2017-2018学年天津市滨海新区大港八中高二上学期第二次月考物理试题 解析版 14页

天津滨海新区大港第八中学2017-2018学年高二上学期第二次月考物理试题 一、单项选择题（16小题）‎ ‎1. 关于电场，下列叙述正确的是（ ）‎ A. 以点电荷为圆心，r为半径的球面上，各点的场强都相同 B. 正电荷周围的电场强度一定比负电荷周围的电场强度大 C. 在电场中某点放入试探电荷q，该点的场强，取走q后，该点场强不为零 D. 电荷所受电场力很大，该点的电场强度一定很大 ‎【答案】C ‎【解析】A、在以点电荷Q为球心，以r为半径的球面上各处电场强度大小均相等，但方向不同，故选项A错误；‎ B、公式是点电荷的电场强度的计算式，E与Q成正比，与r2成反比，式中Q与r将决定E的大小，与电荷的正负无关，故选项B错误；‎ C、E＝ 是电场强度的定义式，场强的大小是由电场本身决定的，故选项C正确；‎ D、电场中同一电荷所受到的电场力很大，即该点的电场强度很大；不同的电荷，还与电荷量的多少有关，故选项D错误．‎ 综上所述本题答案是：C ‎2. 在一个真空点电荷电场中，离该点电荷为的一点，引入电量为q的检验电荷，所受到的电场力为F，则离该点电荷为r处的场强的大小为( )‎ A. B. C. D. ‎ ‎【答案】B ‎ ‎ ‎3. 如图所示为电场中的一条电场线，A、B为其上的两点，以下说法正确的是( )‎ A. 与一定不等，与一定不等 B. 与可能相等，与可能相等 C. 与一定不等，与可能相等 D. 与可能相等，与一定不等 ‎【答案】D ‎【解析】电场线越密的地方电场强度越大，由于只有一条电场线，无法看出电场线的疏密，故EA与EB可能相等、可能不相等，沿着电场线电势一定降低，故φA一定大于φB，故D正确，ABC错误。‎ ‎4. 一带电粒子从电场中的A点运动到B点，轨迹如图中虚线所示，不计粒子所受的重力，则（ ） ‎ A. 粒子带正电 B. A点的场强小于B点的场强 C. 粒子的加速度逐渐增加 D. 粒子的速度不断减小 ‎【答案】D ‎【解析】：由于电场的吸引力作用带电粒子轨迹向下偏转，所以粒子带负电。选项A错误。电场线密表示场强大，带电粒子受力大，加速度大，选项B、C错误。电场力对粒子做负功，粒子的速度减小，选项D正确。‎ ‎5. 在静电场中，将一正电荷从a点移到b点，静电力做了负功，则( )‎ A. b点的电场强度一定比a点大 B. 电场线方向一定从b指向a C. b点的电势一定比a点高 D. 该电荷的动能一定减小 ‎【答案】C ‎【解析】电场力做负功，该电荷电势能增加．正电荷在电势高处电势能较大，C正确．电场力做负功同时电荷可能还受其他力作用，总功不一定为负．由动能定理可知，动能不一定减小，D错．电势高低与场强大小无必然联系，A错．b点电势高于a点．但a、b可能不在同一条电场线上，B错．‎ ‎ ‎ ‎6. 如图所示，匀强电场场强。A、B两点相距L＝20 cm，且A、B连线与电场线方向的夹角为，则A、B两点间的电势差为（ ）‎ ‎ ‎ A. －10V B. 10V C. －5V D. 5V ‎【答案】C ‎【解析】由图知，BA方向与电场线方向间的夹角，BA两点沿电场方向的距离：，BA两点间的电势差：，AB间的电势差：，选C．‎ ‎【点睛】已知匀强电场的场强为E，A、B两点间的距离为L及AB连线与电场方向的夹角为，根据公式U=Ed，求出两点沿电场方向的距离d，再求解电势差U．‎ ‎7. 如图所示，真空中M、N处分别放置两等量异种电荷，a、b、c表示电场中的3条等势线，d点和e点位于a等势线上，f点位于c等势线上，df平行于MN。以下说法正确的是（ ）‎ A. d点的电势低于f点的电势 B. d点的电势与e点的电势相等 C. 若将一负试探电荷沿直线由d点移动到f点，则电场力先做正功、后做负功 D. 若将一正试探电荷沿直线由d点移动到e点，试探电荷的电势能增加 ‎【答案】B ‎【解析】由电场线、等势面的分布可得d点电势高于f点电势，A错误．d、e在同一等势面上，故d点的电势与e点的电势相等，B正确．因负电荷由d到f电场力一直做负功，C 错误．将一正试探电荷沿直线由d点移动到e点，试探电荷的电势能不变，D错误．选B．‎ ‎【点睛】由电场线、等势面的分布可得电势的高低，再由电场线与电势的关系分析电场强度大小和方向．进而判断电荷的受力情况．通过电荷电势能的变化得出电场力做功情况．‎ ‎8. 平行板电容器两板间有匀强电场，其中有一个带电液滴处于静止，如图所示。当发生下列哪些变化时，液滴将向上运动（ ）‎ ‎ ‎ A. 将电容器的下极板稍稍上移 B. 将电容器的上极板稍稍上移 C. 将S断开，并把电容器的下极板稍稍上移 D. 将S断开，并把电容器的上极板稍稍下移 ‎【答案】A ‎【解析】带电液滴开始受到重力和电场力处于平衡。当S闭合时电容器两端电压不变，将电容器的下极板稍稍上移，d变小，电势差不变，则电场强度增大，电场力增大，将向上运动．A正确．将电容器的上极板稍稍上移，d变大，电势差不变，则电场强度减小，电场力减小，将向下运动．B错误．当S断开时电容器的电量不变，根据，，，联立得，与d无关，则E不变，带电液滴不动．CD错误．选A.‎ ‎【点睛】带电液滴受到重力和电场力处于平衡，当电场强度增大时，液滴将会向上运动．电容器始终与电源相连，两端的电压不变，电容器与电源断开，所带的电量不变，根据动态分析判断电场强度的变化．‎ ‎9. 两个球带电后相互推斥，如图所示．两悬线跟竖直方向各有一个夹角、，且两球在同一水平面上．两球质量用m和M表示，所带电量用q和Q表示．若已知，则下列说法中一定有的关系是( )‎ A. 球一定带异种电荷 B. m受到的电场力一定大于M所受电场力 C. m一定小于M D. q一定大于Q ‎【答案】C ‎【解析】两个球相互排斥，故一定带同种电荷，A错误；两球相互排斥，根据牛顿第三定律，相互排斥力相等，与带电量无关，BD错误；对左侧小球受力分析，受重力mg，拉力T和静电斥力F，如图所示 根据平衡条件，有：，，解得①，再对右侧小球受力分析，同理有②，因，由①②可得，C正确；选C．‎ ‎【点睛】两球相互排斥，故带异种电荷，根据牛顿第三定律可知相互排斥力相等，与带电量无关；再根据平衡条件得到排斥力的表达式进行分析．‎ ‎10. 关于磁感强度，下列说法中正确的是（　　）‎ A. 磁感强度的方向，就是通电直导线在磁场中的受力方向 B. 磁感强度大的地方，通电导线所受的力也一定大 C. 磁感强度的方向是小磁针北极的受力方向 D. 通电导线在某处所受磁场力为零，则该处的磁感强度一定为零 ‎【答案】C ‎【解析】试题分析：A、通电导线在磁场中的受力方向由左手定则确定，安培力与磁场方向相互垂直；故A错误；‎ B、根据B=可知，通电导线受力与磁场强度无关；故B错误．‎ C、磁感强度的方向是小磁针北极的受力方向；故C正确；‎ D、通电导线在磁场中与磁场平行时，安培力为零；故通电导线在磁场中受磁场力为零时，该处的磁感应强度不一定为零；故D错误；‎ 故选：C．‎ ‎11. 竖直放置的通电直导线，通以如图所示的恒定电流，在其右侧水平放置一小磁针，关于小磁针静止时N极的指向（不计其它磁场的影响），下列说法正确的是（　　） ‎ A. 水平向右 B. 水平向左 C. 垂直纸面向里 D. 垂直纸而向外 ‎【答案】D ‎【解析】试题分析：当通入如图所示的电流时，根据右手螺旋定则可得小磁针的位置的磁场方向是垂直纸面向外，由于小磁针静止时N极的指向为磁场的方向，所以小磁针的N极将垂直于纸面向外转动，稳定后N极的指向垂直于纸面向外，D正确。‎ 考点：考查了右手螺旋定则 ‎12. 如图所示，条形磁铁放在水平粗糙桌面上，它的右上方附近固定有一根长直导线，导线中通与了方向垂直纸面向里（即与条形磁铁垂直）的电流，与原来没有放置通电导线时相比较，磁铁受到的支持力N和摩擦力f的变化情况是（　　）‎ A. N减小 B. N增大 C. f始终为0 D. f不为0，且方向向左 ‎【答案】A ‎【解析】以导线为研究对象，由左手定则判断得知导线所受安培力方向斜向右下方；根据牛顿第三定律得知，导线对磁铁的安培力方向斜向左上方，磁铁有向左运动的趋势，受到向右的摩擦力，同时磁铁对地的压力减小；选A．‎ ‎【点睛】以导线为研究对象，根据电流方向和磁场方向判断所受的安培力方向，再根据牛顿第三定律，分析磁铁所受的支持力和摩擦力情况来选择．‎ ‎13. 如图所示，长为2L的直导线折成边长相等，夹角为的V形，并置于与其所在平面相垂直的匀强磁场中，磁感应强度为B，当在导线中通以电流I时，该V形通电导线受到的安培力大小为 （　　） ‎ A. 2BIL B. 0 C. 0.5BIL D. BIL ‎【答案】D ‎【解析】导线在磁场内有效长度为，故该V形通电导线受到安培力大小为，选D．‎ ‎14. 如图所示，在x轴上方存在着垂直于纸面向里、磁感应强度为B的匀强磁场。一个不计重力的带电粒子从坐标原点O处以速度v进入磁场，粒子进入磁场时的速度方向垂直于磁场且与x轴正方向成角，粒子穿过y轴正半轴，且轨迹最高点到x轴的距离为a，则该粒子的比荷和所带电荷的正负是（ ）‎ A. ，正电荷 B. ，正电荷 C. ，负电荷 D. ，负电荷 ‎【答案】C ‎【解析】从“粒子穿过y轴正半轴后……”可知粒子向右侧偏转，洛伦兹力指向运动方向的右侧，由左手定则可判定粒子带负电，作出粒子运动轨迹示意图如图．根据几何关系有r＋rsin30°＝a，再结合半径表达式r＝可得＝，故C项正确．‎ ‎ ‎ ‎15. 如图所示，光滑的平行导轨与水平面的夹角为，两平行导轨间距为L，整个装置处在垂直斜面向上的匀强磁场中．将质量为m，长度为L，通过ab的电流为I的导体棒放在平行导轨上恰好处于静止状态，重力加速度为g，则匀强磁场的磁感应强度为（ ）‎ A. B. C. D. ‎ ‎【答案】A ‎【解析】由左手定则可知，导体棒所受的安掊力方向为沿斜面向上，与重力沿斜面向下的分力平衡，则有，解得，选A.‎ ‎16. 回旋加速器是加速带电粒子的装置．其主体部分是两个D形金属盒，两金属盒处于垂直于盒底的匀强磁场中，并分别与高频交流电源两极相连接，从而使粒子每次经过两盒间的狭缝时都得到加速，如图所示．现要增大带电粒子从回旋加速器射出时的动能，下列方法可行的是（　　） ‎ A. 减小狭缝间的距离 B. 减小磁场的磁感应强度 C. 增大金属盒的半径 D. 增大高频交流电压 ‎【答案】C ‎【解析】带电粒子从D形盒中射出时的动能，带电粒子在磁场中做匀速圆周运动，则圆周半径，联立得，当带电粒子q、m一定的，则，即随磁场的磁感应强度B、D形金属盒的半径R的增大而增大，与加速电场的电压和狭缝距离无关，选C．‎ ‎【点睛】回旋加速器中带电粒子在电场被加速，每通过电场，动能被增加一次；而在磁场里做匀速圆周运动，通过磁场时只改变粒子的运动方向，动能却不变．因此带电粒子在一次加速过程中，电场电压越大，动能增加越大．但从D形盒中射出的动能，除与每次增加的动能外，还与加速次数有关．所以加速电压越大，回旋次数越少，最大动能只由磁感应强度和D形金属盒的半径决定．‎ 二、填空题（3小题）‎ ‎17. 电量为的正点电荷放入电场中A点，受到作用力为，方向向右，则A点的场强为_______，方向_________。若把另一电荷放在该点受到力为，方向向左，则这个电荷的电量为_________C，是__________电荷。‎ ‎【答案】 (1). (2). 向右 (3). (4). 负电荷 ‎【解析】A点的场强，方向向右．把另一电荷放在该点时，场强不变．由，得，因电场力方向与场强方向相反，则该电荷带负电荷．‎ ‎【点睛】电场强度等于试探电荷所受电场力与其电荷量的比值，方向与正电荷所受电场力方向相同，与负电荷所受电场力方向相反．同一点电场强度不变，由电场力F=qE求解电荷量．‎ ‎18. 将电量的点电荷，将它从零电势O点处移到电场中A点时，需克服电场力做功． 则电势差是________V； 此过程中电荷的电势能__________（增加或减少）；若将换成的点电荷，则从O点移动到A点过程中所受电场力所做的功是 __________J ‎【答案】 (1). 200V (2). 增加 (3). ‎ ‎【解析】将从零电势O点处移到电场中A点时，需克服电场力做功，即电场力做功为，则此过程电荷电势能增加，O、A间的电势差为：，故；将换成的点电荷时OA间的电势差不变，则从O点移动到A点过程中所受电场力所做的功为：.‎ ‎19. 一质子及一粒子，同时垂直射入同一匀强磁场中．‎ ‎（1）若两者由静止经同一电势差加速的，则旋转半径之比为______；‎ ‎（2）若两者以相同的动能进入磁场中，则旋转半径之比为______；‎ ‎（3）若两者以相同速度进入磁场，则旋转半径之比为______．‎ ‎【答案】 (1). (2). 1:1 (3). 1:2‎ ‎【解析】（1）根据动能定理得：，解得：，又在匀强磁场中旋转半径 ‎，联立得，电压U、磁感应强度B相同，故半径之比为；（2）由，解得，代入，得，动能、磁感应强度B相同故半径之比为；（3）由可知，速度v、磁感应强度B相同，故半径之比为.‎ 三、计算题（3小题） ‎ ‎20. 如图所示，一束电子(电荷量为e)以速度v垂直射入磁感应强度为B、宽度为d的匀强磁场中，穿透磁场时速度方向与原来入射方向的夹角是，则电子的质量是多少？穿透磁场的时间是多少？‎ ‎【答案】，‎ ‎【解析】试题分析：根据几何知识可得粒子在磁场中的运动半径为，根据半径公式可得，轨迹所对圆心角为30°，故运动时间，周期，结合，解得 考点：考查了带电粒子在匀强磁场中的运动 ‎【名师点睛】带电粒子在匀强磁场中运动时，洛伦兹力充当向心力，从而得出半径公式 ‎，周期公式，运动时间公式，知道粒子在磁场中运动半径和速度有关，运动周期和速度无关，画轨迹，定圆心，找半径，结合几何知识分析解题，‎ ‎21. 质谱仪是一种能够把具有不同荷质比（带电粒子的电荷和质量之比）的带电粒子分离开来的仪器，它的工作原理如图所示。其中A部分为粒子速度选择器，C部分是偏转分离器。如果速度选择器的两极板间匀强电场的电场强度为E，匀强磁场的磁感强度为。偏转分离器区域匀强磁场的磁感强度为，某种带电粒子由O点沿直线穿过速度选择器区域后进入偏转分离器。求：‎ ‎（1）粒子由孔进入偏转分离器时的速度为多大？‎ ‎（2）粒子进入偏转分离器后在洛伦兹力作用下做圆周运动（如图示），在照相底片MN上的D点形成感光条纹，测得D点到点的距离为d，则该种带电粒子带何种电荷，该种带电粒子的荷质比为多大？ ‎ ‎【答案】（1）；（2）正电荷，.‎ ‎【解析】试题分析：（1）粒子做匀速直线运动，根据受力平衡求出速度；（2）在磁场中，洛伦兹力提供向心力，结合牛顿运动定律求出比荷．‎ ‎（1）粒子在间做匀速直线运动，所以粒子受电场力和磁场力大小相等，方向相反即：‎ 解得粒子进入偏转分离器时的速度为：‎ ‎（2）由左手定则可知粒子带正电，粒子进入偏转分离器的磁场后做匀速圆周运动 洛伦兹力提供向心力，即：‎ 解得：‎ 将（1）中求出的v代入上式，并由题意得：d=2R 解得：‎ ‎22. 如图所示，水平放置的平行金属板A、B间距为d，带电粒子的电荷量为q，质量为m，（此题考虑重力）粒子以速度v从两极板中央处水平飞入两极板间，当两板上不加电压时，粒子恰从下板的边缘飞出．现给AB加上一电压，则粒子恰好从上极板边缘飞出，重力加速度为g。求：‎ ‎（1）两极板间所加电压U；　　　　‎ ‎（2）金属板的长度L。‎ ‎【答案】（1），（2）.‎ ‎（1）两极间不加电压时，粒子做平抛运动 水平方向上：①‎ 竖直方向上：②‎ 当两极间加上电压U时，粒子做类平抛运动 水平方向上：③‎ 竖直方向上：‎ 由①、②、③、④得，方向向上 由牛顿运动定律得：‎ 解得：‎ ‎（2）由①、②式可得 ‎ ‎ ‎ ‎