精品解析:北京市第九中学2026-2027学年高二第一学期10月阶段检测物理试题
2026-10-19
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内容正文:
北京九中2026—2027学年度第一学期10月高二月考试题
物理
一、单项选择题(每题3分,共42分)
1. 下列常见的静电学公式中,F、q、E、U、r和d分别表示电场力、电荷量、场强、电势差,r和d均为距离①,②,③,④U=Ed,下面说法正确的是( )
A. 它们都只对点电荷或点电荷的电场才成立
B. ①②③只对点电荷或点电荷的电场成立,④只对匀强电场成立
C. ①②只对点电荷成立,③对任何电场都成立,④只对匀强电场才成立
D. ①②只对点电荷成立,③④对任何电荷或静电场都成立
【答案】C
【解析】
【详解】明确四个公式的适用范围:
①是库仑定律,仅适用于真空中静止的点电荷;
②是点电荷电场的场强决定式,仅适用于点电荷产生的电场;
③是电场强度的定义式,采用比值定义法,与、的大小无关,适用于所有静电场;
④是匀强电场中场强与电势差的关系式,为沿电场方向的距离,仅适用于匀强电场。
故选C。
2. 如图所示,在固定正点电荷Q的电场中,一个正检验电荷q沿着一条电场线运动.已知检验电荷经过M点时的加速度是经过N点时的加速度的2倍,不计检验电荷重力,则一定有( )
A. N点距Q的距离是M点距Q的距离的2倍
B. N点距Q的距离是M点距Q的距离的倍
C. 它经过M点时的速度是经过N点时的速度的2倍
D. 它经过M点时的速度是经过N点时的速度的倍
【答案】B
【解析】
【分析】
【详解】AB.根据检验电荷经过M点时的加速度是经过N点时的加速度的2倍可知,检验电荷在M点的受力是在N点受力的2倍,即正点电荷Q在M点的场强应该是在N点场强的2倍,由点电荷的场强公式
可知
由于
EM=2EN
即
所以
rN=rM
故A错误,B正确;
CD.由于不知道MN点的电势的关系,所以不能确定电场对电荷做功的大小,故不能比较电荷在MN点的速度的大小,故CD错误。
故选B。
3. 如图甲所示,A、B是某电场中一条电场线上的两点。一个带负电的点电荷仅受电场力作用,从A点沿电场线运动到B点。在此过程中,该点电荷的速度v随时间t变化的规律如图乙所示。下列说法正确的是( )
A. A点的电场强度比B点的大
B. A、B两点的电场强度相等
C. A点的电势比B点的电势高
D. A点的电势比B点的电势低
【答案】C
【解析】
【详解】AB.由速度图象可得加速度逐渐增大,所以A点的电场强度比B点的小,故AB错误;
CD.带负电的点电荷速度减小,则电场力做负功,电势能增大,因为点电荷带负电,所以电势降低,故A点的电势比B点的电势高,C正确,D错误。
故选C。
4. 在光滑的绝缘水平面上,有一个正三角形abc,顶点a、b、c处分别固定一个正点电荷,电荷量相等,如图所示,D点为正三角形外接圆的圆心,E、G、H点分别为ab、ac、bc的中点,F点为E点关于电荷c的对称点,则下列说法中正确的是( )
A. D点的电场强度一定不为零,电势可能为零
B. E、F两点的电场强度等大反向,电势相等
C. E、G、H三点的电场强度和电势均相同
D. 若释放电荷c,电荷c将一直做加速运动(不计空气阻力)
【答案】D
【解析】
【详解】D点到a、b、c三点的距离相等,故三个电荷在D点的场强大小相等,方向夹角为120°,故D点合场强为0.由于电势具有相对性,D点电势的数值也可能为0,故A错误;E点在a、b中点,a、b在E点合场强为0,a、b、c三个电荷在E点的场强等于一个电荷c在E点产生的场强,而a、b两电荷在F点合场强不为0,故E、F两点的场强不相等,B错误;G点场强等于b电荷产生的场强,H点场强等于a电荷产生的场强,故E、G、H三点场强大小相等,方向不同,场强不同.根据对称性知三点的电势相等,故C错误.若释放电荷c,则a、b在C点的合场强水平向右,故a、b始终对c有斥力作用,故c电荷将一直做加速运动,故D正确.
5. 点电荷产生的电场如图所示,a、b是同一条电场线上的两点,下列说法正确的是( )
A. 点电场强度比点的小
B. 电子在点的电势能比点的大
C. 若变为原来的2倍,a、b两点间电势差不变
D. 若变为原来的2倍,点电场强度变为原来的2倍
【答案】D
【解析】
【详解】AD.根据点电荷的电场强度公式可知,由于a点比b点更靠近点电荷,所以点的电场强度比点的大;同理由公式可知,若变为原来的2倍,则点的电场强度也变为原来的2倍,故A错误,D正确;
B.已知正电荷周围的电势都是正值,且离正电荷越近,其电势越高,所以有
根据可知,负电荷在电势越高的地方具有的电势能越小,由于电子带负电,所以电子在a点的电势能比b点的小。故B错误;
C.根据点电荷的电势公式可知,a、b两点间的电势差为
所以若变为原来的2倍,a、b两点间的电势差也变为原来的2倍,故C错误。
故选D。
6. 某区域静电场的电场线分布如图所示,A、B是电场中的两个点。下列说法正确的是( )
A. B点的电势比A点的低
B. B点的电场强度比A点的大
C. 将一负电荷从B点移动到A点,静电力做负功
D. 将一正电荷从B点由静止释放,仅在静电力作用下它将沿电场线运动
【答案】C
【解析】
【详解】A.沿电场线方向电势逐渐降低,由电场线方向可得
故B点的电势比A点的高,A错误;
B.电场线的疏密表示场强大小,A点电场线比B点更密,因此,B错误;
C.负电荷从B点到A点,电势降低,根据电势能
可知,负电荷电势能增加,静电力做负功,C正确;
D.只有电场线为直线时,正电荷从静止释放才会沿电场线运动,本题电场线是曲线,静电力始终沿电场线切线方向,速度方向会不断偏离原电场线,无法沿电场线运动,D错误。
故选 。
7. 如图所示,两个带等量正电的点电荷分别位于M、N两点上,E、F是MN连线中垂线上的两点,O为EF、MN的交点,且EO=OF。一电子仅在电场力作用下,以某一初速度从E点运动至F点。关于此过程,下列说法正确的是( )
A. 电子在E点和F点所受电场力的大小和方向相同
B. 电子在E点和F点的电势能不相等
C. 电子的电势能可能始终不变
D. 电子的动能一定先增大后减小
【答案】C
【解析】
【详解】A.电子在E点和F点所受电场力的大小和方向相反,故A错误;
B.E点和F点电势相同,由,电子在E点和F点的电势能相等,故B错误;
C.电子仅在电场力作用下,以某一初速度从E点运动至F点,电子可能绕O点,以EO为半径,在电场力的作用下做匀速圆周运动,这种情况下,电子的电势能不变,故C正确;
D.由C项分析可知,电子可能绕O点,以EO为半径,在电场力的作用下做匀速圆周运动,这种情况下,电场力始终不做功,电子的动能不变,故D错误。
故选C。
8. 如图所示,在一个粗糙水平面上,彼此靠近地放置两个带同种电荷的小物块,由静止释放后,两个物块向相反方向运动,并最终停止,在物块的运动过程中,下列表述正确的是( )
A. 两个物块的电势能逐渐增大
B. 物块受到的库仑力做负功
C. 两个物块的动能与电势能之和保持不变
D. 物块受到的摩擦力先小于其受到的库仑力,后大于其受到的库仑力
【答案】D
【解析】
【详解】A.两个物块带同种电荷,相互排斥,在运动过程中,库仑力方向与物块运动方向相同,库仑力做正功,根据功能关系 ,电势能逐渐减小,故A错误;
B.由A选项分析可知,库仑力方向与位移方向相同,库仑力做正功,故B错误;
C.根据能量守恒定律,物块运动过程中,摩擦力做负功产生内能,系统的动能、电势能与内能之和守恒,即(常数,为摩擦产生的内能),由于摩擦生热增加,所以两个物块的动能与电势能之和逐渐减小,故C错误;
D.物块由静止释放后向相反方向运动,说明初始时刻库仑力大于最大静摩擦力,即,物块做加速运动;随着距离增大,库仑力逐渐减小,当 时,物块做减速运动,直至停止。所以在运动过程中,物块受到的摩擦力先小于其受到的库仑力,后大于其受到的库仑力,故D正确;
故选D。
9. 如图所示,两块平行金属板正对着水平放置,两板分别与电源正、负极相连。当开关闭合时,一带电液滴恰好静止在两板间的M点,则( )
A. 当开关闭合时,若减小两板间距,液滴仍静止
B. 当开关闭合时,若增大两板间距,液滴将下降
C. 开关再断开后,若减小两板间距,液滴仍静止
D. 开关再断开后,若增大两板间距,液滴将下降
【答案】BC
【解析】
【详解】AB.带电液滴受重力和向上的电场力而平衡,当开关闭合时,两极板间的电压U保持不变,若减小两板间距d,由
可知,两板间电场强度增大,则带电液滴受到的电场力增大,液滴将向上运动,反之,若增大两板间距,液滴将下降,故A错误B正确;
CD.开关再断开后,极板带电量Q保持不变,由
联立,可得
即场强E与板间距离d无关,因此液滴仍保持静止,故C正确D错误。
故选BC。
10. 如图所示,光滑水平面上有两个质量相等的物块、,水平轻弹簧一端固定在竖直墙壁上,另一端与连接,物块以速度冲向。下列说法正确的是( )
A. 整个运动过程中物块、和轻弹簧组成的系统动量守恒
B. 弹簧第二次压缩到最短时,弹簧压缩长度比第一次长
C. 弹簧第一次压缩过程中,动量的变化量等于弹簧对A的冲量
D. 弹簧第一次恢复原长的过程中,的速度随时间均匀增加
【答案】C
【解析】
【详解】A.物块、和轻弹簧组成的系统,在水平方向上受到墙壁对弹簧的弹力作用,系统所受合外力不为零,故系统动量不守恒,故A错误;
B.、质量相等,发生弹性碰撞后交换速度,静止,以速度向左压缩弹簧。当弹簧第一次恢复原长时,的速度大小仍为,方向向右。此时与静止的再次发生弹性碰撞,再次交换速度,静止,以速度向右运动,远离,弹簧不会被第二次压缩,故B错误;
C.设向左为正方向。从接触到弹簧第一次压缩至最短的过程中,对,初动量为,末动量为0,动量变化量
对,初动量为0,末动量为0,根据动量定理,受到的合冲量为0,即对的冲量与弹簧对的冲量之和为0,即
根据牛顿第三定律,对的冲量与对的冲量大小相等方向相反,即
联立可得
即弹簧对的冲量等于动量的变化量,故C正确;
D.弹簧第一次恢复原长的过程中,弹簧处于压缩状态,弹力,方向向右
随着向右运动,形变量减小,弹力减小。根据牛顿第二定律,可知的加速度减小,做加速度减小的加速运动,所以速度随时间不是均匀增加,故D错误。
故选C。
11. a、b、c、d是匀强电场中的四个点,它们正好是一个矩形的四个顶点,电场线与矩形所在的平面平行,已知a点的电势是20V,b点的电势是24V,d点的电势是4V,如图,由此可知,c点的电势为( )
A. 4V B. 8V C. 12V D. 24V
【答案】B
【解析】
【详解】在匀强电场中,任意两个平行、等长且同向的线段,两端电势差相等,即
解得
故选B。
12. 某带电粒子仅在电场力作用下由A点运动到B点,电场线、粒子在A点的初速度以及运动轨迹如图所示。由此可以判定( )
A. 粒子在A点的加速度大于它在B点的加速度
B. 粒子在A点的动能小于它在B点的动能
C. 粒子在A点的电势能小于它在B点的电势能
D. A点的电势低于B点的电势
【答案】B
【解析】
【详解】A.由电场线可知,B点的电场线密,所以B点的电场强度大,粒子受到的电场力大,加速度也就大,故A错误;
BC.粒子受到的电场力指向曲线弯曲的内侧,所以受到的电场力的方向是沿电场线向上的,所以粒子从A到B的过程中,电场力做正功,电荷的电势能减小,动能增加,所以粒子在A点的动能小于它在B点的动能,粒子在A点的电势能大于它在B点的电势能,故B正确,C错误;
D.沿电场线方向电势逐渐降低,A点的电势高于B点的电势,故D错误。
故选B。
13. 如图所示,一带负电的油滴在匀强电场中运动,其轨迹在竖直面(纸面)内,P点为轨迹的最低点,且轨迹关于经过P点的竖直线对称,忽略空气阻力,下列说法正确的是( )
A. 油滴在P点的速度比在点Q的大
B. 从P到Q的过程中,油滴加速度逐渐减小
C. 从P到Q的过程中,油滴重力势能的增加量小于电势能的减小量
D. 无论如何改变电场强度的大小,油滴不可能做直线运动
【答案】C
【解析】
【详解】A.油滴受重力和电场力,轨迹关于过点的竖直线对称且为最低点,说明合力方向竖直向上。从到过程中,合力做正功,根据动能定理,动能增加,速度增大,即。故A错误;
B.油滴在匀强电场中运动,受恒定的重力和恒定的电场力,合力恒定,根据牛顿第二定律
可知加速度恒定。故B错误;
C.从到过程中,油滴上升,重力做负功,重力势能增加
电场力做正功,电势能减小
由于合力竖直向上,则
所以
即电势能的减小量大于重力势能的增加量。故C正确;
D.若改变电场强度大小使得
则油滴所受合力为零,若油滴有初速度,将做匀速直线运动。故D错误。
故选C。
14. 两小车M、N在光滑水平面上正碰,其速度随时间变化的 v-t 图像如图所示,碰撞时间极短。下列说法正确的是( )
A. 碰撞过程中小车M受到的冲量较大
B. 碰撞后小车M的动量小于小车N的动量
C. 碰撞后小车M与小车N的动能可能相同
D. 小车M的质量大于小车N的质量
【答案】B
【解析】
【详解】A.碰撞过程中,M、N的相互作用力是一对作用力与反作用力,大小相等、作用时间相同,根据冲量定义,两小车受到的冲量大小相等、方向相反,A错误;
D.设碰撞前小车 M 的速度为,小车 N 的速度为 ;碰撞后 M 的速度为,N 的速度为
根据动量守恒定律
整理得
从图像上直观观察,碰撞前后速度变化量满足
可得, D 错误;
B.碰撞后动量,
由图可知,,根据前一选项的解析
可得,B正确;
C.动能,又,
所以小车M的动能小于小车N的动能,C错误。
故选B 。
二、实验题(每空2分,共18分)
15. 在“探究加速度与力的关系”的实验中,打出的一条纸带如图所示,A、B、C为依次选取的三个计数点,相邻计数点间的时间间隔为T,则小车的加速度a=______。
【答案】
【解析】
【详解】根据匀变速直线运动的推论:连续相等时间间隔内的位移差满足
由图可知,AB段位移为,BC段位移为, 两段位移差
代入
整理得加速度
16. 用半径相同的小球1和小球2的碰撞验证动量守恒定律,实验装置如图所示,斜槽与水平槽圆滑连接。安装好实验装置,在地上铺一张白纸,白纸上铺放复写纸,记下重锤线所指的位置O。接下来的实验步骤如下:
步骤1:不放小球2,让小球1从斜槽上A点由静止滚下,并落在地面上。重复多次,用尽可能小的圆,把小球的所有落点圈在里面,其圆心就是小球落点的平均位置;
步骤2:把小球2放在斜槽前端边缘位置B,让小球1从A点由静止滚下,使它们碰撞。重复多次,并使用与步骤1同样的方法分别标出碰撞后两小球落点的平均位置;
步骤3:用刻度尺分别测量三个落地点的平均位置M、P、N离O点的距离,即线段OM、OP、ON的长度。
(1)对于上述实验操作,下列说法正确的是__________。
A. 应使小球每次从斜槽上相同的位置自由滚下
B. 斜槽轨道必须光滑
C. 斜槽轨道末端必须水平
D. 实验过程中,白纸可以移动,复写纸不能移动
E. 小球1的质量应大于小球2的质量
(2)本实验除需测量线段OM、OP、ON的长度外,还需要测量的物理量有__________。
A. A、B两点间的高度差
B. B点离地面的高度
C. 小球1和小球2的质量、
D. 小球1和小球2的半径r
(3)当所测物理量满足表达式__________(用所测物理量的字母表示)时,即说明两球碰撞守动量守恒定律。如果还满足表达式__________(用所测物理量的字母表示)时,即说明两球碰撞时无机械能损失。
【答案】(1)ACE (2)C
(3) ①. ②.
【解析】
【小问1详解】
A.为了保证小球做平抛运动每次的初速度相同,所以小球应该使小球每次从斜槽上相同的位置自由滚下,故A项正确;
B.该实验中斜槽轨道不是必须光滑的,故B项错误;
C.为了保证小球做平抛运动,所以斜槽末端必须水平,故C项正确;
D.实验过程中白纸不可以移动,但复写纸可以移动,故D项错误;
E.为了避免撞后弹回,所以小球1的质量应该大于小球2的质量,故E项正确。
故选ACE。
【小问2详解】
本实验需要验证的表达式是
由于球做平抛运动,且平抛运动的竖直高度相同,由
可知,小球在空中运动时间相同,水平方向有
由于运动时间相同,所以可以用水平距离表示速度的大小,即最终验证的表达式为
所以除需要测量线段OM、OP、ON的长度以外,还需要测量的物理量有小球1和小球2的质量、。
故选C。
【小问3详解】
[1]本实验需要验证的表达式是
由于球做平抛运动,且平抛运动的竖直高度相同,由
可知,小球在空中运动时间相同,水平方向有
由于运动时间相同,所以可以用水平距离表示速度的大小,即最终验证的表达式为
[2]若无机械能守恒,则还应该满足
由上述分析可知,变形为
17. 某同学用如图甲所示的装置验证机械能守恒定律。当地重力加速度大小为g。
(1)下列实验步骤正确的操作顺序为( )。(填步骤前的字母)
A. 先接通电源,打点计时器开始打点,然后再释放纸带
B. 将纸带穿过打点计时器的限位孔,下端固定在重物上,用手捏住纸带上端保持静止
C. 在纸带上选取一段,用刻度尺测量该段内各点到起点的距离,记录分析数据
D. 关闭电源,取下纸带
(2)实验中选出一条纸带如图乙所示。O点为下落起始点,选取三个连续打出的点A、B、C,测得它们到O点的距离分别为hA、hB、hC。打点计时器打点的周期为T。若该同学想验证从打O点到打B点的过程中重物的机械能守恒,请结合图中物理量写出他需要验证的等式为______________。
【答案】(1)BADC
(2)
【解析】
【小问1详解】
实验步骤为:将纸带下端固定在重锤上,穿过打点计时器的限位孔,用手捏住纸带上端,先接通电源,打点计时器开始打点,然后再释放纸带,关闭电源,取下纸带,在纸带上选取一段,用刻度尺测量该段内各点到起点的距离,记录分析数据。故正确操作排序为BADC。
【小问2详解】
根据题目可知,下降高度为,重力势能的减少量为
到达B点时的速度可利用平均速度公式计算,即
到达B点时的动能为
若
则机械能守恒,化简可得
18. 某同学利用图乙所示电路图研究电容器的充、放电过程。开关S接1,电容器充电,充电完毕后将开关S由1拨至2,电容器放电。
(1)图丙是电容器放电过程中电流I随时间t变化的图像,试估算在0.2s时间内电容器放电的电荷量为__________C。(保留两位有效数字)
(2)若将图乙中的电压表换成电压传感器,图丁是电容器放电过程中电压U随时间t变化的图像。电容器放电瞬间开始计时,此时电压传感器记录数据为Um,U—t图像与坐标轴围成的面积为S0。根据该实验数据曲线可以粗测实验中电容器的电容C=__________。(用题中已知物理量Um、R和S0表示)
【答案】(1)
(2)
【解析】
【小问1详解】
根据电流的定义式
可知,图像中曲线与时间轴围成的面积是流经导体横截面的电荷量大小,结合图像可知在0.2s内流过的电荷量
【小问2详解】
根据欧姆定律可知
所以图像可看成纵坐标为,所以图像与时间轴围成的面积为
又因为
整理可得
三、计算题(共40分,请注意解题规范,写出必要的文字说明、物理依据和物理单位)
19. 如图所示,把一个质量的小球放在高度的直杆的顶端。一颗质量的子弹以的速度沿水平方向击中小球,并穿过球心,小球落地处离杆的水平距离取,求:
(1)子弹穿出小球瞬间小球的速度;
(2)子弹穿出小球瞬间子弹的速度;
(3)子弹和小球相互作用过程中系统损失的机械能。
【答案】(1)20m/s
(2)100m/s (3)1160J
【解析】
【小问1详解】
小球做平抛运动,则有,
代入数据解得
【小问2详解】
子弹射穿小球过程,根据动量守恒定律有
代入数据解得
【小问3详解】
系统损失的机械能
代入数据解得
20. 如图所示,光滑水平面AB与粗糙的竖直半圆轨道BCD在B点相切,半圆轨道BCD的半径R,D是半圆轨道的最高点。将一质量m的物体(可视为质点)向左压缩轻弹簧至A点后由静止释放,在弹力作用下物体获得某一向右速度,并脱离弹簧在水平面AB上做直线运动,其经过B点时的速度,之后物体沿半圆轨道运动,恰好能通过D点。重力加速度g已知,求:
(1)弹簧被压缩至A点时的弹性势能Ep。
(2)物体通过D点时的速度大小。
(3)物体沿半圆轨道BCD运动过程中克服阻力所做的功W。
【答案】(1)
(2)
(3)
【解析】
【小问1详解】
物体从点释放至脱离弹簧的过程中,弹簧和物体组成的系统机械能守恒;物体脱离弹簧后在光滑水平面上做匀速直线运动。
由机械能守恒定律得
【小问2详解】
物体恰好通过点时,轨道对物体的支持力为零,由牛顿第二定律得
解得
【小问3详解】
物体从点运动到点过程中,设克服阻力做功为,则阻力做功为
由动能定理得
代入,
整理得
21. 如图所示,用长为l的绝缘细线悬挂一带电小球,小球质量为m.现加一水平向右、场强为E的匀强电场,平衡时小球静止于A点,细线与竖直方向成角.(重力加速度为g)
(1)求小球所带电荷量的大小;
(2)若将细线剪断,小球将在时间t内由A点运动到电场中的P点图中未画出,求A、P两点间的距离
(3)求A、P两点间电势差的.
【答案】(1);(2);(3)
【解析】
【分析】
【详解】(1)设小球所带电荷量的大小为q.小球平衡时的受力情况如右图所示,则有
(2)剪断细线后,小球受电场力和重力,它们的合力为F合,加速度为a,小球做初速度为0的匀加速运动.则
根据牛顿第二定律有
所以
所以A、P两点间的距离
(3)A、P两点间电势差的大小
考点:电场力及共点力作用下的平衡;牛顿第二定律及运动学公式;匀强电场中电势差与场强的关系等.
22. 静电喷漆技术具有效率高,浪费少,质量好,有利于工人健康等优点,其装置示意图如图所示。A、B为两块平行金属板,间距,两板间有方向由B指向A、电场强度的匀强电场。在A板的中央放置一个安全接地的静电油漆喷枪P,油漆喷枪的半圆形喷嘴可向各个方向均匀地喷出带电油漆微粒,油漆微粒的质量、电荷量为,喷出的初速度。油漆微粒最后都落在金属板B上。微粒所受重力和空气阻力以及微粒之间的相互作用力均可忽略。试求:
(1)微粒落在B板上的动能;
(2)微粒从离开喷枪后到达B板所需的最短时间;
(3)微粒最后落在B板上所形成图形的面积。
【答案】(1);(2);(3)
【解析】
【详解】(1)根据动能定理可得
可得微粒落在B板上的动能为
代入数据解得
(2)油滴受到的电场力方向竖直向下,所以速度垂直极板时的时间最短,设到达极板时速度为,有
,
解得
,
所以有最短时间为
(3)油滴落下的图形为一个圆,当油滴初速度垂直电场线方向时,落地水平距离最大,为圆的半径,此时有
,
得微粒最后落在B板上所形成图形的面积为
代入数值解得
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北京九中2026—2027学年度第一学期10月高二月考试题
物理
一、单项选择题(每题3分,共42分)
1. 下列常见的静电学公式中,F、q、E、U、r和d分别表示电场力、电荷量、场强、电势差,r和d均为距离①,②,③,④U=Ed,下面说法正确的是( )
A. 它们都只对点电荷或点电荷的电场才成立
B. ①②③只对点电荷或点电荷的电场成立,④只对匀强电场成立
C. ①②只对点电荷成立,③对任何电场都成立,④只对匀强电场才成立
D. ①②只对点电荷成立,③④对任何电荷或静电场都成立
2. 如图所示,在固定正点电荷Q的电场中,一个正检验电荷q沿着一条电场线运动.已知检验电荷经过M点时的加速度是经过N点时的加速度的2倍,不计检验电荷重力,则一定有( )
A. N点距Q的距离是M点距Q的距离的2倍
B. N点距Q的距离是M点距Q的距离的倍
C. 它经过M点时的速度是经过N点时的速度的2倍
D. 它经过M点时的速度是经过N点时的速度的倍
3. 如图甲所示,A、B是某电场中一条电场线上的两点。一个带负电的点电荷仅受电场力作用,从A点沿电场线运动到B点。在此过程中,该点电荷的速度v随时间t变化的规律如图乙所示。下列说法正确的是( )
A. A点的电场强度比B点的大
B. A、B两点的电场强度相等
C. A点的电势比B点的电势高
D. A点的电势比B点的电势低
4. 在光滑的绝缘水平面上,有一个正三角形abc,顶点a、b、c处分别固定一个正点电荷,电荷量相等,如图所示,D点为正三角形外接圆的圆心,E、G、H点分别为ab、ac、bc的中点,F点为E点关于电荷c的对称点,则下列说法中正确的是( )
A. D点的电场强度一定不为零,电势可能为零
B. E、F两点的电场强度等大反向,电势相等
C. E、G、H三点的电场强度和电势均相同
D. 若释放电荷c,电荷c将一直做加速运动(不计空气阻力)
5. 点电荷产生的电场如图所示,a、b是同一条电场线上的两点,下列说法正确的是( )
A. 点电场强度比点的小
B. 电子在点的电势能比点的大
C. 若变为原来的2倍,a、b两点间电势差不变
D. 若变为原来的2倍,点电场强度变为原来的2倍
6. 某区域静电场的电场线分布如图所示,A、B是电场中的两个点。下列说法正确的是( )
A. B点的电势比A点的低
B. B点的电场强度比A点的大
C. 将一负电荷从B点移动到A点,静电力做负功
D. 将一正电荷从B点由静止释放,仅在静电力作用下它将沿电场线运动
7. 如图所示,两个带等量正电的点电荷分别位于M、N两点上,E、F是MN连线中垂线上的两点,O为EF、MN的交点,且EO=OF。一电子仅在电场力作用下,以某一初速度从E点运动至F点。关于此过程,下列说法正确的是( )
A. 电子在E点和F点所受电场力的大小和方向相同
B. 电子在E点和F点的电势能不相等
C. 电子的电势能可能始终不变
D. 电子的动能一定先增大后减小
8. 如图所示,在一个粗糙水平面上,彼此靠近地放置两个带同种电荷的小物块,由静止释放后,两个物块向相反方向运动,并最终停止,在物块的运动过程中,下列表述正确的是( )
A. 两个物块的电势能逐渐增大
B. 物块受到的库仑力做负功
C. 两个物块的动能与电势能之和保持不变
D. 物块受到的摩擦力先小于其受到的库仑力,后大于其受到的库仑力
9. 如图所示,两块平行金属板正对着水平放置,两板分别与电源正、负极相连。当开关闭合时,一带电液滴恰好静止在两板间的M点,则( )
A. 当开关闭合时,若减小两板间距,液滴仍静止
B. 当开关闭合时,若增大两板间距,液滴将下降
C. 开关再断开后,若减小两板间距,液滴仍静止
D. 开关再断开后,若增大两板间距,液滴将下降
10. 如图所示,光滑水平面上有两个质量相等的物块、,水平轻弹簧一端固定在竖直墙壁上,另一端与连接,物块以速度冲向。下列说法正确的是( )
A. 整个运动过程中物块、和轻弹簧组成的系统动量守恒
B. 弹簧第二次压缩到最短时,弹簧压缩长度比第一次长
C. 弹簧第一次压缩过程中,动量的变化量等于弹簧对A的冲量
D. 弹簧第一次恢复原长的过程中,的速度随时间均匀增加
11. a、b、c、d是匀强电场中的四个点,它们正好是一个矩形的四个顶点,电场线与矩形所在的平面平行,已知a点的电势是20V,b点的电势是24V,d点的电势是4V,如图,由此可知,c点的电势为( )
A. 4V B. 8V C. 12V D. 24V
12. 某带电粒子仅在电场力作用下由A点运动到B点,电场线、粒子在A点的初速度以及运动轨迹如图所示。由此可以判定( )
A. 粒子在A点的加速度大于它在B点的加速度
B. 粒子在A点的动能小于它在B点的动能
C. 粒子在A点的电势能小于它在B点的电势能
D. A点的电势低于B点的电势
13. 如图所示,一带负电的油滴在匀强电场中运动,其轨迹在竖直面(纸面)内,P点为轨迹的最低点,且轨迹关于经过P点的竖直线对称,忽略空气阻力,下列说法正确的是( )
A. 油滴在P点的速度比在点Q的大
B. 从P到Q的过程中,油滴加速度逐渐减小
C. 从P到Q的过程中,油滴重力势能的增加量小于电势能的减小量
D. 无论如何改变电场强度的大小,油滴不可能做直线运动
14. 两小车M、N在光滑水平面上正碰,其速度随时间变化的 v-t 图像如图所示,碰撞时间极短。下列说法正确的是( )
A. 碰撞过程中小车M受到的冲量较大
B. 碰撞后小车M的动量小于小车N的动量
C. 碰撞后小车M与小车N的动能可能相同
D. 小车M的质量大于小车N的质量
二、实验题(每空2分,共18分)
15. 在“探究加速度与力的关系”的实验中,打出的一条纸带如图所示,A、B、C为依次选取的三个计数点,相邻计数点间的时间间隔为T,则小车的加速度a=______。
16. 用半径相同的小球1和小球2的碰撞验证动量守恒定律,实验装置如图所示,斜槽与水平槽圆滑连接。安装好实验装置,在地上铺一张白纸,白纸上铺放复写纸,记下重锤线所指的位置O。接下来的实验步骤如下:
步骤1:不放小球2,让小球1从斜槽上A点由静止滚下,并落在地面上。重复多次,用尽可能小的圆,把小球的所有落点圈在里面,其圆心就是小球落点的平均位置;
步骤2:把小球2放在斜槽前端边缘位置B,让小球1从A点由静止滚下,使它们碰撞。重复多次,并使用与步骤1同样的方法分别标出碰撞后两小球落点的平均位置;
步骤3:用刻度尺分别测量三个落地点的平均位置M、P、N离O点的距离,即线段OM、OP、ON的长度。
(1)对于上述实验操作,下列说法正确的是__________。
A. 应使小球每次从斜槽上相同的位置自由滚下
B. 斜槽轨道必须光滑
C. 斜槽轨道末端必须水平
D. 实验过程中,白纸可以移动,复写纸不能移动
E. 小球1的质量应大于小球2的质量
(2)本实验除需测量线段OM、OP、ON的长度外,还需要测量的物理量有__________。
A. A、B两点间的高度差
B. B点离地面的高度
C. 小球1和小球2的质量、
D. 小球1和小球2的半径r
(3)当所测物理量满足表达式__________(用所测物理量的字母表示)时,即说明两球碰撞守动量守恒定律。如果还满足表达式__________(用所测物理量的字母表示)时,即说明两球碰撞时无机械能损失。
17. 某同学用如图甲所示的装置验证机械能守恒定律。当地重力加速度大小为g。
(1)下列实验步骤正确的操作顺序为( )。(填步骤前的字母)
A. 先接通电源,打点计时器开始打点,然后再释放纸带
B. 将纸带穿过打点计时器的限位孔,下端固定在重物上,用手捏住纸带上端保持静止
C. 在纸带上选取一段,用刻度尺测量该段内各点到起点的距离,记录分析数据
D. 关闭电源,取下纸带
(2)实验中选出一条纸带如图乙所示。O点为下落起始点,选取三个连续打出的点A、B、C,测得它们到O点的距离分别为hA、hB、hC。打点计时器打点的周期为T。若该同学想验证从打O点到打B点的过程中重物的机械能守恒,请结合图中物理量写出他需要验证的等式为______________。
18. 某同学利用图乙所示电路图研究电容器的充、放电过程。开关S接1,电容器充电,充电完毕后将开关S由1拨至2,电容器放电。
(1)图丙是电容器放电过程中电流I随时间t变化的图像,试估算在0.2s时间内电容器放电的电荷量为__________C。(保留两位有效数字)
(2)若将图乙中的电压表换成电压传感器,图丁是电容器放电过程中电压U随时间t变化的图像。电容器放电瞬间开始计时,此时电压传感器记录数据为Um,U—t图像与坐标轴围成的面积为S0。根据该实验数据曲线可以粗测实验中电容器的电容C=__________。(用题中已知物理量Um、R和S0表示)
三、计算题(共40分,请注意解题规范,写出必要的文字说明、物理依据和物理单位)
19. 如图所示,把一个质量的小球放在高度的直杆的顶端。一颗质量的子弹以的速度沿水平方向击中小球,并穿过球心,小球落地处离杆的水平距离取,求:
(1)子弹穿出小球瞬间小球的速度;
(2)子弹穿出小球瞬间子弹的速度;
(3)子弹和小球相互作用过程中系统损失的机械能。
20. 如图所示,光滑水平面AB与粗糙的竖直半圆轨道BCD在B点相切,半圆轨道BCD的半径R,D是半圆轨道的最高点。将一质量m的物体(可视为质点)向左压缩轻弹簧至A点后由静止释放,在弹力作用下物体获得某一向右速度,并脱离弹簧在水平面AB上做直线运动,其经过B点时的速度,之后物体沿半圆轨道运动,恰好能通过D点。重力加速度g已知,求:
(1)弹簧被压缩至A点时的弹性势能Ep。
(2)物体通过D点时的速度大小。
(3)物体沿半圆轨道BCD运动过程中克服阻力所做的功W。
21. 如图所示,用长为l的绝缘细线悬挂一带电小球,小球质量为m.现加一水平向右、场强为E的匀强电场,平衡时小球静止于A点,细线与竖直方向成角.(重力加速度为g)
(1)求小球所带电荷量的大小;
(2)若将细线剪断,小球将在时间t内由A点运动到电场中的P点图中未画出,求A、P两点间的距离
(3)求A、P两点间电势差的.
22. 静电喷漆技术具有效率高,浪费少,质量好,有利于工人健康等优点,其装置示意图如图所示。A、B为两块平行金属板,间距,两板间有方向由B指向A、电场强度的匀强电场。在A板的中央放置一个安全接地的静电油漆喷枪P,油漆喷枪的半圆形喷嘴可向各个方向均匀地喷出带电油漆微粒,油漆微粒的质量、电荷量为,喷出的初速度。油漆微粒最后都落在金属板B上。微粒所受重力和空气阻力以及微粒之间的相互作用力均可忽略。试求:
(1)微粒落在B板上的动能;
(2)微粒从离开喷枪后到达B板所需的最短时间;
(3)微粒最后落在B板上所形成图形的面积。
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