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- 2021-05-26 发布
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2020-2021上学期兰考三高卫星试验部第一次月考
高二物理
第I卷(选择题 共40分)
一、 选择题(1-6为单选,7-10为多选,每小题4分,选不全的2分,共40分)
1.下面是某同学对电场中的一些概念及公式的理解,其中正确的是( )
A. 根据电场强度的定义式E=可知,电场中某点的电场强度与试探电荷所带的电荷量成反比
B. 根据电容的定义式C=可知,电容器的电容与其所带电荷量成正比,与两极板间的电压成反比
C. 根据真空中点电荷的电场强度公式E=K可知,电场中某点的电场强度与场源电荷所带的电荷量无关
D. E=只是电动势的定义式而非决定式,电动势的大小是由电源内非静电力的特性决定的
2.如图所示,A、B、C、D是匀强电场中一正方形的四个顶点,已知A、B、C三点的电势分别为φA=25V,φB=5V,φC=﹣5V,则下列说法正确的是( )
A. 把电荷量为1×10﹣3C的正点电荷从B点经C移到A点,电场力做功为2×10﹣2J
B. A、C两点的连线方向即为电场线方向
C. D点的电势为15 V
D. 把一个电子从B点移到D点,电场力做功可能为0
3.MN为M点左侧的正点电荷产生的电场中的一条电场线,一个带电的粒子(不计重力)从a到b穿越这条电场线的轨迹如图中虚线所示.下列结论正确的是( )
A.粒子在a点具有的电势能大于在b点具有的电势能
B.粒子从a到b的过程中动能逐渐减小
C.粒子带负电 D.粒子在a点的加速度小于在b点的加速度
4.空间中P、Q两点处各固定一个点电荷,其中P点处为正电荷,P、Q两点附近电场的等势面分布如图所示,a、b、c、d为电场中的4个点.则( )
A.P、Q两点处的电荷等量同号 B.a点和b点的电场强度相同
C.c点的电势低于d点的电势 D. 负电荷从a到c,电势能减少
5.图中虚线所示为静电场中的等势面1、2、3、4,相邻的等势面之间的电势差相等,其中等势面3的电势为0.一带正电的点电荷在静电力的作用下运动,经过a、b点时的动能分别为26eV和5eV.当这一点电荷运动到某一位置,其电势能变为-8 eV时,它的动能应为( )
A. 8 eV B. 13 eV C. 20 eV D. 34 eV
6.如图所示,一电子沿x轴正方向射入电场,在电场中运动轨迹为OCD,已知OA=AB,电子过C、D两点时竖直方向的分速度为vCY和vDY,电子在OC段和OD段动能变化量分别为△EK1和△EK2,在CD两点加速度分别为aC、aD,O点与CD两点的电势差分别为UOC、UOD,则以下判断正确的是( )
A. vCY:vDY=1: B. aC:aD=1:2 C. UOC:UOD=1:3 D. △EK1:△EK2=1:4
7.如图所示,两块水平放置的平行正对的金属板a、b与电源E相连,在距离两板等距离的M点有一个带电液滴处于静止状态。若将b板向上平移一小段距离,但仍在M点下方,稳定后,下列说法中正确的是( )
A. 液滴将加速向下运动 B.带电液滴在M点的电势能增大
C. M点电势升高 D. 带电油滴带负电
8.某静电场在x轴的电势的分布如图所示,x2处的电势为,下列说法正确的有( )
A. 将电量为q的点电荷从x1移到x2,电场力做的功为
B. x1处的电场强度为零
C. 负电荷从x1移到x2,电势能减小
D. 负电荷从x1移到x2,受到的电场力减小
9.如图所示,三个带电小球A、B、C可视为点电荷,所带电荷分别为+Q、-Q、+q;A、B固定在绝缘水平桌面上,C带有小孔,穿在摩擦因数处处相同的粗糙的绝缘直杆上,绝缘杆竖直放置在A、B连线的中点处,将C从杆上某一位置由静止释放,下落至桌面时速度恰好为零.C沿杆下滑时带电量保持不变,那么C在下落过程中,以下判断正确的是( )
A. 所受摩擦力变大 B. 电势能不变
C.电场力做正功 D. 下落一半高度时速度一定最大
10.如图所示,xOy坐标系中,将一负检验电荷Q由y轴上a点移至x轴上b点,需克服电场力做功W,若从a点移至x轴上c点,也需克服 电场力做功W,那么此空间存在的静电场可能是( )
A. 电场强度方向沿y轴负方向的匀强电场
B. 电场强度方向沿y轴正方向的匀强电场
C. 处于第I象限某一位置的正点电荷形成的电场
D. 处于第Ⅲ象限某一位置的负点电荷形成的电场
第II卷(非选择题 共60分)
一、 填空题(每空3分,共15分)
11.如图所示,电场中某一电场线为一直线,线上有A、B、C三个点,电荷q1=10-8C,从B点移到A点时静电力做了10-7J的功;电荷q2=-10-8C,在B点的电势能比在C点时大10-7J,那么:
(1A、B、C三点的电势φC、φB、φA由高到低的排序是________;
(2)A、C两点间的电势差是________ V;
(3)若设B点的电势为零,电荷q2在A点的电势能是________ J.
12.长为L的导体棒原来不带电,现将一带电量为+q的点电荷放在距棒左端R处,如图所示.当棒达到静电平衡后,棒上感应电荷在棒内中点产生的场强大小等于_____,方向为_____.
二、 计算题(第13题10分,第14题11分,第15题和第16题均为12分)
13.电荷量q=1×10-4C的带正电的小物块静止在绝缘水平面上,所在空间存在沿水平方向的电场,其电场强度E的大小与时间t的关系如图1所示,物块速度v的大小与时间t的关系如 图2所示.重力加速度g=10 m/s2.求:
(1)物块与水平面间的动摩擦因数;
(2)物块在4 s内减少的电势能.
14.如图所示,平行板电容器两极板正对且倾斜放置,下极板接地,电容器电容C=10-8F,板间距离d=3 cm,两极板分别带等量的异种电荷,电量Q=1x10-6c.一电荷量q =3x10-10C,质量m=8x10-8kg带负电的油滴以vo=0.5 m/s的速度自AB板左边缘水平进入电场,在电场中沿水平方向运动,并恰好从CD板右边缘水平飞出,g取10 m/s2, 不计空气阻力.求:
(1)两极板AB、CD之间的电压U;
(2)油滴运动到AD中点时的电势能Ep:
(3)带电粒子从电场中飞出时的速度大小v.
15.轻细线的一端固定于O点,另一端系一质量为m、电荷量为q的小球,空间存在着水平向右的匀强电场,小球平衡时细线与竖直方向成30°角。(重力加速度g)
(1)求电场强度E
(2)若在平衡位置将细线剪断,求小球运动位移L用的时间。
(3)将球拉至右侧与O等高(线水平)位置静止释放,求当球摆到最低
点时细线的张力
16.如图所示虚线MN左侧有一场强为E1=E的匀强电场,在两条平行的虚线MN和PQ
之间存在着宽为L、电场强度为E2=2E的匀强电场,在虚线PQ右侧相距为L处有一与电场E2平行的屏.现将一电子(电荷量为e,质量为m)无初速度地放入电场E1中的A点,最后电子打在右侧的屏上,AO连线与屏垂直,垂足为O,求:
(1)电子从释放到打到屏上所用的时间;
(2)电子刚射出电场E2时的速度方向与AO连线夹角θ的正切值tanθ;
(3)电子打到屏上的点P′到点O的距离X.
【参考答案】
一、 选择题
题号
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
答案
D
C
A
D
C
D
BD
CD
AB
AC
二、 填空题
11、(9分)(1)φC>φB>φA (2)-20 (3)10-7
12、(6分) 沿pq连线且指向+q
三、 计算题
13、 (10分)(1)由图可知,前2 s物块做匀加速直线运动,由牛顿第二定律有: qE1-μmg=ma,
由图线知加速度为:a=1 m/s2
2 s后物块做匀速运动,
由平衡条件有:qE2=μmg
联立解得:q(E1-E2)=ma
由图可得:E1=3×104N/C,E2=2×104N/C,
代入数据解得:m=1 kg由qE2=μmg可得:μ=0.2.
(2) 物块在前2 s的位移为:x1=×1×22m=2 m,
物块在2~4 s内的位移为:x2=vt2=4 m
电场力做正功为:W=qE1x1+qE2x2=(3×2+2×4)J =14 J,则电势能减少了14 J.
14、(11分)
(1)由电容器电容公式得:,代入数据得:;
(2)AD中点的电势为,
电势能为:;
(3)带电粒子能沿水平方向做直线运动,所受合力与运动方向在同一直线上,由此可知重力不可忽略.静电力在竖直方向上的分力与重力等大反向,则带电粒子所受合力与静电力在水平方向上的分力相同,根据动能定理有:
解得:。
15、(12分)
解:(1)小球受重力、电场力以及绳子的拉力而处于平衡;如图所示;
根据几何关系可知:qE=mgtan30°
解得:
(2)电场力和重力不变,故由牛顿第二定律有:
根据运动学公式可得:
联立解得:
(3)根据动能定理及牛顿第二定律得:
解得:
16、(12分).【答案】(1)3 (2)2 (3)3L
【解析】(1)电子在电场E1中做初速度为零的匀加速直线运动,设加速度为a1,时间为t1,由牛顿第二定律和运动学公式得:
a1==
=a1t
v1=a1t1
t2=
运动的总时间为t=t1+t2=3.
(2)设电子射出电场E2时沿平行电场线方向的速度为vy,根据牛顿第二定律得,电子在电场中的加速度为
a2==
t3=
vy=a2t3
tanθ=
解得:tanθ=2.
(3)如图,设电子在电场中的偏转距离为x1
x1=a2t
tanθ=
解得:x=x1+x2=3L.