2010-2011学年福建省福州市罗源一中高三（上）第二次月考物理试卷（解析版）

一、选择题

1. 难度：中等

如图是位于锦江乐园的摩天轮，高度为108m，直径是98m．一质量为50kg的游客乘坐该摩天轮做匀速圆周运动旋转一圈需25min．如果以地面为零势能面，则他到达最高处时的（取g=10m/s²）（ ）

A．重力势能为5.4×10⁴J，角速度为0.2rad/s
B．重力势能为4.9×10⁴J，角速度为0.2rad/s
C．重力势能为5.4×10⁴J，角速度为4.2×10^-3rad/s
D．重力势能为4.9×10⁴J，角速度为4.2×10^-3rad/s

2. 难度：中等

三个点电荷电场的电场线分布如图所示，图中a、b两点处的场强大小分别为E_a、E_b，电势分别为ϕ_a、ϕ_b，则（ ）
A．E_a＞E_b，ϕ_a＞ϕ_b
B．E_a＜E_b，ϕ_a＜ϕ_b
C．E_a＞E_b，ϕ_a＜ϕ_b
D．E_a＜E_b，ϕ_a＞ϕ_b

3. 难度：中等

如图所示，真空中O点有一点电荷，在它产生的电场中有a、b两点，a点的场强大小为E_a，方向与
ab连线成60°角b点的场强大小为E_b，方向与ab连线成30°角．关于a、b两点的场强大小E_a、E_b及电势φ_a、φ_b的关系，以下结论正确的是（ ）

A．
B．
C．E_a=3E_b，φ_a＞φ_b
D．E_a=3E_b，φ_a＜φ_b

4. 难度：中等

如图所示，两个带等量正电荷的小球A、B（可视为点电荷），被固定在光滑的绝缘水平面上．P、N是小球连线的中垂线上的两点，且PO=ON．现将一个电荷量很小的带负电的小球C（可视为质点），由P点静止释放，在小球C向N点运动的过程中，下列关于小球C的速度、加速度的图象中，可能正确的是（ ）

A．
B．
C．
D．

5. 难度：中等

如图所示，中子内有一个电荷量为的上夸克和两个电荷量为的下夸克，3个夸克都分布在半径为 r 的同一圆周上，则3个夸克在其圆心处产生的电场强度为（ ）

A．
B．
C．
D．

6. 难度：中等

关于静电场，下列结论普遍成立的是（ ）
A．电场中任意两点之间的电势差只与这两点的场强有关
B．电场强度大的地方电势高，电场强度小的地方电势低
C．将正点电荷从场强为零的一点移动到场强为零的另一点，电场力做功为零
D．在正电荷或负电荷产生的静电场中，场强方向都指向电势降低最快的方向

7. 难度：中等

静电除尘器是目前普遍采用的一种高效除尘器．某除尘器模型的收尘板是很长的条形金属板，图中直线ab为该收尘板的横截面．工作时收尘板带正电，其左侧的电场线分布如图所示；粉尘带负电，在电场力作用下向收尘板运动，最后落在收尘板上．若用粗黑曲线表示原来静止于P点的带电粉尘颗粒的运动轨迹，下列4幅图中可能正确的是（忽略重力和空气阻力）（ ）

A．
B．
C．
D．

8. 难度：中等

如图所示，在xOy平面内有一个以O为圆心、半径R=0.1m的圆，P为圆周上的一点，O、P两点连线与x轴正方向的夹角为θ．若空间存在沿y轴负方向的匀强电场，场强大小E=，则O、P两点的电势差可表示为（ ）

A．U_op=-10sinθ（V）
B．U_op=10sinθ（V）
C．U_op=-10cosθ（V）
D．U_op=10cosθ（V）

9. 难度：中等

平行板间加如图所示周期变化的电压，重力不计的带电粒子静止在平行板中央，从t=0时刻开始将其释放，运动过程无碰板情况．图中，能定性描述粒子运动的速度图象正确的是（ ）
A．
B．
C．
D．

10. 难度：中等

一平行板电容器充电后与电源断开，正极板接地，在两极板间有一正电荷（电量很小）固定在P点，如图所示．以E表示两极板间的场强，U表示电容器的电压，ε表示正电荷在P点的电势能，若保持负极板不动，将正极板移到图中虚线所示的位置，则（ ）
A．U变小，E不变
B．E变大，ε变大
C．U变小，ε变大
D．U不变，ε变大

二、填空题

11. 难度：中等

A和B为两颗相距甚远的行星，靠近A、B表面各有一颗做圆周运动的卫星a和b，测得卫星a绕行星A的周期为T_A，卫星b绕行星B的周期为T_B，则两颗行星密度之比ρ_A：ρ_B=    ．

12. 难度：中等

相距为L的点电荷A、B带电量分别为+4Q和一Q，如图所示，今引入第三个点电荷C，使三个点电荷都处于平衡状态，则C的电量为    ，放置在    ．

13. 难度：中等

如图所示，A、B两小球用绝缘细线悬挂在支架上，A球带2×10^-3 C的正电荷，B球带等量的负电荷，两悬点相距3cm，在外加匀强电场作用下，两球都在各自悬点正下方处于平衡状态，则该场强的大小是    N/C，（两带电球可视为点电荷）场强方向    ．

14. 难度：中等

如图所示，A、B、C三点为一直角三角形的三个顶点，∠B=30°．现在A、B两点放置两点电荷q_A、q_B，测得C点场强的方向与AB平行，则q_A带    ，q_A：q_B=    ．

15. 难度：中等

已知地球同步卫星离地面的高度约为地球半径的6倍．若某行星的平均密度为地球平均密度的一半，它的同步卫星距其表面的高度是其半径的2.5倍，则该行星的自转周期约为    小时．

三、解答题

16. 难度：中等

一粒子质量为m，带电量为+Q，以初速度v与水平方向成45° 角射向匀强电场区域，粒子恰好作直线运动．求这个匀强电场的最小场强的大小及方向．

17. 难度：中等

实验表明，炽热的金属丝可以发射电子．在图中，从炽热金属丝射出的电子流，经电场加速后进入偏转电场．已知加速电极间的电压是2500V，偏转电极间的电压是2.0V，偏转电极长6.0cm，相距0.2cm．电子的质量是0.91×10^-30 kg，电子重力不计．求：
（1）电子离开加速电场时的速度．
（2）电子离开偏转电场时的侧向速度．
（3）电子离开偏转电场时侧向移动的距离．

18. 难度：中等

如图甲，在水平地面上固定一倾角为θ的光滑绝缘斜面，斜面处于电场强度大小为E、方向沿斜面向下的匀强电场中．一劲度系数为k的绝缘轻质弹簧的一端固定在斜面底端，整根弹簧处于自然状态．一质量为m、带电量为q（q＞0）的滑块从距离弹簧上端为s处静止释放，滑块在运动过程中电量保持不变，设滑块与弹簧接触过程没有机械能损失，弹簧始终处在弹性限度内，重力加速度大小为g．

（1）求滑块从静止释放到与弹簧上端接触瞬间所经历的时间t₁；
（2）若滑块在沿斜面向下运动的整个过程中最大速度大小为v_m，求滑块从静止释放到速度大小为v_m的过程中弹簧的弹力所做的功W；
（3）从滑块静止释放瞬间开始计时，请在乙图中画出滑块在沿斜面向下运动的整个过程中速度与时间关系v-t图象．图中横坐标轴上的t₁、t₂及t₃分别表示滑块第一次与弹簧上端接触、第一次速度达到最大值及第一次速度减为零的时刻，纵坐标轴上的v₁为滑块在t₁时刻的速度大小，v_m是题中所指的物理量．（本小题不要求写出计算过程）