高中山西省大同市浑源县第七中学校高二物理试题答案解析.docx
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高中山西省大同市浑源县第七中学校高二物理试题答案解析
山西省大同市浑源县第七中学校【精品】高二9月物理试题
学校:
___________姓名:
___________班级:
___________考号:
___________
一、单选题
1.关于摩擦起电,下列说法正确的是()
A.摩擦起电过程中电荷的总量增加
B.两种不同材料的绝缘体相互摩擦后,它们必将同时带上等量同种电荷
C.摩擦起电时,质子从一个物体转移到另一个物体
D.摩擦起电时,电子从一个物体转移到另一个物体
2.关于点电荷,下列说法中正确的是()
A.只有体积很小的带电体,才能作为点电荷B.体积很大的带电体一定不能看作点电荷
C.点电荷一定是电量很小的电荷D.点电荷是一种理想化的模型,实际不存在
3.人造地球卫星以地心为圆心,做匀速圆周运动,下列说法正确的是( )
A.半径越大,速度越小,周期越小
B.半径越大,速度越小,周期越大
C.所有卫星的速度均是相同的,与半径无关
D.所有卫星的角速度均是相同的,与半径无关
4.两个半径为R的带电球所带电荷量分别为q1和q2,当两球心相距3R时,相互作用的静电力大小为( )
A.
B.
C.
D.无法确定
5.如图所示,两根细线拴着两个质量相等的小球A、B,上下两根细线中的拉力分别是
,现在使A、B带同种电荷,此时上下细线受力分别为
,则()
A.
B.
C.
D.
6.如图所示,圆O所在的平面内有匀强电场存在,电场方向与圆面平行.一个带正电荷的微粒(不计重力)从图中A点出发,以相同的初动能在圆内向各个方向运动,已知图中AB是圆的一条直径,∠BAC=30°,已知只有当该微粒从图中C点处离开圆面时的动能才能达到最大值,则平面内的电场线方向为
A.沿A→B方向
B.沿A→C方向
C.沿B→C方向
D.沿O→C方向
7.关于电势与电势能的下列四种说法中正确的有()
A.在电场中,电势越高的地方,电荷在那一点具有的电势能就越大
B.在电场中某一点,若放入的电荷的电荷量越大,它所具有的电势能越大
C.在正点电荷产生的电场中的任一点,正试探电荷所具有的电势能一定大于负试探电荷所具有的电势能
D.在负点电荷产生的电场中的任一点,正试探电荷所具有的电势能一定小于负试探电荷所具有的电势能
8.如图,平行板电容器的两个极板与水平地面成一角度,两极板与一直流电源相连。
若一带电粒子恰能沿图中所示水平直线通过电容器,则在此过程中,该粒子( )
A.所受重力与电场力平衡B.电势能逐渐增加
C.动能逐渐增加D.做匀变速直线运动
二、多选题
9.如图所示,MN是一负点电荷产生的电场中的一条电场线.一个带正电的粒子(不计重力)从a到b穿越这条电场线的轨迹如图中虚线所示.下列结论正确的是( )
A.带电粒子从a到b过程中动能逐渐减小
B.负点电荷一定位于M点左侧
C.带电粒子在a点时具有的电势能大于在b点时具有的电势能
D.带电粒子在a点的加速度小于在b点的加速度
10.关于电场中电荷的电势能的大小,下列说法正确的是( )
A.在电场强度越大的地方,电荷的电势能也越大
B.正电荷沿电场线方向移动,电势能一定增大
C.负电荷沿电场线方向移动,电势能一定增大
D.正电荷沿电场线方向移动,电势能一定减小
11.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,运动轨迹如图中虚线所示,不计粒子的重力.则()
A.a、b一定是异性电荷
B.a的速度将减小,b的速度将增加
C.a的加速度将减小,b的加速度将增加
D.两个粒子的电势能一个增加一个减小
12.如图所示,平行线代表电场线,但未标明方向,一个带正电、电量为10-6C的微粒在电场中仅受电场力作用,当它从A点运动到B点时动能减少了10-5J,已知A点的电势为-10V,则以下判断正确的是
A.微粒的运动轨迹如图中的虚线1所示;
B.微粒的运动轨迹如图中的虚线2所示;
C.B点电势为零;
D.B点电势为-20V
三、填空题
13.电量为2×10-6C的正点电荷放入电场中A点,受到作用力为4×10-4N,方向向右,则且点的场强为____________N/C,,方向____________.若把另一电荷放在该点受到力为2×10-4N,方向向左,则这个电荷是电量为______C的电荷(填“正”或“负”)
四、实验题
14.在用落体法验证机械能守恒定律时,某同学按照正确的操作选得纸带如图.其中O是起始点,A、B、C是打点计时器连续打下的3个点.该同学用毫米刻度尺测量O到A、B、C各点的距离,并记录在图中(单位cm).
(1)这三个数据中不符合有效数字读数要求的是_____,应记作_______cm.
(2)该同学用重锤在OB段的运动来验证机械能守恒,已知当地的重力加速度g=9.80m/s2,他用AC段的平均速度作为跟B点对应的物体的即时速度,则该段重锤重力势能的减少量为_______,而动能的增加量为_______,(均保留3位有效数字,重锤质量用m表示).这样验证的系统误差总是使重力势能的减少量_______动能的增加量,原因________.
五、解答题
15.如图所示,长度为l的轻绳上端固定在O点,下端系一质量为m的小球(小球的大小可以忽略).、
(1)在水平拉力F的作用下,轻绳与竖直方向的夹角为
,小球保持静止,画出此时小球的受力图,并求力F的大小.
(2)由图示位置无初速度释放小球,求当小球通过最低点时的速度大小及轻绳对小球的拉力.不计空气阻力.
16.如图所示,一个挂在丝线下端带正电的小球B,静止在图示位置.若固定的带正电小球A(可看作点电荷)的电荷量为Q,B球的质量为m,带电荷量为q,θ=30°,A和B在同一条水平线上,整个装置处于真空中.
(1)试求A、B两球间的距离r.
(2)带电小球A在图中B球静止位置处产生的电场强度大小和方向.
(3)若使A、B两球间的距离变为原来的2倍,B球的电荷量也变为原来的2倍,B球的质量变为原来的一半,则θ=?
17.如图所示,一根长为
不可伸长的细丝线一端固定于O点,另一端系住一个质量为m的带电小球。
将此装置放在水平向右的匀强电场E中,待小球稳定后,细丝线跟竖直方向夹角为α,求:
(1)小球带什么电?
电荷量是多少?
(2)保持小球带电量不变,用外力将小球缓慢拉到竖直方向的最低点,外力对小球做多少功?
带电小球的电势能是增加还是减少?
增加或减少多少?
参考答案
1.D
【解析】
【详解】
摩擦起电的实质是电子从一个物体转移到另一个物体,电荷的总量不变,它们同时带上等量异种电荷。
A.由上分析可知,A不符合题意;
B.由上分析可知,B不符合题意;
C.由上分析可知,C不符合题意;
D.由上分析可知,D符合题意。
2.D
【详解】
ABC.带电体看作点电荷的条件,当一个带电体的形状及大小对它们间相互作用力的影响可忽略时,这个带电体可看作点电荷,带电体能否看作点电荷是由研究问题的性质决定,与自身大小形状和电量多少无具体关系,故ABC不符合题意;
D.点电荷是一种理想化的物理模型,实际上不存在,故D符合题意。
3.B
【详解】
根据
可知轨道半径越大,线速度越小,角速度越小,运动周期越长,因此B正确,ACD错误。
故选B。
4.D
【分析】
本题题中由于带电球的大小与它们之间的距离相比,不能忽略,因此不能看作点电荷,不能直接利用库仑定律计算库仑力的大小,只能根据库仑定律定性的比较库仑力的大小;
【详解】
当两球心相距
时,两球不能看成点电荷,电荷的中心不在几何中心;
如果是同种电荷,排斥,电荷中心距离大于
,故
;
如果是异种电荷,相互吸引,电荷中心距离小于
,故
;
不知道电性,故无法确定其大小,故D正确,ABC错误。
【点睛】
本题应明确当两球心相距为3R时,两球不能看成点电荷,不能直接运用库仑定律解答,注意库仑定律的成立条件,理解点电荷的含义。
5.B
【详解】
带电前对B分析有:
则有:
对AB组成的整体分析有:
带电后,对B分析有:
则有:
对整体分析有:
综上所述:
故B正确。
6.D
【分析】
粒子从图中C点离开圆面时,粒子的动能最大,说明电场力最大,根据电场力做功公式W=qU,分析AC间电势差什么情况下最大,确定电场线的方向.
【详解】
由题,带正电的粒子在匀强电场中从以相同的初动能从A点出发,从C点离开圆面时,带电粒子只受电场力作用,粒子的动能最大,根据动能定理知,说明电场力做功最大,AC间电势差最大;若过C点作匀强电场的等势面,该面与圆只能有一个交点,即该等势面在C点与圆相切,而电场方向与等势面是垂直的,从A到C电场力对小球做正功,小球的位移方向与电场力的夹角小于90°,因而电场方向沿OC方向.
故选D.
【点睛】
本题有一定难度,考查了学习对物理知识的理解和综合应用能力,如根据等势线确定电场线等.
7.D
【解析】
试题分析:
要熟练掌握从两个方面判断电势能的高低变化:
一是根据电势的高低利用公式Ep=φq进行判断,二是根据电场力做功判断电势能的变化,电场力做正功,电势能减小,电场力做负功电势能增大.
解:
A、根据公式Ep=φq可知,正电荷在电势高的地方电势能大,负电荷在电势高的地方电势能小,由于不知电荷的正负,因此无法判断它在电势高的地方电势能的高低,故A错误;
B、若放在同一点的电荷带电量为负值,电荷量大,则其具有电势能小,故B错误;
C、在电场中的任何一点上,若此处的电势为正,则正电荷所具有的电势能大于负电荷具有的电势;若此处的电势为负,则正电荷所具有的电势能小于负电荷具有的电势,故C错误;
D、一般选择无穷远处为零电势点,因此负点电荷周围的电势为负值,在其周围正电荷具有电势能为负值,负电荷具有电势能为正值,故正电荷具有的电势能一定小于负电荷具有的电势能,故D正确.
故选D.
【点评】电势能是电场中的重要概念,要学会从多个角度进行理解,尤其注意的是电势能的大小和电荷带电量的正负有关.
8.D
【详解】
AD.根据题意可知,粒子做直线运动,则电场力与重力的合力与速度方向同线,粒子做匀变速直线运动,因此A错误,D正确;
BC.电场力和重力的合力水平向左,但是不知道粒子从左向右运动还是从右向左运动,故无法确定电场力做正功还是负功,则不确定粒子动能是增加还是减少,电势能减少还是增加,故BC错误。
故选D。
【点睛】
考查根据运动情况来确定受力情况,带电粒子在场中受到电场力与重力,根据粒子的运动轨迹,结合运动的分析,可知电场力垂直极板向上,从而可确定粒子的运动的性质,及根据电场力做功来确定电势能如何变化。
9.CD
【解析】
试题分析:
由于该粒子只受电场力作用且做曲线运动,电场力指向轨迹内侧,电场力方向大致向右,对带电粒子做正功,其动能增加,故A错误.带正电的粒子所受电场力向右,电场线由M指向N,说明负电荷在直线N点右侧,故B错误.电场力对带电粒子做正功,电势能减小,则带电粒子在a点的电势能大于在b点的电势能,故C正确.a点离点电荷较远,a点的电场强度小于b点的电场强度,带电粒子在a点的电场力小于在b点的电场力,根据牛顿第二定律得知,带电粒子在a点的加速度小于在b点的加速度,故D正确.
考点:
电场线,电场力做功与电势能变化的关系,牛顿第二定律
10.CD
【解析】
【详解】
在电场强度越大的地方,同一电荷受到的电场力越大,但电势能不一定大,电势能与电场强度没有直接关系。
故A错误;正电荷沿电场线移动,电场力做正功,电势能一定减小,故B错误,D正确;负电荷沿电场线移动,电场力做负功,电势能一定增大,故C正确;故选CD。
11.AC
【解析】
试题分析:
电场线是从正电荷或者无穷远出发出,到负电荷或无穷远处为止,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.
A、电场线的方向不知,所以粒子带电性质不定,由图知a、b两粒子,受电场力方向相反,则a、b一定是异性电荷;正确
B、从图中轨道变化来看电场力都做正功,动能都增大,速度增大;错误
C、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,所以a受力减小,加速度减小,b受力增大,加速度增大;正确
D、从图中轨道变化来看电场力都做正功,动能都增大,电势能都减少;错误
故选AC
考点:
电场线
点评:
掌握住电场线的特点,即可解决本题
12.AC
【详解】
AB.由题,带正电的微粒仅受电场力的作用,从A点运动到B点时动能减少了10-5J,说明电场力做负功,则知电场力方向水平向左,根据曲线运动的合力指向轨迹的内侧,故微粒的运动轨迹是如图虚线1所示.故A正确,B错误.
CD.根据动能定理得:
qUAB=△Ek,得
又UAB=φA-φB,φA=-10V,则φB=0.故C正确,D错误.
13.200水平向右,1×10﹣6C,负
【详解】
A点的场强E
N/C=200N/C,方向:
向右.
把另一电荷放在该点时,场强不变.由F′=q′E得
q′
C=1×10﹣6C
因电场力方向与场强方向相反,则该电荷带负电荷.
故本题答案是:
200;向右;1×10﹣6C;负
14.OC(或15.7)15.701.22m1.20m大于因为有摩擦生热,减少的重力势能一部分转化为内能
【解析】
【详解】
(1)[1]毫米刻度尺测量长度,要求估读即读到最小刻度的下一位;这三个数据中不符合有效数字读数要求的是OC段:
15.7.
[2]应记作15.70cm.
(2)[3]重力势能减小量:
△Ep=mghB=9.8×0.1242mJ=1.22mJ;
[4]中间时刻的瞬时速度等于该过程中的平均速度,则打B时物体的速度大小:
1.55m/s
则动能为:
1.20mJ;
[5][6]因为有摩擦生热,减少的重力势能一部分转化为内能,因此重力势能的减小量大于动能的增加量.
15.
(1)F=mgtanα
(2)
,方向竖直向上
【解析】
试题分析:
(1)为了求出F的大小,我们首先做出小球此时的受力示意图,根据共点力平衡条件求出F;
(2)小球向下摆动的时候只有重力做功,所以用机械能守恒定律可以求出最低点的速度,
在最低点根据合力充当向心力,由牛顿第二定律列出向心力方程,可以求出绳子对小球的拉力.
解:
(1)受力图如图所示
根据平衡条件小球受到的拉力大小F=mgtanα
(2)运动中只有重力做功,系统机械能守恒
则通过最低点时,小球的速度大小
根据牛顿第二定律
解得轻绳对小球的拉力
,方向竖直向上
答:
(1)小球受到的拉力为mgtanα
(2)通过最低点时,小球的速度大为
轻绳对小球的拉力为mg(3﹣2cosα),方向竖直向上.
【点评】本题的关键是首先根据受力分析做出力的示意图;
根据机械能守恒求出最低点的速度,正确列出向心力方程.是一道综合性较好的中档题目.
16.
(1)
(2)
方向水平向右(3)
【详解】
(1)根据平衡条件可知:
解得:
根据点电荷的电场强度公式有:
联立解得:
(2)取B为研究对象,受到重力mg、电场力qE和绳中拉力T的作用.根据平衡条有:
解得:
(3)若使A、B两球间的距离变为原来的2倍,B球的电荷量也变为原来的2倍,则AB间的库仑力为:
根据平衡条有:
代入得:
解得:
17.
(1)小球带正电,
(2)
,电势能增加,增加了mgltanαsinα
【详解】
(1)由于小球所受电场力水平向右,E的方向水平向右,所以小球带正电。
由平衡条件得:
解得:
(2)将小球缓慢拉到竖直方向的最低点的过程中,小球动能变化量为零,设外力对小球做功为W,由动能定理可知:
得:
电势能是增加,增加mgltanαsinα