河北省衡水中学学年高一下学期期末考试物理试题 Word版含答案.docx
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河北省衡水中学学年高一下学期期末考试物理试题Word版含答案
一.选择题(每小题至少有一个选项正确)
1、在静电场中下列说法正确的是
A.沿电场线方向,场强一定越来越小
B.沿电场线的方向,电势一定越来越低
C.沿电场线的方向,电势能逐渐减小
D.在电场力作用下,正电荷一定熊高电势处向低电势处移动
2.如图所示,两个相互接触的导体A和B不带电,现将带正电的导体C靠近A端放置,然后分开A、B,三者均有绝缘支架,则AB的带电情况为:
A.A带正电,B带负电B.A带负电,B带正电
C.A、B都带正电D.A、B都带负电
3.如图所示,图中五点均在匀强电场中,它们刚好是一个圆的四个等分点和圆心;已知电场线与圆所在平面平行.下列有关圆心O和等分点a的电势、电场强度的相关描述正确的是( )
A.a点的电势为6V
B.a点的电势为-2V
C.O点的场强方向指向a点
D.O点的场强方向指向电势为2V的点
4.在静电场中,将一电子由a点移到b点,电场力做功5eV,则下列结论错误的是:
A.电场强度的方向一定是由b到a
B.a、b两点间的电势差大小为5V
C.电子的电势能减少了5eV
D.因零电势点未确定,故不能确定a、b两点的电势
5.如图所示,图中实线表示某匀强电场的电场线,一带负电荷的粒子射入电场,虚线是它的运动轨迹,a、b是轨迹上的两点,若粒子所受重力不计,则下列判断正确的是( )
A.电场强度方向向下
B.粒子一定从a点运动到b点
C.a点电势比b点电势高
D.粒子在a点的电势能大于在b点的电势能
6、如图所示,一水平放置的平行板电容器带上一定量的电荷后与电源断开,将下极板B接地,一带负电油滴静止于两极板间的P点.现将平行板电容器的上极板A竖直向下移动一小段距离,下列说法正确的是( )
A.P点的电势将增大,带电油滴将向上运动
B.P点的电势将增大,带电油滴将向下运动
C.P点的电势不变,带电油滴仍然静止
D.P点的电势不变,带电油滴将向上运动
7、如图所示,平行板电容器两极板间电压恒为U,在A极板附近有一电子由静止开始向B板运动,现仅调节两板间距,则关于电子从A板到B板的运动时间以及到达B板时的速率,下列分析正确的是( )
A.两板间距越大,则时间长,速率越小
B.两板间距越小,则时间短,速率越小
C.两板间距越小,则时间短,速率不变
D.两板间距越小,则时间不变,速率不变
8、有一电子束焊接机,焊接机中的电场线如图中虚线所示;其中K为阴极,A为阳极,两极之间的距离为d.在两极之间加上高压U,有一电子从K极由静止开始在K、A之间被加速.不考虑电子重力,电子的质量为m,元电荷为e,则下列说法正确的是( )
A.由K沿直线到A电势逐渐降低
B.由K沿直线到A场强逐渐减小
C.电子在由K沿直线到达A的过程中电势能减小了eU
D.电子由K沿直线运动到A的时间为
9.如图所示,ab为某孤立点电荷产生的电场中的两点,a点的场强方向与ab连线的夹角为600,b点的场强方向与连线ab的夹角为30°.则下列说法正确的是
A.a点的场强小于b点的场强
B.B.a点的电势高于b点的电势
C.将一电子沿ab连线从a点移到b点,电子的电势能先增大后减小
D.将一电子沿ab连线从a点移到b点,电子受到的电场力先减小后增大
10、在空间某区域存在一电场,x轴上各点的电势随位置变化情况如图所示;-x1-x1之间为曲线,其余均为直线,且关于纵轴对称.下列关于该电场的论述正确的是( )
A.图中A点对应的场强大于B点对应的场强
B.正电荷沿x轴从x2运动至-x1电场力做正功
C.一个带正电的粒子在x1点的电势能等于在-x1点的电势能
D.一个带负电的粒子在-x1点的电势能大于在-x2点的电势能
11、美国物理学家密立根(R.A.Millikan)于20世纪初进行了多次试验,比较准确地测定了电子的电荷量,
其实验原理可以简化为如下模型:
两个相距为d的平行金属板A、B水平放置,两板接有可调电源.从A板上的小孔进入两板间的油滴因摩擦而带有一定的电荷量,将两板间的电势差调节到U时,带电油滴恰好悬浮在两板间;然后撤去电场,油滴开始下落,由于空气阻力,下落的油滴很快达到匀速下落状态,通过显微镜观测这个速度的大小为v,已知这个速度与油滴的质量成正比,比例系数为k,重力加速度为g.则计算油滴带电荷量的表达式为( )
A.
B.
C.
D.
12、如图所示,可视为质点的带电小球AB的电荷量分别为QA、QB,都用长为L的轻质绝缘细线悬挂在O点,静止时A、B相距为d.为使再次平衡时A、B间距离减为
,以下采用的方法是( )
A.将小球A、B的质量都增加为原来的2倍
B.将小球A、B的电荷量都减小为原来的一半
C.将小球B的质量增加为原来的8倍
D.将小球A、B的电荷量都减小为原来一半,同时将小球A、B的质量增加为原来的2倍
13、如图所示,ab两个带电小球分别用绝缘细线系住,并悬挂在A点,当两小球静止时,它们恰好在同一水平面上,此时两细线与竖直方向夹角为α、β,α<β.若同时剪断两细线,在下落过程中下列说法正确的是( )
A.两球始终处在同一水平面上
B.a、b两球系统的电势能增大
C.任一时刻,a球速率小于b球速率
D.a球水平位移始终大于b球水平位移
14、图所示,空间有一正三棱锥OABC,点A′、B′、C′分别为三条棱的中点;现在顶点O处固定一正点电荷,下列说法正确的是
A.A′、B′、C′三点的电场强度相同
B.△ABC所在平面为等势面
C.将一正的试探电荷从A′点沿直线A′B′移到B′点,静电力对该试探电荷先做正功后做负功
D.若A′点的电势为φA′,A点的电势为φA,则A′A连线中点D处的电势φD一定小于
15、质量为m的带正电小球由空中A点无初速度自由下落,在t秒末加上竖直向上,范围足够大的匀强电场,再经过t秒小球又回到A点,不计空气阻力且小球从未落地,重力加速度为s,下列说法正确的是
A.整个过程中小球电势能变化了
B.整个过程中小球动量增量的大小为2mgt
C.从加电场开始到小球运动到最低点时小球动能减小了mg2t2
D.从A点到最低点小球重力势能变化了
二、非选择题:
16.在研究平行板电容器电容的实验中,电容器的AB两极板带有等量异种电荷,A板与静电计连接,如图所示;回答下列问题:
(1)减小A、B板间的距离,静电计指针张角变小;(填变大、变小、不变)
(2)在A、B板间放入一介质板,静电计指针张角变小.(填变大、变小、不变)
17、某同学设计了一个用打点计时器验证动量守恒定律的实验:
在小车A的前端粘有橡皮泥,推动小车A使之做匀速运动,然后与原来静止在前方的小车B相碰并粘合成一体,继续做匀速运动.他设计的装置如图(a)所示.在小车A后连着纸带,电磁打点计时器所用电源频率为50Hz.
(1)长木板下垫着小木片的目的是;
(2)若已测得打点的纸带如图(b)所示.A为运动的起点,则应选BC段来计算A碰撞前的速度,应
选DE段来计算A和B碰后的共同速度(以上两空选填“AB”“BC”“CD”或“DE”).
(3)已测得小车A的质量m1=0.4kg,小车B的质量m2=0.2kg,则由以上测量结果可得碰前总动量为
0.420
kg•m/s,碰后总动量为0.417kg•m/s.
(4)分析对比以上实验数据可以得出的结论是;
18、长为l的绝缘细线吊着一个质量为m带电量为q的小球静止在水平向右的匀强电场中,如所示,细线与竖直方向橙370角,现突然将该电场方向变为竖直向下且大小不变,不考虑因电场改变而带来的其他影响,重力加速度为g,sin370=0.6,求:
(1)匀强电场的电场强度大小;
(2)小球运动过程中细线拉力的最大值.
19、如图所示,光滑绝缘斜面的顶点A处固定一带电量为+q,质量为m的绝缘小球a,∠A=900,斜面上为L,现把与小球a完全相同的小球b从B点从静止自由释放,小球b能沿斜面从B点运动到斜面底端C处,
已知静电常数为k,重力加速度为g,求:
(1)小球b运动到斜面中点D处时的速度?
(2)小球b运动到斜面底端C处时对斜面的压力是多大?
20、如图所示,现有一个带电量+q=2×10-4C,质量为m=80g的小物块,与水平轨道之间的动摩擦因数为μ=0.2,
在一个水平向左的匀强电场中,E=103V/m,在水平轨道的末端N处,连接一个光滑的半圆形轨道,半径为R=40cm,取g=10m/s2,求:
(1)若小物块恰好运动到轨道的最高点,那么小物块应该从水平位置距N处多远处由静止释放?
(2)如果在第
(1)问的位置释放小物块,当它运动到P(轨道中点)点时对轨道的压力等于多少?
21、如图1所示,真空中相距d=5cm的两块平行金属板AB与电源连接(图中未画出),其中B板接地(电势为零),A板电势变化的规律如图2所示;将一个质量m=2.0×10-27kg,电量q=+1.6×10-19C的带电粒子从紧临B板处释放,不计重力.求
(1)在t=0时刻释放该带电粒子,释放瞬间粒子加速度的大小;
(2)若A板电势变化周期T=1.0×10-5s,在t=0时将带电粒子从紧临B板处无初速释放,粒子达到A板时动量的大小;
(3)A板电势变化频率多大时,在t=
到t=
时间内从紧临B板处无初速释放该带电粒子,粒子不能到达A板.
答案:
一.选择题:
1.B2.B3.AD4.A5.D6.C7.C8.C9.C10.BCD11.B12.CD13.AC14.D15.BD
二.非选择题:
16.
(1)变小;
(2)变小;
17.
(1)平衡摩擦力;
(2)BC、DE(3)0.42;0.417;(4)在误差范围内碰撞前后系统的总动量守恒;
18.解:
(1)小球平衡时受到绳子的拉力、重力和电场力,由平衡条件得:
mgtan37°=qE
解得:
(2)电场方向变成向下后,重力和电场力都向下,两个力做功,小球开始摆动做圆周运动
由动能定理:
(mg+qE)L(1−cos370)=
mv2
在最低点时绳子的拉力、重力和电场力的合力提供向心力,T−(mg+qE)=m
解得:
T=(mg+qE)+m
=
mg
19.解:
(1)由题意知:
小球运动到D点时,由于AD=AB,所以有 φD=φB
即UDB=φD-φB=0①
则由动能定理得:
②
联立①②解得
③
(2)当小球运动到C点时,对球受力分析如图所示则由平衡条件得:
FN+F库•sin30°=mgcos30°④
由库仑定律得:
⑤
联立④⑤得:
由牛顿第三定律即
.:
20.解:
(1)物块能通过轨道最高点的临界条件是:
解得:
v=2m/s
设小物块释放位置距N处为S,则由动能定理有:
qEs−μmgs−2mgR=
mv2
解得:
S=20m,即小物块应该从在水平位置距N处为20m处开始释放
(2)P点到最高点由动能定理:
:
−qER−mgR=
mv2−
mvp2.
物块到P点时,FN−qE=m
代入数据解得FN=3.0N
根据牛顿第三定律得,压力也为3.0N.
21、解:
(1)电场强度
,带电粒子所受电场力
,F=ma
=4.0×109m/s2
释放瞬间粒子的加速度为4.0×109m/s2;
(2)粒子在0~T/2时间内走过的距离为
故带电粒子在t=T/2时,恰好到达A板,根据动量定理,此时粒子动量p=Ft=4.0×10-23kg•m/s
粒子到达A板时的动量为4.0×10-23kg•m/s
(3)带电粒子在t=T/4~t=T/2向A板做匀加速运动,在t=T/2~t=3T/4向A板做匀减速运动,速度减为零后将返回.粒子向A 板运动可能的最大位移
要求粒子不能到达A板,有s<d,由
,电势变化频率应满足
电势变化的频率应满足f>5
×104Hz.