湖北省武汉市部分学校2020学年高二物理上学期10月月考试题（含解析） 15页

湖北省武汉市部分学校2020学年高二上学期10月月考 ‎ 物理试卷 一、选择题 ‎1.下列物理量中，属于矢量的是( )‎ A. 电势 B. 电场强度 C. 功率 D. 电势能 ‎【答案】‎ ‎【解析】‎ ‎【详解】电场强度既有大小又有方向，所以是矢量；电势、功率、电势能只有大小没有有方向，所以是标量。‎ ‎2.关于电场强度与电势的关系，下面各种说法中正确的是（ ）‎ A. 电场强度大的地方，电势一定高 B. 电场强度不变，电势也不变 C. 电场强度为零处，电势一定为零 D. 电场强度的方向是电势降低最快的方向 ‎【答案】D ‎【解析】‎ 试题分析：电场线密处，电场强度大，而电场线方向不确定，故无法判断电势高低，故A错误；在匀强电场中，电场强度不变，沿着电场线的方向，电势总是逐渐降低的，故B错误；电势为零，是人为选择的，电场强度为零的地方，电势不一定为零．故C错误．沿着电场方向电势降低最快，故D说法正确；故选D．‎ 考点：电场强度；电势 ‎【名师点睛】此题是对电场强度和电势概念的考查；要知道电场线的疏密表示电场强度的相对大小，电场线的方向反映电势的高低，则电场强度与电势没有直接关系．顺着电场线方向，电势逐渐降低，但场强不一定减小。‎ ‎3.有三个质量相等，分别带正电，负电和不带电的微粒，从极板左侧中央以相同的水平初速度v先后垂直场强射入，分别落到极板A、B、C处，如图所示，则正确的有( )‎ A. 粒子A带负电，B不带电，C带正电 B. 三个粒子在电场中运动时间相等 C. 三个粒子在电场中运动的加速度aA＜aB＜aC D. 三个粒子到达极板时动能EkA＞EkB＞EkC ‎【答案】C ‎【解析】‎ ‎【详解】三个小球水平方向都做匀速直线运动，由图看出，水平位移的关系为xA＞xB＞xC，初速度v0相同，由位移公式x=v0t得知，运动时间关系为tA＞tB＞tC，故B错误；小球在竖直方向都做匀加速直线运动，竖直位移大小y相等，由位移公式得加速度的关系为 aA＜aB＜aC，故C正确；根据牛顿第二定律得知，三个小球的合力关系为：FA＜FB＜FC，三个质量相等，重力相等，则可知，A所受的电场力向上，C所受的电场力向下，则A带正电、B不带电、C带负电，故A错误；电场力对A做负功，电场力对C做正功，而重力对三个球做功相等，而且重力都做正功，合力对小球做功A最小，C最大，初动能相等，则根据动能定理得知，到达正极板时动能关系为EkA＜EkB＜EkC，故D错误。所以C正确，ABD错误。‎ ‎4.一正电荷在电场中仅受电场力作用，从A点运动到B点，速度随时间变化的图像如图所示，tA、tB分别对应电荷在A、B两点的时刻，则下列说法中正确的是（　　）‎ A. A处的场强一定小于B处的场强 B. A处的电势一定低于B处的电势 C. 电荷在A处的电势能一定大于在B处的电势能 D. 从A到B的过程中，电场力对电荷做正功 ‎【答案】B ‎【解析】‎ A、 图象的斜率等于加速度,由图象看出,质点做加速度减小的减速运动,而质点在电场中仅受电场力作用,则知电场力减小,由电场力 知,电场强度E减小,即有A处的场强一定大于B处的场强.故A错误.‎ B、C质点做减速运动,其动能减小,根据能量守恒可以知道,其电势能增大,即电荷在A处的电势能一定小于在B处的电势能,根据推论:正电荷在电势高处电势能大,可以知道A处的电势一定低于B处的电势.所以B选项是正确的,C错误.‎ D、质点的动能减小,由动能定理得知,电场力一定对电荷做负功.故D错误.‎ 综上所述本题答案是：B ‎5.如图所示，平行板电容器经开关S与电池连接，a处有一电荷量非常小的点电荷，S是闭合的，φa表示a点的电势，F表示点电荷受到的静电力，现将电容器的B板向下稍微移动，使两板间的距离增大，则( )‎ A. φa变大，F变大 B. φa变大，F变小 C. φa不变，F不变 D. φa不变，F变小 ‎【答案】B ‎【解析】‎ ‎【详解】由于开关S闭合，且电容器两极板始终与电源的两极相连，故电容器两极板之间的电压UAB保持不变。随B极板下移两极板之间的距离增大，根据，可知两极板之间的电场强度E减小，由于UAa=EhAa，由于电场强度E减小，故UAa减小，由于UAB=UAa+UaB，所以UaB增大，由题图可知电源的负极接地，故B极板接地，所以B板的电势为0即ΦB=0，又UaB=Φa-ΦB，所以Φa=UaB增大。而点电荷在a点所受的电场力F=qE，由于E减小，所以电场力F减小，故B正确，ACD错误。‎ ‎6.中子内有一个电荷量为＋e的上夸克和两个电荷量为－e的下夸克，一简单模型是三个夸克都在半径为r的同一圆周上，如图所示．在下图给出的四幅图中，能正确表示出各夸克所受静电作用力的是( )‎ A. B. ‎ C. D. ‎ ‎【答案】B ‎【解析】‎ ‎【详解】三个夸克都在半径为r的同一圆周，形成了等边三角形，电荷量为的下夸克受到另一个电荷量为，的下夸克的库仑斥力F1和电荷量为，的上夸克库仑引力F2，根据库仑定律得，根据力的合成得F1和F2的合力方向竖直向上，据对称性另一个下夸克受静电作用力的方向也是竖直向上，故B正确，ACD错误。‎ ‎7.在真空中有两个等量的正电荷q1和q2，分别固定于A、B两点，DC为AB连线的中垂线，C为A、B两点连线的中点，将一正电荷q3由C点沿着中垂线移至无穷远处的过程中，下列结论正确的有(　 　)‎ A. 电势能逐渐减小 B. 电势能逐渐增大 C. q3受到的电场力逐渐减小 D. q3受到的电场力逐渐增大 ‎【答案】A ‎【解析】‎ 试题分析：和是两个等量的正电荷，作出中垂线CD上电场线如图，根据顺着电场线电势降低，可知正电荷由C点沿CD移至无穷远的过程中，电势不断降低，电场力做正功，其电势能不断减小，故A正确，B错误；根据电场的叠加可知，C点的场强为零，而无穷远处场强也为零，所以由C点沿CD移至无穷远的过程中，场强先增大，后减小，受到的电场力先逐渐增大，后逐渐减小，故CD错误 考点：考查了等量同种电荷电场分布规律 ‎【名师点睛】对于等量同种和等量异种电荷电场线、等势面的分布情况要掌握，这是考试的热点．特别是抓住电荷连线的中垂线电场线与等势面的特点．‎ ‎8.质量为M的木块在光滑的水平面上以速度v1向右运动,质量为m的子弹以速度v2向左射入木块并停留在木块中,要使木块停下来,发射子弹的数目是 ( )‎ A. B. C. D. ‎ ‎【答案】D ‎【解析】‎ ‎【详解】发射子弹的数目为n,把这n法子弹和木块作为一个系统，系统的动量守恒：，解得 ‎【点睛】本题等效处理：认为n法子弹同时发射的，把这n法子弹和木块作为一个系统，系统的动量守恒。‎ ‎9.一带电粒子在匀强电场中的运动轨迹如图所示，如果带电粒子只受电场力作用从a到b运动，下列说法正确的是( )‎ A. 粒子带正电 B. 粒子带负电 C. 粒子所受电场力是恒定的 D. 带电粒子做匀变速运动 ‎【答案】BCD ‎【解析】‎ ‎【详解】根据粒子的运动轨迹可知，电场力的方向为竖直向上，则粒子带负电。所以A错误，B正确。因为电场是匀强电场，所以粒子所受的电场力不变，是恒力，粒子做的是匀变速曲线运动。所以CD正确。‎ ‎【点睛】由粒子的轨迹弯曲方向，判断粒子的受力方向是解题的关键。‎ ‎10.高速粒子轰击荧光屏可致其发光．如图，在竖直放置的铅屏A的右表面上贴着β射线放射源P，放射出β粒子(实质是电子)的速度大小为v0.足够大的荧光屏M与铅屏A平行放置，相距d，其间有水平向左的匀强电场，电场强度大小为E.已知电子电荷量为－e，质量为m.不考虑相对论效应，则(　　)‎ A. 垂直射到荧光屏M上的电子速度大小为 B. 到达荧光屏离P最远的电子运动时间为 C. 荧光屏上发光半径为 D. 到达荧光屏的电子电势能减少了eEd ‎【答案】ABD ‎【解析】‎ A：电子从A到M的运动过程，电场力做正功，根据动能定理得，解得垂直射到荧光屏M上的电子速度大小。故A项正确。‎ B：电子的运动方向是任意的，当电子沿平行于A板的方向运动时到达荧光屏距A板的距离最远，此时电子做类平抛运动，沿电场线方向：，，解得时间。故B项正确。‎ C：B项中电子在垂直于电场线方向运动的距离就是荧光屏上的发光半径，故C项错误。‎ D：电子到达荧光屏的过程中，电场力做正功eEd，根据功能关系可知，电场力做正功电势能减少，减少量为eEd，故D项正确。‎ 综上，答案为ABD。‎ ‎11.如图所示，在光滑的水平面上放着质量分别为m和2m的A、B两个物块，现用外力缓慢向左推B使弹簧压缩，此过程中推力做功为W，然后撤去外力，则(　　)‎ A. 从开始到A离开墙面的过程中，墙对A的冲量为0‎ B. 当A离开墙面时，B的动量大小为 C. A离开墙面后，A的最大速度为 D. A离开墙面后，弹簧的最大弹性势能为 ‎【答案】CD ‎【解析】‎ 试题分析：在撤去推力时，A受墙壁的作用力，故墙对A的冲量不为零，A错误，‎ 撤去力后，B向右运动，弹簧弹力逐渐减小，当弹簧恢复原长时，A开始脱离墙面，这一过程机械能守恒，即满足：,所以B的动量为,B错误 A脱离墙面后速度逐渐增加，B速度逐渐减小，此过程中弹簧逐渐伸长，当A、B速度相同时，弹簧弹性势能最大，这一过程系统动量和机械能均守恒，有：动量守恒：‎ 机械能守恒：，解得，，CD正确，‎ 考点：考查了机械能守恒和动量守恒 点评：正确认识动量守恒条件和机械能守恒条件是解决本题的关键了．如果一个系统不受外力或所受外力的矢量和为零，那么这个系统的总动量保持不变，这个结论叫做；系统只有重力或弹力做功为机械能守恒条件．‎ ‎12.有关实际中的现象，下列说法正确的是（ ）‎ A. 火箭靠喷出气流的反冲作用而获得巨大速度 B. 体操运动员在着地时曲腿是为了减小地面对运动员的作用力 C. 用枪射击时要用肩部抵住枪身是为了减少反冲的影响 D. 为了减轻撞车时对司乘人员的伤害程度，发动机舱越坚固越好 ‎【答案】ABC ‎【解析】‎ 试题分析：火箭靠喷出气体，通过反冲获得前进的动力，从而获得巨大速度，A正确；体操运动员在着地时曲腿是为了延长作用时间来减小地面对运动员的作用力，B正确；用枪射击时要用肩部抵住枪身是为了减少反冲的影响，C正确；为了减轻撞车时对司乘人员的伤害程度，需要兼顾延长作用时间，减小作用力，D错误 ；故选ABC。‎ 考点：动量定理。‎ ‎【名师点睛】在解决物体受变力作用时，如果用牛顿定律解决是非常复杂的，甚至用高中的数学知识不能求解,这时运用动量定理来解决问题就非常简单了.；动量定理是牛顿第二定律的另一种表述，可以定性的说明作用力的大小和作用时间的关系，很容易解释生活中的现象。‎ 二、实验题 ‎13.空气中的负氧离子对于人的健康极为有益。人工产生负氧离子的方法最常见的是电晕放电法。如图所示一排针状负极和环形正极之间加上直流高压电，电压达5000V左右，使空气发生电离，从而产生负氧离子。在负极后面加上小风扇，将大量负氧离子排出，使空气清新化。针状负极与环形正极间距离为5mm，且视为匀强电场，则电场强度为__________V/m，电场对负氧离子的作用力为________N。‎ ‎【答案】 (1). (2). ‎ ‎【解析】‎ 因为可视为匀强电场，所以，电场对负氧离子的作用为。‎ ‎14.如图所示，实线为电场线，虚线为等势面，且相邻两等势面的电势差相等，一正电荷在等势面φ3上时具有动能60J，它运动到等势面φ1上时，速度恰好为零，令φ2＝0，那么，当该电荷的电势能为12 J时，其动能大小为____ J。‎ ‎【答案】18‎ ‎【解析】‎ 由题，正电荷在等势面φ3上时动能60J，在等势面φ1上时动能为零，此过程电荷动能的减小60J．由于相邻等势面间的电势差相等，电荷经过相邻等势面时电场力做功相等，动能减小量相等，则电荷经过φ2等势面时的动能为30J，又φ2=0，所以电荷的动能与电势能的总量为30J，根据能量守恒定律得到，电势能为12J时它的动能为18J．‎ 三、计算题 ‎15.如图所示，一个电子以4×106m/s的速度沿与电场垂直的方向从A点飞进匀强电场，并且从另一端B点沿与场强方向成150°角方向飞出，那么A、B两点间的电势差为多少V？（电子的质量为9.1×10-31kg）‎ ‎【答案】-136.5‎ ‎【解析】‎ 试题分析：电子垂直进入匀强电场中，做类平抛运动，作出电子经过B点时速度的分解图，求出经过B点时的速度，根据动能定理求解A、B两点间的电势差．‎ 解：电子做类平抛运动，AB两点速度关系有：‎ 又：qUAB=△Ek=‎ 解得：UAB=﹣136.5v 故答案为：﹣136.5‎ ‎【点评】本题运用动能定理求电势差，也可以根据类平抛运动的特点，牛顿第二定律和运动学结合求解．‎ ‎16.如图所示，真空中xOy平面直角坐标系上的A、B、C三点构成等边三角形，边长L＝2.0 m．若将电荷量均为q＝＋2.0×10－6 C的两点电荷分别固定在A、B点，已知静电力常量k＝9.0×109 N·m2/C2，求：‎ ‎(1)两点电荷间的库仑力大小；‎ ‎(2)C点的电场强度的大小和方向．‎ ‎【答案】(1) 9.0×10－3 N(2) 7.8×103 N/C 方向沿y轴正方向 ‎【解析】‎ ‎【分析】‎ ‎（1）根据库仑定律公式列式，可求两点电荷间的库仑力大小；‎ ‎（2）先求解两个电荷单独存在时在C点的场强，然后根据平行四边形定则合成得到C点的场强；‎ ‎【详解】（1）电荷量均为的两点电荷分别固定在A、B点，它们之间的库仑力为：；‎ ‎（2）A、B点电荷在C点产生的场强大小相等，均为：‎ A、B点电荷在C点的合场强大小为：，场强方向沿着y轴正方向。‎ ‎【点睛】本题考查了库仑定律和电场强度的矢量合成问题，关键是根据平行四边形定则对场强进行合成。‎ ‎17.如图所示，CDE为光滑的轨道，其中ED是水平的，CD是竖直平面内的半圆，与ED相切与D点，且半径R=0.5m，质量m=0.1kg的滑块A静止在水平轨道上，另一质量M=0.5kg的滑块B前端装有一轻质弹簧（A、B均可视为质点）以速度 向左运动并与滑块A发生弹性正碰，若相碰后滑块A滑上半圆轨道并能过最高点C，取重力加速度 ，则 ‎（1）B滑块至少要以多大速度向前运动；‎ ‎（2）如果滑块A恰好能过C点，滑块B与滑块A相碰后轻质弹簧的最大弹性势能为多少？‎ ‎【答案】（1）3m/s （2）0.375J ‎【解析】‎ ‎【分析】‎ 由牛顿第二定律求出滑块A到达轨道最高点的速度，碰撞过程系统动量守恒、机械能守恒，应用动量守恒定律与机械能守恒定律可以求出B的初速度；碰撞后两者速度相等时弹簧压缩量最大弹性势能最大，碰撞过程系统动量守恒、机械能守恒，应用动量守恒定律与机械能守恒定律可以求出最大弹性势能。‎ ‎【详解】（1）设滑块A过C点时速度为vC，B与A碰撞后，B与A的速度分别为v1、v2，B碰撞前的速度为v0过圆轨道最高点的临界条件是重力提供向心力，由牛顿第二定律得：‎ 由机械能守恒定律得：‎ B与A发生弹性碰撞，碰撞过程动量守恒、机械能守恒，以向右左为正方向，由动量守恒定律得：Mv0=Mv1+mv2，‎ 由机械能守恒定律得：‎ 联立并代入数据解得：v0=3m/s ‎（2）由于B与A碰撞后，当两者速度相同时有最大弹性势能Ep，设共同速度为v，以向左为正方向，由动量守恒定律得：Mv0=（M+m）v，‎ 由机械能守恒定律得：‎ 联立并代入数据解得：Ep=0.375J ‎【点睛】本题考查了求速度与弹性势能问题，考查了动量守恒定律的应用，分析清楚物体运动过程是解题的关键，应用牛顿第二定律、动量守恒定律与机械能守恒定律可以解题。‎ ‎18.如图所示，充电后的平行板电容器水平放置，电容为C，极板间距离为d，上极板正中有一小孔。质量为m、电荷量为+q的小球从小孔正上方高h处由静止开始下落，穿过小孔到达下极板处速度恰为零（空气阻力忽略不计，极板间电场可视为匀强电场，重力加速度为g）。求：‎ ‎（1）小球到达小孔处的速度；‎ ‎（2）极板间电场强度大小和电容器所带电荷量；‎ ‎（3）小球从开始下落运动到下极板的时间。‎ ‎【答案】(1) (2) (3)‎ ‎【解析】‎ 试题分析：（1）小球到达小孔前是自由落体运动，根据速度位移关系公式，有：v2=2gh 解得：…①‎ ‎（2）对从释放到到达下极板处过程运用动能定理列式，有：mg（h+d）-qEd=0‎ 解得：…②‎ 电容器两极板间的电压为：‎ 电容器的带电量为：‎ ‎（3）加速过程：‎ mgt1=mv…③‎ 减速过程，有：‎ ‎（mg-qE）t2=0-mv…④‎ t=t1+t2…⑤‎ 联立①②③④⑤解得：‎ 考点：牛顿第二定律及动能定理的应用 ‎【名师点睛】本题关键是明确小球的受力情况和运动规律，然后结合动能定理和动量定理列式分析，不难。‎ 视频