2019-2020学年吉林省实验中学高二上学期第一次月考物理试题 解析版 15页

吉林省实验中学2019—2020学年度上学期高二年级第一次月考物理试卷 一、单项选择题 ‎1.关于物理学史，下列阐述符合历史史实的是 A. 英国物理学家汤姆逊首先测定了元电荷e的数值 B. 英国物理学家法拉第当年确信空间处处存在着有形的力线 C. 英国物理学家卡文迪许用扭秤实验的方法得出了库仑定律 D. 牛顿用实验的方法测出引力常数的数值 ‎【答案】B ‎【解析】‎ ‎【详解】A. 美国物理学家密立根首先测定了元电荷e的数值，选项A错误；‎ B. 英国物理学家法拉第当年确信空间处处存在着有形的力线，选项B正确；‎ C. 英国物理学家库伦用扭秤实验的方法得出了库仑定律，选项C错误；‎ D. 卡文迪许用实验的方法测出引力常数的数值，选项D错误。‎ ‎2.真空中有两个点电荷，当它们相距1 mm时，相互作用的斥力是1.0×10-6 N。当它们相距10 μm时，相互作用的斥力是 A. 1.0×10-2 N B. 1.0×10-4 N C. 1.0×10-6 N D. 1.0×10-8 N ‎【答案】A ‎【解析】‎ ‎【详解】真空中有两个点电荷，当它们相距1mm时，相互作用的斥力是1.0×10-6N。 根据库仑定律得：，r1=1mm 当它们相距10μm时，相互作用的斥力是，r2=10μm 所以F′=10×10-2N；‎ A. 1.0×10-2 N，与结论相符，选项A正确；‎ B. 1.0×10-4 N，与结论不相符，选项B错误；‎ C. 1.0×10-6 N，与结论不相符，选项C错误；‎ D. 1.0×10-8 N，与结论不相符，选项D错误。‎ ‎3.关于下列公式说法正确的是 A. 公式E = F/q，适用于任何情况的静电场，且E表示q在空间中产生的电场 B. 公式φ = EP/q，适用于任何情况的静电场，且φ与EP和q均无关 C. 公式W = qU，只适用于匀强静电场 D. 公式E = U/d，适用于点电荷的静电场，且d表示沿等势面方向的距离 ‎【答案】B ‎【解析】‎ ‎【详解】A. 公式E = F/q，适用于任何情况的静电场，q是试探电荷的电量，则E不表示q在空间中产生的电场，选项A错误；‎ B. 公式φ = EP/q，适用于任何情况的静电场，且φ与EP和q均无关，选项B正确；‎ C. 公式W = qU，适用于任何静电场，选项C错误；‎ D. 公式E = U/d，适用于匀强电场，且d表示沿电场线方向的距离，选项D错误。‎ ‎4.如图，点电荷A和B分别带正电和负电，电量分别为+4Q和-Q，则AB连线上，电场强度为零的地方在 A. A左侧 B. A和B之间 C. B右侧 D. A的左侧及B的右侧 ‎【答案】C ‎【解析】‎ ‎【详解】AD. A的左侧，A产生的电场强度向左，B产生的电场强度向右，电场强度方向相反，由题A的电量大于B的电量，且A较近，由点电荷场强公式 可知，在同一点电场强度大小不可能相等，所以合场强不可能为零，选项AD错误；‎ B.A和B 之间两点产生的电场强度方向均向向右，合场强不可能为零，故B错误。 C.在B的右侧，A产生的电场强度向右，B产生的电场强度向左，电场强度方向相反，但由于A的电量大于B的电量，且A较远，由点电荷场强公式可知，在同一点电场强度大小可能相等，所以合场强可能为零，故C正确。‎ ‎5.将电荷量为q的点电荷放在电荷量为Q的点电荷所产生电场中的A点，它受到的电场力大小为F，则点电荷Q在A点的电场强度大小为 A. B. C. D. FQ ‎【答案】B ‎【解析】‎ ‎【详解】根据电场强度的定义可知，A点的场强大小.‎ A. ，与结论不相符，选项A错误；‎ B. ，与结论相符，选项B正确；‎ C. ，与结论不相符，选项C错误；‎ D. FQ，与结论不相符，选项D错误。‎ ‎6.电荷在电场中运动时，电场力对电荷做正功，则 A. 正电荷的电势能减少，负电荷电势能增加 B. 无论何种电荷，其电势能都减少 C. 初位置的场强比末位置的场强大 D. 初位置的电势比末位置的电势高 ‎【答案】B ‎【解析】‎ ‎【详解】AB. 电荷电场中运动时，电场力对电荷做正功,则无论何种电荷，其电势能都减少，选项A错误，B正确； ‎ C. 初位置的场强与末位置的场强不能比较大小，选项C错误；‎ D. 如果是电场力对正电荷做正功，则初位置的电势比末位置的电势高，选项D错误。‎ ‎7.如图，P、Q是两个电量相等的异种电荷，它们的连线的中点是O，A、B是中垂线上的两点，OA < OB，用EA、EB和φA、φB分别表示A、B两点的场强和电势，则 A. EA一定大于EB，φA一定大于φB B. EA不一定大于EB，φA一定小于φB C. EA一定大于EB，φA一定等于φB D. EA不一定大于EB，φA一定大于φB ‎【答案】C ‎【解析】‎ ‎【详解】等量异种电荷连线的中垂线是一条等势线，所以φA等于φB．根据电场线的疏密知，A点比B点密，则EA＞EB．‎ A. EA一定大于EB，φA一定大于φB，与结论不相符，选项A错误；‎ B. EA不一定大于EB，φA一定小于φB，与结论不相符，选项B错误；‎ C EA一定大于EB，φA一定等于φB，与结论相符，选项C正确；‎ D. EA不一定大于EB，φA一定大于φB，与结论不相符，选项D错误；‎ ‎8.某带电粒子仅在电场力作用下由A点运动到B点，电场线、粒子在A点的初速度及运动轨迹如图所示，可以判定 A. 粒子带正电 B. 电场力对粒子做负功 C. 粒子在A点的电势能小于它在B点的电势能 D. 题中若画出等势面，A点附近的等差等势面一定比B点附近的等差等势面要密集 ‎【答案】A ‎【解析】‎ ‎【详解】A.由粒子的运动轨迹可知，粒子受的电场力沿斜向上方向，与电场线方向相同，可知粒子带正电，选项A正确；‎ B. 电场力的方向与运动方向夹角小于90°，可知电场力对粒子做正功，选项B错误；‎ C. 电场力做正功，则电势能减小，则粒子在A点的电势能大于它在B点的电势能，选项C错误；‎ D. B点附近的电场线较密集，则B点附近的等差等势面一定比A点附近的等差等势面要密集，选项D错误。‎ ‎9.平行板电容器与电池始终保持相连，当右极板由虚线位置平移到如图所示的实线位置的过程中，设两板间的电压为U、电场强度为E、电容器电容为C及电量为Q，以下说法正确的是 A. 电路是断路，不可能有电荷定向移动 B. 有正电荷从b到a定向移动，电流方向为顺时针 C. U不变，E变大，C变小，Q变小 D. U不变，E变小，C变大，Q变大 ‎【答案】B ‎【解析】‎ ‎【详解】AB. 当右极板由虚线位置平移到如图所示的实线位置的过程中，两板间距d变大，根据可知，C变小，由于两板间电压U一定，根据Q=CU可知，电容器电量减小，电容器放电，则电路中会有正电荷从b到a定向移动，电流方向为顺时针，选项A错误，B正确；‎ CD.平行板电容器与电池相连，其电压U保持不变，当二极板间距离变大后，由 分析可知，板间场强E变小。由以上的分析可知，C变小，Q变小，故CD错误。‎ ‎10.如图，一个质子（）贴着A板沿水平方向射入匀强电场，当偏转电压为U1‎ 时，质子沿①轨迹从两板正中间飞出；当偏转电压为U2时，在同一位置水平射入一个粒子（），它将沿②轨迹落到B板中间。设粒子两次射入电场的初动能相同，则下列说法正确的是 A. 质子与粒子的比荷之比为1:2‎ B. 质子与粒子的电量之比为2:1‎ C. 质子与粒子的初动量大小之比为 D. 两次偏转电压之比为U1：U2 = 1：4‎ ‎【答案】D ‎【解析】‎ ‎【详解】A. 质子的比荷为1:1，粒子的比荷为2:4=1:2，则质子与粒子的比荷之比为2:1，选项A错误；‎ B. 质子与粒子的电量之比为1:2，选项B错误；‎ C. 质子与粒子的初动能相同，则由，则其动量大小之比为1:2，选项C错误；‎ D. 带电粒子在电场中做类似平抛运动，将合运动沿着平行平板和垂直平板方向正交分解，有 x=v0t y=at2 ‎ 解得：‎ 由题意知粒子偏转时有 ‎；；‎ 所以：‎ ‎，‎ 选项D正确。‎ 二、多项选择题 ‎11.如图所示，带电体+Q靠近一个接地空腔导体，空腔里面无电荷。在静电平衡后，下列说法正确的是 A. 导体空腔内任意点的场强为零 B. 导体内表面的电荷为零 C. 导体外表面的电荷量为零 D. 若将接地线去掉，空腔导体的电势降低 ‎【答案】AB ‎【解析】‎ ‎【详解】A.由于静电屏蔽作用，导体的外壳就会对它的内部起到“保护”作用，使它的内部不受外部电场的影响。所以导体腔内任意点的场强为零，所以A正确；‎ BC. +Q将大地的负电荷吸引到外表面，因为球壳上的电荷相互排斥，所以只能外表面有电荷，导体内表面的电荷为零，选项B正确，C错误；‎ D.导体的外壳接地，整个导体腔与大地是个等势体，于是导体腔内任意点的电势都为零，所以若将接地线去掉，空腔导体的电势仍为零，选项D错误。‎ ‎12.空间存在着平行于x轴方向的静电场，A、M、O、N、B为x轴上的点，OA < OB，OM = ON。一带正电的粒子在AB间的电势能Ep随x的变化规律为如图所示的折线，则下列判断中正确的是 A. 空间区域存在一个匀强电场 B. M点电势比N点电势低 C. 该粒子从M向O移动过程中，电场力做负功 D. 若将一个带负电的粒子在M点以一定初速度vM释放，它到达N点时的速度vN一定小于vM ‎【答案】BC ‎【解析】‎ ‎【详解】A.在Ep-x图象中，图象的斜率绝对值表示电场力大小，故AO间的电场强度大于OB间的电场强度，空间区域不是一个匀强电场，故A错误；‎ B.沿着AO方向，电势逐渐升高，在由O点向B点移动的过程中电势能逐渐减少，说明电场力做正功，即沿OB方向，电势逐渐降低；由于OM=ON，EM＞EN，根据电场强度与电势差的关系可知：UOM＞UON，故φM＜φN，故B正确；‎ C. 该粒子从M向O移动过程中，电势能增加，则电场力做负功，选项C正确；‎ D. 若将一个带负电的粒子在M点以一定初速度vM释放，则粒子沿x轴正向运动，电场力先做正功后做负功，因为UOM＞UON，则在MO段电场力做的正功大于在ON段电场力做的负功，则它到达N点时的速度vN一定大于vM，选项D错误。‎ ‎13.如图，水平放置的平行金属板与电源相连，板间距离为d，板间有一质量为m、电量为q的带电粒子恰好处于静止状态。保持电容器与电源连接，若两板间的距离随时间先均匀增大为2d，再均匀减小到d/2，在此过程中粒子未与电容器接触，则 A. 电容器的电量先变小，后变大 B. 电容器的电容先变大，后变小 C. 在两板距离增大过程中，粒子向下做变加速直线运动 D. 在两板距离减小过程中，粒子向下做匀减速直线运动 ‎【答案】AC ‎【解析】‎ ‎【详解】AB.由可知若两板间的距离随时间先均匀增大为2d，再均匀减小到d ‎/2，则电容C先减小后增加，因保持电容器与电源连接，则U一定，根据Q=CU可知，电容器的电量先变小，后变大，选项A正确，B错误；‎ C. 在两板距离增大过程中，由可知，因为两板间的距离d随时间先均匀增大为2d，可知两板间场强减小，由mg-qE=ma可知，加速度a变化，则粒子向下做变加速直线运动，选项C正确；‎ D. 同理可知，在两板距离减小过程中，E变大，粒子向上做变减速直线运动，选项D错误。‎ ‎14.如图，在竖直放置的半径为2R的光滑半圆弧绝缘细管的圆心O处固定一点电荷，将质量为m、带电量为+q的小球从圆弧管的水平直径端点A由静止释放，小球沿细管滑到最低点B时，对管壁好无压力，已知重力加速度为g，下列说法正确的是 A. 圆心O处的点电荷一定带负电 B. 小球在B点的速率大于 C. 小球到达C点时速度为零（C点和A点在一条水平线上）‎ D. 固定于圆心O点处的点电荷在AB弧中点处的电场强度大小为 ‎【答案】ABC ‎【解析】‎ ‎【详解】A.小球经过B点时，要使小球对管壁无压力由重力和点电荷对电场力的合力提供向心力，小球受到的电场力应向上，故圆心O处小球应带负电，故A正确； B.设细管的半径为2R，小球到达B点时速度大小为v。小球从A滑到B的过程，由机械能守恒定律得：‎ 得：‎ ‎；‎ 故B正确； C.在整个滑动的过程中，电场力和弹力都不做功，只有重力做功，所以小球的机械能守恒，小球能够到达C点，且到达C点时的速度刚好为零，故C正确。 D.在B点，由小球，由牛顿第二定律可知：‎ 代入得：‎ Eq=5mg 即：‎ ‎，‎ 则点电荷在AB弧中点处的电场强度大小为，故D错误。‎ ‎15.如图，a、b、c、d是匀强电场中的四个点，ad边水平，ab边竖直。它们正好是一个矩形的四个顶点，电场线与矩形所在平面平行，已知a点电势为22 V，b点电势为40 V，d点电势为-10 V，已知Lad= 8 cm，Lab= 6 cm，由此可知c点电势及匀强电场场强大小分别为 A. φc = 4 V B. φc = 8 V C. E = 500 V/m D. E = 400 V/m ‎【答案】BC ‎【解析】‎ ‎【详解】根据在匀强电场中两点之间的电势差U=Edcosθ，设电场线与ba之间的夹角为θ，则电场线与cd之间的夹角也是θ，则：‎ Uba=Ucd=ELabcosθ 又：‎ Uba=φb-φa=40V-22V=18V=Ucd 所以：‎ φc=Ucd+φd=18V-10V=8V 又 Uad=32V=ELadsinθ 则联立可得：‎ E=500V/m A. φc = 4 V，与结论不相符，选项A错误；‎ B. φc = 8 V，与结论相符，选项B正确；‎ C. E = 500 V/m，与结论相符，选项C正确；‎ D. E = 400 V/m，与结论不相符，选项D错误。‎ 三、非选择题 ‎16.用两根长度均为L = 1m的绝缘细线各系一个小球，并悬挂于同一点。已知两小球质量均为m = 3 kg，当它们带上等量同种电荷时，两细线与竖直方向的夹角均为θ = 37°，如图所示。已知静电力常量为k = 9.0×109 N·m2/C2，取重力加速度g = 10 m/s2，sin37° = 0.6，cos37° = 0.8。求：‎ ‎（1）小球受绝缘细线拉力T的大小；‎ ‎（2）小球所带的电荷量q的大小。‎ ‎【答案】（1）37.5 N；（2）6×10-5C 。‎ ‎【解析】‎ ‎【详解】（1）对小球进行受力分析，如图所示．‎ ‎ 设绳子对小球的拉力为T，根据平衡条件得：‎ ‎（2）设小球在水平方向受到库仑力的大小为F，‎ F=mgtanθ 根据库仑定律得：‎ 其中r=2Lsin37°‎ 解得：‎ 带入数据可得：‎ q=6×10-5C ‎17.匀强电场的场强为E = 100 N/C，在该电场中同一条电场线上有A、B两点。将质量为m = 2×10－9 kg、带电荷量为q = -2×10-9 C的带电粒子从A点静止释放，仅在电场力的作用下从A点运动到B点，静电力做功为W = 1×10-7 J。求：‎ ‎（1）A、B两点间的电势差UAB；‎ ‎（2）A、B两点间的距离d；‎ ‎（3）带电粒子运动到B点时的速度vB。‎ ‎【答案】（1）-50 V；（2）0.5 m；（3）10 m/s。‎ ‎【解析】‎ ‎【详解】（1）由电场力做功的公式得：‎ ‎（2）由匀强电场中的场强公式得：‎ ‎（3）若微粒只在电场力作用下运动，由动能定理得：‎ 代入数据解得 vB=10m/s，‎ 方向沿A→B．‎ ‎18.如图，一平行板电容器极板板长l = 10 cm、宽a = 10 cm，两极板间距为d = 4 cm。距极板右端l/2处有一竖直放置的荧光屏；在平行板电容器左侧有一长b = 10 cm的“狭缝”离子源，可沿着两板中心平面，均匀、连续不断地向电容器内射入比荷为2×1010 C/kg、速度为4×106 m/s的带电粒子。现在平行板电容器的两极板间加上如图乙所示的变化的电压，已知粒子在电容器中运动所用的时间远小于电压的变化周期，即粒子在电容器中的运动时间内可以近似认为电压不变。试分析：‎ ‎（1）当电压为U = 100 V时粒子飞入电容器中，则粒子刚飞出电容器时在竖直方向上偏移的距离（侧移量y）为多少？ ‎ ‎（2）粒子打在屏上的区域面积S为多少？‎ ‎【答案】（1）1.5625 cm；（2）80 cm2‎ ‎【解析】‎ ‎【详解】（1）当电压为U = 100 V时粒子飞入电容器中， 水平方向 l=v0t 竖直方向 ‎ ‎ 又 ‎ ，‎ 则 解得 y=1.5625 cm。‎ ‎（2）因，则当U=200 V时，射出偏转电场时的偏转距离为 y´=2y=3125cm；‎ 因两板间距只有4cm，可知偏转最多的粒子从极板边缘射出，即打到屏上最远的粒子在偏转电场中偏转距离为 Y=2cm 由几何关系得打到屏上的距离中心线的最远距离为 粒子打在屏上的区域面积 ‎ ‎