内容正文:
高二10月物理
注意事项:
1、答题前,务必将自己的个人信息填写在答题卡上,并将条形码粘贴在答题卡上的指定位置。
2、回答选择题时,选出每小题答案后,用铅笔把答题卡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。
一、单项选择题:本题共8小题,每小题4分,共32分。在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的。
1. 关于真空中孤立点电荷产生的电场,下列说法正确的是( )
A. 电场强度的方向一定与试探电荷的受力方向相同
B. 电场强度的方向由场源电荷和试探电荷共同决定
C. 表明电场强度的大小由场源电荷和试探电荷共同决定
D. 在以场源电荷为中心的球面上,各点的电场强度大小均相等
【答案】D
【解析】
【详解】AB.真空中点电荷产生的电场强度方向与电场中正电荷的受力方向相同,与负电荷的受力方向相反,故AB错误;
C.根据知,电场强度的大小由Q、r决定,与试探电荷无关,故C错误;
D.根据知,同一球面上各点的电场强度大小均相等,故D正确;
故选D。
2. 关于电势能,下列说法正确的是( )
A. 带电粒子在电场中做匀速直线运动时,电势能一定不变
B. 只要静电力对带电粒子做正功,电势能就一定减少
C. 只要带电粒子从低电势点运动到高电势点,电势能就一定增大
D. 只要带电粒子从高电势点运动到低电势点,电势能就一定减小
【答案】B
【解析】
【详解】A.带电粒子在电场中做匀速直线运动时,动能不变,合外力做功为零,静电力可能做功,也可能不做功,电势能可能增大,可能减小,也可能不变,A错误;
B.无论正、负电荷,只要静电力对带电粒子做正功,电势能一定减少,B正确;
CD.因不能确定电荷的正、负,故电势能可能增大,也可能减小,C、D错误。
故选B。
3. 如图所示,不带电的金属板竖直固定,在金属板中垂线上的О点有一点电荷。A、B为金属板表面的两个点,C、D为金属板内的两个点,金属板处于静电平衡时,下列判断正确的是( )
A. A、B两点电场强度方向相同
B. A、B两点电场强度大小相等
C. 金属板感应电荷在C、D两点电场强度大小相等
D. 金属板感应电荷在C、D两点电场强度方向相同
【答案】A
【解析】
【详解】AB.根据静电感应原理,达到静电平衡后金属板为等势体,所以金属板表面的电场方向与金属板表面垂直,即A、B两点电场强度方向相同;设О点点电荷为正电荷,从О点点电荷到金属板表面间的电场线大致如图所示
由于B点离О点点电荷较近,所以B点电场强度大于A点电场强度,故A正确,B错误;
CD.达到静电平衡后金属板内部的合场强为0,可知金属板感应电荷在C、D两点电场强度与О点点电荷在C、D两点电场强度大小相等,方向相反,所以金属板感应电荷在C、D两点电场强度大小不相等,方向不相同,故CD错误。
故选A。
4. 如图所示,虚线代表静电场中一系列等势面,实线是某一带电粒子仅在电场力作用下的一段运动轨迹,在带电粒子从到再到的运动过程中,下列说法正确的是( )
A. 带电粒子带正电荷 B. 、两点电场强度可能相同
C. 带电粒子的电势能先减小后增大 D. 带电粒子的动能先减小后增大
【答案】D
【解析】
【详解】A.由于不清楚等势面电势的高低,所以电场线方向不能确定,则不能确定带电粒子的电性,故A错误;
B.电场强度是矢量。根据电场方向与等势面垂直,由图可知a、c两点处等势线的法线方向(即电场强度方向)不同,因此a、c两点电场强度不可能相同,故B错误;
CD.带电粒子仅在电场力作用下从a到b再到c的运动过程中,所受电场力方向指向轨迹的凹侧,且与等势面垂直,可知电场力对粒子先做负功后做正功,则带电粒子的电势能先增大后减小,带电粒子的动能先减小后增大,故C错误,D正确。
故选D。
5. 如图所示,空间内存在一水平向右的匀强电场,两可视为点电荷的带电小球M、N均由绝缘细线连接并悬挂于O点,静止时OM、MN与竖直方向的夹角分别为α、β,下列说法正确的是( )
A. N球一定带负电
B. M球可能带负电
C. 两球一定带异种电荷
D. 若两球质量、电荷量均相同,则必有
【答案】B
【解析】
【详解】A.设N球的质量为、电荷量为。对N球受力分析,N球受重力、电场力、细线的拉力以及M球对它的库仑力,库仑力沿M、N连线方向,与细线的拉力共线。在垂直于的方向上,由平衡条件得
即
由题图可知细线向右偏折,,则,N球一定带正电,A错误;
B.设M球的质量为、电荷量为。以M、N两球整体为研究对象,整体受总重力、总电场力和细线的拉力,由平衡条件得
由题图可知细线向右偏折,,则
由于,M球可能带正电,也可能带负电(只需),B正确;
C.由B项分析可知,M、N两球可以同带正电,两球不一定带异种电荷,C错误;
D.若两球质量、电荷量均相同,即、
则
必有,并非,D错误。
故选B。
6. 生活在尼罗河的反天刀鱼,其沿身体的长度方向分布着电器官,这些器官周围的电场线分布如图所示。A、B、C、D为电场中的四点,下列说法正确的是( )
A. B、C两点的电势相等
B. B、C两点的电场强度相同
C. A、B、C、D 四点中,A点电势最高
D. 一正点电荷从B点移到D点,电势能增加
【答案】D
【解析】
【详解】AC.根据沿电场方向电势降低可知,C点的电势高于B点的电势;结合等势面与电场线垂直,可知A、B、C、D 四点中,C点电势最高,故AC错误;
B.由图中电场线分布可知,B、C两点的电场强度方向不相同,故B错误;
D.根据
由于D点的电势高于B点的电势,且点电荷带正电,所以正点电荷从B点移到D点,电势能增加,故D正确。
故选D。
7. 如图所示,真空中三个点电荷和固定在一个三角形的顶点上,与分别相距、,与相距。若作用在上的库仑力的合力的方向与、连线平行,则的电荷量为( )
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】
【详解】由题可知,,,满足,所以为直角三角形,且
设对的库仑力为,对的库仑力为。由于,,所以对为引力,方向沿指向。因为作用在上的合力的方向与连线平行,根据矢量三角形法则,、与合力构成闭合的矢量三角形。由图可知
其中为连线与连线的夹角,由几何关系得
根据库仑定律有
代入数据解得,
代入数据解得
联立解得
解得
故选C。
8. 某静电场的电势φ在x轴上的分布如图所示,一电荷量为e、带正电的点电荷,沿x轴正方向经过x=2.5m时的动能为3eV。已知该电荷仅受x轴方向的静电力作用,则该点电荷( )
A. 在x=2m处和x=3m处受到的静电力方向相同
B. 在x=2m处受到的静电力小于在x=2.5m处受到的静电力
C. 能到达x=4m处
D. 通过x=-0.5m时的动能为1.5eV
【答案】C
【解析】
【详解】A.0~2.5m区间电势逐渐减小,电场强度方向沿x轴正方向,2.5m之后电势逐渐增大,电场强度方向沿x轴负方向,则点电荷在x=2m处和x=3m处受到的静电力方向相反,故A错误;
B.φ-x图像斜率的绝对值表示电场强度的大小,由题图可知,在x=2.5m处电场强度为0,故点电荷在x=2m处受到的静电力大于在x=2.5m处受到的静电力,故B错误;
C.带正电的点电荷沿x轴正方向经过x=2.5m时动能为3eV,电势能为-2eV,总能量为1eV,在x=2.5m之后电荷受到沿x轴负方向的静电力,做减速运动,当速度为零时,电势能为1eV,即刚好运动到x=4m处,开始向x轴负方向运动,故C正确;
D.反向回到x=2.5m处动能仍为3eV,继续向左运动,在x=0处电势能为0,动能为1eV,继续向x轴负方向运动,通过x=-0.5m处电势能为-1eV,则动能为2.0eV,故D错误。
故选C。
二、多项选择题:本题共2小题,每小题5分,共10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5分,选对但不全的得3分,有选错的得0分。
9. 物理老师设计的简易静电除尘装置如图所示。矿泉水瓶的瓶底去掉,侧壁均贴有铝片,铜丝穿过瓶塞插入瓶内,使高压电源的负极连接铜丝,正极连接铝片。将点燃的艾柱放入矿泉水瓶底部,闭合开关S,可看到烟尘颗粒被吸附到铝片上。不计烟尘颗粒的重力,下列判断正确的是( )
A. 矿泉水瓶内的空气分子被电离为电子和正离子,使烟尘颗粒带负电
B. 矿泉水瓶内的空气分子被电离为电子和正离子,使烟尘颗粒带正电
C. 在吸附过程中,某烟尘颗粒越靠近铝片,速度越大
D. 在吸附过程中,某烟尘颗粒越靠近铝片,电势能越大
【答案】AC
【解析】
【详解】AB.在强电场的作用下,空气分子被电离为电子和正离子,使烟尘颗粒带负电,吸附到正极,故A正确,B错误;
CD.在吸附过程中,静电力对烟尘颗粒做正功,烟尘颗粒越靠近铝片,速度越大,动能越大,电势能越小,故C正确,D错误。
故选AC。
10. 某静电场中轴上的电场强度与坐标的关系图像如图所示,图像各部分斜率的绝对值均相等。一带电量为的带电粒子在坐标原点获得沿轴正方向的初速度,仅在电场力的作用下沿轴依次经过、、三点,、、三点的坐标分别为、、,规定坐标原点的电势为0,轴正方向为电场强度的正方向,根据图中所给的坐标信息,分析下列说法正确的是( )
A. 、两点间的电势差为
B. 点的电势为
C. 粒子从到,在点的电势能最大
D. 粒子从到,电场力做的功为
【答案】ACD
【解析】
【详解】A.由题意可知图像与坐标轴围成的面积表示电势差,则、两点间的电势差为,故A正确;
B.同理可得
其中,
联立可得点的电势为,故B错误;
CD.沿着电场线的方向电势逐渐降低,则带正电的粒子从O到B电势降低,从B到C电势升高,由于图像斜率的绝对值不变,则
故
根据可知粒子从到,在点的电势能最大。粒子从到,由动能定理得电场力做的功为,故CD正确。
故选ACD。
三、非选择题:本题共5小题,共58分。
11. 某研究小组用如图所示装置探究等量同种电荷间库仑力与距离的关系。实验器材有:相同的导体小球A和B、刻度尺、丝线、米尺、天平、绝缘底座。
(1)下列能使A、B小球带等量同种电荷的方式是( )
A. 用与A、B相同的带电小球C,先接触A,再接触B
B. A、B小球接触后靠近带电体但不接触,然后分开A、B小球,再移走带电体
C. A、B小球接触后,用带电体接触A、B,移除带电体后,再分开A、B小球
(2)将B小球固定在绝缘底座上,A小球用丝线悬挂起来,丝线长度为l=1.0m,A、B两个小球之间的距离r如图所示,丝线与竖直方向的夹角θ很小,tanθ≈sinθ,重力加速度g取9.8m/s2,本实验中若小球的质量为10g,则图示状态的库仑力F=___________N(结果保留2位有效数字)。
(3)缓慢移动绝缘底座,得到五组F、r数据,根据库仑定律,拟合的图像可能是( )
A. B. C.
【答案】(1)C (2) (3)C
【解析】
【小问1详解】
A.用与A、B相同的带电小球C,先接触A,此时C、A平分电荷,再接触B,B与C平分剩余电荷,A、B带电荷量不同,故A错误;
B.A、B小球接触后靠近带电体但不接触,发生静电感应,然后分开A、B小球,再移走带电体,A、B带等量异种电荷,故B错误;
C.A、B小球接触后,用带电体接触A、B,A、B整体带电,移除带电体后,再分开A、B小球,A、B带等量同种电荷,故C正确。
故选C。
【小问2详解】
由题图可知,A、B两个小球之间的距离为
对A小球受力分析,小球所受的库仑力大小
代入数据解得
【小问3详解】
根据库仑定律可知,即图像为一条过原点的倾斜直线。
故选C。
12. 如图所示,空间中存在一水平向右的匀强电场,场强大小为E。绝缘固定斜面长度为l,倾角为θ,与绝缘水平面平滑连接。将一质量为m、电荷量为q的带正电光滑小球从斜面顶端由静止释放,小球沿斜面下滑,重力加速度为g,求:
(1)小球在斜面上下滑的加速度大小;
(2)小球在水平面上运动的最大位移。
【答案】(1)
(2)
【解析】
【小问1详解】
小球沿斜面做匀加速直线运动,加速度大小为a,由牛顿第二定律
解得
【小问2详解】
小球在水平面上运动的最大位移为x,由能量守恒定律
解得
13. 如图所示,在固定的竖直绝缘粗糙木板左侧有一正点电荷,木板上A、O、B三点和正电荷确定的竖直平面与木板垂直,,正电荷与O点等高。现有一质量为的带正电小滑块,带电量为,从木板上A点以初速度向上运动,运动到O点时速度为,运动到B点时速度为0,重力加速度为g,不考虑木板对点电荷电场的影响,求:
(1)从A到B,滑块克服摩擦力做的功;
(2)A和两点间的电势差。
【答案】(1)
(2)
【解析】
【小问1详解】
A和B两点电势相等,A运动到B的过程中电场力的总功为0,设从A到B滑块克服摩擦力做功为,根据动能定理可知
解得克服摩擦力做功
【小问2详解】
由对称性可知,小滑块从A到O过程和从O到B过程摩擦力做功相等
根据
解得
14. 如图所示,有一边长为的等边三角形abc,a、b两点分别固定着点电荷甲和乙。已知甲的电荷量,乙的电荷量,静电力常量。求:
(1)甲、乙两点电荷之间的库仑力大小;
(2)c点的电场强度大小和方向。
【答案】(1)
(2);方向平行于ab向右
【解析】
【小问1详解】
由库仑定律
解得
【小问2详解】
点电荷甲在c点产生的电场强度
点电荷乙在c点产生的电场强度
合电场强度
方向平行于ab向右
15. 如图所示,在匀强电场中有、、三个点,为,为,延长线与夹角为。将电荷量为的正电荷从点移到点,电场力做了的功。从点移到点,克服电场力做了的功。若规定点的电势为零,求:
(1)点和点的电势;
(2)该匀强电场的电场强度大小。
【答案】(1),
(2)
【解析】
【小问1详解】
电荷从移到点,根据电场力做功与电势差关系可得
电荷从点移到点,有
其中,代入数据解得
,
【小问2详解】
因中点电势为
所以点电势与点电势相等,连接,为该匀强电场中的等势线,过点作的垂线相交于点,则电场强度的方向与垂直,与成角斜向右下方,如图所示
由几何关系得
电场强度大小为
代入数据解得
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1、答题前,务必将自己的个人信息填写在答题卡上,并将条形码粘贴在答题卡上的指定位置。
2、回答选择题时,选出每小题答案后,用铅笔把答题卡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。
一、单项选择题:本题共8小题,每小题4分,共32分。在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的。
1. 关于真空中孤立点电荷产生的电场,下列说法正确的是( )
A. 电场强度的方向一定与试探电荷的受力方向相同
B. 电场强度的方向由场源电荷和试探电荷共同决定
C. 表明电场强度的大小由场源电荷和试探电荷共同决定
D. 在以场源电荷为中心的球面上,各点的电场强度大小均相等
2. 关于电势能,下列说法正确的是( )
A. 带电粒子在电场中做匀速直线运动时,电势能一定不变
B. 只要静电力对带电粒子做正功,电势能就一定减少
C. 只要带电粒子从低电势点运动到高电势点,电势能就一定增大
D. 只要带电粒子从高电势点运动到低电势点,电势能就一定减小
3. 如图所示,不带电的金属板竖直固定,在金属板中垂线上的О点有一点电荷。A、B为金属板表面的两个点,C、D为金属板内的两个点,金属板处于静电平衡时,下列判断正确的是( )
A. A、B两点电场强度方向相同
B. A、B两点电场强度大小相等
C. 金属板感应电荷在C、D两点电场强度大小相等
D. 金属板感应电荷在C、D两点电场强度方向相同
4. 如图所示,虚线代表静电场中一系列等势面,实线是某一带电粒子仅在电场力作用下的一段运动轨迹,在带电粒子从到再到的运动过程中,下列说法正确的是( )
A. 带电粒子带正电荷 B. 、两点电场强度可能相同
C. 带电粒子的电势能先减小后增大 D. 带电粒子的动能先减小后增大
5. 如图所示,空间内存在一水平向右的匀强电场,两可视为点电荷的带电小球M、N均由绝缘细线连接并悬挂于O点,静止时OM、MN与竖直方向的夹角分别为α、β,下列说法正确的是( )
A. N球一定带负电
B. M球可能带负电
C. 两球一定带异种电荷
D. 若两球质量、电荷量均相同,则必有
6. 生活在尼罗河的反天刀鱼,其沿身体的长度方向分布着电器官,这些器官周围的电场线分布如图所示。A、B、C、D为电场中的四点,下列说法正确的是( )
A. B、C两点的电势相等
B. B、C两点的电场强度相同
C. A、B、C、D 四点中,A点电势最高
D. 一正点电荷从B点移到D点,电势能增加
7. 如图所示,真空中三个点电荷和固定在一个三角形的顶点上,与分别相距、,与相距。若作用在上的库仑力的合力的方向与、连线平行,则的电荷量为( )
A. B. C. D.
8. 某静电场的电势φ在x轴上的分布如图所示,一电荷量为e、带正电的点电荷,沿x轴正方向经过x=2.5m时的动能为3eV。已知该电荷仅受x轴方向的静电力作用,则该点电荷( )
A. 在x=2m处和x=3m处受到的静电力方向相同
B. 在x=2m处受到的静电力小于在x=2.5m处受到的静电力
C. 能到达x=4m处
D. 通过x=-0.5m时的动能为1.5eV
二、多项选择题:本题共2小题,每小题5分,共10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5分,选对但不全的得3分,有选错的得0分。
9. 物理老师设计的简易静电除尘装置如图所示。矿泉水瓶的瓶底去掉,侧壁均贴有铝片,铜丝穿过瓶塞插入瓶内,使高压电源的负极连接铜丝,正极连接铝片。将点燃的艾柱放入矿泉水瓶底部,闭合开关S,可看到烟尘颗粒被吸附到铝片上。不计烟尘颗粒的重力,下列判断正确的是( )
A. 矿泉水瓶内的空气分子被电离为电子和正离子,使烟尘颗粒带负电
B. 矿泉水瓶内的空气分子被电离为电子和正离子,使烟尘颗粒带正电
C. 在吸附过程中,某烟尘颗粒越靠近铝片,速度越大
D. 在吸附过程中,某烟尘颗粒越靠近铝片,电势能越大
10. 某静电场中轴上的电场强度与坐标的关系图像如图所示,图像各部分斜率的绝对值均相等。一带电量为的带电粒子在坐标原点获得沿轴正方向的初速度,仅在电场力的作用下沿轴依次经过、、三点,、、三点的坐标分别为、、,规定坐标原点的电势为0,轴正方向为电场强度的正方向,根据图中所给的坐标信息,分析下列说法正确的是( )
A. 、两点间的电势差为
B. 点的电势为
C. 粒子从到,在点的电势能最大
D. 粒子从到,电场力做的功为
三、非选择题:本题共5小题,共58分。
11. 某研究小组用如图所示装置探究等量同种电荷间库仑力与距离的关系。实验器材有:相同的导体小球A和B、刻度尺、丝线、米尺、天平、绝缘底座。
(1)下列能使A、B小球带等量同种电荷的方式是( )
A. 用与A、B相同的带电小球C,先接触A,再接触B
B. A、B小球接触后靠近带电体但不接触,然后分开A、B小球,再移走带电体
C. A、B小球接触后,用带电体接触A、B,移除带电体后,再分开A、B小球
(2)将B小球固定在绝缘底座上,A小球用丝线悬挂起来,丝线长度为l=1.0m,A、B两个小球之间的距离r如图所示,丝线与竖直方向的夹角θ很小,tanθ≈sinθ,重力加速度g取9.8m/s2,本实验中若小球的质量为10g,则图示状态的库仑力F=___________N(结果保留2位有效数字)。
(3)缓慢移动绝缘底座,得到五组F、r数据,根据库仑定律,拟合的图像可能是( )
A. B. C.
12. 如图所示,空间中存在一水平向右的匀强电场,场强大小为E。绝缘固定斜面长度为l,倾角为θ,与绝缘水平面平滑连接。将一质量为m、电荷量为q的带正电光滑小球从斜面顶端由静止释放,小球沿斜面下滑,重力加速度为g,求:
(1)小球在斜面上下滑的加速度大小;
(2)小球在水平面上运动的最大位移。
13. 如图所示,在固定的竖直绝缘粗糙木板左侧有一正点电荷,木板上A、O、B三点和正电荷确定的竖直平面与木板垂直,,正电荷与O点等高。现有一质量为的带正电小滑块,带电量为,从木板上A点以初速度向上运动,运动到O点时速度为,运动到B点时速度为0,重力加速度为g,不考虑木板对点电荷电场的影响,求:
(1)从A到B,滑块克服摩擦力做的功;
(2)A和两点间的电势差。
14. 如图所示,有一边长为的等边三角形abc,a、b两点分别固定着点电荷甲和乙。已知甲的电荷量,乙的电荷量,静电力常量。求:
(1)甲、乙两点电荷之间的库仑力大小;
(2)c点的电场强度大小和方向。
15. 如图所示,在匀强电场中有、、三个点,为,为,延长线与夹角为。将电荷量为的正电荷从点移到点,电场力做了的功。从点移到点,克服电场力做了的功。若规定点的电势为零,求:
(1)点和点的电势;
(2)该匀强电场的电场强度大小。
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