江西省南城县第二中学2019-2020学年高二上学期第一次月考物理试题 16页

南城二中2019-2020学年上学期第一次月考 高二物理试卷 一、选择题（1-7单选，8-10多选，每题4分，共40分）‎ ‎1.真空中有两个相同的可以看成点电荷的带电金属小球A、B，两小球相距L固定，A小球所带电荷量为-2Q、B所带电荷量为+4Q，两小球间的静电力大小是F，现在让A、B两球接触后，使其距离变为2L．此时，A、B两球之间的库仑力的大小是（　　）‎ A. B. C. D. ‎ ‎【答案】B ‎【解析】‎ 根据库仑定律，两球间的库仑力：,将它们接触后再分开，然后放在距离为2L，则电荷量中和，再进行平分，因此电量均为+Q，则库仑力为： ，故B正确。‎ 故选：B。‎ ‎2.为了减少污染，工业废气需用静电除尘器除尘，某除尘装置如图所示，其收尘极为金属圆筒，电晕极位于圆筒中心。当两极接上高压电源时，电晕极附近会形成很强的电场使空气电离，废气中的尘埃吸附离子后在电场力的作用下向收尘极运动并沉积，以达到除尘目的。假设尘埃向收尘极运动过程中所带电量不变，下列判断正确的是（　　）‎ A. 金属圆筒内存在匀强电场 B. 金属圆筒内越靠近收尘极电势越高 C. 带电尘埃向收尘极运动过程中电势能越来越大 D. 带电尘埃向收尘极运动过程中加速度越来越大 ‎【答案】B ‎【解析】‎ ‎【详解】A. 根据图象信息可知除尘器内电场在水平面上的分布类似于负点电荷电场，电场线方向由收尘极指向电晕极，故A错误；‎ B. 逆电场线方向，电势变高，故越靠近收尘极，电势越高，故B正确；‎ C. 尘埃带负电后受电场力作用向收尘极运动，电场力做正功，电势能越来越小，故C错误；‎ D. 离电晕极越远，场强越小，尘埃带电量不变，电场力越小，由牛顿第二定律可知，加速度越来越小，故D错误，‎ ‎3.如图所示，实线为一匀强电场的电场线，两个带电粒子甲和乙分别从A、C两点以垂直于电场线方向的相同大小的初速度同时射入电场，粒子在电场中仅受电场力作用，其运动轨迹分别为图中虚线ABC与CDA所示.若甲是带正电的粒子，则下列说法正确的是 A. 乙也是带正电的粒子 B. A点的电势低于C点的电势 C. 甲乙两粒子的电势能均减小 D. 甲乙两粒子的电量一定相等 ‎【答案】C ‎【解析】‎ 试题分析：甲乙两粒子均在匀强电场中做曲线运动，根据合外力指向轨迹的凹侧，甲粒子带正电受电场力向右，则电场线向右；乙粒子受电场力向左，故带负电，选项A错误.沿着电场线的电势逐渐降低，可得，选项B错误.电场力均对两粒子做正功，由功能关系知电势能减小，选项C正确.两粒子做类平抛运动，垂直电场线方向：，沿电场线方向：，两粒子沿ABC和CDA轨迹的相同，故相同，但电量不一定相等，选项D错误.故选C.‎ 考点：本题考查了电场线、电势、电势能、电场力做功、类平抛运动、曲线运动的性质.‎ ‎4.两个等量同种电荷固定于光滑水平面上，其连线中垂线上有A、B、C三点，如图甲所示．一个电量为2C，质量为1kg的小物块从C点静止释放，其运动的v～t图象如图乙所示，其中B点处为整 条图线切线斜率最大的位置（图中标出了该切线）．则下列说法正确的（　　）‎ A. B点为中垂线上电场强度最大的点，场强 B. 由C到A的过程中物块的电势能先减小后变大 C. 由C点到A点过程中，电势逐渐升高 D. AB两点电势差 V ‎【答案】D ‎【解析】‎ ‎【详解】A、速度时间图像中图线的斜率表示加速度，加速度越大，则受到的电场力越大，即电场强度越大，故在B点的加速度最大，其大小为，根据牛顿第二定可得，解得，故A错误；‎ B、从C到A过程中速度增大，即动能增大，电场力做正功，电势能减小，同一正电荷的电势能减小，则电势减小，故BC错误；‎ D、从图中可知A、B两点速度分别为：，物块在B到A过程，根据动能定理得：，得到：，则，故D正确。‎ ‎5.三个电量q和质量m均相同的粒子在同一地点沿同一方向飞入偏转电场，出现了如图所示的轨迹，由此可以判断下列不正确的是（ ）‎ A. b和c同时飞离电场 B. 在b飞离电场的同时，a刚好打在负极板上 C. 进电场时c的速度最大，a的速度最小 D. 动能的增加值c最小，a和b一样大 ‎【答案】A ‎【解析】‎ ‎【详解】AB. 三个粒子的质量和电量都相同，则知加速度相同。a、b两粒子在竖直方向上的位移相等，根据 可知运动时间相等。b、c竖直方向上的位移不等，‎ yc＜yb 根据 可知 tc＜tb 故A错误符合题意B正确不符合题意。‎ C. 在垂直于电场方向即水平方向，三个粒子做匀速直线运动，则有：‎ 因 xc=xb，tc＜tb 则 vc＞vb 根据 ta=tb，xb＞xa 则 vb＞va 所以有：‎ vc＞vb＞va 故C正确不符合题意。‎ D. 根据动能定理知，a、b两电荷，电场力做功一样多，所以动能增加量相等。c电荷电场力做功最少，动能增加量最小。故D正确不符合题意。‎ ‎6.静电场在x轴上的场强E随x的变化关系如图所示，x轴正向为场强正方向，带正电的点电荷沿x轴运动，则点电荷( ) ‎ A. 在和处电势能相等 B. 由运动到的过程中电势能增大 C. 由运动到的过程中电势能先增大后减小 D. 由运动到的过程中电场力先减小后增大 ‎【答案】B ‎【解析】‎ ‎【详解】A. x2-x4处场强为x轴负方向，则从x2到x4处逆着电场线方向移动，电势升高，正电荷在x4处电势能较大，故A错误；‎ B. x1-x3处场强为x轴负方向，则从x1到x3处逆着电场线方向移动，电势升高，正电荷在x3处电势能较大，故B正确；‎ C. 由运动到的过程中电场力始终做负功，电势能一直增大，故C错误。‎ D. 由x1运动到x4的过程中，由图可以看出电场强度的绝对值先增大后减小，故电场力先增大后减小，故D错误；‎ ‎7.如图中甲所示，两平行正对的金属板A，B 间加有如图乙所示的交变电压，一重力可忽略不计的带正电粒子被固定在两板的正中间P处．若在t0时刻释放该粒子，粒子会时而向A板运动，时而向B板运动，并最终打在A板上．则t0可能属于的时间段是（    ）‎ A. B. C. D. ‎ ‎【答案】C ‎【解析】‎ ‎【详解】A. 若，带正电粒子先加速向B板运动、再减速运动至零；然后再反方向加速运动、减速运动至零；如此反复运动，每次向右运动的距离大于向左运动的距离，最终打在B板上，所以A错误。‎ B. 若，带正电粒子先加速向A板运动、再减速运动至零；然后再反方向加速运动、减速运动至零；如此反复运动，每次向左运动距离小于向右运动的距离，最终打在B板上，所以B错误。‎ C. 若，带正电粒子先加速向B板运动、再减速运动至零；然后再反方向加速运动、减速运动至零；如此反复运动，每次向左运动的距离大于向右运动的距离，最终打在A板上，所以C正确。‎ D. 若，带正电粒子先加速向B板运动、再减速运动至零；然后再反方向加速运动、减速运动至零；如此反复运动，每次向右运动的距离大于向左运动的距离，最终打在B板上，所以D错误。‎ ‎8.如图所示，AEFD和EBCF是两个等边长的正方形，在A点固定一个带电荷量为＋Q的点电荷，在C点固定一个带电荷量为－Q的点电荷，则下列说法正确的是(　　)‎ A. E、F两点的电场强度相同 B. E、F两点的电势相同 C. 将一个负电荷由E点沿直线移动到F点，电场力先做正功后做负功 D. 将一个负电荷由E点沿直线移动到F点，电场力一直做负功 ‎【答案】AD ‎【解析】‎ A项，由电场的对称性可知E、F两点的电场强度相同，故A项正确。‎ B项，电势沿AC连线降低，AC的中垂线所在平面即为等势面，可知E点电势高于F点，故B项错误。‎ C、D项，将一个负电荷由E点沿直线移动到F点，电势始终降低，电场力做负功，故C错；D对；‎ 故选AD 点睛：本题考查了等量异种电荷等势线和电场线的分布，抓住对称性做题。‎ ‎9.如图所示，两块大小、形状完全相同的金属平板平行放置，构成一平行板电容器，合开关S，电源给电容器充电。在两极板间有固定点P，用E表示两极板间的电场强度，φ表示P点的电势，下列说法正确的是（ ）‎ A. S接通，上极板A不动，将下极板B缓慢向下移动稍许到B′，φ减小 B. S接通，上极板A不动，将下极板B缓慢向下移动稍许到B′，E增大 C. 断开S，下极板B不动，将上极板A缓慢向下移动稍许到A′，则E不变 D. 断开S，下极板B不动，将上极板A缓慢向下移动稍许到A′，φ不变 ‎【答案】CD ‎【解析】‎ ‎【详解】AB. 保持S接通，则两板间的电势差不变，上极板A不动，将下极板B缓慢向下移动稍许到B′，导致d增大，由可知，两极板间的电场的电场场强减小，则P到上极板的电势差减小，因此P点的电势升高，故A B错误；‎ CD. 断开S，下极板B不动，将上极板A缓慢向下移动稍许到A′，因两板上所带电量不变，减小距离d，电容增大，由 ‎，‎ 可知E不变，因电场强度不变，当将上极板A缓慢向下移动稍许到A′，而P到B极板间的电势差不变，则其电势不变，故CD正确；‎ ‎10.如图所示，一电场的电场线分布关于y轴（沿竖直方向）对称，y轴是一条电场线，O、M、N是y轴上的三个点，且OM=MN，P点在y轴的右侧，MP⊥ON，则（ ）‎ A. M点的电势比P点的电势高 B. 将负电荷由O点移动到P点，电场力做负功 C. M、N两点间的电势差大于O、M两点间的电势差 D. 在O点静止释放一带正电粒子，该粒子将做曲线运动 ‎【答案】AB ‎【解析】‎ ‎【详解】A. 过M、P、N做等势线，可得到过P点的等势线通过M、N之间，因顺着电场线电势降低，则有 φM＞φP＞φN M点的电势比P点的电势高，故A正确；‎ B. 将负电荷由O点移到P点，因OP间的电势差UOP＞0，所以 W=-qUOP＜0‎ 则电场力做负功，故B正确；‎ C. 由U=Ed可知，MN间的场强小于OM间的场强，故M、N两点间的电势差小于O、M两点间的电势差，故C错误；‎ D. 根据电场线的分布特点会发现，电场线关于y轴两边对称，故y轴上的场强方向在y轴上，所以在O点静止释放一带正电粒子，其所受电场力沿y轴正方向，则该粒子将沿y轴做直线运动，故D错误；‎ 二、填空作图题（第11题每空2分，第12题每空3分，共16分）‎ ‎11.在探究平行板电容器的电容与哪些因素有关的实验中，某同学猜测电容可能与极板间的距离d、极板的正对面积S及插入极板间的介质有关．他将一个已经充电的平行板电容器与静电计连接如图所示．实验时保持电容器极板所带的电量不变，且电容器B板位置不动．‎ ‎（1）实验中静电计用来测量_______________．‎ ‎（2）将A板向右平移，静电计指针张角_______；将A板竖直向下平移，则静电计指针张角______；在A、B板间插入电介质，则静电计指针张角_______．（填“变大”、“变小”或“不变”）‎ ‎（3）若将电容器水平放置，如图所示，有一带点液滴静止在电容器内部，现将电容器A板向下平移一小段距离，则液滴____________（填“静止不动”、“向下运动”、“向上运动”）‎ ‎【答案】 (1). 电势差 (2). 变小 (3). 变大 (4). 变小 (5). 静止不动 ‎【解析】‎ ‎【详解】(1)[1] 实验中静电计用来测量两极板间的电势差。‎ ‎(2)[2] 将A板向右平移，板间距d减小，，电容变大，‎ 可知，电势差变小，静电计指针张角变小。‎ ‎[3] 将A板竖直向下平移，正对面积S减小，，电容减小，‎ 可知，电势差变大，静电计指针张角变大。‎ ‎[4] 在A、B板间插入电介质，，电容变大，‎ 可知，电势差变小，静电计指针张角变小。‎ ‎(3)[5]带电量不变，改变板间距，根据 ‎，‎ 可知，场强不变，则电场力不变，仍然静止不动。‎ ‎12.如图所示，A、B、C、D是匀强电场中一正方形的四个顶点，已知A、B、C三点的电势分别为φA=15V，φB=3V，φC=-3V，由此 ‎（1）则D点电势φD=____________V ‎（2）若该正方形的边长为a=20cm，且电场方向与正方形所在平面平行，则场强为E=_________N/C ‎【答案】 (1). 9 (2). ‎ ‎【解析】‎ ‎【详解】(1)[1]匀强电场中，沿着任意方向每前进相同的距离，电势变化都相等，‎ ‎ ，‎ 解得：‎ φD=9V ‎(2)[2] 连接AC，将AC三等分，标上三等分点E、F，则根据匀强电场中沿电场线方向相等距离，电势差相等可知，E点的电势为3V，F点的电势为9V．连接DF，是一条等势线。‎ 将DF延长交于AB于P点，则P点的电势为 φP=φD=9V 可知P是AB的中点，‎ PD是该电场的一条等势线，作AM⊥PD，根据等面积原理知 场强 三、计算题（本题有4小题，共44分）‎ ‎13.如图所示，MN板间存在匀强电场，场强E=300N/C，方向竖直向上．电场上A、B两点相距20cm，AB连线与电场方向夹角θ=60°，A点和M板相距6cm．求：‎ ‎（1）求AB两点间的电势差大小；‎ ‎（2）若M板接地（电势为0），A点电势φA；‎ ‎（3）将q=-6×10-8C点电荷从A移到B，电场力做的功．‎ ‎【答案】(1)(2)(3) -1.8×10-6J ‎【解析】‎ ‎【详解】(1) AB两点间的电势差为：‎ ‎(2) A点的电势等于A点与M点的电势差，故：‎ ‎(3) 电势力做功为：‎ W=Uq=30×（-6×10-8）=-1.8×10-6J ‎14.如图所示，两块水平放置的平行金属板a、b，相距为d，组成一个电容为C的平行板电容器，a板接地．a板的正中央有一小孔B，从B孔正上方h处的A点，一滴一滴地由静止滴下质量为m、电荷量为q的带电油滴，油滴穿过B孔后落到b板，把全部电荷量传给b板，；a板也会带上等量的异种电荷，若不计空气阻力及板外电场．问：‎ ‎（1）当有n滴油滴b板上后，两板间的场强多大？‎ ‎（2）第几滴油滴落到两板间将a、b板间做匀速直线运动？‎ ‎（3）能到达b板的油滴不会超过多少滴？‎ ‎【答案】（1）（2）＋1 （3）‎ ‎【解析】‎ ‎【详解】试题分析： （1）当n滴油滴落在b板上时，则有 ‎（2）设这时已有n滴油滴落在b板，板间电场强度为，，所以做匀速直线运动的应是第（＋1）滴．‎ ‎（3）设第N滴正好到达b板，则它到达b板的速度正好为零．此时b板所带电荷量Q′＝（N－1）q，a、b间的电压根据动能定理有mg（h＋d）－qU＝0，解得，所以能够到达b板的油滴不会超过（）滴．‎ 考点：物体的平衡；动能定理 ‎【名师点睛】本题主要考查了动能定理在电场中的应用，要知道当油滴滴到下极板时速度刚好为零，下面的油滴就不能滴到下极板上。‎ ‎15.如图所示，水平细杆上套一环，环A与球B间用一不可伸长轻质绝缘绳相连，质量分别为mA=0.20kg和mB=0.80kg，A环不带电，B球带正电，带电量q=1.0×10-4C，重力加速度g取10m/s2，sin37°=0.6，cos37°=0.8．求：‎ ‎（1）若B球处于一水平向右的匀强电场中，使环A与B球一起向右匀速运动．运动过程中，绳始终保持与竖直方向夹角θ=37°，匀强电场的电场强度E多大？‎ ‎（2）环A与水平杆间动摩擦因数；‎ ‎（3）若匀强电场的方向斜向右上方与水平成37°角，为了使环A与B球一起向右以5.6m/s2的加速度匀加速运动，则电场强度应为多大？‎ ‎【答案】(1)(2)0.6(3)‎ ‎【解析】‎ ‎【详解】(1) 若B球处于一水平方向的匀强电场中，使环与球B一起向右匀速运动，运动过程中，绳始终保持与竖直方向夹角θ=37°，以B球为研究对象，受到重力、电场力和拉力，三力平衡，‎ 电场力 匀强电场的电场强度 ‎(2) 对整体分析，在水平方向上有：‎ F=μ（mA+mB）g 解得：‎ ‎(3) 电场强度方向与水平方向夹角为θ=37°，根据牛顿第二定律得，‎ 解得：‎ ‎16.静电喷漆技术具有效率高，浪费少，质量好，有利于工人健康等优点，其装置如图所示。A、B为两块平行金属板，间距d=1.2m，两板间有方向由B指向A，大小为E=1.0×103N/C的匀强电场。在A板的中央放置一个安全接地的静电油漆喷枪P，油漆喷枪的半圆形喷嘴可向各个方向均匀地喷出带电油漆微粒，油漆微粒的初速度大小均为v0=2.0m/s，质量m=5.0×10-15kg、带电量为q=-2.0×10-16C。微粒的重力和所受空气阻力均不计，油漆微粒最后都落在金属板B上。试求：‎ ‎（1）微粒打在B板上的动能；‎ ‎（2）微粒到达B板所需的最短时间；‎ ‎（3）微粒最后落在B板上所形成的图形及面积的大小。‎ ‎【答案】(1)(2)0.2s(3)圆形；‎ ‎【解析】‎ ‎【详解】(1) 电场力对每个微粒所做的功为：‎ 微粒从A板到B板过程，根据动能定理得 ‎ W=Ekt-Ek0‎ 所以 ‎(2) 微粒初速度方向垂直于极板时，到达B板时间最短。由 得：‎ 根据运动学公式得：‎ 所以微粒到达B板所需的最短时间为：‎ ‎(3) 根据对称性可知，微粒最后落在B板上所形成的图形是圆形。由牛顿第二定律得：‎ 由类平抛运动规律得：‎ R=v0t1，‎ 则圆形面积为：‎ ‎ ‎