物理卷·2017届河北省武邑中学高三上学期周考（12-11）（2016-12） 10页

河北武邑中2016-2017学年高三上学期周测（12.11）‎ 物理试题 一、 选择题 ‎1. 如图所示，圆心为O的光滑绝缘圆环竖直放置，处在水平向右的匀 ‎ 强电场中，一带电小球套在圆环上.开始时小球静止于点P处，点P、‎ O、Q在同一竖直平面内.现在让球从点M处静止释放，则小球沿圆 环运动过程中，第一次出现速度为零的位置是（ ） A．点N B．点M C．点Q、N之间 D．点M、N之间 ‎2. 挂在绝缘细线下的两个轻质小球，表面镀有金属薄膜，由于电荷的相互作用而靠近或远离，分别如图‎1-1-4‎甲、乙所示，则（  ） ‎ ‎ A．甲图中两球一定带异种电荷 ‎ B．乙图中两球一定带同种电荷 ‎ C．甲图中至少有一个带电 ‎ D．乙图中两球至多有一个带电 ‎3. 甲物体与乙物体相互摩擦，没有其他物体参与电荷的交换，发现甲物体带了9.6×10 ‎-16 C的正电荷.以下结论正确的是（ ） ‎ ‎ A．甲物体失去了6×10 3 个电子 B．乙物体失去了6×10 3 个电子 ‎ C．乙物体带9.6×10 ‎-16 C的负电荷 D．乙物体带9.6×10 ‎-16 C的正电荷 ‎4. 如图‎1-1-7‎所示，左边是一个原先不带电的导体，右边 C 是后来靠近的带正电的导体球，若用绝缘工具沿图示某条虚线将导体切开，分导体为 A 、 B 两部分，这两部分所带电荷量的数值分别为 Q A 、 Q B ，则下列结论正确的是（  ） ‎ A．沿虚线 d 切开， A 带负电， B 带正电，且 Q A ＞ ‎ Q B ‎ B．只有沿虚线 b 切开，才有 A 带正电， B 带负电，且 Q A ＝ Q B ‎ C．沿虚线 a 切开， A 带正电， B 带负电，且 Q A ＜ Q B ‎ D．沿任意一条虚线切开，都有 A 带正电， B 带负电，而 Q A 、 Q B 的值与所切的位置有关 ‎5. 关于物理学史的下列说法中不正确的是：  （ ） ‎ ‎ A．法拉第通过实验研究确认真空中两点电荷之间相互作用力的规律 ‎ B．元电荷e的数值最早由密立根测得 ‎ C．法拉第第一个采用电场线描述电场 ‎ D．夜间高压线周围出现的绿色光晕，其实是一种微弱的尖端放电现象 ‎6.‎ ‎ 如图所示，A、B是两个带有绝缘支架的金属球，它们原来均不带电，并彼此接触。现使带负电的橡胶棒C靠近A（C与A不接触），然后先将A、B分开，再将C移走。关于A、B的带电情况，下列判断正确的是 A．A带正电，B带负电 B．A带负电，B带正电 C．A、B均不带电 D．A、B均带正电 ‎ ‎7. 如图4所示，将一个半径为r的不带电的金属球放在绝缘支架上，金属球的右侧放置一个电荷量为Q的带正电的点电荷，点电荷到金属球表面的最近距离也为r。由于静电感应在金属球上产生感应电荷。设静电力常量为k。则关于金属球内的电场以及感应电荷的分布情况，以下说法中正确的是   （  ） A．电荷Q与感应电荷在金属球内任意位置激发的电场场强都是等 ‎ 大 且反向的 ‎ B．感应电荷在金属球球心处激发的电场场强 ，方向 ‎ 向右 ‎ C．感应电荷全部分布在金属球的表面上 ‎ D．金属球右侧表面的电势高于左侧表面 ‎8. A、D两点各放有电量为十Q和十3Q的点电荷，A、B、C、D四点在同一直线上，且AB＝BC＝CD。现将一正电荷从B点沿直线移到C点，则（   ） A．电势能一直减小 B．电势能一直增加 C．电势能先减小后增加 D．电势能先增加后减小 ‎ ‎9. 图示为科技馆里一个趣味体验项目的照片和简化图，核心装置为一个金属球，在干燥的空气里，体验者双脚站在绝缘凳上，手（图中为右手）按在金属球上，并与周围其他物体保持远离。一条特殊传送带（图中未画出）给金属球不断地输送电荷，过一段时间后，体验者的头发便会四处散开，甚至倒立，十分有趣，如图所示，在此状态下，下列分析正确的是（ ）    ‎ A．若用左手也去摸金属球，会被电击 ‎ B．若用左手与旁边的观众握手，会被电击 ‎ C．若将右手离开金属球，则头发会立刻恢复常态 ‎ D．若将右手离开金属球而且走下绝缘凳，头发会立刻恢复常态 ‎10. 如图所示的是一个带正电的验电器，当一个金属球A靠近验电器 上的金属小球B时，验电器中金属箔片的张角减小，则（　　） ‎ A.金属球 A 可能不带电 ‎ B.金属球 A 一定带正电 ‎ C.金属球 A 可能带负电 ‎ D.金属球 A 一定带负电 ‎ ‎11. 如图所示，在 a 、 b 两点上放置两个点电荷，它们的电荷量分别为 ， MN ‎ 是连接两点的直线， P 是直线上的一点，下列哪种情况下 P 点的场强可能为零（ ） ‎ A． 都是正电荷，且 ‎ B． 是正电荷， 是负电荷，且 ‎ C． 是负电荷， 是正电荷，且 ‎ D． 都是负电荷，且 ‎ ‎12. 如图所示，电解池内有一价离子的电解液，在时间t内通过溶液 ‎ 截面S的正离子数为n1，负离子数为n2,设元电荷电荷量为e，则以下说法正确的是（ ） A．溶液内电流方向从A到B，电流为n1e/t ‎ B．溶液内电流方向从B到A，电流为n2e/t ‎ C．溶液内正、负离子反方向移动，产生的电流相互抵消 ‎ D．溶液内电流方向从A到B，电流为（n1+n2）e/t ‎13. 冬天，人们在晚上脱衣服的时候，有时会看到火花，并伴有“噼啪”声，这是因为 ‎ ‎ A．衣服由于摩擦而产生了静电 B．人体本身是带电体 ‎ C．空气带电，在衣服上放电所致 D．以上说法均不正确 ‎14. 如图所示，水平放置的金属板正上方有一固定的正电荷Q，一表面绝缘的带正电小球（可视为质点且不影响Q的电场），从左端以初速度v0滑上金属板的上表面，已知金属板上表面光滑，则小球在向右运动到右端的过程中（ ） A．做匀速运动 B．先减速运动，后加速运动 ‎ C．受的电场力做正功 D．受的电场力的冲量为零 ‎15. 在图中实线是匀强电场的电场线，虚线是某一带电粒子通过该电场区域时的运动轨迹，a、b是轨迹上两点.若带电粒子在运动中受电场力作用，则由此图可作出正确判断的是（ ） ‎ ‎ A．带电粒子带负电荷 B．带电粒子带正电荷 ‎ C．带电粒子所受电场力的方向 D．带电粒子做匀变速运动 ‎16. 如图甲是某一电场中的一条电场线，a、b两点是该电场线上的两点.一负电荷只受电场力作用，沿电场线由a运动到b.在该过程中，电荷的速度时间图象如图乙所示，比较a、b两点场强E的大小和电势Φ的高低，下列说法正确的是（ ） ‎ ‎ A．E a =E b B．E a >E B C．Φ a >Φ b D．Φ a <Φ b ‎17. 两个相同的带电金属小球相距r时，相互作用力大小为F，将两球接触后分开，放回原处，相互作用力大小仍等于F，则两球原来所带电量和电性(   ) ‎ ‎ A．可能是等量的同种电荷； B．可能是不等量的同种电荷； ‎ C．可能是不量的异种电荷； D．不可能是异种电荷。‎ ‎18. 在光滑绝缘的水平地面上放置着四个相同的金属小球，小球A、B、C位于等边三角形的三个顶点上，小球D位于三角形的中心，如图所示。现让小球A、B、C带等量的正电荷Q，让小球D带负电荷q，使四个小球均处于静止状态，则Q与q的比值为（ ） A. B.   C.3 D. ‎ ‎19. 质量分别是m 1 、m 2 的两个带电小球M、N，分别用为 l 的绝缘细线悬挂于同一点O，两细线与竖直方向各成一定的角度 1 、 2 ，过两球球心的直线与O点竖直线交于A点，如图，现增加球M的电荷量，系统重新平衡，下列各物理量中保持不变的是（ ） ‎ ‎ A．两细线上的拉力之比 B．MA与NA的长度之比 ‎ C．OA的长度h D．两线的夹角 ‎ 二、 计算题 ‎20.（1）为了安全，在高速公路上行驶的汽车之间应保持必要的距离．已知某段高速公路的最高限速 v =‎108km/h，假设前方车辆突然停止，后面车辆司机从发现这一情况起，经操纵刹车到汽车开始减速经历的时间（即反应时间） t =0.50s，刹车时汽车受到阻力的大小为汽车重力的0.50倍。该段高速公路上汽车间的距离s至少应为多少？取g=‎10m/s 2 ． ‎ ‎（2）如图所示,将点电荷A、B放在绝缘的光滑水平面上．A带正电，B带负电，带电量都是 q ，它们之间的距离为 d ‎ ‎。为使两电荷在电场力作用一都处于静止状态，必须在水平方向加一个匀强电场。求：两电荷都处于静止状态时，AB连线中点处的场强大小和方向。（已知静电力常数为 k ） ‎ ‎21. 真空中两个静止点电荷相距‎10 cm，它们之间相互作用力的大小为9×10 -4 N,当它们合在一起时，成为一个带电量为 3×10 ‎-8 C的点电荷，若它们原来带异种电荷，则原来两电荷的带电量各为多少？（K= 9×10 9   N .kg 2 .C -2 ） ‎ ‎22. 如图所示，在绝缘水平面上，有相距为 L 的 A 、 B 两点，分别固定着两个带电荷量均为 Q 的正电荷． O 为 AB 连线的中点， a 、 b 是 AB 连线上两点，其中 Aa = Bb = L /4．一质量为 m 、电荷量为+ q 的小滑块（可视为质点）以初动能 E k0 从 a 点出发，沿 AB 直线向 b 运动，其中小滑块第一次经过 O 点时的动能为2 E k0 ，第一次到达 b 点时的动能恰好为零，小滑块最终停在 O 点，已知静电力常量为 k ．求： （1）小滑块与水平面间滑动摩擦力的大小． ‎ ‎（2）小滑块刚要到达 b 点时加速度的大小和方向． （3）小滑块运动的总路程 s 总 ． ‎ ‎23. 质量均为 的两个可视为质点的小球 A 、 B ，分别被长为 L 的绝缘细线悬挂在同一点 O ，给 A 、 B 分别带上一定量的正电荷，并用水平向右的外力作用在 A 球上，平衡以后，悬挂 A 球的细线竖直，悬挂 B 球的细线向右偏60°角，如图所示。若A球的带电量为 ，则： 1）. B 球的带量为多少； 2）. 水平外力多大。‎ 答案 ‎1、 【答案】C 【解析】对小球位于P点受力分析如图.由平衡条件知重力G和电场力F电的合力F′方向沿OP斜向下，大小恒定.将合力F′等效为一个合场力，当小球运动到与M点关于OP对称的M′点过程，F′做功为零，环的作用力不做功，所以合外 ‎ 力的总功为零.由动能定理得：ΔEk=0，故M′点是第一次出现速度为零的位置，选C. ‎ ‎2、 【答案】B、C 【解析】题目中的小球都是镀有金属薄膜的轻质小球，带电物体具有吸引轻小物体的性质，同种电荷相互排斥，异种电荷相互吸引，所以可以判断出现甲图的现象，可以是两个带异种电荷的小球，也可以是一个小球带电而另一个小球不带电；两个小球由于相互排斥而出现乙图中的现象，则必须都带电且是同种电荷。    <技巧点拨>两个轻小球相互吸引有两种可能性，一种是两个小球带异种电荷，另一种是一个小球带电，另一个小球不带电。相互排斥只有一种可能，就是两个小球带同种电荷。 ‎ ‎3、 【答案】AC 【解析】根据摩擦起电的特点，甲物体带了9.6×10 ‎-16 C的正电荷，说明甲物体失去了9.6×10 ‎-16 C的负电荷，即失去了9.6×10 ‎-16 C/1.60×10 －‎19C=6 ×10 3 个电子；没有其他物体参与电荷的交换，由电荷守恒定律可知，乙物体得到了6×10 3 个电子，带9.6×10 ‎-16 C的负电荷。  ‎ ‎4、 【答案】D 【解析】静电感应使得 A 带正电， B 带负电，导体原来不带电，只是在 C 的电荷的作用下，导体中的自由电子向 B 部分移动，使B部分多带了电子而带负电； A 部分少了电子而带正电。根据电荷守恒可知， A 部分转移的电子数目和B部分多余的电子数目是相同的，因此无论从哪一条虚线切开，两部分的电荷量总是相等的。不过从不同位置切开时， Q A 、 Q B 的值是变化的，故只有D正确 ‎ ‎5、 【答案】A 【解析】略 ‎ ‎6、 【答案】A 【解析】先把导体A和B分开，再移走C，导体A和B由于感应起电带上异种电荷，所以此时A带正电，B带负电． ‎ ‎7、 【答案】AC 【解析】分析：金属球在点电荷附近，出现静电感应现象，导致电荷重新分布．因此在金属球内部出现感应电荷的电场，正好与点电荷的电场叠加，只有叠加后电场为零时，电荷才不会移动．当点电荷移走后，电荷恢复原状． 解答：解：A、电荷Q与感应电荷在金属球内任意位置激发的电场场强都是等大且反向，金属球内部合电场为零，电荷不再会移动，处于静电平衡状态．故A正确； B、感应电荷在金属球球心处激发的电场场强与点电荷在球心处产生的电场强度大小，方向相反，即为 ．故B错误； C、由于金属球感应电荷产生的电场导致内部电荷分布在金属球的表面上，所以C正确； D、由于点电荷带正电，所以金属球右侧表面是带负，左侧表面是带正电，因此右侧表面的电势低于左侧表面．故D错误； 故选：AC 点评：处于静电感应现象的导体，内部电场强度处处为零，电荷全部分布在表面．且导体是等势体， ‎ ‎8、 【答案】C 【解析】考点：电势能；电场的叠加． 分析：根据点电荷场强公式E=KQ/r 2 分析计算，有两个场源就根据矢量合成求合场强．‎ ‎ 根据电场力做功判断电势能的变化． 解答：解：在AD连线上，每一个位置的场强由十Q和十3Q的点电荷共同叠加产生． 设AB=BC=CD=L 在B点，十Q产生的场强为KQ/L 2 ，方向水平向右． 十3Q产生的场强为K3Q/（‎2L） 2 ，方向水平向左． 所以在B点的实际场强方向水平向右． 在C点，十Q产生的场强为KQ/（‎2L） 2 ，方向水平向右． 十3Q产生的场强为K3Q/L 2 ，方向水平向左． 所以在B点的实际场强方向水平向左． 一正电荷从B点沿直线移到C点电场力方向先向右，后向左，所以电场力先做正功后做负功． 所以电势能先减小后增加， 故选C． 点评：本题关键根据点电荷的场强公式，然后根据矢量合成的法则合成各点的场强，再找出电场力方向去判断做功的情况． ‎ ‎9、 【答案】BD 【解析】 试题分析：因为左右两手的电势相等，故若用左手也去摸金属球，不会有电流产生，不会被电击，选项A错误；若用左手与旁边的观众握手，因为与旁边的人有电势差，故会有电流产生，通过人体会被电击，选项B正确；若将右手离开金属球，电荷不会转移，则头发仍然直立，选项C错误；若将右手离开金属球而且走下绝缘凳，则电荷将进入大地，人体将不再带点，头发会立刻恢复常态，选项D正确；故选BD. 考点：静电现象. ‎ ‎10、 解析： 验电器上的金属箔片和金属球都带有正电荷，金属箔片之所以张开，是由于箔片上的正电荷互相排斥造成的.当验电器金属箔片的张角减小时，说明箔片上的正电荷一定比原来减少了，由于金属球 A 只是靠近验电器而没有与验电器上的金属球 B 发生接触，要考虑感应起电的影响.当金属球 A 靠近时，验电器的金属球 B 、金属杆包括金属箔片整体相当于一个导体，金属球 A 离金属球 B 较近，而离金属箔片较远.如果金属球 A 带正电，验电器上的正电荷一定向远处移动，则金属箔片上的电荷量不会减少，所以选项B是错误的.如果金属球 A 带负电，验电器上的正电荷会由于引力作用向金属球 B 移动，造成金属箔片上的电荷量减少，所以选项C是正确的.如果金属球 A 不带电，由于受到金属球 B 上正电荷的影响，金属球 A 上靠近 B 的部分也会由于静电力的作用出现负电荷，而这些负电荷反过来会使得验电器上的正电荷向金属球 B 移动，效果与金属球 A 带负电荷一样.所以选项A也是正确的，选项D是错误的. ‎ 答案： AC ‎ ‎→ 方法总结： 本题考查了电荷间相互作用的规律和静电感应现象，判断时首先要明确金箔张角的大小与金箔上电荷量的关系.再根据验电器金箔张角大小的变化和电荷间相互作用规律，判断 A 球上是否带电及带什么电.在静电感应中，由于电荷间的相互作用，使得导体上靠近带电体的一端感应出和带电体异种的电荷，远离带电体一端感应出和带电体同种的电荷，这一点我们务必要记住.可简记为“近异远同”. ‎ ‎→ 思考讨论： 1.当某带电导体靠近不带电的验电器的金属小球时，两金箔张角将如何变化？ ‎ ‎2.若发现验电器的金箔张角先变小后变大，则A球和验电器的带电情况如何？‎ ‎11、 【答案】B ‎ 【解析】 根据场的叠加可知，要使 P 处场强为零， 必为异种电荷。由 可知， E 相等时， r 大则 q 大。故B正确。 ‎ ‎12、 【答案】D 【解析】根据电流方向的规定知，电流方向A→B,但电荷量应该是正、负离子电荷量之和，故应选D. ‎ ‎13、 【答案】A 【解析】略 ‎ ‎14、 【答案】A 【解析】在金属板表面所形成的电场的电场线垂直于金属板表面，故射入的正电荷所受的电场力始终竖直向下，因此小球做匀速直线运动.电场力做功为零，电场力的冲量Ft并不为零. ‎ ‎15、 【答案】ACD 【解析】带电粒子在电场中沿曲线ab运动，其曲率中心在左侧，故该粒子带负电荷，选A、C.由于带电粒子在匀强电场中，所受电场力为恒力，故加速度是一个大小和方向均不变的量. ‎ ‎16、 【答案】A D 【解析】由图象可知，电子做匀加速直线运动，故该电场为匀强电场，即 E A = E B ，电子动能增加，电势能减少，电势升高，即U A ＜U B ] ‎ ‎17、 【答案】Ｄ 【解析】若带同种电荷，设带电量分别为Q1和Q2，则 ，将两球接触后分开，放回原处后相互作用力变为： ，显然只有Q1=Q2时，才有F=F/，所以A选项正确，B选项错误；若带异种电荷，设带电量分别为Q1和-Q2，则 ，将两球接触后分开，放回原处后相互作用力变为： ，显然只有在 时，才有F=F/，所以C选项正确，D选项错误 ‎ ‎18、 【答案】D 【解析】以小球A为研究对象，由库仑定律及力的平衡知识得： ,解得Q与q的比值为 。 ‎ ‎19、 【答案】AB 【解析】略 ‎ 二、计算题 ‎20、 【答案】（1）解：在反应时间内，汽车作匀速运动，行驶的距离为：   ……2分 ‎ ‎ 汽车刹车的过程，车做匀减速直线运动，由牛顿第二定律有： kmg = ma ……1分 得： a =‎5m/s 2 ……1分 刹车过程中汽车运动的距离为： ……2分 所求距离为：  ……2分 （2）解：设点电荷在 AB 两连线中点处产生的场强为 E 1 ，所加的匀强电场的场强为 E 0 ， AB 连线中点处的合场强为 E ．根据点电荷场强的计算公式： A 点电荷在 AB 连线中点处产生的场强为： ，方向由 A 指向 B   ……2分 B 点电荷在 AB 连线中点处产生的场强为： ，方向由 A 指向 B ……2分 根据电场叠加原理： ， 方向由 A 指向 B ……2分 根据电荷受力平衡和库仑定律有： ，得 ， 方向由 B 指向 A ……2分 根据电场叠加原理： ， 方向由 A 指向 B ……2分 【解析】略 ‎ ‎21、 【答案】解：由题根据库仑定律知：F=k ，则 F=k =9×10 -4 N-   ① ------------------------------3分 由电荷守恒知：q 1 -q 2 =3×10 ‎-8 C  ②-------------------- 3分   解上式得q 1 =5×10 ‎-8 C，q 2 =-2×10 ‎-8 C.或 q 1 =" -" 5×10 ‎-8 C，q 2 = 2×10 ‎-8 C. 四个结果每个1分 【解析】略 ‎ ‎22、 【答案】‎ ‎ （1） a 点与 b 点等势，块第一次由 a 到 b ，由动能定理有  故  （3分） （2）块刚要到 b 时，受库仑力    （2分） 在 b 点，由牛顿第二定律有： ，故   （2分） （3）由 a 第一次到 b 时静电力做功为W，有：  （2分） 由 a 开始到最后停在 O 点，有：  （2分） 由以上二式得：     【解析】略 ‎ ‎23、 【答案】 【小题1】 【小题2】 【解析】【小题1】小球B受重力、绳子拉力、库仑斥力而平衡，根据几何关系可知库仑力大小为 ，所以 B 球的带量为 【小题2】水平外力 =‎