物理·四川省成都市新都一中2016-2017学年高二上学期月考物理试卷（10月份） Word版含解析 26页

全*品*高*考*网， 用后离不了！2016-2017学年四川省成都市新都一中高二（上）月考物理试卷（10月份）‎ ‎　‎ 一、单项选择题（本题共8个小题，每小题3分，共24分．每小题只有一个选项符合题意）‎ ‎1．下列说法不正确的是（　　）‎ A．只有体积很小的带电体才能看作点电荷 B．检验电荷一定是点电荷 C．电场虽然看不见，却是客观存在的特殊物质 D．描述电场的电场线是假想的，实际不存在 ‎2．在静电场中下列说法正确的是（　　）‎ A．场强为零的地方电势也为零 B．电场中某点不放检验电荷时，该点场强等于零 C．电势降低的方向就是场强的方向 D．电场强度方向一定与过该点的等势面垂直 ‎3．关于电势与电势能的四种说法中，正确的是（　　）‎ A．在电场中，电势较高的地方，电荷在那一点具有的电势能较大 B．在电场中某一点，若放人电荷的电荷量越大，它具有的电势能越大 C．在正的点电荷电场中的任一点，正检验电荷具有的电势能一定大于负检验电荷具有的电势能 D．在负的点电荷电场中的任一点，正检验电荷具有的电势能一定大于负检验电荷具有的电势能 ‎4．如图所示，匀强电场场强E=100V/m，A、B两点相距10cm，A、B连线与电场线夹角为60°，则UAB之值为（　　）‎ A．﹣10V B．10V C．5V D．5V ‎5．如图所示，a、b、c 为电场中同一条电场线上的三点，其中 c 为 ab 的中点．已 知 a、b 两点的电势分别为φa=3V，φb=9V，则下列叙述正确的是（　　）‎ A．该电场在 c 点处的电势一定为 6 V B．a 点处的场强 Ea 一定小于 b 点处的场强 Eb C．正电荷从 a 点运动到 b 点的过程中电势能一定增大 D．正电荷只受电场力作用从 a 点运动到 b 点的过程中动能一定增大 ‎6．如图所示，A、B 带等量异种电荷，PQ 为 AB 连线的中垂线，R 为中垂线上的一点，M、N 分别为 AR、BR 的中点，则下列判断中正确的是（　　）‎ A．R 点电场强度方向沿 QR 方向 B．M、N 两点电势相等 C．M、N 两点电场强度相等 D．N 点电势高于无穷远处的电势 ‎7．如图所示，平行板电容器充电后形成一个匀强电场，电场强度保持不变．让质子（H）流 以不同的初速度先、后两次垂直电场射入，分别沿 a、b 轨迹落到下极板的中央和边缘，则 质子沿 b 轨迹运动时（　　）‎ A．初速度相同 B．动能增量相等 C．加速度更大 D．电势能变化量更大 ‎8．如图，光滑绝缘水平面上带异号电荷的小球 A、B，它们一起在水平向右的匀强电场中 向右做匀加速运动，且保持相对静止．设小球 A 的带电荷量大小为 QA，小球 B的带电荷量大 小为 QB，下列判断正确的是（　　）‎ A．小球 A带正电，小球 B带负电，且 QA＞QB B．小球 A带正电，小球 B带负电，且 QA＜QB C．小球 A带负电，小球 B带正电，且 QA＞QB D．小球 A带负电，小球 B带正电，且 QA＜QB ‎　‎ 二、多项选择题（每小题4分，共24分．每小题给出的四个选项中，至少有两个正确，全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分）‎ ‎9．下列单位中是电场强度的单位的是（　　）‎ A．N/C B．V•m C．J/C D．J/s ‎10．如图所示，虚线 a、b、c 代表电场中的三个等势面，相邻等势面之间的电势差相等，即 Uab=Ubc，实线为一带正电的质点仅在电场力作用下通过该区域时的运动轨迹，P、Q 是这 条轨迹上的两点．据此可知（　　）‎ A．三个等势面中，c 的电势最高 B．带电质点通过 P 点时的电势能较 Q 点大 C．带电质点通过 P 点时的速率较 Q 点大 D．带电质点通过 P 点时的加速度较 Q 点大 ‎11．传感器是一种采集信息的重要器件，如图所示的是一种测定压力的电容式传感器，当待测压力F作用于可动膜片电极上时，以下说法中正确的是（　　）‎ A．电容器的电容将减小 B．电容器的电量将增加 C．若 F 向上压膜片电极，电路中有从 b 到 a 的电流 D．若 F 向上压膜片电极，电路中有从 a 到 b 的电流 ‎12．如图所示，在方向竖直向下的匀强电场中，一个带负电的小球被绝缘细绳拴着在竖直平 面内做圆周运动．则（　　）‎ A．小球不可能做匀速圆周运动 B．小球运动到最高点绳子的拉力一定最小 C．当小球运动到最高点时电势能最小 D．小球在运动过程中，机械能一定不守恒 ‎13．如图甲所示，两平行金属板竖直放置，左极板接地，中间有小孔，右极板电势随时间变 化的规律如图乙，电子原来静止在左极板小孔处，不计电子的重力，下列说法正确的是（　　）‎ A．若 t=0 时刻释放电子，电子始终向右运动，直到打到右极板上 B．若 t=0 时刻释放电子，电子可能在两板间振动 C．若 t= 时刻释放电子，电子可能在两板间振动，也可能打到右极板上 D．若 t= 时刻释放电子，电子必然打到左极板上 ‎14．如图所示，质量分别为 m1和 m2 的两个小球 A、B，带有等量异种电荷，通过 绝缘轻弹 簧相连接（弹簧处于自然状态），置于绝缘光滑的水平面上，突然加一水平向右的匀强电场 后，两小球 A、B 将由静止开始运动，在以后的运动过程中，对两小球 A、B 和弹簧组成的 系统，下列说法中正确的是（设整个过程中不考虑 电荷间库仑力的作用且弹簧不超过弹性 限度）（　　）‎ A．由于电场力对球 A 和球 B 做功为 0，故小球电势能总和始终不变 B．当弹簧长度达到最大值时，系统机械能最大 C．由于两个小球所受电场力等大反向，故系统机械能守恒 D．当小球所受电场力与弹簧的弹力大小相等时，系统动能最大 ‎　‎ 三、实验题 ‎15．在探究两电荷间相互作用力的大小与哪些因素有关的实验中，一同学猜想可能与两电荷的间距和带电量有关．他选用带正电的小球A和B，A球放在可移动的绝缘座上，B球用绝缘丝线悬挂于玻璃棒C点，如图所示．‎ 实验时，先保持两球电荷量不变，使A球从远处逐渐向B球靠近，观察到两球距离越小，B球悬线的偏角越大；再保持两球距离不变，改变小球所带的电荷量，观察到电荷量越大，B球悬线的偏角越大．‎ 实验表明：两电荷之间的相互作用力，随其距离的　　而增大，随其所带电荷量的　　而增大．‎ 此同学在探究中应用的科学方法是　　（选填：“累积法”、“等效替代法”、“控制变量法”或“演绎法”）．‎ ‎16．如图所示，把平行板电容器的一个极板固定在绝缘支架上，另一个极板接 地．两极板间距为 d．给电容器充电结束后，静电计指针存在一定偏角．‎ ‎（1）当将两极板间距 d 增大后，此时静电计指针的偏角　　（填“增大”、“减小”）‎ ‎（2）当将带负电荷的极板向上平移一部分，此时静电计指针的 偏角　　（填“增大”、“减小”）‎ ‎（3）当在两极板间插入一介电常数较大的电介质后，此时静电 计指针的偏角　　（填“增大”、“减小”）‎ ‎　‎ 四、计算题（写出必要的文字叙述和演算过程，直接写出答案不给分，共40分）‎ ‎17．在电场中把电量为 2.0×10﹣9C 的正电荷从 A 点移到 B 点，电场力做功 1.5×10﹣7J，再把这个电荷从 B 点移到C点，克服电场力做功 4.0×10﹣7J．‎ ‎（1）求 A、C 两点间电势差 UAC；‎ ‎（2）若φB=0，则φC=？‎ ‎（3）电荷从C移到B，电势能的变化量为多少？‎ ‎18．如图 所示，把一带电量为﹣5×10﹣8C 的小球 A 用绝缘细绳悬起，若将带电量 为+4×10﹣6C 的带电小球 B 靠近 A，当两个带电小球在同一高度相距 30cm 时，绳与竖直方 向成 45°角，取 g=10m/s2，k=9.0×109N．m2/C2，且 A、B 两小球均可视为点电荷，求：‎ ‎（1）AB 两球间的库仑力的大小；‎ ‎（2）B 球在A球所在位置产生的电场强度大小；‎ ‎（3）A 球的质量．‎ ‎19．如图所示，一根光滑绝缘细杆与水平面成α=30°的角倾斜固定．细杆的一部分处在场强方向水平向右的匀强电场中，场强E=2×104 N/C．在细杆上套有一个带电量为q=﹣ ×10﹣5 C、质量为m=3×10﹣2 kg的小球．现使小球从细杆的顶端A由静止开始沿杆滑下，并从B点进入电场，小球在电场中滑至最远处的C点．已知AB间距离x1=0.4m，g=10m/s2．求：‎ ‎（1）小球在B点的速度vB； ‎ ‎（2）小球进入电场后滑行的最大距离x2； ‎ ‎（3）小球从A点滑至C点的时间是多少？‎ ‎20．如图所示，光滑绝缘水平轨道与半径为R的光滑绝缘半圆轨道平滑相接，半圆轨道两端点A、C的连线是一条竖直线，O是圆心，整个装置处于方向水平向右，场强大小为E的匀强电场中．水平轨道上，一可视为质点的带正电物块质量为m、电荷量为q，在电场力作用下由静止开始运动，恰好能到达轨道最高点C．（重力加速度大小为g，且qE＜mg）．‎ ‎（1）求物块在A点处对圆轨道的压力大小．‎ ‎（2）求物块运动起点距A点多远？‎ ‎（3）若水平轨道粗糙（仍绝缘），物块仍从原起点由静止开始运动，当它运动至A点时，保持电场强度大小不变，而方向立即变为竖直向上，物块也恰能到达最高点C．求物块与水平轨道间的动摩擦因数．‎ ‎　‎ ‎2016-2017学年四川省成都市新都一中高二（上）月考物理试卷（10月份）‎ 参考答案与试题解析 ‎　‎ 一、单项选择题（本题共8个小题，每小题3分，共24分．每小题只有一个选项符合题意）‎ ‎1．下列说法不正确的是（　　）‎ A．只有体积很小的带电体才能看作点电荷 B．检验电荷一定是点电荷 C．电场虽然看不见，却是客观存在的特殊物质 D．描述电场的电场线是假想的，实际不存在 ‎【考点】元电荷、点电荷；电场线．‎ ‎【分析】当电荷的形状、体积和电荷量对分析的问题的影响可以忽略，电荷量对原来的电场不会产生影响的时候，该电荷就可以看做点电荷，根据点电荷的条件分析可以得出结论．‎ ‎【解答】解：A、电荷的形状、体积和电荷量对分析的问题的影响可以忽略时，就可以看成是点电荷，并不是只有体积很小的带电体才能看作点电荷，故A错误；‎ B、检验电荷是用来检验电场是否存在的点电荷，故B正确；‎ C、电场虽然看不见，却是客观存在的特殊物质，故C正确；‎ D、描述电场的电场线是假想的，实际不存在，故D正确；‎ 本题选不正确的，故选：A．‎ ‎　‎ ‎2．在静电场中下列说法正确的是（　　）‎ A．场强为零的地方电势也为零 B．电场中某点不放检验电荷时，该点场强等于零 C．电势降低的方向就是场强的方向 D．电场强度方向一定与过该点的等势面垂直 ‎【考点】电势；电场强度．‎ ‎【分析】电场线是从正电荷或者无穷远出发出，到负电荷或无穷远处为止，沿电场线的方向，电势降低，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．‎ ‎【解答】解：A、电场强度为零的点，电势不一定为零，如等量同种电荷的中点的电场强度为零，但是电势不为零，所以A错误；‎ B、场强只与电场本身有关，与试探电荷无关，故B错误；‎ C、沿着电场方向电势降低最快，但是电势降低的方向未必是场强的方向．故C错误；‎ D、电场强度的方向总是跟等势面垂直，故D正确．‎ 故选：D ‎　‎ ‎3．关于电势与电势能的四种说法中，正确的是（　　）‎ A．在电场中，电势较高的地方，电荷在那一点具有的电势能较大 B．在电场中某一点，若放人电荷的电荷量越大，它具有的电势能越大 C．在正的点电荷电场中的任一点，正检验电荷具有的电势能一定大于负检验电荷具有的电势能 D．在负的点电荷电场中的任一点，正检验电荷具有的电势能一定大于负检验电荷具有的电势能 ‎【考点】电势；电势能．‎ ‎【分析】根据电势的定义式φ= 分析得知：正电荷放在电势越高的位置电势能越大．在电场中电势越高的位置，电荷的电量越大所具有的电势能不一定越大，与电荷的电性、电势的正负有关．在正点电荷电场中的任意一点处，正电荷具有的电势能一定大于负电荷具有的电势能，在负点电荷电场中的任意一点处，正电荷具有的电势能一定小于负电荷具有的电势能．‎ ‎【解答】解：A、由公式φ= 知：正电荷放在电势越高的位置电势能越大，而负电荷放在电势越高的位置电势能越小．故A错误．‎ B、在电场中电势越高的位置，电荷的电量越大所具有的电势能不一定越大，还与电荷的电性、电势的正负有关．故B错误．‎ C、无穷远处电势为零，顺着电场线电势降低，则知在正点电荷电场中任意一点的电势为正值，正电荷具有的电势能为正，负电荷具有的电势能为负，则正电荷具有的电势能一定大于负电荷具有的电势能．故C正确．‎ D、无穷远处电势为零，在负点电荷电场中任意一点的电势为负值，则正电荷具有的电势能一定小于负电荷具有的电势能．故D错误．‎ 故选：C．‎ ‎　‎ ‎4．如图所示，匀强电场场强E=100V/m，A、B两点相距10cm，A、B连线与电场线夹角为60°，则UAB之值为（　　）‎ A．﹣10V B．10V C．5V D．5 V ‎【考点】匀强电场中电势差和电场强度的关系．‎ ‎【分析】已知匀强电场的场强为E，A、B两点间的距离为L及AB连线与电场方向的夹角为θ，根据公式U=Ed，求出两点沿电场方向的距离d，再求解电势差U．‎ ‎【解答】解：由图示可知，AB方向与电场线方向间的夹角θ=60°，‎ BA两点沿电场方向的距离 d=Lcosθ，‎ BA两点间的电势差UAB=Ed=ELcosθ=100V/m×0.1m×cos60°=5V，‎ 故选：C ‎　‎ ‎5．如图所示，a、b、c 为电场中同一条电场线上的三点，其中 c 为 ab 的中点．已 知 a、b 两点的电势分别为φa=3V，φb=9V，则下列叙述正确的是（　　）‎ A．该电场在 c 点处的电势一定为 6 V B．a 点处的场强 Ea 一定小于 b 点处的场强 Eb C．正电荷从 a 点运动到 b 点的过程中电势能一定增大 D．正电荷只受电场力作用从 a 点运动到 b 点的过程中动能一定增大 ‎【考点】电势差与电场强度的关系；电势能．‎ ‎【分析】题中是一条电场线，无法判断该电场是否是匀强电场，不能确定c点处的电势．根据正电荷在电势高处电势能大，分析电势能的关系．由能量守恒分析动能关系．‎ ‎【解答】解：A、若该电场是匀强电场，则在c点处的电势为φc= =6V，若该电场不是匀强电场，则在c点处的电势为φc≠6V．故A错误．‎ B、一条电场线，无法判断电场线的疏密，就无法判断两点场强的大小，所以a点处的场强Ea可能小于b点处的场强Eb．故B错误．‎ C、D、根据正电荷在电势高处电势能大，可知，正电荷从a点运动到b点的过程中电势能一定增大，而由能量守恒得知，其动能一定减小．故C正确，D错误．‎ 故选：C ‎　‎ ‎6．如图所示，A、B 带等量异种电荷，PQ 为 AB 连线的中垂线，R 为中垂线上的一点，M、N 分别为 AR、BR 的中点，则下列判断中正确的是（　　）‎ A．R 点电场强度方向沿 QR 方向 B．M、N 两点电势相等 C．M、N 两点电场强度相等 D．N 点电势高于无穷远处的电势 ‎【考点】电场的叠加；电势差与电场强度的关系．‎ ‎【分析】利用在该点正电荷所受电场力方向为电场强度方向来确定各自电场强度方向．两点电荷在同一点的场强是由各自电场强度矢量叠加而成的．‎ ‎【解答】解：画出该等量异种电荷的电场线如图：‎ A、由图知R点的电场强度的方向垂直于RQ向左方向．故A错误；‎ B、沿电场线的方向电势降低，所以N点的电势高于M点的电势．故B错误；‎ C、根据等量异种点电荷电场的对称性可知，M、N两点的场强大小相等，方向不同，则场强不等．故C错误；‎ D、等量异种点电荷的中垂线是一条等势线，与无穷远处的电势相等．从图中可知，N点的电势高于同一条电场线上的R点的电势，而R点处于中垂线上，所以N点的电势高于无穷远处的电势．故D正确．‎ 故选：D．‎ ‎　‎ ‎7．如图所示，平行板电容器充电后形成一个匀强电场，电场强度保持不变．让质子（ H）流 以不同的初速度先、后两次垂直电场射入，分别沿 a、b 轨迹落到下极板的中央和边缘，则 质子沿 b 轨迹运动时（　　）‎ A．初速度相同 B．动能增量相等 C．加速度更大 D．电势能变化量更大 ‎【考点】带电粒子在匀强电场中的运动．‎ ‎【分析】质子垂直射入匀强电场中，水平方向做匀速直线运动，竖直方向做初速度为零的匀加速直线运动，由牛顿第二定律得到加速度的表达式，再由运动学公式推导出偏转距离y的表达式，进行分析初速度关系．由图看出，两次质子的偏转距离y相等．由动能定理分析动能的增量关系，再由能量守恒分析电势能增量关系 ‎【解答】解：A、质子在竖直方向做初速度为零的匀加速直线运动，则偏转距离 y= at2= ，x是水平位移，由图看出，y相同，则知，v0越大时，x越大，故质子沿b轨迹运动时初速度v0更大．故A错误．‎ B、电场力做功为W=qEy，可见，电场力做功相同，动能的增量相同，又由能量守恒得知，两次的电势能增量相同．故B正确，D错误；‎ C、加速度为 a= ，质子的质量m和电量q不变，场强E相同，则加速度相同．故C错误．‎ 故选：B ‎　‎ ‎8．如图，光滑绝缘水平面上带异号电荷的小球 A、B，它们一起在水平向右的匀强电场中 向右做匀加速运动，且保持相对静止．设小球 A 的带电荷量大小为 QA，小球 B的带电荷量大 小为 QB，下列判断正确的是（　　）‎ A．小球 A带正电，小球 B带负电，且 QA＞QB B．小球 A带正电，小球 B带负电，且 QA＜QB C．小球 A带负电，小球 B带正电，且 QA＞QB D．小球 A带负电，小球 B带正电，且 QA＜QB ‎【考点】带电粒子在匀强电场中的运动；牛顿第二定律．‎ ‎【分析】对两球受力分析，明确两球具有相同的加速度，再根据牛顿第二定律即可分析两球的受力情况，同时根据库仑力以及电场力的性质进行分析判断，从而明确两球的带电性质和电量关系．‎ ‎【解答】解：AB、假设小球A带正电，小球B带负电，对小球各自受力分析，‎ 小球B受向左的电场力和A对B向左的库仑力，所以小球B的合力向左．‎ 由于小球A、B向右做匀加速运动，所以它们所受合力方向水平向右．故A、B错误．‎ CD、小球A带负电，小球B带正电，对小球各自受力分析，由牛顿第二定律得：‎ 对小球B：EQB﹣ =mBaB ①‎ 对小球A： ﹣EQA=mAaA ②‎ ‎①②两式相加得：EQB﹣EQA=mBaB+mAaA 所以必有QA＜QB，故C错误，D正确．‎ 故选：D．‎ ‎　‎ 二、多项选择题（每小题4分，共24分．每小题给出的四个选项中，至少有两个正确，全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分）‎ ‎9．下列单位中是电场强度的单位的是（　　）‎ A．N/C B．V•m C．J/C D．J/s ‎【考点】电场强度．‎ ‎【分析】根据电场强度的两个公式：E= 和E= 推导出场强的单位即可．‎ ‎【解答】解：电场强度的定义式：E= ，F、q的单位分别是牛，库，由此公式推导出来电场强度为单位是牛/库；‎ 匀强电场中电场强度与电势差的关系式是E= ，公式中U、d的单位分别是伏、米，由此公式推导出来电场强度为单位是伏/米．故A正确，BCD错误．‎ 故选：A．‎ ‎　‎ ‎10．如图所示，虚线 a、b、c 代表电场中的三个等势面，相邻等势面之间的电势差相等，即 Uab=Ubc，实线为一带正电的质点仅在电场力作用下通过该区域时的运动轨迹，P、Q 是这 条轨迹上的两点．据此可知（　　）‎ A．三个等势面中，c 的电势最高 B．带电质点通过 P 点时的电势能较 Q 点大 C．带电质点通过 P 点时的速率较 Q 点大 D．带电质点通过 P 点时的加速度较 Q 点大 ‎【考点】电场线．‎ ‎【分析】由于质点只受电场力作用，根据运动轨迹可知电场力指向运动轨迹的内侧即斜向右下方，由于质点带正电，因此电场线方向也指向右下方；电势能变化可以通过电场力做功情况判断；电场线和等势线垂直，且等势线密的地方电场线密，电场强度大．‎ ‎【解答】解：A、电荷所受电场力指向轨迹内侧，由于电荷带正电，因此电场线指向右下方，沿电场线电势降低，故c等势线的电势最高，a等势线的电势最低，故A正确；‎ B、根据质点受力情况可知，从P到Q过程中电场力做正功，电势能降低，故P点的电势能大于Q点的电势能，故B正确；‎ C、从P到Q过程中电场力做正功，电势能降低，动能增大，故P点的动能小于Q点的动能，质点通过 P 点时的速率较 Q 点小．故C错误；‎ D、由于相邻等势面之间的电势差相等，等势线密的地方电场线密场强大，故P点位置电场强，电场力大，根据牛顿第二定律，加速度也大，故D正确．‎ 故选：ABD ‎　‎ ‎11．传感器是一种采集信息的重要器件，如图所示的是一种测定压力的电容式传感器，当待测压力F作用于可动膜片电极上时，以下说法中正确的是（　　）‎ A．电容器的电容将减小 B．电容器的电量将增加 C．若 F 向上压膜片电极，电路中有从 b 到 a 的电流 D．若 F 向上压膜片电极，电路中有从 a 到 b 的电流 ‎【考点】电容器的动态分析．‎ ‎【分析】根据电容器的电容与板间距离的关系判断当F向上压膜片电极时电容的变化．由题，电容器、灵敏电流计和电源串接成闭合电路，若电流计有示数，电容器在充电或放电，压力F一定发生变化．‎ ‎【解答】解：A、B、当F向上压膜片电极时，板间距离减小，由电容的决定式C= 得到，电容器的电容将增大．故A错误，B正确．‎ C、D、当F 向上压膜片电极，电容增大，而板间电压不变，由Q=CU，故带电荷量Q增大，电容器将发生充电现象，回路中有电流，下极板的正电荷增加，电路中有从 b 到 a 的电流．故C正确，D错误．‎ 故选：BC ‎　‎ ‎12．如图所示，在方向竖直向下的匀强电场中，一个带负电的小球被绝缘细绳拴着在竖直平 面内做圆周运动．则（　　）‎ A．小球不可能做匀速圆周运动 B．小球运动到最高点绳子的拉力一定最小 C．当小球运动到最高点时电势能最小 D．小球在运动过程中，机械能一定不守恒 ‎【考点】带电粒子在匀强电场中的运动．‎ ‎【分析】分析小球所受重力与电场力的大小关系：当重力大于电场力时，小球运动到最高点a时，线的张力一定最小，到达最低点b时，小球的速度最大；‎ 当重力等于电场力时，小球做匀速圆周运动．当重力小于电场力时，小球运动到最高点a时，线的张力一定最大，到达最低点b时，小球的速度最小；由于电场力做功，小球的机械能一定不守恒．‎ ‎【解答】解：A、当带负电的小球受到的电场力与重力平衡时，由绳子拉力提供向心力，做匀速圆周运动，故A错误；‎ B、小球在电场中受到重力和向上的电场力． 当重力大于电场力时，小球运动到最高点a时，线的张力一定最小，到达最低点b时，小球的速度最大；‎ ‎ 当重力等于电场力时，小球做匀速圆周运动，速度大小不变．‎ ‎ 当重力小于电场力时，小球运动到最高点a时，线的张力一定最大，到达最低点b时，小球的速度最小；故B错误；‎ C、当小球最低点到最高点的过程中，电场力做正功，电势能减小，故小球运动到最高点A时，小球的电势能最小．故C正确；‎ D、由于电场力做功，小球的机械能一定不守恒．故D正确．‎ 故选：CD．‎ ‎　‎ ‎13．如图甲所示，两平行金属板竖直放置，左极板接地，中间有小孔，右极板电势随时间变 化的规律如图乙，电子原来静止在左极板小孔处，不计电子的重力，下列说法正确的是（　　）‎ A．若 t=0 时刻释放电子，电子始终向右运动，直到打到右极板上 B．若 t=0 时刻释放电子，电子可能在两板间振动 C．若 t= 时刻释放电子，电子可能在两板间振动，也可能打到右极板上 D．若 t= 时刻释放电子，电子必然打到左极板上 ‎【考点】带电粒子在匀强电场中的运动．‎ ‎【分析】分析电子的受力情况，来分析电子的运动情况，若一直向右运动，可以打在右板，若电子时而向右运动，时而向左运动，根据位移关系，分析电子的运动情况．‎ ‎【解答】解：‎ A、若t=0时刻释放电子，在前 内，电子受到的电场力向右，向右做匀加速直线运动；后 内，电子受到向左的电场力作用，电子继续向右做匀减速直线运动；‎ 接着周而复始，所以电子一直向右做单向的直线运动，直到打在右板上．即电子将重复先加速后减速，直到打到右极板，不会在两板间振动，故A正确，B错误；‎ C、若从t= T时刻释放电子，电子先加速 T，再减速 T，有可能电子已到达右极板，若此时未到达右极板，则电子将在两极板间振动，故C正确；‎ D、同理，若从t= T时刻释放电子，电子有可能到达右极板，也有可能从左极板射出，这取决于两板间的距离，故D错误；‎ 故选：AC ‎　‎ ‎14．如图所示，质量分别为 m1和 m2 的两个小球 A、B，带有等量异种电荷，通过 绝缘轻弹 簧相连接（弹簧处于自然状态），置于绝缘光滑的水平面上，突然加一水平向右的匀强电场 后，两小球 A、B 将由静止开始运动，在以后的运动过程中，对两小球 A、B 和弹簧组成的 系统，下列说法中正确的是（设整个过程中不考虑 电荷间库仑力的作用且弹簧不超过弹性 限度）（　　）‎ A．由于电场力对球 A 和球 B 做功为 0，故小球电势能总和始终不变 B．当弹簧长度达到最大值时，系统机械能最大 C．由于两个小球所受电场力等大反向，故系统机械能守恒 D．当小球所受电场力与弹簧的弹力大小相等时，系统动能最大 ‎【考点】带电粒子在匀强电场中的运动；功能关系．‎ ‎【分析】加电场后，A小球受到向左的电场力，B小球受到向右的电场力，电场力做正功，电势能减小，小球的动能和弹簧的弹性势能都变大．‎ ‎【解答】解：A、加上电场后，电场力对两球分别做正功，故两球的动能增加，电势能均减小；故小球的电势能总和减小，当达到弹簧最大长度后，两小球反向运动，电场力均做负功，电势能增大，故A错误；‎ B、开始时电场力做正功，两小球的动能增加，当电场力和弹簧弹力平衡时，动能最大，然后弹力大于电场力，两球的动能减小，直到动能均为0，弹簧最长为止，此过程系统机械能一直增加，接着两球反向加速，再减速，弹簧缩短到原长，弹簧缩短的过程中，电场力对两球分别做负功，系统机械能一直减小，当弹簧长度达到最大值时，系统机械能最大；故B正确；‎ C、由以上分析可知，由于电场力对两小球系统做功，故系统机械能不守恒，故C错误；‎ D、两小球远离过程，先做加速度不断减小的加速运动，再做加速度不断变大的减速运动，故当电场力与弹力平衡时，加速度为零，动能最大，故D正确；‎ 故选：BD．‎ ‎　‎ 三、实验题 ‎15．在探究两电荷间相互作用力的大小与哪些因素有关的实验中，一同学猜想可能与两电荷的间距和带电量有关．他选用带正电的小球A和B，A球放在可移动的绝缘座上，B球用绝缘丝线悬挂于玻璃棒C点，如图所示．‎ 实验时，先保持两球电荷量不变，使A球从远处逐渐向B球靠近，观察到两球距离越小，B球悬线的偏角越大；再保持两球距离不变，改变小球所带的电荷量，观察到电荷量越大，B球悬线的偏角越大．‎ 实验表明：两电荷之间的相互作用力，随其距离的　减小　而增大，随其所带电荷量的　增大　而增大．‎ 此同学在探究中应用的科学方法是　控制变量法　（选填：“累积法”、“等效替代法”、“控制变量法”或“演绎法”）．‎ ‎【考点】库仑定律．‎ ‎【分析】由于实验时，先保持两球电荷量不变，使A球从远处逐渐向B球靠近；再保持两球距离不变，改变小球所带的电荷量，所以采用的方法是控制变量法．‎ ‎【解答】解：对小球B进行受力分析，可以得到小球受到的电场力：F=mgtanθ，即B球悬线的偏角越大，电场力也越大；所以使A球从远处逐渐向B球靠近，观察到两球距离越小，B球悬线的偏角越大，说明了两电荷之间的相互作用力，随其距离的减小而增大；两球距离不变，改变小球所带的电荷量，观察到电荷量越大，B球悬线的偏角越大，说明了两电荷之间的相互作用力，随其所带电荷量的增大而增大．先保持两球电荷量不变，使A球从远处逐渐向B球靠近．这是只改变它们之间的距离；再保持两球距离不变，改变小球所带的电荷量．这是只改变电量所以采用的方法是控制变量法．‎ 故答案为：（1）减小，增大，控制变量法．‎ ‎　‎ ‎16．如图所示，把平行板电容器的一个极板固定在绝缘支架上，另一个极板接 地．两极板间距为 d．给电容器充电结束后，静电计指针存在一定偏角．‎ ‎（1）当将两极板间距 d 增大后，此时静电计指针的偏角　增大　（填“增大”、“减小”）‎ ‎（2）当将带负电荷的极板向上平移一部分，此时静电计指针的 偏角　增大　（填“增大”、“减小”）‎ ‎（3）当在两极板间插入一介电常数较大的电介质后，此时静电 计指针的偏角　减小　（填“增大”、“减小”）‎ ‎【考点】研究平行板电容器．‎ ‎【分析】静电计可以测量电压，根据C= 判断电容的变化情况，由于Q一定，根据C= 判断电压的变化情况；‎ ‎【解答】解：（1）当将两极板间距 d 增大后，根据C= ，电容减小，由于Q一定，根据C= ，电压U增大，故静电计指针的偏角增大；‎ ‎（2）当将带负电荷的极板向上平移一部分，正对面积减小，根据C= ，电容减小，由于Q一定，根据C= ，电压U增大，故静电计指针偏角变大；‎ ‎（3）当在两极板间插入一介电常数较大的电介质后，根据C= ，电容增加，由于Q一定，根据C= ，电压U减小，故静电计指针偏角变小；‎ 故答案为：增大，增大，减小．‎ ‎　‎ 四、计算题（写出必要的文字叙述和演算过程，直接写出答案不给分，共40分）‎ ‎17．在电场中把电量为 2.0×10﹣9C 的正电荷从 A 点移到 B 点，电场力做功 1.5×10﹣7J，再把这个电荷从 B 点移到C点，克服电场力做功 4.0×10﹣7J．‎ ‎（1）求 A、C 两点间电势差 UAC；‎ ‎（2）若φB=0，则φC=？‎ ‎（3）电荷从C移到B，电势能的变化量为多少？‎ ‎【考点】匀强电场中电势差和电场强度的关系．‎ ‎【分析】（1）由电场力做功表达式W=qU可计算A，C间电势差．‎ ‎（2）B点电势为零，根据UBC= ，UBC=φB﹣φC列式后联立求解即可．‎ ‎（3）由电场力做功表达式W=qU可计算把﹣1.5×10﹣9C的电荷从A点移到C点，静电力做的功．‎ ‎【解答】解：（1）从A到C电场力做功为：‎ WAC=WAB+WBC=1.5×10﹣7J﹣4.0×10﹣7J=﹣2.5×10﹣7J 故A、C两点间电势差为：‎ UAC= = =﹣125V；‎ ‎（2）BC间的电势差为：‎ UBC= = =﹣200V；‎ φB﹣φC=UBC 解得：φC=200V ‎（3）CB间的电势差为：UCB=﹣UBC=200V 电场力做功为：△EP=﹣W电=q．UBC=200×2×10﹣9=4×10﹣7J ‎ 所以电势能减少量为4×10﹣7 J 答：（1）求A、C两点间电势差UAC为﹣125V ‎（2）若ϕB=0，则ϕC=200V ‎（3）电荷从C移到B，电势能的变化量为4×10﹣7 J ‎　‎ ‎18．如图 所示，把一带电量为﹣5×10﹣8C 的小球 A 用绝缘细绳悬起，若将带电量 为+4×10﹣6C 的带电小球 B 靠近 A，当两个带电小球在同一高度相距 30cm 时，绳与竖直方 向成 45°角，取 g=10m/s2，k=9.0×109N．m2/C2，且 A、B 两小球均可视为点电荷，求：‎ ‎（1）AB 两球间的库仑力的大小；‎ ‎（2）B 球在A球所在位置产生的电场强度大小；‎ ‎（3）A 球的质量．‎ ‎【考点】库仑定律；电场强度．‎ ‎【分析】（1）已知两球的带电量和距离，根据库仑定律列式求解库仑力．‎ ‎（2）根据E= 求解B 球在A球所在位置产生的电场强度．‎ ‎（3）对小球A进行正确受力分析，小球受水平向左的库仑力、重力、绳子的拉力，根据平衡条件列方程求解质量．‎ ‎【解答】解：（1）根据库仑定律，有：AB 两球间的库仑力的大小为：‎ ‎．‎ ‎（2）B球在A球所在位置产生的电场强度大小为：‎ ‎．‎ ‎（3）对A受力分析如图所示：‎ 根据物体平衡得：F库=mgtanα 代入数据解得：m=2×10﹣3kg．‎ 答：（1）AB两球间的库仑力的大小为0.02N；‎ ‎（2）B球在A球所在位置产生的电场强度大小为4×105N/C；‎ ‎（3）A球的质量为2×10﹣3kg．‎ ‎　‎ ‎19．如图所示，一根光滑绝缘细杆与水平面成α=30°的角倾斜固定．细杆的一部分处在场强方向水平向右的匀强电场中，场强E=2×104 N/C．在细杆上套有一个带电量为q=﹣ ×10﹣5 C、质量为m=3×10﹣2 kg的小球．现使小球从细杆的顶端A由静止开始沿杆滑下，并从B点进入电场，小球在电场中滑至最远处的C点．已知AB间距离x1=0.4m，g=10m/s2．求：‎ ‎（1）小球在B点的速度vB； ‎ ‎（2）小球进入电场后滑行的最大距离x2； ‎ ‎（3）小球从A点滑至C点的时间是多少？‎ ‎【考点】机械能守恒定律；平均速度；电势能．‎ ‎【分析】（1）分段应用动能定理列出等式求解小球在B点的速度．‎ ‎（2）可以根据牛顿第二定律求得加速度，再由运动学公式求解．‎ ‎（3）根据运动学规律求解小球从A到B和从B到C的两段位移中的平均速度，根据总位移与平均速度的关系求解．‎ ‎【解答】解：（1）小球在AB段滑动过程中，由机械能守恒 ‎ mgx1sinα=‎ 可得 vB= = =2 m/s．‎ ‎（2）小球进入匀强电场后，在电场力和重力的作用下，由牛顿第二定律可得加速度 ‎ a2= =﹣5 m/s2‎ 小球进入电场后还能滑行到最远处C点，BC的距离为 ‎ x2= = m=0.4 m．‎ ‎（3）小球从A到B和从B到C的两段位移中的平均速度分别为 ‎ vAB= vBC=‎ 则小球从A到C的平均速度为 =‎ 由x1+x2= t= t 可得t=0.8 s．‎ 答：‎ ‎（1）小球在B点的速度大小是2m/s；‎ ‎（2）小球进入电场后滑行的最大距离是0.4m；‎ ‎（3）小球从A点滑至C点所用的时间是0.8s．‎ ‎　‎ ‎20．如图所示，光滑绝缘水平轨道与半径为R的光滑绝缘半圆轨道平滑相接，半圆轨道两端点A、C的连线是一条竖直线，O是圆心，整个装置处于方向水平向右，场强大小为E 的匀强电场中．水平轨道上，一可视为质点的带正电物块质量为m、电荷量为q，在电场力作用下由静止开始运动，恰好能到达轨道最高点C．（重力加速度大小为g，且qE＜mg）．‎ ‎（1）求物块在A点处对圆轨道的压力大小．‎ ‎（2）求物块运动起点距A点多远？‎ ‎（3）若水平轨道粗糙（仍绝缘），物块仍从原起点由静止开始运动，当它运动至A点时，保持电场强度大小不变，而方向立即变为竖直向上，物块也恰能到达最高点C．求物块与水平轨道间的动摩擦因数．‎ ‎【考点】动能定理的应用；牛顿第二定律；向心力．‎ ‎【分析】（1）物块在A到C运动过程中，只重力做功，根据动能定理求解A点速度，根据合力充当向心力求解支持力，根据牛顿第三定律知压力；‎ ‎（2）物体有释放到A过程只有电场力做功，根据动能定理求解距离．‎ ‎（3）物块在运动过程中，重力做负功，电场力做正功，摩擦力做负功，根据动能定理求解动摩擦因数；‎ ‎【解答】解：（1）物块在A到C运动过程中，只重力做功，根据动能定理知：‎ ‎﹣mg×2R= mv ﹣ mv …①‎ 根据合力充当向心力：FN﹣mg=m …②‎ ‎ mg=m …③‎ 联立①②③得：‎ vA=‎ FN=6mg 根据牛顿第三定律知压力为6mg．‎ ‎（2）物体有释放到A过程只有电场力做功，根据动能定理知：‎ Eqx=‎ x= m ‎（3）物块恰能通过最高点C时，圆弧轨道与物块之间弱力作用，物块受到重力和电场力提供向心力．‎ mg﹣qE=m …④‎ 物块在由运动到C的过程中，设物块克服摩擦力做的功W，根据动能定理有：‎ ‎（qE﹣μmg）x﹣2（mg﹣Eq）R= mv2 …⑤‎ 联立④⑤解得：μ=‎ 答：（1）物块在A点处对圆轨道的压力大小为6mg．‎ ‎（2）物块运动起点距A点为 m．‎ ‎（3）若水平轨道粗糙（仍绝缘），物块仍从原起点由静止开始运动，当它运动至A点时，保持电场强度大小不变，而方向立即变为竖直向上，物块也恰能到达最高点C．物块与水平轨道间的动摩擦因数为μ= ．‎ ‎　‎ ‎2016年11月25日