内容正文:
哈师大青冈实验中学高二物理10月份考试题
一、选择题(本题共10小题,46分。第1-7题只有一个选项符合题目要求,每小题4分;8-10题有多个选项符合题目要求,全部选对的得6分,选对但不全得3分。)
1. 下列说法正确的是( )
A. 点电荷是一种理想化模型,其所带电荷量就是元电荷
B. 摩擦起电的实质是电荷的转移
C. 库仑发现了库仑定律,并使用扭秤实验精确地测出了元电荷的数值
D. 根据公式和可知,当两带电物体的距离趋近于零时,库仑力和万有引力都将趋向无穷大
2. 下列关于教科书上的四幅插图,说法正确的是( )
A. 图甲为静电除尘装置的示意图,应用了静电屏蔽的原理
B. 图乙为给汽车加油前要触摸一下的静电释放器,是为了增加手上的静电
C. 图丙中,导线外面包裹着金属外衣是为了增加导线的硬度
D. 图丁的燃气灶中安装了电子点火器,应用了尖端放电的原理
3. 半径为r的两个带电金属小球,球心相距,每个小球带电量都是,设这两个小球间的静电力大小为F,则下列式子中正确的是( )
A. B. C. D.
4. 如图,在电场强度的匀强电场中,取O点为圆心,r为半径,作一圆周,a、b、c、d为圆周上四点。在O点固定一带电荷量为的点电荷,则a、b、c、d各点电场强度的大小为( )
A. B. C. D.
5. 夏日雷雨天,带负电的云层靠近避雷针时,由于静电感应使避雷针尖端带有正电荷,避雷针周围电场的电场线、等势线如图所示,、为电场中的两个点,下列说法中正确的是( )
A. 实线为等势线,虚线为电场线
B. 点的电势低于点的电势
C. 点的电场强度大于点的电场强度
D. 质子在点的电势能大于在点的电势能
6. 如图所示,一横截面积为的铜导线,接入电路,导体中就会产生恒定电场,产生的恒定电流为,设单位体积的导线中有个自由电子,电子的电荷量为,此时电子的定向移动速率为,在时间内( )
A. 导线处于静电平衡状态
B. 通过铜导线横截面的自由电子数目可表示为
C. 导线中电流的方向与自由电子定向移动方向相同
D. 通过铜导线横截面的自由电子数目可表示为
7. 带电物体会在其周围产生电场。若某位置附近有多个带电体,则该位置的实际电场是各个带电体产生的电场叠加的结果。a、b是x轴上两个点电荷,电荷量分别为和,沿x轴a、b之间各点对应的电势高低如图中曲线所示,aP之间的距离大于bP之间的距离,从图中可以判断以下说法中正确的是( )
A. a是正电荷,b是负电荷
B. a的电荷量小于b的电荷量
C. 只在电场力作用下负电荷从靠近a处沿x轴移到靠近b处,速度先减小后增大
D. 只在电场力作用下负电荷从靠近a处沿x轴移到靠近b处,加速度先增大后减小
8. 下列关于电势与电势能的说法正确的是( )
A. 沿着电场线方向,电势逐渐降低 B. 静电力做正功,电势能减小
C. 电势越高,电势能一定越大 D. 电势是矢量
9. 如图,平行板电容器与一直流电源连接,下极板接地,静电计金属球与电容器上极板连接,静电计开始时所带电荷量很少,可忽略。开关闭合,稳定时一带电的油滴静止于两极板间的P点。若断开开关,将平行板电容器的下极板竖直向下平移一小段距离,则下列说法正确的是( )
A. 带电油滴保持静止
B. 静电计指针的张角保持不变
C. 点电势变小
D. 带电油滴的电势能变小
10. 示波器的核心部件是示波管,示波管由电子枪、偏转电极和荧光屏组成,其原理图如图甲所示。下列说法正确的是( )
A. 如果在XX'之间加图a的电压,在YY'之间加图c的电压,在荧光屏上会看到一条与Y轴平行的竖直亮线
B. 如果在XX'之间不加电压,在YY'之间加图c的电压,在荧光屏上看到的亮线是正弦曲线
C. 如果在XX'之间不加电压,在YY'加图a电压,在荧光屏的Y轴上会看到一个亮斑
D. 如果在XX'之间和YY'之间都加图b的电压,在荧光屏的Y轴上会看到一个竖直亮线
二、实验题(11题6分每空2分,12题10分,第一二两个空每空1分,其余4个空每空2分)
11. 如图是某实验小组为了定性探究平行板电容器的电容C与其极板间距离、极板间正对面积S之间的关系装置图。请回答下列问题:
(1)本实验采用的科学方法是______。
A. 理想实验法 B. 控制变量法
C. 等效替代法 D. 建立物理模型法
(2)正对面积减小时,静电计指针的偏转角度______;板间距离增大时,电容器的电容C______(两空均选填“增大”“减小”或 “不变”)
12. 某实验小组测量一段粗细均匀的金属丝(阻值约为5Ω)的电阻率,器材如下:电源(电动势为3.0V,内阻不计),电流表(量程0~0.6A,内阻为0.4Ω),电压表(量程0~3V,内阻约3kΩ),滑动变阻器(5Ω,1A),毫米刻度尺,开关和导线若干。
(1)用毫米刻度尺测出接入电路中金属丝的长度,再用螺旋测微器测金属丝直径,示数如图甲所示,金属丝直径的测量值__________。
(2)同学们采用如图乙所示的电路测量金属丝的电阻。为了测量准确,电压表活动接线端应连接__________(选填“M”或“N”)点。闭合开关S前,滑动变阻器的滑片应处在最__________(选填“左端”或“右端”)。
(3)实验小组在实验过程中,将电压表的活动接线端分别接在M、N两处,分别改变滑动变阻器的滑片位置,并记录两组两电表的读数,作出如图丙所示的两个图线①、②。实验小组也不知道图线①、②对应的接法,请你选择(2)中接法对应的图线是__________(选填“①”或“②”),测得金属丝的电阻__________(结果保留两位有效数字),电阻率的表达式__________(用、、及必要的常数表示)。
三、解答题(13题9分,14题12分,15题15分)
13. 如图所示,用L=30cm的细线将质量为的带电小球P悬挂在O点正下方,当空中有方向为水平向右,大小为的匀强电场时,小球偏转θ=37°后处在静止状态(g取)。
(1)分析小球带何种电荷;
(2)求小球所带电荷量q;
(3)求剪断细线后带电小球的加速度大小a。
14. 如图所示,位于纸面内的菱形ABCD,DG为AB边上的高,G为AB边的中点。整个区域有平行纸面方向的匀强电场。将电荷量为的点电荷从B点移到C点,克服电场力做功为。已知菱形的边长,A、C两点的电势分别为6V、18V。求
(1)B点的电势;
(2)匀强电场的场强E。
15. 如图所示,BCDG是光滑绝缘的圆形轨道,位于竖直平面内,轨道半径为,下端与水平绝缘轨道在点平滑连接,整个轨道处在水平向左的匀强电场中。现有一质量为、带电量为的小滑块(可视为质点)置于水平轨道上,滑块与水平轨道间的动摩擦因数为0.5,重力加速度为。,。
(1)若滑块从水平轨道上距离点的点由静止释放,求滑块到达点的速度;
(2)在(1)的情况下,求滑块到达点时对轨道的压力;
(3)改变的大小,为了使小滑块不脱离圆弧轨道,求AB初始距离的取值范围。
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哈师大青冈实验中学高二物理10月份考试题
一、选择题(本题共10小题,46分。第1-7题只有一个选项符合题目要求,每小题4分;8-10题有多个选项符合题目要求,全部选对的得6分,选对但不全得3分。)
1. 下列说法正确的是( )
A. 点电荷是一种理想化模型,其所带电荷量就是元电荷
B. 摩擦起电的实质是电荷的转移
C. 库仑发现了库仑定律,并使用扭秤实验精确地测出了元电荷的数值
D. 根据公式和可知,当两带电物体的距离趋近于零时,库仑力和万有引力都将趋向无穷大
【答案】B
【解析】
【详解】A.点电荷是理想化模型,但其所带电荷量是元电荷的整数倍,A错误;
B.摩擦起电的本质是电子从一个物体转移到另一个物体,使物体带电,B正确;
C.库仑通过扭秤实验验证了库仑定律,但元电荷数值由密立根油滴实验测得,C错误;
D.当r趋近于零时,两物体无法视为点电荷或质点,公式均不再适用,D错误。
故选B。
2. 下列关于教科书上的四幅插图,说法正确的是( )
A. 图甲为静电除尘装置的示意图,应用了静电屏蔽的原理
B. 图乙为给汽车加油前要触摸一下的静电释放器,是为了增加手上的静电
C. 图丙中,导线外面包裹着金属外衣是为了增加导线的硬度
D. 图丁的燃气灶中安装了电子点火器,应用了尖端放电的原理
【答案】D
【解析】
【详解】A.图甲为静电除尘装置,利用静电吸附原理使尘埃被吸附,故A错误;
B.图乙为加油前触摸的静电释放器,作用是将人体上的静电导走,而不是增加手上的静电,故B错误;
C.导线外包裹金属外衣利用静电屏蔽原理保护内部导线,不是为了增加导线的硬度,故C错误;
D.燃气灶中的电子点火器利用尖端处电荷密集、电场强,容易发生尖端放电的原理,故D正确。
故选D。
3. 半径为r的两个带电金属小球,球心相距,每个小球带电量都是,设这两个小球间的静电力大小为F,则下列式子中正确的是( )
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】
【分析】
【详解】当两球心相距为3r时,两球不能看成点电荷,因带同种电荷,导致电量间距大于3r,根据库仑定律
可知,它们相互作用的库仑力大小
故A正确,BCD错误。
故选A。
4. 如图,在电场强度的匀强电场中,取O点为圆心,r为半径,作一圆周,a、b、c、d为圆周上四点。在O点固定一带电荷量为的点电荷,则a、b、c、d各点电场强度的大小为( )
A. B. C. D.
【答案】D
【解析】
【详解】根据点电荷场强公式,则点电荷在圆上各点产生的场强大小均为,与外界竖直向上的匀强电场大小相等,由场强叠加可知,,,,故ABC错误,D正确。
故选D。
5. 夏日雷雨天,带负电的云层靠近避雷针时,由于静电感应使避雷针尖端带有正电荷,避雷针周围电场的电场线、等势线如图所示,、为电场中的两个点,下列说法中正确的是( )
A. 实线为等势线,虚线为电场线
B. 点的电势低于点的电势
C. 点的电场强度大于点的电场强度
D. 质子在点的电势能大于在点的电势能
【答案】B
【解析】
【详解】A.电场线从避雷针指向云层下表面,可知实线为电场线,虚线为等势线,A错误;
BD.根据沿电场线方向电势降低的特点,可知,质子带正电,由电势能公式,质子在点的电势能大于点的电势能,B正确,D错误;
C.因点的电场线较点稀疏,可知,C错误。
故选B。
6. 如图所示,一横截面积为的铜导线,接入电路,导体中就会产生恒定电场,产生的恒定电流为,设单位体积的导线中有个自由电子,电子的电荷量为,此时电子的定向移动速率为,在时间内( )
A. 导线处于静电平衡状态
B. 通过铜导线横截面的自由电子数目可表示为
C. 导线中电流的方向与自由电子定向移动方向相同
D. 通过铜导线横截面的自由电子数目可表示为
【答案】D
【解析】
【详解】A.导线内部电荷有定向移动,各点电势不相等,则不是处于静电平衡状态,故A错误;
B.通过铜导线横截面的自由电子数目可表示为,故B错误;
C.导线中电流的方向与自由电子定向移动方向相反,故C错误;
D.通过铜导线横截面的自由电子数目可表示为,故D正确。
故选D。
7. 带电物体会在其周围产生电场。若某位置附近有多个带电体,则该位置的实际电场是各个带电体产生的电场叠加的结果。a、b是x轴上两个点电荷,电荷量分别为和,沿x轴a、b之间各点对应的电势高低如图中曲线所示,aP之间的距离大于bP之间的距离,从图中可以判断以下说法中正确的是( )
A. a是正电荷,b是负电荷
B. a的电荷量小于b的电荷量
C. 只在电场力作用下负电荷从靠近a处沿x轴移到靠近b处,速度先减小后增大
D. 只在电场力作用下负电荷从靠近a处沿x轴移到靠近b处,加速度先增大后减小
【答案】C
【解析】
【详解】AB.作出x轴上电场线如图所示
可知处合场强为0,则和在处场强大小相等,方向相反,根据
可知,a的电荷量大于b的电荷量,a、b都是正电荷,AB错误;
C.只在电场力作用下负电荷从靠近a处沿x轴移到靠近b处,电势能先增大后减小,电场力先做负功后做正功,故速度先减小后增大,C正确;
D.根据
可知图像斜率表示电场强度,由图可知,电场强度先减小后增大,根据
可得只在电场力作用下负电荷从靠近a处沿x轴移到靠近b处,加速度先减小后增大,D错误。
故选C。
8. 下列关于电势与电势能的说法正确的是( )
A. 沿着电场线方向,电势逐渐降低 B. 静电力做正功,电势能减小
C. 电势越高,电势能一定越大 D. 电势是矢量
【答案】AB
【解析】
【详解】A.沿着电场线方向,电势逐渐降低,故A正确;
B.静电力做正功,电荷的电势能减小,故B正确;
C.电势越高,正电荷的电势能越大,负电荷的电势能越小,故C错误;
D.电势只有大小,没有方向,是标量,故D错误。
故选AB。
9. 如图,平行板电容器与一直流电源连接,下极板接地,静电计金属球与电容器上极板连接,静电计开始时所带电荷量很少,可忽略。开关闭合,稳定时一带电的油滴静止于两极板间的P点。若断开开关,将平行板电容器的下极板竖直向下平移一小段距离,则下列说法正确的是( )
A. 带电油滴保持静止
B. 静电计指针的张角保持不变
C. 点电势变小
D. 带电油滴的电势能变小
【答案】AD
【解析】
【详解】B.若断开开关K,由于静电计所带电荷量很少,可忽略不计,所以可认为电容器所带电荷量保持不变。将平行板电容器的下极板竖直向下平移一小段距离,板间距离增大,根据可知,电容器的电容变小,由分析可知,电容器极板间电压增大,则静电计指针的张角变大,故B错误;
A.根据
可得,可知板间电场强度不变,带电油滴受到的电场力保持不变,则带电油滴仍保持静止状态,故A正确;
CD.根据U=Ed,由于板间电场强度不变,P点与下极板距离变大,又下极板接地,电势为零,可知P点电势变大;根据平衡条件可知,带电油滴受到的电场力竖直向上,与电场方向相反,则带电油滴带负电,根据Ep=qφ,可知带电油滴在P点电势能变小,故C错误,D正确。
故选AD。
10. 示波器的核心部件是示波管,示波管由电子枪、偏转电极和荧光屏组成,其原理图如图甲所示。下列说法正确的是( )
A. 如果在XX'之间加图a的电压,在YY'之间加图c的电压,在荧光屏上会看到一条与Y轴平行的竖直亮线
B. 如果在XX'之间不加电压,在YY'之间加图c的电压,在荧光屏上看到的亮线是正弦曲线
C. 如果在XX'之间不加电压,在YY'加图a电压,在荧光屏的Y轴上会看到一个亮斑
D. 如果在XX'之间和YY'之间都加图b的电压,在荧光屏的Y轴上会看到一个竖直亮线
【答案】AC
【解析】
【详解】A.如果在XX'(X正X'负)之间加图a的电压,电子在X轴方向上的偏转量都会相同,在YY'(Y正Y'负)之间加图c的电压,电子将在Y轴方向上发生偏转,且电压越大时侧移量越大,所以在荧光屏上会看到一条与Y轴平行的竖直亮线,故A正确;
B.如果在XX'之间不加电压,电子在X轴方向不偏转,若在YY'(Y正Y'负)之间加图c的电压,电子将在Y轴方向上发生偏转,且电压越大时侧移量越大,所以在荧光屏上的Y轴上会看到一条竖直亮线,故B错误;
C.如果在XX'之间不加电压,电子在X轴方向不偏转,在YY'(Y正Y'负)加图a电压,由于电压恒定,电子向Y极板偏转,且Y轴上的侧移量一定,即在荧光屏的Y轴上会看到一个亮斑,故C正确;
D.如果在XX'之间和YY'之间都加图b的电压,根据运动的合成可知,在荧光屏上将出现一条夹在X轴与Y轴之间倾斜的亮线,故D错误。
故选AC。
二、实验题(11题6分每空2分,12题10分,第一二两个空每空1分,其余4个空每空2分)
11. 如图是某实验小组为了定性探究平行板电容器的电容C与其极板间距离、极板间正对面积S之间的关系装置图。请回答下列问题:
(1)本实验采用的科学方法是______。
A. 理想实验法 B. 控制变量法
C. 等效替代法 D. 建立物理模型法
(2)正对面积减小时,静电计指针的偏转角度______;板间距离增大时,电容器的电容C______(两空均选填“增大”“减小”或 “不变”)
【答案】(1)B (2) ①. 增大 ②. 减小
【解析】
【小问1详解】
探究电容与极板间距的关系时,保持正对面积及极板间的介质不变;探究电容与正对面积的关系时,保持极板间距及介质不变。每次只改变一个因素,采用的是控制变量法。
故选B。
【小问2详解】
[1]由图可知,电容器未与电源相连,忽略漏电,其所带电荷量保持不变;板和静电计外壳均接地,静电计指针的偏转角度反映两极板间电势差的大小。由平行板电容器的决定式,其中为极板间介质的介电常数,为静电力常量,可知保持极板间距及介质不变,正对面积减小时,电容减小。由电容定义式得两极板间的电势差为。电荷量不变而电容减小,电势差增大,故静电计指针的偏转角度增大。
[2]保持正对面积及介质不变,由上述电容决定式可知,极板间距增大时,电容器的电容减小。
12. 某实验小组测量一段粗细均匀的金属丝(阻值约为5Ω)的电阻率,器材如下:电源(电动势为3.0V,内阻不计),电流表(量程0~0.6A,内阻为0.4Ω),电压表(量程0~3V,内阻约3kΩ),滑动变阻器(5Ω,1A),毫米刻度尺,开关和导线若干。
(1)用毫米刻度尺测出接入电路中金属丝的长度,再用螺旋测微器测金属丝直径,示数如图甲所示,金属丝直径的测量值__________。
(2)同学们采用如图乙所示的电路测量金属丝的电阻。为了测量准确,电压表活动接线端应连接__________(选填“M”或“N”)点。闭合开关S前,滑动变阻器的滑片应处在最__________(选填“左端”或“右端”)。
(3)实验小组在实验过程中,将电压表的活动接线端分别接在M、N两处,分别改变滑动变阻器的滑片位置,并记录两组两电表的读数,作出如图丙所示的两个图线①、②。实验小组也不知道图线①、②对应的接法,请你选择(2)中接法对应的图线是__________(选填“①”或“②”),测得金属丝的电阻__________(结果保留两位有效数字),电阻率的表达式__________(用、、及必要的常数表示)。
【答案】(1)1.650
(2) ①. ②. 左端
(3) ①. ① ②. 4.8 ③.
【解析】
【小问1详解】
金属丝的直径
【小问2详解】
[1]由于电流表的内阻已知,为减小误差,采用电流表内接法,则应该将活动接线端接N点。
[2]图乙滑动变阻器是分压式接法,闭合开关前,要使待测支路电压从零开始,滑片放到左端,此时待测支路电压为0,保护电路。
【小问3详解】
[1]相同的电流,电流表内接时测量电压大,则(2)中接法对应的图线是①。
[2]测得金属丝的电阻
[3]根据,得
三、解答题(13题9分,14题12分,15题15分)
13. 如图所示,用L=30cm的细线将质量为的带电小球P悬挂在O点正下方,当空中有方向为水平向右,大小为的匀强电场时,小球偏转θ=37°后处在静止状态(g取)。
(1)分析小球带何种电荷;
(2)求小球所带电荷量q;
(3)求剪断细线后带电小球的加速度大小a。
【答案】(1)正电 (2)
(3)
【解析】
【小问1详解】
小球受到水平向右的电场力作用,处于静止状态,匀强电场的场强水平向右,则小球带正电。
【小问2详解】
小球受到重力、电场力和绳子拉力,处于静止状态,所以有
代入数据,解得小球所带电荷量为
【小问3详解】
剪断细线后,小球只受到重力和电场力的作用,合力为
根据牛顿第二定律可得
解得小球的加速度为
14. 如图所示,位于纸面内的菱形ABCD,DG为AB边上的高,G为AB边的中点。整个区域有平行纸面方向的匀强电场。将电荷量为的点电荷从B点移到C点,克服电场力做功为。已知菱形的边长,A、C两点的电势分别为6V、18V。求
(1)B点的电势;
(2)匀强电场的场强E。
【答案】(1)
(2),方向沿BA方向
【解析】
【小问1详解】
根据题意电场力做功与电势差的关系
代入数据解得
【小问2详解】
根据匀强电场中平行且相等的线段间电势差相等,可得
解得
故DG连线为等势线,根据电场线与等势线垂直且由高电势指向低电势,可知场强沿BA方向,大小为
15. 如图所示,BCDG是光滑绝缘的圆形轨道,位于竖直平面内,轨道半径为,下端与水平绝缘轨道在点平滑连接,整个轨道处在水平向左的匀强电场中。现有一质量为、带电量为的小滑块(可视为质点)置于水平轨道上,滑块与水平轨道间的动摩擦因数为0.5,重力加速度为。,。
(1)若滑块从水平轨道上距离点的点由静止释放,求滑块到达点的速度;
(2)在(1)的情况下,求滑块到达点时对轨道的压力;
(3)改变的大小,为了使小滑块不脱离圆弧轨道,求AB初始距离的取值范围。
【答案】(1);(2),方向竖直向下;(3)或
【解析】
【详解】(1)根据题意,从A点到B,根据动能定理可得
解得
(2)由牛顿第二定律得
由牛顿第三定律得
解得
方向竖直向下。
(3)滑块恰好始终沿轨道BCDG滑行,则滑至圆弧轨道D、G间等效最高点时,由电场力和重力的合力提供向心力,此时的速度最小,与竖直方向夹角的正切值为
解得
则有
解得
滑块不离开轨道有两种可能,一种是最高到点(等效重力场中圆心等高处),另一种是恰好通过H点(等效最高点)。如图所示
①如果最高到I点,根据动能定理,有
解得
②如果在等效场中最高到H点,则根据动能定理,有
联立解得
故使滑块沿圆弧轨道滑行时不脱离圆弧轨道的的取值范围为
或
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