【物理】安徽省阜阳市太和第一中学2020-2021学年高二10月月考试题（平行班）（解析版） 15页

太和一中高二年级物理第一次月考试卷 时间90分钟 满分100‎ 一．选择题（1--8单选，9--12多选，共48分，每题4分，漏选2分，错选0分）‎ ‎1.关于电场强度，下列说法正确的是（　　）‎ A．若在电场中的P点不放试探电荷，则P点的电场强度为0‎ B．电场强度定义式表明，电场强度大小与试探电荷的电荷量q成反比 C．点电荷的电场强度表明，在r减半的位置上，电场强度变为原来的4倍 D．匀强电场的电场强度表明，匀强电场中距离相等的两点间电压U一定相等 ‎2.如图是匀强电场遇到空腔导体后的部分电场线分布图，电场线的方向如图中箭头所示，M、N、O是以直电场线上一点O为圆心的同一圆周上的三点，OQ连线垂直于MN。以下说法正确的是（　　）‎ A．O点电势与Q点电势相等 B．将一负电荷由M点移到Q点，电荷的电势能增加 C．M、O间的电势差小于NO间的电势差 D．在Q点释放一个正电荷，正电荷所受电场力将沿与OQ垂直的方向竖直向上 ‎3.如图所示，在电场强度方向水平向右的匀强电场中，一质量为m、带电荷量为q的粒子从A点以速度v0竖直向上抛出，粒子运动到B点时速度方向水平，大小也为v0，重力加速度为g，不计空气阻力。下列说法正确的是（　　）‎ A．粒子在该过程中克服电场力做功 B．匀强电场的电场强度大小为 C．粒子在A点的电势能比在B点的电势能小 D．粒子从A点运动到B点所用的时间为 ‎4．如图所示，是均匀带电的半圆环，已知半圆环在圆心点产生的电场强度大小为、电势的大小为，、、为半圆环等长的三段圆弧。则部分在点产生的电场强度和电势的大小分别是（　　）‎ A．， B．， C．， D．，‎ ‎5.在空间直角坐标系O-xyz中，有一四面体C-AOB，C、A、O、B为四面体的四个顶点，坐标位置如图所示。D点在x轴上，DA=AO，在坐标原点O处固定着带电量为-Q的点电荷，下列说法正确的是（　　）‎ A．A、B、C三点的电场强度相同 B．O、A两点间的电势差与A、D两点间的电势差相等 C．将电子由D点移到B点，电场力做正功 D．电子在C点的电势能大于在D点的电势能 ‎6.如图所示，匀强电场方向平行于xOy平面，在xOy平面内有一个半径为R＝5 cm的圆，圆上有一动点P，半径OP与x轴方向的夹角为θ，P点沿圆周移动时，O、P 两点的电势差满足UOP＝25cos θ(V)，则该匀强电场的大小和方向分别为(　　)‎ A． 500 V/m，沿x轴正方向 B．500 V/m，沿y轴负方向 C．500V/m，沿y轴负方向 D．250V/m，沿x轴负方向 ‎7.如图所示,MNPQ为有界的竖直向下的匀强电场,电场强度为E,ACB为光滑固定的半圆形轨道,圆轨道半径为R,A、B为圆水平直径的两个端点,ACB为圆弧.一个质量为m、电荷量为-q的带电小球,从A点正上方高为H处由静止释放,并从A点沿切线进入半圆轨道.不计空气阻力及一切能量损失,关于带电小球的运动情况,下列说法正确的是(   ) ‎ A．小球再次到达C点的速度可能为零 B．小球一定能从B点离开轨道 C．小球在AC部分不可能做匀速圆周运动 D．当小球从B点离开时,上升的高度一定等于H ‎8.如图所示的坐标系中，x轴上固定一个点电荷Q，y轴上固定一根光滑绝缘细杆（细杆的下端刚好在坐标原点O处）．将一个套在杆上重力不计的带电圆环（视为质点）从杆上P处由静止释放，圆环从O处离开细杆后恰好绕点电荷Q做圆周运动．下列说法正确的是 A．圆环沿细杆从P运动到O的过程中，加速度一直增大 B．圆环沿细杆从P运动到O的过程中，速度先增大后减小 C．增大圆环所带的电荷量，其他条件不变，圆环离开细杆后仍然能绕点电荷做圆周运动 D．将圆环从杆上P的上方由静止释放，其他条件不变，圆环离开细杆后仍然能绕点电荷做圆周运动 ‎9.如图所示，有一个粗糙固定斜面，某位置Q固定一带正电的点电荷，A、B、C是斜面上间距相等的三个点，Q、B连线垂直于斜面，在A点无初速度释放一带有恒定电荷的小物块，已知小物块沿绝缘的斜面运动到C点时停下。下列说法正确的是　　‎ A．小物块一定带负电 B．小物块运动过程，电势能可能先增大后减小 C．小物块运动过程经过B点时的滑动摩擦力最大 D．小物块从B点运动到C点过程机械能不断减少 ‎10.如图所示，虚线为某点电荷激发的电场中的三个等势面，等势面a上的电场强度大小为E，电势为，等势面c上的电场强度大小为，电势为，相邻两个等势面的间距相等。某质子只受电场力作用，在电场运动的轨迹如图中实线所示，若该质子在等势面c上的动能为，下列说法正确的是（　　）‎ A．点电荷可能为负电荷 B．质子经过等势面b的电势能为 C．质子经过等势面b的加速度大小是经过c加速度大小的倍 D．质子经过等势面c的速度大小是经过等势面a速度大小的倍 ‎11.电荷量不等的两点电荷固定在x轴上坐标为－3L和3L的两点处，其中坐标为－3L处的点电荷带电量的绝对值为Q，两点电荷连线上各点的电势随x变化的关系图象如图所示，其中x=L处的电势最低，x轴上M、N两点的坐标分别为－2L和2L，以无穷远为零电势点，已知静电力常量为k，则下列说法正确的是（ ）‎ A．两点电荷一定均为正电荷 B．原点O处的场强大小为 C．正检验电荷在原点O处受到向左的电场力 D．负检验电荷由M点运动到N点的过程中，电势能先减小后增大 ‎12.如图所示，A、B、C三个小球（可视为质点）的质量分别为m、2m、3m，B小球带负电，电荷量为q，A、C两小球不带电（不考虑小球间的静电感应），不可伸长的绝缘细线将三个小球连接起来悬挂在O点，三个小球均处于竖直向上的匀强电场中，电场强度大小为E，以下说法正确的是（　　）‎ A．静止时，A、B两小球间细线的拉力为5mg+qE B．静止时，A、B两小球间细线的拉力为5mg﹣qE C．剪断O点与A小球间细线的瞬间，A、B两小球间细线的拉力为qE D．剪断O点与A小球间细线的瞬间，A、B两小球间细线的拉力为qE 二．实验填空题（13题4分，14题6分，每空各2分）‎ ‎13.如图所示，真空中O点固定有一点电荷，在它产生的电场中有a、b两点，a点的场强大小为Ea，方向与ab连线成60°角，b点的场强大小为Eb ‎，方向与ab连线成30°。则a、b两点场强Ea：Eb= ；a、b两点电势φa、φb的关系为φa φb。（填“<”、“>”、“=”）‎ ‎14.在验证机械能守恒实验中，由、组成的系统，当由静止开始下落，拖着的纸带打出一系列的点，从而验证机械能守恒定律。其中一条纸带中：0为打下第一个点，每相邻两个计数点间还有4个点未画出（图中未标出），计数点间距离如图。已知，，交流电频率为，取 ‎ ‎ ‎（1）纸带上打下计数点5时的速度_______（保留2位有效数字）‎ ‎（2）在计数点0到计数点过程中系统动能的增加量______，系统势能的减少量_______。（保留3位有效数字）‎ 三．解答题（15题6分，16题10分，17题12分，18题14分，共42分）‎ ‎15.如图所示，在匀强电场中的M、N两点距离为1 cm，两点间的电势差为5 V， M、N连线与场强方向成60°角，则此时：‎ ‎(1)电场的电场强度多大？‎ ‎(2)将二价负离子由M点移到N点电场力对电荷做了多少功？（二价负离子电量q＝－2×1.6×10-19C）‎ ‎16.如图所示，在匀强电场中，将质量为、电荷量为的带电粒子从电场中的A点移动到B点，静电力做了的功，再从B点移动到C点，电势能增加了。已知电场的方向与的平面平行，∠A=90°，∠B=30°，AC=20cm，规定B点的电势为0，不计带电粒子的重力。‎ ‎(1)求A点和C点的电势 ‎(2)求电场强度 ‎17.如图所示，在光滑绝缘水平面上，用长为2L的绝缘轻杆连接两个质量均为m的带电小球A和B.A球的带电量为＋2q，B球的带电量为－3q，两球组成一带电系统．虚线MN与PQ平行且相距3L，开始时A和B分别静止于虚线MN的两侧，虚线MN恰为AB两球连线的垂直平分线．若视小球为质点，不计轻杆的质量，在虚线MN、PQ间加上水平向右的电场强度为E的匀强电场后，系统开始运动．试求：‎ ‎（1）B球刚进入电场时，带电系统的速度大小；‎ ‎（2）带电系统向右运动的最大距离和此过程中B球电势能的变化量．‎ ‎18.如图所示，水平绝缘粗糙的轨道AB与处于竖直平面内的半圆形绝缘光滑轨道BC平滑连接，半圆形轨道的半径R=0.4m，在轨道所在空间存在水平向右的匀强电场，电场线与轨道所在的平面平行，电场强度E=1.0×104N/C．现有一电荷量q=+1.0×10-4C、质量m=0.1kg的带电体（可视为质点），在水平轨道上的P点由静止释放，带电体恰好能通过半圆形轨道的最高点C，然后落至水平轨道上的D点（图中未画出）。取g=10m/s2.，试求：（结果可用根号表示）‎ ‎(1)带电体运动到圆形轨道B点的速度大小；‎ ‎(2)D点到B点的距离xDB；‎ ‎(3)带电体在从B到C运动的过程中对轨道的最大压力。‎ ‎【参考答案】‎ ‎1.【答案】C ‎【解析】AB．电场中某点的电场强度只由电场本身决定，与试探电荷的电荷量q无关，选项AB错误；‎ C．点电荷的电场强度表明，在r减半的位置上，电场强度变为原来的4倍，选项C正确；‎ D．匀强电场的电场强度表明，匀强电场中沿电场线方向上距离相等的任意两点间电压U一定相等，选项D错误。故选C。‎ ‎2.【答案】B ‎3.【答案】D ‎4.【答案】D ‎【解析】电场强度是矢量，根据题意应用平行四边形定则求出圆弧在圆心处产生的场强，电势是标量，直接根据代数法则求解。、两点把半圆环等分为三段，每段长度都是，如图所示 设每段在点产生的电场强度大小为，均相等，则在点的合场强 则 电势是标量，设圆弧在圆心点产生的电势为，则有 则 故选。‎ ‎5.【答案】D A．A、B、C三点到O点的距离相等，根据点电荷场强公式 可知三点的场强大小相等，但场强方向不同，所以电场强度不同，故A错误； B．根据点电荷场强公式 OA间的场强大于AD间的场强，由 U=Ed 可知 UOA＞UAD 故B错误；‎ C．O点处是负电荷，则x轴上电场强度的方向沿x轴负方向指向O点，可知D点的电势高于A点的电势；又A、B、C三点处于同一等势面上，电势相同，所以D点的电势高于C点的电势，将电子由D点移到C点，电场力做负功，故C错误； D．D点的电势高于A点的电势；又A、B、C三点处于同一等势面上，电势相同，所以D点的电势高于C点的电势，将电子由D点移到C点，电场力做负功，其电势能将增加，所以电子在C点的电势能大于在D点的电势能，故D正确。 故选D。‎ ‎6.【答案】A ‎【解析】因O、P两点的电势差满足 UOP＝25 cosθ(V)‎ 故可知场强方向沿y轴正向，‎ 根据U=ERcosθ可知，ER=25，则 故选A。‎ ‎7.【答案】D ‎8.【答案】C ‎【解析】A.圆环从P运动到O的过程中，受库仑引力，杆子的弹力，库仑引力沿杆子方向上的分力等于圆环的合力，滑到O点时，所受的合力为零，加速度为零．故A错误；‎ B.圆环从P运动到O的过程中，只有库仑引力做正功，根据动能定理知，动能一直增大，则速度一直增大．故B错误．‎ CD.根据动能定理得，根据牛顿第二定律得，联立解得，可知若只正大圆环电荷量，圆环仍然可以做圆周运动；若增大高度，知电势差U增大，库仑引力与所需向心力不等，不能做圆周运动，故C正确，D错误．‎ 故选C。‎ ‎9.【答案】AD ‎【解析】A、若小物块也带正电，则小物块在A点与C点的受力如图：‎ 可知若小物块带正电，则从A到C的过程中小物块沿斜面向下的分力增大；由于小物块能从A开始向下滑动，则沿斜面向下的分力增大后，小物块是不可能在C点静止的。所以小物块只能带负电，则从A到C的过程中小物块沿斜面向下的分力减小，小物块才能到达C后停止。故A正确；‎ B、小物块带负电，则小物块与点电荷之间的库仑力为吸引力，从A到B的过程中库仑力做正功，而从B到C的过程中电场力做负功，所以小物块的电势能先减小后增大。故B错误；‎ C、小物块带负电，受到点电荷的吸引力，当小物块运动达到B点时，库仑力最大，而且沿垂直于斜面方向的力最大，所以小物块在B点受到的支持力最小，则在B点的滑动摩擦力最小。故C错误；‎ D、小物块在B点时仍然向C点运动，运动的过程中做减速运动，动能减小，同时重力势能也减小，所以小物块从B点运动到C点过程机械能不断减少。故D正确。故选：AD。‎ ‎10.【答案】CD ‎【解析】A．从运动轨迹可以看出两个电荷相互排斥，故点电荷带正电，故A错误；‎ B．在点电荷形成的电场中，越靠近点电荷的电场强度越大，ab之间的电场强度大于bc之间的电场强度，ab之间的电势差大于bc之间的电势差，所以b处的电势小于40V，质子经过等势面b的电势能小于40eV，故B错误。‎ C．根据点电荷的电场强度的公式 结合等势面a上的电场强度大小为E，等势面c上的电场强度大小为，可知c到点电荷的距离为a到点电荷距离的3倍；a与c之间的距离为a到点电荷的距离的2倍，相邻两个等势面的间距相等，所以b到点电荷的距离为a到点电荷的距离为2倍；所以b处的电场强度为a的电场强度的，即b处电场强度的大小为，b处电场强度的大小是c处电场强度的倍，根据加速度 可知质子在b处的加速度大小是c处加速度大小的2.25倍；故C正确；‎ D．质子只受电场力，动能与电势能之和不变，质子在等势面c上的动能为80eV，电势能为20eV，总能量为100eV；质子在a处的电势能为60eV，故动能为40eV；质子在a处的动能为c处动能的一半，所以质子经过等势面c的速度大小是经过等势面a速度大小的倍，故D正确；故选CD。‎ ‎11.【答案】AB ‎【解析】A、由φ-x图象特点可知L处合场强为零，且电势均为正，则两点电荷均为正电荷，故A正确；‎ B、C、x=L处电势最低，此处图线的斜率为0，即该点的合场强为0，,得，故原点O处的场强大小为,方向向右,则正检验电荷在原点O处受到的电场力向右；故B正确，C错误；‎ D、由M点到N点电势先减小后增大，所以负检验电荷由M点运动到N点的过程，电势能先增大后减小；故D错误. 故选AB.‎ ‎12.【答案】AC ‎【解析】AB．静止时，对AB球整体进行受力分析，则有：T=2mg+3mg+Eq=5mg+Eq 故A正确，B错误；‎ CD．假设B球也不带电，则剪断OA线瞬间，A、B、C三个小球一起以加速度g自由下落，互相相对静止，AB、BC间拉力为0.若B球带负电，则相当于在上述状态下给B球瞬间施加一个竖直下下的电场力qE，电场力 qE对A、B球整体产生一个竖直向下的加速度，此时A、B球的加速度为aA=g+‎ ‎（显然大于g），C球以加速度g保持自由下落，以A球为研究对象可得A、B球间细线的拉力为T，由牛顿第二定律，则有T+mg=maA 解得T=qE 故C正确，D错误。故选AC。‎ ‎13.【答案】3：1 <‎ ‎【解析】试题分析：a点到O点的距离，b点到O点距离，根据点电荷的场强公式可得，故，由于电场方向指向O点，点电荷带负电，在点电荷的周围越靠近场源电势越低，故有<‎ ‎14.【答案】2.4 0.576 0.588 ‎ ‎15.【答案】(1) 1000V/m；(2) -1.6×10-18J ‎16.【答案】(1)-1.5V，-2V；(2)E=5V/m，由指向；‎ ‎17.【答案】（1）　（2）L　4qEL ‎【解析】（1）设B球刚进入电场时带电系统的速度为v1，由动能定理得2qEL＝×2mv12‎ 解得：v1＝‎ ‎（2）带电系统向右运动分为三段：B球进入电场前、带电系统在电场中、A球出电场后．‎ 设A球出电场后移动的最大位移为x，对于全过程，由动能定理得2qEL－qEL－3qEx＝0‎ 解得x＝‎ 则B球移动的总位移为xB＝L B球从刚进入电场到带电系统向右运动到最大距离时的位移为L 其电势能的变化量为ΔEp＝－W＝3qE·L＝4qEL ‎18.【答案】(1)2m/s；(2)0；(3) （3+3）N ‎【解析】(1)设带电体通过C点时的速度为v0，根据牛顿第二定律得 ‎ 设带电体通过B点时的速度为vB，带电体从B运动到C的过程中，根据动能定理 ‎ 解得 ‎ ‎(2)设带电体从最高点C落至水平轨道上的D点经历的时间为t，根据运动的分解有 ‎ ‎ ‎ ‎ 联立解得xDB=0‎ ‎(3) 由P到B带电体做加速运动，由于电场力和重力的合力斜向右下方，所以带电体从B到C先加速后减速，最大速度一定出现在从B到圆弧上与O等高的位置之间。在此过程中只有重力和电场力做功，由于电场力和重力这两个力大小相等，其合力与重力方向成45°夹角斜向右下方，故最大速度必出现在B点右侧对应圆心角为45°处。 设小球的最大速度为vm，最大支持力为Nm。根据动能定理有 qERsin45°-mgR（1-cos45°）=mvm2-mvB2‎ 在此位置支持力最大，因电场力与重力的合力大小为F=mg 根据牛顿第二定律，有 联立解得Nm=（3+3）N 根据牛顿第三定律知，带电体在从B到C运动的过程中对轨道最大压力为 Nm′=Nm=（3+3）N