2023-2024學年北京師大附屬實驗中學高二(上)期中物理試卷
發(fā)布:2024/10/17 2:0:2
一、單項選擇題(本題共14小題,在每小題給出的四個選項中,只有一個選項最符合題意。每小題3分,共42分)
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1.某區(qū)域靜電場的電場線分布如圖所示,a、b、c是電場中的三個點。下列說法錯誤的是( ?。?/h2>
組卷:198引用:3難度:0.8 -
2.為避免閃電造成損害,高大的建筑物會裝有避雷針。積雨云底層帶負電,由于靜電感應使得避雷針的尖端帶上了正電。圖中虛線為避雷針周圍的等勢面,且相鄰等勢面間的電勢差相等。避雷針尖端正上方a、b兩點的場強大小分別為Ea、Eb,電勢分別為φa、φb。一帶負電的雨滴豎直下落經(jīng)過a、b兩點。下列說法正確的是( )
組卷:96引用:3難度:0.6 -
3.在一個等邊三角形abc頂點b和c處各放入一個電荷量相等的點電荷時,測得a處的場強大小為E,方向與bc邊平行,如圖所示。拿走c處的點電荷后,則( ?。?/h2>
組卷:400引用:2難度:0.4 -
4.導體棒原來不帶電,現(xiàn)將一個電荷量為+q的點電荷放在棒的中心軸線上,它距離導體棒的中心O為L,如圖所示。靜電力常量為k,當導體棒達到靜電平衡后,下列說法錯誤的是( ?。?/h2>
組卷:146引用:5難度:0.5 -
5.甲、乙兩個帶電粒子的電荷量和質(zhì)量分別為(-q,m)、(-q,4m),它們先后經(jīng)過同一加速電場由靜止開始加速后,由同一點進入同一偏轉電場,兩粒子進入時的速度方向均與偏轉電場方向垂直,如圖所示。粒子重力不計。則甲、乙兩粒子( ?。?/h2>
組卷:587引用:6難度:0.6 -
6.已知光敏電阻在沒有光照射時電阻很大,并且光照越強其阻值越小。利用光敏電阻作為傳感器設計了如圖所示的電路,電源電動勢E、內(nèi)阻r及電阻R的阻值均不變。當光照強度增強時,則( ?。?/h2>
組卷:99引用:1難度:0.5 -
7.2022年12月4日,神舟十四號乘組與十五號乘組完成在軌輪換后,返回地球.載人飛船返回艙進入大氣層后,距地面10km左右時開啟降落傘,速度減至約8m/s,接下來以這個速度在大氣中降落,在距地面1.2m時,返回艙的四臺緩沖發(fā)動機開始向下噴氣,艙體再次減速,到達地面時速度約為2m/s。由以上信息可知( ?。?/h2>
組卷:231引用:4難度:0.7
三、論述、計算題(本題共5小題。共40分。解答應寫出必要的文字說明、方程式和重要演算步驟,畫出必要的示意圖。有數(shù)值計算的題,答案中必須明確寫出數(shù)值和單位)
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20.對于同一物理問題,常??梢詮暮暧^與微觀兩個不同角度進行研究,找出其內(nèi)在聯(lián)系,從而更加深刻的理解其物理本質(zhì)。一段長為l、電阻率為ρ、橫截面積為S的細金屬直導線,單位體積內(nèi)有n個自由電子,電子電荷量為e、質(zhì)量為m。
(1)當該導線通有恒定的電流I時:
①請根據(jù)電流的定義,推導出導線中自由電子定向移動的速率v;
②經(jīng)典物理學認為,金屬的電阻源于定向運動的自由電子與金屬離子(即金屬原子失去電子后的剩余部分)的碰撞,該碰撞過程將對電子的定向移動形成一定的阻礙作用,該作用可等效為施加在電子上的一個沿導線的平均阻力。若電子受到的平均阻力大小與電子定向移動的速率成正比,比例系數(shù)為k。請根據(jù)以上的描述構建物理模型,推導出比例系數(shù)k的表達式。
(2)將上述導線彎成一個閉合圓線圈,若該不帶電的圓線圈繞通過圓心且垂直于線圈平面的軸勻速率轉動,線圈中不會有電流通過,若線圈轉動的線速度大小發(fā)生變化,線圈中會有電流通過,這個現(xiàn)象首先由斯泰瓦和托爾曼在1917年發(fā)現(xiàn),被稱為斯泰瓦-托爾曼效應。這一現(xiàn)象可解釋為:當線圈轉動的線速度大小均勻變化時,由于慣性,自由電子與線圈中的金屬離子間產(chǎn)生定向的相對運動。取線圈為參照物,金屬離子相對靜止,由于慣性影響,可認為線圈中的自由電子受到一個大小不變、方向始終沿線圈切線方向的力,該力的作用相當于非靜電力的作用。
已知某次此線圈勻加速轉動過程中,該切線方向的力的大小恒為F.根據(jù)上述模型回答下列問題:
①求一個電子沿線圈運動一圈,該切線方向的力F做功的大?。?br />②推導該圓線圈中的電流I'的表達式。組卷:190引用:3難度:0.5 -
21.某同學設計了一臺靜電除塵裝置,如圖1所示,裝置中有一長為L、寬為b、高為d的矩形通道,其前、后面極板使用絕緣材料,上、下面極板使用金屬材料。圖2是裝置的截面圖,上、下兩極板與電壓恒定的高壓直流電源相連。質(zhì)量為m、電荷量為-q、分布均勻的球形塵埃顆粒以水平速度v0進入矩形通道,當帶負電的塵埃碰到下極板后其所帶電荷被中和,同時被收集。通過調(diào)整兩極板間電壓U可以改變收集效率η(即被收集的塵埃顆粒與總塵埃顆粒數(shù)的比值)。忽略一切摩擦、不計塵埃的重力及塵埃之間的相互作用力。
(1)求收集效率為100%時,兩極板間電壓的最小值Um。
(2)請推導收集率η與兩極板間電壓U的函數(shù)關系。
(3)已知塵埃顆粒的電荷量與其半徑的平方成正比、質(zhì)量與半徑的立方成正比,單位時間內(nèi)進入矩形通道的塵埃顆粒個數(shù)恒定。兩次進入矩形通道的塵埃顆粒的直徑不同,當10μm的塵埃顆粒完全被收集時,高壓直流電源消耗的最小功率為P1;當2.5μm的塵埃顆粒完全被收集時,高壓直流電源消耗的最小功率為P2。求P1:P2。組卷:118引用:2難度:0.2