河南省郑州高新区五校2022-2023学年高三下学期物理竞赛期中联考物理试题 含解析

3.0 envi 2024-12-10 5 4 2.08MB 19 页 3知币
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2022-2023 郑州高新区五校联考高中物理竞赛期中考试试卷
考试课程与试卷类型：物理（期中）
一、填空题（共 40 分，请将答案写在卷面指定的横线上。）
1. 两个点电荷在真空中相距为 r1时的相互作用力等于它们在某一“无限大”向同性均匀电介质中相距为 r2
时的相互作用力，则该电介质的相对介电常量 εr＝_________。
【答案】
【解析】
【详解】在真空中，两个点电荷之间的作用力为
点电荷 Q1在“无限大”电解质中产生的电场强度可表示为
点电荷 Q2受到的库仑力为
依题意可得
联立解得
2. 电容为 的平板电容器，接在电路中，如图所示。若将相对介电常量为 的各向同性均匀电介质插入
电容器中（填满空间），此时电场能量是原来的_________倍。
【答案】
【解析】
【详解】由电容的决定式
可得
插入电介质后
电容器的电场能量为
因为电源未切断，所以电容器两极板间的电势差 不变，即
所以
此时电场能量是原来的 倍。
3. 带电粒子穿过过饱和蒸汽时，在它走过的路径上，过饱和蒸汽便凝结成小液滴，从而显示出粒子的运动
轨迹，这就是云室的原理。今在云室中有磁感强度大小为 1T 的均匀磁场，观测到一个质子的径迹是半径
20cm 的圆弧，该质子的动能为_________J。
【答案】3.08×10−13J
【解析】
【详解】质子带的电荷量应是 ，质量是 ，质子在云室中做匀速圆周运动，洛伦
兹力提供向心力，由牛顿第二定律可得
代入数据解得
由动能公式可得该质子的动能为
4. 真空中两只长直螺线管 1和2，长度相等，单层密绕匝数相同，直径之比 ＝ 。当它们通以相同电流
时，两螺线管贮存的磁能之比 ＝_________。
【答案】1：16
【解析】
【详解】长直螺线管内磁感应强度
能量密度公式
贮存的磁能
则两螺线管贮存的磁能之比
5. 一圆线圈的半径为 R，载有电流 I，置于均匀外磁场 B中，如图所示。在不考虑载流圆线圈本身所激发的
磁场的情况下，则线圈导线上的张力为_________。（载流线圈的法线方向规定与磁场 B的方向相同。）
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