山西省运城市景胜中学2019-2020学年高二9月月考物理试题 16页

景胜中学2019-2020学年度第一学期月考（9月）高二物理试题 一、选择题 ‎1.关于元电荷和点电荷下列说法正确的是（ ）‎ A. 元电荷就是点电荷 B. 元电荷实际上是指电子和质子本身 C. 所有带电体的电荷量一定等于元电荷 D. 一个带电体能否看成点电荷，不是看它尺寸的绝对值，而是看它的形状和尺寸对相互作用力的影响能否忽略不计 ‎【答案】D ‎【解析】‎ ‎【详解】AB. 元电荷是指一个电子所带的电荷量，元电荷是最小电荷单位，并不是指电子或质子本身，也不是点电荷，故AB错误；‎ C. 任何带电体所带电荷量或等于元电荷e，或者是元电荷e的整数倍，故C错误；‎ D. 点电荷是理想化模型，一个带电体能否看成点电荷，不是看它的尺寸的绝对值，而是看它的形状和尺寸对相互作用力的影响能否忽略不计，故D正确 ‎2.如图所示，两个电荷量均为+q的小球用长为的轻质绝缘细绳连接，静止在光滑的绝缘水平面上．两个小球的半径，k表示静电力常量．则轻绳的张力大小为（ ）‎ A. 0 B. C. D. ‎ ‎【答案】B ‎【解析】‎ ‎【详解】根据物体平衡可知，绳子拉力大小等于库仑力，则有：，故B正确，ACD错误。‎ ‎3.绝缘水平面上固定一正点电荷Q，另一质量为m、电荷量为－q(q＞0)的滑块(可看做点电荷)从a点以初速度v0沿水平面向Q运动，到达b点时速度减为零．已知a、b间距离为s ‎，滑块与水平面间的动摩擦因数为μ，重力加速度为g.以下判断正确的是(　　)‎ A. 滑块在运动过程中所受Q的库仑力有可能大于滑动摩擦力 B. 滑块在运动过程中的中间时刻，速度的大小等于 C. 此运动过程中产生的内能为 D. Q产生的电场中，a、b两点间的电势差为 ‎【答案】D ‎【解析】‎ ‎【详解】A. 由题意可知，滑块水平方向受库仑力、滑动摩擦力，摩擦力与运动方向相反，而库仑力与运动方相同，因滑块在b点静止，故一定有段时间，库仑力小于滑动摩擦力，当在滑动过程中，随着间距减小，库仑力增大，但仍小于滑动摩擦力，到达b点时速度减为零，故A项与题意不相符；‎ B. 水平方向受大小不变的摩擦力及变大的库仑力，当在滑动过程中，随着间距减小，库仑力增大，但仍小于滑动摩擦力，所以导致加速度慢慢减小，加速度是变化的，故中间时刻的速度不等于，故B项与题意不相符；‎ C. 由动能定理可得：‎ ‎ ‎ 产生的内能 ‎ ‎ 因此在此过程中产生的内能大于动能的减少，故C项与题意不相符；‎ D. 由动能定理可得：‎ ‎ ‎ 解得两点间的电势差 ‎ ‎ 故D项与题意相符。‎ ‎4.如右图，M、N和P是以MN为直径的半圆弧上的三点，点为半圆弧的圆心，.电荷量相等、符号相反的两个电荷分别置于M、N两点，这时点电场强度的大小为E1；若将N点处的点电荷移至P点，则点的场强大小变为E2.E1与E2之比为( )‎ A. 1：2 B. 2：1 C. D. ‎ ‎【答案】B ‎【解析】‎ ‎【详解】试题分析：由得：；若将N点处的点电荷移至P点，则O点的场强大小变为E2，知两点电荷在O点的场强夹角为1200，由矢量的合成知，得：，B对 ‎5.一个带正电的粒子（重力不计）仅在电场力作用下以原点为中心，沿轴方向做周期性运动，轴上各点电势如图所示。若该粒子的质量为，电荷量为，其电势能与动能之和为（已在图中标出），则下列说法正确的是（ ）‎ A. 与原点之间的电场为非均强电场 B. 原点右侧的电场为匀强电场，由场强度大小为 C. 粒子在原点时的电势能最小，为 D. 粒子在运动过程中的最大动能为 ‎【答案】D ‎【解析】‎ ‎【详解】A.由图可知间电势随均匀变化，则可知电场为匀强电场，故A不符合题意；‎ B.由图可知，斜率表示沿x方向的电场强度，0与两点间的电势差为，沿x方向的电场强度的大小为：，故B不符合题意；‎ C.粒子带正电，根据可知，电势越高的地方，电势能越大，所以粒子在原点时的势能最小，最小为0，故C不符合题意；‎ D.粒子在原点是的电势能最小为0，根据能量守恒可知，此时动能最大，为，故D符合题意。‎ ‎6.如图所示，虚线AB和CD分别为椭圆的长轴和短轴，相交于O点，两个等量异种点电荷分别处于椭圆的两个焦点M、N上，则下列说法中正确的是 A. A、B两处电势、场强均相同 B. C、D两处电势、场强均相同 C. 在虚线AB上O点的场强最大 D. 带正电的试探电荷在O处的电势能小于在B处的电势能 ‎【答案】B ‎【解析】‎ ‎【详解】AB.根据等量异种点电荷电场线的分布的对称性特点及沿电场线方向电势降低，可知A、B两处场强相同，A点电势高，C、D两处场强相等，电势相等，A错误，B正确；‎ C.线段AB上，O点场强最小，C错误；‎ D.O点电势高于B点电势，正电荷在O处电势能大于在B处电势能，D错误。‎ ‎7.图中的实线表示电场线，虚线表示只受静电力作用的带正电粒子的运动轨迹，粒子先经过M点，再经过N点，可以判定( )‎ A. 粒子在M点受到的静电力大于在N点受到的电力 B. 粒子在M点的动能大于N点的动能 C. 粒子在M点的的电势能大于在N点的电势能 D. 粒子在M点的的电势能和动能之和大于在N点的电勢能和动能之和 ‎【答案】C ‎【解析】‎ ‎【详解】A. M点处的电场线较疏，而N点处电场线较密，则M点处的电场强度较小，粒子在M点所受的电场力也较小，故A错误 B. 正电的粒子从M点运动到N点，根据受力及运动轨迹知电场力做正功，所以动能增大，故B错误；‎ C.沿着电场线电势在降低，所以M点的电势高于N点的电势，而正电荷在电势高的地方电势能大，故C正确；‎ D.根据能量守恒可知动能与电势能之和是一定值，故D错误；‎ ‎8.一带电粒子射入固定在O点的点电荷的电场中，粒子轨迹如图虚线abc所示，图中实线是同心圆弧，表示电场的等势面，不计重力，可以判断 A. 粒子受到点电荷对它的吸引力 B. 粒子速度 C. 粒子在b点受到的电场力最小 D. 粒子电势能 ‎【答案】D ‎【解析】‎ ‎【详解】A：如图所示，轨迹向左弯曲，带电粒子所受的电场力方向向左，则带电粒子受到了排斥力作用。故A错误。‎ B：从a到b过程中，电场力做负功，可知电势能增大，动能减小，粒子在b点的速度一定小于在a点的速度。故B错误。‎ C.由，可知离场源电荷越近处E越大，粒子在b点受到的电场力最大，故C错误 D：从b到c过程中，电场力做正功，可知电势能减小，粒子在b点的电势能一定大于在c点的电势能，故D正确 ‎9.分别将带正电、负电和不带电的三个等质量小球，分别以相同的水平速度由P点射入水平放置的平行金属板间，已知上板带负电，下板接地。三小球分别落在图中A、B、C三点，则错误的是（　　）‎ A. A带正电、B不带电、C带负电 B. 三小球在电场中加速度大小关系是：aA＜aB＜aC C. 三小球在电场中运动时间相等 D. 三小球到达下板时的动能关系是EkC＞EkB＞EkA ‎【答案】C ‎【解析】‎ ‎【详解】C.三个小球在水平方向都做匀速直线运动，由图看出水平位移关系是 ‎，三个小球水平速度相同，由得运动时间关系是，故选项C符合题意；‎ B.竖直方向上三个小球都做匀加速直线运动，由图看出竖直位移大小相等，由得到加速度关系为，故选项B不符合题意；‎ A.根据牛顿第二定律得到合力关系为，三个小球重力相同，而平行金属板上板带负极，可以判断出来带正电、不带电、带负电，故选项A不符合题意；‎ D.三个小球所受合力方向都竖直向下，都做正功，竖直位移大小相等，而合力，则合力做功大小关系为，根据动能定理得三小球到达下板时的动能关系是，故选项D不符合题意。‎ ‎10.在一静止点电荷的电场中，任一点的电势与该点到点电荷的距离的关系如图所示。电场中四个点，，和的电场强度大小分别为，，和。点到点电荷的距离与点的电势已在图中用坐标标出，其余类推。现将一带正电的试探电荷由点依次经，点移动到点，在相邻两点移动的过程中，电场力所做的功分别为、和。下列选项正确的是（ ）‎ A. B. ‎ C. D. ‎ ‎【答案】AC ‎【解析】‎ ‎【详解】AB.到点电荷的距离为，由图可知，到点电荷的距离分别为，由点电荷的场强公式可得：，则；，选项A符合题意，B不符合题意； ‎ CD.设带正电的试探电荷的电量为，则，，；由图知，，故，，故选项C符合题意，D不符合题意。‎ ‎11.图中虚线a、b、c、d、f代表匀强电场内间距相等的一组等势面，已知平面b上的电势为2 V。一电子经过a时的动能为10 eV，从a到d的过程中克服电场力所做的功为6 eV。下列说法正确的是 A. 平面c上的电势为零 B. 该电子可能到达不了平面f C. 该电子经过平面d时，其电势能为4 eV D. 该电子经过平面b时速率是经过d时的2倍 ‎【答案】AB ‎【解析】‎ A、虚线a、b、c、d、f代表匀强电场内间距相等一组等势面，一电子经过a时的动能为10eV，从a到d的过程中克服电场力所做的功为6eV，动能减小了6eV，电势能增加了6eV，因此等势面间的电势差为2V，因平面b上的电势为2V，由于电子的电势能增加，等势面由a到f是降低的，因此平面c上的电势为零，故A正确。B、由上分析可知，当电子由a向f方向运动，则电子到达平面f 的动能为2eV，由于题目中没有说明电子如何运动，因此也可能电子在匀强电场中做抛体运动，则可能不会到达平面f，故B正确。C、在平面b上电势为2V，则电子的电势能为-2eV，动能为8eV，电势能与动能之和为6eV，当电子经过平面d时，动能为4eV，其电势能为2eV，故C错误。D、电子经过平面b时的动能是平面d的动能2倍，电子经过平面b时的速率是经过d时的倍，故D错误。故选AB。‎ ‎【点睛】考查电场力做功与电势能变化的关系，掌握电势能与动能之和不变，理解电势为零处的电势能为零是解题的关键。‎ ‎12.用如图所示实验装置探究影响平行板电容器电容的因素，其中电容器左侧极板和静电计外壳接地，电容器右侧极板与静电计金属球相连，电容器带电后与电源断开．下列说法中正确的有 A. 上移左极板，静电计指针张角变小 B. 右移左极板，静电计指针张角变大 C. 在两极板间插入一课本，静电计指针张角变小 D. 若教室内空气湿度较大，则实验现象不明显 ‎【答案】CD ‎【解析】‎ ‎【详解】电容器带电后与电源断开，则电容器带电量Q一定，由，上移左极板，则S减小，C减小，由Q=CU可知，U变大，则静电计指针张角变大，选项A错误；由，右移左极板，则d减小，C变大，由Q=CU可知，U变小，则静电计指针张角变小，选项B错误；在两极板间插入一课本，ε变大，由，则C变大，由Q=CU可知，U变小，则静电计指针张角变小，选项C正确；若教室内空气湿度较大，则电容器所带的电量不容易保持，则实验现象不明显，选项D正确.‎ 二、解答题 ‎13.如图所示，在、两点分别放置点电荷和，在垂直平分线上有一点，且。如果有一个电子在 点，它所受到的库仑力的大小和方向如何？‎ ‎【答案】 方向平行于向左 ‎【解析】‎ ‎【详解】电子在点同时受、点电荷对其的作用力、，如图所示：‎ 由库仑定律得 ‎。‎ 由平行四边形定则和几何知识得：静止在点的电子受到的库仑力 ‎，‎ 方向平行于向左.‎ ‎14.如图所示，一个质量为m、带电荷量为+q的粒子在O点以初速度v0沿与水平方向夹角为θ的方向射出，粒子在运动过程中所受空气阻力大小恒为Ff，如果在某方向上加一定大小的匀强电场，粒子可沿初速度方向做直线运动.‎ ‎（1）求所加匀强电场的电场强度的最小值及方向；‎ ‎（2）若加上水平方向的匀强电场，经过一段时间后粒子又回到了O点，求粒子回到O点时的速度大小.‎ ‎【答案】（1），方向与v0垂直且斜向左上方 （2）‎ ‎【解析】‎ ‎【详解】（1）当场强方向与v0垂直且斜向左上方时，即电场力在垂直速度方向上与重力的分力抵消时，电场强度最小，如图，则有：qE=mgcosθ 所以 ‎（2）若电场方向水平向左，垂直速度方向有qEsinθ=mgcosθ 沿速度方向，由牛顿第二定律得qEcosθ+mgsinθ+Ff=ma，‎ 解得 粒子做减速运动的位移 对往返全过程，由动能定理得 解得 ‎15.有一个带电荷量q=－3×10－6C的点电荷，从某电场中的A点移到B点，电荷克服静电力做6×10－4J的功，从B点移到C点，静电力对电荷做9×10－4J的功，问：‎ ‎(1)AB、BC、CA间电势差各为多少？‎ ‎(2)如以B点电势为零，则A、C两点的电势各为多少？电荷在A、C两点的电势能各为多少？‎ ‎【答案】(1) UAB=200 V；UBC=－300 V；UCA=100 V；‎ ‎(2) φA=200 V；φC=300 V；EpA=－6×10－4 J；EpC=－9×10－4 J ‎【解析】‎ ‎【详解】电荷由A移向B克服静电力做功即静电力做负功，WAB=－6×10－4 J UAB= V=200 V UBC= V=－300 V UCA=UCB＋UBA=－UBC＋(－UAB)=300 V－200 V=100 V.‎ ‎(2)若φB=0，由 UAB=φA－φB 得φA=UAB=200 V 由 UBC=φB－φC 得 φC=φB－UBC=0－(－300) V=300 V 电荷在A点电势能 EpA=qφA=－3×10－6×200 J=－6×10－4 J 电荷在C点的电势能 EpC=qφC=－3×10－6×300 J=－9×10－4 J.‎ ‎16.如图所示，BC是半径为R的1/4圆弧形光滑绝缘轨道，轨道位于竖直平面内，其下端与水平绝缘轨道平滑连接，整个轨道处在水平向左的匀强电场中，电场强度为E。现有一质量为m的带电小滑块（体积很小可视为质点），在BC轨道的D点释放后可以在该点保持静止不动，已知OD与竖直方向的夹角为α =37°。随后把它从C点由静止释放，滑到水平轨道上的A点时速度减为零。若已知滑块与水平轨道间的动摩擦因数为=0.25，且sin37° =0.6 cos37° =0.8 ，取重力加速度为g。 ‎ ‎（1）对小滑块在D点进行受力分析，求出滑块的带电量q和带电种类；‎ ‎（2）滑块从C点下滑到圆弧形轨道的B端时对轨道的压力大小；‎ ‎（3）水平轨道上A、B两点之间的距离L；‎ ‎【答案】（1）（2）（3）‎ ‎【解析】‎ ‎【详解】（1）滑块静止在D处时的受力如图 所示，可知滑块应带正电， ‎ 由平衡条件可得 ‎………①‎ 又 ‎ ……………②‎ ‎ ③‎ ‎（2）滑块从C点下滑到B点的过程中由动能定理得 ‎④‎ 在B点，由牛顿第二定理得 ‎ ⑤‎ 解得：支持力 ‎ 由牛顿第三定律得滑块对轨道的压力为 ‎ ‎（3）滑块从C经B到A的过程中，由动能定理得：‎ ‎ ⑥ ‎ 解得： ⑦‎ ‎17.如图所示，A、B两极板竖直放置，两极板之间的电压U1=2.0×102V，MN两相同极板水平正对放置，两极板之间电压U2=4.0×102V，板间距d=8cm，板间电场可视为匀强电场.一质量为m =1.0×10-20kg、带电量为q=+1.0×10-10C的带电粒子，从靠近A板处由静止释放，经电场加速后从B板的小孔穿出，沿M、N极板间中轴线以速度v0射入电场，刚好从M板右边缘飞出.（不计粒子重力）.‎ ‎（1）求带电粒子刚射入M、N极板间时的初速度v0；‎ ‎（2）求M、N极板的长度L.‎ ‎【答案】（1）v0=2.0×l06m/s （2）L=8×10-2m ‎【解析】‎ ‎【详解】（1）带电粒子在AB板间的加速电场中，根据功能关系得：‎ qUl=‎ 代入数据解得：v0=2.0×l06m/s ‎（2）带电粒子射入MN板间做类平抛运动，设加速度为a，根据牛顿第二定律 a= ‎ 由带电粒了刚好从M板右边缘飞出，设在电场中运动时间为t 沿电场方向：‎ L=v0t 垂直电场方向：‎ ‎ ‎ 代入数据解得：L=8×10-2m ‎ ‎