陕西省宝鸡市金台中学2019-2020学年高二上学期9月月考物理试题 18页

宝鸡市金台高级中学2019—2020学年度第一学期九月月考高二物理试题（卷）‎ 一、单选题 ‎1.下列有关物理学史说法正确的是 A. 库仑提出了库仑定律，并通过实验测出了静电力常量 B. 牛顿提出了万有引力定律，并通过实验测出了引力常量 C. 为了方便研究电场，库仑提出了电场线的概念 D. 库仑通过油滴实验测出了电子的电荷 ‎【答案】A ‎【解析】‎ ‎【详解】A.库仑利用扭秤实验研究了得出电荷间相互作用力的规律--库仑定律，测出了静电力常量，故A正确；‎ B.牛顿发现了万有引力定律，但他没有测出万有引力常量，是卡文迪许通过实验确定了万有引力常量，故B错误；‎ C. 为了方便研究电场，法拉第提出了电场线的概念，故C错误；‎ D. 密立根通过油滴实验，测出了电子电量，提出了电荷量子化观点，故D错误。‎ ‎2.下列说法正确的是（ ）‎ A. 点电荷其实就是体积很小球体 B. 根据，当两电荷的距离趋近于零时，静电力将趋向无穷大 C. 若点电荷q1的电荷量大于q2的电荷量，则q1对q2的静电力大于q2对q1的静电力 D. 库仑定律和万有引力定律的表达式相似，都是平方反比定律 ‎【答案】D ‎【解析】‎ ‎【详解】A、当带电体的形状、大小及电荷的分布状况对它们之间的作用力影响可以忽略时，可以看成点电荷，不是体积小就能看成点电荷．故A错误． B、当两个点电荷距离趋于0时，两电荷不能看成点电荷，此时库仑定律的公式不再适用．故B错误． C、两电荷之间的相互作用力大小相等，与点电荷电量的大小无关．故C错误． ‎ D、库仑定律表达式F=k适用于真空中两点电荷之间的作用力；万有引力定律的表达式F=G，库仑定律和万有引力定律的表达式相似，都是平方反比定律，故D正确． 故选：D．‎ ‎3.真空中有两个静止的点电荷，它们之间的作用力为F，若它们的带电量都增大为原来的3倍，距离增大为原来的3倍，它们之间的相互作用力变为 A. ‎9F B. F C. D. ‎ ‎【答案】B ‎【解析】‎ ‎【详解】由库仑定律可得，变化前：‎ 变化后 A. ‎9F与分析不符，故A错误；‎ B. F与分析相符，故B正确；‎ C.与分析不符，故C错误；‎ D.与分析不符，故D错误。‎ ‎4.金属板和板前一正点电荷形成的电场线分布如图所示，A、B、C、D为电场中的四个点，则　　‎ A. B、D两点的电势相等 B. B点电场强度比D点的大 C. 负电荷在C点的电势能低于在A点的电势能 D. 正电荷由D点静止释放，只受电场力作用沿电场线运动到B点 ‎【答案】C ‎【解析】‎ 沿着电场线电势逐渐降低，由图看出，D点电势比B点电势高，故A错误；电场线的疏密表示电场强度的大小，由图可知，B点的电场强度比D点的小．故B错误；沿着电场线电势逐渐降低，由图看出，C点电势比A点电势高，所以负电荷在C点的电势能低于在A点的电势能． 故C正确；正电荷由D点静止释放，受电场力方向沿曲线的切线方向，所以运动的轨迹不会沿电场线的方向．故D错误．故选C.‎ 点睛：该题要掌握电场线的物理意义：电场线的疏密表示场强的大小，顺着电场线电势逐渐降低．‎ ‎5.如图所示，一个枕形导体AB原来不带电，将它放在一个负点电荷的电场中，点电荷的电荷量为Q，与AB中心O点的距离为R。由于静电感应,在导体A、B两端分别出现感应电荷。当达到静电平衡时，下列说法不正确的是 A. 导体A端电势高于B端电势 B. 导体A端电势低于B端电势 C. 导体中心O点的场强为0‎ D. 枕形导体两端的感应电荷在O点产生感应电场强度,方向水平向左 ‎【答案】CD ‎【解析】‎ ‎【详解】AB.当达到静电平衡时整个导体是一个等势体，则导体A端电势等于B端电势。故A错误，B错误；‎ C.当达到静电平衡时导体中心O点的场强为0，故C正确；‎ D. 枕形导体两端的感应电荷在导体中心O点的场强大小与点电荷-Q产生的场强大小相等，为 方向相反，为水平向左，故D正确。‎ ‎6.如图所示，匀强电场场强E=100V/m，A、B两点相距‎8cm，A、B连线与电场线夹角为 ‎，若取B点电势为0，则A点电势为 A. -8V B. 8V C. -4V D. 4V ‎【答案】D ‎【解析】‎ ‎【详解】由图示可知，根据顺着电场线方向电势降低，可知B的电势低于A的电势，则UBA＜0，AB方向与电场线方向间的夹角为：，BA两点沿电场方向的距离为 BA两点间的电势差为：‎ 因取B点电势为0，则A点电势为：‎ A. -8V与分析不符，故A错误；‎ B. 8V与分析不符，故B错误；‎ C. -4V与分析不符，故C错误；‎ D. 4V与分析相符，故D正确。‎ ‎7.如图所示，先接通电键S使电容器充电，然后断开S，减小两极板间的距离时，电容器所带电量Q、电容C、两极板间电势差U、板间场强E的变化情况是( )‎ A. Q变小，C不变，U不变，E变大 B. Q变小，C变小，U变小，E变小 C. Q不变，C变小，U变大，E不变 D. Q不变，C变大，U变小，E不变 ‎【答案】D ‎【解析】‎ ‎【详解】电容器与电源断开，电量Q保持不变，减小两极板间距离时，根据 ‎，知电容C变大，根据知两极板间的电势差U变小，根据 可知，场强E不变 A.Q变小，C不变，U不变，E变大与分析不符，故A错误；‎ B. Q变小，C变小，U变小，E变小与分析不符，故B错误；‎ C.Q不变，C变小，U变大，E不变与分析不符，故C错误；‎ D.Q不变，C变大，U变小，E不变与分析相符，故D正确。‎ ‎8.如图所示，带电小球A、B的电荷分别为QA、QB，OA=OB，都用长L的丝线悬挂在O点静止时A、B相距为d，为使平衡时AB间距离减为，可采用以下哪些方法( ) ‎ A. 将小球A的质量增加到原来的64倍 B. 将小球B的质量增加到原来的64倍 C. 将小球B的电荷量都减小到原来的四分之一 D. 将小球A、B的电荷量都减小到原来的一半，同时将小球B的质量增加到原来的4倍 ‎【答案】B ‎【解析】‎ ‎【详解】如图所示，B受重力、绳子的拉力及库仑力；将拉力及库仑力合成，其合力应与重力大小相等方向相反；‎ 由几何关系可知 而库仑力 即 所以 要使变为 A.将小球A的质量增加到原来的64倍，两球间距离不变，故A错误；‎ B.将小球B的质量增加到原来的64倍，由可知，变为，故B正确；‎ C.将小球B的电荷量都减小到原来的四分之一，由可知，不会变为，故C错误；‎ D. 将小球A、B的电荷量都减小到原来的一半，同时将小球B的质量增加到原来的4倍，由可知，不会变为，故D错误。‎ ‎9.直线AB是某电场中的一条电场线。若有一电子以某一初速度，仅在电场力的作用下，沿AB由A运动到B，其速度图象如图所示，下列关于A、B两点的电场强度EA、EB和电势、的判断正确的是 A. ‎ B ‎ C. ‎ D. ‎ ‎【答案】AC ‎【解析】‎ ‎【详解】AB．由图可以知道电子在A点加速度较大，则可以知道A点所受电场力较大，由：‎ 可以知道A点的场强要大于B点场强；故A正确，B错误;‎ CD．由图可知电子从A到B的过程中速度减小，动能减小，则可以知道电场力做负功，电势能增加，即：‎ 电子带负电，由：‎ 可以知道A点的电势要大于B点电势，故C正确，D错误 ‎10.如图所示，虚线a、b、c代表电场中某区域的三个等势面，相邻等势面之间的电势差相等，即Uab= Ubc，实线为一带负电的点电荷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，则 A. 三个等势面中， a的电势最高 B. 该点电荷通过P点时的电势能比Q点大 C. 该点电荷通过P点时的动能比Q点大 D. 该点电荷通过P点时的加速度大小比Q点大 ‎【答案】BD ‎【解析】‎ 试题分析：负电荷做曲线运动，电场力指向曲线的内侧；作出电场线，根据轨迹弯曲的方向和负电荷受力的方向向下可知，电场线向上．故c的电势（Q点）最高，故A错误；利用推论：负电荷在电势高处电势能小，知道P点电势能大，故B正确；只有电场力做功，电势能和动能之和守恒，故带电质点在P点的动能与电势能之和等于在Q点的动能与电势能之和，P点电势能大，动能小．故C错误；等差等势面的疏密可以表示电场的强弱，P处的等势面密，所以P点的电场强度大，粒子受到的电场力大，粒子的加速度大，故D正确；‎ 考点：考查了带电粒子在电场中的运动 ‎11.如图甲所示，在某电场中建立x坐标轴，一个电子仅在电场力作用下沿x轴正方向运动，经过A、B、C三点，已知。该电子的电势能EP随坐标x变化的关系如图乙所示。则下列说法中正确的是 A. A点电势低于B点电势 B. A点的电场强度小于B点的电场强度 C. A、B两点电势差UAB等于B、C两点电势差UBC D. 电子经过A点的速率小于经过B点的速率 ‎【答案】AD ‎【解析】‎ ‎【详解】AD.一个电子仅在电场力作用下沿x轴正方向运动，由图知电势能一直减小，则电子从A到B电场力做正功，电势升高，根据动能定理，动能增加，速度增大，A点电势低于B点电势，故AD正确；‎ B.根据EP=qEx，可知图象的斜率大小体现电场强度的强弱，因此从A到B，电场强度减小，A点的电场强度大于B点的电场强度，故B错误；‎ C. 由图可知，电子通过相同位移时，电势能的减小量越来越小，A、B两点电势差UAB大于B、C两点电势差UBC，故C错误。‎ ‎12.一匀强电场的方向平行于xOy平面，平面内a、b、c三点的位置如图所示，三点的电势分别为10V、17V、26V。下列说法 A. 电场强度的大小为2.5V/cm B. 坐标原点处的电势为1V C. 电子在a点的电势能比在b点的高7eV D. 电子从c点运动到b点，电场力做功为9eV ‎【答案】ABC ‎【解析】‎ ‎【详解】A. 如图所示，在连线上，确定一点，电势为17V，将连线，即为等势线，那么垂直连线，则为电场线，再依据沿着电场线方向，电势降低，则电场线方向如图 因为匀强电场，则有：‎ 依据几何关系，则有：‎ 因此电场强度大小为：‎ 故A正确；‎ B. 根据解得原点处的电势为：‎ 故B正确；‎ C. 因，电子从点到点电场力做功为：‎ 因电场力做正功，则电势能减小，那么电子在点的电势能比在点的高，故C正确；‎ D. 同理可得：‎ 电子从点运动到点，电场力做功为：‎ 故D错误。‎ 三、填空题 ‎13.A、B带等量的异种电荷，不带电物体C先后与A、B接触后A、B、C三者电荷量之比为______ ．‎ ‎【答案】2：1：1‎ ‎【解析】‎ ‎【详解】[1]假设A带电量为Q，B带电量为-Q，第三个不带电的金属小球C与A接触后，A和C的电量都为，C与B接触时先中和再平分，则C、B分开后电量均为，所以A、B、C三者电荷量之比为2：1：1‎ ‎14.如图，当一个带正电荷的物体C靠近原来不带电的导体时，由于电荷间相互吸引或排斥，使导体靠近带电物体的A端带 ______（填“正”或“负”）电荷，远离带电物体的B端带 _____（填“正”或“负”）电荷．‎ ‎【答案】 (1). 负 (2). 正 ‎【解析】‎ 解：静电感应不是创造电荷，而是使导体上的正负电荷分开，当一个带正电荷的物体靠近原来不带电的导体时，由于静电感应，导体两端就会带等量异号电荷，其中导体靠近带电物体的一端带负电，远离带电物体的一端带正电．‎ 故答案为：负，正 ‎【点评】考查了静电感应现象，导体靠近带电物体的一端带上与点电荷相反电性的电荷，远离带电物体的一端带上与点电荷电性相同的电荷．‎ ‎15.在x轴上，x=0处放置一个电荷为+4q的点电荷，x=‎6cm处放置一个电荷为-q的点电荷，合场强为零的点在x=______cm处．‎ ‎【答案】‎‎12cm ‎【解析】‎ ‎【详解】[1]根据电场的叠加原理可知合场强为零的点应在两个点电荷的连线上-q的外侧，设其横坐标为x，根据平衡条件有 解得：‎ ‎16.在电场中A点放入一个电荷量为的正试探电荷，它受到的电场力为，则A点的电场强度为______ ，若将正试探电荷的电荷量减为，则A点的电场强度为______ ．‎ ‎【答案】、500，500‎ ‎【解析】‎ 试题分析：A点的电场强度为；电场强度反映电场本身的特性，与试探电荷无关，所以将正试探电荷的电荷量减为1×10‎-6C，A点的电场强度仍为500N/C．‎ 考点：电场强度 ‎17.在点电荷Q产生的电场中有a、b两点，相距为d。已知a点的场强大小为E，方向与ab连线夹角为，b点的场强方向与连线成角，如图所示。则b点的场强大小为__，a、b两点____点电势高。‎ ‎【答案】 (1). 3E (2). a ‎【解析】‎ ‎【详解】[1][2]将场强Ea、Eb延长，交点即为点电荷所在位置，如图所示，由于电场强度方向指向点电荷Q，则知该点电荷带负电，根据几何知识分析解得a点到Q点的距离：‎ b点到Q点的距离 a、b两点到点电荷Q的距离之比 由公式得：a、b两点场强大小的比值 Ea：Eb=1：3‎ 得：‎ Eb=3E 由于a点距离负点电荷Q更近，所以a点的电势高于b点的电势 ‎18.如图所示，三条实线代表电力线，a、b为电场中的两点，这两点相比较____ 点的电场强度较大。把一个带电量为的点电荷从a移动到b点，电场力做功J，则a、b两点间的电势差为______ V. ‎ ‎【答案】 (1). a (2). 240V ‎【解析】‎ ‎【详解】[1]由图知，a处电场线比b处电场线密，则a处电场强度较大；‎ ‎[2]a、b两点间的电势差为：‎ ‎19.如图甲所示，AB是某电场中的一条电场线，若有一电子仅在电场力作用下，以某一初速度沿AB由A点运动到B点。所经位置的电势随与A点距离的变化规律如图乙所示。则可以判知，A、B两点的电场强度EA______EB，A、B两点的电势______，电子在A、B两点的速度_______。（填“＞”、“＜”或“＝”）‎ ‎【答案】 (1). > (2). > (3). >‎ ‎【解析】‎ ‎【详解】[1]φ-x图象的斜率大小等于电场强度，由几何知识得知，图象的斜率减小，则从A到点B场强减小，则有EA＞EB；‎ ‎[2]由图看出，电势逐渐降低，可判断出电场线的方向从A到B，所以；‎ ‎[3]由图看出，电势逐渐降低，可判断出电场线的方向从A到B，在移动过程中，电场力做负功，电子的动能减小，速度减小，而电子的电势能增大。即有vA＞vB。‎ 四. 计算题 ‎20.把质量是的带电小球B用细线悬挂起来，如图所示。若将带电荷量为的小球A靠近B，平衡时细线与竖直方向成角，A、B在同一水平面上，相距‎0.30m，试求：‎ ‎(1) A球受到的电场力多大？‎ ‎(2) B球所带电荷量为多少？‎ ‎【答案】(1)(2)‎ ‎【解析】‎ ‎【详解】(1)对B球受力分析如图所示，由几何关系知：‎ 由牛顿第三定律知：‎ ‎(2)由库仑定律得：‎ 代入数据得：‎ ‎21.如图所示，A、B、C为一等边三角形的三个顶点，某匀强电场的电场线平行于该三角形平面现将电荷量为的正点电荷从A点移到B点，电场力做功为，将另一电荷量为的负点电荷从A点移到C点，克服电场力做功J. ‎ 求、各为多少？‎ 边长为 cm，求电场线方向及电场强度大小．‎ ‎【答案】（1）300V,300V（2） ‎ ‎【解析】‎ 试题分析：（1）由电势差公式U=求解电势差UAB、UAC、UBC的值，并得到三点电势的关系，根据电场线与等势线垂直，并指向低电势，确定电场线的方向．‎ ‎（2）由E=求解电场强度的大小，d是电场线方向两点间的距离．‎ 解：（1）UAB==；UAC==；则知，B、C电势相等，则UBC=0．所以电场线方向为垂直于BC连线向右下方．‎ ‎（2）电场强度的大小E==V/m=104V/m．‎ 答：（1）电场线方向为垂直于BC连线向右下方．UAB、UAC、UBC的值分别为300V，300V，0；‎ ‎（2）电场强度的大小为104V/m．‎ ‎【点评】本题要掌握电势差公式U=，注意运用此式时三个量均要代入符号进行运算．电场强度与电势差的关系式E=，式中d是电场线方向两点间的距离．‎ ‎22.虚线间存在如图所示的水平匀强电场，一带电粒子质量为、电荷量为，从点由静止开始经电压为的电场加速后，垂直进入匀强电场中，从虚线的某点（图中未画出）离开匀强电场时速度与电场方向成30°角。已知间距为，带电粒子的重力忽略不计。求：‎ ‎（1）带电粒子刚进入匀强电场时的速率；‎ ‎（2）水平匀强电场的场强大小；‎ ‎（3）两点间的电势差。‎ ‎【答案】（1） （2） （3）‎ ‎【解析】‎ ‎【详解】（1）由动能定理得 代入数据得。‎ ‎（2）粒子沿初速度方向做匀速运动，‎ 粒子沿电场方向做匀加速运动，‎ 由题意得:‎ 由牛顿第二定律得:‎ 联立以上各式并代入数据得:。‎ ‎（3）由动能定理得 联立以上各式并代入数据得。‎ 附加题 ‎23.ABC表示竖直放在电场强度为E=104V/m的水平匀强电场中的绝缘光滑轨道，其中轨道的BC部分是半径为R的圆环，轨道的水平部分与半圆环相切。A为水平轨道上的一点，而且AB=R=‎0.2m，把一质量m=‎0.1kg，带电量为q=+C的小球，放在A点由静止释放后，求：（g=‎10m/s2） ‎ ‎(1)小球到达C点的速度大小 ‎(2)小球在C点时，轨道受到的压力大小 ‎【答案】(1) (2)3N ‎【解析】‎ ‎【详解】(1)设小球在C点的速度大小是vC，则对于小球由A→C的过程中，由动能定理得：‎ 解得：‎ ‎ ‎ ‎(2)小球在C点时受力分析如图 由牛顿第二定律得：‎ 解得：‎ 由牛顿第三定律可知，小球对轨道的压力：‎ NC′=NC=3N