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- 2024-02-27 发布
2016-2017学年四川省资阳市简阳市阳安中学高二(上)期中物理试卷
一、选择题(本题共8小题,每小题6分,共48分.1-6小题每题只有有一个选项符合题意,7-8小题每题有多个选项符合题意,选全的得6分,选不全的得3分,错选得0分.)
1.下列说法中正确的是( )
A.在场强较小处,电荷在该处的电势能也较小
B.电荷在场强为零处的电势能也为零
C.在选定为零电势的位置处,任何电荷的电势能必为零
D.由关系式R=可知,导体中的电阻R跟导体两端的电压U成正比,跟导体中的电流I成反比
2.两电阻R1和R2的电流I电压U的关系图线如图所示,可知两电阻的大小之比R1:R2等于( )
A.1:3 B.3:1 C.1: D.1:4
3.如图,在点电荷电场中的一条电场线上依次有A、B、C三点,B为AC的中点,先把+q的试探电荷依次放在三点上,然后把﹣q的试探电荷依次放在三点上,下列说法正确的是( )
A.UAB=UBC
B.放上﹣q时,EpA<EpB<EpC
C.放上﹣q时,EpA>EpB>EpC
D.无论放+q,还是﹣q,EpA<EpB<EpC
4.如图所示,虚线a、b、c代表电场中的三条电场线,实线为一带负电的粒子仅在电场力作用下通过该区域的运动轨迹,P、R、Q是这条轨迹上的三点,由此可知( )
A.带电粒子在R点时的速度大小大于在Q点时的速度大小
B.带电粒子在P点时的电势能比在Q点时的电势能大
C.带电粒子在R点时的动能与电势能之和比在Q点时的小,比在P点时的大
D.带电粒子在R点时的加速度大小小于在Q点时的加速度大小
5.平行板电容器和电源、电阻、电键串联,组成如图所示的电路.接通开关K,电源即给电容器充电( )
A.保持K接通,减小两极板间的距离,则两极板间电场的电场强度减小
B.保持K接通,在两极板间插入一块介质,则极板上的带电量不变
C.充电结束后断开K,减小两极板间的距离,则两极板间的电势差减小
D.充电结束后断开K,在两极板间插入一块介质,则极板上的电势差增大
6.如图8所示,左侧为加速电场,右侧为偏转电场,偏转电场的加速电压是加速电场电压的k倍.有一初速度为零的带电粒子经加速电场加速后,从偏转电场两板正中间垂直电场强度方向射入,且正好能从下极板右边缘穿出电场,不计带电粒子的重力,则偏转电场宽、长的比值为( )
A. B. C. D.
7.带正电的微粒放在电场中,场强的大小和方向随时间变化的规律如图所示.带电微粒只在电场力的作用下由静止开始运动,则下列说法中正确的是( )
A.微粒做往复运动
B.微粒将沿着一条直线运动
C.微粒在第1s内的位移与第3s内的位移相同
D.微粒在0~1s内的加速度与1~2s内的加速度相同
8.如图(甲)所示,在x轴上有一个点电荷Q(图中未画出),O、A、B为轴上三点.放在A、B两点的检验电荷受到的电场力跟检验电荷所带电荷量的关系如图(乙)所示.以x轴的正方向为电场力的正方向,则( )
A.点电荷Q可以为负电荷
B.点电荷Q在AB之间
C.B点的电场强度大小为1×103N/C
D.点电荷Q到A点的距离与点电荷Q到B点的距离之比为1:
二、非选择题(本题共5小题,共62分)
9.如图所示的实验装置中,极板A接地,平行板电容器的极板B与一个灵敏的静电计相接.将A极板向左移动,增大电容器两极板间的距离时,电容器的电容C将 ,静电计指针偏转角θ将 ,电容器两极板间的场强E将 (三空均选填“变小”、“不变”、“变大”).
10.在探究两电荷间相互作用力的大小与哪些因素有关的实验中,一同学猜想可能与两电荷的间距和带电量有关.他选用带正电的小球A和B,A球放在可移动的绝缘座上,B球用绝缘丝线悬挂于玻璃棒C点,如图所示.实验时,先保持两球电荷量不变,使A球从远处逐渐向B球靠近,观察到两球距离越小,B球悬线的偏角越大;再保持两球距离不变,改变小球所带的电荷量,观察到电荷量越大,B球悬线的偏角越大.
(1)实验表明:两电荷之间的相互作用力,随其距离的 而增大,随其所带电荷量的 而增大.(两空均选填“增大”、“减小”)
(2)此同学在探究中应用的科学方法是 (选填“累积法”、“等效替代法”、“控制变量法”或“演绎法”).
11.如图所示,平行板电容器的两个极板A、B分别接在电压为30V的恒压电源上,两极板间距为3cm,电容器带电荷量为6×10﹣8 C,A极板接地.求:
(1)平行板电容器的电容;
(2)平行板电容器两板之间的电场强度;
(3)若在距B板2cm的M点放一电子,求其电势能.(电子的电荷量e=﹣1.6×10﹣19 C)
12.如图所示,在两条平行的虚线内存在着宽度为L、场强为E的匀强电场,在与右侧虚线相距L处有一与电场平行的屏.现有一电荷量为+q、质量为m的带电粒子(重力不计),以垂直于电场线方向的初速度v0射入电场中,v0方向的延长线与屏的交点为O.试求;
(1)粒子从射入到打到屏上所用的时间;
(2)粒子刚射出电场时的速度方向与初速度方向间夹角的正切值tanα;
(3)粒子打到屏上的点P到O点的距离s.
13.如图所示,水平绝缘轨道AB与处于竖直平面内的半圆形绝缘光滑轨道BC平滑连接,半圆形轨道的半径R=0.40m.轨道所在空间存在水平向右的匀强电场,电场强度E=1.0×104 N/C.现有一电荷量q=+1.0×10﹣4C,质量m=0.10kg的带电体(可视为质点),在水平轨道上的P点由静止释放,带电体运动到圆形轨道最低点B时的速度vB=5.0m/s.已知带电体与水平轨道间的动摩擦因数μ=0.50,重力加速度g=10m/s2.求:
(1)带电体运动到圆形轨道的最低点B时,圆形轨道对带电体支持力的大小;
(2)带电体在水平轨道上的释放点P到B点的距离;
(3)带电体第一次经过C点后,落在水平轨道上的位置到B点的距离.
2016-2017学年四川省资阳市简阳市阳安中学高二(上)期中物理试卷
参考答案与试题解析
一、选择题(本题共8小题,每小题6分,共48分.1-6小题每题只有有一个选项符合题意,7-8小题每题有多个选项符合题意,选全的得6分,选不全的得3分,错选得0分.)
1.下列说法中正确的是( )
A.在场强较小处,电荷在该处的电势能也较小
B.电荷在场强为零处的电势能也为零
C.在选定为零电势的位置处,任何电荷的电势能必为零
D.由关系式R=可知,导体中的电阻R跟导体两端的电压U成正比,跟导体中的电流I成反比
【考点】匀强电场中电势差和电场强度的关系;欧姆定律.
【分析】场强与电势没有直接关系.场强越大的地方电势不一定越高,场强为零的地方电势不一定为零.电势为零是人为选取的,最后依据电势能的公式Ep=qφ,即可求解.
电阻是导体本身的性质,其大小与电压和电流无关.
【解答】解:A、根据场强与电势无关可知,电势能与场强也没有直接关系,所以场强较小,电荷的电势能不一定较小,故A错误
B、场强和电势无关,而电势能EP=qφ.所以场强为零处的电势能不一定为零,故B错误;
C、由EP=qφ可知,在选定为零电势的位置处,任何电荷的电势能必为零,故C正确;
D、电阻是导体本身的性质,其大小与电压和电流无关,故D错误.
故选:C.
2.两电阻R1和R2的电流I电压U的关系图线如图所示,可知两电阻的大小之比R1:R2等于( )
A.1:3 B.3:1 C.1: D.1:4
【考点】欧姆定律.
【分析】本题为图象分析问题,在图中任意做一条与横轴垂直的直线,则与两图象的交点为电流相同点,对应的纵坐标得出电压值,则由欧姆定律可进行比较.
【解答】解:由图可知,R1=;R2=;
故R1:R2=tan30°:tan60°=1:3;
故选:A.
3.如图,在点电荷电场中的一条电场线上依次有A、B、C三点,B为AC的中点,先把+q的试探电荷依次放在三点上,然后把﹣q的试探电荷依次放在三点上,下列说法正确的是( )
A.UAB=UBC
B.放上﹣q时,EpA<EpB<EpC
C.放上﹣q时,EpA>EpB>EpC
D.无论放+q,还是﹣q,EpA<EpB<EpC
【考点】点电荷的场强;电势能.
【分析】根据沿着电场线方向电势是降低的,可判断出电势的高低.由电势能公式EP=qφ,判断电势能的大小.
【解答】解:A、正电荷产生的电场中,离点电荷越远,电场强度越小,根据可知,UAB>UBC,故A错误;
B、沿着电场线方向电势是降低,所以φA>φB>φc,根据电势能与电势的关系:EP=qφ,所以放上+q时,它的电势能EPA>EPB>EPC,放上﹣q时,它的电势能EPA<EPB<EPC,故B正确,CD错误;
故选:B
4.如图所示,虚线a、b、c代表电场中的三条电场线,实线为一带负电的粒子仅在电场力作用下通过该区域的运动轨迹,P、R、Q是这条轨迹上的三点,由此可知( )
A.带电粒子在R点时的速度大小大于在Q点时的速度大小
B.带电粒子在P点时的电势能比在Q点时的电势能大
C.带电粒子在R点时的动能与电势能之和比在Q点时的小,比在P点时的大
D.带电粒子在R点时的加速度大小小于在Q点时的加速度大小
【考点】电场线;电场强度.
【分析】根据轨迹弯曲的方向可知,电场力的方向沿电场线向右,根据受力的方向与运动方向之间的关系,判断出电场力做功的正负,从而判断出电荷电势能和动能的变化;总能量守恒;由电场线疏密确定出,P点场强大,电场力大,加速度大.
【解答】解:A、电荷做曲线运动,电场力指向曲线的内侧,所以电场力的方向沿电场线向右,若粒子从P运动到Q,电场力做负功,电势能增大,动能减小,R点速度小于Q点速度,若粒子从Q运动到P,则电场力做正功,电势能减小,动能增大,Q点速度小于R点速度,P点时的电势能比在Q点时的电势能小,故A正确,B错误;
C、只有电场力做功,电势能和动能之和守恒,故带电质点在P点的动能与电势能之和等于在Q点的动能与电势能之和,保持不变.故C错误;
D、由电场线疏密确定出,R点场强大比Q大,电场力大,加速度大,故D错误;
故选:A
5.平行板电容器和电源、电阻、电键串联,组成如图所示的电路.接通开关K,电源即给电容器充电( )
A.保持K接通,减小两极板间的距离,则两极板间电场的电场强度减小
B.保持K接通,在两极板间插入一块介质,则极板上的带电量不变
C.充电结束后断开K,减小两极板间的距离,则两极板间的电势差减小
D.充电结束后断开K,在两极板间插入一块介质,则极板上的电势差增大
【考点】电容器的动态分析;电势差;电容.
【分析】先根据电容的决定式分析电容如何变化,再根据电容的定义式分析电容器的电压或电量如何变化.由电场强度与电势差的关系可分析场强的变化.
【解答】解:A、保持K接通,电容器极板间的电压不变,减小两极板间的距离,由E=分析得知,板间场强增大.故A错误.
B、保持K接通,在两极板间插入一块介质,由电容的决定式C=知,电容增大,而电容器的电压不变,由C=分析得知,极板上的带电量增大.故B错误.
C、充电结束后断开K,电容器所带电量不变,减小两极板间的距离,由电容的决定式C=知电容C增大,则根据Q=UC可知,两极板间的电势差减小;故C正确.
D、电容器所带电量Q不变.在两极板间插入一块电介质,根据电容的定义式分析得知电容C增大,由C=分析得知,两极板间的电势差减小.故D错误;
故选:C
6.如图8所示,左侧为加速电场,右侧为偏转电场,偏转电场的加速电压是加速电场电压的k倍.有一初速度为零的带电粒子经加速电场加速后,从偏转电场两板正中间垂直电场强度方向射入,且正好能从下极板右边缘穿出电场,不计带电粒子的重力,则偏转电场宽、长的比值为( )
A. B. C. D.
【考点】带电粒子在匀强电场中的运动.
【分析】电荷先直线加速,再做类似平抛运动;对直线加速过程,根据动能定理列式;对类似平抛运动过程,根据分位移公式列式;最后联立求解即可.
【解答】解:设加速电压为kU,偏转电压为U,对直线加速过程,根据动能定理,有:
q(kU)=mv2…①
对类似平抛运动过程,有:
l=vt…②
=×t2…③
联立解得: ==;
故B正确,ACD错误.
故选:B.
7.带正电的微粒放在电场中,场强的大小和方向随时间变化的规律如图所示.带电微粒只在电场力的作用下由静止开始运动,则下列说法中正确的是( )
A.微粒做往复运动
B.微粒将沿着一条直线运动
C.微粒在第1s内的位移与第3s内的位移相同
D.微粒在0~1s内的加速度与1~2s内的加速度相同
【考点】带电粒子在匀强电场中的运动.
【分析】由图象可知,电场强度的大小与方向的变化,当带电粒子由静止释放仅在电场力作用下,根据运动与力的关系可确定运动情况.
【解答】解:A、根据牛顿第二定律以及电场变化图象可知,微粒先加速再减速,微粒在2s末的速度:v=,E1和E2大小相等方向相反,所以微粒在2s末的速度恰好是0,即微粒第1s做加速运动.第2s做减速运动,然后再加速,再减速,一直持续下去.微粒将沿着一条直线运动.A错误,B正确;
C、微粒在第1s内与第3s内都是从速度为0开始加速,加速度相同,所以它们的位移也相同.故C正确;
E、加速度的方向与粒子所带的电场力的方向相同,所以微粒在0﹣1s内的加速度与1﹣2s内的加速度大小相同,方向相反.故D错误;
故选:BC
8.如图(甲)所示,在x轴上有一个点电荷Q(图中未画出),O、A、B为轴上三点.放在A、B两点的检验电荷受到的电场力跟检验电荷所带电荷量的关系如图(乙)所示.以x
轴的正方向为电场力的正方向,则( )
A.点电荷Q可以为负电荷
B.点电荷Q在AB之间
C.B点的电场强度大小为1×103N/C
D.点电荷Q到A点的距离与点电荷Q到B点的距离之比为1:
【考点】库仑定律.
【分析】由图读出两个检验电荷所受的电场力方向,分析Q的位置.根据电场强度的定义式E=可知,F﹣q图线的斜率等于场强的大小,分析场强的大小.根据点电荷场强公式判断点电荷Q到A点的距离与点电荷Q到B点的距离之比.
【解答】解:AB、由图可知,在A、B两点的检验电荷分别为正、负电荷,且受力方向相同,故可知A、B两点的电场方向相反,说明点电荷Q一定为负电荷,且点电荷Q位于AB之间,故A正确,B正确;
C、由电场强度的定义可知A点的场强大小 EA===2×103 N/C,故C错误;
D、由电场强度的定义可知B点的场强大小 EA===1×103 N/C;
故A、B位置的电场强度之比为2:1,根据公式E=可知,点电荷Q到A点的距离与点电荷Q到B点的距离之比为1:,故D正确;
故选:ABD
二、非选择题(本题共5小题,共62分)
9.如图所示的实验装置中,极板A接地,平行板电容器的极板B与一个灵敏的静电计相接.将A极板向左移动,增大电容器两极板间的距离时,电容器的电容C将 变小 ,静电计指针偏转角θ将 变大 ,电容器两极板间的场强E将 不变 (三空均选填“变小”、“不变”、“变大”).
【考点】电容器的动态分析;电容.
【分析】平行板电容器与静电计相接,电容器的电量不变,改变板间距离,由电容的决定式分析电容的变化,根据电容的定义式分析电势差的变化,从而明确夹角的变化,再根据匀强电场中电势差与场强间的关系即可分析电场强度的变化情况.
【解答】解:平行板电容器与静电计相连接,已与电源断开,电容器所带电量不变.增大电容器两极板间的距离d时,
由电容的决定式C=知,电容C变小,
根据电容的定义式C=可知,电势差变大,则静电计指针张角变大;
而电场强度E===,因此可知电场强度E不变,
故答案为:变小,变大; 不变.
10.在探究两电荷间相互作用力的大小与哪些因素有关的实验中,一同学猜想可能与两电荷的间距和带电量有关.他选用带正电的小球A和B,A球放在可移动的绝缘座上,B球用绝缘丝线悬挂于玻璃棒C点,如图所示.实验时,先保持两球电荷量不变,使A球从远处逐渐向B球靠近,观察到两球距离越小,B球悬线的偏角越大;再保持两球距离不变,改变小球所带的电荷量,观察到电荷量越大,B球悬线的偏角越大.
(1)实验表明:两电荷之间的相互作用力,随其距离的 减小 而增大,随其所带电荷量的 增大 而增大.(两空均选填“增大”、“减小”)
(2)此同学在探究中应用的科学方法是 控制变量法 (选填“累积法”、“等效替代法”、“控制变量法”或“演绎法”).
【考点】库仑定律.
【分析】由于实验时,先保持两球电荷量不变,使A球从远处逐渐向B球靠近;再保持两球距离不变,改变小球所带的电荷量,所以采用的方法是控制变量法.
【解答】解:(1)对小球B进行受力分析,可以得到小球受到的电场力:F=mgtanθ,即B球悬线的偏角越大,电场力也越大;
所以使A球从远处逐渐向B球靠近,观察到两球距离越小,B球悬线的偏角越大,说明了两电荷之间的相互作用力,随其距离的减小而增大;
两球距离不变,改变小球所带的电荷量,观察到电荷量越大,B球悬线的偏角越大,说明了两电荷之间的相互作用力,随其所带电荷量的增大而增大;
(2)先保持两球电荷量不变,使A球从远处逐渐向B球靠近,这是只改变它们之间的距离;
再保持两球距离不变,改变小球所带的电荷量,这是只改变电量;
所以采用的方法是控制变量法.
故答案为:(1)减小,增大;(2)控制变量法.
11.如图所示,平行板电容器的两个极板A、B分别接在电压为30V的恒压电源上,两极板间距为3cm,电容器带电荷量为6×10﹣8 C,A极板接地.求:
(1)平行板电容器的电容;
(2)平行板电容器两板之间的电场强度;
(3)若在距B板2cm的M点放一电子,求其电势能.(电子的电荷量e=﹣1.6×10﹣19 C)
【考点】带电粒子在匀强电场中的运动.
【分析】(1)已知电容器的带电量和电压,由电容定义式C=求电容.
(2)两板之间为匀强电场由公式E=求解.
(3)先由公式UAC=EdAC求出A与C间电势差,再由UAC=φA﹣φC,可求解C点处的电势,再根据电势能的定义求解电势能.
【解答】解:(1)依电容定义,有电容 C==F=2×10﹣9 F.
(2)两板之间为匀强电场,电场强度 E===1×103 V/m 方向竖直向下.
(3)C点距A板间距离为 dAC=d﹣dBC=3cm﹣2cm=1 cm=0.01m
A与C间电势差 UAC=EdAC=1×103×0.01 V=10V
又UAC=φA﹣φC,φA=0可得φC=﹣10 V.
则EP=qφC=﹣1.6×10﹣19×(﹣10)=1.6×10﹣18J.
答:(1)平行板电容器的电容为2×10﹣9 F
(2)平行板电容器两板之间的电场强度1×103 V/m 方向竖直向下;
(3)若在距B板2cm的M点放一电子,其电势能为1.6×10﹣18J
12.如图所示,在两条平行的虚线内存在着宽度为L、场强为E的匀强电场,在与右侧虚线相距L处有一与电场平行的屏.现有一电荷量为+q、质量为m的带电粒子(重力不计),以垂直于电场线方向的初速度v0射入电场中,v0方向的延长线与屏的交点为O.试求;
(1)粒子从射入到打到屏上所用的时间;
(2)粒子刚射出电场时的速度方向与初速度方向间夹角的正切值tanα;
(3)粒子打到屏上的点P到O点的距离s.
【考点】带电粒子在匀强电场中的运动;匀强电场中电势差和电场强度的关系.
【分析】(1)带电粒子垂直射入电场,只受电场力作用而做类平抛运动,水平方向做匀速直线运动,竖直方向做初速度为零的匀加速运动,由L=v0t求解时间t.
(2)根据牛顿第二定律求出加速度.研究竖直方向的运动情况,由速度公式vy=at求出粒子刚射出电场时竖直分速度,由求出tanα.
(3)由位移公式求出粒子刚射出电场时偏转的距离y.带电粒子离开电场后做匀速直线运动,偏转的距离Ltanα,两个偏转之和即为粒子打到屏上的点P到O点的距离s.
【解答】解:(1)根据题意,粒子在垂直于电场线的方向上做匀速直线运动,所以粒子从射入到打到屏上所用的时间.
(2)设粒子射出电场时沿平行电场线方向的速度为vy,根据牛顿第二定律,粒子在电场中运动的时间:
粒子在电场中的加速度为:
所以:.
所以粒子刚射出电场时的速度方向与初速度方向间夹角的正切值为:
.
(3)设粒子在电场中的偏转距离为y,则有:
又s=y+Ltan α,
解得:.
答:(1)粒子从射入到打到屏上所用的时间;
(2)粒子刚射出电场时的速度方向与初速度方向间夹角的正切值;
(3)粒子打到屏上的点P到O点的距离.
13.如图所示,水平绝缘轨道AB与处于竖直平面内的半圆形绝缘光滑轨道BC平滑连接,半圆形轨道的半径R=0.40m.轨道所在空间存在水平向右的匀强电场,电场强度E=1.0×104 N/C.现有一电荷量q=+1.0×10﹣4C,质量m=0.10kg的带电体(可视为质点),在水平轨道上的P点由静止释放,带电体运动到圆形轨道最低点B时的速度vB=5.0m/s.已知带电体与水平轨道间的动摩擦因数μ=0.50,重力加速度g=10m/s2.求:
(1)带电体运动到圆形轨道的最低点B时,圆形轨道对带电体支持力的大小;
(2)带电体在水平轨道上的释放点P到B点的距离;
(3)带电体第一次经过C点后,落在水平轨道上的位置到B点的距离.
【考点】带电粒子在匀强电场中的运动;动能定理的应用.
【分析】(1)带电体运动到圆形轨道的最低点B时,由重力和轨道的支持力的合力提供带电体的向心力,由牛顿第二定律求出轨道的支持力;
(2)带电体从P运动到B过程,运用动能定理即可求出PB间的距离;
(3)带电体从B运动到C的过程中,由动能定理求出经过C点时的速度大小.带电体离开C点后,受到重力和电场力作用,运用运动的分解法研究:在竖直方向上做自由落体运动,水平方向做匀减速运动,根据牛顿第二定律和运动学公式结合,即可进行求解.
【解答】解:(1)设带电体在B点受到的支持力为FN,
由牛顿第二定律得:FN﹣mg=m,解得:FN=7.25N;
(2)设PB间的距离为s,由于动能定理得:
(qE﹣μmg)s=mvB2﹣0,解得:s=2.5m;
(3)设带电体运动到C点的速度为vC,
由动能定理得:,
带电体离开C点后在竖直方向上做自由落体运动,2R=gt2,
在水平方向上做匀减速运动,设在水平方向的加速度大小为a,
依据牛顿第二定律:qE=ma,
设落在水平轨道上的位置到B点的距离为x,
水平方向位移:x=vct﹣at2,解得:x=0.40m;
答:(1)带电体运动到圆形轨道的最低点B时,圆形轨道对带电体支持力的大小为7.25N;
(2)带电体在水平轨道上的释放点P到B点的距离为2.5m;
(3)带电体第一次经过C点后,落在水平轨道上的位置到B点的距离为0.40m.
2016年11月27日
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