云南省昆明市东川明月中学2024-2025学年高二上学期第一次月考物理试卷
展开1.A、B是一条电场线上的两个点,一带负电的微粒仅在电场力作用下以一定初速度从A点沿电场线运动到B点,其速度﹣时间图象如图所示.则这一电场可能是下图中的( )
A.B.C.D.
2.如图,带箭头的实线表示某静电场的电场线,虚线表示其等势面。已知a、b、c三点的电场强度大小分别为Ea、Eb、Ec,电势分别为φa、φb、φc。则( )
A.Ea<Eb,φb=φcB.Ea>Eb,φa>φb
C.Ea>Eb,φa<φbD.Ea=Ec,φb=φc
3.如图所示,在竖直放置的光滑半圆形绝缘细管的圆心O处放一点电荷。现将质量为m、电荷量为q的小球从半圆形管的水平直径端点A静止释放,小球沿细管滑到最低点B时,对管壁恰好无压力。若小球所带电量很小,不影响O点处的点电荷的电场,则置于圆心处的点电荷在B点处的电场强度的大小为( )
A.B.C.D.
4.如图所示,质量相等的两个带电液滴1和2从水平方向的匀强电场中O点自由释放后,分别抵达B、C两点,若AB = BC,则它们带电荷量之比等于( )
A.1∶2B.∶1C.1∶D.2∶1
5.如图所示,一圆心为O、半径为R的圆中有两条互相垂直的直径AC和BD,电荷量分别为+ Q、-Q的点电荷放在圆周上,它们的位置关系关于AC对称,+Q与O点的连线和OC间夹角为60°。两个点电荷的连线与 AC的交点为P,取无穷远电势为零,则下列说法正确的是( )
A.P点的场强为0,电势也为0
B.A点电势低于C点电势
C.点电荷+q沿直线从A到C的过程中电势能先减小后增大
D.点电荷-q在B点具有的电势能小于在D点具有的电势能
6.如图所示,质量为m,带电量为q的微粒,以初速度从A点竖直向上射入空气中的沿水平方向的匀强电场中,粒子通过电场中B点时,速率,方向与电场的方向一致,则A、B两点的电势差为( )
A.B.C.D.
7.如图所示,长为l、倾角为θ的光滑绝缘斜面处于电场中,一带电荷量为+q、质量为m的小球以初速度从斜面底端A点开始沿斜面向上运动,当到达斜面顶端B点时,速度仍为,则( ).
A.A、B两点之间的电压一定等于
B.小球在B点时的电势能一定大于在A点时的电势能
C.若电场是匀强电场,则该电场的电场强度的最大值一定为
D.若该电场是斜面中点正上方某点的点电荷Q产生的,则Q一定是正点电荷
二、多项选择题∶本题共3小题,每小题 6 分,共 18分。在每小题给出的四个选项中,有
多个选项是符合题目要求的。全部选对的得6 分,选对但不全的得3 分,有错选的得0 分。
8.某静电场中的电场线如图所示,带电粒子在电场中仅受电场力作用,其运动轨迹如图中虚线所示,由M点运动到N点,以下说法正确的是( )
粒子必定带负电荷
粒子在M点的加速度大于它在N点的加速度
粒子在M点的加速度小于它在N点的加速度
粒子在M点的动能小于它在N点的动能
9.加速度的测量可以使用电容式加速度传感器,其结构原理图如图所示,质量块右侧连接轻质弹簧,左侧连接电介质,弹簧与电容器固定在外框上,质量块带动电介质移动改变电容,下列说法正确的是( )
A.电介质插入极板越深,电容器电容越小
B.电介质插入极板越深,电容器电容越大
C.当电介质抽出极板时,电流从a点流向b点
D.当电介质抽出极板时,电流从b点流向a点
10.所示,一个电荷量为的点电荷甲,固定在绝缘水平面上的O点。另一个电荷量为+q、质量为m的点电荷乙,从A点以初速度v0沿它们的连线向甲运动,运动到B点时速度为v,且为运动过程中速度的最小值。已知点电荷乙受到的阻力大小恒为f,AB间距离为L0,静电力常量为k,则下列说法正确的是( )
A.点电荷乙从A点向甲运动的过程中,加速度逐渐增大
B.点电荷乙从A点向甲运动的过程中,其电势能一直减小
C.OB间的距离为
D.在点电荷甲形成的电场中,AB间电势差UAB=12mv2-12mv02q
三、实验题∶本题共 2 小题,每空2分,共 16 分。把答案写在答题卡中指定的答题处,不要求写出演算过程。
11.如图甲所示是观察电容器的充、放电现象实验装置的电路图。电源输出电压恒为8V,S是单刀双掷开关,G为灵敏电流计,C为平行板电容器。(已知电流)
(1)当开关S接________时(选填“1”或“2”),平行板电容器充电,在充电开始时电路中的电流比较________(选填“大”或“小”)。电容器放电时,流经G表的电流方向与充电时________(选填“相同”或“相反”)。
(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,已知图线与横轴所围的面积约为41个方格,可算出电容器的电容为______F。
(3)在电容器放电实验中,接不同的电阻放电,图丙中a、b、c三条曲线中对应电阻最大的一条是________(选填“a”“b”或“c”)。
12.某学习小组为探究平抛运动的规律,使用小球、频闪仪、照相机、刻度尺等进行了如下实验。
①将小球以某初速度水平抛出,使用频闪仪和照相机对运动的小球进行拍摄;
②某次拍摄时,小球在抛出瞬间频闪仪恰好闪光,拍摄的照片编辑后如图所示,图中A处为小球抛出瞬间的影像,AB、BC之间各被删去了1个影像;
③经测量,AB、BC两线段的长度之比为a:b。
已知频闪仪每隔时间T发出一次闪光,重力加速度大小为g,忽略空气阻力。
(1)AB、BC之间的水平距离理论上满足xAB xBC(填“大于”或“等于”或“小于”);
(2)BC之间实际下落的竖直高度为 (用g、T表示);
(3)小球抛出时的初速度大小为 (用g、T、a、b表示)。
四、计算题∶本题共 3 小题,共38 分。把答案写在答题卡中指定的答题处,要求写出必要的文字说明、方程式和演算步骤。
13.(8分)如图所示,喷墨打印机中的墨滴在进入偏转电场之前会被带上一定量的电荷,在电场的作用下使电荷发生偏转到达纸上。已知两偏转极板长度L=1.5×10-2m,两极板间电场强度E=1.2×106N/C,墨滴的质量m=1.0×10-13kg,电荷量q=1.0×10-16 C,墨滴在进入电场前的速度v0=15m/s,方向与两极板平行。不计空气阻力和墨滴重力,假设偏转电场只局限在平行极板内部,忽略边缘电场的影响。求:
(1)判断墨滴带正电荷还是负电荷?
(2)求墨滴在两极板之间运动的时间;
(3)求墨滴离开电场时在竖直方向上的位移y。
14.(14分)如图所示,带负电的小球A固定,带电量为—q1(q1>0),带电量为q2(q2>0)的小球B静止在水平向右的匀强电场中。小球A与小球B的连线与竖直方向AC的夹角θ=37°,AC=AB=L 。 静电力常量为k,重力加速度为g,sin37°=0.6,cs37°=0.8,小球B可视为质点,其带电量不影响小球A的电场和匀强电场。求:
(1)小球B的质量;
(2)C、B两点间的电势差。
15.(16分)如图所示,BCDG是光滑绝缘的圆形轨道,位于竖直平面内,轨道半径为R,下端与水平绝缘轨道在B点平滑连接,整个轨道处在水平向左的匀强电场中,现有一质量为m、带正电的小滑块(可视为质点)置于水平轨道上,滑块受到的电场力大小为,滑块与水平轨道间的动摩擦因数为0.5,重力加速度为g。
(1)若滑块从水平轨道上距离B点s = 3R的A点由静止释放,滑块到达与圆心O等高的C点时速度为多大?
(2)若滑块从水平轨道上距离B点s = 10R的A点由静止释放,求滑块到达D点时受到轨道的作用力大小?
(3)改变s的大小仍使滑块由静止释放,且滑块始终沿轨道滑行,并从G点飞出轨道,求s的最小值。
参考答案
11. 1 大 相反 4.1×10-4F c
【详解】(1)[1][2][3]充电时必须将电容器接电源,故将开关S接1时,平行板电容器充电,在充电开始时电路中的电流比较大,之后电流减小,当电容器充满电时,电流为零;电容器充电时,上板接电源正极,所以电容器上板带正电,充电时负电荷流出电容器上板,放电时负电荷流入上极板,所以流经G表的电流方向与充电时相反;
(2)[4]I-t图线与时间轴所围成的面积表示电荷量,每个小格表示的电荷量为
图乙可知
根据
代入数据解得
(3)[5]在电容器放电实验中,根据
可知,电阻越大,放电电流的最大值越小,由图可知,c图线的最大电流最小,故c图线对应的电阻最大。
12. 等于 6gT2
【详解】(1)[1]由于小球在水平方向做匀速直线运动则AB、BC之间的水平距离理论上满足xAB等于xBC。
(2)[2]已知每相邻两个球之间被删去1个影像,故相邻两球的时间间隔为
t = 2T
又因为小球在抛出瞬间频闪仪恰好闪光,则AB之间的竖直位移为
AC之间的竖直位移为
则BC之间的竖直位移为
hAC - hAB = 6gT2
(3)[3]由于小球在水平方向做匀速直线运动,则
xAB = xBC = 2v0T
则
且
LAB:LBC = a:b
联立有
13.(1)负电荷;(2)1.0×10-3s;(3)6.0×10-4m
【解析】(1)墨粉滴偏转的方向与电场线的方向相反,所以带负电荷。
(2)墨滴在水平方向做匀速直线运动,那么墨滴在两板之间运动的时间
t=
代入数据可得
t=1.0×10-3s
(3)墨滴在竖直方向做初速度为零的匀加速直线运动
a=
代入数据可得
a=1.2×103m/s2
离开偏转电场时在竖直方向的位移
y=at2
代入数据可得
y=6.0×10-4m
14.(1);(2)
【分析】对小球B进行受力分析,根据平衡关系可求解各力的大小,再根据库仑定律公式求解质量。根据受力分析求得匀强电场强度E,再根据公式U=Ed求解电势差。
【详解】(1)对小球B进行受力分析,如图所示
根据平衡条件得
由库仑定律得
联立解得
(2)根据小球B的受力分析可知
由电场力公式有
联立解得
C、B两点间的电势差为
解得
15.(1);(2)0;(3)s = 11.5R
【分析】运用竖直平面圆周运动和动能定理结合知识解题。
【详解】(1)若滑块从水平轨道上距离B点s = 3R的A点由静止释放,设滑块到达C点时的速度为vC,从A点到C点过程运用动能定理,得
解得
(2)若滑块从水平轨道上距离B点s = 10R的A点由静止释放,设滑块到达D点时的速度为vD,从A点到D点过程运用动能定理,得
解得
在D点,运用圆周运动知识,竖直方向的合力提供向心力,得
解得
FN= 0
滑块到达D点时受到轨道的作用力大小为0。
(3)等效竖直平面圆周运动,要使滑块从G点飞出,则必须可以通过等效最高点,当恰好通过等效最高点时,满足题意的s最小。
等效重力由重力和电场力的合力提供
等效重力与重力的夹角
所以
θ = 37°
当恰好通过等效最高点时的速度设为v,则此时满足
从A点由静止释放到达等效最高点过程,由动能定理,得
解得
smin= 11.5R
【点睛】学会运用等效竖直平面运动解题,使问题模型化简单化,是解题的关键。
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
A
B
C
D
D
C
A
CD
BD
BC
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