河南省创新发展联盟2021-2022学年高二上学期物理9月联考试卷

试卷更新日期：2021-09-29 类型：月考试卷

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一、单选题

1. 下列对电场、电源的理解正确的是（）

A、根据电容的定义式 $C = \frac{Q}{U}$ 可知，电容器的电容与电容器两端的电压成反比 B、根据公式 $F = k \frac{q_{1} q_{2}}{r^{2}}$ 可知，当两个电荷之间的距离趋近于零时库仑力变得无限大 C、电动势在数值上等于非静电力在电源内把 $1 C$ 的电子从正极移送到负极所做的功 D、根据公式 $U_{A B} = \frac{W_{A B}}{q}$ 可知，若将电荷量为 $1 C$ 的正电荷，从 $A$ 点移动到 $B$ 点克服电场力做功 $1 J$ ，则 $A$ 、 $B$ 两点的电势差为 $1 V$

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2. 如图所示，虚线为一电子仅在电场力作用下从 $M$ 点运动到 $N$ 点的轨迹， $a$ 、 $b$ 、 $c$ 为该电场中三条等势线，相邻等势线间的电势差相等，下列说法正确的是（）

A、虚线即为电场线 B、电子的电势能减小 C、三条等势线电势的关系满足 $φ_{a} > φ_{b} > φ_{c}$ D、电子在 $N$ 点的加速度大于在 $M$ 点的加速度

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3. 一横截面积为S的铝导线，导线单位体积内含有的自由电子数为 $n$ ，电子的电荷量为 $e$ ，若电子定向移动的速度为 $v$ 时，导线中的电流为 $I$ ，则单位时间内通过导线某横截面的电子个数为（）

A、 $n e v$ B、 $n v S$ C、 $\frac{I}{S e}$ D、 $\frac{I e}{n S}$

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4. 如图所示，图中边长为O的正三角形ABC的三个顶点A、B、C分别固定有三个点电荷－q、－q、＋q，则该三角形中心O点处的场强为（）

A、 $\frac{\sqrt{3} k q}{a^{2}}$ ，方向由C指向O B、 $\frac{\sqrt{3} k q}{a^{2}}$ ，方向由O指向C C、 $\frac{6 k q}{a^{2}}$ ，方向由C指向O D、 $\frac{6 k q}{a^{2}}$ ，方向由O指向C

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5. 如图所示，有 $A$ 、B两个可看成点电荷的带电小球，电荷量分别为 $q_{A}$ 、 $q_{B}$ ，用长度相等的绝缘轻质细绳系于天花板上的同一点 $O$ ， $A$ 球紧靠竖直绝缘光滑墙壁，平衡时 $A$ 、B之间的距离为 $r$ ，现仅将B球的电荷量减少为原来的一半，则再次平衡时 $A$ 、B之间的距离变为（）

A、 $\frac{1}{2} r$ B、 $\frac{1}{\sqrt{2}} r$ C、 $\frac{1}{\sqrt[3]{2}} r$ D、 $\frac{1}{\sqrt[4]{2}} r$

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6. 如图所示，空间中存在水平向右的匀强电场，有一带电滑块从A点沿着粗糙绝缘的水平面以 $100 J$ 的初动能向左滑动，当到达 $B$ 点时动能减小了 $30 J$ ，其中有 $18 J$ 转化成电势能，则它再次经过 $B$ 点时，动能变为（）

A、 $14 J$ B、 $18 J$ C、 $32 J$ D、 $40 J$

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7. 如图所示，空间中存在水平向左的匀强电场，电场强度为 $E$ ，现有一质量为 $m$ 、电荷量为 $q$ 的带正电小球以初速度 $v_{0}$ 竖直向上抛出，当途经最高点时小球的速度大小也为 $v_{0}$ ，不计空气阻力，重力加速度大小为 $g$ ，下列说法正确的是（）

A、该电场强度大小 $E = \frac{m g}{\sqrt{2} q}$ B、该运动过程所用的时间 $t = \frac{2 v_{0}}{g}$ C、小球在运动过程中的最小速度为 $\frac{v_{0}}{2}$ D、小球再次到达与初始位置等高的地点时前进的位移大小为 $\frac{2 v_{0}^{2}}{g}$

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8. 已知平行板电容器水平放置，极板间存在匀强电场，电容器的中线为 $O O'$ 。带有同种电性且质量均为 $m$ 的小球 $A$ 、 $B$ ，电荷量 $q_{A} = 3 q$ 、 $q_{B} = q$ ，从 $O$ 点分别以水平初速度 $v_{A}$ 、 $v_{B}$ 射入平行板电容器， $v_{A} ： v_{B} = 3 ： 2$ ，发现它们的运动轨迹恰好关于 $O O'$ 对称，如图所示，忽略两小球间的相互作用，不计空气阻力，重力加速度大小为 $g$ ，则该极板间的电场强度 $E$ 的大小等于（）

A、 $\frac{13 m g}{7 q}$ B、 $\frac{13 m g}{21 q}$ C、 $\frac{5 m g}{7 q}$ D、 $\frac{9 m g}{5 q}$

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二、多选题

9. 可视为质点的两带电小球 $A$ 、B（材料、形状相同），它们所带的电荷量分别为 $q_{1}$ 、 $q_{2}$ ，当它们的距离为 $R$ 时二者之间的库仑力大小为 $F$ ，现把它们相互接触以后再放回原处，则关于它们的带电以及库仑力变化情况分析正确的是（）

A、若 $q_{1} > q_{2} > 0$ ，则两球接触以后二者之间的库仑力一定变大 B、若 $q_{1} < q_{2} < 0$ ，则两球接触以后二者之间的库仑力可能变大、也可能变小 C、若 $q_{1} < 0 < q_{2}$ ，且 $| q_{1} | > | q_{2} |$ ，则接触以后两球带负电，二者之间的库仑力一定变小 D、若 $q_{1} > 0 > q_{2}$ ，且 $| q_{1} | > | q_{2} |$ ，则接触以后两球带正电，二者之间的库仑力可能保持不变

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10. 一带负电的试探电荷，仅在电场力的作用下从坐标原点 $O$ 出发沿 $x$ 轴运动，依次经过 $A$ 、 $B$ 两点，其速度 $v$ 和对应位置的关系如图所示，由图像可知（）

A、 $O$ 、A点间为匀强电场 B、从A点到 $B$ 点电势逐渐降低 C、A点为该运动过程中电场强度最大的点 D、试探电荷从A点运动到 $B$ 点电势能先减小后增大

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11. M、N为平行板电容器的两块金属板，M极板与静电计的金属小球相连，静电计的外壳和N极板都接地，将它们水平正对放置，当M板带上一定量的正电荷后，静电计指针偏转一定角度，如图所示（静电计金属小球及金属杆、指针等所带的电荷量与金属板M所带的电荷量相比可以忽略不计）。此时，在M、N板间有一电荷量为 $q$ 的油滴静止在 $P$ 点（油滴所带电荷量很少，它对M、N板间电场的影响可以忽略），以下说法正确的是（）

A、M极板不动，将N极板往下移动一小段距离，油滴保持静止，静电计张角变大 B、M极板不动，将N极板往右移动一小段距离，油滴向上运动，静电计张角不变 C、N极板不动，将M极板往左移动一小段距离， $P$ 点的电势增大，静电计张角变大 D、N极板不动，将M极板往下移动一小段距离， $P$ 点的电势增大，静电计张角变小

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12. 两块水平平行正对放置的导体板如图甲所示，大量电子（质量为 $m$ 、电荷量为 $e$ ）由静止开始，经电压为 $U_{0}$ 的电场加速后，连续不断地沿水平方向从两板正中间射入。当两板均不带电时，这些电子通过的时间为 $3 t_{0}$ ，当在两板间加如图乙所示的周期为 $2 t_{0}$ 、幅值恒为 $U_{0}$ 的周期性电压时，恰好能使所有电子均从两板间通过。忽略电子间的相互作用及所受重力，则（）

A、这些电子通过两极板之后，侧向位移（沿垂直于两板方向上的位移）的最大值 $s_{y \max} = \frac{t_{0}}{2} \sqrt{\frac{6 e U_{0}}{m}}$ B、这些电子通过两极板之后，侧向位移（沿垂直于两板方向上的位移）的最小值 $s_{y \min} = \frac{t_{0}}{3} \sqrt{\frac{6 e U_{0}}{m}}$ C、侧向位移分别为最大值和最小值的两种情况，对应的电子在刚穿出两板之间时的动能之比为 $8 ： 3$ D、侧向位移分别为最大值和最小值的两种情况，对应的电子在刚穿出两板之间时的动能之比为 $16 ： 13$

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三、实验题

13. 在“探究平行板电容器的电容与哪些因素有关”的实验中，实验装置如图所示，平行板电容器的极板 $A$ 与一静电计相接，极板 $B$ 接地。

(1)、静电计的指针偏转程度显示两极板间的大小。

(2)、当极板电荷量不变，仅使两极板正对面积减小，可知电容器电容（填“增大”、“不变”或“减小”）。当极板电荷量不变，仅使两极板距离减小，可观察到静电计指针的偏转角（填“增大”、“不变”或“减小”）。

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14. 在测定电容器电容的实验中，将电容器、电压传感器、阻值为 $2 k Ω$ 的电阻 $R$ 、电源、单刀双掷开关 $S$ 按如图甲所示的电路图进行连接，先使开关 $S$ 与1相连，电源给电容器充电，充电完毕后把开关 $S$ 掷向2，电容器放电，直至放电完毕，实验得到的与电压传感器相连接的计算机所记录的电压随时间变化的图线如图乙所示，计算机对图乙进行数据处理后记录了“峰值”及图线与时间轴所围“面积”等信息。

(1)、根据图甲所示的电路，观察图乙可知：充电电流与放电电流方向（选填“相同”或“相反”），大小都随时间（选填“增大”或“减小”）。

(2)、该电容器的电容为 $F$ 。（结果保留三位有效数字）

(3)、某同学认为：仍利用上述装置，将电压传感器从电阻两端改接在电容器的两端，也可以测出电容器的电容值，请你分析并说明该同学的想法是否正确。
答：。

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四、解答题

15. 已知 $A$ 、 $B$ 、 $C$ 三点位于正三角形的三个顶点上， $A$ 点固定一点电荷（电荷量为 $+ q$ ），将一电荷量也为 $+ q$ 的点电荷从无穷远处移动到 $C$ 点，电场力做功为 $W$ ，再从 $C$ 点移动到 $B$ 点后把点电荷固定在 $B$ 点，将另外一个电荷量为 $- 2 q$ 的点电荷从无穷远处移动到 $C$ 点，规定无穷远处的电势为零，求：

(1)、 $B$ 点没有电荷时 $C$ 点的电势 $φ_{C}$ ；

(2)、电荷量为 $- 2 q$ 的这个点电荷在 $C$ 点时具有的电势能 $E_{P}$ 。

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16. 如图所示，水平地面上方空间存在一水平方向的匀强电场（未画出），在高度为 $h$ 处有一质量为 $m$ 、电荷量为 $q$ 的带电小球，从静止释放后开始做直线运动，当运动至地面时速度大小变为 $v_{0}$ ，不计空气阻力，重力加速度大小为 $g$ ，求：

(1)、小球释放点与落地点间的电势差 $U$ ；

(2)、匀强电场的电场强度大小 $E$ 。

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17. 放射性元素发生 $β$ 衰变时会释放出电子，某发生 $β$ 衰变的放射源用绝缘支柱放置于真空容器内，该容器底部有一层水平放置的荧光屏，当有电子打到上面时会发出淡淡的荧光，从而可以用来检测电子打到的位置，放射源与荧光屏的距离为 $h$ ，容器内存在竖直向上的匀强电场，电场强度大小为 $E$ ，荧光屏和容器的空间足够大。为了简化问题，可以把放射源当成一个电子发射器，能够向空间内各个方向发射速度大小均为 $v_{0}$ 的电子，电子的质量为 $m$ 、所带电荷量为 $e$ ，忽略电子间的相互作用及电子的重力，求：

(1)、竖直向上飞出的电子从发射到打到荧光屏上经过的时间 $t_{1}$ ；

(2)、大量沿水平方向飞出的电子的落点形成的轨迹的周长 $L$ ；

(3)、电子在荧光屏上散布的区域的半径 $R$ 。

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