内容正文:
南宁二中2025级高二(上)学期物理综合测试(二)
(本卷满分:100分 测试时间:75分钟)
一、选择题(本题共10小题,共计46分。在每个小题给出的四个选项中,第1~7题只有一个选项符合题目要求,选对得4分;第8-10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,有选错或不选的得0分。)
1.关于电场,下列说法中正确的是
A.由可知,电场中某点的电场强度与检验电荷在该点所受的电场力成正比
B.电场中某点的电场强度等于,但与检验电荷的受力大小及带电量无关
C.电场中某点的电场强度方向即负检验电荷在该点的受力方向
D.点电荷是一种理想化模型,其所带电荷量就是元电荷
2.一个常用的电容器(,工作电压),下列关于它的说法中正确的是
A.电容器可以储存电荷,且电荷量越多电容越大
B.加在这个电容器两端的电压低于时它就不能工作
C.加在这个电容器两端的电压为时,它的电容是
D.这个电容器两端电压变化了,它的电荷量变化了
3.如图,在和的位置分别放置电荷量大小均为的正点电荷,点坐标为,静电力常量为,则点的电场强度为
A.,方向沿轴正方向 B.,方向沿轴负方向
C.,方向沿轴正方向 D.,方向沿轴负方向
4.如图,一个带正电的小球从点射入水平方向的匀强电场中,小球沿直线运动,与电场线夹角为,已知带电小球的质量为,电量大小为,重力加速度为,则电场的电场强度大小为
A. B. C. D.
5.如图所示,绝缘支架上固定有原来不带电的金属球,是其水平直径的左右两个端点,是该直径上的两个点,球外延长线上的点放置一个电荷量为的点电荷,已知,以无穷远处电势为零。达到静电平衡后,下列说法正确的是
A.金属球上的点和点均带负电
B.点电势比点低
C.、两点的电场强度为零
D.金属球上的感应电荷在、两点产生的电场强度之比为9∶4
6.如图所示,匀强电场中有一个梯形,梯形平面与匀强电场的方向平行,,相互平行且均垂直于,,,,设点电势为零。一个电子从点运动到点的过程中电场力做功为,从点运动到点的过程中电场力做功为,下列说法正确的是
A.点电势为
B.点电势为
C.电子从点到点的过程中电势能增加了
D.匀强电场的电场强度大小为
7.如图甲所示,粗糙、绝缘的水平地面上,一小滑块(可视为质点)在处以的初速度沿轴正方向运动,滑块带负电,质量,与地面间的动摩擦因数。滑块在不同位置所具有的电势能如图乙所示,点是图线最低点,其切线水平,虚线是图像在处的切线,取,下列说法正确的是
A.滑块在处所受合外力等于
B.滑块向右运动过程中电场力一直做正功
C.滑块向右运动过程中速度始终减小
D.滑块经过处的位置时动能为
8.如图所示,虚线、、是某电场的三条电场线,实线为一带负电的粒子仅在电场力作用下通过该区域时的运动轨迹,、、是这条轨迹上的三点,下列说法正确的是
A.带电粒子在点的加速度比在点的加速度大
B.电场中点的电势高于点的电势
C.带电粒子在点的电势能比在点的大
D.带电粒子在点的动能小于在点的动能
9.教室的一体机屏幕多为电容屏,具有灵敏度高的特点。电容式触摸屏原理可简化为如图所示的电路,其直流电源的电压保持稳定。平行板电容器的上极板为可动电极,下极板为固定电极,为两板间一定点。当用手指触压屏幕上某个部位时,可动电极的极板会发生形变,同时也相当于将板接地,形变过程中,电流表中有从到的电流,下列说法正确的是
A.触压过程中,电容器电容变小 B.触压过程中,电容器的带电量增大
C.直流电源的端为电源负极 D.触压过程中,点电势升高
10.喷墨打印机的原理如图所示,其中墨盒可以喷出墨汁液滴,此液滴经过带电室时带上负电,带电多少由计算机按字体笔画高低位置输入信号加以控制。带电后液滴以一定的初速度进人偏转板,发生偏转后打到纸上,显示出字体。计算机无信号时,墨汁液滴不带电,径直通过偏转板最后注入回流槽流回墨盒。
设偏转板长为,两板间的距离为,两板间的电压为,偏转板的右端与纸的距离为。若一滴墨汁液滴以速度垂直电场方向进入偏转电场,此液滴打到纸上的点与原入射方向的距离为。忽略空气阻力和重力作用。下列说法正确的是
A.偏转板的上极板带负电
B.若只增大偏转电场的电压,液滴穿过偏转电场的时间增大
C.为使纸上的字体放大,可仅增大偏转电场的电压
D.此液滴的比荷为
二、实验题(共2小题,第11题6分,第12题8分,共14分。)
11.(6分)电场线的形状可以用实验来模拟。把头发碎屑悬浮在蓖麻油里,加上电场,碎屑就按照电场强度的方式排列起来,显示出电场线的分布情况。
(1)如图1所示模拟的是__________电场线的分布情况(填写“同种电荷”“异种电荷”或“正点电荷”等)。
(2)如图2中两平行金属条分别带有等量异种电荷,则中央部分的微屑按__________分布(选填“平行”“放射状”或“无规律”),说明其间是__________电场(选填“匀强”“非匀强”或“无”)。
12.(8分)如图甲所示的实验装置可用来探究影响平行板电容器电容的因素,使电容器带电后与电源断开,将电容器左侧极板和静电计外壳均接地,电容器右侧极板与静电计的金属球相连。观察静电计指针偏转角度的大小,可推知电容器两极板间电势差的大小。
(1)使用静电计的目的是观察电容器两极板间的__________(选填“电容”“电势差”或“电荷量”)变化情况。
(2)某同学用两片锡箔纸做电极,用三张电容纸(某种绝缘介质材料)依次间隔夹着两层锡箔纸,一起卷成圆柱形,然后各自接出引线,如图乙、丙所示,最后密封在塑料瓶中,电容器便制成了。
①为增大该电容器的电容,下列方法可行的有__________(填正确答案的标号)。
A.增大电容纸的厚度 B.增大锡箔纸的厚度
C.减小电容纸的厚度 D.同时增大锡箔纸和电容纸的面积
②用如图丁所示的电路观察电容器的放电电流变化。换用不同阻值的电阻放电,在图戊中所描绘的、、三条放电电流的图线中,对应电阻最小的一条是__________(填“”“b”或“c”)。
③、、三条曲线中,曲线与横轴围成的面积__________(填“大于”“小于”或“等于”)曲线与横轴围成的面积。
三、计算题(本题共3小题,第13题10分,第14题12分,第15题18分,共40分。)
13.(10分)如图所示,a、b是两个带有同种电荷的小球,电荷量分别为、。用绝缘丝线将两个小球悬挂于同一点,a球绳长。静止时,两球位于同一水平面绳与竖直方向的夹角分别为、,静电力常量为,取,,求
(1)a球受到的库仑力;
(2)a球与b球的质量之比。
14.(12分)美国物理学家密立根油滴实验的原理如图所示,两块水平放置的平行金属板与电源连接。油滴从喷雾器喷出后,由于相互碰撞而使部分油滴带负电,油滴进入上板中央小孔后落到匀强电场中,通过显微镜可以观察到油滴的运动情况。两金属板间的距离为,忽略空气对油滴的浮力和阻力及油滴间的相互作用,重力加速度为。
(1)调节两金属板间的电压,当电压为时,某个质量为的油滴恰好做匀速运动,求该油滴所带电荷量;
(2)实验发现,只改变油滴电荷量的大小,使其达到平衡的电压满足:,式中1,2,3……;为某一常数。此结果说明电荷量的大小有什么特点?
(3)保持电压不变,另一个质量为的带负电油滴进入电场后由静止开始做加速运动,经过时间运动到下金属板,求此油滴电势能的变化量。
15.(18分)某些肿瘤可以用“质子疗法”进行治疗。在这种疗法中,质子先被加速到具有较高的能量,后被引导轰击肿瘤,杀死细胞,装置如图所示。质子源发射初速度为零的质子,经加速电压加速后,沿图中四分之一圆弧虚线通过辐向电场,再从点竖直向上进入存在水平向右的匀强电场的圆形区域,最终轰击处在圆上点的肿瘤细胞。已知四分之一圆弧虚线处的电场强度大小为,方向沿半径指向圆心,圆与相切于点,,圆形区域的半径为,点距直线为;质子的质量为,电荷量为,不计质子重力及质子间相互作用。
(1)求加速电场的电压的大小;
(2)求圆形区域内电场的电场强度的大小;
(3)若肿瘤细胞位于圆上的处,与的距离为。为击中该肿瘤细胞需要同时调节加速电场的电压与辐向电场的电场强度,求调节后的加速电场电压和辐向电场电场强度的大小。
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