湖南省醴陵市第一中学2020学年高二物理上学期入学考试试题（含解析） 15页

湖南省醴陵市第一中学2020学年高二上学期入学考试物理试题 ‎ 一、选择题 ‎1.电场中有一点P，下列哪种说法是正确的(　　)‎ A. 若放在P点电荷的电荷量减半，则P点的场强减半 B. 若P点没有试探电荷，则P点场强为零 C. P点场强越大，则同一电荷在P点所受静电力越大 D. P点的场强方向为试探电荷在该点的受力方向 ‎【答案】C ‎【解析】‎ 场强由场源电荷决定，与试探电荷无关，故AB错误；由，可知P点的场强越大，同一电荷在P点所受到的电场力越大，故C正确；物理学规定，P点的场强方向与正的试探电荷所受力的方向相同，与负的试探电荷所受力的方向相反，故D错误。‎ ‎2.右图所示为点电荷a、b所形成的电场线分布情况，以下说法正确的是 (　　) ‎ A. a、b为异种电荷 B. a、b为同种电荷 C. A点场强大于B点场强 D. A点电势低于B点电势 ‎【答案】A ‎【解析】‎ 试题分析：由电场线分布规律可知，a、b为异种电荷，选项A 正确，B错误；因为A处电场线比B处稀疏，故A点场强小于B点场强，选项C 错误；因为顺着电场线电势降低，故A点电势高于B点电势，选项D 正确。‎ 考点：等量异种电荷的电场；电场线及电场强度、电势。‎ ‎3.如图所示，在一条直线上有两个相距0.4 m的点电荷A、B，A带电＋Q，B带电－9Q。现引入第三个点电荷C，恰好使三个点电荷均在电场力的作用下处于平衡状态，则C的带电性质及位置应为(　　)‎ A. 正，B的右边0.4 m处 B. 正，B的左边0.2 m处 C. 负，A的左边0.2 m处 D. 负，A的右边0.2 m处 ‎【答案】C ‎【解析】‎ AB：若C带正电 ‎①若C放在A左边，B所受库仑力均向左，B不可能平衡。则不可能；‎ ‎②若C放在AB连线上，C受力均向右，C不可能平衡。则不可能；‎ ‎③若C放在B的右边，A的电荷量小于B且AC距离大于BC距离，据可得A对C的力小于B对C的力，C不可能平衡。则不可能。‎ 综上，AB两项均不正确。‎ CD：若C带负电 ‎①若C放在B的右边，A受力均向右，A不可能平衡。则不可能；‎ ‎②若C放在AB连线上，C受力均向左，C不可能平衡。则不可能；‎ ‎③若C放在A左边，设AC间距为x，AB间距为r，则要使三者均平衡，对C分析可得：，解得：‎ 综上C项正确，D项错误。‎ 点睛：三个点电荷的自平衡可总结为：两同夹异(从力的方向角度分析)，两大夹小(从力的大小角度分析)。‎ ‎4.如图所示，Q1和Q2是两个电荷量大小相等的点电荷，MN是两电荷的连线，HG是两电荷连线的中垂线，O是垂足，下列说法正确的是（　　）‎ A. 若两电荷是异种电荷，则OM的中点与ON的中点电势一定相等 B. 若两电荷是异种电荷，则O点的电场强度大小，与MN上各点相比是最小的，而与HG上各点相比是最大的 C. 若两电荷是同种电荷，则OM中点与ON中点处的电场强度一定相同 D. 若两电荷是同种电荷，则O点的电场强度大小，与MN上各点相比是最小的，与HG上各点相比是最大的 ‎【答案】B ‎【解析】‎ 试题分析：若两电荷是异种电荷，电场线从正电荷指向负电荷，MN间各点的电势一定不等，则OM的中点与ON的中点电势一定不相等，故A错误．若两电荷是异种电荷，在两电荷的连线上，O点电场线最疏，电场强度与MN上各点相比是最小的．在HG线上，O点的电场线最密，与HG上各点相比电场强度是最大的．故B正确．若两电荷是同种电荷，根据电场线分布的对称性可知，OM中点与ON中点处的电场强度大小相等，但方向相反，所以电场强度不同，故C错误．若两电荷是同种电荷，O点的电场强度大小是0，与电场中其他各点相比都是最小的，故D错误．故选B．‎ 考点：电场强度；电势 ‎【名师点睛】本题关键是要明确两个等量同种电荷和异种电荷电场线的分布情况，掌握沿着场强方向，电势越来越低，抓住对称性是解答本题的关键。‎ ‎5. 如图所示，实线为不知方向的三条电场线，从电场中M点以相同速度垂直于电场线方向飞出a、b两个带电粒子，仅在电场力作用下的运动轨迹如图中虚线所示．则（ ）‎ A. a一定带正电，b一定带负电 B. a的速度将减小，b的速度将增加 C. a的加速度将减小，b的加速度将增加 D. 两个粒子的动能都增加 ‎【答案】CD ‎【解析】‎ 解：A、物体做曲线运动，所受力的方向指向轨道的内侧，所以能判断a、b一定带异种电荷，但是不清楚哪一个是正电荷，哪一个是负电荷，故A错误；‎ B、D、物体做曲线运动，所受力的方向指向轨迹的内侧，从图中轨迹变化来看电场力都做正功，动能都增大，速度都增大，故B错误，D正确；‎ C、电场线密的地方电场的强度大，电场线疏的地方电场的强度小，所以a受力减小，加速度减小，b受力增大，加速度增大，故C正确．‎ 故选：CD．‎ ‎【点评】该题考查带电粒子在电场中的轨迹的分析，加强基础知识的学习，掌握住物体做曲线运动，所受力的方向指向轨道的内侧和电场线的特点，即可解决本题．‎ ‎6.‎ 设电子在运动过程中只受电场力作用，则在下列哪个电场中，只要给电子一个适当的初速度它就能自始至终沿一条电场线运动；给电子另一个适当的初速度它也可能始终沿某个等势面运动（ ）‎ A. 匀强电场 B. 正点电荷产生的电场 C. 负点电荷产生的电场 D. 以上都不可能 ‎【答案】B ‎【解析】‎ 试题分析：根据电子受力做匀速圆周运动的特征，可知为点电荷的电场．再由电子带负电，可确定点电荷的电性．‎ 解：电子能够在只受电场力作用下沿着直线运动，电场线应该为直线，电子能在电场力的作用下沿着等势面运动，即电场力始终与速度方向垂直，则电场力提供电子做圆周运动所需的向心力，由此可知，应该为正的点电荷，故ACD错误，B正确；‎ 故选；B．‎ ‎【点评】考查电子在电场中受力情况，及根据运动情况来确定受力情况．理解匀速圆周运动的特征．‎ ‎7.一平行板电容器两极板间距为d 、正对面积为 S，对此电容器充电后将它与电源断开．当增加两板间距时，电容器两极板间( 　)‎ A. 电场强度减小，电势差变大 B. 电场强度不变，电势差不变 C. 电场强度不变，电势差变大 D. 电场强度减小，电势差减小 ‎【答案】C ‎【解析】‎ 试题分析：因通电后断开，故两板上的带电量不变；增加d，则C减小，根据Q=CU可知电势差U增大；‎ 由公式，及可得电场强度，故E与d无关，故电场强度不变；故选A.‎ 考点：电容器；电场强度 ‎【名师点睛】此题是关于电容器的动态分析，首先要弄清两种情况：电容器带电量一定，还是电容器两板的电势差一定；此次要掌握三个基本公式：、、Q=CU；最后最好记住结论：电容器带电量一定时，两板间的场强与两板间距无关.‎ ‎8.如图所示，在x轴上相距为L的两点固定两个等量异种点电荷＋Q、－Q，虚线是以＋Q所在点为圆心、为半径的圆，a、b、c、d是圆上的四个点，其中a、c两点在x轴上，b、d两点关于x轴对称。下列判断错误的是(　　)‎ A. b、d两点处的电势相同 B. 四个点中c点处的电势最低 C. b、d两点处的电场强度相同 D. 将一试探电荷＋q沿圆周由a点移至c点，＋q的电势能减小 ‎【答案】C ‎【解析】‎ A、该电场为等量异种点电荷的电场，将等量异种点电荷的电场线与等势面的图画出如图，与该题的图比较可得：‎ 该电场中的电势关于x轴上下对称，所以b、d两点的电势相等，故A正确；‎ B、c点在两个电荷连线的中点上，也是在两个电荷连线的中垂线上，所以它的电势和无穷远处的电势相等。而正电荷周围的电场的电势都比它高，即c点的电势在四个点中是最低的，故B正确；‎ C、该电场中的电场强度关于x轴对称，所以bd两点场强大小相等，方向是对称的，不相同的，故C错误；‎ D、c点的电势低于a点的电势，试探电荷+q沿圆周由a点移至c点，电场力做正功，+q的电势能减小，故D正确。‎ 故选：ABD。‎ 点睛：‎ 该电场中的电势、电场强度都关于x轴对称，所以bd两点的电势相等，场强大小相等，方向是对称的；c点在两个电荷连线的中点上，也是在两个电荷连线的中垂线上，所以它的电势和无穷远处的电势相等，最低。‎ 视频 ‎9.如图所示，两电荷量分别为Q(Q＞0)和－Q的点电荷对称地放置在x轴上原点O的两侧，a点位于x轴上O点与点电荷Q之间，b点位于y轴O点上方，取无穷远处的电势为零。下列说法正确的是(　　)‎ A. b点电势为零，电场强度也为零 B. 正的试探电荷在a点的电势能大于零，所受电场力方向向右 C. 将正的试探电荷从O点移到a点，必须克服电场力做功 D. 将同一正的试探电荷先后从O、b两点移到a点，后者电势能的变化较大 ‎【答案】BC ‎【解析】‎ ‎【分析】‎ 两个等量异种电荷连线的垂直平分线是一条等势线．电场强度方向与等势面方向垂直，而且指向电势低的方向．根据等势面和电场线分布情况，分析电势和场强的关系．‎ ‎【详解】‎ 结合等量异种点电荷的电场的特点可知，两个等量异种电荷连线的垂直平分线是一条等势线．电场强度方向与等势面方向垂直，而且指向电势低的方向，所以B点的电势等于0，而电场强度不等于0．故A错误；由图，两个点电荷在a点产生的电场强度的方向都向右，所以合场强的方向一定向右，则正电荷在a点受到的电场力的方向向右；故B正确；正电荷从a向O运动的过程中，电场力做正功，电势能减小．所以将正的试探电荷从O点移到a点，必须克服电场力做功；故C正确；两个等量异种电荷连线的垂直平分线是一条等势线，所以O、b两点的电势是相等的，将同一正的试探电荷先后从O、b两点移到a点，二者电势能的变化相等．故D错误．故选BC.‎ ‎【点睛】对于等量异种电荷和等量同种电荷连线和垂直平分线的特点要掌握，抓住电场线和等势面的对称性进行记忆．‎ ‎10.如图所示，竖直向上的匀强电场中，一竖直绝缘轻弹簧的下端固定在地面上，上端连接一带正电小球，小球静止时位于N点，弹簧恰好处于原长状态。保持小球的带电量不变，现将小球提高到M点由静止释放。则释放后小球从M运动到N过程中(　　)‎ A. 小球的机械能与弹簧的弹性势能之和保持不变 B. 小球重力势能的减少量等于小球电势能的增加量 C. 弹簧弹性势能的减少量等于小球动能的增加量 D. 小球动能的增加量等于电场力和重力做功的代数和 ‎【答案】BC ‎【解析】‎ 试题分析：小球静止时位于N点，弹簧恰好处于原长状态，说明小球受到的电场力等于重力．在小球运动的过程中，电场力做功等于重力做功．据此来分析各个选项 解：A、由于有电场做功，故小球的机械能不守恒，小球的机械能与弹簧的弹性势能之和是改变的，故A错误．‎ B、由题意，小球受到的电场力等于重力．在小球运动的过程中，电场力做功等于重力做功，小球从M运动到N过程中，出现的是重力势能减小转化为电势能，故B正确；‎ C、释放后小球从M运动到N过程中，弹力做正功，弹簧弹性势能的减少量等于小球动能的增加量，故C正确．‎ D、在小球运动的过程中，电场力做的负功等于重力做的正功，二者的和是0．故D错误．‎ 故选：BC．‎ ‎【点评】该题考查物体的受力分析和能量的转化与守恒，要对各力的做功有准确的分析．属于简单题．‎ ‎11.如图所示，真空中固定两个等量异号点电荷＋Q、－Q，图中O是两电荷连线中点，a、b两点与＋Q的距离相等，c、d是两电荷连线垂直平分线上的两点，bcd构成一等腰三角形，a、e两点关于O点对称。则下列说法正确的是(　　)‎ A. a、b两点的电势相同 B. a、e两点的电场强度相同 C. 将电子由c沿cd边移到d的过程中电场力做正功 D. 质子在b点的电势能比在O点的电势能大 ‎【答案】BD ‎【解析】‎ a、b两点虽然关于+Q对称，但是由于-Q的影响，两点的电势并不相等，故A错误；a、e两点的合场强大小相等，且方向相同，故B正确；c、O、d在一条等势线上，故电子从c点移到d点电场力不做功，C错误；b点电势高于O点的电势，则质子在b点的电势能大，故D正确。故选BD。‎ ‎12.如图所示，光滑绝缘水平桌面上有A、B两个带电小球(可以看成点电荷)，A 球带电量为＋3q，B球带电量为－q，由静止同时释放后A球加速度大小为B球的两倍。现在A、B中点固定一个带正电C球(也可看成点电荷)，再由静止同时释放A、B两球，结果两球加速度大小相等。则C球带电量可能为(　　)‎ A. ‎ B. ‎ C. ‎ D. ‎ ‎【答案】AB ‎【解析】‎ ‎【详解】由静止开始释放，A球加速度的大小为B球的2倍。根据牛顿第二定律可知，A、B两个带电小球的质量之比为1：2；当在AB中点固定一个带正电小球C，由静止释放A、B两球，释放瞬间两球加速度大小相等，若两球加速度方向相反，则根据库仑定律与牛顿第二定律，则对A来说，；对B来说，；综上解得，QC=q ；‎ 若两球加速度方向相同，则根据库仑定律与牛顿第二定律，且有：对B来说，‎ 对A来说，‎ 综上解得，QC=q，故AB正确，CD错误；故选AB。‎ ‎【点睛】解决本题的关键抓住库仑定律中库仑力与电量的乘积成正比，与距离的平方成反比，同时根据牛顿第二定律求出加速度．注意加速度方向的两种可能的情况.‎ 二、计算题 ‎13.把带电荷量2×10－8 C的正点电荷从无限远处移到电场中A点，要克服电场力做功8×10－6 J，若把该电荷从无限远处移到电场中B点，需克服电场力做功2×10－6 J，求：‎ ‎(1)A点的电势；‎ ‎(2)A、B两点的电势差；‎ ‎(3)把2×10－5 C的负电荷由A点移到B点电场力做的功．‎ ‎【答案】(1)400V（2）300V）（3）‎ ‎【解析】‎ 试题分析：（1），且φ∞="0V" 所以φA=400V ‎，且φ∞="0V" 所以φB=100V UAB=φA-φB=300V ‎（2）WAB=qUAB=-2×10-5×300J=-6×10-3J 考点：电场力做功、电势差 ‎【名师点睛】本题考查电场力做功问题，电势能等于电量与电势的乘积，电场力做功等于电势能的减小量，由此可求得A与无穷远处的电势差，无穷远处电势为零，由此可求得A点电势大小，同理可求得B点电势，根据公式UAB=фA －фB可求得AB电势差。‎ ‎14.如图所示的匀强电场中，有a、b、c三点，ab＝5 cm，bc＝12 cm，其中ab沿电场方向，bc和电场线方向成60°角，一个电荷量为q＝4×10－8 C的正电荷从a移到b电场力做功为W1＝1.2×10－7 J，求：‎ ‎(1)匀强电场的场强E；‎ ‎(2)电荷从b移到c，电场力做的功 ；‎ ‎(3)a、c两点间的电势差Uac.‎ ‎【答案】（1） （2） (3)6.6V ‎【解析】‎ 试题分析：根据电场力做功公式W=qEd，求解电场强度，d是电场线方向两点间的距离；电场力做功公式W=qEd，求解电荷从b移到c电场力做功W2。‎ ‎（1）设ab两点间距离d1‎ 根据电场力做功公式：W1=qUab 电场强度为：‎ 联立可得： ‎ ‎（2）设bc两点沿场强方向距离为d2‎ 根据几何关系：d2=bc·cos60°‎ 电场力做功为：W2= qEd 联立可得：‎ 点睛：本题主要考查了在匀强电场中求场强，根据匀强电场中电场力做功公式W=qEd中，d是两点间沿电场线方向的距离，即可求解。‎ ‎15.如图所示，在竖直平面内，光滑绝缘直杆AC与半径为R的圆周交于B、C两点，在圆心处有一固定的正点电荷，B点为AC的中点，C点位于圆周的最低点．现有一质量为m、电荷量为－q、套在杆上的带负电小球(可视为质点)从A点由静止开始沿杆下滑．已知重力加速度为g，A点距过C点的水平面的竖直高度为3R，小球滑到B点时的速度大小为 .求：‎ ‎(1)小球滑至C点时的速度大小；‎ ‎(2)A、B两点间的电势差；‎ ‎(3)若以C点作为参考点(零电势点)，试确定A点的电势．‎ ‎【答案】（1） （2）mgR（3）‎ ‎【解析】‎ ‎【分析】‎ ‎（1）由A到B利用动能定理即可求得电场力做功；‎ ‎（2）B为AC的中点，故BC、AB间的高度差均为1.5R，对B到C过程运用动能定理列式求解C点的速度；‎ ‎（3）B、C两点在同一个等势面上，故电势相等，故B点电势也为零，根据UAB=φA-φB求解A点的电势 ‎【详解】（1）由几何关系可得BC的竖直高度hBC＝R．因B、C两点电势相等，故小球从B到C的过程中电场力做功为零．对小球从B到C过程应用动能定理，有 mgR＝，‎ 解得vC＝‎ ‎（2）对小球从A到B过程应用动能定理，有： ‎ WAB＝mgR；‎ ‎（3）因φB=φC，故UAB＝UAC＝；‎ 又UAC=φA-φC，φC=0，‎ 因此φA＝φC+UAC＝‎ ‎16.如图所示，两块平行金属板竖直放置，两板间的电势差U＝1500 V(仅考虑两板间的电场)，现将一质量、电荷量的带电小球从两板的左上方距两板上端的高度h＝20 cm的地方以初速度v0＝4 m/s水平抛出，小球恰好从左板的上边缘进入电场，在两板间沿直线运动，从右板的下边缘飞出电场，求：‎ ‎(1)金属板的长度L ‎(2)小球飞出电场时的动能Ek ‎【答案】（1） （2）‎ ‎【解析】‎ 解：（1）小球未进电场前做平抛运动，则小球到达左板上边缘时的竖直分速度：‎ 设小球此时速度方向与竖直方向之间的夹角为θ，则：‎ 小球在电场中沿直线运动，所受合力方向与运动方向相同，设板间距为d，‎ 则：tanθ=‎ L=‎ ‎（2）根据动能定理得：‎ 进入电场前：mgh=‎ 电场中运动过程：‎ 解得 Ek="0.175J"‎ 答：（1）金属板的长度L=0.15m．‎ ‎（2）小球飞出电场时的动能Ek=0.175J．‎ ‎【点评】小球在电场中做直线运动的条件是：合力方向与速度方向在同一直线上．第2问也可对全过程列出列方程求解：．‎