安徽省安庆市桐城中学2019-2020学年高二上学期第一次月考物理试题 20页

桐城中学2019——2020学年度第一学期 高二年级第一次月考物理试卷 一、选择题 ‎1.如图，平行板电容器的两极板竖直放置并分别与电源的正负极相连，一带电小球经绝缘轻绳悬挂于两极板之间，处于静止状态现保持右极板不动，将左极板向左缓慢移动关于小球所受的电场力大小F和绳子的拉力大小T，下列判断正确的是 ‎ ‎ A. F逐渐减小，T逐渐减小 B. F逐渐增大，T逐渐减小 C. F逐渐减小，T逐渐增大 D. F逐渐增大，T逐渐增大 ‎【答案】A ‎【解析】‎ ‎【详解】电容器与电源相连，所以两端间电势差不变，将左极板向左缓慢移动过程中，两板间距离增大，由可知，电场强度减小，电场力减小，小球处于平衡状态，受重力、拉力与电场力的作用，受力如图所示，根据力的合成法得：‎ 由于重力不变，电场力减小，故拉力减小；‎ A.逐渐减小，逐渐减小与分析相符，故A正确；‎ B.逐渐增大，逐渐减小与分析不符，故B错误；‎ C.逐渐减小，逐渐增大与分析不符，故C错误；‎ D.逐渐增大，逐渐增大与分析不符，故D错误。‎ ‎2.如图所示，放在绝缘支架上带正电的导体球A，靠近放在绝缘支架上不带电的导体B，导体B用导线经开关接地，现把S先合上再断开，再移走A，则导体B(　 　)‎ A. 不带电 B. 带负电 C. 带正电 D. 不能确定 ‎【答案】B ‎【解析】‎ 当闭合开关时S，由于静电感应的作用，金属导体B右端带的正电荷会被从大地上来的负电荷中和，所以导体B右端不再带有电荷，左端带负电，再断开S，再移走A，则导体B带负电。故选B。‎ ‎3.两根等长的细线，一端拴在同一悬点O上，另一端各系一个小球，两球的质量分别为m1和m2，已知两球间存在大小相等、方向相反的斥力而使两线张开一定角度，分别为45°和30°，如图所示，则为 A. B. C. D. ‎ ‎【答案】A ‎【解析】‎ ‎【详解】对两球进行受力分析，并进行矢量平移，如图 所示。‎ 图 中的灰色三角形是等腰三角形，两底角相等，设为；而且两球相互作用的斥力方向相反，大小相等，设为 ，对左边的矢量三角形用正弦定理，有：‎ 对右边的矢量三角形，有：‎ 联立可得：‎ A.与分析相符，故A正确；‎ B.与分析不符，故B错误；‎ C.与分析不符，故C错误；‎ D.与分析不符，故D错误。‎ ‎4.如图所示，M、N为两个固定的等量同种正点电荷，在其连线的中垂线上的P点放一个静止的负点电荷重力不计，下列说法中正确的是 ‎ A. 从P到O，可能加速度越来越小，速度越来越小 B. 从P到O，可能加速度先变大，再变小，速度越来越大 C. 越过O点后，加速度一直变大，速度一直变小 D. 越过O点后，加速度一直变小，速度一直变小 ‎【答案】B ‎【解析】‎ ‎【详解】AB.在等量同种电荷连线中垂线上电场强度方向，负点电荷从点到点运动过程中，电场力方向，速度越来越大；但电场线的疏密情况不确定，电场强度大小变化情况不确定，则电荷所受电场力大小变化情况不确定，加速度变化情况无法判断，但可能是加速度先变大后变小，故B正确，A错误；‎ ‎ CD.越过点后，负电荷做减速运动，则点电荷运动到点时速度最大，电场力为零，加速度为零；根据电场线的对称性可知，越过点后，负电荷做减速运动，加速度的变化情况可能是：先增大后减小，故C、D错误；‎ ‎5.长为l导体棒原来不带电， P1、P2是位于棒上的两点，位置如图所示。现将一带电量为+q的点电荷放在距棒右端r处，达到静电平衡后，棒上感应电荷在P1处产生的场强大小为E1，在P2处产生的场强大小为E2。则以下说法正确的是 A. E1= E2=0 B. E1≠0，E2=0‎ C. 0＜E1＜E2，方向均向右 D. E1＞E2＞0，方向均向左 ‎【答案】C ‎【解析】‎ ‎【详解】根据处于静电平衡状态的导体特征可知导体内部强场处处为零可知：‎ 联立可得：‎ 由于点电荷在在处产生的场强与在处产生的场强方向均向左，所以棒上感应电荷在处产生的场强与在处产生的场强方向均向右；‎ A.与分析不符，故A错误；‎ B.与分析不符，故B错误；‎ C.与分析相符，故C正确；‎ D.与分析不符，故D错误。‎ ‎6.一平行板电容器充电后与电源断开，正极板接地，在两极间有一正电荷固定在P点，如图所示以U表示两极板间的电压，E表示两极板间的场强，Ep表示该正电荷在P点的电势能，若保持负极板不动，而将正极板移至图中虚线所示位置仍保持正极板接地，则 A. U变小，Ep变大 B. U变小，Ep不变 C. U变大，E不变 D. U变大，E变大 ‎【答案】A ‎【解析】‎ ‎【详解】平行板电容器充电后与电源断开后，因此电容器的电荷量不变，将正极板移到图中虚线所示的位置时，板间距离减小，根据可知电容器的电容增大，根据可知板间电压变小；‎ 由匀强电场有：‎ 可得：‎ 可知与无关，则知电场强度不变，与正极板间的距离减小，由公式可知与正极板间的电势差减小，正极板电势为0，则点的电势变大，正电荷在点的电势能变大；‎ A.变小，变大与分析相符，故A正确；‎ B.变小，不变与分析不符，故B错误；‎ C.变大，不变与分析不符，故C错误；‎ D.变大，变大与分析不符，故D错误。‎ ‎7.如图所示，两块较大的金属板A、B平行水平放置并与一电源相连，S闭合后，两板间有一质量为m、带电量为q的油滴恰好在P点处于静止状态。则下列说法正确的是 A. 在S仍闭合的情况下，若将A板向下平移一小段位移，则油滴向下加速运动，G中有的电流，P点电势升高 B. 在S仍闭合的情况下，若将A板向右平移一小段位移，则油滴仍然静止，G中有的电流，P点电势不变 C. 若将S断开，且将A板向左平移一小段位移，则油滴向下加速运动，G中无电流，P点电势升高 D. 若将S断开，再将A板向下平移一小段位移，则油滴向上加速运动，G中无电流，P点电势降低 ‎【答案】B ‎【解析】‎ ‎【详解】A.开始时，重力和电场力平衡，故有：‎ 在S仍闭合的情况下，将板向下平移一小段位移，由可知电场强度变大，故油滴应向上加速运动，故A错误；‎ B.在S仍闭合的情况下，若将板向右平移一小段位移，由 可知电场强度不变，油滴仍静止；根据和则有：‎ 故电容器的电量减小，放电，故中有的电流，因电势差不变，那么点的电势也不变，故B正确；‎ C.若将S断开，不变，向左平移一小段距离，根据可知，电容减小，再根据 可知，增大；根据可知，增大；电场力增大，油滴向上运动；由于电量不变，故中无电流，由于电场强度变大，则电势差增大，而板接地，因此点电势降低，故C错误；‎ D.若将S断开，不变，再将板向下平移一小段位移，根据，和可得：‎ 故电场强度不变，故电场力不变，故油滴静止，由于电量不变，故中无电流，由于电场强度变大，则电势差增大，而板接地，因此点电势也不变，故D错误。‎ ‎8.如图所示，在地面上方的水平匀强电场中，一个质量为m、电荷量为+q的小球，系在一根长为L的绝缘细线一端，可以在竖直平面内绕O点做圆周运动，AB为圆周的水平直径，CD为竖直直径，已知重力加速度为g，电场强度，不计空气阻力，下列说法正确的是   ‎ A. 若小球在竖直平面内绕O点恰好做完整圆周运动，则它运动过程中的最小速度 B. 若小球在竖直平面内绕O点做圆周运动，则小球运动到D点时机械能最大 C. 若将小球在A点由静止开始释放，它将在ACBD圆弧上往复运动 D. 若剪断细线将小球在A点以大小为的速度竖直向上抛出，它将能够到达B点 ‎【答案】D ‎【解析】‎ ‎【详解】A.由于电场强度，则有：‎ 可知等效最高点在弧的中点，在等效最高点，则有：‎ 运动的最小速度：‎ 故A错误；‎ B.除重力和弹力外其它力做功等于机械能的增加值，若小球在竖直平面内绕点做圆周运动，则小球运动到点时，电场力做功最多，故到点时的机械能最大，故B错误；‎ C.小球受合力方向与电场方向夹角斜向下，故若将小球在点由静止开始释放，它将沿合力方向做匀加速直线运动，故C错误；‎ D. 若剪断细线，将小球在点以大小为的速度竖直向上抛出，小球将不会沿圆周运动，因此小球在竖直方向做竖直上拋，水平方向做匀加速，当竖直方向的速度为0时，则有：‎ 当竖直方向的位移为0时，水平方向位移为：‎ 可得：‎ 所以小球刚好运动到B点，故D正确。‎ ‎9.一水平放置的平行板电容器的两极板间距为d，极板分别与电池两极相连，上极板中心有一小孔（小孔对电场的影响可忽略不计）。小孔正上方处的P点有一带电粒子，该粒子从静止开始下落，经过小孔进入电容器，并在下极板处（未与极板接触）返回。若将下极板向上平移，则从P点开始下落的相同粒子将（ ）‎ A. 打到下极板上 B. 在下极板处返回 C. 在距上极板处返回 D. 在距上极板处返回 ‎【答案】D ‎【解析】‎ 设带电粒子质量为m，电容器两基板的电压为U，由动能定理得，若将下极板向上移动d/3，设带电粒子在电场中下降h，再由动能定理得，联立解得，所以带电粒子还没达到下极板就减速为零，D正确。‎ ‎【考点定位】动能定理、电场力做功、匀强电场电场强度和电势差的关系 ‎10.如图所示,在真空中等量异种点电荷形成的电场中，O是电荷连线的中点，C、D是连线的中垂线上关于O对称的两点，A、B是连线延长线上的两点，且到正、负电荷的距离均等于两电荷间距的一半则以下结论正确的是（    ）‎ A. B、C两点场强方向相反 B. A、B两点场强相同 C. C、O、D三点比较，O点场强最弱 D. A、O、B三点比较，O点场强最弱 ‎【答案】AB ‎【解析】‎ ‎【详解】A.根据电场线的分布情况可知，、两点场强方向相反，故A正确；‎ B.根据对称性看出，、两处电场线疏密程度相同，则、两点场强大小相同，又强场方向相同，故B正确；‎ C.、、三点中，处电场线最密，则点的场强最强，故C错误；‎ D.设到的距离为，则点的场强大小为：‎ 点的场强大小为：‎ 所以、 、三点比较，点场强最强，故D错误。‎ ‎11.某静电场在x轴上的电势随x的变化关系-x图象如图所示，电场方向平行于x轴，下列说法正确的是 A. x2处电场强度为零 B. 正电荷从x1处移到x3处电势能增大 C. 正电荷在x3处和x3处的加速度方向相反 D. 电荷在x4处受到的电场力最大 ‎【答案】BC ‎【解析】‎ ‎【分析】‎ 图象的切线斜率表示场强，正电荷在电势越高的点，电势能越大。根据电场强度的变化，判断电场力的变化，从分析加速度的情况。‎ ‎【详解】在处，图象的切线斜率不为零，即该处的电场强度不为零，故A错误；正电荷从处移到处电势在升高，而正电荷在电势越高的点，电势能越大，故B正确；正电荷在处和 处的切线斜率是一正一负，故电场强度方向相反，则电场力方向相反，根据牛顿第二定律可知加速度方向相反，故C正确；在处切线斜率为零，故电场强度为零，则电场力为零，故D错误；故选BC。‎ ‎【点睛】解决本题的关键要明确图象的切线斜率表示场强，斜率的符号表示场强的方向。‎ ‎12.如图所示，a、b、c、d为匀强电场中等势面，一个质量为m，电荷量为q的带正电的粒子在A点以大小为v1的速度射入电场，沿如图轨迹到达B点时速度大小为v2，且速度与等势面平行，A、B连线长为L，连线与等势面间的夹角为θ，不计粒子受到的重力，则（ ）‎ A. v1大于v2‎ B. 等势面b的电势比等势面c的电势高 C. 粒子从A运动到B所用时间为 D. 匀强电场的电场强度大小为 ‎【答案】ACD ‎【解析】‎ ‎【分析】‎ 根据粒子的运动轨迹可判断粒子受电场力方向向上，从而判断场强方向，根据动能定理可比较v1和v2的大小以及场强大小；粒子在竖直方向做匀变速运动，在水平方向做匀速运动，从而可求解从A到B的时间.‎ ‎【详解】由粒子的运动轨迹可知，粒子受向上的电场力，可知从A到B电场力做负功，动能减小，即v1大于v2，‎ 选项A正确；粒子带正电，受向上的电场力，可知场强方向向上，等势面b的电势比等势面c的电势低，选项B错误；粒子在水平方向不受力，可知在水平方向做匀速运动，速度为v2，则从A到B的时间为，选项C正确；由A到B根据动能定理： ，解得，选项D正确；故选ACD.‎ ‎【点睛】此题关键是能根据粒子的运动轨迹判断电场力的方向，知道粒子在水平方向做匀速运动，竖直方向做匀加速运动，结合动能定理求解.‎ 二、实验题探究题 ‎13.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板向左平移，静电计指针张角_______；将A板竖直向上平移，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). 变大 (3). 变大 (4). 变小 (5). 静止不动 ‎【解析】‎ ‎【详解】(1)[1]静电计测定电容器的电势差即电压的变化情况，不能测量电量；‎ ‎(2)[2]将板向左平移，板间距离增大，根据电容的决定式得知，电容 减小，而电容器的电量不变，由电容的定义式分析得板间电势差增大，则静电计指针张角增大；[3]将板竖直向上平移，两极板正对面积减小，根据电容的决定式得知电容减小，而电容器的电量不变，由电容的定义式分析得到板间电势差增大，则静电计指针张角增大；[4]将电介质插入两板之间，根据电容的决定式得知电容增大，而电容器的电量不变，由电容的定义式分析得到板间电势差减小，则静电计指针张角减小；‎ ‎(3)[5]若将电容器水平放置，不变，将板向下平移一小段位移，根据，和可得：‎ 故电场强度不变，电场力不变，故油滴静止不动。‎ 三、计算题 ‎14.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=0.40kg，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与水平杆间的动摩擦因数；‎ ‎（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5m/s2的加速度匀加速运动，则电场强度应为多大？‎ ‎【答案】（1）3×104N/C（2）0.5（3）‎ ‎【解析】‎ 试题分析：（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，则有电场力F=mBgtanθ＝4×N＝3N，‎ 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μ＝0.5．‎ ‎（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，‎ qEcosθ-μ（mAg+mBg-qEsinθ）=（mA+mB）a，‎ 代入数据解得．‎ 考点：电场强度；牛顿第二定律；物体的平衡 ‎15.如图所示，空间内有场强大小为 E 匀强电场，竖直平行直线为匀强电场的电场线(方 向未知)，现有一电荷量为 q、质量为 m 的带负电的粒子，从 O 点以某一初速度垂直电场方 向进入电场，A、B 为运动轨迹上的两点，不计粒子的重力及空气的阻力；‎ ‎(1)若 OA 连线与电场线夹角为 60° ， OA = L ，求带电粒子从 O 点到 A 点的运动时间及进 电场的初速度； ‎ ‎(2)若粒子过 B 点时速度方向与水平方向夹角为 60° ，求 。‎ ‎【答案】（1）， （2）‎ ‎【解析】‎ ‎【分析】‎ ‎（1）带电粒子在电场中做类平抛运动，根据两个分位移公式列式，结合牛顿第二定律得到加速度，即可求解。（2）根据合速度和分速度的关系求带电粒子到达B 点的速度，再由动能定理求出。‎ ‎【详解】（1）因带电粒子向上偏转，电场力方向向上，又因为带电粒子带负电，所以电场强度方向竖直向下。带电粒子在电场中做类平抛运动，设水平方向的位移为x，竖直方向的位移为y，由题意知：， ‎ 根据分运动的规律有：，‎ 粒子的加速度为：‎ 联立解得：，‎ ‎（2）设粒子到达B点的速度为v，则由合运动与分运动的关系有：‎ 由动能定理有：‎ 联立解得：‎ ‎【点睛】能运用运动的合成与分解的方法处理类平抛运动问题，搞清分位移关系、分速度关系是解决这类问题的关键。‎ ‎16.如图，直角坐标系xOy位于竖直平面内，其中x轴水平，y轴竖直。竖直平面中长方形区域OABC内有方向垂直OA的匀强电场，OA长为l，与x轴间的夹角，一质量为m、电荷量为q的带正电小球可看成质点从y轴上的P点沿x轴正方向以一定速度射出，恰好从OA的中点M垂直OA进入电场区域。已知重力加速度为g。‎ ‎ ‎ ‎(1)求P点的纵坐标及小球从P点射出时的速度大小v0；‎ ‎(2)已知电场强度的大小为，若小球不能从BC边界离开电场，OC 长度应满足什么条件？‎ ‎【答案】(1)；(2)‎ ‎【解析】‎ ‎【详解】(1)设小球从到所用时间为 ‎ 竖直方向：‎ 水平方向：‎ 由几何关系：‎ 解得：‎ ‎(2)设小球到达时速度为，进入电场后加速度为，则有：‎ 小球在电场中沿方向做匀速直线运动，沿与垂直方向做加速度为的匀加速运动，设边界的长度为时，小球不从边射出，在电场中运动时间为 ‎ 解得：‎ ‎17.如图，在竖直平面内，一半径为R的光滑绝缘圆弧轨道ABC和水平绝缘轨道PA在A点相切，BC为圆弧轨道的直径，O为圆心，OA和OB之间的夹角为，，整个装置处于水平向右的匀强电场中。一质量为m、电荷量为q（q＞0）的带电小球在电场力的作用下沿水平轨道向右运动，经A点沿圆弧轨道通过C点，落至水平轨道；已知小球在C点所受合力的方向指向圆心，且此时小球对轨道的压力恰好为零，重力加速度大小为g。求 ‎(1)匀强电场的场强大小；‎ ‎(2)小球到达A点时速度的大小；‎ ‎(3)小球从C点落至水平轨道上的位置与A点的距离。‎ ‎【答案】（1）（2）（3）‎ ‎【解析】‎ ‎【详解】(1)小球到达点时所受合力的大小为，由力的合成法则，则有：‎ 解得匀强电场的场强大小：‎ ‎(2)设小球到达点时的速度大小为，由牛顿第二定律得：‎ 解得：‎ 小球到达点的速度大小，由动能定理有：‎ 解得：‎ ‎(3)小球离开点后，在竖直方向上做初速度不为零的匀加速直线运动，加速度大小为，小球在竖直方向的初速度为：‎ 从点落到水平轨道上所用时间为，由运动学公式，则有：‎ 解得：‎ ‎ 小球在水平方向上做初速度不为零的匀减速直线运动，加速度大小为：‎ 小球在水平方向的初速度为：‎ 由运动学公式，则有： ‎ 小球从点落至水平轨道上的位置与点的距离：‎ ‎ ‎