
本試卷分第Ι卷(選擇題)和第Ⅱ(非選擇題)兩部分。滿分:100分;考試時間:75分鐘
注意事項:
1.答題前,考生先將自己的姓名.班級.座號.準(zhǔn)考證號填寫在答題卡上。
2.答選擇題時,必須使用2B鉛筆填涂;答非選擇題時,必須使用0.5毫米的黑色簽字筆書寫;必須在題號對應(yīng)的答題區(qū)域內(nèi)作答,超出答題區(qū)域書寫無效;保持答卷清潔.完整。
3.考試結(jié)束后,將答題卡交回(試題卷自己保存,以備評講)。
第I卷(選擇題,共43分)
單項選擇題:(本題共7小題,每小題4分,共28分.在每小題給出的四個選項中,只有一項是符合題目要求)
1.三個完全相同的金屬球A、B和C,其中A球帶電量為+Q,B球帶電量為-2Q,C球不帶電。若A、B兩球之間的距離遠(yuǎn)大于球的半徑,其間的靜電力大小為F,現(xiàn)將C球先與A球接觸,移開后再與B球接觸,然后移到遠(yuǎn)處,則最后A、B兩球之間的作用力大小為( )
A.B.C.D.
【答案】A
【詳解】原來A、B兩球之間靜電力大小為
C球先與A球接觸,移開后
,
C球再與B球接觸,然后移到遠(yuǎn)處
則最后A、B兩球之間的作用力大小為
故選A。
2.某空間存在如圖所示的電場,圖中的虛線為電場的等勢線,一電荷量絕對值為q的帶電粒子以某一速度從圖中a點(diǎn)進(jìn)入電場,其運(yùn)動軌跡如圖中實(shí)線所示。不考慮粒子所受重力,下列說法正確的是( )
A.該粒子帶正電
B.該粒子經(jīng)過 f 點(diǎn)時的加速度為0
C.粒子從a 點(diǎn)運(yùn)動到c 點(diǎn)的過程中,電勢能增大
D.若粒子經(jīng)過d 點(diǎn)時的動能為Ek,則該粒子經(jīng)過a 點(diǎn)時的動能為5Ek
【答案】C
【詳解】A.根據(jù)電場方向由高電勢指向低電勢且與等勢面垂直,粒子做曲線運(yùn)動受到的電場力位于軌跡的凹側(cè),則粒子在c 點(diǎn)的電場方向和電場力力方向如圖所示
由于電場力與場強(qiáng)方向相反,所以該粒子帶負(fù)電,故A錯誤;
B.該粒子經(jīng)過 f 點(diǎn)時,場強(qiáng)不為0,受到的電場力不為0,加速度不為0,故B錯誤;
C.粒子從a 點(diǎn)運(yùn)動到c 點(diǎn)的過程中,電勢逐漸降低,根據(jù),由于粒子帶負(fù)電,所以粒子的電勢能逐漸增大,故C正確;
D.若粒子經(jīng)過d 點(diǎn)時的動能為Ek,粒子從a 點(diǎn)運(yùn)動到d點(diǎn)的過程中,根據(jù)動能定理可得
可得該粒子經(jīng)過a 點(diǎn)時的動能為
故D錯誤。
故選C。
3.如圖,A、B、C三個點(diǎn)位于以O(shè)為圓心的圓上,直徑與弦間的夾角為。A、B兩點(diǎn)分別放有電荷量大小為的點(diǎn)電荷時,C點(diǎn)的電場強(qiáng)度方向恰好沿圓的切線方向,則等于( )
A.B.C.D.2
【答案】B
【詳解】根據(jù)題意可知兩電荷為異種電荷,假設(shè)為正電荷,為負(fù)電荷,兩電荷在C點(diǎn)的場強(qiáng)如下圖,設(shè)圓的半徑為r,根據(jù)幾何知識可得
,
同時有
,
聯(lián)立解得
故選B。
4.如圖所示,兩根不可伸長的等長絕緣細(xì)繩的上端均系在天花板上,下端分別系有帶異種電荷的小球A、B(均可視為點(diǎn)電荷)。小球處在方向水平向右的勻強(qiáng)電場中,平衡時兩細(xì)繩與豎直方向的夾角大小相等,小球A、B的質(zhì)量分別為m1、m2,帶電荷量大小分別為q1、q2。下列說法正確的是( )
A.小球A一定帶正電
B.若q1>q2,則有可能m1=m2
C.若q1>q2,則一定有m1>m2
D.若q1m2
【答案】C
【詳解】A.對小球A受力分析可知,小球A除了重力和繩子的拉力外,應(yīng)受到水平向左的力,因異種電荷,庫侖力向右,因此受水平向左的電場力,一定帶負(fù)電,故A錯誤;
BCD.設(shè)連接小球A、B的細(xì)繩上的彈力大小分別為F1、F2,小球A、B間的庫侖力大小為F庫,勻強(qiáng)電場的電場強(qiáng)度大小為E,細(xì)繩與豎直方向的夾角為α,則有
解得
,
故C正確,BD錯誤。
故選C。
5.如圖所示,邊長為5cm的等邊三角形ABC。三角形處在勻強(qiáng)電場中,三角形所在平面與勻強(qiáng)電場的電場線平行,三角形各頂點(diǎn)的電勢分別為,下列說法正確的是( )
A.勻強(qiáng)電場的場強(qiáng)大小為120V/m,方向由A指向C
B.勻強(qiáng)電場的場強(qiáng)大小為120V/m,方向由C指向A
C.勻強(qiáng)電場的場強(qiáng)大小為240V/m,方向由A指向C
D.勻強(qiáng)電場的場強(qiáng)大小為240V/m,方向由C指向A
【答案】D
【詳解】設(shè)AC的中點(diǎn)為D,則D點(diǎn)的電勢為
則,B、D在同一等勢面上,A、C在同一條電場線上,電場強(qiáng)度大小為
解得
根據(jù)沿電場線方向電勢逐漸降低可知,電場強(qiáng)度的方向由C指向A。
故選D。
6.如圖所示,在直角坐標(biāo)xOy中有a、b、c、d四點(diǎn),c點(diǎn)坐標(biāo)為?,F(xiàn)加上一方向平行于xOy平面的勻強(qiáng)電場,b、c、d三點(diǎn)電勢分別為8V、24V、15V,將一電荷量為的點(diǎn)電荷從a點(diǎn)沿abcd移動到d點(diǎn),下列說法正確的是( )
A.坐標(biāo)原點(diǎn)O的電勢為0V
B.電場強(qiáng)度的大小為500V/m
C.該點(diǎn)電荷在a點(diǎn)的電勢能為
D.該點(diǎn)電荷從a點(diǎn)移到d點(diǎn)的過程中,電場力做的功為
【答案】B
【詳解】A.由于是勻強(qiáng)電場,故沿著同一個方向前進(jìn)相同距離電勢的降低相等,故
代入數(shù)據(jù)解得
故A錯誤;
C.沿著同一個方向前進(jìn)相同距離電勢的降低相等,則
解得
該點(diǎn)電荷在a點(diǎn)的電勢能為
故C錯誤;
B.連接Oc,如圖所示
根據(jù)幾何關(guān)系可得
則
則沿cO每1cm電勢降低5V,通過b做cO的垂線交于f,如圖所示,根據(jù)幾何關(guān)系可得
則
所以f點(diǎn)的電勢為
所以bf為等勢線,電場線方向沿cO方向,電場強(qiáng)度為
故B正確;
D.該點(diǎn)電荷從a點(diǎn)移到d點(diǎn)電場中做功為
故D錯誤。
故選B。
7.如圖所示,一水平放置的平行板電容器的上極板帶正電,下極板接地,油滴靜止于 P點(diǎn)?,F(xiàn)下極板緩慢向上平移到圖中虛線位置,在此過程中,下列說法錯誤的是( )
A.油滴帶負(fù)電B.油滴一定處于靜止?fàn)顟B(tài)
C.兩極板間的電壓不變D.油滴處的電勢將降低
【答案】C
【詳解】A.油滴靜止,受向下的重力等于向上的電場力,由于電場強(qiáng)度向下,所以油滴帶負(fù)電,A正確;
BC.將下極板緩慢向上平移到圖中虛線位置,則電容器兩極板間距減小,根據(jù)
可知,電容器的電容增大,由于電荷量Q不變,根據(jù)
可知,兩極板間電壓減小,根據(jù)
可知兩板間的電場強(qiáng)度不變,油滴所受電場力不變,油滴依然靜止,B正確,C錯誤;
D.由于P點(diǎn)與下極板間的距離減小,根據(jù)
可知油滴處的電勢將降低,D正確。
選擇錯誤的,故選C。
二、多項選擇題(本題共3小題,每小題5分,共15分.在每小題給出的四個選項中,有多項符合題目要求.全部選對的得5分,選對但不全的得3分,有選錯的得0分)
8.如圖所示,豎直平面內(nèi)有兩個固定的點(diǎn)電荷,電荷量均為+Q,與其連線中點(diǎn)O的距離均為h,質(zhì)量為m、電荷量為-q的試探電荷以O(shè)為圓心垂直兩固定的點(diǎn)電荷的連線做勻速圓周運(yùn)動,圓周上的兩點(diǎn)A、B與O在同一直線上,A、B兩點(diǎn)各自和兩個正點(diǎn)電荷連線與AB連線的夾角均為θ=30°,已知靜電力常量為k,重力忽略不計,則( )
A.試探電荷做勻速圓周運(yùn)動所需的向心力大小為
B.若將θ增大,試探電荷仍能以O(shè)為圓心做勻速圓周運(yùn)動,則試探電荷的向心力可能變小
C.試探電荷做勻速圓周運(yùn)動的角速度為
D.若在A點(diǎn)由靜止釋放負(fù)點(diǎn)電荷,該電荷將加速到達(dá)B點(diǎn)
【答案】BC
【詳解】A.以試探電荷為研究對象,其做勻速圓周運(yùn)動,兩正點(diǎn)電荷對其靜電力的合力提供向心力,做勻速圓周運(yùn)動所需的向心力大小為
A項錯誤;
B.θ越大,越靠近O點(diǎn),由等量同種點(diǎn)電荷產(chǎn)生的電場可知,電場強(qiáng)度可能變小,所以將θ增大向心力有可能變小,B項正確;
C.由
可得負(fù)點(diǎn)電荷做勻速圓周運(yùn)動的角速度
C項正確;
D.AO之間的電場強(qiáng)度方向向左,電場力向右,接著由O到B,電場力反向,故先加速后減速運(yùn)動,到B點(diǎn)速度為零,D項錯誤。
故選BC。
9.如圖所示,有一勻強(qiáng)電場平行于平面xOy,一個質(zhì)量為m帶電粒子僅在電場力作用下從O點(diǎn)運(yùn)動到A點(diǎn),粒子在O點(diǎn)時速度沿y軸正方向,經(jīng)A點(diǎn)時速度沿x軸正方向,且粒子在A點(diǎn)的速度大小是它在O點(diǎn)時速度大小的2倍。關(guān)于粒子在OA段的運(yùn)動情況,下列判斷正確的是( )
A.該帶電粒子帶正電
B.帶電粒子在A點(diǎn)的電勢能比在O點(diǎn)的電勢能小
C.這段時間粒子的最小動能為
D.電場力方向與x軸正方向夾角的正切值為2
【答案】BC
【詳解】A.由于電場線方向未知,則帶電粒子的電性未知,故A錯誤;
B.帶電粒子從O點(diǎn)到A點(diǎn)動能增加,則電場力做正功,電勢能減小,故帶電粒子在A點(diǎn)的電勢能比在O點(diǎn)的電勢能小,故B正確;
D.設(shè)加速度方向與x軸正方向之間的夾角為,如圖所示
則在沿著y軸方向上
沿著x軸方向上
并且粒子在A點(diǎn)的速度是它在O點(diǎn)時速度的2倍,即
聯(lián)立解得
故D錯誤;
C.由三角函數(shù)知識可知
又
解得
當(dāng)速度最小時,速度方向與電場力方向垂直,設(shè)最小速度為,將初速v0沿著電場力方向和垂直電場力方向進(jìn)行分解,可得
則最小動能為
故C正確。
故選BC。
10.如圖甲所示,某裝置由直線加速器和偏轉(zhuǎn)電場組成。直線加速器序號為奇數(shù)和偶數(shù)的圓筒分別和交變電源的兩極相連,交變電源兩極間電勢差的變化規(guī)律如圖乙所示;在t=0時,奇數(shù)圓筒相對偶數(shù)圓筒的電勢差為正值,位于金屬圓板(序號為0)中央的電子由靜止開始加速,通過可視為勻強(qiáng)電場的圓筒間隙的時間忽略不計,偏轉(zhuǎn)勻強(qiáng)電場的A、B板水平放置,長度均為L,相距為d,極板間電壓為U,電子從直線加速器水平射出后,自M點(diǎn)射入電場,從N點(diǎn)射出電場。若電子的質(zhì)量為m,電荷量為e,不計電子的重力和相對論效應(yīng)。下列說法正確的是( )
A.電子在第3個與第6個金屬筒中的動能之比
B.第2個金屬圓筒的長度為
C.電子射出偏轉(zhuǎn)電場時,速度偏轉(zhuǎn)角度的正切值
D.若電子通過圓筒間隙的時間不可忽略,且圓筒間隙的距離均為d,在保持圓筒長度、交變電壓的變化規(guī)律和圖乙中相同的情況下,該裝置能夠讓電子獲得的最大速度為
【答案】AD
【詳解】A.設(shè)電子的質(zhì)量為m,電子所帶電荷量的絕對值為e。電子進(jìn)入第n個圓筒后的動能為En,根據(jù)動能定理有
電子在第3個和第6個金屬圓筒中的動能之比1:2,故A正確;
B.設(shè)電子進(jìn)入第n個圓筒后的速度為,根據(jù)動能定理有
,
第2個金屬圓筒的長度
=
故B錯誤;
C.電子在偏轉(zhuǎn)電場中運(yùn)動的加速度為
電子在偏轉(zhuǎn)電場中的運(yùn)動時間為
又因?yàn)?br>電子射出偏轉(zhuǎn)電場時,垂直于板面的分速度
電子射出偏轉(zhuǎn)電場時,偏轉(zhuǎn)角度的正切值為
故C錯誤;
D.由題意,若電子通過圓筒間隙的時間不可忽略,則電子進(jìn)入每級圓筒的時間都要比忽略電子通過圓筒間隙中對應(yīng)時間延后一些,當(dāng)延后時間累計為,則電子再次進(jìn)入電場時將開始做減速運(yùn)動,此時的速度就是裝置能夠加速的最大速度,則有
根據(jù)動能定理得
聯(lián)立解得
故D正確。
故選AD。
第Ⅱ卷(非選擇題,共57分)
三、實(shí)驗(yàn)題(本大題共2小題,共16分)
11.(6分)某物理興趣小組利用圖示裝置來探究影響電荷間的靜電力的因素。圖甲中,A是一個帶正電的物體,系在絕緣絲線上的帶正電的小球會在靜電力的作用下發(fā)生偏離,靜電力的大小可以通過絲線偏離豎直方向的角度顯示出來。他們分別進(jìn)行了以下操作。
步驟一:把系在絲線上的帶電小球先后掛在橫桿上的,,等位置,比較小球在不同位置所受帶電物體的靜電力的大小。
步驟二:使小球處于同一位置,增大(或減?。┬∏蛩鶐У碾姾闪?,比較小球所受的靜電力的大小。
(1)圖甲中實(shí)驗(yàn)采用的方法是________填正確選項前的字母。
A.理想實(shí)驗(yàn)法B.等效替代法
C.微小量放大法D.控制變量法
(2)圖甲實(shí)驗(yàn)表明,電荷之間的靜電力隨著電荷量的增大而增大,隨著距離的減小而 填“增大”“減小”或“不變”。
(3)接著該組同學(xué)使小球處于同一位置,增大(或減?。┬∏駻所帶的電荷量,比較小球所受作用力大小的變化。如圖乙,懸掛在P點(diǎn)的不可伸長的絕緣細(xì)線下端有一個帶電量不變的小球B,在兩次實(shí)驗(yàn)中,均緩慢移動另一帶同種電荷的小球A,當(dāng)A球到達(dá)懸點(diǎn)P的正下方并與B在同一水平線上,B處于受力平衡時,懸線偏離豎直方向角度為,若兩次實(shí)驗(yàn)中A的電量分別為和,分別為和,則為 。
【答案】(1)D
(2)增大
(3)
【詳解】(1)圖甲中先保持帶電小球的電荷量不變,把系在絲線上的帶電小球先后掛在橫桿上的、、等位置,改變兩個小球之間的距離,比較庫侖力的大?。缓髞肀3中∏蛑g的距離不變,改變小球所帶的電荷量大小,分析小球之間的庫侖力,所以實(shí)驗(yàn)采用的方法是控制變量法。
故選D。
(2)本實(shí)驗(yàn)中,根據(jù)小球的擺角可以看出小球所受作用力的大小,由圖可知,電荷量越大、距離越小,絲線偏離豎直方向的角度越大,根據(jù)對小球受力分析可知電荷之間的靜電力隨著電荷量的增大、距離的減小而增大。
(3)設(shè)小球B的質(zhì)量為m,電量為q,B球的受力情況如圖所示
當(dāng)A球帶電量為時,由平衡條件得
其中
當(dāng)A球帶電量為時,由平衡條件得
其中
聯(lián)立,解得
12.(10分)電流傳感器不僅可以和電流表一樣測電流,而且還具有反應(yīng)快、能捕捉到瞬間電流變化等優(yōu)點(diǎn)。某學(xué)習(xí)小組用傳感器觀察電容器的充放電現(xiàn)象并測量該電容器的電容。實(shí)驗(yàn)操作如下:
①小組成員按照圖甲所示的電路進(jìn)行實(shí)物連接;
②先將開關(guān)S撥至1端,電源向電容器充電,電壓傳感器記錄這一過程中電壓隨時間變化的圖線,如圖乙所示;
③然后將開關(guān)S撥至2端,電容器放電,電流傳感器記錄這一過程中電流隨時間變化的圖線,如圖丙所示。
則:
(1)電容器放電時,流過電阻R的電流方向?yàn)? ;(選填“a→b”或“b→a”);
(2)已知圖線與t軸所圍成的面積表示電荷量,若圖丙中圖線與t軸所圍的小格數(shù)約為60個,則該電容器充電完畢后所帶的電荷量約為 C,電容大小約為 F。(結(jié)果均保留兩位有效數(shù)字)
【答案】(1)
(2)
【詳解】(1)電容器上極板帶正電,則放電時,流過電阻R的電流方向?yàn)閎→a;
(2)[1]該電容器充電完畢后所帶的電荷量約為
[2]電容大小約為
四、解答題(本大題共3小題,共41分。解答應(yīng)寫出必要的文字說明、方程式和重要的演算步驟。只寫出最后答案不能得分。有數(shù)據(jù)計算的題,答案中必須明確寫出數(shù)值和單位)
13.(10分)如圖所示,水平面上方有水平向右的勻強(qiáng)電場。一質(zhì)量為、帶電量為的金屬小球自點(diǎn)以大小為的速度豎直上拋,在最高點(diǎn)以速度與靜止在絕緣支柱上的質(zhì)量為、不帶電的金屬小球發(fā)生彈性正碰。兩小球所用材料、形狀和大小均相同,碰后帶電量均分,重力加速度為,不計空氣阻力和碰后兩球間的相互作用。求:
(1)電場強(qiáng)度大??;
(2)碰撞后瞬間兩金屬球的速度大小和;
(3)碰撞后兩金屬球運(yùn)動的加速度大小和。
【答案】(1);(2),;(3),
【詳解】(1)金屬小球自點(diǎn)以大小為的速度豎直上拋,到達(dá)最高點(diǎn)速度仍為,則
解得
(2)兩球碰撞過程中動量及能量守恒,有
解得
(3)由牛頓第二定律得
解得
14.(14分)如圖所示,P處有一質(zhì)量為m、電荷量為q的帶正電的粒子,從靜止開始經(jīng)N、M間的電場加速,進(jìn)入輻向電場沿著半徑為R的圓弧虛線(等勢線)運(yùn)動,從輻向電場射出后,沿平行板A、B間的中線射入兩板間的勻強(qiáng)電場,粒子恰從B板右邊沿射出。已知MN兩板間電壓為U,AB極板長為2L,AB板間距離為L,電容器的電容為C,粒子重力不計。求:
(1)粒子在輻向電場中運(yùn)動的時間;
(2)輻向電場中虛線上各點(diǎn)電場強(qiáng)度的大??;
(3)電容器所帶的電荷量。
【答案】(1);(2);(3)
【詳解】(1)根據(jù)動能定理可得
所以
粒子在輻向電場中做勻速圓周運(yùn)動,有
(2)根據(jù)牛頓第二定律可得
所以輻向電場中虛線上各點(diǎn)電場強(qiáng)度的大小為
(3)粒子在AB板間運(yùn)動時,有
聯(lián)立可得
15.(17分)如圖所示,在豎直平面內(nèi)的平面直角坐標(biāo)系xOy中,x軸上方有水平向右的勻強(qiáng)電場,x軸下方存在豎直向上、范圍足夠大的勻強(qiáng)電場,電場強(qiáng)度大小等于。先有一質(zhì)量為m、電荷量為+q的帶電絕緣小球,從y軸上的P(0,L)點(diǎn)由靜止開始釋放,運(yùn)動至x軸上的B(L,0)點(diǎn)時,恰好無碰撞地沿切線方向進(jìn)入固定在x軸下方豎直放置的四分之一圓弧形光滑絕緣細(xì)管,BC=2L。小球第3次經(jīng)過x軸時與x軸交于D點(diǎn)(圖中D點(diǎn)未畫出),細(xì)管內(nèi)徑略大于小球外徑,小球直徑遠(yuǎn)小于細(xì)管軌道的半徑,不計空氣阻力,重力加速度為g。求:
(1)勻強(qiáng)電場場強(qiáng)E1的大?。?br>(2)小球從P點(diǎn)至D點(diǎn)的時間;
(3)D點(diǎn)的位置坐標(biāo);
【答案】(1);(2);(3)(11L,0)
【詳解】(1)小球由靜止釋放后在重力和電場力的作用下做勻加速直線運(yùn)動,小球從P點(diǎn)沿切線方向進(jìn)入,根據(jù)幾何關(guān)系,此時速度方向與豎直方向的夾角為45°,即加速度方向與豎直方向的夾角為45°,則有
解得
(2)從P到B的過程中,小球做勻減速直線運(yùn)動,根據(jù)動能定理得
根據(jù)位移的表達(dá)式有
解得
,
從B到C的過程中,由于
qE2=mg
即電場力與重力平衡,則小球做勻速圓周運(yùn)動,根據(jù)幾何關(guān)系有
從B到C的過程中經(jīng)歷的時間
解得
從C到D的過程中,小球做類斜拋運(yùn)動,豎直方向做雙向勻變速運(yùn)動,水平方向勻速直線,根據(jù)對稱性有
則小球從P點(diǎn)至D點(diǎn)的時間
t= t1+ t2+ t3
解得
(3)小球從C點(diǎn)拋出時的速度
結(jié)合上述,小球水平方向的加速度大小
水平方向最勻加速直線運(yùn)動,水平方向有
解得
則D點(diǎn)的橫坐標(biāo)位
則D點(diǎn)的位置坐標(biāo)為(11L,0)。
這是一份第15講 圓周運(yùn)動(講義)(原卷版)-2025年高考物理一輪復(fù)習(xí)講練測(新教材新高考),共21頁。試卷主要包含了知識導(dǎo)圖,思維引航等內(nèi)容,歡迎下載使用。
這是一份第15講 圓周運(yùn)動(講義)(解析版)-2025年高考物理一輪復(fù)習(xí)講練測(新教材新高考),共30頁。試卷主要包含了知識導(dǎo)圖,思維引航等內(nèi)容,歡迎下載使用。
這是一份第15講 圓周運(yùn)動(練習(xí))(原卷版)-2025年高考物理一輪復(fù)習(xí)講練測(新教材新高考),共16頁。
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