大埔县2023-2024学年高二上学期10月期中考试
物理试题2023.10
(考试时间75分钟,满分100分)
一、单选题(本大题共10小题,每小题3分,共30分。每小题只有一个正确答案,答对得3分,选错或不选得0分)
1. 在物理学的发展过程中,许多科学家作出了卓越贡献。以下对有关科学家的贡献描述正确的是( )
A.第谷通过天文观测发现了行星绕太阳运动的三条定律
B.牛顿发现了万有引力定律,并利用扭秤装置在实验室里比较准确地测出了引力常量G值
C.法拉第研究了电荷之间的作用力,总结出电荷间的作用规律
D.元电荷e的数值,最早是由密立根通过油滴实验测得的
2. 法拉第首先提出用”力线”的概念来描述电场.如图所示是点电荷 a、b 所形成电场的电场线分布图,下列说法正确的是 ( )
A. a、b为异种电荷,a 的带电量大于b的带电量
B. a、b为异种电荷,a 的带电量等于b 的带电量
C. a、b为同种电荷,a 的带电量等于 b的带电量
D. a、b为同种电荷,a 的带电量小于b的带电量
3. 孤立的A、B两点电荷相距R,A的电量是B的a倍,A的质量是B的b倍,已知A受到的静电力大小为F,则B受到的静电力大小为( )
A.F B.(a+b)F C.(a-b)F D.abF
4. 某静电除尘器的除尘原理示意图如图所示,一带正电的金属板和一个带负电的放电极形成电场,它们之间的电场线分布如图所示,虚线为一带电烟尘颗粒的运动轨迹,a、b是轨迹上的两点。若不计烟尘颗粒的重力,下列说法正确的是( )
A.该烟尘颗粒带正电
B.a点电势高于b点电势
C.该烟尘颗粒在a点的加速度大于在b点的加速度
D.该烟尘颗粒在a点的电势能小于在b点的电势能
5. 如图所示,电解池内有一价的电解液,t时间内通过溶液内截面S的正离子数是n1,负离子数是n2,元电荷为e ,以下解释中正确的是( )
A.正离子定向移动形成电流方向从A→B,负离子定向移动形成电流方向从B→A
B.溶液内正负离子向相反方向移动,电流抵消
C.溶液内电流方向从A→B,电流I=
D.溶液内电流方向A→B,电流I=
6. 如图所示是某电容式话筒的原理示意图,E为电源, R为电阻,薄片P和Q为两金属板. 从左向右对着振动片P说话,P振动而Q不动。在P、Q间距增大的过程中 ( )
A. 电容器的电容增大
B. P上电量保持不变
C. 点M的电势比点N的低
D. 点M的电势比点N的高
7. 如图所示,是一个点电荷电场的电场线(箭头线)和等势面(虚线),两等势面之间的电势差大小为2 V,有一个带电荷量为q=-1.0×108 C的电荷,从A点沿不规则曲线路径移到B点,电场力做功为( )
A.2.0×108 J
B.-2.0×108 J
C.1.60×107 J
D.-4.0×108 J
8. 如图所示,平行板电容器带有等量异种电荷,与静电计相连,静电计金属外壳和电容器下极板都接地。在两极板间有一固定在P点的点电荷,以E表示两板间的电场强度,Ep表示点电荷在P点的电势能,θ 表示静电计指针的偏角。若保持下极板不动,将上极板向下移动一小段距离至图中虚线位置,则( )
A.θ 增大,E增大 B.θ 增大,Ep不变
C.θ 减小,Ep增大 D.θ 减小,E不变
9.空间某一静电场的电势φ在x轴上分布如图所示,x轴上两点B、C点电场强度在x方向上的分量分别是EBx、ECx,下列说法中正确的有( )
A.B、C两点的电场强度大小EBx > ECx
B.EBx的方向沿x轴正方向
C.点电荷在O点受到的电场力在x方向上的分量最大
D.负点电荷沿x轴从B移到C的过程中,电场力先做负功,后做正功
10. 如图所示,在水平向右、大小为E的匀强电场中,在O点固定一电荷量为Q的正电荷,A、B、C、D为以O为圆心、半径为r的同一圆周上的四点,B、D连线与电场线平行,A、C连线与电场线垂直,则( )
A.A点的场强大小为
B.B点的场强大小为E-k
C.D点的场强大小不可能为零
D.A、C两点的场强相同
二、多选题(本大题共4小题,每小题4分,共16分。每小题有两个或两个以上的选项符合题目要求,全对得4分,选对但漏选得2分,选错或不选得0分)
11. 如图所示,将两段长度和材料相同、各自粗细均匀的金属导线 a 、b连接在一起,单位体积内的自由电子数相等,横截面积之比为 Sa : Sb= l : 2 . 已知5 s 内有5×1018个自由电子通过导线a 的横截面,则 ( )
A. 流经导线a的电流为0.16 A
B. 流经导线b的电流为0.32 A
C. 5 s内有10×1018个自由电子通过导线b的横截面
D. 自由电子在导线a和b中移动的速率之比为2 : 1
12. 如图(a),直线MN表示某电场中一条电场线,a、b是线上的两点,将一带负电荷的粒子从a点处由静止释放,粒子从a运动到b过程中的v t图线如图(b)所示。设a、b两点的电势分别为φa、φb,电场强度大小分别为Ea、Eb,粒子在a、b两点的电势能分别为Wa、Wb,不计重力,则有( )
A.φa>φb
B.Ea>Eb
C.Ea<Eb
D.Wa>Wb
13.如图所示,A、B、C是匀强电场中平行于电场线的某一平面上的三个点,各点的电势分别为φA=5 V,φB=2 V,φC=3 V,H、F三等分AB,G为AC的中点,在下列各示意图中,能正确表示该电场强度方向的是( )
14.如图所示,在光滑绝缘水平面上的P点正上方O点固定了一电荷量为+Q的点电荷,在水平面上的N点,由静止释放一质量为m、电荷量为-q的检验电荷,该检验电荷经过P点时速度为v,图中θ=60°,规定电场中P点的电势为零,则在+Q形成的电场中,下列判断正确的是( )
A.P点电场强度大小是N点的2倍
B.N点电势低于P点电势
C.N点电势为-
D.检验电荷在N点具有的电势能为-mv2
三、实验题(本大题共两小题,共14分)
15.(6分)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。如图,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P1点。
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。
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。
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”)。
16.(8分)在探究平行板电容器的电容与哪些因素有关的实验中,某同学猜测电容可能与极板间的距离 d、极板的正对面积S及插入极板间的介质有关,他将一个已经充电的平行板电容器与静电计连接如图所示,实验时保持电容器极板所带的电量不变,且电容器 B 板位置不动。
(1) 实验中通过静电计张角大小来反映 的大小;
(2) 将A板竖直向下平移,则静电计指针张角 ;在A、B板间插入电介质,则静电计指针张角 。(填“变大”、“减小”或“不变”)
(3) 若将电容器水平放置,如图所示,有一带电液滴静止在电容器内部某处,现将电容器A板向下平移一小段距离,液滴将 (选填“静止不动”、“向下运动”或“向上运动”)
四、计算题(本大题共有3小题,共40分)
17.(12分)1913年,美国物理学家密立根通过油滴实验测量出电子电量的精确数值。已知测量室中电源输出电压U=3 V,极板间距d=0.1 m。在某次实验中,观察到一质量m=9.6×10-16 kg的油滴正好悬浮在测量室中。已知k=9×109 N·m2·kg2,g=10 m/s2,求
(1)该悬浮油滴的电性及所带的电量;
(2)该油滴中带有的电子个数。
18.(12分)如图所示,在匀强电场中,将一电荷量为2×10-4C 的负电荷由 A 点移到 B 点,其电势能增加了 0. 2 J,已知 A、B 两点间距离为 2 cm,两点连线与电场方向成 60°角,求:
(1)电荷由 A 移到 B 的过程中,电场力所做的功 WAB;
(2)A、B 两点间的电势差 UAB;
(3)该匀强电场的电场强度 E
19.(16分)如图所示,电子由静止出发经过加速电场,再经偏转电场后射出电场,其中加速电压,偏转电压,偏转极板长L,相距d。电子质量m,电荷量e。(重力不计)。求:
(1)电子离开加速电场时速度大小;
(2)电子离开偏转电场时竖直方向发生的位移y;
(3) 若取走加速板,紧挨偏转电场中线左端射入初速度为的带电小球,小球质量为、带电量为q(q > 0),改变偏转电场方向(上极板带负电,下极板带正电),要使小球射出偏转电场,求的范围(重力加速度为g)。
大埔县2023-2024学年高二上学期10月期中考试
物理参考答案
一、单选题(本大题共10小题,每小题3分,共30分。每小题只有一个正确答案,答对得3分,选错或不选得0分)
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
D B A C D D B D A A
5.电荷的定向运动形成电流,正电荷定向运动方向为电流方向,如图所示,溶液中的正离子从A向B运动,负离子从B向A运动,因此电流方向为从A→B,不会相互抵消,故A、B错误;溶液中的正离子从A向B运动,电流方向为从A→B,电流大小为, 故C错误,D正确。
8. 由题意可知平行板电容器的带电荷量Q不变,当下极板不动,上极板向下移动一段距离时,两极板间距d减小,则电容C变大,由U=可知U变小,则静电计指针的偏角θ减小。又因为两板间电场强度E===,Q、S不变,则E不变。因为E不变,则点电荷从P点移动到下极板(电势为零)电场力做功不变,电势能的变化相同,则点电荷在P点的电势能Ep不变,故只有选项D正确。
9. ==,题图图线斜率绝对值反映了沿x方向电场强度的大小,由题图易知,EBx>ECx,故A正确;在O点的场强最小,C错误;电势降低最快的方向才是场强方向,B错误;负点电荷从B移到C过程中电势先升后降,负点电荷向电势高的地方移动,电场力做正功,向电势低的地方移动电场力做负功,D错误。
二、多选题(本大题共4小题,每小题4分,共16分。每小题有两个或两个以上的选项符合题目要求,全对得4分,选对但漏选得2分,选错或不选得0分)
11 12 13 14
AD BD BC BC
12. 由v t 图像的斜率减小可知由a到b的过程中,粒子的加速度减小,所以电场强度变小,Ea>Eb;根据动能定理,速度增大,可知电势能减小,Wa>Wb,因粒子带负电,则φa<φb,可得选项B、D正确。
13. 根据匀强电场的特点可知,H、F点的电势分别为φH=4 V,φF=3 V;G点的电势φG==4 V,则φH=φG,则电场线垂直GH,选项B正确;又φC=φF=3 V,可知电场线与CF垂直,选项C正确。
14. 由点电荷电场分布情况及几何关系知,ON的中点设为M,与P点的电势相等,根据沿电场线方向电势逐渐降低可知,M点的电势高于N点的电势,则N点电势低于P点电势,故B正确;P点电场强度大小是EP=,N点电场强度大小是EN=,则==,故A错误;根据动能定理得:检验电荷由N到P的过程中,-q(φN-φP)=mv2,由题意,P点的电势为零,即φP=0,解得,N点的电势φN=-,故C正确;检验电荷在N点具有的电势能为EN=-qφN=mv2,故D错误。
三、实验题(本大题共2小题,共14分)
15.(每空2分,共6分)答案:减小; 增大; 控制变量法
16.(每空2分,共8分)
答案:(1)电势差(或答“电压”) (2)变大; 减小 (3)静止不动
四、计算题(本大题共3小题,共40分)
17.(12分)解:(1)根据油滴平衡,可知油滴带负电(2分)
mg=qE (2分) E=U/d (2分) 得 q=3.2×10-16 C (2分)
(2)每个电子电量为e=1.6×10-19 C,所以电子个数 n= (2分)
故n=2 000 (2分)
18.(12分)解:(1)因负电荷由 A 移到 B 过程中,电场力对负电荷所做的功
W AB= -△E (3 分)代入数据,可得 WAB= - 0.2 J (1 分)
(2)A、B 两点间的电势差(3 分)代入数据,得 (1分)
(3)匀强电场的电场强度 (3分) 代入数据,得 (1分)
19.(16分)(1)设电子离开加速电场时速度大小为,由动能定理得
(2分) 解得 (2分)
(2)电子在偏转电场中做类平抛运动,可分解为沿板方向的匀速直线运动和垂直板方向的匀加速直线运动。沿板方向 (1分)
垂直板方向 (1分) (1分)
解得 (2分)
(3)设竖直向下为竖直方向的正方向,水平向右为水平方向的正方向;带电小球在沿着板的方向做匀速直线运动,设时间为,则
若带电小球贴着下极板边缘飞出电场 (1分)
(1分)
解得
(1分)
若带电小球贴着上极板边缘飞出电场
(1分)
(1分)
或
解得 (1分)
要使小球射出偏板,的范围 (1分)