甘肃省兰州一中2020学年高二物理9月月考试题（含解析） 16页

甘肃省兰州一中2020学年高二物理9月月考试题（含解析） ‎ 一、单选题 ‎1.一负电荷从电场中A点由静止释放，只受电场力作用，沿电场线运动到B点，它运动的v－t图象如图所示，则A、B两点所在区域的电场线分布情况可能是下图中的(　　)‎ A. ‎ B. ‎ C. ‎ D. ‎ ‎【答案】C ‎【解析】‎ ‎【详解】由v-t图象可知，粒子做加速度逐渐增大的加速运动，因此该电荷所受电场力越来越大，电场强度越来越大，电场线密的地方电场强度大，所以电场线越来越密，且负电荷受力与电场方向相反，故C正确，ABD错误。‎ ‎2.如图所示，在点电荷-Q的电场中，M、N是两个等势面．现将一点电荷+q，从a 点分别经路径①和路径②（经过C点）移到b点，在这两个过程中（　　）‎ A. 都是电场力做正功，沿路径①做的功比沿路径②做的功少 B. 都是电场力做正功，沿路径①做的功等于沿路径②所做的 C. 都是克服电场力做功，沿路径①做的功大于沿路径②做的功 D. 都是克服电场力做功，沿路径①做的功等于沿路径②做的功 ‎【答案】B ‎【解析】‎ ‎【详解】由于电场力向内，位移也向内，故两个路径中电场力都做正功；而电场力做功与路径无关，只与初末位置有关，故沿路径①做的功等于沿路径②所做的功 A. 都是电场力做正功，沿路径①做功比沿路径②做的功少与分析不符，故A项错误；‎ B. 都是电场力做正功，沿路径①做的功等于沿路径②所做的与分析相符，故B项正确；‎ C. 都是克服电场力做功，沿路径①做的功大于沿路径②做的功与分析不符，故C项错误；‎ D. 都是克服电场力做功，沿路径①做的功等于沿路径②做的功与分析不符，故D项错误。‎ ‎3.如图所示，以o为圆心的圆周上有六个等分点a、b、c、d、e、f。等量正、负点电荷分别放置在a、d两处，在它们共同形成的电场中，下列叙述正确的是( )‎ A. 在两个点电荷形成的电场中，e、f处场强相同 B. 在两电荷的连线上，o处场强大小最大 C. ad垂直平分线上各点的场强大小不等、方向也不相同 D. 仅将a处点电荷移至移至e处，则o处的电场强度方向沿oc方向 ‎【答案】D ‎【解析】‎ 试题分析：根据两个点电荷在0处电场强度的叠加，满足矢量合成的原理，进行分析即可．‎ 由题意可知，两点电荷在e、f处的电场强度各自进行矢量合成，则e、f处场强大小相等，而方向不相同，故A错误；依据等量异种电荷电场线的分布，可知，在两电荷的附近处，场强大小最大，故B错误；等量异种电荷的中垂线，即为等势面，则其中垂线上电场强度方向均相同，但大小不相等，故C错误；当正电荷移至e处，两点电荷在O点的电场强度方向夹角为120°，大小不变，则O点的合电场强度大小为，方向沿Oc，故D正确．‎ ‎4.a，b为电场中两个点，如果把q=-3×10‎-8C的负电荷从a点移到b点，电场力对该电荷做了6×10-7J的正功，则该电荷的电势能（　　）‎ A. 增加了3×10-7J B. 增加了3×10-8J C. 减少了6×10-7J D. 减少了1.8×10-14J ‎【答案】C ‎【解析】‎ ‎【详解】由功能关系可知，把q=-3×10‎-8C的负电荷从a点移到b点，电场力对该电荷做了6×10-7J的正功，则该点电荷的电势能减小6×10-7J A. 增加了3×10-7J与分析不符，故A项错误；‎ B. 增加了3×10-8J与分析不符，故B项错误；‎ C. 减少了6×10-7J与分析相符，故C项正确；‎ D. 减少了1.8×10-14J与分析不符，故D项错误。‎ ‎5.真空中相距‎3a的两个点电荷M、N分别固定于x轴上x1＝0和x2＝‎3a的两点上，在它们连线上各点的电场强度E随x变化关系如图所示，则以下判断中正确的是（）‎ A. 点电荷M、N一定为异种电荷 B. 点电荷M、N一定为同种电荷 C. 点电荷M、N所带电荷量的绝对值之比为2:1‎ D. x＝‎2a处的电势一定为零 ‎【答案】B ‎【解析】‎ ‎【详解】AB. 若两电荷为异种电荷，在x=‎2a处，电场强度不可能为0，所以两电荷为同种电荷，故A项与题意不相符，B项与题意相符；‎ C. 根据点电荷的电场强度的表达式：‎ 解得:‎ qM=4qN 故C项与题意不相符；‎ D. x=‎2a处电场强度为0，但是电势是一个相对性的概念，即零电势的选择是任意的，人为的，故x=‎2a处的电势可以为零，也可以不为零，故D项与题意不相符。‎ ‎6.两异种点电荷电场中的部分等势面如图所示，已知A点电势高于B点电势。若位于a、b处点电荷的电荷量大小分别为qa和qb，则( )‎ A. a处为正电荷，qa＜qb B. a处为正电荷，qa＞qb C. a处为负电荷，qa＜qb D. a处为负电荷，qa＞qb ‎【答案】B ‎【解析】‎ ‎【详解】试题分析：若把该图象与等量异种点电荷电场中的部分等势面图比较，可以得到：靠近正电荷的点电势高，靠近负电荷的点，电势较低，所以，a处为正电荷．等量异种点电荷电场中的部分等势面图象中的等势面左右对称，无穷远处的电势为0．该图象的左侧的等势线比较密，无穷远处的电势为0，所以无穷远处到两点之间的电势差相比，与a点之间的电势差比较大，所以a点所带的电量就多．综上分析B正确，ACD错误 考点：考查了电场线，电势，‎ ‎【点睛】该题是常见电场知识的拓宽与延伸，需要有一定的知识迁移能力和较强的逻辑推理能力．对能力的要求相对较高．属于中档题目．‎ ‎【此处有视频，请去附件查看】‎ ‎7.如图所示，平行板电容器C和电阻组成电路，当减小电容器极板间的距离时，则（　　）‎ A. 在回路中有从a经R流向b的电流 B. 在回路中有从b经R流向a的电流 C. 回路中无电流 D. 回路中的电流方向无法确定 ‎【答案】B ‎【解析】‎ ‎【详解】电容器与电源相连，电压不变，当减小两板间的距离时，由可知，电容C增大，由Q=UC可知，电量增大，电容器充电，故由从b经R流向a的电流 A. 在回路中有从a经R流向b的电流与分析不符，故A项错误；‎ B. 在回路中有从b经R流向a的电流与分析相符，故B项正确；‎ C.回路中无电流与分析不符，故C项错误；‎ D. 回路中的电流方向无法确定与分析不符，故D项错误。‎ ‎8.在AB两点放置等量同种正点电荷，O为AB连线中点，在以O为圆心的圆周上的其它点CDEFGH关于O对称．则（　　）‎ A. CDEF四点场强相同 B. CDEF四点电势相同 C. 在G点由静止释放一个电子，电子将向O点做匀加速直线运动 D. 将一带正电的试探电荷由C点沿CG圆弧移到G点，则其电势能增大 ‎【答案】B ‎【解析】‎ ‎【详解】A. 根据场强的叠加，两电荷在C、D、E、F点产生的场强大小相等，方向不同，故A项错误；‎ B. 等量同种电荷间的电场线是排斥状的，且关于AB中点O对称。C、D、E、F关于 AB的中点O对称的四个点，知电势相等，故B项正确；‎ C. 在G点由静止释放一个电子，电子所受电场力方向竖直向下，在向下运动的过程中电场力大小会发生变化，所以加速度会发生变化，故C项错误；‎ D. 带正电的试探电荷由由C点沿CG圆弧移到G点的过程中，根据电场线的分布，电势在减小。所以电势能也减小，故D项错误。‎ 二、多选题 ‎9. 一带电粒子射入固定在O点的点电荷电场中，粒子的运动轨迹如图中实线abc所示，图中虚线为同心圆弧，表示电场的等势面，不计粒子的重力，可以判断出此带电粒子 A. 一直受到静电斥力作用 B. 在a点和在c点的速度相同 C. 在b点的速度大于在a点的速度 D. 在b点的电势能大于在a点电势能 ‎【答案】AD ‎【解析】‎ 试题分析：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正确；ac两点在同一等势面上，电场力做功相等，速度大小相等，方向不同，B错误；若沿abc轨迹运动，从a点运动到b点，电场力做负功，动能减小，电势能增大所以a点的速度大于b点的速度，．在b点的电势能大于在a点电势能，C错误D正确；‎ 考点：考查了带电粒子在电场中的运动 ‎10.如图在x轴的‎-3a和‎3a两处分别固定两个电荷QA、QB ‎，图中曲线是两电荷之间的电势φ与位置x之间的关系图象，图中x = a处为图线的最低点。线于在x = ‎2a处由静止释放一个质量为m、带电荷量为q的正电点电荷，该电荷只在电场力作用下运动。下列有关说法正确的是 A. 电荷运动至x = a处时速度最大 B. 两点电荷QA:QB = 4:1‎ C. 该电荷一定通过x = a处，但不能到达x = -a处 D. 该电荷以O为中点做往复运动 ‎【答案】AB ‎【解析】‎ 在φ-x图象中图线的斜率表示电场强度的大小，由此可知x=a处电场强度为零，根据动能定理qU=△Ek，可知点电荷从x=‎2a到x=a处，电势差最大，则电场力做正功最多，在x=a处速度最大，故A正确；由图线可知因在x=a处电场强度为零，则有：，可得：QA：QB=4：1，故B正确；由图可知x=-a处与x=‎2a处电势相等且点电荷由静止释放，由动能定理可知点电荷刚好能到达x=-a处，故C错误；点电荷在x=-a与x=‎2a之间做往复运动，则O处不是运动中心，故D错误。所以AB正确，CD错误。‎ ‎11.带电粒子以速度v0沿竖直方向垂直进入匀强电场E中，如图所示，经过一段时间后，其速度变为水平方向，大小仍为v0，则正确有（ ）‎ A. 电场力与重力大小不相等 B. 粒子运动的水平位移大小等于竖直位移大小 C. 电场力所做的功一定等于重力做的功的负值 D. 电势能的减小一定等于重力势能的增大 ‎【答案】BCD ‎【解析】‎ ‎【详解】AB. 将粒子的运动分解成水平方向与竖直方向，水平方向做匀加速直线运动，竖直方向做匀减速直线运动，根据分运动的等时性和运动学公式可得，水平位移为：‎ 竖直位移为：‎ 可得水平方向与竖直方向位移大小相等；由得：‎ 水平和竖直两个方向的加速度大小相等，根据牛顿第二定律可得重力与电场力的大小相等，故A项与题意不相符，B项与题意相符；‎ C. 粒子由A到B过程中，根据动能定理，则有：‎ qEx-mgy=0‎ 即得电场力所做的功一定等于克服重力所做的功，即等于重力做功的负值，故C项与题意相符；‎ D. 由于初末动能相等，根据能量守恒定律得知：电势能的减小一定等于重力势能的增大，故D项与题意相符。‎ ‎12.一匀强电场的方向平行于纸面，平面内有矩形abcd，已知ab=‎8cm，bc=‎6cm，如图所示。a、b、c三点的电势分别为10V、16V、22V。一电荷量为+e的粒子从b点沿bd方向以4eV的初动能射入电场，恰好经过a点，不计粒子重力，下列说法正确的是( )‎ A. a点的电势比d点低4.8V B. 电场强度的大小为125V/m C. 粒子到达a点时的动能为10eV D. 仅改变粒子的电性，粒子能通过c点 ‎【答案】BC ‎【解析】‎ ‎【详解】因可得φd=16V，即a点的电势比d点低6V，选项A错误；因bd是等势线，则场强方向垂直bd斜向上，由几何关系可知，则场强大小为，选项B正确；粒子在电场中运动时，电势能和动能之和守恒，则：，解得，选项C正确；仅改变粒子的电性，则-e在电场中的运动轨迹与+e在电场中的运动轨迹是关于直线bd对称的，则-e粒子不能经过c点，选项D错误.‎ 三、填空题 ‎13.在“探究影响平行板电容器电容的因素”的实验中,某实验小组所用的实验装置如图所示,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的金属球相连。当两平行板带有等量的异种电荷时,静电计的指针相对竖直方向有一个偏角(下面的实验中，电容器所带的电荷量不变)。‎ ‎(1)将其中一极板上移,观察到静电计指针的偏转角变大,说明电容器的电容________(填“增大”或“减小”)；‎ ‎(2)将其中一极板靠近另一极板,观察到静电计指针的偏转角变小,说明电容器的电容________(填“增大”或“减小”)。‎ ‎【答案】 (1). 减小 (2). 增大 ‎【解析】‎ ‎【详解】(1)[1] 根据电容的定义式知，将其中一极板上移观察到静电计指针的偏转角变大即电势差U变大，则电容减小；‎ ‎(2)[2] 根据电容定义式知，将其中一极板靠近另一极板时，观察到静电计指针的偏转角变小即电势差U变小，则电容增大。‎ 四、实验题 ‎14.为观察电荷在导体上的分布规律，将一个大的导体安放在绝缘支架上，并使导体带上负电荷，如图所示．用带绝缘柄的小验电球P 接触导体上的各点，再与不带电的验电器接触，通过验电器金箔片的张角判断各点的带电情况．主要实验步骤如下：‎ ‎①用P 接触导体上的A 点，再与不带电的验电器接触，发现验电器的金箔片张角较小；‎ ‎②用P 接触导体上的B 点，再与不带电的验电器接触，发现验电器的金箔片张角较大：‎ ‎③用P 与导体的尖端C 点接触，再与不带电的验电器接触，发现验电器的金箔张角最大．由此可以确定：‎ ‎（1）电荷在导体表面的分布是_____（选填“均匀”或“不均匀”） 的．突出的位置，电荷比较_____；平坦的位置，电荷比较_____（选填“密集”或”稀疏”）‎ ‎（2）比较导体外A、B、C 三点附近电场强度大小，其中电场强度最大的是_____点附近；电场强度最小的是_____点附近．（选填“A”、“B”或“C”）‎ ‎【答案】 (1). （1）不均匀； (2). 密集； (3). 稀疏； (4). （2）C； (5). A；‎ ‎【解析】‎ 由于带电导体上尖端处带电量最多，故接触C点时，P带电量最多，故验电球P接触带电导体的C点，然后接触验电器金属小球时金属箔张开角度最大；‎ ‎（1）由以上的分析可知，电荷在导体表面的分布是 不均匀 的．突出的位置，电荷比较密集；平坦的位置，电荷比较 稀疏；‎ ‎（2）同一个带电体，带电越密集处附近的电场强度越大，则比较导体外A、B、C 三点附近电场强度的大小，可知其中电场强度最大的是 C点附近；电场强度最小的是A点附近．‎ 点睛：本题较为新颖，是我们所接触不多的静电现象之一；不过只要明确尖端放电原理即可正确作答；因此要学会知识的迁移应用．‎ 五、计算题 ‎15.如图所示，高为h的光滑绝缘直杆AD竖直放置，在D处有一固定的正点荷，电荷量为Q。现有一质量为m的带电小球套在杆上，从A点由静止释放，运动到B点时速度达到最大值，到C点时速度正好又变为零，B、C和D相距分别为h和h，静电力常量为k，重力加速度为g，求：‎ ‎(1)小球的电荷量q和在C点处的加速度；‎ ‎(2)C、A两点间的电势差。‎ ‎【答案】(1), 方向竖直向上(2)‎ ‎【解析】‎ ‎【详解】(1)小球运动到B点时速度达到最大，说明小球必带正电，在B点应有：‎ 得：‎ 在C点，由牛顿第二定律：‎ 得：‎ ‎，方向竖直向上。‎ ‎(2)设C、A两点间的电势差为U，则A、C间的电势差为-U。‎ 从A到C过程，由动能定理：‎ 得：‎ ‎16.如图所示，已知AC⊥BC，∠ABC＝60°，BC＝‎20 cm，A、B、C三点都在匀强电场中，且A、B、C所在平面与电场线平行，把一个电荷量q＝10－‎5 C的正电荷从A移到B，电场力做功为零；从B移到C，电场力做功为－×10－3 J.‎ ‎(1)求A、C间的电势差；‎ ‎(2)若规定B点电势为零，求C点的电势；‎ ‎(3)求匀强电场的场强大小及方向.‎ ‎【答案】（1）（2）（3），场强方向垂直AB连线指向右下方，‎ ‎【解析】‎ 试题分析：根据动能定理得，，即，‎ ‎(1)‎ ‎(2)，，所以 ‎（3）AB为等势面，场强方向垂直AB连线指向右下方，故 考点：考查了匀强电场电场强度与电势差关系 ‎17.如图所示，有一电子（电荷量为e）经电压U1加速后，进入两块间距为d、电压为U2的平行金属板间．若电子从两板正中间垂直电场方向射入，且刚好能穿过电场，求：‎ ‎（1）金属板AB的长度L；‎ ‎（2）电子穿出电场时的动能；‎ ‎（3）若电子射出电场后，打在荧光屏上的P点，荧光屏距离金属板B端长度也为板长，则OP的距离为多少？‎ ‎【答案】（1）d．（2）eU1＋e（3）‎ ‎【解析】‎ 试题分析：（1）设电子飞离加速电场时的速度为v0，由动能定理得 eU1＝mv02①‎ 设金属板AB的长度为L，电子偏转时间②‎ 电子在偏转电场中产生偏转加速度a＝③‎ 电子在电场中偏转y＝d＝at2④‎ 由①②③④得：L＝d．‎ ‎（2）设电子穿出电场时动能为Ek，根据动能定理 Ek＝eU1＋e ‎（3）OP=+y 其中y=Ltanθ ，，vy=at 可得y=d 所求OP=‎ 考点：带电粒子在电场中的运动 ‎【名师点睛】此题中电子先在加速电场中做匀加速直线运动，后在偏转电场中做类平抛运动，根据电子的运动的规律逐个分析即可。‎