等于从p到m的电势能变化量
19. 该装置中每秒到达管壁的粉尘数量约为个,平均每个粉尘带电量为,则该装置工作1小时消耗的能量至少为______J。
20. 质量为m电量为e的电子,以水平速度v从左侧垂直进入宽度为d的局部匀强电场,如图所示,电场强度大小为E、方向竖直向上。
(1)电子在电场中所做的运动是( )
A.匀加速直线运动 B.匀变速曲线运动 C.变加速曲线运动
(2)电子在电场中运动时间为( )
(3)电子在电场中向______偏移,离开电场时偏移的距离是______。
点电荷电场
21. 在点电荷电场中A点,引入不同的试探电荷,会变化的是( )
A. A点的电场强度 B. A点的电势
C. 在A点的电势能 D. A点与电场中另一点间的电势差
22. 两电荷之间可以通过“场”来进行相互作用。如图所示,在xOy平面内有等量异种点电荷p1和p2,p1的电荷量为+q,坐标为(0,0),p2的电荷量为-q,坐标为(R,0)。
(1)若平面内坐标(0.25R,0)处的电势为,坐标(0.75R,0)处的电势为。则( )
A. B. C.
(2)若将试探电子从(0.25R,0)处沿x轴移动到(0.75R,0)处,选无穷远处电势为零。不考虑电子对电场的影响,则电子电势能Ep随坐标x的变化图像可能为( )
A. B.
C. D.
23. 如图甲,直线MN表示某点电荷A电场中一条电场线,a、b是线上的两点,将一带正电荷的粒子从a点处由静止释放,粒子从a运动到b过程中的v-t图像如图乙所示,设a、b两点的电势分别为,场强大小分别为,粒子在a、b两点的电势能分别为Epa、Epb,不计重力,则有( )
A. Epa<Epb B. Eka>Ekb C. D.
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