内容正文:
高二物理测评
本试卷满分100分,考试用时75分钟。
注意事项:
1.答题前,考生务必将自己的姓名、考生号、考场号、座位号填写在答题卡上。
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。
4.本试卷主要考试内容:人教版必修第三册第九、十章。
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,只有一项是符合题目要求的。
1.下列设备或现象中,体现了尖端放电原理的是
A.燃气灶脉冲点火器产生电火花 B.飞机轮胎使用的是导电橡胶
C.精密电子仪器外套金属网 D.静电复印机的硒鼓能吸附墨粉
2.真空中两个可视为点电荷的小球,电荷量分别为Q与2Q,相距为r,它们之间的库仑力大小为F。若两球电荷量均变为原来的2倍,两球间距离变为2r,则它们之间的库仑力大小变为
A. B. C. D.
3.某软件运动步数的测量是通过手机内电容式加速度传感器实现的。如图所示,M极板固定且电势保持不变,N极板两端与固定在手机上的两绝缘轻弹簧连接。若N极板向下移动少许距离,则
A.电容器的电容增大 B.两极板间的电场强度不变
C.两极板间的电场强度增大 D.电容器带的电荷量减少
4.我国卫星广泛采用静电离子推力器(电推进)进行轨道维持与姿态控制。某型离子推力器加速区的电场线分布如图中实线所示,某粒子在该电场中仅在电场力作用下从a点运动至b点的轨迹如图中虚线所示。下列说法正确的是
A.该粒子带正电
B.该粒子在b点的加速度大于在a点的加速度
C.该粒子从a点运动到b点的过程中速度增大
D.该粒子从a点运动到b点的过程中电势能减小
5.某离子注入装置的轴线(设为x轴)上各点的电势φ随坐标x的变化如图所示。一正点电荷从处由静止释放,点电荷仅受电场力作用。下列说法正确的是
A.处的电场强度方向沿x轴负方向
B.处的电场强度大于处的电场强度
C.点电荷从运动至,电场力对其做正功
D.点电荷能运动至处
6.如图所示,电荷量为Q的带正电小球甲固定于水平天花板O点正下方的A点,质量为m、电荷量为q的带正电小球乙用长为L的绝缘细线悬挂于O点。小球乙静止时位于P点,细线与竖直方向的夹角为θ。已知静电力常量为k,两小球均可视为点电荷,P、A点间的距离为r,O、A点间的距离为h,重力加速度大小为g。下列说法正确的是
A.细线上的拉力大小为 B.两球间的库仑力大小为
C.小球乙静止时r满足关系式 D.若Q增大,则小球乙重新静止时r减小
7.如图所示,平面直角坐标系内存在着匀强电场,坐标分别为、、的A、B、C三点的电势分别为、、。则该匀强电场的电场强度大小为
A.30 V/m B.40 V/m C.50 V/m D.70 V/m
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.在半导体芯片制造中,静电吸盘(ESC)利用静电场(视为匀强电场)吸附并搬运晶圆。如图所示,两平行金属板M、N为ESC的电极,板间形成由M指向N的匀强电场,电场强度大小为E。某次测试时相同的金属导体晶圆a、b处于板间,a带正电且电荷量为Q,b不带电;在吸盘转移过程中两晶圆短暂接触后分开。下列说法正确的是
A.晶圆a、b构成的系统总电荷守恒
B.接触后晶圆b带的电荷量可能为
C.接触后晶圆a受到的电场力方向与电场强度方向相同
D.电场的电场强度方向由试探电荷受力决定
9.范德格拉夫静电加速器是核物理实验中常用的加速装置,其核心部件为一个带正电的金属球壳(半径为R,电荷量为Q)。球壳外的电场可与电荷集中于球心的点电荷产生的电场等效。取无穷远处电势为0,则球壳外的电势分布满足,式中k为静电力常量,r为到球心的距离。如图所示,在球壳外沿同一条半径方向取三点A、B、C,其中A点紧贴球壳表面,B、C点到球心的距离分别为2R和4R。现将一质子(电荷量为e)从A点沿该半径方向移动至C点。下列说法正确的是
A.A、B、C三点的电势之比
B.A、B、C三点的电场强度大小之比
C.质子从A点到B点的过程中电场力做的功等于从B点到C点的过程中的两倍
D.质子从B点到C点电势能的减少量等于从A点到B点的两倍
10.如图所示,竖直平行金属板P、Q间的电势差始终不变。Q板中心开有一小孔且该小孔与水平平行金属板M、N间的中轴线共线,该中轴线的延长线与M、N右侧的竖直荧光屏(足够长)相交于O点。M、N板长度均为L且两板右边缘到荧光屏的距离为。电荷量与质量的比值为k的带正电粒子(视为点电荷)从靠近P板处由静止释放,恰能从Q板小孔以速率v穿出,又从N板右边缘飞出,打在荧光屏上的A点(未画出),A、O点间的距离为L。保持M、N间的电势差不变,仅向上移动M板使得M、N板间距离变为原来的,该粒子仍从靠近P板处由静止释放,恰能穿出小孔并打在荧光屏上的B点(未画出)。P、Q板间和M、N板间的电场均可视为匀强电场,不计粒子的重力。下列说法正确的是
A.P、Q板间的电势差为 B.M、N板间的电势差为
C.B、O点间的距离为2L D.粒子打在荧光屏上B点前的瞬间速率为
三、非选择题:本题共5小题,共54分。
11.(8分)某同学设计了如图所示的实验装置来探究库仑定律。在竖直墙上固定一个表面绝缘的压力传感器,带正电的金属小球a紧贴着压力传感器置于绝缘水平面上。另一个也带正电的相同小球b置于同一个绝缘水平面上,记录下两球球心之间距离为r时压力传感器的示数F。
(1)在改变小球a、b球心间距离的同时需控制________和________不变,以便探究库仑力与距离的关系。
(2)多次实验得出多组、数据后,为更直观地体现库仑力与距离之间的关系,应绘制________(填“”“”或“”)图像。
(3)某次实验时压力传感器的示数为,保持小球a、b间的距离不变,用另一完全相同但不带电的小球c与小球a接触后移走小球c,压力传感器的示数变为,若库仑定律成立,则________。
12.(8分)某实验小组设计了如图甲所示的实验电路,观察电容器的充、放电过程,同时测量电容器的电容。电路中的电流传感器可显示电流随时间的变化。
(1)初始时开关S未与1、2接触,电容器不带电。实验时,应将开关S。
A.先拨至1,一段时间后再拨至2 B.先拨至2,一段时间后再拨至1
(2)实验时将开关S拨至2,电流传感器记录下的电流随时间变化的图像如图乙所示。已知电流在数值上等于单位时间内通过导体某一横截面的电荷量,即(、、的单位分别为A、C、s)。通过分析可知,图乙中图线与时间轴围成的面积表示的物理量是________。将开关S拨至1,一段时间后,电压表示数为4 V,图乙中图线与时间轴围成的区域约占37个小方格,则该电容器充电完成后带的电荷量约为________C,该电容器的电容约为________F。
13.(8分)如图所示,竖直向下的匀强电场中,A、B两点的连线与竖直方向的夹角,两点间的距离。质量为、电荷量为的正点电荷在该电场中运动时仅受电场力,依次经过A、B点时的速度大小分别为、。求:
(1)A、B两点间的电势差;
(2)匀强电场的电场强度大小。
14.(14分)如图所示,空间中有水平向左的匀强电场,带正电小球A与质量为m、电荷量为q的带负电小球B通过绝缘细线2连接,小球A通过绝缘细线1悬挂于O点。两个小球(均视为点电荷)静止时细线1竖直,细线2与竖直方向的夹角,细线1、2上的弹力大小分别为、,g为重力加速度大小。已知静电力常量为k,,。求:
(1)小球A的质量M和电荷量Q;
(2)细线2的长度d;
(3)匀强电场的电场强度大小E。
15.(16分)如图所示,竖直平面内固定着的绝缘杆由光滑直杆AB、半圆光滑杆BC、粗糙直杆CD平滑连接组成,AB的长度、CD足够长且两直杆均水平,半圆BC的圆心为O、半径。该空间内存在着水平向左、电场强度大小的匀强电场。将质量、电荷量的带正电小球(视为点电荷)套在杆上自A点由静止释放。已知小球与CD杆间的动摩擦因数且最大静摩擦力等于滑动摩擦力,重力加速度大小。求:
(1)小球第一次经过半圆杆上的B点时半圆杆对小球的弹力大小;
(2)小球在半圆杆上运动时对半圆杆的最大压力F;
(3)小球在CD杆上运动的总路程s。
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高二物理测评参考答案
1.A 2.B 3.D 4.B 5.C 6.C 7.C
8.AC 9.BC 10.AD
11.(1)小球的电荷量(2分) 小球的电荷量(2分)(两空顺序互换也给分)
(2)(2分)
(3)2(2分)
12.(1)A(2分)
(2)通过电流传感器的电荷量(其他答案合理也给分)(2分) (2分)
(2分)
13.解:(1)对该点电荷有(3分)
解得。(1分)
(2)由匀强电场中电场强度与电势差的关系式有(2分)
解得。(2分)
14.解:(1)对小球A、B构成的系统受力分析,水平方向上有(2分)
竖直方向上有(2分)
解得,。(2分)
(2)对小球B受力分析,有(2分)
其中(2分)
解得,。(1分)
(3)对小球A受力分析,水平方向上有(2分)
解得。(1分)
15.解:(1)小球从A点释放到第一次经过B点,有(2分)
小球第一次经过半圆杆上的B点时,有(2分)
解得。(1分)
(2)设小球经过半圆杆上的F点(圆心O下方某处)时,小球和圆心O的连线与竖直方向的夹角为,则有(2分)
又有(2分)
整理可得,由数学知识可知,当时达到最大值,(2分)
由牛顿第三定律有
解得。(1分)
(3)分析可知,当小球经过C点的速度恰好为0时,小球达到稳定状态
小球从释放至达到稳定状态,有(3分)
解得。(1分)
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