河南省郑州市郑州领航实验学校2020学年高二物理上学期第一次月考试题（含解析） 14页

河南省郑州市郑州领航实验学校2020学年高二上学期第一次月考物理试卷 ‎ 一、选择题 ‎1. 下列各物理量中，与试探电荷有关的量是（ ）.‎ A. 电场强度E B. 电势φ C. 电势差U D. 电场做的功W ‎【答案】D ‎..................‎ ‎【点睛】电场强度和电势是由电场本身决定的，与试探电荷无关，一定要牢记．而电场力是由电场和试探电荷共同决定的 ‎2. 关于静电场下列说法中正确的是（ ）‎ A. 电场强度处处为零的区域，电势也一定处处为零 B. 在电场中a、b两点间移动电荷的过程中，若电场力始终不做功，则电荷所经过路径上的各点场强一定为零 C. 在电场中一个电子只在电场力作用下从a点运动到b点，若速率越来越小，则a点电势一定低于b点电势 D. 同一电场线上的两点，电势一定不相等 ‎【答案】D ‎【解析】考点：电势；电场．‎ 专题：图析法．‎ 分析：静电场中，电势具有相对性，电场强度为零的点电势不一定为零，沿电场线电势一定降低．‎ 解答：解：A、静电场中，电势具有相对性，电场强度为零的点电势不一定为零，故A错误；‎ B、在电场中a、b两点间移动电荷的过程中，若电场力始终不做功，则电荷所经过路径上的各点电势一定相等，场强不一定为零，故B错误 C、在电场中一个电子只在电场力作用下从a点运动到b点，若速率越来越小，则电场力一定做了负功，电子所受电场力与场强方向相反，即电子在向低电势运动，故a点电势一定高于b点电势，故C错误；‎ D、沿场强方向电势减小，电场线的切线方向表示电场强度的方向，故沿电场线电势一定降低，即同一电场线上的两点，电势一定不相等，故D正确；‎ 故选D．‎ 点评：本题关键抓住电场力电场强度与电势的概念，同时要注意电势具有相对性，电场强度为零的点电势不一定为零．‎ ‎3. 某电场的电场线如图，a、b是一条电场线上的两点， 用 、 和 、 分别表示a、b两点的电势和电场强度，可以判定（ ）‎ A. ‎ B. ‎ C. ‎ D. ‎ ‎【答案】C ‎【解析】根据电场线疏密表示电场强度大小，Ea>Eb；根据沿电场线电势降低，φa>φb，故ABD错误，C正确。‎ 故选C.‎ ‎4. 静电场中，将一电子由a点移到b点，电场力做功5 eV，则下列错误的是（ ）‎ A. 电场强度的方向一定是由b到a B. a、b两点间的电压是5 V C. 电子的电势能减少了5 eV D. 因零电势点未知，故不能确定a、b的电势 ‎【答案】AB ‎【解析】A、由于不知道电子运动的轨迹是否与电场线重合，故电场强度的方向不一定由b到a，故A错误，‎ B、因为，则，即a、b两点的电势差是-5V，故B错误，‎ C、电子由a点移到b点，电场力做功5eV，则电子的电势能减少了5eV，故C正确，‎ D、电场中某点的电势大小的确定和零势点的选取有关，所以零电势点未确定，是不能确定a、b两点的电势，故D正确 故本题中不正确的答案是：AB 综上所述本题答案是：AB ‎5. 下列是某同学对电场中的概念、公式的理解，其中正确的是（ ）‎ A. 根据电场强度的定义式，电场中某点的电场强度和试探电荷的电量成反比 B. 根据电容的定义式，电容器的电容与所带电荷量成正比，与两极板间的电压成反比 C. 根据真空中点电荷电场强度公式 ，电场中某点电场强度和场源电荷的电量无关 D. 根据电势差的定义式，带电量为1C正电荷，从A点移动到B点克服电场力做功为，则A、B点的电势差为﹣1V ‎【答案】D ‎【解析】试题分析：电场强度取决于电场本身，与有无试探电荷无关，所以不能理解成电场中某点的电场强度和试探电荷的电量成反比，故A错误；电容是描述电容器容纳电荷本领的物理量，取决于电容器本身，并不是电容器的电容与所带电荷量成正比，与两极板间的电压成反比，故B错误；根据点电荷的场强公式知：Q是场源电荷，所以电场中某点电场强度与场源电荷的电量成正比，与该点到场源电荷距离的平方成反比，故C正确；据电势差的定义式知，带电量为正电荷，从A点移动到B点克服电场力做功为，即电场力做功为，则A、B点的电势差为，故D错误。‎ 故选：C 考点：电场线；点电荷的场强；电容 ‎【名师点睛】本题关键抓住电场强度是描述电场本身性质的物理量，电场强度取决于电场本身，与有无试探电荷无关；点电荷电场强度公式中Q是场源电荷．用电容器和电势差的定义式即可求解。‎ ‎6. 如图所示，带电体Q固定，带电体Ｐ的带电量为ｑ，质量为ｍ，与绝缘的水平桌面间的动摩擦因数为μ，将Ｐ在Ａ点由静止放开，则在Q的排斥下运动到Ｂ点停下，AB相距为ｓ，下列说法正确的是（ ）‎ A. 将P从B点由静止拉到A点，水平拉力最少做功 B. 将P从B点由静止拉到A点，水平拉力做功 C. P从A点运动到B点，电势能增加 D. P从A点运动到B点，电势能减少 ‎【答案】AD ‎【解析】在Ａ点由静止放开，运动到Ｂ点停下，根据动能定理可知，合外力做功为零，即电场力所做正功跟摩擦力所做负功大小相等，将电场力这个变力做功可转化为恒力做功，即从Ａ点运动到Ｂ点，电场力做的正功为μｍｇｓ，则电势能减少μｍｇｓ，故C错误，D正确 若将Ｐ从Ｂ点由静止拉到Ａ点，水平拉力需要克服电场力和摩擦力两个力做功，所以水平拉力最少做功2μｍｇｓ，故A正确，B错误 故选：AD ‎7. 如图所示，电路中A、B为两块竖直放置的金属板，C是一只静电计，开关S断开后，静电计指针张开一个角度，下述做法可使指针张角增大的是(　　)‎ A. 使A、B板靠近一些 B. 使A、B板离远一些 C. 使A、B正对面积减小一些 D. A、B间加入电介质 ‎【答案】BC ‎【解析】A.根据，使A、B板靠近一些，d减小，C增大；根据，Q不变，U减小，指针张角减小，故A错误；‎ B．根据，使A、B板远离一些，d增大，C减小；根据，Q不变，U增大，指针张角增大，故B正确；‎ C．根据，使A、B正对面积减小一些，C减小；根据，Q不变，U增大，指针张角增大，故C正确；‎ D．根据，使插入电介质，C增大；根据，Q不变，U减小，指针张角减小，故D错误。‎ 故选：BC。‎ 点睛：断开S，电容器所带的电量不变；通过电容的变化确定电容器两端间的电势差变化，判断指针张角的变化．‎ ‎8.‎ ‎ 静电在各种产业和日常生活中有着重要的应用，如静电除尘、静电复印等，其依据的基本原理几乎都是让带电的物质微粒在电场作用下奔向并吸附到电极上。现在三个粒子a、b、c从P点向下射入由正、负电极产生的电场中，它们的运动轨迹如图所示，则（ ）‎ A. a带正电荷，b不带电荷，c带负电荷 B. a带负电荷，b不带电荷，c带正电荷 C. a带正电荷，b带负电荷，c不带电荷 D. a带负电荷，b带正电荷，c不带电荷 ‎【答案】A ‎【解析】a向负电荷的一侧偏转，说明电荷a与负电荷相互吸引，所以电荷a带正电；b在运动的过程中不偏转，所以b不带电；c向正电荷的一侧偏转，说明c与正电荷之间为相互吸引，即c带负电荷。‎ 故选：A。‎ 点睛：同种电荷互相排斥，异种电荷互相吸引，根据电荷之间的相互作用力间的关系，可以判断电荷的性质．‎ ‎9. 如图所示，图中实线表示一匀强电场的等势面，一带负电荷的粒子射入电场，虚线是它的运动轨迹，a、b是轨迹上的两点，若粒子所受重力不计，则下列判断正确的是(　　)‎ A. 电场线方向向右 B. 粒子一定从a点运动到b点 C. a点电势比b点电势高 D. 粒子在a点的电势能小于在b点的电势能 ‎【答案】ACD ‎【解析】A. 由曲线运动的知识可知：带电粒子所受的电场力向左，由于粒子带负电所以电场线的方向向右，故A正确；‎ B. 由上可知，由于粒子的运动方向不知，所以可能是从a到b，也可能是从b到a.故B错误；‎ C. 由于粒子带负电所以电场线的方向向右，所以a点电势比b点电势高。故C正确；‎ D. 带电粒子从a到b点过程中，电场力做负功，电荷的电势能增大，粒子在a点的电势能小于在b点的电势能。故D正确；‎ 故选：ACD 点睛：由运动的轨迹与等势线确定出受力方向，根据力的方向与速度方向的夹角确定电场力做功的正负，从而判断出能量的大小关系．‎ ‎10. A、B是某电场中一条电场线上的两点，一正电荷仅在电场力作用下，沿电场线从A点运动到B点，速度图象如图所示．下列关于A、B两点电场强度E的大小和电势φ的高低的判断，正确的是（ ）‎ A. EA＞EB B. EA＜EB C. φA＜φB D. φA＞φB ‎【答案】AC ‎【解析】AB.由图线斜率看出，电荷在A处的加速度大于B处的加速度，根据牛顿第二定律可知，电荷在A处受到的电场力大于在B处受到的电场力，说明A处的场强大于B处的场强，即EA>EB.故A正确，B错误；‎ CD.从图线看出，电荷从A到B速度减小，电场力做负功，说明电场力方向从B指向A，而电荷带正电，则电场线方向从B指向A，则φA<φB.故C正确，D错误。‎ 故选：AC。‎ 点睛：根据速度图象的斜率等于加速度，确定出电荷在A、B两点加速度的大小，根据牛顿第二定律判断A、B两点场强的大小．由图看出，电荷从A点运动B点，速度减小，电场力做负功，判断电场线的方向，根据顺着电场线电势降低，判断电势的高低．‎ ‎11. 空间存在甲、乙两相邻的金属球，甲球带正电，乙球原来不带电，由于静电感应，两球在空间形成了如图所示稳定的静电场．实线为其电场线，虚线为其等势线，A、B两点与两球球心连线位于同一直线上，C、D两点关于直线AB对称，则（ ）‎ A. A点和B点的电势相同 B. C点和D点的电场强度相同 C. 正电荷从A点移至B点，电场力做正功 D. 负电荷从C点沿等势线移至D点，电势能先增大后减小 ‎【答案】C ‎【解析】A. A点和B点不在同一个等势面上，所以它们的电势不同，故A错误；‎ B. 根据电场的对称性可知，C点和D点的电场强度的大小相同，但是它们的方向不同，则电场强度不同，故B错误；‎ C. 从A点移至B点，电势降低，所以正电荷从A点移至B点，电场力做正功，故C正确；‎ D. C点和D点在同一个等势面上，负电荷从C点沿等势线移至D点，电场力不做功，电势能不变，故D错误。‎ 故选：C.‎ ‎12. 如图为一匀强电场，某带电粒子从A点运动到B点．在这一运动过程中克服重力做的功为2.0 J，电场力做的功为1.5 J．则下列说法正确的是(　　)‎ A. 粒子带负电 B. 粒子在A点的电势能比在B点少1.5 J C. 粒子在A点的动能比在B点多0.5 J D. 粒子在A点的机械能比在B点少1.5 J ‎【答案】CD ‎【解析】试题分析：在由A运动B的过程中，有两个力做功，一是重力做负功，一是电场力做正功．从运动轨迹上判断，粒子带正电．从A到B的过程中，电场力做正功为1.5J，所以电势能是减少的，A点的电势能要大于B点电势能．从A到B的过程中，克服重力做功2.0J，电场力做功1.5J，由动能定理可求出动能的变化情况．从A到B的过程中，做功的力有重力和电场力，应用能量的转化与守恒可比较AB两点的机械能．‎ 解：‎ A、由运动轨迹上来看，垂直电场方向射入的带电粒子向电场的方向偏转，说明带电粒子受到的电场力与电场方向相同，所以带电粒子应带正电．选项A错误．‎ B、从A到B的过程中，电场力做正功，电势能在减少，所以在A点是的电势能要大于在B点时的电势能．选项B错误．‎ C、从A到B的过程中，克服重力做功2.0J，电场力做功1.5J，由动能定理可知，粒子在A点的动能比在B点多0.5J，选项C正确．‎ D、从A到B的过程中，除了重力做功以外，还有电场力做功，电场力做正功，电势能转化为机械能，带电粒子的机械能增加，由能的转化与守恒可知，机械能的增加量等于电场力做功的多少，所以机械能增加了1.5J，选项D正确．‎ 故选：CD．‎ ‎【点评】对于本题，大家要明确以下几点：‎ ‎1、电场力对电荷做正功时，电荷的电势能减少，电荷克服电场力做功，电荷的电势能增加，电势能变化的数值等于电场力做功的数值．这常是判断电荷电势能如何变化的依据．‎ ‎2、电势能是电荷与所在的电场所共有的，且具有相对性，通常取无穷远处或大地为电势能的零点．‎ ‎3、电荷在电场中移动时，电场力做的功与移动的路径无关，只取决于起止位置的电势差和电荷的电量，这一点与重力做功和高度差的关系相似．‎ 二．填空题 ‎13. 在空间某一区域，有一匀强电场，有一质量为m的液滴带负电荷，电荷量为q，在此电场中恰能沿竖直方向作匀速直线运动，则此区域的电场强度大小为_______N/C，方向_________。‎ ‎【答案】 (1). Mg/q (2). 竖直向下 ‎【解析】电荷受到重力和电场力的作用处于平衡状态，所以：qE=mg 得：E=mg/q 因液滴带负电,电场的方向与受力的方向(上)相反，即电场的方向是竖直向下。‎ 点睛：电荷在此电场中恰能沿竖直方向作匀速直线运动，说明了电荷受到平衡力的作用，根据二力平衡写出公式解得即可．‎ ‎14. 如图所示，A、B两板间的匀强电场E=1．2108N/C，两板相距5cm，P1离A板0．5cm，P2离B板0．5cm。若B板带正电荷且接地，则P1点的电势为________V，P2点的电势为________V。若有一电荷 从P1移到P2，电势能_______（填“增加”或“减少”）了_______J。‎ ‎【答案】 (1). -5.4x106V； (2). -6x105V； (3). 减少； (4). 9.6J ‎【解析】P1点与B点的电势差为UP1B=−EdP1B=−1.2×108×4.5×10−2V=−5.4×106V，‎ ‎∵φB=0，‎ ‎∴φP1=−5.4×106V P2点与B点的电势差为UP2B=−EdP2B=−1.2×108×0.5×10−2V=−6.0×105V，‎ ‎∵φB=0，‎ ‎∴φP2=−6×105V 电荷q=−2×10−6C从P1移到P2，电场力做正功，电势能减小。‎ 电场力做功为W=qUP1P2=−2×10−6×[−5.4×106V−(−6×105V)]=9.6J，‎ 所以电势能减少9.6J.‎ 点睛：先求电势，可先求出该点与零电势点的电势差，再确定电势．根据电场力做功正负，判断电势能的变化，由W=qU求电场力做功，确定电势能的变化大小．‎ 三．计算题 ‎15. 如图所示，在匀强电场中，有A、B两点，它们之间的距离为10cm，两点的连线与场强方向成53°角．将一个电荷量为 的电荷由A点移到B点，电场力做功为 ．求：‎ ‎（1）A、B两点的电势差UAB；‎ ‎（2）匀强电场的场强E．‎ ‎【答案】(1) ; (2)‎ ‎【解析】（1）由W=qU可得，；‎ 由U=Ed得，‎ ‎16. 如图所示，一个质量为 的小球带电荷量为 的正电，用长度L=1．0m的细线悬挂于固定点O上，此装置置于水平向右的匀强电场中，场强的大小 ，现将带电小球拉至O点右侧，使悬线伸直并保持水平，然后由静止释放小球。（g取10m/s2）‎ ‎（1）求小球运动到最低点时的动能;‎ ‎（2）求小球运动到最低点时绳的拉力为多大;‎ ‎【答案】(1) ;(2)‎ ‎【解析】（1）对小球，从初始位置运动到最低点的过程重力做正功mgL，电场力做负功-qEL，运用动能定理得：mgL-qEL=Ek．‎ 解得：Ek＝3×10-3J．‎ ‎（2）由Ek＝mv2解得：‎ mv2＝2Ek＝6×10-3J．‎ 在最低点，小球受重力和绳的合力提供向心力，根据向心力公式得：‎ T-mg=mv2/L 解得： T=1.8×10-2N．‎ ‎17. 如图所示，水平放置的平行板电容器的两极板M、N，接上直流电源．上极板M的中央有一小孔A，在A的正上方h＝20 cm处的B点，有一小油滴自由落下．已知小油滴的电量 ，质量 ‎ .当小油滴即将落到下极板时，速度恰为零．(不计空气阻力，g＝10 m/s2，L＝15 cm)求：‎ ‎(1)两极板间的电场强度E；‎ ‎(2)两极板间的电势差U；‎ ‎(3)设平行板电容器的电容，则该电容器带电量Q是多少 ‎【答案】(1) 　方向竖直向下　(2) 　(3)‎ ‎【解析】由动能定理W＝ΔEk得 mg(h＋L)＝|Q|U，U＝ ‎ 代入数据 U＝ V＝3.0×105V E＝ ＝＝2.0×106V/m Q＝CU＝4.0×10－12×3.0×105C＝1.2×10－6C ‎18. 如图所示，电子在电势差为U0＝4 500 V的加速电场中，从左极板由静止开始运动，经加速电场加速后从右板中央垂直射入电势差为U＝45 V的偏转电场中，经偏转电场偏转后打在竖直放置的荧光屏M上，整个装置处在真空中，已知电子的质量为 ，电荷量为 ，偏转电场的板长为L1＝10 cm，板间距离为d＝1 cm，光屏M到偏转电场极板右端的距离L2＝15 cm.求：‎ ‎(1)电子从加速电场射入偏转电场的速度v0；‎ ‎(2)电子飞出偏转电场时的偏转距离(侧移距离)y；‎ ‎(3)电子飞出偏转电场时偏转角的正切值tanθ；‎ ‎(4)电子打在荧光屏上时到中心O的距离Y.‎ ‎【答案】(1) 　(2)0.25 cm　(3)0.05　 (4)1 cm ‎【解析】 (1)电子在加速电场中运动，由动能定理得 eU0＝‎ 解得：v0＝4×107m/s ‎(2)电子在偏转电场中运动 沿初速度方向：L1＝v0t可得t＝2.5×10－9s 在垂直速度方向：‎ y＝at2＝t2＝2.5×10－3m＝0.25 cm ‎(3)偏转角的正切值tanθ＝；‎ ‎(4)电子离开偏转电场后做匀速直线运动：若沿电场方向的偏移距离为y′，则 ‎ ＝tanθ，所以y′＝0.75 cm，所以Y＝y＋y′＝1 cm.‎