高三物理电场测验(试卷)201212.doc

上海交通大学附属中学2012-2013学年度第一学期高三相关物理月考（二）考生注意：1本试卷满分150分。答案一律填写在答卷页上。2计算题要求写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤。只写出最后答案，未写出演算过程的，不得分。与数字计算的问题，答案中必须明确写出数值和单位。一、单项选择题（共16分，每小题2分，每小题只有一个正确选项）1“约索夫森结”由超导体和绝缘体制成。若在结两端加恒定电压U，则它会辐射频率为n的电磁波，且n与U成正比，即nkU。已知比例系数k仅与元电荷e的2倍和普朗克常量h有关。你可能不了解此现象的机理，但仍可运用物理学中常用的方法，在下列选项中，推理判断比例系数k的值可能为（ ）（A）h/2e（B）2e/h（C）2he（D）1/2he 2万有引力可以理解为：任何有质量的物体都要在其周围空间产生一个引力场，而一个有质量的物体在其他有质量的物体所产生的引力场中都要受到该引力场的引力（即万有引力）作用，这种情况可以与电场相类比，那么在地球产生的引力场中的重力加速度，可以与电场中下列哪个物理量相类比 ( )（A）电场强度 （B）电势 （C）电势能 （D）电场力3 景颇族的祖先发明的点火器如图所示，用牛角做套筒，木质推杆前端粘着艾绒。猛推推杆，艾绒即可点燃，对筒内封闭的气体，再次压缩过程中（）（A）气体温度升高，压强不变（B）气体温度升高，压强变大（C）气体对外界做正功，其体内能增加（D）外界对气体做正功，气体内能减少4关于电场强度、电势和电势能，以下说法中正确的是（）（A）沿着电场线方向场强逐渐减小（B）负电荷移动时电场力做正功，电势能一定减小（C）等势面上场强处处大小相等（D）只在电场力作用下初速为零的电荷总是从电势高处向电势低处运动5如图所示，在一个粗糙水平面上，彼此靠近地放置两个带同种电荷的小物块。由静止释放后，两个物块向相反方向运动，并最终停止。在物块的运动过程中，下列表述正确的是 ( ）（A）两个物块的电势能逐渐减少（B）物块受到的库仑力不做功（C）两个物块的机械能守恒（D）物块受到的摩擦力始终小于其受到的库仑力Odpcab1/V6一定质量的理想气体经历一系列状态变化，其p-1/V图线如图所示，变化顺序由abcda，图中ab线段延长线过坐标原点，cd线段与p轴垂直，da线段与1/V轴垂直。气体在此状态变化过程中（ ）（A）ab，压强减小、温度不变、体积增大（B）bc，压强增大、温度降低、体积减小（C）cd，压强不变、温度升高、体积减小（D）da，压强减小、温度升高、体积不变7如图所示，两平行金属板水平放置，并接到电源上，一带电微粒P位于两板间处于静止状态，O1、O2分别为两个金属板的中点，现将两金属板在极短的时间内都分别绕垂直于O1、O2的轴在纸面内逆时针旋转一个角(900)，则下列说法中正确的是 ( ）（A）微粒P受到的电场力不变 （B）两板间的电场强度变大（C）两板间的电场强度变小 （D）两板间的电压变小8如图所示，电量为q质量为m的物体置于绝缘的水平桌面上，它与桌面间的动摩擦因数为。水平方向的匀强电场的场强为E，而电场的作用又恰能使物体做匀速直线运动，如果此时电场从图示方向起沿逆时针方向缓慢转动90的过程中，物体仍能保持匀速直线运动，则场强E的大小变化情况是 ( ）（A）逐渐变大 （B）逐渐变小 （C）先变大后变小 （D）先变小后变大二、单项选择题（共24分，每小题2分，每小题只有一个正确选项）9.如图所示，倾角30的斜面连接水平面，在水平面上安装半径为R的半圆竖直挡板，质量m的小球从斜面上高为R/2处静止释放，到达水平面恰能贴着挡板内侧运动。不计小球体积，不计摩擦和机械能损失。则小球沿挡板运动时对挡板的力是（ ）2R30A0.5mgBmgC1.5mgD2mg10如图，实线为匀强电场的电场线，虚线为等势面，相邻两个等势面间的电势差相等，一个正点电荷在等势面L3处的动能为40J，运动到等势面L1处时的动能为零。取L2处的等势面电势为零，则当此点电荷在动能为8J时，它的电势能为（不计点电荷的重力和空气阻力） （ ） （A）2J （B）8J （C）10J （D）12J11电量分别为+q、+q和q的三个带小球，固定在边长为a的绝缘三角形框架的三个顶点处，并置于场强为E的匀强电场中，如图所示。若此三角形绕穿过其中心O垂直于三角形所在平面的轴顺时针转过120，则在此过程中克服电场力做功的大小为（ ）（A）0 （B） （C） （D）12真空中相距为3a的两个点电荷M、N，分别固定于x轴上x1=0和x2=3a的两点上，在它们连线上各点场强随x变化关系如图所示，以下判断中正确的是 （ ）（A）点电荷M、N一定为同种电荷（B）点电荷M、N一定为异种电荷（C）点电荷M、N、可能是同种电荷，也可能是异种电荷（D）x=2a处的电势一定为零13如图所示，在某旅游景点的滑沙场有两个坡度不同的滑道AB和AB（都可看作斜面），一名旅游者乘同一个滑沙橇从A点由静止出发先后沿AB和AB滑道滑下，最后停在水平沙面BC或BC上设滑沙者保持一定坐姿，滑沙橇和沙面间的动摩擦因数处处相同下列说法中正确的是（ ）（A）到达B点的速率等于到达B点的速率（B）即将到达B点时重力的功率大于即将到达B时重力的功率（C）沿两滑道滑行的时间一定相等（D）沿两滑道滑行的总路程一定相等14如图，将乙图所示的交变电压加在甲图所示的平行板电容器A、B两极板上，开始时B板的电势比A板高，有一位于极板中间的电子，在t=T/4时刻由静止释放，它只在电场力作用下开始运动，设A、B两板间距足够大，则 （ ） （A）电子一直向A板运动（B）电子一直向B板运动（C）电子先向A板运动，再向B板运动，再返回，如此做周期性运动PRxO（D）电子先向B板运动，再向A板运动，再返回，如此做周期性运动15图示为一个半径为R的均匀带电圆环，其单位长度带电量为。取环面中心O为原点，以垂直于环面的轴线为x轴。设轴上任意点P到O点的距离为x，以无限远处为零势，P点电势的大小为 。下面给出的四个表达式（式中k为静电力常量），其中只有一个是合理的。你可能不会求解此处的电势，但是你可以通过一定的物理分析，对下列表达式的合理性判断。根据你的判断，的合理表达式应为（ ）（A） （B） （C） （D）16如图所示，绝缘杆两端固定带电小球A和B，轻杆处于匀强电场中，不考虑两球之间的相互作用。初始时杆与电场线垂直，将杆右移的同时顺时针转过90，发现A、B两球电势能之和不变，根据图象给出的位置关系，下列说法正确的是（ ）LLAABB（A）因为A、B两球电势能之和不变，所以电场力对A球或B球都不做功（B）A带正电，B带负电（C）A球电势能在增加（D）A、B两球带电量的绝对值之比qAqB=12三、多项选择题（共16分，每小题4分，每小题有二个或三个正确选项，全选对的，得4分，选对但不全的，得2分，有选错或不答的，得0分。）17简谐波A与B在某时刻的波形如右图所示，经过t = TB时间（TB为波B的周期），两波仍出现如此波形，则两波的波速之比vA : vB可能是（ ）vAvBaaAB（A）1:1（B）2:1 （C）2:3 （D）4:1 OxABPq1q218两电荷量分别为q1和q2的点电荷放在x轴上的A、B两点，两电荷连线上各点电势随x变化的关系图线如图所示，其中P点电势最低，且APBP，则（ ）（A）P点的电场强度大小为零（B）q1的电荷量大于q2的电荷量（C）q1和q2是同种电荷，但不一定是正电荷（D）负电荷从P点左侧移到P点右侧，电势能先减小后增大19如图，质量分别为mA和mB的两小球带有同种电荷，电荷量分别为qA和qB，用绝缘细线悬挂在天花板上。平衡时，两小球恰处于同一水平位置，细线与竖直方向间夹角分别为q1与q2（q1q2）。两小球突然失去各自所带电荷后开始摆动，最大速度分别为vA和vB，最大动能分别为EkA和EkB。则（）（A）mA一定小于mB（B）qA一定大于qB（C）vA一定大于vB（D）EkA一定大于EkB20如图所示，A、B、O、C为在同一竖直平面内的四点，其中A、B、O沿同一竖直线，B、C同在以O为圆心的圆周（用虚线表示）上，沿AC方向固定有一光滑绝缘细杆L，在O点固定放置一带负电的小球。现有两个质量和电荷量都相同的带正电的小球a、b，先将小球a穿在细杆上，让其从A点由静止开始沿杆下滑；后使 b从A点由静止开始沿竖直方向下落。各带电小球均可视为点电荷，则下列说法中正确的是( )ABOCL（A）从A点到C点，小球a做匀加速运动。（B）从A点到C点，小球a的机械能先增加后减小，但机械能与电势能之和不变。 （C）小球a在C点的动能大于小球b在B点的动能。（D）小球a从A点到C点的过程中电场力做的功大于小球b从A点到B点的过程中电场力做的功。四、填空题。（共24分，每小题4分。答案写在答题纸中横线上的空白处或指定位置。）21.我国绕月探测工程的研究和工程实施已取得重要进展。设地球、月球的质量分别为m1、m2，半径分别为R1、R2，人造地球卫星的第一宇宙速度为v，对应的环绕周期为T1。则环绕月球表面附近圆轨道飞行的探测器的速度为_，对应的环绕周期为_。22如图甲所示，某汽车以不变的速率驶入一个狭长的圆弧弯道，弯道两端与两直道相切，有人在车内测量汽车的向心加速度大小随时间的变化情况，其关系图象如图乙所示，则汽车经过弯道的时间为_s；汽车过弯道时的速率为_m/s。23如图所示，Q1、Q2为两个被固定的点电荷，其中Q1为正点电荷，在它们连线的延长线上有a、b两点。现有一质量为m、电量为q的正检验电荷以一定的初速度沿直线从b点开始经a点向远处运动（q只受电场力作用），q运动的速度图像如图所示。则Q2必定是 （选填“正”、“负”或“正或负”）电荷，从b到a的过程中电荷q的电势能变化情况是 。ABCDEs24如图所示，在光滑绝缘水平桌面上固定放置一条光滑绝缘的挡板ABCD，AB段为直线，BCD段是半径为R的圆环，设直线挡板与圆环之间用一极短的圆弧相连，挡板AB与CD夹角为600。整套装置处于场强为E的匀强电场中，电场方向与圆环直径CD平行。现使一带电量为+q、质量为m的小球由静止从直线挡板内侧上某点释放，为使小球沿挡板内侧运动恰能从D点通过，则小球从释放点到C点沿电场强度方向的最小距离s是 ；小球到达D点时的速度大小是 。25.如图所示，在一次救灾工作中，一架离水面高为 H，沿水平直线飞行的直升机A，用悬索(重力可忽略不计)救护困在湖水中的伤员B，已知伤员B的质量为 m ，不计空气阻力，在直升机A和伤员B以相同的水平速度水平匀速运动的同时，悬索将伤员吊起。A、B之间的距离 l随时间 t的变化规律为：l = H - kt2 (SI制单位，k为给定常数)，则在时间 t 内伤员的机械能增加了_； t 时刻悬索拉力的瞬时功率为_。O2O1A B D C M N 26如图所示，AB、CD分别表示质量均匀、形状相同的两块长方形木板，它们的重力均为G，长均为L，分别可绕各自的支点O1、O2自由转动，且AO1:O1BCO2:O2D2:1。现将一根长度超过的链条MN悬挂在两板的B端和D端，当B、D两端相距L/2时，两木板恰好保持水平状态，则该链条的重力为_。若将两木板间的距离由L/2缓缓增大为，其他条件不变，则AB板将_（选填“绕O1顺时针转动”、“绕O1逆时针转动”或“仍保持水平状态”）。 五、实验题.（共20分，答案写在题中横线上的空白处或括号内。）27（4分）在“用单摆测定重力加速度”的实验中，由于摆球形状不规则，无法准确测量摆长l，但摆线的长度l可以准确测量。现使用同一摆球，多次改变摆线长度l并测得每一次相应的摆动周期T对于数据处理方法，下列说法中正确的是（ ）（A）l与T2不是直线关系（B）摆长l可以利用l-T2图线求出（C）l与T2是直线关系，在理论上，l-T2直线的斜率与l-T2直线的相同（D）l与T2是直线关系，在理论上，l-T2直线的斜率与l-T2直线的不同28（8分）在DIS描绘电场等势线的实验中（1）电源通过正负电极A、B在导电物质上产生的稳定电流分布模拟了由二个_产生的_。（2）在安装实验装置时，正确的做法是（）（A）在一块平整木板上依次铺放复写纸、白纸、导电纸（B）导电纸有导电物质的一面应该向上（C）连接电源正负极的电极A、B必须与导电物质保持绝缘（D）连接电极a、b的电源电压为交流46V（3）在“用DIS描绘电场的等势线”实验中，按图所示连接电路。在电极A、B的连线上等距离地取a、b、c、d、e 等5个基准点。将电压传感器两个接线柱分别和两个探针相连接。当正接线柱的电势高于负接线柱时，读数为正。 若在图中连接电压传感器正接线柱的探针接触a点，连接负接线柱的探针接触b点时，读数为负，则可以判断电极A接在电源的_极上（选填“正”或“负”）。 若连接电压传感器的正负两个接线柱的探针分别接触a点和b点时示数为U1；分别接触b点和c点时，示数为U2，则有|U1|_|U2|（选填“大于”、“小于”或“等于”）。29（8分）用DIS研究一定质量气体在温度不变时，压强与体积关系的实验装置如图1所示，实验步骤如下： 把注射器活塞移至注射器中间位置，将注射器与压强传感器、数据采集器、计算机逐一连接；移动活塞，记录注射器的刻度值V，同时记录对应的由计算机显示的气体压强值p；用V-1/p图象处理实验数据，如图2所示在实验中（1）为了保持封闭气体的质量不变，实验中采取的主要措施是_；（2）为了保持封闭气体的温度不变，实验中采取的主要措施是_和_；（3）如果实验操作规范正确，但如图所示的V-1/p图线不过原点，则纵坐标截距表示的是_六、计算题（共50分）解答应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤。只写出最后答案的不能得分。有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位。ABCO3030（10分）如图所示，AB为圆的一条直径，该圆处于场强为100N/C的匀强电场中，圆所在的平面与匀强电场的场强方向平行。在圆周平面内将一带正电的小球从B点以相同的动能沿不同方向抛出，小球会经过圆周上不同的点，在所有这些点中小球经过C点时动能最大。已知ABC=30，圆的半径为20cm，不计重力和空气阻力，试问：（1）场强方向与直线BC间的夹角是多大？（2）BC间的电势差是多少？（3）若再提供一个匀强电场能使小球沿直线从B 运动到C，则该匀强电场的场强不能小于多少？31（12分） 如图所示，小球a的质量为M，被一根长为L0.5m的可绕O轴自由转动的轻质细杆固定在其端点，同时又通过绳跨过光滑定滑轮与另一个小球b相连，整个装置平衡时杆和绳与竖直方向的夹角均为30。若将小球a拉水平位置（杆呈水平状态）开始释放，不计摩擦，重力加速度g取10m/s2，竖直绳足够长，求当杆转动到竖直位置时，小球b的速度大小。fOhYmg32（14分）跳水运动员从高于水面H10m的跳台自由落下，身体笔直且与水面垂直假设运动员的质量m5