福建省福州市福清市西山学校高中部2023-2024学年高二上学期9月月考物理试卷(含解析)

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名称 福建省福州市福清市西山学校高中部2023-2024学年高二上学期9月月考物理试卷(含解析)
格式 docx
文件大小 964.0KB
资源类型 教案
版本资源 人教版(2019)
科目 物理
更新时间 2023-10-09 13:10:21

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文档简介

福清西山学校高中部2023-2024学年第一学期9月月考高二物理试卷
一、单选题(每空4分,共16分)
1.下列是某同学对电场中的概念、公式的理解,其中正确的是(  )
A.根据电场强度的定义式,电场中某点的电场强度与试探电荷的电荷量成反比
B.根据电容的定义式,电容器的电容与所带电荷量成正比,与两极板间的电压成反比
C.根据真空中点电荷电场强度公式,电场中某点电场强度与场源电荷的电荷量成正比
D.根据公式,带电量为1C的正电荷,从A点移动到B点克服电场力做功为1J,则A、B点的电势差为1V
2.如图(甲)所示中,AB是一个点电荷形成的电场中的一条电场线,图(乙)则是放在电场线上P、Q处检验电荷所受电场力的大小与其电荷量间的函数图象,电场方向由A指向B,由此可以判断(  )
A.场源电荷是正电荷,位于A侧
B.场源电荷是正电荷,位于B侧
C.场源电荷是负电荷,位于A侧
D.场源电荷是负电荷,位于B侧
3.图中虚线所示为静电场中的等势面1、2、3、4,相邻的等势面之间的电势差相等,其中等势面3的电势为0.一带正电的点电荷在静电力的作用下运动,经过a、b点时的动能分别为26 eV和5 eV.当这一点电荷运动到某一位置,其电势能变为-8 eV时,它的动能应为( )
A.8 eV B.13 eV
C.20 eV D.34 eV
4.如图所示,在平面直角坐标系中,有方向平行于坐标平面的匀强电场,其中坐标原点O处的电势为0V,点A处的电势为6V,点B处的电势为3V,则电场强度的大小为(  )
A. B.
C. D.
二、多选题(每空6分,共24分)
5.如图所示,图中虚线为某静电场中的等差等势线,实线为某带电粒子在该静电场中运动的轨迹,a、b、c为粒子的运动轨迹与等势线的交点,粒子只受电场力作用,则下列说法正确的是( )
A.粒子一定带正电
B.粒子在a点和在c点的加速度相同
C.粒子在a、c之间运动过程中的动能先增大后减小
D.粒子在a点的电势能比在b点时的电势能大
6.下列四幅图描述的场景依次为雷电击中避雷针(图甲)、高压输电线上方还有两条与大地相连的导线(图乙)、燃气灶中的针尖状点火器(图丙)、工人穿戴着含金属丝制成的工作服进行超高压带电作业(图丁),关于这四幅图所涉及的物理知识,下列说法正确的是( )

A.图甲中避雷针的工作原理主要是利用尖端放电避免雷击
B.图丙中的点火器是利用摩擦起电的原理进行点火的
C.图丙中的点火器的工作原理和图丁中工作服内掺入的金属丝的工作原理是相同的
D.图乙中与大地相连的两条导线所起作用和图丁中工作服内的金属丝所起的作用是相同的
7.图1中A、B、C是某电场中的一条电场线上的三个点,若将一正电荷从A点处由静止待放,仅在电场力作用下,正电荷沿电场线从A经过B到C,运动过程中的速度—时间图像如图2所示。下列说法正确的是(  )
A.在A、B、C三个点中,B点的电场强度最大
B.在A、B、C三个点中,C点的电势最低
C.在A、B、C三个点中,C点的电势最高
D.在A、B、C三个点中,正电荷在A点的电势能最大
8.微信运动步数的测量是通过手机内电容式加速度传感器实现的,如图所示,M极板固定,当手机的加速度变化时,N极板只能按图中标识的“前后”方向运动。图中R为定值电阻,下列对传感器描述正确的是(  )
A.静止时,电流表示数为零,电容器两极板不带电
B.N极板由静止突然向“前”运动,电容器的电容减小
C.N极板由静止突然向“后”运动,电流由b向a流过电流表
D.N极板由静止突然向“后”运动,电容器间的电场强度减小
三、填空题(每空2分,共20分)
9.将一个电量 -2×10-8 C的点电荷,从零电势点O移到M点需克服电场力做功4×10-8J,则M点电势φM= ;若将该电荷从M点再移至N点,电场力做功1.4×10-7J,则N点电势φN= 。
10.如图所示,两个可视为质点的金属球A、B质量都是m,带电荷量分别为和,用长为的绝缘细线相连,另用绝缘细线系住A悬挂于点而保持平衡。重力加速度为g,则连接的细线张力是 ,连接的细线张力是 。

11.如图所示,真空中,带电荷量分别为和的点电荷A、B相距r,则两点电荷连线的中点O的场强大小 ;在两点电荷连线的中垂线上,距A、B两点都为r的点的场强大小 方向 连线(选填“平行”或“垂直”)。

12.如图甲所示,为用传感器观察电容器放电过程的实验电路图。先使开关S与1端相连,电源E向电容器充电,然后把开关S掷向2端,电容器通过电阻R放电,传感器将电流信息传入计算机,屏幕上显示出电流随时间变化的图像,如图乙所示。

(1)在图甲中,开关S与1端相连,电源向电容器充电后,电容器的上极板带 (选填“正”或“负”)电;把开关S由1端掷向2端后,电容器通过电阻R放电,该放电过程中,通过电阻R的电流方向为 (选填“向左”或“向右”)。
(2)在图乙中,电流随时间变化的图线与纵坐标I、横坐标t围成的面积的物理意义为 。
四、解答题
13.(10分)在竖直墙壁的某点处,固定了一个电荷量为Q的带正电小球A,A球正上方距离A球高h处的O点,用绝缘细线悬挂了另一个质量为m的带正电小球B,两球均可视作点电荷。由于两球间库仑斥力作用,细线张开一定角度(角度未知),此时两球之间直线距离为r,静电力常量k,求小球B所带电荷量。
14.(14分)如图在真空中存在着竖直向下的匀强电场,场强为E.一根绝缘细线长为L,一端固定在图中的O点,另一端固定有一个质量为m、带电量为+q、可视为点电荷的小球,O点距离地面的高度为H,将小球拉至与O点等高的位置A处从静止释放.求:
(1)小球运动到O点正下方B点时的速度大小
(2)此刻细线对B点处的小球的拉力大小
(3)若小球通过B点时,细线恰好断开,求小球落地点与
O点的水平位移x.
15.(16分)如图所示,电容器左侧空间存在一匀强电场。一电荷量为,质量为的小球(可视为质点)从光滑水平面上点静止释放运动至点,以速度沿中线射入水平放置的平行板电容器,电容器极板长为,间距为d,距板右端处有一竖直屏M,小球最后垂直打在M上(已知重力加速度为)。求:
(1)匀强电场中、两点间的电势差;
(2)两板间的电场强度大小;
(3)小球在两板间偏转的距离。

参考答案:
1.C
【详解】A.电场强度取决于电场本身,与有无试探电荷无关,电场强度的定义式,只是为研究电场的性质方便,而定义的,A错误;
B.电容器的电容是描述电容器容纳电荷多少的物理量,电容大小取决于电容器的本身,不能理解成电容器的电容与所带电荷量成正比,与两极板间的电压成反比,B错误;
C.电场中某点电场强度是由场源电荷决定的,所以由真空中点电荷电场强度公式,可知电场中某点电场强度与场源电荷的电荷量成正比,与该点到场源电荷的距离的平方成反比,C正确;
D.由公式,可知带电量为1C的正电荷,从A点移动到B点克服电场力做功为1J,即电场力做功是 1J,则有
则A、B点的电势差为 1V,D错误。
故选C。
2.A
【详解】由电场强度的定义式得:F=Eq,则知:F-q图象的斜率表示电场强度大小,图线Q的斜率小于P的斜率,说明Q处场强小于P处的场强,该电场是由点电荷产生的,说明Q距离场源较远,即场源位置位于A侧;因为电场线的方向由A指向B,因此为正电荷。
故选A。
3.C
【详解】由题意,电荷经过a、b点时的动能分别为26eV和5eV,动能减小为21eV.而相邻的等势面之间的电势差相等,电荷在相邻等势面间运动时电场力做功相等,电势能变化量相等,则电荷从3等势面到4等势面时,动能减小7eV,电势能增大,等势面3的电势为0,电荷经过b时电势能为7eV,又由题,电荷经b点时的动能为5eV,所以电荷的总能量为E=Ep+Ek=7eV+5eV=12eV,其电势能变为-8eV时,根据能量守恒定律得到,动能应为20eV.
A.8 eV,与结论不相符,选项A错误;
B.13 eV,与结论不相符,选项B错误;
C.20 eV,与结论相符,选项C正确;
D.34 eV,与结论不相符,选项D错误;
4.A
【详解】OA的中点C的电势为3V,将C点与B点连接,如图,电场线与等势线垂直,
根据几何关系得
则OB沿电场线方向上的距离
所以电场强度
故选A。
【点睛】解决本题的关键知道电场线与等势线垂直,掌握匀强电场的电场强度大小与电势差的关系,即,注意d是沿电场线方向上的距离。
5.CD
【详解】由粒子的运动轨迹可知,粒子的电性与场源电荷的电性相反,但不能确定粒子的电性,选项A错误;粒子在a点和在c点所受的电场力大小相同,方向不同,则加速度大小相同,方向不同,选项B错误;粒子在a、c之间运动过程中,电场力先做正功,后做负功,则粒子的动能先增大后减小,选项C正确;从b到a电场力做负功,电势能变大,则粒子在a点的电势能比在b点时的电势能大,选项D正确;故选CD.
点睛:本题中解题的关键在于曲线的弯曲方向的判断,应掌握根据弯曲方向判断受力方向的方法;本题中告诉的是等势面,很多同学由于思维定势当成了电场线从而出现错解.
6.AD
【详解】A.避雷针的工作原理主要是利用尖端放电避免雷击,故A正确;
B.点火器是利用尖端放电的原理进行点火的,故B错误;
C.点火器是利用尖端放电的原理,工作服内掺入的金属丝的工作原理是静电屏蔽,故C错误;
D.与大地相连的两条导线所起的作用和图丁中工作服内的金属丝所起的作用是相同的,均为静电屏蔽,故D正确。
故选AD。
7.BD
【详解】A.根据图像的切线斜率表示加速度,可知正电荷在B点处的加速度最小,则正电荷在B点处受到的电场力最小,在A、B、C三个点中,B点的电场强度最小,故A错误;
BCD.根据图像可知,正电荷沿电场线从A经过B到C,速度逐渐增大,则电场力对正电荷做正功,电势能减小,则在A、B、C三个点中,正电荷在A点的电势能最大;根据
可知在A、B、C三个点中,A点的电势最高,C点的电势最低,故BD正确,C错误。
故选BD。
8.CD
【详解】A.静止时,电流表示数为零,但两极板与电源连接,带正、负电荷,A错误;
B.根据
N极板由静止突然向“前”运动,两板间距减小,电容器的电容增大,B错误;
C.N极板由静止突然向“后”运动,电容器电容减小,根据
两极板电势差不变,电荷量减小,电容器放电,由图可知,电流由b向a流过电流表,C正确;
D.N极板由静止突然向“后”运动,根据
电势差不变,两板间距变大,电容器间的电场强度减小,D正确。
故选CD。
9. -2V 5V
【详解】[1]由题意可知,从O点移到M点电场力做功W=-4×10-8J,根据公式W=qU可知
UOM=0-φM=2V

φM=-2V
[2]将电量-2×10-8C的点电荷从M点再移至N点电场力做功1.4×10-7J,根据公式W=qU可知
UMN=φM-φN=-7V

φN=5V
10.
【详解】[1][2]对整体进行分析
对B球分析

11. 平行
【详解】[1]点电荷A、B在连线中点的电场强度如下图

两点电荷连线的中点O的场强大小
[2] [3]A、B两点在点的场强如下图

在两点电荷连线的中垂线上,距A、B两点都为r的点的场强大小
方向平行AB方向向右。
12. 正 向左 电容器通过电阻R放电的电荷量(或“电容器充电后,电容器上所带的电荷量”)。
【详解】(1)[1][2]在图甲中,开关S与1端相连,电源向电容器充电后,电容器的上极板带正电;
把开关S由1端掷向2端后,电容器通过电阻R放电,该放电过程中,通过电阻R的电流方向为向左。
(2)[3]在图乙中,根据q=It可知,电流随时间变化的图线与纵坐标I、横坐标t围成的面积的物理意义为电容器通过电阻R放电的电荷量(或“电容器充电后,电容器上所带的电荷量”)。
13.
【详解】对小球受力分析如图
由相似三角形知识可得
解得
由库仑定律得
解得
14.(1)(2)3(mg+qE)(3)
【详解】(1)从A到B过程,由动能定理得:
小球到达B点时的速度为:
(2)在B点,由牛顿第二定律得:,解得:;
(3)对小球在绳断开后的类平抛运动:
由牛顿第二定律有:
竖直方向上有:
水平方向上有:,联立解得:.
点睛:本题考查了动能定理以及牛顿第二定律,知道小球做圆周运动沿半径方向上的合力提供向心力,注意类平抛运动的处理方法.
15.(1);(2);(3)
【详解】(1)小球通过匀强电场,由动能定理得
解得匀强电场中、两点间的电势差
(2)根据题意可知,小球在平行电容器间轨迹应向上偏转,做类平抛运动,飞出电容器后,小球的轨迹向下偏转,才能最后垂直打在M屏上,前后过程质点的运动轨迹有对称性,如图

可见两次偏转的加速度大小相等,根据牛顿第二定律得
解得两板间的电场强度大小
(3)小球在两板间偏转的距离为
平行于板方向上小球做匀速直线运动
解得小球在两板间偏转的距离
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