河南省林州一中分校（林虑中学）2020学年高二物理10月月考试题 11页

林虑中学2020级高二10月调研考试 ‎ 物理试题 一、选择题（每题4分，前7题为单选，8~10为多选）‎ ‎1．关于静电场，下列结论普遍成立的是（　　）‎ A． 电场强度大的地方电势高，电场强度小的地方电势低 B． 电场中任意两点之间的电势差只与这两点的场强有关 C． 在正电荷或负电荷产生的静电场中，场强方向都指向电势降低最快的方向 D． 电场强度为零的点，电势一定为零 ‎2．如图所示，A、B为相互接触的用绝缘支柱支持的金属导体，起始它们不带电，在它们的下部贴有金属箔片，C是带正电的小球，下列说法中不正确的是（　　）‎ A． 把C移近导体A时，A、B上的金属箔片都张开 B． 把C移近导体A，先把A、B分开，然后移去C,A、B上的金属箔片仍张开 C． 先把C移走，再把A、B分开，A、B上的金属箔片仍张开 D． 先把C移近导体A，用手接触B后，再移开C，则箔片仍张开 ‎3．如图所示，一重力不计的带电粒子以某一速度进入负点电荷形成的电场中，且只在电场力作用下依次通过M、N、P三点，其中N点是轨迹上距离负点电荷最近的点．若粒子在M点和P点的速率相等，则（　　）‎ A． 粒子一定带正电且做匀速圆周运动 B． UMN＝UNP C． 粒子在N点时的加速度最大、电势能最小 D． 粒子在M、P两点时的加速度相同 ‎4．在竖直向上的匀强电场中，一根不可伸长的绝缘细绳的一端系着一个带电小球，另一端固定于O点，小球在竖直平面内做匀速圆周运动，最高点为a，最低点为b，不计空气阻力，则（　　）‎ A． 小球带负电 B． 电场力跟重力平衡 C． 小球在从a点运动到b点的过程中，电势能减小 D． 小球在运动过程中机械能守恒 ‎5．如图所示，两条不等长的细线一端固定在同一点，另一端分别拴两个带同种电荷的小球，两小球所带的电荷量分别为ql 、q2，质量分别为ml、m2，当两小球静止时恰好处于同一水平线上，且α>β，则造成α>β的原因是( )‎ A． ml > m2 B． ml < m2 C． ql > q2 D． q1< q2‎ ‎6．如图所示，某区域电场线左右对称分布，M、N为对称线上的两点。下列说法正确的是（ ）‎ A． M点电势一定小于N点电势 B． M点场强一定大于N点场强 C． 正电荷在M点的电势能大于在N点的电势能 D． 将电子从M点移动到N点，电场力做正功 ‎7．如图，有一带电荷量为+q的点电荷与表面均匀带电圆形绝缘介质薄板相距为2d，此点电荷到带电薄板的垂线通过板的圆心．若图中a点处的电场强度为零，则图中b点处的电场强度大小是（　　）‎ A． 0 B． C． D． ‎ ‎8．如图所示，等量异种点电荷A、B固定在同一水平线上，竖直固定的光滑绝缘杆与AB的中垂线重合，C、D是绝缘杆上的两点，ACBD构成一个正方形．一带负电的小球(可视为点电荷)套在绝缘杆上自C点无初速释放，由C运动到D的过程中，下列说法正确的是（　　）‎ A． 小球的加速度不变 B． 小球的速度先增大后减小 C． 杆对小球没有作用力 D． 杆对小球的作用力先增大后减小 ‎9．如图所示，AB、CD为一圆的两条直径，且相互垂直，O点为圆心.空间存在一未知静电场，场强方向与圆周所在平面平行.现有一电子，在电场力作用下（重力不计），先从A点运动到C点，动能减少了W；又从C点运动到B点，动能增加了W，那么关于此空间存在的静电场可能是（　　）‎ A． 方向垂直于AB并由O指向C的匀强电场 B． 方向垂直于AB并由C指向O的匀强电场 C． 位于O点的正点电荷形成的电场 D． 位于D点的正点电荷形成的电场 ‎10．两点电荷q1和q2(电性和大小均未知）分别固定在X轴上的-2L和2L处。两电荷连线上各点电势φ随X变化的关系如图所示。下列说法正确的是（　　）‎ A． 从-2L到2L电势先减小后增大 B． 从-2L到2L场强先减小后增大 C． -L处的场强为0‎ D． X轴上只有一个点的场强为0，且位于2L的右边 二、实验题（14分）‎ ‎11．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60 J，它运动到等势面φ1上时，速度恰好为零，粒子运动到φ2那的动能是__________J, 令φ2＝0，那么，当该电荷的电势能为12 J时，其动能大小为________J.‎ ‎12．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 三点附近电场强度的大小，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”）‎ 三、解答题（46分）‎ ‎13.（8分）如图所示，匀强电场中，A、B、C三点构成一个直角三角形，把电荷量q=-2×10-10C的点电荷由A点移动到B点，电场力做功4.8×10-8J，再由B点移到C点电荷克服电场力做功4.8×10-8J，取B点的电势为零，求A、C两点的电势及场强的方向。‎ ‎14.（12分）如图，绝缘的水平面上，相隔2L的AB两点固定有两个电量均为Q的正点电荷，a，O，b是AB连线上的三点，且O为中点，Oa=Ob= ．一质量为m、电量为+q的点电荷以初速度v0从a点出发沿AB连线向B运动，在运动过程中电荷受到大小恒定的阻力作用，当它第一次运动到O点时速度为2v0，继续运动到b点时速度刚好为零，然后返回，最后恰停在O点．已知静电力恒量为k．求：‎ ‎（1）a点的场强大小．‎ ‎（2）阻力的大小．‎ ‎（3）aO两点间的电势差．‎ ‎（4）电荷在电场中运动的总路程．‎ ‎15.（12分）如图所示，光滑绝缘细杆竖直放置，它与以正电荷Q为圆心的某圆交于B、C两点，质量为m、带电量为－q的有孔小球从杆上A点无初速度下滑，已知q≪Q，AB＝h，小球滑到B点时的速度大小为.求：‎ ‎(1)小球由A到B的过程中电场力做的功；‎ ‎(2)A、C两点的电势差；‎ ‎(3)若BC＝2h，求小球到达C时的速度大小．‎ ‎16.（14分）如图所示，在水平面MN的上方存在竖直向下的匀强电场，从空间某点A水平抛出质量为m、带电量为q的带正电粒子，在电场力的作用下经过时间t落到MN上的B点，测得A、B两点间的距离AB=L；若从A点水平抛出时的初速度增大到原来的3倍，则该粒子落到MN上的C点，测得A、C两点间的距离AC=L．不考虑带电粒子的重力和空气阻力，求：‎ ‎（1）电场强度E的大小；‎ ‎（2）带电粒子运动到C点时的速度大小．‎ 林虑中学2020级高二10月调研考试 物理答案 ‎1．C ‎【解析】电场强度和电势是两个物理量，大小无直接联系；只有匀强电场中两点之间的电势差才只与这两点的场强有关，场强方向指向电势下降最快的方向，而场强大小与电势高低无必然联系，故C项正确。故选C ‎2．C ‎【解析】感应带电，这是使物体带电的一种方法，根据异种电荷互相吸引的原理可知，靠近的一端会带异种电荷。金属导体处在正电荷的电场中，由于静电感应现象，导体B的右端要感应出正电荷，在导体A的左端会出现负电荷，所以导体两端的验电箔都张开，且左端带负电，右端带正电，把带正电荷的物体C移近导体A后，把A和B分开，A带负电，B带正电，金属箔还是张开，故AB正确；先把C移走，A、B电荷恢复原状，若再把A、B分开，A、B上的金属箔片不会张开，故C错误；先把C移进导体A，用手接触B后，这时，导体AB将整体带上负电荷，再移开C，则箔片仍张开。故D正确；本题选择不正确的，故选C。‎ ‎3．C ‎【解析】由一定的轨迹可得，粒子在匀强电场中受到的电场力的方向向左，在向右运动的过程中，电场力对粒子做负功，粒子的速度减小，电势能增加，根据粒子的运动分析可以得出结论。‎ ‎【详解】A项：由物体做曲线运动的条件可知，粒子带正电，要使粒子做匀速圆周运动即要粒子的速度与电场力垂直，故A错误；B项：由于粒子在M点和P点的速率相等，所以UMN=-UNP，故B错误；C项：根据电场线的疏密可得，N点处的电场线最密，所以粒子在N点时受到的电场力最大，加速度最大，由地N点的电势在三点中最低，所以带正电的粒子在N点的电势能最小，故C正确；D项：由于粒子在M、P两粒处受到的电场力方向不同，所以加速度方向也不相同，故D错误。‎ ‎4．B ‎【详解】小球在竖直平面内做匀速圆周运动，受到重力、电场力和细绳的拉力，电场力与重力平衡，则知小球所受的电场力方向竖直向上，因此小球带正电。故A错误，B正确。小球在从a点运动到b点的过程中，电场力做负功，小球的电势能增大，故C错误。由于电场力做功，所以小球在运动过程中机械能不守恒。故D错误。故选B。‎ ‎5．B ‎【解析】对两个球受力分析，均受重力、拉力和静电斥力，如图所示：‎ 不管电荷量大小如何，静电斥力F、F′都相同，故电荷量关系不影响角度α和β；根据平衡条件，有： ；由于：F=F′，90°＞α＞β；故m1＜m2；故选B。‎ ‎6．C ‎【解析】试题分析：顺着电场线电势降低，故M点电势一定高于N点电势，正电荷在M点的电势能大于在N点的电势能，故选项C正确；M点的电场线较N点稀疏，故M点场强一定小于N点场强，选项B错误；将电子从M点移动到N点，静电力做负功，选项D错误；故选AC.‎ ‎7．D ‎【解析】+q在a处产生的场强大小为E=k，方向水平向左。据题，a点处的电场强度为零，+q与带电薄板在a点产生的场强大小相等，方向相反，则带电薄板在a点产生的场强大小为E=k，方向水平向右。根据对称性可知，带电薄板在b点产生的场强大小为E=k，方向水平向左。+q在b处产生的场强大小为E=k，方向水平向左，则b点处的电场强度大小是：Eb=。故选D。‎ ‎8．AD ‎【解析】A、B、C项：因直杆处于AB的连线的中垂线上，所以此线上的所有点的电场方向都是水平向右的，对带电小球进行受力分析，受竖直向下的重力，水平向左的电场力和水平向右的弹力，水平方向上受力平衡，竖直方向上的合力大小等于重力，重力大小不变，加速度大小始终等于重力加速度，所以带电小球一直做匀加速直线运动，故A正确，B、C错误；‎ D项：从C到D，电场强度先增大后减小，则电场力先增大后减小，则杆对小球的作用力先增大后减小，故D正确。‎ ‎9．AD ‎【解析】减小的动能转化为电子的电势能，由A到C减小的动能与由C到B增加的动能相等，所以场强方向由O指向C，A和B的电势相等，若电场是点电荷产生的则可能是位于D点的正点电荷形成的电场，若电场是匀强电场产生的则可能是方向垂直于AB并由O指向C的匀强电场，故AD对；BC错；故选AD ‎10．BD ‎【解析】由图像可知，从-2L到2L电势一直降低，选项A错误；图像的斜率等于场强，则从-2L到2L场强先减小后增大，选项B正确；-L处切线的斜率不为零，则场强不为0，选项C错误；由图像可知，-2L处的电荷为正电荷且带电量较大，2L处的电荷为负电荷，且电量较小，则X轴上只有一个点的场强为0，且位于2L的右边，选项D正确；故选BD.‎ ‎11． 30J 18J ‎【解析】试题分析：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，根据动能定理求出电荷经经过φ2等势面时的动能，确定电荷总能量，再由能量守恒定律求出电势能为12J时它的动能正电荷在等势面上时动能60J，在等势面上时动能为零，动能的减小为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，则电荷经经过等势面时的动能为30J，又，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．‎ ‎12．（1）不均匀； 密集； 稀疏； （2）C； 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．‎ ‎13．(1) (2)场强方向垂直于AC，指向左上方 ‎【解析】根据电势差公式，分别求出A、B间，B、C间电势差，B点的电势为零，再求解A、C两点的电势；在AC边上找出与B点电势相等的点，作出等势线，根据电场线与等势线垂直，而且由高电势指向低电势，判断场强的方向。‎ ‎【详解】‎ A、B间电势差为 B、C间电势差为：‎ 又UAB=φA-φB，UBC=φB-φC，φB=0，得到φA=-240V，φC=-240V，所以AC电势相等，场强方向垂直AC连线指向左上方。‎ ‎14．(1) (2)略 （3） （4）4.5L ‎15．(1) (2) (3)‎ ‎【解析】小球由A到B的过程中重力和静电力做功，由动能定理求得小球从A点到B点的过程中静电力做的功； 根据动能定理研究小球从A运动到B的过程，求出电场力所做的功，进而求出AB间的电势差；小球从B到C过程，电场力做功为零，只有重力做功，由动能定理求得小球滑到C点时的速度大小。‎ ‎【详解】(1)因为杆是光滑的，所以小球从A到B过程中只有两个力做功：电场力的功WAB和重力的功mgh，由动能定理得代入已知条件 可得电场力做功为：‎ ‎(2)因为B、C在同一条等势线上，所以φB＝φC 即UAB＝UAC 由公式：WAB＝qUAB 可得： 故A、C两点的电势差为 ‎(3)小球由B到C：W电＝0‎ 由动能定理：‎ 解得：‎ ‎16．（1） （2）‎