黑龙江省大庆铁人中学2019-2020学年高二10月月考物理试题 15页

铁人中学2018级高二学年上学期第一次月考考试物理试题 一、单项选择题 ‎1.下列说法正确的是 A. 库仑定律适用于点电荷，点电荷其实就是体积很小的球体 B. 根据F=kq1q2/r2，当两电荷的距离趋近于零时，静电力将趋向无穷大 C. 若点电荷q1的电荷量大于q2的电荷量，则q1对q2的静电力大于q2对q1的静电力 D. 所有带电体的电荷量一定等于元电荷的整数倍 ‎【答案】D ‎【解析】‎ ‎【详解】库仑定律只适用于真空中的点电荷之间的作用力，当带电体本身的大小和形状对研究的问题影响很小时，可以将带电体视为点电荷，与电荷的实际大小和带电量无关，故A错误；当两个点电荷距离趋于0时，两电荷不能看成点电荷，此时库仑定律的公式不再适用，故B错误；两电荷之间的相互作用力大小相等，与点电荷电量的大小无关，故C错误；所有带电体的电荷量一定等于元电荷的整数倍，故D正确。所以D正确，ABC错误。‎ ‎2.电场中有A、B两点，把某点电荷从A点移到B点的过程中，电场力对电荷做了负功，则下列说法正确的是（ ）‎ A. 该电荷一定是正电荷 B. 该电荷一定是负电荷 C. A点的场强一定比B点小 D. 电荷的电势能增加 ‎【答案】D ‎【解析】‎ ‎【详解】ABD.电场力做功，导致电势能变化．若电场力做负功，则电势能增加；若电场力作正功，则电势能减小．但无法判定电荷的正负，故AB错误，D正确；‎ C.电场力做负功，能够判断电势能的变化，但不知道电场线的疏密，所以无法判断场强的大小，故C错误。‎ ‎3.a、b、c、d是匀强电场中的四个点，它们正好是一个矩形的四个顶点。电场线与矩形所在的平面平行。已知a点的电势是20V，b点的电势是24V，d点的电势是4V，如图。由此可知，c点的电势为（ ）‎ A. 4V B. 8V C. 12V D. 24V ‎【答案】B ‎【解析】‎ 试题分析：‎ 根据在匀强电场中将某一线段等分同时就将该线段两端的电势差等分将线段bd五等分，如图所示，则Ube=Ubd=×（24-4）=4v，故Ube=φb-φe=4v，故φf-φd=4v，故φe=24-4=20v．φf=8v．故φa=φe，连接cf，则cf∥ae，故c点的电势φc=φf=8v．故B正确．故选B。‎ 考点：电势 ‎【名师点睛】①在匀强电场中将某一线段等分同时就将该线段两端的电势差等分；②在匀强电场中电场线平行且均匀分布故等势线平行且均匀分布．以上两点是解决此类题目的金钥匙。‎ ‎4.下列各电场中，A、B两点电场强度相同的是(　 　)‎ A. B. C. D. ‎ ‎【答案】C ‎【解析】‎ ‎【详解】电场强度是矢量，电场线疏密场强代表大小，切线方向就是场强方向；‎ A、图中A、B两点方向不同，故A错误；‎ B、图中A、B两点方向相同，但疏密程度不同，故B错误；‎ C、图中电场线是等间距平行线，所以A、B两点大小方向都相同，故C正确；‎ D、图中A、B两点电场线方向不同，疏密程度也不同，两点场强不同，故D错误；‎ 故选C ‎5.质量为m、电荷量为q带负电的小球，以初速度v0从P点向右上方射入真空中的沿水平向右的匀强电场中，当粒子在电场中运动到最高点B时，速率仍为v0，则 A. B点在P点的正上方 B. B点在P点的左上方 C. B点在P点的右上方 D. 以上三种情况都有可能 ‎【答案】B ‎【解析】‎ ‎【详解】液滴水平初速度为 ,水平方向做匀减速运动,因为当液滴在电场中运动到最高点B时,它的速度方向是水平的,大小也恰为,由匀变速运动的特点可知如果液滴的水平速度仍旧等于，液滴水平方向的位移为零，液滴的水平方向速度大于水平方向初速度,因此液滴水平方向的位移向左，故最高点B在P点左上方,‎ A. B点在P点的正上方，与分析不符，故A错误；‎ B. B点在P点的左上方，与分析相符，故B正确；‎ C. B点在P点的右上方，与分析不符，故C错误；‎ D. 以上三种情况都有可能，与分析不符，故D错误。‎ ‎6.如图所示，虚线1、2、3、4为静电场中的等势面，相邻的等势面之间的电势差相等，其中等势面3的电势为零。一带正电的点电荷在静电力的作用下运动，经过a、b两点时的动能分别为26 eV和5 eV，当这一点电荷运动到某一位置，其电势能变为－8 eV时，它的动能应为 A. 8 eV B. 13 eV C. 20 eV D. 34 eV ‎【答案】C ‎【解析】‎ ‎【详解】正电荷从a到b减少了21 eV的动能，由于相邻的等势面之间的电势差相等，所以每个间隔内动能的减少量为7eV，则在等势面3的动能为12eV，此面的电势为零，所以电势能也为零，则总能量为12eV，根据能量守恒可知当其电势能变为－8 eV时，它的动能应为20eV A. 8 eV，与分析不符，故A错误；‎ B. 13 eV，与分析不符，故B错误；‎ C. 20 eV，与分析相符，故C正确；‎ D. 34 eV，与分析不符，故D错误。‎ ‎7.如图所示，质量为m、带正电的滑块，沿绝缘斜面匀速下滑，当滑至竖直向下的匀强电场区时，滑块的运动状态为 A. 继续匀速下滑 B. 将加速下滑 C. 减速下滑 D. 上述三种情况都有可能发生 ‎【答案】A ‎【解析】‎ ‎【详解】滑块沿斜面匀速下滑，根据平衡可知 ‎ ，‎ 当滑块运动到电场中时，受到了竖直向下电场力作用，根据计算可知 ‎ ，‎ 即滑块受力仍然平衡，所以滑块继续匀速下滑 A. 继续匀速下滑，与分析相符，故A正确；‎ B. 将加速下滑，与分析不符，故B错误；‎ C. 减速下滑，与分析不符，故C错误；‎ D. 上述三种情况都有可能发生，与分析不符，故D错误；‎ 二、不定项选择题 ‎8.如图所示，光滑绝缘水平面上有三个带电小球a、b、c(可视为点电荷)，三球沿一条直线摆放，仅在它们之间的静电力作用下静止，则以下判断正确的是 A. a对b的静电力可能是斥力 B. a对b的静电力一定是引力 C. a的电荷量一定比b的多 D. a的电荷量可能比b的少 ‎【答案】BC ‎【解析】‎ ‎【详解】AB. a静止，则b、c对a的静电力等大反向，则b、c带异种电荷，同理，c静止，则a、b对c的静电力等大反向，则a、b带异种电荷，所以a对b的静电力一定是引力，故A错误，B正确；‎ CD. c静止，则a、b对c的静电力等大反向，则a、b带异种电荷，且b、c间距离小于a、c间距离，由库仑定律可知，a带电量大于b，故C正确，D错误。‎ ‎9.如图中虚线为匀强电场中的等势线，两粒子M、N质量相等，所带电荷量的绝对值也相等。现将M、N从虚线上的O点以相同速率射出，两粒子在电场中运动的轨迹分别如图中两条实线所示。点a、b、c为实线与虚线的交点，已知O点电势高于c点。若不计重力，则 A. M带正电荷，N带负电荷 B. M带负电荷，N带正电荷 C. N在从O点运动至a点的过程中电势能增加 D. M在O点和b点电势能相同 ‎【答案】AD ‎【解析】‎ ‎【详解】AB.已知O点电势高于c点,所以电场线的方向向下，粒子受力指向轨迹内侧，所以N受力向上,与电场线方向相反，则N带负电，而M受力向下，与电场线方向向下，则M带正电，故A正确，B错误；‎ C.N从O点运动到a点的过程中电场力向上，且向上运动，电场力做正功，所以电势能减小，故C错误；‎ D.Ob在同一条等势线上，根据 可知两点电势能相等，故D正确 ‎10.平行板电容器充电后与电源断开，负极板接地，在两极板间，一个所带电荷量很小的正电荷固定在P点，如图所示，以E表示两极板间的电场强度，U表示两极板间的电势差，Ep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变小，Ep变大 C. U不变，Ep不变 D. U变小，Ep不变 ‎【答案】AD ‎【解析】‎ ‎【详解】AB.平行板电容器充电后与电源断开，则板上电荷量Q不变，将正极板移到图中虚线所示的位置，板间距离减小，根据 知电容C增大，根据 可知电压U减小，根据 可知板间场强不变，故A正确，B错误；‎ CD. 板间距离减小，根据 知电容C增大，根据 可知电压U减小，板间场强不变，P点与下极板之间的电势差 ‎，‎ 可知电势差不变，则P点电势不变，根据 可知P点电势能不变，故C错误，D正确。‎ ‎11.光滑水平面上有一边长为L的正方形区域处在电场强度为E的匀强电场中，电场方向与正方形一边平行。一质量为m、带电量为q的小球由某一边的中点，以垂直于该边的水平速度V0进入该正方形区域。当小球再次运动到该正方形区域的边缘时，具有的动能可能为（ ）‎ A. B. ‎ C. D. ‎ ‎【答案】ABD ‎【解析】‎ 试题分析：若初速度的方向与电场方向平行，但方向与电场方向相反，则小球做匀减速直线运动，若没有到达对边速度就减为零，则小球会返回到出发点，速度仍为，动能为，故A正确；若电场的方向平行于AB向左，小球在匀强电场中做匀减速直线运动，根据动能定理得：，则，到达BD边时动能为 ‎，故B正确；若电场的方向平行于AC向上或向下，小球在匀强电场中做类平抛运动，偏转位移最大为，电场力做功最多为，根据动能定理，则最大动能为，若小球从BD射出电场，动能可能为为，不可能为，故C错误D正确．‎ 考点：考查了带电粒子在电场中的偏转 ‎12.如图所示，水平放置的金属板正上方放有一固定的正点电荷Q，一表面绝缘的带正电小球(可视为质点且不影响Q的电场)，从左端以初速度v滑上金属板，沿光滑的上表面从左端运动到右端，在该运动过程中 A. 小球做匀速直线运动 B. 小球先做减速运动，后做加速运动 C. 小球的电势能保持不变 D. 正点电荷Q对小球先做负功后做正功 ‎【答案】AC ‎【解析】‎ ‎【详解】AB.金属板在Q的电场中达到静电平衡时,金属板是一个等势体,表面是一个等势面,表面的电场线与表面垂直,小球所受电场力与金属板表面垂直,在金属板上向右运动的过程中,电场力不做功,根据动能定理得知,小球的动能不变,速度不变,所以小球做匀速直线运动.故A正确，B错误；‎ CD.因为电场力与小球的速度方向垂直,电场力对小球不做功.小球的电势能不变.故C正确，D错误。‎ ‎13.某静电场中的一条电场线与x轴重合，其电势的变化规律如图所示。在O点由静止释放一电子，电子仅受电场力的作用，则在- x0～x0区间内（ ）‎ A. 该静电场是匀强电场 B. 该静电场是非匀强电场 C. 电子将沿x轴正方向运动，加速度逐渐减小 D. 电子将沿x轴正方向运动，加速度逐渐增大 ‎【答案】BC ‎【解析】‎ ‎【详解】试题分析：‎ AB．由图象可知电势与距离不成正比，由公式，可知该静电场是非匀强电场，A错误B正确；‎ CD．根据沿着电场线方向电势降低，由图象可知电场线的方向为x轴负方向，图像的斜率表示电场强度大小，故当电子沿x轴正方向运动，则电场强度减小，所以电场力也减小，故加速度大小减小，C正确D错误．‎ 考点：考查了电场强度，电势 ‎【名师点睛】本题考查了匀强电场中电势与电场强度的关系，要加强识别图象并从图象中获取信息的能力．同时还可根据电场力做功来确定电子的电势能如何变化．‎ ‎14.如图所示，电路中、为两块竖直放置的金属板，是一只静电计，开关S合上后，静电计指针张开一个角度，下述做法可使静电计指针张角增大的是（ ）‎ A. 使、两板靠近一些 B. 使、两板正对面积减小一些 C. 断开S后，使板向右平移一些 D. 断开S后，使、正对面积减小一些 ‎【答案】CD ‎【解析】‎ ‎【详解】AB.静电计显示的是、‎ 两极板间的电压，指针张角越大，表示两板间的电压越高；当合上S后，、两板与电源两极相连，板间电压等于电源电压，不管是使、两板靠近一些，还是使、两板正对面积减小一些，静电计指针张角不变，故选项AB不合题意。‎ CD.当断开S后，根据平行板电容器电容的决定式C=，板间距离d增大，正对面积S减小，都将使、两板间的电容C变小，而电容器所带的电荷量Q不变，由可知，板间电压增大，从而使静电计指针张角增大，故选项CD符合题意。‎ 三、计算题 ‎15.如图所示，一个原来不带电的半径为r的金属球放在绝缘支架上，其水平左侧放置一个电荷量为＋Q的点电荷，点电荷到金属球左端的距离为2r.‎ ‎（1）求点电荷＋Q在金属球球心O点处产生的场强大小E.‎ ‎（2）求金属球上感应电荷在球心O点处产生的场强大小E′，并说明方向．‎ ‎【答案】(1) ；(2) ， 方向向左 ‎【解析】‎ ‎【详解】（1）+Q到球心的距离为3r，根据点电荷场强公式 可知点电荷在球心O处产生的场强大小为 方向向右；‎ ‎（2）根据静电平衡可知O点场强为零，即感应电荷在O点产生的场强与点电荷Q在O点产生的场强大小相等，方向相反，所以 ‎ ，‎ 方向向左。‎ 答案：(1) ；(2) ， 方向向左 ‎16.如图所示，电子由静止开始经加速电场加速后，沿平行于板面的方向射入偏转电场，并从另一侧射出。已知电子质量为m，电荷量为e，加速电场电压为U0。偏转电场可看做匀强电场，极板间电压为U，极板长度为L，板间距为d。忽略电子所受重力，求电子射入偏转电场时的初速度v0和从电场射出时沿垂直板面方向的偏转距离Δy.‎ ‎【答案】 ；‎ ‎【解析】‎ ‎【详解】根据动能定理可知：‎ ‎，‎ 电子射入偏转电场时初速度为：‎ ‎，‎ 方向水平向右；‎ 电子在偏转电场中运动时，‎ ‎，，‎ 在偏转电场中的加速度为 ‎，‎ 方向竖直向下，从电场射出时沿垂直板面方向的偏转距离 ‎，‎ 联立解得 ‎。‎ 答案： ；‎ ‎17.用长为L的绝缘细线拴一个质量为m，电荷量为q的小球，如图所示，线的另一端固定在水平方向的匀强电场中，开始时将带电球拉到使线成水平的位置，小球由静止从A点向下摆动，当细线转过60°角，小球到达B点时，速度恰好为零，试求：‎ ‎（1）匀强电场的场强E为多大？‎ ‎（2）小球由A运动到B点过程中，细线的最大拉力多大？‎ ‎（3）在A点给小球一竖直向下的初速度使小球能完成竖直平面内的完整的圆周运动，求小球速度最小的点的电势．（设O点的电势为零，电场区域足够大，小球始终在匀强电场中）‎ ‎【答案】（1）；（2）（6﹣2）mg；（3）‎ ‎【解析】‎ ‎【详解】（1）小球从A到B的运动过程中运用动能定理的：‎ ‎﹣EqL（1﹣cos60°）+mgLsin60°=0‎ 解得：E= ‎ ‎（2）当小球运动到细线方向与电场力和重力合力的方向相反时，绳子的拉力最大，‎ 设此时绳子与水平方向夹角为θ，则tanθ= ‎ 所以θ=30°‎ 根据动能定理得：mgLsinθ﹣Eq（1﹣cosθ）L=mv2‎ T﹣F合=m ‎ ‎ 由上述各式解得：T=（6﹣2）mg ‎（3）小球速度最小的点应在与C位置在同一直径上的C′点，如图所示 则有：U=ELsin60°‎ 解得：φ=‎ ‎18.图a为平行正对的金属板M、N，M板上有一个小孔，在M、N两板上加有如图b所示的周期性变化的电压。现有一质量为m、重力不计的、带正电量为q的粒子，在t=T/8时刻从小孔进入两板间（粒子刚进入时的速度很小，可认为等于0）。求：‎ ‎（1）两板间的距离d 满足什么条件，粒子到达N板时速度最大？最大速度是多少？‎ ‎（2）设周期为0.8秒，若两板间的距离等于粒子进入电场后在第一个0.8秒时间内运动时所通过位移的2倍，则粒子从M板运动到N板的时间为多少？‎ ‎【答案】（1）d≤ 最大速度 ；（2）1.26s。‎ ‎【解析】‎ ‎【详解】要保证粒子到达N板时的速度最大，则应该保证粒子在电场中一直加速运动，在t=T/8时刻从小孔进入两板间，在时间内一直加速，这时有：‎ 解得：‎ 且在运动过程中的最大速度即为T时刻的速度，此时有：‎ 解得：‎ ‎（2）粒子在电场中运动的v-t图像如图所示：‎ 粒子进入电场后运动一个周期T时间的位移为三角形ABE的面积减去三角形 ，由几何关系得GE所对应的时间长为 当时刻粒子的位移为进入电场后运动一个周期T时间的位移2倍，此时刻为 t=，‎ 粒子到达N板。因此粒子由M板运动到N 板时间为 ‎=1.26s。‎ 答案：（1）d≤ 最大速度 ；（2）1.26s。‎ ‎ ‎