【物理】江西省南昌一中2020-2021学年高二上学期9月月考试卷 8页

‎ 2020-2021学年度第一学期南昌一中高二年级 ‎9月份月考物理试卷 考试时间：90分钟 试卷总分：110分 内容范围及说明： 高二物理 选修3—1第一章：第一节到第八节 一、选择题（本大题共12小题，每小题4分，共48分。1﹣8小题给出的四个选项中，只有一项符合题目要求，9﹣12小题给出的四个选项中，有多个选项符合题目要求。）‎ ‎1．下列关于物理学家的贡献的说法中，正确的是(　　)‎ A．物理学家库仑利用扭秤实验发现了电荷间的相互作用规律 B．物理学家法拉第通过油滴实验精确测定了元电荷e的电荷量 C．物理学家密立根最早引入了电场概念，并提出用电场线表示电场 D．物理学家卡文迪许测出了静电力常量k ‎2．如图所示，一个原来不带电的半径为r的空心金属球放在绝缘支架上，右侧放一个电荷量为+Q的点电荷，点电荷到金属球的球心距离为3r。达到静电平衡后，下列说法正确的是(　　)‎ A．金属球的左侧感应出负电荷，右侧感应出正电荷 B．点电荷Q在金属球内产生的电场的场强处处为零 C．金属球最左侧表面的电势高于最右侧表面的电势 D．感应电荷在金属球球心处产生的电场场强大小为 ‎3．如图，空间存在一方向水平向右的匀强电场，两个带电小球P和Q用相同的绝缘细绳悬挂在水平天花板下，两细绳都恰好与天花板垂直，则(　　)‎ A．P和Q都带正电荷 B．P和Q都带负电荷 C．P带负电荷，Q带正电荷 D．P带正电荷，Q带负电荷 ‎ ‎4．如图甲所示，在x轴上有一个点电荷Q(图中未画出)，O、A、B为轴上三点．放在 A、B两点的检验电荷受到的电场力与其所带电荷量的关系如图乙所示．以x轴的正方向为电场力的正方向，则(　　)‎ A．点电荷Q一定为正电荷 B．点电荷Q在A、B之间 C．A点的电场强度大小为5×103 N/C D．A点的电势比B点的电势高 ‎5．如图所示为真空中某一点电荷Q产生的电场，a、b分别是其电场中的两点，其中a点处的电场强度大小Ea＝E0， b点处的电场强度大小Eb＝3E0，且Ea、Eb间的夹角大于90°，方向如图甲所示。一带负电的检验电荷q在场中由a运动到b，则(　　)‎ A．a、b两点到点电荷Q的距离之比ra∶rb＝3∶1‎ B．a、b两点到点电荷Q的距离之比ra∶rb＝∶1 ‎ C．a、b两点处的电势的大小关系为φa＞φb D．在把检验电荷q沿直线从a移到b的过程中，电场力先做负功后做正功 ‎6．两个等量正点电荷位于x轴上，关于原点O呈对称分布，下列能正确描述电场强度E随位置x变化规律的图是(　　)‎ ‎ ‎ ‎7．如图所示的电场，等势面是一簇相互平行的竖直平面，间隔均为d，各面电势已在图中标出，现有一质量为m的带电小球(可视为点电荷)以速度v0，方向与水平方向成45°角斜向上射入电场，要使小球做直线运动，则小球所带电的电性及电荷量为(　　)‎ A．负电　 B．负电　 C．正电　 D．正电　 ‎8．如图所示，匀强电场方向水平向左，带正电的物体沿绝缘的水平板向右做匀变速运动，经A点时，动能为100J，到B点时动能减少了80J，电势能增加了48J，当物体再次回到A点时动能为(　　)‎ A．36J B．40J C．20J D．60J ‎9．(多选)如图所示，一平行板电容器充电后与电源断开，正极板与静电计连接，负极板接地，两板间有一个正试探电荷固定在P点，正极板保持不动，将负极板缓慢向右平移一小段距离，下列说法正确的是(　　)‎ A．静电计指针张角变小 B．静电计指针张角不变 C．正电荷在P点的电势能减小 D．正电荷在P点的电势能不变 ‎10．(多选)如图所示，在匀强电场中有一半径为R的圆，场强方向与圆所在平面平行。一群质量为m，电荷量为q的带正电粒子以相同的初速度v沿着各个方向从A点进入圆形区域中，只在电场力作用下运动，从圆周上不同点离开圆形区域，其中从B点离开圆形区域的带电粒子的速度最大且最大速度为2v，已知O是圆心，AB=R，设场强大小为E，方向与AB的夹角为θ（θ为锐角），则（　　）‎ A．θ=30° B．θ=60° C． E= D．E = ‎ ‎11．(多选)静电场中，一带电粒子仅在电场力的作用下自M点由静止开始运动，N为粒子运动轨迹上的另外一点，则(　　)‎ A．运动过程中，粒子的速度大小可能先增大后减小 B．在M、N两点间，粒子的轨迹一定与某条电场线重合 C．粒子在M点的电势能不低于其在N点的电势能 D．粒子在N点所受电场力的方向一定与粒子轨迹在该点的切线平行 ‎12．(多选)空间存在平行于x轴方向的静电场，其电势φ随x的分布如图10所示．一质量为m、电荷量大小为q的带电粒子从坐标原点O由静止开始，仅在电场力作用下沿x轴正方向运动．则下列说法正确的是(　　)‎ A．该粒子带正电荷 B．空间存在的静电场场强E是沿x轴正方向均匀减小的 C．该粒子运动到x0处的速度是 D．该粒子从原点O运动到x0过程中电势能是减小的 二、填空题（本大题共2小题，共14分)‎ ‎13．(6分)如图，在正点电荷Q的电场中有M、N、P、F四点，M、N、P为直角三角形的三个顶点，F为MN的中点，∠M=30°．M、N、P、F四点处的电势分别用φM、φN、φP、φF表示，已知φM=φN，φP=φF，则φP_____φM，点电荷Q在_______线段上。 ‎ ‎ ‎ ‎（第13题图） （第14题图）‎ ‎14．(8分)如图所示，绝缘水平面上静止着两个质量均为m、电量均为＋Q的物体A和B(A、B均可视为质点)，它们间的距离为r，与水平面间的动摩擦因数均为μ。则(1)A受的摩擦力为_____________；(2)如果将A的电量增至＋4Q，两物体开始运动，当它们的加速度第一次为零时，A、B各运动了距离为_____________.‎ 三、计算题（本大题共4题，共48分．解答本题时，要求写出必要的文字说明和重要的演算步骤）‎ ‎15．(12分)如图所示，在匀强电场中，将带电荷量q＝－6×10－‎6 C的电荷从电场中的A点移到B点，克服电场力做了2.4×10－5 J的功，再从B点移到C点，电场力做了1.2×10－5‎ ‎ J的功。求：‎ ‎(1)A、B两点间的电势差UAB和B、C两点间的电势差UBC；‎ ‎(2)若规定B点的电势为零，则A点和C点的电势分别为多少？‎ ‎(3)若规定B点的电势为零，作出过B点的一条电场线(只保留作图的痕迹，不写做法)。‎ ‎ ‎ ‎ ‎ ‎16．(12分) (2016·河北衡水中学调研)如图所示，在A点固定一正电荷，电荷量为Q，在离A高度为H的C处由静止释放某带同种电荷的液珠，开始运动的瞬间加速度大小恰好为重力加速度g。已知静电力常量为k，两电荷均可看成点电荷，不计空气阻力。‎ ‎(1)求液珠的比荷；‎ ‎(2)求液珠速度最大时离A点的距离h；‎ ‎(3)若已知在点电荷Q的电场中，某点的电势可表示成φ＝，其中r为该点到Q的距离(选无限远的电势为零)。求液珠能到达的最高点B离A点的高度rB。‎ ‎ ‎ ‎17．(12分) (2019·北京四中模拟)如图所示，在一足够大的空间内存在着水平向右的匀强电场，电场强度大小E＝3.0×104 N/C.有一个质量m＝4.0×10－‎3 kg的带电小球，用绝缘轻细线悬挂起来，静止时细线偏离竖直方向的夹角θ＝37°.取g＝‎10 m/s2，sin 37°＝0.60，cos 37°＝0.80，不计空气阻力的作用．‎ ‎(1)求小球所带的电荷量及电性；‎ ‎(2)如果将细线轻轻剪断，求细线剪断后，小球运动的加速度大小；‎ ‎(3)从剪断细线开始经过时间t＝0.20 s，求这一段时间内小球电势能的变化量．‎ ‎ ‎ ‎18．(12分)如图所示，在方向水平向右、场强大小E＝6 000 N/C的匀强电场中有一个光滑的绝缘平面。一根绝缘细绳两端分别系有带电滑块甲和乙，甲的质量m1＝2×10－‎4 kg，带电荷量q1＝2×10－‎9 C；乙的质量m2＝1×10－‎4 kg，带电荷量q2＝－1×10－‎9 C。开始时细绳处于拉直状态，两滑块放在平面上。现由静止释放两滑块，t＝3 s时细绳突然断裂，不计滑块间的库仑力。求：‎ ‎(1)细绳断裂前两滑块的加速度；‎ ‎(2)在整个运动过程中乙的电势能增量的最大值．‎ ‎ ‎ ‎【参考答案】‎ 一、选择题（本大题共12小题，共48分。）‎ 题号 ‎1‎ ‎2‎ ‎3‎ ‎4‎ ‎5‎ ‎6‎ ‎7‎ ‎8‎ ‎9‎ ‎10‎ ‎11‎ ‎12‎ 答案 A D C ‎ B B A C A AC BC AC AD 二、填空题（本大题共2小题，共14分）‎ ‎13．(6分) > MP ‎14．(8分) 【答案】(1)k　(2)A、B运动距离均为Q－ 三、计算题（本大题共4题，共48分）‎ ‎15．(12分)【答案】(1)4 V　－2 V　(2)4 V　2 V (3)见解析图 ‎【解析】(1)UAB＝＝ V＝4 V UBC＝ V＝－2 V。‎ ‎(2)UAB＝φA－φB，UBC＝φB－φC 又φB＝0 故φA＝4 V，φC＝2 V。‎ ‎(3)如图所示。‎ ‎16．(12分)【参考答案】　(1)　(2)H　(3)2H ‎【名师解析】　(1)设液珠的电荷量为q，质量为m，有 k－mg＝mg 解得液珠的比荷为＝ ‎(2)当液珠速度最大时有k＝mg 解得h＝H ‎(3)设CB间的电势差为UCB，有UCB＝φC－φB＝－ 根据动能定理有qUCB－mg(rB－H)＝0‎ 解得rB＝2H ‎17．(12分)‎ 解析：(1)小球受到重力mg、电场力F和绳的拉力T的作用，由共点力平衡条件 F＝qE＝mgtan θ 解得q＝＝1.0×10－‎‎6 C 电场力的方向与电场强度的方向相同，故小球所带电荷为正电荷．‎ ‎(2)剪断细线后，小球做匀加速直线运动，设其加速度为a，‎ 由牛顿第二定律＝ma 解得a＝＝‎12.5 m/s2.‎ ‎(3)在t＝0.20 s的时间内，小球的位移为l＝at2＝‎‎0.25 m 小球运动过程中，电场力做的功W＝qElsin θ＝mglsin θtan θ＝4.5×10－3 J 所以小球电势能的变化量(减少量)ΔEp＝4.5×10－3 J.‎ 答案：(1)1.0×10－‎6 C　正电荷；(2)‎12.5 m/s2；(3)减少了4.5×10－3 J ‎18．(12分)【解析】(1)对甲、乙整体分析，有F合＝q1E＋q2E＝(m1＋m2)a0 (2分)‎ 解得a0＝‎0.02 m/s2 (1分)‎ ‎(2)当乙发生的位移最大时，乙的电势能增量最大，细绳断裂前，甲、乙发生的位移均为 s0＝a0t2＝×0.02×‎32 m＝‎0.09 m (2分)‎ 此时甲、乙的速度均为v0＝a0t＝0.02×‎3 m/s＝‎0.06 m/s (1分)‎ 细绳断裂后，乙的加速度变为a乙′＝＝ m/s2＝－‎0.06 m/s2 (1分)‎ 从细绳断裂到乙的速度为零，乙发生的位移s乙′＝＝ m＝‎0.03 m (2分)‎ 整个运动过程乙发生的位移s乙max＝s0＋s乙′＝‎0.09 m＋‎0.03 m＝‎0.12 m (1分)‎ 此时乙的电势能增量 ΔEp＝|W乙|＝|q2E|s乙max＝1×10－9×6×103×0.12 J＝7.2×10－7 J。 (2分)‎