福建省福州市马尾第一中学等六校2024-2025学年高二上学期期中联考物理试题
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(时间:75分钟 总分:100分)
命题校:福清三中
一、单项选择题(6题*4分=24分)
1.下列说法中正确的是( )
A.带电粒子在电场中由静止释放后,运动方向始终和电场线相切
B.一个均匀带电球,电荷量为 Q,距离球心 r 处的场强为 E=kQ /r2,此时可以把带电球看成电荷集中到球心处的点电荷
C.电场线越密的地方场强越大,所以等差等势面越密的地方电势也越大
D.两点间的电势差等于将单位正电荷从 A 点移到 B 点时静电力所做的功
【答案】D【难度】0.85
【详解】A、只有当电场线是直线,且带电粒子从静止开始或初速度与电场线共线时,其运动轨迹才沿电场线,故A错误;B、均匀带电的球壳在球外空间产生的电场等效于电荷集中于球心处产生的电场,分析内部场时不能把带电球看成电荷集中到球心处的点电荷,故B错误;
C、电场线越密的地方场强越大,等差等势面越密的地方场强也越大,但电势不一定越大,沿电场线的方向,电势降低,故C错误;D、A、B两点的电势差等于将正电荷从A点移到B点时电场力所做的功与电荷量的比值,即有A、B两点间的电势差等于将单位正电荷从 A 点移到 B 点时静电力所做的功,故D正确;故选D.
【点睛】关键知道只有当电场线是直线,且带电粒子从静止开始或初速度与电场线共线时,其运动轨迹才沿电场线;电场线与等势面垂直.电场线密的地方电场的强度大,电场线疏的地方电场的强度小,沿电场线的方向,电势降低;A、B两点的电势差等于将单位正电荷从A点移到B点时电场力所做的功与电荷量的比值.
2.如图所示,一重力不计的带电粒子以某一速度进入负点电荷形成的电场中,且只在电场力作用下依次通过、、三点,其中点是轨迹上距离负点电荷最近的点。若粒子在点和点的速率相等,则( )
A.粒子在、两点时的加速度相同
B.粒子可能带负电且做匀速圆周运动
C.粒子在点时的加速度最大、电势能最大
D.、两点的电势差等于、两点的电势差
【答案】D【难度】0.85
【详解】A.由于粒子在M、P两处受到的电场力方向不同,所以加速度方向不相同,加速度不同,故A错误。B.由物体做曲线运动的条件可知,粒子带正电,要使粒子做匀速圆周运动即要粒子的速度与电场力垂直,则粒子不可能做匀速圆周运动,故B错误。C.根据电场线的疏密可得,N点处的电场线最密,所以粒子在N点时受到的电场力最大,加速度最大,N点的电势在三点中最低,所以带正电的粒子在N点的电势能最小,故C错误。D.由于粒子在M点和P点的速率相等,根据动能定理可知,从M点到N点,从P点到N点,电场力做功相等,根据 可知UMN=UPN,故D正确。故选:D。
如图所示,虚线是某静电场的一簇等势线,边上标有电势的值。一带电粒子只在电场力作用下恰能沿图中的实线从A经过B运动到C。下列说法中正确的是( )
A.粒子一定带负电
B.A处场强大于C处场强
C.粒子在A处电势能小于在C处电势能
D.粒子从A到B电场力所做的功大于从B到C电场力所做的功
【答案】C【难度】0.65
【详解】A.根据电场线与等势面垂直且由高电势指向低电势,可知电场线方向大致向左,根据粒子轨迹的弯曲方向可知,粒子所受的电场力方向大致向左,则知粒子一定带正电,故A错误;B.等差等势面的疏密反映电场强度的大小,A处场强小于C处场强,故B错误;C.粒子带正电,根据可知粒子在A处电势能小于在C处电势能,故C正确;D.由于电势差相同,根据知,电场力做功相同,故D错误。故选B。
4.如图,已知带电小球A、B(可视为质点)的电荷分别为QA、QB,OA=OB,都用长L的丝线悬挂在O点。静止时A、B相距为d。为使平衡时A、B间距离减为,可采用以下哪些方法( )
A.将小球A、B的质量都增大到原来的4倍
B.将小球B的质量增大到原来的4倍
C.将小球A的电荷量减小到原来的
D.将小球A、B的电荷量都减小到原来的一半
【答案】C【难度】0.65
【详解】对B受力分析,可知受重力、丝线的拉力及库仑力,如图所示
将拉力及库仑力合成,其合力应与重力大小相等、方向相反,根据相似三角形原理可得=,而库仑力,即==,解得
AB.由表达式可知,d只与B的质量有关,与A的质量无关;若将小球A、B的质量都增大到原来的4倍或将小球B的质量增大到原来的4倍,则平衡时A、B间距离,故AB不符合题意;C.将小球A的电荷量减小到原来的,则平衡时A、B间距离,故C符合题意;D.将小球A、B的电荷量都减小到原来的一半,则平衡时A、B间距离,故D不符合题意。故选C。
5.如图所示,电荷量为q的点电荷在均匀带电薄板上方2d处,点电荷到带电薄板的垂线通过薄板的几何中心,A、B为垂线上两点,到薄板的距离均为d、将一带电小球置于B点,释放时的加速度恰好等于重力加速度g。已知静电力常量为k,则( )
A.薄板带正电荷
B.薄板在A点产生电场的方向竖直向上
C.薄板在B点产生电场的场强大小为
D.若将带电小球移到A点释放,其加速度仍等于重力加速度g
【答案】C【难度】0.4
【详解】AB.将一带电小球置于B点,释放时的加速度恰好等于重力加速度g,所以小球此位置只受重力作用,此可知电荷量为q的点电荷和均匀带电薄板在B点产生的场强等大反向,均匀带电薄板在B点产生的场强竖直向上,由此可知薄板负电荷,根据对称性可知,薄板在A点产生电场的方向竖直向下,故AB错误;C.B点,释放时的加速度恰好等于重力加速度g,有,故C正确;D.若将带电小球移到A点释放,根据对称性可知薄板在A点产生电场与在B点产生电场等大反向,则,由牛顿第二定律知>g,故D错误。故选C。
6.如图所示,平面内直线AB和CD垂直相交于O点,A、B关于O点对称,C、D也关于O点对称,M是AO的中点,N是OB的中点,且﹐说法错误的是( )
A.若将电荷量为的点电荷放置在O点,则C、M、D、N四点场强大小相等
B.若将电荷量为和的点电荷分别放置在M点和N点,则电势
C.若在M点和N点各放置一个等量同种正点电荷,将一电子从C点以恰当的速度释放,电子不可能在M、N点连线的中垂面做匀速圆周运动
D.若空间存在一平行于ABCD所在平面的匀强电场,且A、B、C三点的电势分别为、、,则匀强电场的场强大小为
【答案】C【难度】0.4
【详解】A.若将电荷量为的点电荷放置在点,则、、、四点场强大小相同,方向不同,故A正确;B.若将电荷量为和的点电荷分别放置在点和点,根据等量异种点电荷的中垂线电势为零,A更靠近正点电荷,B更靠近负点电荷,所以电势,故B正确;C.若在点和点各放置一个等量同种正点电荷,在M、N点连线的中垂面上的电子所受电场力合力的方向沿电子所在位置指向中点O,若以恰当的速度释放电子,电场力大小刚好等于电子所需的向心力时,则电子能在M、N点连线的中垂面做匀速圆周运动,故C错误;D.若空间存在一平行于所在平面的匀强电场,且A、、三点的电势分别为、、,在匀强电场中沿任意方向电势降落是均匀的,可知将AB间的电势降分成4等份,则,,所以MC为等势线,作出垂线可得电场线的方向,如下图,由此可得电场强度大小为故D正确。本题选错误项,故选C。
二、双项选择题(4题*6分=24分,错答不得分,漏答得3分)
7.指纹识别技术有很广泛的应用,其识别原理是:一半导体基板上排列了大量金属颗粒,每一个金属颗粒充当电容器的一极,其外表面绝缘.当手指贴在金属颗粒的外表面时构成了电容器的另一极,由于手指指纹深浅不同,峪(指纹深处)和嵴与半导体电容感应颗粒形成的电容值大小不同.下列说法正确的是( )
A.手指的嵴处与半导体基板上对应的金属颗粒距离近,电容小
B.手指的嵴处与半导体基板上对应的金属颗粒距离近,电容大
C.将金属颗粒都充电至某一参考电压后保持电压不变,手指的嵴处的电场强度大于峪处的电场强度
D.将金属颗粒都充电至某一参考电压后保持电压不变,手指的嵴处的电场强度小于峪处的电场强度
【答案】BC【难度】0.85
【详解】AB.根据电容,知手指的嵴处与半导体基板上对应的金属颗粒距离近,电容大,A错误B正确;CD.根据,可知手指的嵴处的电场强度大于峪处的电场强度, D错误C正确。故选BC。
8.图甲是电阻器D的伏安特性曲线,若将它与两个定值电阻R1,R2并联后接在恒压电源两端,3个用电器消耗的电功率均为P。现将它们按图乙的方式连接后接在该电源两端,设D、R1和R2消耗的电功率分别是PD、P1和P2,则( )
A.PD>PB.PD>P2C.P1>4P2D.P1=4P2
【答案】BC
【难度】0.75
【详解】由题意可知,电阻器D与两个标准电阻R1、R2并联后接在电压恒为U的电源两端,三个用电器消耗的电功率均为P,此时三个电阻的阻值相等;当将它们连接成如图乙所示的电路,接在该电源的两端时,电阻器D的电压小于电源的电压,由甲图象可知,电阻器D的电阻减小,则有,而RD与R2并联,电压相等,根据功率公式可知,根据欧姆定律得知,电流,又,得到,,,则
故选BC。
9.两电荷量分别为q1和q2的点电荷固定在x轴上的A、B两点,两电荷连线上各点电势随坐标x变化的关系图象如图所示(取无穷远处电势为零),其中P点电势最高,且xAP
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