四川省绵阳市南山中学实验学校2019-2020学年高二10月月考物理试题 19页

南山中学实验学校2018级高二（上）第一次月考物理试卷 一．单项选择 ‎ ‎1.把一个带正电的金属球A跟不带电的同样的金属球B相碰。两球都带等量的正电荷，这是因为 A. A球的正电荷移到B球上 B. B球的正电荷移到A球上 C. A球的负电荷移到B球上 D. B球的负电荷移到A球上 ‎【答案】D ‎【解析】‎ ‎【详解】金属上正电荷只做无规则的热振动，不能发生移动，更不可能从一个球移动到另一个球。故AB错误。B球原来不带电，与A球接触后，由于A球上正电荷对电子的吸引，电子从B球转移到A球上，原来中性的B球就带正电。电子带负电，所以B带正电是由于B球上的负电荷移到A球上的缘故。故D正确，C错误。故选D。‎ ‎【点睛】要知道金属是自由电子和金属正离子组成的，正离子只做热振动，不移动，而自由电子可以移动，这是接触带电的实质．‎ ‎2.下列关于电场的说法正确的是（ ）‎ A. 电场是假想的，并不是客观存在的物质 B. 电场线是客观存在的，任意两电场线不相交。‎ C. 电场中某处场强的方向与放入该处试探电荷电量无关，但与其电性有关。‎ D. 电场中某点的电势与放入该处的试探电荷电量电性都无关．‎ ‎【答案】D ‎【解析】‎ ‎【详解】AB. 电场是客观存在的物质，电场线是假想的，不存在的，故AB错误。‎ C.电场中的场强与场源电荷有关，与试探电荷无关，故C错误。‎ D. 电场中某点的电势与放入该处的试探电荷电量电性都无关，故D正确。‎ ‎3.万有引力可以理解为：任何有质量的物体都要在其周围空间产生一个引力场，而一个有质量的物体在其他有质量的物体所产生的引力场中，都要受到该引力场的引力（即万有引力）作用，这种情况可以与电场类比，那么，在地球产生的引力场中的重力加速度，可以与电场中下列哪个物理量相类比 A. 电场力 B. 电场强度 C. 电势 D. 电势能 ‎【答案】B ‎【解析】‎ 重力场的基本性质是对其周围物体由引力作用，而电场的基本特性是对放入其中的电荷有力的作用，说明重力与电场力类似。电荷量与物体的质量类似，则由G=mg，F=qE分析可知，重力加速度g与电场中电场强度E可类比，故C正确，ABD错误。故选B。‎ ‎【点睛】电场与重力场类似，电场力与重力类似，电荷量与物体的质量类似，根据重力与质量的关系、电场力与电荷量的关系，分析重力加速度与电场中电场强度可类比。‎ ‎4.在x轴上存在关于原点O对称的AB两点，现将一对等量同种正点电荷固定在AB两点上，已知原点O处的电势为10V，则在x轴上电势等于5V的点的个数为（ ）‎ A. 不存在 B. 1个 C. 2个 D. 4个 ‎【答案】C ‎【解析】‎ ‎【详解】根据等量同种正点电荷电场线的分布关系，结合沿电场线方向电势逐渐降低可知，在AB之间的电势大于10V，所以在AB外侧有2点电势等于5V。‎ A. 不存在，与分析结论不符，故A错误。‎ B. 1个，与分析结论不符，故B错误。‎ C. 2个，与分析结论相符，故C正确。‎ D. 4个，与分析结论不符，故D错误。‎ ‎5.图中的实线表示电场线，虚线表示只受电场力作用的带电粒子的运动轨迹，粒子由M点向N点运动，可以判定（ ）‎ A. 粒子带负电，运动过程电势能减小 B. 粒子带负电，运动过程电势能增大 C. 粒子带正电，运动过程电势能减小 D. 粒子带正电，运动过程电势能增大 ‎【答案】C ‎【解析】‎ 试题分析：由电场力方向应指向轨迹的内侧得知，粒子所受电场力方向大致斜向左下方，粒子带正电，电场力对粒子做正功，其电势能减小，动能增大，则知粒子在M点的电势能大于在N点的电势能，故ABD错误，C正确．‎ 考点：本题考查电场线、电势能、力与轨迹的关系等。‎ ‎6.如图所示，P、Q为平行板电容器，两极竖直放置，在两板间用绝缘线悬挂一带电小球。将该电容器与电源连接，闭合电键后，悬线与竖直方向夹角为α。则( )‎ A. 将电键再断开，减小P、Q两板间的距离，角度α会增大 B. 将电键再断开，增加P、Q两板间的距离，角度α会减小 C. 保持电键闭合，减小P、Q两板间的距离，角度α会增大 D. 保持电键闭合，将P极板上移少许，角度α会减小 ‎【答案】C ‎【解析】‎ ‎【详解】AB. 电键S断开，电容器带电量不变，根据公式 联立解得，即电场强度与极板间距无关，故板间场强不变，小球所受电场力不变，则α不变，故AB错误。‎ C. 保持电键S闭合时，电容器板间电压不变，缩小P、Q两板间的距离，由分析得知，板间场强增大，小球所受电场力增大，则α增大，故C正确。‎ D. 保持电键闭合，将P极板上移少许，板间距不变，场强不变，故角度α不变，故D错误。‎ ‎7.一质量为 m 的带电小球，在竖直方向的匀强电场中以水平速度抛出，小球的加速度大小为g/4，方向竖直向下，不计空气阻力，小球在下落 h 的过程中，下列计算结果正确的是（ ）‎ A. 动能增加mgh/4‎ B. 重力势能减少mgh/4‎ C. 机械能增加 3mgh/4‎ D. 电势能增加 mgh/4‎ ‎【答案】A ‎【解析】‎ ‎【详解】A. 根据动能定理：小球动能的变化量等于合力做功 故A正确。‎ B.重力势能减小等于重力做的功，所以重力势能减小mgh，故B错误。‎ C. 重力势能减小mgh，动能增加，所以机械能减小了，故C错误。‎ D. 根据能量守恒可知，小球机械能减小了，所以小球电势能增加了，故D错误。‎ ‎8.如图所示，空间有平行于纸面的匀强电场．一电荷量为－q的质点(重力不计)．在恒力F的作用下沿虚线由M匀速运动到N，如图所示．已知力F和MN间夹角为θ，M、N间距离为d，则(　　)‎ A. 匀强电场的电场强度大小为 ‎ B. M、N两点的电势差 C. 带电质点由M运动到N的过程中，电势能增加了Fdcosθ D. 若要使带电质点由N向M做匀速直线运动，则F必须反向 ‎【答案】C ‎【解析】‎ ‎【详解】A.因为在恒力F的作用下沿虚线由M匀速运动到N，所以物体合力为零， ，所以 ，故A错误。‎ B.根据平衡分析可知，因为粒子带负电，所以场强放向与F方向相同，所以电势差 故B错误。‎ C.由M运动到N的过程中，电场力做负功，电势能增加 故C正确。‎ D.因为粒子带电不变，电场力不变，所以匀速合力为零，F方向不能变，故D错误。‎ ‎9.如图，一个均匀的带电量为Q的圆环，半径为R，圆心为O，放在绝缘水平桌面上，过O点作竖直线，在线上取一点A，使A到O的距离也为R，则A点处的场强大小为（ ）‎ A. B. C. D. ‎ ‎【答案】D ‎【解析】‎ ‎【详解】由对称性可知环上对称电荷在垂直于竖直线的方向上的分场强相互抵消，只有沿竖直线方向的分场强，结合几何关系可得，A处场强大小 A. 与计算结果不符，故A错误。‎ B. 与计算结果不符，故B错误。‎ C. 与计算结果不符，故C错误。‎ D. 与计算结果相符，故D正确。‎ ‎10.用轻质细线把两个质量未知的小球悬挂起来,如右图所示.今让小球a带电+q，b球带电-2q，并在其所在空间施加一水平向左的匀强电场E，当系统平衡时，ab两球所处的位置正确的是（ ）‎ A. B. C. D. ‎ ‎【答案】B ‎【解析】‎ ‎【详解】ACD.将a、b两小球看成一个整体，水平方向电场力向左Eq，向右的2Eq，水平方向合力向右，所以a与墙壁间的细绳向右偏，故ACD错误。‎ B.设a与墙壁间的细绳与竖直夹角为 ，根据整体平衡可得：‎ 设b与a间的细绳与竖直夹角为 ，对b分析可得 所以 ，故B正确。‎ ‎11.如图所示，有一带电粒子贴着 A板内侧沿水平方向射入 A、B两板间的匀强电场，当 A、B两 板间电压为 U1 时，带电粒子沿轨迹Ⅰ从两板正中间飞出；当 A、B两板间电压为 U2 时，带电粒子沿轨迹Ⅱ落到 B板中间 设粒子两次射入 电场的水平速度之比为 2：1，则两次电压之比为 ( )‎ A. U1 ：U2=1 ：2 B. U1 ：U2=1 ：1‎ C. U1 ：U2=1 ：4 D. U1 ：U2=1 ：8‎ ‎【答案】A ‎【解析】‎ ‎【详解】带点粒子在电场中做类平抛运动，将合运动沿着平行平板和垂直平板方向正交分解，有：x=v0t，，加速度为：，联立可得：，联立可得：，据题有：初速度v0之比为2：1，水平位移x之比为2：1，竖直位移y之比为1：2，代入上式解得：，故A正确，BCD错误。‎ ‎12.如图，在匀强电场中有一个质量为m的带电量为q的小球A悬挂在绝缘细线上，当小球静止时，细线与竖直方向成30°角．则该电场电场强度的最小值为（ ）‎ A. B. C. D. ‎ ‎【答案】A ‎【解析】‎ ‎【详解】根据题意可知，绳的拉力与电场力的合力与重力等大反向，所以当电场力方向与绳的拉力方向垂直时，最小 电场力的最小值为 ，所以场强的最小值为 A. 与计算结果相符，故A正确。‎ B. 与计算结果不符，故B错误。‎ C. 与计算结果不符，故C错误。‎ D. 与计算结果不符，故D错误。‎ 二．多项选择 ‎13.电荷量为q点电荷在电场中由A点移到B点时，电场力做功W，两点间的电势差为U，若让电荷量为2q的点电荷在电场中由A点移到B点，则（）‎ A. 电场力做功为W B. 电场力做功为2W C. 两点间的电势差为U D. 两点间的电势差为2U ‎【答案】BC ‎【解析】‎ 两点间的电势差与有无试探电荷无关，则若让电荷量为2q的点电荷在电场中由A点移到B点，则两点间的电势差为仍U，选项C正确，D错误；根据W=Uq可知，电场力做功为2W，选项B正确，A错误；故选BC.‎ ‎14.将一电荷量为+Q 的小球放在不带电的金属球附近,所形成的电场线分布如图所示,已知金属球表面的电势处处相等. a、b 为电场中的两点,则（ ）‎ A. a 点的电场强度比b 点的大 B. a 点的电势比b 点的高 C. 检验电荷-q 在a 点的电势能比在b 点的大 D. 将检验电荷+q 从a 点移到b 点的过程中电场力做负功 ‎【答案】AB ‎【解析】‎ ‎【详解】A. 电场线的疏密表示场强的大小，由图象知a点的电场强度比b点大，故A正确。‎ B. a点所在的电场线从Q出发到不带电的金属球终止，所以a点的电势高于金属球的电势，而b点所在处的电场线从金属球发出到无穷远，所以金属球的电势高于b点的电势。故B正确；‎ C. 电势越高的地方，负电荷具有的电势能越小，即负电荷在a点的电势能较b点小，故C错误；‎ D. +q在电势高的地方电势能大，所以从a 点移到b 点的过程中电势能减小，电场力做正功，故D错误。‎ ‎15.在某电场中，沿一条电场线建立x轴，x轴上的电势分布如图所示，由图可以判断（　　）‎ A. x=2m处电场强度可能为零 B. x=2m处电场方向一定沿x轴负方向 C. 沿x轴正方向，电场强度先减小后增大 D. 某负电荷沿x轴正方向移动，电势能始终增大 ‎【答案】CD ‎【解析】‎ ‎【详解】A. φ-x图象的斜率等于电场强度，则知x=2m处的电场强度不为零。故A错误。‎ B. 从0到x=3m处电势不断降低，所以电场方向沿x轴正方向，故B错误。‎ C. 由斜率看出，从0到3m，图象的斜率先减小后增大，则电场强度先减小后增大，故C正确。‎ D. 沿x轴正方向电势降低，某负电荷沿x轴正方向移动，受力的方向始终指向x轴的负方向，电场力做负功，电势能始终增大。故D正确。‎ ‎16.如图所示，两个正点电荷带电荷量相等，固定在M、N两点，O点是M、N两点连线的中点，a、b是连线上的两点，c、d 是连线的中垂线上的两点，acbd为菱形。电场强度用E表示，电势用φ表示。一带较少负电荷量的粒子P（图中未画出），不计重力，放入该区域后不影响原电场分布。则 A. Ea大于EO，φO大于φc B. EO小于Ec ，φa小于φO C. 粒子P从c沿直线运动到d，受到的电场力一定先减小后增大 D. 粒子P从c点沿某个方向以一定的速度释放，可能做匀速圆周运动 ‎【答案】AD ‎【解析】‎ ‎【详解】A. O点合场强为零，故Ea一定大于EO．cO间的电场线方向从O→c，可知φO一定大于φc，故A正确。‎ B. aO间的电场方向由a→O，根据沿着电场线电势降落，可知φa一定大于φO，故B错误。‎ C. 负粒子P从c点移动到d点，因为中垂线上最大场强处无法确定，若c在最大场强处的上方，则从c沿直线运动到d，场强先增大再减小，在增大再减小，加速度也为先增大再减小，在增大再减小，故C错误；‎ D. 负粒子P从c点沿垂直电场力方向，以一定的速度释放，当提供的向心力等于所需要的向心力时，则可能做匀速圆周运动，故D正确；‎ ‎17.如图A板电势UA=0，B板电势UB随时间的变化规律如图2．现有一电子从A板中央的小孔在电场力作用下进入两板间的电场区域，设电子的初速度和重力都忽略不计，已知任何时刻进入的电子在一个周期T内都未打在B板上，则（　　）‎ A. 若电子在t=0时刻进入的，它将一直在AB板间往返运动.‎ B. 若电子在t=T/8时刻进入的，它将时而向B板运动，时而向A板运动，最后打在B板上 C. 若电子在t=T/4时刻进入的，它将一直在AB板间往返运动 D. 若电子在t=3T/8时刻进入的，它将时而向B板运动，时而向A板运动，最后打在B板上 ‎【答案】BC ‎【解析】‎ ‎【详解】A. 电子在t=0时刻进入时，在一个周期内，前半个周期受到的电场力向上，向上做加速运动，后半个周期受到的电场力向下，继续向上做减速运动，T时刻速度为零，接着周而复始，所以电子一直向B板运动，一定会到达B板。故A错误。‎ B. 若电子是在时刻进入时，在一个周期内：在，电子受到的电场力向上，向上做加速运动，在内，受到的电场力向下，继续向上做减速运动，时刻速度为零，接着继续向B板运动，周而复始，所以电子时而向B板运动，时而向A板运动，最后打在B板上。故B正确。‎ C. 若电子是在时刻进入时，在一个周期内：电子受到的电场力向上，向上做加速运动，在内，受到的电场力向下，继续向上做减速运动，时刻速度为零，受到的电场力向下，向下加速运动，，受电场力向上，向下减速到零，又回到原点，所以它将一直在AB板间往返运动，故C正确。‎ D. 若电子是在时刻进入时，在运动一个周期时间内，时而向B板运动，时而向A板运动，总的位移向下，最后穿过A板。故D错误；‎ ‎18.如图所示，在场强大小为E的匀强电场中，一根不可伸长的绝缘细线一端拴一个质量为m、电荷量为q的带负电的小球，另一端固定在O点；把小球拉到使细线水平的位置A，然后将小球由静止释放，小球沿弧线运动到细线与水平成θ＝60°的位置B时速度为零．以下说法正确的是(　　)‎ A. 小球重力与电场力的关系是Eq＝mg B. 小球重力与电场力的关系是 C. 球在B点时，细线拉力为 D. 球在B点时，细线拉力为 ‎【答案】BC ‎【解析】‎ 小球从A运动到B的过程中，电场力做负功，重力做正功，根据动能定理可得，解得，即，A错误B正确；小球到达B点时速度为零，向心力为零，则沿细线方向合力为零，此时对小球受力分析可知，故细线拉力 ‎，C正确D错误．‎ 三.实验填空题 ‎19.如图所示，A、B、C、D、E、F为匀强电场中一个正六边形的六个顶点，电场方向与六边形所在平面平行，已知A、B、D三点的电势分别为1V、6V和9V,则六边形中心O点电势为______V，C点电势为________V.‎ ‎【答案】 (1). 5V (2). 10V ‎【解析】‎ ‎【详解】[1][2] 在匀强电场中，两长度相等且相互平行的线段两端的电势差相等，则 解得： 同理：‎ 解得：。‎ ‎20.如图所示的电场，等势面是一簇互相平行的竖直平面，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，则小球应带_______（填正或负）电荷，电荷量为_________，在入射方向上小球最大位移为___________。(电场足够大)‎ ‎【答案】 (1). 正 (2). (3). ‎ ‎【解析】‎ ‎【详解】[1][2] 根据电场线与等势面关系可知，电场方向水平向左，只有小球受到向左的电场力，电场力和重力的合力才有可能与初速度方向在一条直线上，所以小球带正电．‎ 由图可知，Eq=mg，且，所以解得：。‎ ‎[3] 根据以上分析可知 由动能定理，得：‎ 解得：。‎ ‎21. 在如图所示的实验装置中,充电后的平行板电容器与电源断开，极板A与静电计相连,极板B接地。‎ ‎（1）若将极板B向上平行移动一小段距离,则将观察到静电计指针偏角_________（填“增大”或“减小”或“不变”）,说明平行板电容器的电容随极板正对面积S减小而减小。‎ ‎（2）若将极板B向左平行移动一小段距离,则将观察到静电计指针偏角增大,说明平行板电容器的电容随板间距离d增大而__________（填“增大”或“减小”或“不变”）；B极板向左移动后，A、B间的电场强度__________（填“增大”或“减小”或“不变”）。‎ ‎【答案】增大；减小；不变。‎ ‎【解析】‎ 试题分析：（1）若极板B稍向上移动一点，极板正对面积减小，由电容的决定式 分析知电容减小，电容器的电量不变，根据电容的定义式C=Q/U，极板间的电压U增大．则静电计指针偏角增大，此实验说明平行板电容器的电容随正对面积的减小而减小；‎ ‎（2）若极板B稍向左移动一点，板间距离增大，由电容的决定式分析知电容减小，电容器的电量不变，根据电容的定义式C=Q/U，极板间的电压U增大．则静电计指针偏角增大，此实验说明平行板电容器的电容与极板间距离成反比．极板间距离的增大而减小；依据E=U/d，及C=Q/U，则有电场强度，可知，极板间的电场强度与极板间距无关，即当B极板向左移动后，A、B间的电场强度不变；‎ 考点：考查电容器的动态分析；电场强度．‎ ‎【名师点睛】对于电容器动态变化分析问题，要抓住不变量．当电容器保持与电源相连时，电压不变．当电容器充电后，与电源断开后，往往电量不变．根据电容的决定式和定义式结合进行分析，注意电场强度的综合表达式推导．‎ 四．解答题。‎ ‎22.如图所示，匀强电场中有A、B两点，它们间距为2cm，两点的连线与场强方向成60o角将一个电量为-2×10-5C的电荷由A移到B，其电势能增加了1.0×10-4J.求 ‎(1)A、B两点的电势差 ‎(2)匀强电场的场强大小．‎ ‎【答案】(1)5V(2)500V/m ‎【解析】‎ ‎【详解】(1) 由A移到B，其电势能增加了1.0×10-4J，电场力做负功1.0×10-4J。‎ ‎(2) 根据U=Ed得 所以匀强电场的场强为：‎ 答：(1)5V(2)500V/m ‎23.质量均为m的三个带电小球A、B、C 放置在光滑绝缘的水平面上，相邻球间的距离均为L，A 球带电荷量qA=+10q；B球带电荷量qB=+q。若在C上加一个水平向右的恒力，如图所示，使三球能始终保持L的间距向右运动.‎ ‎（1）判断带电小球C的电性 ‎（2）求C球的电量Q.‎ ‎（3）求外力F的大小。‎ ‎【答案】(1) 负电(2) (3) 。‎ ‎【解析】‎ ‎【详解】(1) 由于A、B两球都带正电，它们互相排斥，C球必须对A、B都吸引，才能保证系统向右加速运动，故C球带负电荷。‎ ‎(2)(3) 以三球为整体，设系统加速度为a，由牛顿第二定律：则F=3ma，隔离A、B，由牛顿第二定律可知，对A：‎ 对B：‎ 联立三式，解得：‎ ‎，。‎ 答：(1) 负电(2) (3) 。‎ ‎24.电子在示波管中经加速和偏转最终打在荧光屏上，其基本原理可简化为图1，大量电子由静止开始，经电压为U0的加速电场加速后，沿平行板的方向从两板正中间射入两板之间．当偏转电极的两板均不带电时，电子通过两板之间的时间为3t0；当在两板间加如图2所示的周期为2t0，幅值恒为U0的周期性电压时，t=0时刻进入的电子恰好从极板右侧边缘射出电场．已知电子质量为m、电量为e，不计电子的重力.‎ 求：（1）平行板的长度L ‎（2）两极板间的距离d ‎（3）t=0和t=t0时刻进入的电子在刚穿出偏转电极两板时的动能之比 ‎【答案】(1)(2)(3)‎ ‎【解析】‎ ‎【详解】(1)电子进入偏转场的速度 解得： 。进入偏转场，不加电压时，电子通过两板之间的时间为3t0，所以平行板的长度 ‎(2) 当两板间有电场时电子竖直方向做匀加速直线运动，两板间没有电场时做匀速直线运动，以电场力的方向为y轴正方向，画出电子在t=0时进入电场后沿电场力方向的速度vy随时间t变化的vy-t图象如图。‎ 设两平行板之间的距离为d，图中，电子竖直方向分速度：‎ 由图可得电子的最大侧向位移为：‎ 而，所以 ‎(3) t=t0时刻进入的电子侧向位移为：‎ 因此 电子经电压U0加速，由动能定理得 所以 答：(1)(2)(3)‎ ‎ ‎