内蒙古集宁一中2019-2020学年高二上学期12月月考物理试题 13页

内蒙古集宁一中(西校区)2019-2020学年高二上学期12月月考理综物理试题 一、选择题 ‎1.关于静电场,下列说法中正确的是 (　　)‎ A. 在电场中某点的电势为零,则该点的电场强度一定为零 B. 电荷在电场中电势高地方电势能大,在电势低的地方电势能小 C. 根据公式U=Ed可知,在匀强电场中两点间的距离越大,电势差就越大 D. 正电荷从电势高的点运动到电势低的点,电势能一定减小 ‎【答案】D ‎【解析】‎ ‎【详解】A、电场强度和电势都是描述电场的物理量，二者无直接关系，但二者相互关联；电势是标量与零势面的选取有关，所以电场强度为零的地方电势不一定为零，电势为零的地方电场强度也不一定为零，故A错误．‎ B、据电势能公式Ep=qφ知，电势能取决于该点的电势和电荷，并不是只有正电荷在电场中电势高的地方电势能大，在电势低的地方电势能小，负电荷正好相反，故B错误．‎ C、公式U=Ed 中的d为沿电场强度方向的距离，所以在匀强电场中，两点间沿电场强度方向的距离越大，电势差就越大，如果d不是沿电场强度方向的距离，那么间距大时，电势差不一定大，故C错误．‎ D、据电势能公式Ep=qφ知，正电荷在电势越高的地方电势能越大，在电势越低的地方电势能越小，所以正电荷从电势高的点运动到电势低的点，电势能一定减少，选项D正确．‎ 故选：D．‎ ‎2. 如图甲所示，A、B是一条电场线上的两点，若在某点释放一初速度为零的电子，电子仅受电场力作用，从A点运动到B点，其速度随时间变化的规律如图乙所示，则（ ）‎ A. A点的场强大于B点 B. 电子在A点受到的电场力小于B点 C. A点电势高于B点 D. 电子在A点的电势能小于B点 ‎【答案】B ‎【解析】‎ 试题分析：由速度图象看出，图线的斜率逐渐增大，电子的加速度增大，电子所受电场力增大，则电场力FA＜FB．故B正确．电子所受电场力增大，场强增大，电场强度EA＜EB．故A错误．由题，电子静止开始沿电场线从A运动到B，电场力的方向从A到B，电子带负电，则场强方向从B到A，根据顺着电场线电势降低可知，电势φA＜φB．故C错误．由速度图象看出，电子的速度增大，动能增大，根据能量守恒得知，电子的电势能减小，则电势能EA＞EB．故D错误．‎ 考点：本题考查电场强度、电势及电势能，意在考查学生利用图像分析问题的能力。‎ ‎3. 如图是等量异种电荷周围的一些点，O是两电荷连线的中点，B、C是连线上相对O对称的两点，E、F是连线中垂线上也相对O对称的两点，选无限远处电势为零，则以下说法正确的是（ ）‎ A. B、C两点场强大小相等、方向相同，电势也相等 B. E、F两点场强大小相等、方向相同，电势也相等 C. 一负电荷由B沿连线运动到C，则电场力做负功，电势能减小 D. 将某一电荷从B点移动到E点所做功等于将该电荷从B点移动到无穷远处所做的功 ‎【答案】BD ‎【解析】‎ 试题分析：根据对称性看出，B、C两处电场线疏密程度相同，则B、C两点场强大小相同，这两点场强的方向均由B→C，方向相同；沿着电场线电势降低，故B、C两点电势不同，故A错误；等量异号电荷的中垂线是等势面，故E、F两点电势相等；结合对称性，电场强度也相等，方向与两个电荷的连线平行；故B正确；一负电荷由B沿连线运动到C，则电场力做负功，电势能增加，故C错误；等量异号电荷的中垂线是等势面，故E点电势和无穷远的电势相同；故将某一电荷从B点移动到E点所做功等于将该电荷从B点移动到无穷远处所做的功，故D正确；‎ 考点：等量异种点电荷电场、电势、电势能 ‎4.如图虚线a、b、c代表电场中三个等势面，相邻等势面之间的电势差相等，即，实线为一带负电的质点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，据此可知：      （    ）‎ A. P点的电势高于Q点的电势 B. 该质点通过P点时的动能比通过Q点时大 C. 该质点在P点具有的电势能比在Q点具有的电势能大 D. 该质点通过P点时的加速度比通过Q点时小 ‎【答案】C ‎【解析】‎ A 、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可知，电场线向上．故c的电势（Q点）最高，故A错误；‎ B C、负电荷在电势高处电势能小，知道P点电势能大，故C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B错误；‎ D 、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错误 综上所述本题答案是：C ‎ ‎5.如图所示，a、b、c、d是某匀强电场中的四个点，它们正好是一个矩形的四个顶点，ab＝cd＝L，ad＝bc＝‎2L，电场线与矩形所在的平面平行。已知a点电势为20 V，b点电势为24 V，d点电势为12 V。一个质子从b点以速度v0射入此电场，入射方向与bc成45°角，一段时间后经过c点。不计质子的重力。下列判断正确的是（ ）‎ A. c点电势高于a点电势 B. 场强的方向由b指向d C. 质子从b运动到c所用的时间为 D. 质子从b运动到c，电场力做功为4 eV ‎【答案】C ‎【解析】‎ ‎【详解】A．在匀强电场中，沿着电场线方向每前进相同的距离，电势变化相等，故 Ua-Ud=Ub-Uc 解得 Uc=16V a点电势为20V．则c点电势低于a点电势。故A错误；‎ B．设ad连线中点为O，则其电势为16V，故co为等势面，电场线与等势面垂直，则电场线沿着bo方向，故B错误；‎ C．由上可知，电场线沿着bo方向，质子从b运动到c做类平抛运动，垂直于bo方向做匀速运动，位移大小为 则运动时间为 故C正确； D．根据W=qU，质子从b点运动到c点，电场力做功为 W=qUbc=1e×（24V-16V）=8eV 故D错误；‎ ‎6.如图所示是常用在电子手表和小型仪表中的锌汞电池，它的电动势约为1.2 V，这表示 (　　)‎ A. 电路通过‎1 C的电荷量，电源把1.2 J其他形式的能转化为电能 B. 电源在每秒内把1.2 J其他形式的能转化为电能 C. 该电源比电动势为1.5 V的干电池做功少 D. 该电源与电动势为1.5 V的干电池相比，通过‎1 C电荷量时其他形式的能转化为电能的量少 ‎【答案】AD ‎【解析】‎ 电动势是描述电源把其他形式的能转化为电能的物理量，电动势为1.2V表示电路通过‎1 C的电荷量，电源把1.2 J其他形式能转化为电能，A对；‎ ‎1.5 V的干电池比1.2 V的转化本领强，所以D对。‎ ‎7.如图所示，φ﹣x图表示空间某一静电场的电势φ沿x轴的变化规律，图象关于φ轴对称分布．x轴上a、b两点电场强度在x方向上的分量分别是Exa、Exb，则（ ）‎ A. Exa＞Exb B. Exa沿x负方向，Exb沿x正方向 C. 同一点电荷在a、b两点受到电场力方向相反 D. 将正电荷沿x轴从a移动到b的过程中，电场力先做正功后做负功 ‎【答案】AB ‎【解析】‎ 试题分析：在a点和b点附近分别取很小的一段d，由图象，a点段对应的电势差大于b点段对应的电势差，看做匀强电场有，可见Exa＞Exb，故A正确；沿电场方向电势降低，在O点左侧，Exa的方向沿x轴负方向，在O点右侧，Exb 的方向沿x轴正方向，故B正确；由题可知，图为电势沿x轴的分量，B仅为沿电场沿x轴分量，并不是总的电场方向，所以不能判断出总的电场力的方向，所以知同一点电荷在a、b两点受到的电场力方向不一定相反，故C错误；将正电荷沿x轴从a移动到b的过程中，电场力先做负功后做正功，D错误；故选AB。‎ 考点：电场强度；电场力的功 ‎【名师点睛】本题需要对电场力性质和能的性质由较为全面的理解，并要求学生能灵活应用微分法；在x方向上取极小的一段，可以把此段看做是匀强电场，用匀强电场的处理方法思考，从而得到结论，此方法为微元法；故此题的难度较高。‎ ‎8.如图所示，两平行金属板竖直放置，左极板接地，中间有小孔。右极板电势随时间变化的规律如图所示。电子原来静止在左极板小孔处。下列说法中正确的是：‎ A. 从t=0时刻释放电子，电子可能在两板之间往复运动 B. 从t=0时刻释放电子，电子将始终向右运动，直到打到右极板上 C. 从t=T/4时刻释放电子，电子可能在两板间振动 D. 从t=3T/8时刻释放电子，电子最终一定从左极板的小孔离开电场 ‎【答案】BC ‎【解析】‎ ‎【详解】A.B. 从t=0时刻释放电子,前T内,电子受到的电场力向右,电子向右做匀加速直线运动;后T内，电子受到向左的电场力作用，电子向右做匀减速直线运动，t=T时速度恰好为零。接着周而复始，所以电子一直向右做单向直线运动，直到打在右板上。故A错误，B正确；‎ C. 若两板距离足够大时,从t=T时刻释放电子,在T−T内,电子向右做匀加速直线运动;‎ 在T−T内,电子受到的电场力向左,电子继续向右做匀减速直线运动, T时刻速度为零;在T−T内向左做匀加速运动,在T到T时间内减速，T时刻速度减为零；接着重复。可知若两板距离足够大时，电子可能在两板间振动，若极板间距较小时，电子可能打在极板上。故C正确；‎ D. 用同样的方法分析从t=T时刻释放电子的运动情况，电子先向右运动，后向左运动，如果板间距小，电子能直接打在右极板上。若板间距离较大，由于一个周期内向左运动的位移大于向右运动的位移，所以电子最终可能从左极板的小孔离开电场。故D错误。‎ 二、填空题 ‎9.如图所示为真空中的一装置，其中平行金属板A、B间有加速电场，C、D间有偏转电场，M为荧光屏，现有质子，氘核和α粒子均从A板由静止开始被加速电场加速后垂直于电场方向进入偏转电场，最后打在荧光屏上。已知质子、氘核和α粒子的质量之比为1：2：4，电荷量之比为1：1：2，则偏转电场的电场力对三种粒子做功之比为_____________‎ ‎【答案】1：1：2‎ ‎【解析】‎ ‎【详解】[1]．设AB间的加速电压为U，CD间的偏转电压为U′；粒子在加速电场中，由动能定理得：‎ 解得：‎ 粒子在偏转电场中做类平抛运动，水平方向：‎ L=v0t 竖直方向：‎ 即三种粒子出离偏转电场时的偏转距离y相同；‎ 偏转电场的电场力做功为：‎ W＝qEy∝q 偏转电场的电场力对三种粒子做功之比为：1：1：2；‎ ‎10.如图所示为不带电空腔球形导体，现将一个带负电的小金属球A放入腔中，当导体处于静电平衡状态时，图中a、b、c三点的电场强度E的大小关系是___ ；a、b、c三点电势的大小关系是 ________‎ ‎【答案】 (1). (2). ‎ ‎【解析】‎ ‎【详解】当静电平衡时，金属球壳内壁感应出正电荷，外表面感应出负电荷，画出电场线的分布如图 由于a处电场线较密，c处电场线较疏，b处场强为零，则 Ea＞Ec＞Eb 根据顺着电场线方向电势降低，整个金属球壳是一个等势体，表面是一个等势面，分析可知电势关系是 ‎11.如图所示，平行板电容器带有等量异种电荷，与静电计相连，静电计金属外壳和电容器下极板都接地。在两极板间有一固定在P点的点电荷，以EP表示点电荷在P点的电势能，‎ θ表示静电计指针的偏角。若保持下极板不动，将上极板向下移动一小段距离至图中虚线位置，则θ_______，EP ________（“增大”“减小”“不变”） ‎ ‎【答案】 (1). 减小 (2). 不变 ‎【解析】‎ 电容器视为通电后断开电源，故极板上的电荷量不变，上极板下移，板间距离减小，由可知C增大，由可知两板间的电压变小，指针张角应该减小，由得：，Q、k、S、 均不变，则E不变，P点与零势面的距离不变由可知电势差不变，电势不变，故电势能也不变。 ‎ 综上所述本题答案：(1). 减小 (2). 不变 ‎12.如图所示，平行板电容器的两个极板A、B分别接在电压为36V的恒压电源上，两极板间距为‎3cm，电容器带电荷量为3.6×10‎-8C，A极板接地（电势为零）．求：‎ ‎（1）平行板电容器的电容；‎ ‎（2）平行板电容器两板之间的电场强度；‎ ‎（3）距B板为‎2cm的C点处的电势．‎ ‎【答案】(1)(2)1200V/m, 方向竖直向下(3)-12V ‎【解析】‎ ‎【详解】（1）根据电容定义有 ‎（2）两板之间匀强电场 方向竖直向下 ‎（3）C点距A板间距离为 A与C间的电势差 又,可得 ‎13.如图所示，水平光滑绝缘轨道AB与半径为R的光滑绝缘竖直圆轨道BCD平滑连接.匀强电场场强为E，方向水平向右，一个质量为m的带正电滑块所受电场力等于重力，在A点静止释放，它能沿圆轨道运动到与圆心等高的D点，则AB至少多长？‎ ‎【答案】‎ ‎【解析】‎ ‎【详解】而由题意可知 mg = qE 滑块所受的重力与电场力的合力大小为，方向与水平方向成45°斜向右下方．将合力的方向向上 延长交轨道于F点，此即重力场与电场共同存在时圆周运动的“最高点”， ‎ 在该点轨道压力为零时，向心力由重力与电场力的合力提供.由向心力公式得 联立可得 在物体由A到F过程中应用动能定理有 可解得AB长度的最小值为 ‎14.绝缘光滑水平面内有一圆形有界匀强电场，其俯视图如图所示，图中XOY所在平面与光滑水平面重合，场强方向与x轴正向平行，电场的半径为R= m，圆心O与坐标系的原点重合，场强E=2N/C，一带电量为q=﹣1×10﹣‎5C，质量m=1×10﹣‎5kg带负电的粒子，由坐标原点O处以速度v0=‎1m/s沿y轴正方向射入电场，求 ‎（1）粒子在电场中运动的时间；‎ ‎（2）粒子出射点的位置坐标；‎ ‎（3）粒子射出时具有的动能．‎ ‎【答案】（1） (2) (3)‎ ‎【解析】‎ ‎【详解】（1）粒子沿轴负方向做匀加速运动，加速度为：‎ 由牛顿第二定律可得： ‎ 沿轴负方向做匀变速直线运动，其位移为：‎ 沿轴正方向做匀速直线，其位移为：‎ 由几何知识可知：‎ 联立以上方程解得：‎ ‎(2)粒子射出电场边界时的位移分别为：‎ 轴负方向的位移为：‎ 轴正方向的位移为：‎ 所以粒子射出电场边界时的坐标为：‎ ‎ (3)出射时的动能由动能定理得：‎ 代入数据解得：‎