湖南省醴陵市第一中学学年高二上学期入学考试物理试题含答案解析.docx
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湖南省醴陵市第一中学学年高二上学期入学考试物理试题含答案解析
湖南省醴陵市第一中学【最新】高二上学期入学考试物理试题
学校:
___________姓名:
___________班级:
___________考号:
___________
一、单选题
1.电场中有一点P,下列哪些说法是正确的()
A.若放在P点的检验电荷的电量减半,则P点的场强减半
B.若P点没有检验电荷,则P点的场强为零
C.放在P点的检验电荷的电量越大,则受到的电场力越大
D.P点的场强方向为带负电的检验电荷在该点的受力方向
2.右图所示为点电荷a、b所形成的电场线分布情况,以下说法正确的是( )
A.a、b为异种电荷
B.a、b为同种电荷
C.A点场强大于B点场强
D.A点电势低于B点电势
3.如图所示,在一条直线上有两个相距0.4m的点电荷A、B,A带电+Q,B带电-9Q。
现引入第三个点电荷C,恰好使三个点电荷均在电场力的作用下处于平衡状态,则C的带电性质及位置应为( )
A.正,B的右边0.4m处B.正,B的左边0.2m处
C.负,A的左边0.2m处D.负,A的右边0.2m处
4.如图所示,Q1和Q2是两个电荷量大小相等的点电荷,MN是两电荷的连线,HG是两电荷连线的中垂线,O是垂足,下列说法正确的是
A.若两电荷是异种电荷,则OM的中点与ON的中点电势一定相等
B.若两电荷是异种电荷,则O点的电场强度大小,与MN上各点相比是最小的,而与HG上各点相比是最大的
C.若两电荷是同种电荷,则OM中点与ON中点处的电场强度一定相同
D.若两电荷是同种电荷,则O点的电场强度大小,与MN上各点相比是最小的,与HG上各点相比是最大的
5.如图所示,实线为不知方向的三条电场线,从电场中M点以相同速度飞出a、b两个带电粒子,仅在电场力作用下的运动轨迹如图中虚线所示.则()
A.a一定带正电,b一定带负电
B.a的速度将减小,b的速度将增加
C.a的加速度将增加,b的加速度将减小
D.两个粒子的电势能都减小
6.设电子在运动过程中只受电场力作用,则在下列哪个电场中,只要给电子一个适当的初速度它就能自始至终沿一条电场线运动;而给电子一个适当的初速度它就能始终沿某个等势面运动( )
A.匀强电场B.正点电荷产生的电场
C.负点电荷产生的电场D.以上都不可能
7.一平行板电容器两极板间距离为
,极板正对面积为
,对此电容器充电后再与电源断开.当只增加两板间距离
时,电容器两极板间的()
A.电场强度减小,电势差变大B.电场强度减小,电势差减小
C.电场强度不变,电势差变大D.电场强度不变,电势差不变
二、多选题
8.如图所示,在x轴相距为L的两点固定两个等量异种点电荷+Q、-Q,虚线是以+Q所在点为圆心、L/2为半径的圆,a、b、c、d是圆上的四个点,其中a、c两点在x轴上,b、d两点关于x轴对称.下列判断正确的是()
A.b、d两点处的电势相同
B.四点中c点处的电势最低
C.b、d两点处的电场强度相同
D.将一试探电荷+q沿圆周由a点移至c点,+q的电势能减小
9.如图,两电荷量分别为Q(Q>0)和-Q的点电荷对称地放置在x轴上原点O的两侧,a点位于x轴上O点与点电荷Q之间,b位于y轴O点上方.取无穷远处的电势为零,下列说法正确的是
A.b点的电势为零,电场强度也为零
B.正的试探电荷在a点的电势能大于零,所受电场力方向向右
C.将正的试探电荷从O点移到a点,必须克服电场力做功
D.将同一正的试探电荷先后从O、b点移到a点,后者电势能的变化较大
10.如图所示,竖直向上的匀强电场中,一竖直绝缘轻弹簧的下端固定在地面上,上端连接一带正电小球,小球静止时位于N点,弹簧恰好处于原长状态.保持小球的带电量不变,现将小球提高到M点由静止释放.则释放后小球从M运动到N过程中
A.小球的机械能与弹簧的弹性势能之和保持不变
B.小球重力势能的减少量等于小球电势能的增加量
C.弹簧弹性势能的减少量等于小球动能的增加量
D.小球动能的增加量等于电场力和重力做功的代数和
11.如图所示,真空中固定两个等量异号点电荷+Q、-Q,图中O是两电荷连线中点,a、b两点与+Q的距离相等,c、d是两电荷连线垂直平分线上的两点,bcd构成一等腰三角形,a、e两点关于O点对称.则下列说法正确的是( )
A.a、b两点的电势相同
B.a、e两点的电场强度相同
C.将电子由c沿cd边移到d的过程中电场力做正功
D.质子在b点的电势能比在O点的电势能大
12.如图所示,光滑绝缘水平桌面上有A、B两个带电小球(可以看成点电荷),A球带电量为+3q,B球带电量为-q,由静止同时释放后A球加速度大小为B球的两倍.现在A、B中点固定一个带正电C球(也可看成点电荷),再由静止同时释放A、B两球,结果两球加速度大小相等.则C球带电量可能为( )
A.
B.
C.
D.
三、解答题
13.把带电荷量2×10﹣8C的正点电荷从无限远处移到电场中A点,要克服电场力做功2×10﹣6J,若把该电荷从电场中B点移到无限远处,电场力做功8×10﹣6J,取无限远处电势为零。
求:
(1)A点的电势;
(2)A、B两点的电势差;
(3)若把2×10﹣5C的负电荷由A点移到B点的过程中所做的功。
14.如图所示的匀强电场中,有a、b、c三点,ab=5cm,bc=12cm,其中ab沿电场线方向,bc和电场线方向成60°角,一个电荷量为q=4×10-8C的正电荷从a点移到b点时静电力做功为W1=1.2×10-7J,求:
(1)匀强电场的场强E;
(2)电荷从b移到c,静电力做功W2;
(3)a、c两点间的电势差Uac.
15.如图所示,在竖直平面内,光滑绝缘直杆AC与半径为R的圆周交于B、C两点,在圆心处有一固定的正点电荷,B点为AC的中点,C点位于圆周最低点.现有一质量为m、电荷量为q套在杆上的带负电小球(可视为质点)从A点由静止开始沿杆下滑.已知重力加速度为g,A点距过C点的水平面的竖直高度为3R,小球滑到B点时的速度大小为2
.求:
(1)小球滑至C点时的速度的大小;
(2)A、B两点间的电势差;
(3)若以C点做为参考点(零电势点),试确定A点的电势.
16.如图所示,两块平行金属板竖直放置,两板间的电势差U=1.5×103V(仅在两板间有电场),现将一质量m=1×10-2kg、电荷量q=4×10-5C的带电小球从两板的左上方距两板上端的高度h=20cm的地方以初速度v0=4m/s水平抛出,小球恰好从左板的上边缘进入电场,在两板间沿直线运动,从右板的下边缘飞出电场,g取10m/s2,求:
(1)金属板的长度L;
(2)小球飞出电场时的动能Ek.
参考答案
1.C
【解析】
场强由场源电荷决定,与试探电荷无关,故AB错误;由
,可知P点的场强越大,同一电荷在P点所受到的电场力越大,故C正确;物理学规定,P点的场强方向与正的试探电荷所受力的方向相同,与负的试探电荷所受力的方向相反,故D错误.
2.A
【详解】
由电场线分布规律可知,a、b为异种电荷,选项A正确,B错误;因为A处电场线比B处稀疏,故A点场强小于B点场强,选项C错误;因为顺着电场线电势降低,故A点电势高于B点电势,选项D正确.
3.C
【详解】
要使三个电荷均处于平衡状态,必须满足“两同夹异”“两大夹小”“近小远大”的原则,所以点电荷C应在A左侧,带负电。
设C带电荷量为q,A、C间的距离为x,A、B间距离用r表示,由于处于平衡状态,所以
解得x=0.2m,C正确,ABD错误。
故选C。
4.B
【解析】
试题分析:
若两电荷是异种电荷,例如Q1为正,Q2为负,故电场线由M指向N,则OM的中点比ON的中点电势高,选项A错误;若两电荷是异种电荷,则O点的电场强度大小,与MN上各点相比O点的电场线最稀疏,故场强是最小的,而与HG上各点相比,O点的电场线是最密的,故场强是最大的,选项B正确;若两电荷是同种电荷,则OM中点与ON中点处的电场强度大小相同,但是方向相反,即电场强度不同,选项C错误;若两电荷是同种电荷,则O点的电场强度大小为零,故与MN上各点相比是最小的,与HG上各点相比也是最小的,选项D错误.
考点:
等量异种电荷电场及等量同种电荷电场.
5.D
【详解】
由图可知,b粒子的轨迹向右弯曲,b粒子受到的电场力方向向右,a的轨迹向左弯曲,a粒子受到的电场力方向向左,由于电场线未知,无法确定两个粒子的电性,但是一定带异种电荷,故A正确;由图看出,向左电场线越来越疏,场强越来越小,则a所受电场力减小,加速度减小,b所受电场力增大,加速度增大,故C错误;由图判断电场力对两个粒子都做正功,电势能都减小,动能都增大,故BD错误.
6.B
【详解】
电子能沿着电场线运动,电场线必须是直线,而给电子一个适当的初速度它就能始终沿某个等势面运动,说明电场力提供向心力而做匀速圆周运动,这样的电场只有点电荷的电场。
电子带负电,所以正点电荷对电子的吸引力提供向心力。
故选B。
7.C
【解析】
【分析】
电容器充电后再与电源断开,所带电量不变.当只增加两板间距离d时,根据推论可知板间电场强度不变,电势差增大。
【详解】
电容器充电后再与电源断开,所带电量不变。
根据板间电场强度
,
和
得到
,由题Q、ɛ、S都不变,则板间电场强度E不变。
板间电势差U=Ed,d增大,电势差增大。
故应选:
C。
【点睛】
本题是电容器的动态分析问题,推论
要在理解的基础上学会推导,并加强记忆。
8.ABD
【解析】
A、该电场为等量异种点电荷的电场,将等量异种点电荷的电场线与等势面的图画出如图,与该题的图比较可得:
该电场中的电势关于x轴上下对称,所以b、d两点的电势相等,故A正确;
B、c点在两个电荷连线的中点上,也是在两个电荷连线的中垂线上,所以它的电势和无穷远处的电势相等.而正电荷周围的电场的电势都比它高,即c点的电势在四个点中是最低的,故B正确;
C、该电场中的电场强度关于x轴对称,所以bd两点场强大小相等,方向是对称的,不相同的,故C错误;
D、c点的电势低于a点的电势,试探电荷+q沿圆周由a点移至c点,电场力做正功,+q的电势能减小,故D正确.
故选ABD.
点睛:
该电场中的电势、电场强度都关于x轴对称,所以bd两点的电势相等,场强大小相等,方向是对称的;c点在两个电荷连线的中点上,也是在两个电荷连线的中垂线上,所以它的电势和无穷远处的电势相等,最低.
9.BC
【解析】
因为等量异种电荷在其连线的中垂线上的电场方向为水平指向负电荷,所以电场方向与中垂线方向垂直,故中垂线为等势线,因为中垂线延伸到无穷远处,所以中垂线的电势为零,故b点的电势为零,但是电场强度不为零,A错误;等量异种电荷连线上,电场方向由正电荷指向负电荷,方向水平向右,在中点O处电势为零,O点左侧电势为正,右侧电势为负,又知道正电荷在正电势处电势能为正,故B正确;O点的电势低于a点的电势,电场力做负功,所以必须克服电场力做功,C正确;O点和b点的电势相等,所以先后从O、b点移到a点,电场力做功相等,电势能变化相同,D错误;
【学科网考点定位】电场强度,电势,电势能,电场力做功
【方法技巧】解本题的关键是两个等量异种电荷连线的垂直平分线是一条等势线.电场强度方向与等势面方向垂直,而且指向电势低的方向.根据等势面和电场线分布情况,分析电势和场强的关系.
10.BC
【详解】
A、由于有电场做功,故小球的机械能不守恒,小球的机械能与弹簧的弹性势能之和是改变的,故A错误.
B、由题意,小球受到的电场力等于重力.在小球运动的过程中,电场力做功等于重力做功,小球从M运动到N过程中,出现的是重力势能减小转化为电势能,故B正确;
C、释放后小球从M运动到N过程中,弹力做正功,弹簧弹性势能的减少量等于小球动能的增加量,故C正确.
D、在小球运动的过程中,电场力做的负功等于重力做的正功,二者的和是0.故D错误.
故选BC.
11.BD
【解析】
a、b两点虽然关于+Q对称,但是由于-Q的影响,两点的电势并不相等,故A错误;a、e两点的合场强大小相等,且方向相同,故B正确;c、O、d在一条等势线上,故电子从c点移到d点电场力不做功,C错误;b点电势高于O点的电势,则质子在b点的电势能大,故D正确.故选BD.
12.AB
【详解】
由静止开始释放,A球加速度的大小为B球的2倍.根据牛顿第二定律可知,A、B两个带电小球的质量之比为1:
2;当在AB中点固定一个带正电小球C,由静止释放A、B两球,释放瞬间两球加速度大小相等,若两球加速度方向相反,则根据库仑定律与牛顿第二定律,则对A来说,
对B来说
综上解得
QC=
q;
若两球加速度方向相同,则根据库仑定律与牛顿第二定律,且有:
对B来说,
对A来说,
综上解得
QC=
q;
A.
,与结论相符,选项A正确;
B.
,与结论相符,选项B正确;
C.
,与结论不相符,选项C错误;
D.
,与结论不相符,选项D错误;
故选AB.
【点睛】
解决本题的关键抓住库仑定律中库仑力与电量的乘积成正比,与距离的平方成反比,同时根据牛顿第二定律求出加速度.注意加速度方向的两种可能的情况.
13.
(1)100V;
(2)-300V;(3)
【详解】
(1)由公式
解得
又有
得
(2)由
又有
则
且
得
(3)由公式
14.
(1)60V/m;
(2)1.44×10-7J;(3)6.6V
【详解】
(1)由题,由W1=qELab得:
(2)电荷从b移到c电场力做功为:
W2=qELbccos60°=4×10-8×60×0.12×0.5J=1.44×10-7J
(3)电荷从a移到c电场力做功为:
Wac=W1+W2
则a、c两点的电势差为:
15.
(1)
;
(2)
;(3)-
【详解】
(1)小球由A到B过程,由动能定理得
mg
R-qUAB=
m(2
)2
小球由A到C过程,由动能定理得
mg3R-qUAC=
mvC2
其中
UAB=UAC
可得小球滑至C点时的速度大小为
vC=
(2)可得A、B两点间的电势差
UAB=-
(3)以C点作为参考点(零电势点),CB为等势点,所以A点电势为-
。
16.
(1)0.15m
(2)0.175J
【详解】
(1)小球到达左板上边缘时的竖直分速度:
vy=
=2m/s
设小球此时速度方向与竖直方向之间的夹角为θ,则
tanθ=
=2,
小球在电场中沿直线运动,所受合力方向与运动方向相同,设板间距为d,则:
tanθ=
=
,L=
,
解得金属板的长度
L=
=0.15m
(2)进入电场前,根据机械能守恒有
mgh=
mv12-
mv02
电场中运动过程,根据动能定理
qU+mgL=Ek-
mv12
解得小球飞出电场时的动能
Ek=0.175J
即金属板的长度L=0.15m,小球飞出电场时的动能Ek=0.175J.
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