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文档简介
第=page11页,共=sectionpages11页2024-2025学年河北省保定市九校高二(上)期中物理试卷一、单选题:本大题共7小题,共28分。1.下列关于静电除尘的说法正确的是A.烟雾颗粒被强电场粉碎成更小的颗粒
B.进入除尘器后,烟雾中的颗粒被强电场电离而带正电,颗粒向电源负极运动
C.烟雾颗粒带电后,受到竖直向下的电场力而向下运动
D.除尘器中的空气被电离,烟雾颗粒吸附电子而带负电,颗粒向电源正极运动2.下面是某同学对一些公式的理解,其中正确的是(
)A.真空中点电荷的电场强度公式E=kQr2仅适用于点电荷电场,E=Ud适用于任何电场
B.电势差的比值定义式Uab=Wabq适用于任何电场,且Uab跟Wab、q无关
C.由公式φ=Ep3.如图所示的是某电场的等势面分布情况,相邻等势面电势差相等,如果把电子从b等势面移到e等势面,则静电力做的功为(
)
A.15 eV B.−15eV C.15J D.−15J4.如图所示,点电荷A和B带电荷量分别为+6.0×10−8C和−3×10−8C,彼此相距6cm。若在两点电荷连线中点O处放一个半径为1cm的金属球壳,静电力常量k=9×109A.3×105N/C B.9×104N/C5.如图所示的电路中,电源电压U=16V,两定值电阻的阻值R1:R2=3:5,电容A.1×10−3C B.C.3×10−4C6.如图所示,在直角坐标系xOy中有a、b、c、d四点,c点坐标为−4cm,3cm.现加上一方向平行于xOy平面的匀强电场,d点电势为8V。将一电荷量为−2×10−5C的点电荷从a点移动到d点,电场力做的功为2.4×10−4J。将其从d点移动到b点,电场力做的功为A.匀强电场的方向沿x轴正方向 B.坐标原点O的电势为0
C.该点电荷在c点的电势能为1.6×10−4J 7.如图所示,水平天花板下方固定一光滑小定滑轮O,在定滑轮的正下方C处固定一带正电的点电荷,不带电的小球A与带正电的小球B通过跨过定滑轮的绝缘轻绳相连。开始时系统在图示位置静止,已知OB<OC。若B球所带的电荷量缓慢减少(未减为零),则在B球到达O点正下方前,下列说法正确的是A.A球的质量大于B球的质量 B.B球的轨迹是一段圆弧
C.此过程中点电荷对B球的库仑力不变 D.此过程中滑轮受到轻绳的作用力逐渐减小二、多选题:本大题共3小题,共18分。8.关于起电,以下说法正确的是(
)A.不论是摩擦起电还是感应起电,都是因为电子的转移
B.摩擦起电是因为电荷的转移,感应起电是因为电荷的创生
C.接触起电是因为电荷的转移,摩擦起电是因为创生了电荷
D.自然界中的电荷是守恒的9.如图甲所示,A、B是某电场中一条电场线上的两点,一个负电荷从A点由静止释放,仅在静电力作用下从A点运动到B点,其运动的v−t图像如图乙所示,则(
)A.图甲中电场线的方向由B指向A
B.A点的电场强度小于B点的电场强度
C.A点的电势低于B点的电势
D.该负电荷在A点的电势能大于其在B点的电势能10.如图所示,在足够长的光滑绝缘水平面上竖直固定一光滑绝缘、半径为R的四分之一圆弧轨道BC,B为圆弧的最低点,A点在圆弧左侧的水平面上,且A、B间距为2R。整个装置处于水平向右的匀强电场中,电场强度大小为E。一质量为m、电荷量为mgE的带正电小球从A点由静止释放,忽略空气阻力,重力加速度大小为g,则
A.小球运动到B点时的速度大小vB=2gR
B.小球在圆弧BC上运动过程中的最大动能Ekmax=3mgR
C.小球从离开圆弧轨道到落地过程中的最小速率v三、填空题:本大题共1小题,共6分。11.“祖冲之”学习小组设计了以下实验来探究库仑定律。如图所示,在竖直墙上固定一个表面绝缘的压力传感器,一个电荷量为+Q的金属小球a紧贴着压力传感器置于绝缘光滑的水平地面上。另一个电荷量也为+Q的相同小球b置于同一个绝缘水平地面上,a、b间的距离为r(r远大于小球的直径),压力传感器显示作用力为0.2N。现将b移到距离a为r2处(虚线)后固定。(1)此时传感器显示作用力为_____N;(2)另有一个不带电的相同小球c(图中未画出),若将c与b轻触后把c移走,此时传感器显示作用力为_____N;若将c与b轻触后放在b球右侧地面上,由静止释放,小球c的加速度将_____(填“增大”或“减小”)。四、实验题:本大题共1小题,共6分。12.观察电容器充、放电现象的实验装置如图甲所示。电源的输出电压恒为8V,S是单刀双掷开关,G为灵敏电流计,C为平行板电容器。
(1)当开关S接______(填“1”或“2”)时,平行板电容器放电,流经G表的电流方向______(填“向左”或“内右”);
(2)将G表换成电流传感器,电容器充电完毕后再放电,其放电电流随时间变化的图像如图乙所示,已知图乙中图线所围的面积约为38个方格,可算出电容器的电容为______F。五、计算题:本大题共3小题,共42分。13.三个可看作点电荷、用相同材料做成的滑块分别位于竖直等边三角形的三个顶点上,ma=2mb=2mc=2m,qa=2(1)等边三角形的边长L;(2)滑块b与水平面间的动摩擦因数μ。14.在粗糙绝缘、倾角为θ的固定斜面上有一质量为m、电荷量为qq>0的小滑块,小滑块恰好处于静止状态,最大静摩擦力等于滑动摩擦力,重力加速度大小为g,当在空间加水平向右的匀强电场时,小滑块对斜面的压力恰好为零,求:(1)小滑块与斜面间的动摩擦因数μ;(2)电场强度大小E;(3)小滑块的加速度大小a。15.如图所示,图中P、Q之间的加速电压U0=1.82×104V,M、N两板之间的偏转电压U=2.184×104V,电子从电子枪中逸出后沿图中虚线OO′射入,经加速电场,偏转电场区域后,打到水平靶台的中心点C,虚线OO′与靶台ACB在同一竖直面内,且AB的长度为10cm。已知电子质量m=9.1×10−31kg,电荷量e=1.6×10−19C(1)求电子进入偏转电场区域时速度的大小;(2)求靶台中心点C离N板右侧的水平距离;(3)若使电子打在靶台ACB上,求M、N两板之间的电压范围(计算结果保留两位有效数字)。答案解析1.D
【解析】A、除尘器中的空气被电离,烟雾颗粒吸附电子而带负电,颗粒向电源正极运动,并不是颗粒被强电场粉碎成更小的颗粒,故A错误;
B、除尘器中的空气被电离,烟雾颗粒吸附电子而带负电,颗粒向电源正极运动,故B错误;
C、烟雾颗粒吸附电子而带负电,从而向正极运动,而不是受到竖直向下的电场力而向下运动,故C错误;
D、除尘器中的空气被电离,烟雾颗粒吸附电子而带负电,颗粒向电源正极运动,故D正确;
故选D。2.B
【解析】A.真空中点电荷的电场强度公式
E=kQr2
仅适用于点电荷电场,
E=UB.电势差的比值定义式
Uab=Wabq
适用于任何电场,且
Uab
跟
Wab
C.公式
φ=Epq
是电势的比值定义式,
φ
与
EpD.公式
Uab=Ed
中的
d
指
a、b
两点沿电场方向的距离,
a、b
间的距离大,二者沿电场方向的距离不一定大,两点间电势差不一定越大,选项故选B。3.A
【解析】由静电力做功表达式得Wbe=−eφb+4.C
【解析】点电荷A在O点的电场强度大小E1=kq1(d2)2=6×105N/C,方向由O指向B;点电荷B在O点的电场强度大小E5.D
【解析】由题中电路图可知,两定值电阻串联,由串联电路的特点可知,两定值电阻两端的电压与电阻成正比,则U又U所以UU电容器两极板之间的电压等于阻值为
R2
U所以Q=C故选D。6.C
【解析】B、由Wad=Uadq,得Uad=−12V,则φa=−4V,同理,由Wdb=Udbq,得Udb=8V,则φb=0,匀强电场中同一方向上距离相同,电势降落相同,可知φo=0,φc=8V,选项B正确;
7.B
【解析】对B球进行受力分析,B球受到轻绳的拉力FT、重力mBg和库仑力FA,由相似三角形可知FTOB=mBgOC=FABC=k′(定值),其中FT=mAg,FA=kqBqCBC2,整理各式得mAgOB8.AD
【解析】A.不论是摩擦起电还是感应起电,都是因为电子的转移。故A正确;B.摩擦起电是因为电荷的转移,感应起电也是因为电荷的转移,并非创生。故B错误;C.接触起电和摩擦起电都是因为电荷的转移,并非创生了电荷。故C错误;D.自然界中的电荷是守恒的。故D正确。故选AD。9.ACD
【解析】AC、负电荷由静止开始从A运动到B,由乙图象可知负电荷做加速减小的加速运动,根据牛顿第二定律可知电场力方向从A到B,因负电荷的电场力方向与电场线方向相反,故电场线方向由B指向A,又根据沿着电场线方向电势逐渐降低,可知,A点电势低于B点电势,故AC正确;
B、根据速度−时间图线的斜率表示加速度,从乙图斜率可知,加速度逐渐减小,根据牛二定律可知负电荷受的电场力在减小,由电场强度定义式E=Fq可知,A点电场强度大于B点电场强度,故B错误;
D、根据负电荷在电势越低的点,其电势能越大,因A点电势低于B点电势,负电荷故在A点的电势能大于在B点的电势能,故10.AC
【解析】A、小球从出发至运动到B点的过程有Eq×2R=12mvB2,得vB=2gR,选项A正确;
B、小球在圆弧BC上运动过程中的最大动能出现在圆弧BC的中点(此时速度方向与重力和电场力的合力方向垂直,速度有极大值),从出发到此处,由动能定理有Eq(2R+Rsin45∘)−mg(R−Rcos45∘)=Ekmax,得Ekmax=(1+2)mgR,选项B错误;
11.(1)0.8(2)
0.4
减小
【解析】(1)依题意,未移动b球时,由库仑定律可知F=同理,移动后,有F′=联立,解得F′=4F=0.8N根据小球a在水平方向受力平衡得传感器显示的作用力为0.8N。(2)[1]若将c与b轻触后把c移走,则b球的电荷量减为原来的一半,库仑力变为之前的一半,传感器显示的作用力为F′′=[2]由于a、b、c三球带同种电荷,当把小球c放在小球b右侧的地面时,小球c受到a、b两球的排斥力离a、b两球越来越远,库仑力越来越小,故其加速度将减小。12.2
向左
3.8×10【解析】解:(1)由图甲可知,当开关S接2时,平行板电容器放电,流经G表的电流方向向左。
(2)由图乙可知,每个小格的面积表示的电量为
q0=0.2×10−3×0.4C=8×10−5C
则充电结束后的电荷量为
Q=38q0
由电容定义式可得
C=QU=38×8×1013.解:(1)滑块a处于平衡状态,设b和a及c和a之间的库仑力都为F库,2F库cos30°=2mg,
有2mg=3F库,
F库=2kq2L2,【解析】详细解答和解析过程见【答案】14.解:(1)小滑块恰好处于静止状态,有mgsinθ=μmgcosθ,
解得μ=tanθ。
(2)当在空间加水平向右的匀强电场时,小滑块对斜面的压力恰好为零,
有Eqsinθ=mgcosθ,
解得E=mg【解析】详细解答和解析过程见【答案】15.(1)对电子在加速电场中的加速过程用动能定理有e解得v代入数据得v(2)电子在偏转电场中做类
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