湖南省常德市汉寿县第一中学2022-2023学年高二上学期第三次段考考物理试卷(Word版含答案)
展开2022年下学期高二物理第三次周考试卷
时量 75分钟 总分100分
一、单项选择题(本题共8小题,每题只有一个选项正确,每小题5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.由E= 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.由C= 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.由E=k 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.由UAB= 知,带电荷量为1 C的正电荷,从A点移动到B点克服电场力做功为
1 J,则A、B两点间的电势差为-1 V
2.空间存在甲、乙两相邻的金属球,甲球带正电,乙球原来不带电,由于静电感应,两球在空间形成了如图所示稳定的静电场.实线为其电场线,虚线为其等势线,A、B两点与两球球心连线位于同一直线上,C、D两点关于直线AB对称,则 ( )
A.A点和B点的电势相同
B.C点和D点的电场强度相同
C.正电荷从A点移至B点,静电力做正功
D.负电荷从C点沿直线CD移至D点,电势能先增加后减少
3. 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时的运动轨迹,P、R、Q是这条轨迹上的三点,由此可知 ( )
A.带电粒子在R点时的速度大于在Q点时的速度
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点的加速度小于在Q点的加速度
4.如图甲所示,两个平行金属板P、Q正对竖直放置,两板间加上如图乙所示的交变电压.t=0时,Q板比P板电势高U0,在两板的正中央M点有一电子在电场力作用下由静止开始运动(电子所受重力可忽略不计),已知电子在0~4t0时间内未与两板相碰.则电子速度方向向左且速度大小逐渐减小的时间段是 ( )
A.0
A.A、D两点场强相同
B.E、O、F三点比较,O点电势最高
C.E、O、F三点比较,O点场强最弱
D.B、O、C三点比较,O点场强最强
6.一带电粒子在电场中仅在电场力作用下,从A点运动到B点,速度大小随时间变化的图象如图所示,
tA、tB分别是带电粒子在A、B两点对应的时刻,则下列说法中正确的有 ( )
A.A处的场强一定大于B处的场强
B.A处的电势一定高于B处的电势
C.带电粒子在A处的电势能一定小于在B处的电势能
D.带电粒子从A到B的过程中,所受电场力一定做正功
7.如图,真空中a、b、c、d四点共线且等距.先在a点固定一点电荷+Q,测得b点场强大小为E。若
再将另一等量异种点电荷-Q放在d点,则 ( )
A.b点场强大小为E B.c点场强大小为E
C.b点场强方向向左 D.c点电势比b点电势高
8.如图所示,四个质量均为m、带电荷量均为+q的微粒a、b、c、d距离地面的高度相同,以相同的水平速度被抛出,除了a微粒没有经过电场外,其他三个微粒均处在电场强度大小为E的匀强电场(mg>qE),这四个微粒从被抛出到落地所用的时间分别是ta、tb、tc、td,不计空气阻力,则 ( )
A.tb
9.(多选)两个带电荷量相同的正点电荷,固定在图中P、Q两点,MN为PQ连线的中垂线,交PQ于O点,A点为MN上的一点.一带负电的试探电荷q,从A点由静止释放,只在静电力作用下运动.取无限远处的电势为零,则 ( )
A.q由A向O的运动是匀加速直线运动
B.q由A向O运动的过程电势能逐渐减小
C.q运动到O点时的动能最大
D.q运动到O点时电势能为零
10.(多选)如图所示,两个固定的等量异种点电荷所形成电场的等势面如图中虚线所示,一带电粒子以某一速度从图中a点进入电场,其运动轨迹为图中实线所示,若粒子只受静电力作用,则下列关于带电粒子的判断正确的是 ( )
A.带正电
B.速度先变大后变小
C.电势能先变大后变小
D.经过b点和d点时的速度大小相同
11.(多选)如图所示,电路中A、B为两块竖直放置的金属板,C是一只静电计,合上开关S后,静电
计指针张开一定角度,下述做法可使静电计指针张角增大的是 ( )
A.使A、B两板靠近一些
B.使A、B两板正对面积减小一些
C.断开S后,使B板向右平移一些
D.断开S后,使A、B正对面积减小一些
12.(多选)如图所示,平行金属板A、B之间有加速电场,C、D之间有偏转电场,M为荧光屏.今有质子、氘核和α粒子均从A板由静止开始经加速电场加速后垂直于电场方向进入偏转电场,最后打在荧光屏上.已知质子、氘核和α粒子的质量之比为1∶2∶4,电荷量之比为1∶1∶2,则下列判断正确的是 ( )
A.三种粒子从B板运动到荧光屏经历的时间相同
B.三种粒子打到荧光屏上的位置相同
C.加速电场的静电力对三种粒子做功之比为1∶2∶4
D.偏转电场的静电力对三种粒子做功之比为1∶1∶2
13.(多选)在x轴上有两个点电荷q1、q2,其静电场的电势φ在x轴上的分布如图所示.下列说法正
确的有 ( )
A.q1和q2带有异种电荷
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,受到的电场力增大
二、非选择题(本题共3小题,共30分)
14.(8分)如图所示,两平行金属板A、B间有一匀强电场,C、D为电场中的两点,且CD=4 cm,其连线的延长线与金属板A成30°角.已知电子从C点移到D点的过程中电场力做功为-4.8×10-17 J,元电荷e=1.6×10-19 C.求:
(1)C、D两点间的电势差UCD、匀强电场的场强大小E;
(2)若选取A板的电势φA=0,C点距A板1 cm,电子在D点的电势能为多少?
15.(10分)如图所示,水平绝缘轨道AB长L=4 m,离地高h=1.8 m,A、B间存在竖直向上的匀强电场.一质量m=0.1 kg、电荷量q=-5×10-5 C的小滑块,从轨道上的A点以v0=6 m/s的初速度向右滑动,从B点离开电场后,落在地面上的C点.已知C、B间的水平距离x=2.4 m,滑块与轨道间的动摩擦因数μ=0.2,取g=10 m/s2,不计空气阻力.求:
(1)滑块离开B点时速度的大小;
(2)滑块从A点运动到B点所用的时间;
(3)匀强电场的场强E的大小.
16.(12分)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右侧距PQ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,重力不计)无初速度地放入电场E1中的A点,最后电子打在右侧的足够大的屏上,A点到MN的距离为,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tan θ;
(3)电子打到屏上的点P′到点O的距离x.
2022年下学期高二物理第三次周考试卷
参考答案
1、答案 D
解析 电场强度E与F、q无关,由电场本身决定,A错误;电容C与Q、U无关,由电容器本身决定,B错误;E=k是点电荷电场强度的决定式,C错误;由UAB=可知,D正确.
2、答案 C
解析 由题图可知φA>φB,所以正电荷从A移至B,电势减小,静电力做正功,故A错误,C正确;C、D两点电场强度大小相等、方向不同,故B错误;负电荷从C点沿直线CD移至D点,电势能先减少后增加,故D错误.
3、答案 A
解析 根据电场线的疏密程度可以得出ER>EQ,根据牛顿第二定律有qE=ma,可知aR>aQ,故D项错误;由于带电粒子在运动过程中只受电场力作用,只有动能与电势能之间的相互转化,则带电粒子的动能与电势能之和保持不变,故C项错误;根据粒子做曲线运动的轨迹与速度、合外力的关系可知,带电粒子在R处所受电场力的方向沿电场线向右,假设粒子从Q向P运动,则电场力做正功,所以电势能减小,动能增大,速度增大,假设粒子从P向Q运动,则电场力做负功,所以电势能增大,动能减小,速度减小,故A项正确,B项错误.
4、答案 D
解析 开始时Q板电势比P板高,电子受到的电场力向右,因此在0
解析 电场线的疏密表示场强的大小,电场线的切线方向表示场强的方向.由题图甲可以判断出A、D两点场强大小相等,方向相同,选项A正确;等量异号点电荷连线的中垂线是一等势面,所以E、O、F三点的电势是相等的,选项B错误;E、O、F三点比较,由题图甲可以判断O点附近电场线最密,故O点场强最强,选项C错误;B、O、C三点比较,O点附近电场线最疏,故O点场强最弱,选项D错误.
6、答案 D
解析 根据v-t图象的斜率表示加速度可知,从A点运动到B点的过程中带电粒子的加速度增大,则其所受的电场力增大,则电场强度E增大,A处的场强一定小于B处的场强,故A错误;从A到B带电粒子的速度增大,动能增大,由能量守恒定律知其电势能减小,电场力做正功,故C错误,D正确;由于粒子电性未知,无法判断A、B两点电势高低,故B错误.
7、答案 B
解析 设ab=bc=cd=L,+Q在b点产生的场强大小为E,方向水平向右,由点电荷的场强公式得:E=k,-Q在b点产生的场强大小为E1=k=E,方向水平向右,所以b点的场强大小为Eb=E+E=E,方向水平向右,故A、C错误;根据对称性可知,c点与b点的场强大小相等,为E,方向水平向右,故B正确;电场线方向从a指向d,而沿着电场线方向电势降低,则c点电势比b点电势低,故D错误.
8、答案 D
解析 根据四个微粒所受静电力的情况可以判断出,竖直方向上的加速度大小关系为ab>aa=ad>ac,又由h=at2得tb
解析 q由A向O运动的过程中,电场力的方向始终由A指向O,但力的大小变化,所以电荷q做变加速直线运动,电场力做正功,电势能减小,q通过O点后在电场力的作用下做变减速运动,所以q运动到O点时速度最大,动能最大,电势能最小,因无限远处的电势为零,则O点的电势φ>0,所以q在O点时的电势能不为零,故选项B、C正确,选项A、D错误.
10、答案 CD
解析 根据粒子的运动轨迹及等势面的分布可知,粒子带负电,选项A错误;粒子从a到c再到e的过程中电场力先做负功后做正功,速度先减小后增大,电势能先增大后减小,选项B错误,C正确;因为b、d两点在同一等势面上,所以粒子在b、d两点的电势能相同,粒子经过b点和d点时的速度大小相同,选项D正确.
11、答案 CD
解析 静电计显示的是A、B两极板间的电压,指针张角越大,表示两板间的电压越高.当合上S后,A、B两板与电源两极相连,板间电压等于电源电压,电源电压不变,静电计指针张角不变,故A、B错误;当断开S后,板间距离增大,正对面积减小,都将使A、B两板间的电容变小,电容器所带的电荷量不变,由C=可知,板间电压U增大,则静电计指针张角增大,故C、D正确.
12、答案 BD
解析 设加速电场的电压为U1,偏转电场的电压为U2,偏转极板的长度为L,板间距离为d.在加速电场中,静电力做的功W=qU1,故加速电场的静电力对三种粒子做功之比等于电荷量之比,即1∶1∶2,故C错误;由qU1=mv可知,粒子经加速电场获得的速度v0= ,三种粒子从B板运动到荧光屏的过程,在水平方向做速度为v0的匀速直线运动,由于三种粒子的比荷不同,则v0不同,所以三种粒子从B板运动到荧光屏经历的时间不同,故A错误;根据y=可知,y与粒子的种类、质量、电荷量无关,故三种粒子偏转距离相同,打到荧光屏上的位置相同,故B正确;偏转电场中静电力做功为W=,则W与q成正比,三种粒子的电荷量之比为1∶1∶2,则偏转电场的静电力对三种粒子做功之比为1∶1∶2,故D正确.
13、答案 AC
解析 由题图可知,两点电荷q1和q2带有异种电荷,故A正确;在φ-x图象中,图象切线的斜率大小表示电场强度大小,则x1处的电场强度不为零,故B错误;x1到x2,电场强度逐渐减小,负电荷受到的电场力逐渐减小,故D错误;由Ep=φq可知,负电荷在电势高处的电势能小,则负电荷从x1移到x2,电势能减小,故C正确.
14、答案 (1)300 V 1.5×104 V/m (2)7.2×10-17 J
解析 (1)电子从C点移到D点
UCD== V=300 V(2分)
E== V/m=1.5×104 V/m(2分)
(2)d=dCDsin 30°+1 cm=3 cm
UAD=Ed=1.5×104×3×10-2 V=450 V(2分)
由UAD=φA-φD和φA=0得
φD=-450 V
电子在D点的电势能为
Ep=qφD=-1.6×10-19×(-450) J=7.2×10-17 J.(2分)
15、答案 (1)4 m/s (2)0.8 s (3)5×103 N/C
解析 (1)从B到C过程中,有h=gt2(1分)
x=vBt(1分)
解得vB=4 m/s(1分)
(2)从A到B过程中,有L=t′(2分)
解得t′=0.8 s(1分)
(3)在电场中运动时,小滑块受力如图所示,
由牛顿第二定律得μ(mg+E|q|)=m|a|(2分)
由运动学公式,有vB2-v02=2aL(1分)
解得E=5×103 N/C.(1分)
16、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==(1分)
v=a1t1(1分)
则t1=(1分)
从MN到打到屏的过程中运动的时间:t2==2(1分)
则运动的总时间为t=t1+t2=3 .(1分)
(2)设电子射出电场E2时平行于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==(1分)
t3=(1分)
vy=a2t3
tan θ=(1分)
联立解得:tan θ=2.(1分)
(3)电子的运动轨迹如图所示,将电子离开电场E2后的速度方向反向延长,交AO于O′
由几何关系知:tan θ=(2分)
得:x=3L. (1分)
湖南省常德市汉寿县第一中学2023-2024学年高二上学期11月期中物理试题(Word版附解析): 这是一份湖南省常德市汉寿县第一中学2023-2024学年高二上学期11月期中物理试题(Word版附解析),共18页。试卷主要包含了单项选择题,多项选择题,实验题,计算题等内容,欢迎下载使用。
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