2018-2019学年福建省东山县第二中学高二上学期第一次（10月）月考物理试题 解析版 15页

福建省东山县第二中学2018-2019学年高二上学期第一次（10月）月考物理试题 一、选择题 ‎1.下列关于电荷、起电的说法正确的是(　　)‎ A. 自然界存在有三种电荷：正电荷、负电荷和中性电荷 B. 静电感应不是创造了电荷，只是电荷从物体的一个部分转移到另外一个部分 C. 摩擦起电是创造了电荷，从而使物体带电 D. 一个带电体接触另外一个不带电的物体，两个物体会带上异种电荷 ‎【答案】B ‎【解析】‎ ‎【详解】A、自然界只存在两种电荷：正电荷、负电荷，元电荷是指最小的带电量，故A错误；B、静电感应不是创造了电荷，只是电荷从物体的一个部分转移到另外一个部分，故B正确，C、摩擦起电不是创造了电荷，而是通过摩擦力使电荷发生了转移而使物体带上电，故C错误；D、一个带电体接触另外一个不带电的物体，由于电荷的转移，两个电物体均带上了同种电荷，故D错误。故选B。‎ ‎2.下列各电场中，A、B两点电场强度相同的是 A. B. ‎ C. D. ‎ ‎【答案】C ‎【解析】‎ A、B是同一圆上的两点，场强大小相等，但方向不同，则电场强度不同，AB错误；电场线的疏密表示场强的大小，电场线的方向表示电场方向，故C中的两点电场强度相同，而D中两点的电场强度大小不同，故选C．‎ ‎【点睛】电场强度是矢量，只有两点的场强大小和方向都相同时，电场强度才相同．根据这个条件进行判断．‎ ‎3.两个相同的金属小球(可看作点电荷)，带有同种电荷，且电荷量之比为1∶7，在真空中相距为r，两者相互接触后再放回原来的位置上，则它们之间的库仑力是原来的(　　)‎ A. 7‎ B. ‎ C. ‎ D. ‎ ‎【答案】D ‎【解析】‎ 试题分析：接触前，根据库仑定律可得，接触后，根据平均分配原则，两小球带电量为，所以接触后库仑力为，选项D正确。‎ 考点：考查了库仑定律的应用 ‎4.如图所示，水平天花板下用长度相同的绝缘细线悬挂起来的两个相同的带电介质小球a、b，左边放一个带正电的固定球＋Q时，两悬球都保持竖直方向．下面说法正确的是(　　)‎ A. a球带正电，b球带正电，并且a球带电荷量较大 B. a球带负电，b球带正电，并且a球带电荷量较小 C. a球带负电，b球带正电，并且a球带电荷量较大 D. a球带正电，b球带负电，并且a球带电荷量较小 ‎【答案】B ‎【解析】‎ 试题分析：存在+Q球时，对A、B球受力分析，由于悬线都沿竖直方向，说明水平方向各自合力为零，‎ 由同种电荷相互排斥、异种电荷相互吸引，可得a球带负电，b球带正电。a、b作为整体得+Q对a和+Q对b的水平方向的库仑力大小相等方向相反．在根据得A离+Q近点，所以a球带电荷量较小，b球带电荷量较大．故B正确。 所以正确选项为B．‎ 考点：库仑力、物体的平衡 ‎【名师点睛】此题考查了整体法及隔离法的应用、物体的平衡问题；解题的关键是正确选择研究对象，并能对研究对象正确的受力分析，根据平衡条件列出方程解答；存在+Q球时，对A、B球受力分析，由于悬线都沿竖直方向，说明水平方向各自合力为零，来确定A、B球的电性．根据库仑定律判断A、B的电量大小．‎ ‎5.在光滑的绝缘水平面上，由两个质量均为m带电量分别为＋q和－q的甲、乙两个小球，在水平力F的作用下一起做匀加速直线运动，则甲、乙两球之间的距离r为(　　)‎ A. ‎ B. q C. 2q D. 2q ‎【答案】B ‎【解析】‎ 试题分析：选甲、乙作为整体为研究对象，加速度为：F=2ma…①‎ 选乙为研究对象，列牛顿第二定律方程有：…②‎ ‎①②联立得：r=，故B正确、ACD错误．故选B．‎ 考点：库仑定律；牛顿第二定律 ‎【名师点睛】解决本题的关键能够正确地受力分析，运用牛顿第二定律进行求解，注意整体法和隔离法的运用。‎ ‎6.如图所示，大小可以不计的带同种电荷的小球A和B相互排斥，静止时两球位于同一水平面上，绝缘细线与竖直方向的夹角分别为α和β，且α＜β，由此可知(　　)‎ A. B球带的电荷量较多 B. B球的质量较大 C. B球受到的拉力较大 D. 两球接触后，再处于静止状态时，悬线的偏角为α′、β′，则仍有α′＜β′‎ ‎【答案】D ‎【解析】‎ 试题分析：根据牛顿第三定律得：A球对B球的库仑力等于B球对A球的库仑力，无论两球电荷量是否相等所受库伦力都相等，故无法比较哪个电荷量较大，故A错误；对小球受力分析，根据平衡条件有：‎ 对小球A、B受力分析，根据平衡条件有：；，因α＜β，所以mA＞mB，故B错误．根据平衡条件有：；因α＜β，所以B球受的拉力较小，故C错误．两球接触后，再静止下来，两绝缘细线与竖直方向的夹角变为α′、β′，对小球A、B受力分析，根据平衡条件有：‎ ‎，，因为mA＞mB，所以α′＜β′．故D正确．故选D。‎ 考点：物体的平衡 ‎【名师点睛】本题在解答过程中，物体的平衡条件成为关键内容，因此分析物体的受力，对力进行分解合成就成了必须的步骤，有利于学生将力学知识与电学知识相结合。‎ ‎7.一金属球，原来不带电．现沿球的直径的延长线放置一均匀带电的细杆MN，如图所示．金属球上感应电荷产生的电场在球内直径上a、b、c三点的场强大小分别为Ea、Eb、Ec，三者相比(　　)‎ A. Ea最大 B. Eb最小 C. Ec最大 D. Ea＝Eb＝Ec ‎【答案】C ‎【解析】‎ ‎【分析】‎ 静电平衡后，金属球内的合场强处处为零，则金属球上感应电荷产生的附加电场与带电的细杆MN产生的场强大小相等，方向相反，相互抵消．根据带电的细杆MN在abc三点产生的场强大小，判断金属球上感应电荷产生的电场在a、b、c三点的场强大小关系 ‎【详解】静电平衡后，金属球内的合场强处处为零，金属球上感应电荷产生的附加电场与带电的细杆MN产生的场强大小相等，方向相反，相互抵消。a点离带电的细杆MN最远，带电的细杆MN在a点处产生的场强最小，则金属球上感应电荷在a点处产生的场强最小，即最小，而c点离带电的细杆MN最近，带电的细杆MN在c点处产生的场强最大，则金属球上感应电荷在c点处产生的场强最大，即最大。故选C。‎ ‎【点睛】本题静电感应问题，抓住静电平衡导体的特点是关键。常规题。要注意金属球内场强为零是指合场强为零。‎ ‎8.真空中，有两个等量异种电荷，电荷量均为q，相距为r，两点电荷连线中点处的电场强度大小为(　　)‎ A. 0‎ B. ‎ C. ‎ D. ‎ ‎【答案】D ‎【解析】‎ ‎【分析】‎ 根据点电荷的场强公式分别求出等量异种电荷在中点的电场强度，再根据场强的叠加进行合成．‎ ‎【详解】两个等量异种点电荷在中点产生的电场强度大小相等，方向相同，大小为，则合场强，故选D。‎ ‎【点睛】解决本题的关键掌握点电荷的场强公式，注意Q是产生电场强度的电荷，以及知道场强是矢量，合成分解遵循平行四边形定则．‎ ‎9.如图所示，在A点由静止释放一个质量为m、电荷量为q的带电粒子，粒子在到达B点时的速度恰好为零．已知A、B所在处电场线方向竖直向下，A、B两点间的高度差为h，则下列判断中正确的是(　　) ‎ A. 带电粒子带负电 B. A、B两点间的电势差＝‎ C. B点场强大于A点场强 D. A点场强大于B点场强 ‎【答案】ABC ‎【解析】‎ ‎【分析】‎ 根据质点的运动情况：先加速运动后减速运动，正确判断其受力情况：电场力逐渐增大，弄清在a、b两点电场力和重力大小关系。‎ ‎【详解】在a点由静止释放粒子，到达b 点时速度恰好为零，可知粒子所受电场力与重力方向相反，也与电场线方向相反，故粒子带负电，故A正确；由于粒子在a点由静止，到达b点也静止，则 ，故，故B正确；从a到b先加速后减速，故电场力开始时小于重力，后来电场力大于重力，电场力逐渐变大，故b点场强大于a点场强，故C正确；由图可知，电场力向下，与运动方向相反，故电场力做负功，电势能增加，故电荷在a点电势能小于在b点电势能，故D错误。故选ABC。‎ ‎【点睛】解决带电粒子在复合场中的运动，要正确进行受力分析，确定其运动状态，同时注意分析电场力做功与电势能之间的关系分析．‎ ‎10.如图所示，半径为R的硬橡胶圆环上带有均匀分布的负电荷，总电荷量为Q，若在圆环上切去一小段l(l远小于R)，则圆心O处的电场(　　)‎ A. 方向从O指向AB B. 方向从AB指向O C. 场强大小为 D. 场强大小为 ‎【答案】BD ‎【解析】‎ ‎【分析】‎ 若是一完整的橡胶圆环，则圆心0点的电场强度为零，则切去一小段l后在圆心O点的场强与AB段产生的场强大小相等，方向相反，根据进行求解．‎ ‎【详解】AB段的电量，则AB段在O点产生的电场强度，，方向由O指向AB，所以剩余部分在O点产生的场强大小等于，方向由O指向AB．故BD正确，AC错误；故选BD。‎ ‎【点睛】解决本题的关键掌握点电荷的场强公式，以及知道AB段与剩余部分在O点产生的场强大小相等，方向相反．‎ ‎11.如图所示，在真空中有两个等量异种电荷＋Q和－Q，它们分别固定在A、B两点，DC为AB连线的中垂线．现将正电荷q由C沿CD移至无穷远处，在此过程中(　　)‎ A. q的电势能逐渐减小 B. q的电势能先逐渐增大，后逐渐减小 C. q受到的电场力逐渐减小 D. q受到的电场力始终不做功 ‎【答案】CD ‎【解析】‎ ‎【分析】‎ 在等量异种电荷连线的中垂线CD是一条等势线且电势为零，从C向无穷远处电场线越稀疏，电场强度越小。‎ ‎【详解】CD是一条等势线且电势为零，将正电荷q由C沿CD移至无穷远处，电场力不做功，电势能不变用为零，故AB错误，D正确；从C向无穷远处电场线越稀疏，电场强度越小故电场力不断减小，故C正确；故选CD。‎ ‎【点睛】解决本题的关键知道等量异种电荷周围的电场线分布，知道两电荷连线的中垂线是等势线．‎ ‎12.如图所示，质量相同的两个带电粒子P、Q以相同的速度沿垂直于电场方向射入两平行板间的匀强电场中．P从两极板正中央射入，Q从下极板边缘处射入，它们最后打在同一点(重力不计)，则从开始射入到打到上极板的过程中(　　)‎ A. 它们运动的时间tQ＝tP B. 它们所带的电荷量之比qP∶qQ＝1∶2‎ C. 它们的电势能减小量之比ΔEP∶ΔEQ＝1∶2‎ D. 它们的动能增量之比ΔEkP∶ΔEkQ＝1∶2‎ ‎【答案】AB ‎【解析】‎ 试题分析：垂直电场方向不受力，做匀速直线运动，位移相等，速度相等，由x=vt得知，运动的时间相等，所以A正确；在竖直方向上，根据知，竖直位移之比为1：2，则电荷量之比为1：2．因为电场力做功等于电势能的减小量，电场力做功，因为电荷量之比为1：2，竖直位移之比为1：2，则电场力做功为1：4，可知电势能减小量之比为1：4，所以B正确，C错误；根据动能定理，有：，而：qp∶qQ=1∶2，xP：xQ=1：2，所以动能增加量之比：△EK P∶△EK Q=1∶4，故D错误 考点：本题考查带电粒子在电场中的运动问题 二、实验题 ‎13.如图所示，带箭头的线表示某一电场的电场线．在电场力作用下，一带电粒子（不计重力）经A点飞向B点，径迹如图中虚线所示，试判断：‎ ‎（1）粒子带________电；‎ ‎（2）粒子在________点加速度较大；‎ ‎（3）粒子在___ _点动能较大；‎ ‎（4）A、B两点，_____点电势较高 ‎【答案】 (1). (2). (3). (4). ‎ ‎【解析】‎ 试题分析：电场线的疏密表示电场强度的强弱，电场线某点的切线方向表示电场强度的方向．不计重力的粒子在电场力作用下从A到B，运动与力关系可知，电场力方向与速度方向分居在运动轨迹两边，且电场力偏向轨迹的内侧．‎ 解：（1）根据曲线运动条件可得粒子所受合力应该指向曲线内侧，所以电场力逆着电场线方向，即粒子受力方向与电场方向相反，所以粒子带负电；‎ ‎（2）由于B点的电场线密，所以B点的电场力大，则B点的加速度较大；‎ ‎（3）粒子从A到B，电场力对粒子运动做负功，动能减少，故A点动能大；‎ ‎（4）沿着电场线电势降低，所以A点的电势高．‎ 故答案为：（1）负，（2）B，（3）A，（4）A．‎ ‎【点评】电场线虽然不存在，但可形象来描述电场的分布．对于本题关键是根据运动轨迹来判定电场力方向，由曲线运动条件可知合力偏向曲线内侧．‎ ‎14.如图，A、B、C、D是匀强电场中一个边长为2m的正方形的四个顶点，已知A、B、C三个点的电势分别为φA=9V,φB=3V,φC=6V,由此可求得空间匀强电场的电场强度大小E=_______v/m， D点电势φD=___________V.‎ ‎【答案】 (1). (2). 12‎ ‎【解析】‎ ‎【分析】‎ 在AB上找出与C点等电势点，作出等势线，再过D作出等势线，在AB线上找出与D等势点，再确定D点的电势；再根据U=Ed求出电场强度的大小。‎ ‎【详解】在AB上找出与C点等电势点，作出等势线CM，再过D作出等势线DG，如图所示：‎ 则由几何关系可知：DA沿电场线方向的距离GH与AC沿电场线方向的距离HN相等，根据U=Ed，则有：，又，联立解得：，设正方形的边长为a=2cm，CB沿电场线方向的距离NB为d，由几何关系得：，解得：，则电场强度的大小为。‎ ‎【点睛】本题关键是找到等势点，作出等势线．电场线与等势面之间的关系要理解，常常是作电场线的依据．‎ 三、计算题 ‎15.如图所示，A、B是两个带等量同种电荷的小球，A球固定在竖直放置的10 cm长的绝缘支杆上，B球静止于光滑绝缘的倾角为30°的斜面上，且恰与A球等高．若B球的质量为30 g，则B球所带电荷量是多少？(g取10 m/s2)‎ ‎【答案】 ‎ ‎【解析】‎ 试题分析：因为B静止于光滑绝缘的倾角为30°的斜面上，且恰与A等高，设A、B之间的水平距离为L，‎ 根据题意可得，所以 对B进行受力分析，如图所示，依据物体平衡条件解得库仑力：‎ 根据得，代入数据解得 考点：考查了库仑定律，共点力平衡条件的应用 ‎【名师点睛】在处理共点力平衡问题时，关键是对物体进行受力分析，然后根据正交分解法将各个力分解成两个方向上的力，然后列式求解，如果物体受到三力处于平衡状态，则可根据矢量三角形法，将三个力移动到一个三角形中，然后根据角度列式求解．‎ ‎16.如图所示是一匀强电场，已知场强E＝2×102 N/C，现让一个电荷量为q＝－4×10－8 C的电荷沿电场方向从M点移到N点，M、N间的距离L＝30 cm，试求：‎ ‎(1)电荷从M点移到N点电势能的变化；‎ ‎(2)M、N两点间的电势差．‎ ‎【答案】（1） （2）60V ‎【解析】‎ ‎（1）由图可知，正电荷在该电场中所受电场力F方向向右。因此，从M点移到N点，电场力做正功，电势能减少，减少的电势能△E等于电场力做的功W 则△E=W=qEs 代入数值△E=W=4×10-8×2×102×0.3J=2.4×10-6J ‎（2）由公式W=qU M、N两点间的电势差UMN=W/q=2.4×10-6/4×10-8=60V ‎17. 竖直放置的两块足够长的平行金属板间有匀强电场，其电场强度为E，在该匀强电场中，用丝线悬挂质量为m的带正电的小球，丝线跟竖直方向成θ角时，小球恰好平衡，如图所示．求：‎ ‎（1）小球所带的电荷量是多少？‎ ‎（2）若剪断丝线，小球碰到金属板需多长时间？‎ ‎【答案】（1）q＝mgtanθ/E；（2）t=‎ ‎【解析】‎ ‎（1）小球受力平衡，对小球受力分析如图所示：‎ ‎，，联立可以得： 。‎ ‎（2）研究水平方向的运动。剪断丝线后，小球沿水平方向做匀加速直线运动。‎ 加速度为，由运动学公式得 ‎ 解得。‎ ‎（利用合运动或竖直分运动计算也可）‎ 点睛：先分析小球的受力情况，重力竖直向下，电场力水平向右，绳子拉力沿绳子向上，处于三力平衡状态，根据平衡条件判断电性，求解电荷量；如将细线剪断，绳子的拉力撤去，其余二力的合力一定沿绳子的反方向，大小等于原先绳子的力，所以小球将做匀加速直线运动，根据匀变速直线运动规律解出物体的运动时间。‎ ‎18.如图是示波管的示意图，竖直偏转电极的极板长l＝4 cm，板间距离d＝1 cm.板右端距离荧光屏L＝18 cm(水平偏转电极上不加电压，没有画出)．电子沿中心线进入竖直偏转电场的速度是1.6×107 m/s，电子电荷量e＝1.60×10－19 C，质量m＝0.91×10－30 kg.‎ ‎(1)要使电子束不打在偏转电极的极板上，加在竖直偏转电极上的最大偏转电压U不能超过多大？‎ ‎ (2)若在偏转电极上加40 V的电压，在荧光屏的竖直坐标轴上看到的光点距屏的中心点多远？‎ ‎【答案】（1）91V（2）2.2cm ‎【解析】‎ ‎【分析】‎ ‎（1）电子在偏转电场中做类平抛运动，应用类平抛运动规律求出电子恰好不打在偏转电极极板上的临界电压，然后答题．（2）电子在偏转电场中做类平抛运动，离开偏转电场做匀速直线运动，应用类平抛运动规律与几何关系求出光点距中心的距离．‎ ‎【详解】（1）电子在偏转电场中做类平抛运动，电子的偏移量为时恰好不打在极板上，此时偏转电压最大，则 在水平方向有：‎ 在竖直方向有：‎ 代入数据解得：U=91V ‎（2）偏转电压，电子在偏转电场中做类平抛运动，则 在水平方向有：‎ 在竖直方向有：‎ 设打在荧光屏上时，亮点距屏中心点的距离为Y，由几何关系有：‎ 联立解得：Y=2.2cm ‎【点睛】本题考查物体做类平抛运动处理的方法与规律，掌握运动学公式与牛顿第二定律相综合运用，理解几何关系的重要性．注意分运动的同时性．‎ ‎ ‎ ‎ ‎