2017-2018学年山西省运城市康杰中学高二上学期第一次月考物理试题 解析版 14页

‎ 山西省运城市康杰中学2017-2018学年高二上学期 第一次月考物理试题 一、选择题（每小题4 分 ，共48 题 ，每小题给出的四个选项中，1-8题每题只有一个选项符合题目要求，第9-12题有多项符合要求。全部选对得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分）‎ ‎1. 关于电场强度E的说法正确的是 A. 根据E=可知，电场中某点的电场强度与电场力F成正比，与电量q成反比 B. 电场中某点的场强方向跟正电荷在该点所受的电场力的方向相同 C. E是矢量，与F的方向一致 D. 公式E= 对任何电场都适用 ‎【答案】B ‎【解析】根据E=可知，电场中某点的电场强度等于电场力F与电量q的比值，选项A错误；电场中某点的场强方向跟正电荷在该点所受的电场力的方向相同，选项B正确；E是矢量，与正电荷受的电场力的方向一致，选项C错误； 公式E= 只适应点电荷的电场，选项D错误；故选B.‎ ‎2. 关于场强和电势差的关系，说法正确的是 A. 电场强度越大的地方，电势越高 B. 沿着电场线方向，任何相同距离上的电势降低必定相等 C. 电势降低的方向必定是电场强度的方向 D. 沿着电场线方向，单位距离上降落的电势越大，则场强越大 ‎【答案】D ‎【解析】电场强度越大的地方，电势不一定越高，例如离负点电荷越近的地方场强越大，电势越低，选项A错误；只在匀强电场中，沿着电场线方向，任何相同距离上的电势降低必定相等，选项B错误；电势降低的最快的方向必定是电场强度的方向，选项C错误；沿着电场线方向，单位距离上降落的电势越大，则场强越大，选项D正确；故选D.‎ ‎3. 取一对用绝缘支柱支撑的金属导体A和B，使它们彼此接触．起初它们不带电，贴在A、B下面的金属箔是闭合的．现在把带正电荷的球C移近导体A，可以看到A、B上的金属箔都张开了．下列说法正确的是 A. A内部的场强比B内部的场强大 B. A、B内部的场强均为零 C. A左端的电势比B右端的电势低 D. A左端的电势比B右端的电势高 ‎【答案】B ‎【解析】试题分析：当导体A、B放在带正电的附近时，出现感应起电现象．电荷周围有电场存在，从而导体A、B处于电场中，在电场力的作用下，使导体中的自由电子重新分布．而处于静电平衡的导体，电荷只分布在外表面，内部电场强度为零，且是等势体．‎ 解：A、带正电荷的球C移近导体A，在A的左端感应出负电荷，在B的右端出现正电荷，电荷只分布在外表面，内部场强处处为零，导体是个等势体．‎ 故选：B 点评：体现物体静电感应起电的实质，及静电平衡状态时，带电体的电荷只分布在外表面，内部电场强度为零，且导体的电势处处相等．‎ ‎4. MN是一负电荷产生的电场中的一条电场线，一个带正电的粒子(不计重力)从a到b穿越这条电场线的轨迹，如图中虚线所示，下列说法正确的是 A. 负电荷一定位于ab虚线的右侧 B. 带电粒子在a点加速度大于b点加速度 C. 带电粒子在a点电势能大于b点电势能 D. 带电粒子在a点的动能大于b点的动能 ‎【答案】C ‎【解析】带正电的粒子所受电场力向左，电场线由N指向M，说明负电荷在位于ab虚线左侧；a点离点电荷较远，a点的电场强度小于b点的电场强度，带电粒子在a点的电场力小于在b点的电场力，根据牛顿第二定律得知，带电粒子在a点的加速度小于在b点的加速度．故A ‎ B错误．电场力对带电粒子做正功，电势能减小，则带电粒子在a点的电势能大于在b点的电势能．故C正确．由于该粒子只受电场力作用且做曲线运动，电场力指向轨迹内侧，电场力方向大致向左，对带电粒子做正功，其动能增加，即带电粒子在a点的动能小于b点的动能，故D错误．故选C．‎ 点睛：依据带电粒子的运动轨迹确定其所受电场力方向是解决带电粒子在电场中运动问题的突破口，然后可进一步根据电场线、电场力做功等情况确定电势、电势能的高低变化情况.‎ ‎5. 直角坐标系xoy中，A、B两点位于x轴上，坐标如图所示，C、D位于y轴上。C、D两点各固定一等量正点电荷，另一电量为Q的负点电荷置于O点时，B点处的电场强度恰好为零。若将该负点电荷移到A点，则B点处场强的大小和方向分别为（静电力常量为k）‎ A. ,沿x轴正方向 B. ,沿x轴负方向 C. ,沿x轴负方向 D. ,沿x轴正方向 ‎【答案】D ‎【解析】试题分析：B点处的电场强度恰好为零，说明负电荷在B点产生的场强与正电荷在B点产生的场强大小相等方向相反，根据点电荷的场强公式可得，负电荷在B点的场强为，两正电荷在B点的合场强也为，当负点电荷移到A点时，负电荷与B点的距离为2l，负电荷在B点产生的场强为，方向沿x轴负方向，由于CD对称，所以两正电荷在B点产生的合场强的大小为，方向沿x轴正方向，所以B点处场合强的大小为，方向沿x轴正方向，所以A、B、C错误，D正确；故选D．‎ 考点：考查电场的叠加；电场强度．‎ ‎【名师点睛】本题是对场强叠加原理的考查，同时注意点电荷的场强公式的应用，本题的关键的是理解B点处的电场强度恰好为零的含义．‎ ‎6.‎ ‎ 如图所示，平行板电容器与恒定直流电源（内阻不计）连接，下极板接地，一带电油滴位于容器中的点且恰好处于平衡状态．现将平行板电容器的上极板竖直向上移一小段距离，则 A. 油滴将竖直向上运动 B. P点电势降低 C. 带电油滴电势能减少 D. 电容减小，电量将增大 ‎【答案】B ‎【解析】试题分析：将平行板电容器的上极板竖直向上移动一小段距离，由于电容器两板间电压不变，根据得知板间场强减小，油滴所受的电场力减小，则油滴将向下运动，故A错误；场强E减小，而P点与下极板间的距离不变，则由公式分析可知，P点与下极板间电势差将减小，而P点的电势高于下极板的电势，则知P点的电势将降低，故B正确；由带电油滴原来处于平衡状态可知，油滴带负电，P点的电势降低，则油滴的电势能将增加，故C错误；根据，由于电势差不变，电容器的电容减小，故带电量减小，故D错误。‎ 考点：带电粒子在电场中的运动、电势能 ‎【名师点睛】本题运用分析板间场强的变化，判断油滴如何运动．运用推论：正电荷在电势高处电势能大，而负电荷在电势高处电势能小，来判断电势能的变化。‎ ‎7. 如图甲所示，两个固定的点电荷A、B带电荷量分别为Q1、Q2，其中A带负电，a、b、c三点在它们连线的延长线上．现有一带负电的粒子以一定的初速度沿直线从a点开始向远处运动经过b、c两点(粒子只受电场力作用)，粒子经过a、b、c三点时的速度分别为va、vb、vc，其速度－时间图像如图乙所示．以下说法中正确的是 A. B一定带负电 B. B的电荷量一定小于A的电荷量 C. b点的电场强度最大 D. 粒子由a点运动到c点过程中，粒子的电势能先减小后增大 ‎【答案】B ‎...............‎ 点睛：解决本题的关键根据图象b点的加速度为0，根据这一突破口，再结合电场的叠加规律即可判断Q2的电性及Q1和Q2的电量大小．‎ ‎8. 如图所示，某同学在研究电子在电场中的运动时，得到了电子由a点运动到b点的轨迹（图中实线所示），图中未标明方向的一组虚线可能是电场线，也可能是等差等势面，则下列说法正确的判断是 A. 如果图中虚线是电场线，电子在a点动能较小 B. 如果图中虚线是等势面，电子在b点动能较小 C. 不论图中虚线是电场线还是等势面，a点的场强都大于b点的场强 D. 不论图中虚线是电场线还是等势面，a点的电势都高于b点的电势 ‎【答案】C ‎【解析】试题分析：若虚线是电场线，从轨迹弯曲方向可知电场力沿着电场线向左，ab曲线上每一点的瞬时速度与电场力方向均成钝角，故电子做减速运动，动能减小，电子在a点动能较大，A错误；若虚线为等势面，根据等势面与电场线处处垂直可大致画出电场线，显然可看出曲线上每个位置电子受到的电场力与速度成锐角，电子加速运动，故动能增大，电子在b点动能较大，B错误；不论图中虚线是电场线还是等势面，由电场线的密集程度可看出a点的场强较大，故C正确；若虚线是等势面，从电子曲线轨迹向下弯曲可知电场线方向垂直虚线向上，沿着电场线方向电势越来越低，故a点电势较小；若虚线是电场线，从轨迹弯曲方向可知电场力沿着电场线向左，故电场线方向向右，沿着电场线方向电势越来越低，故a点电势较大，故D错误．‎ 考点：考查了电场线，等势面，‎ ‎【名师点睛】无论虚线代表的是电场线还是等势面，粒子受到的电场力的方向都是指向运动轨迹的弯曲的内侧，由此可以判断粒子的受力的方向和运动方向之间的关系，从而可以确定电场力对粒子做的是正功还是负功 ‎9. 如图所示，在电场中，将一个负电荷从C点分别沿直线移到A点和B点，克服静电力做功相同．该电场可能是 A. 沿y轴正向的匀强电场 B. 沿x轴正向的匀强电场 C. 第Ⅰ象限内的正点电荷产生的电场 D. 第Ⅳ象限内的正点电荷产生的电场 ‎【答案】AD 点睛：电场线虽然不存在，但可形象来描述电场的分布．当正电荷沿着电场线方向移动时，电场力做正功，则电势能减少，所以电势在减少．当负电荷沿着电场线方向移动时，电场力做负功，则电势能增加，而电势仍减小．‎ ‎10. 带有同种电荷的各种带电粒子（不计重力）沿垂直电场方向入射到平行带电金属板之间的电场中，并都能从另一侧射出．以下说法正确的是 A. 若粒子的带电量和初动能相同，则离开电场时它们的偏向角相同 B. 若质量不同的带电粒子由静止开始经相同电场加速后进入该偏转电场，则离开电场时它们的偏向角相同 C. 若带电粒子由静止开始经相同电场加速后进入该偏转电场，离开电场时其偏移量与粒子电荷量成正比 D. 若带电粒子以相同的初速度进入该偏转电场，离开电场时其偏移量与粒子的荷质比成反比 ‎【答案】ABD ‎【解析】根据类平抛运动规律可知，偏向角：，故若粒子的带电量和初动能相同，则离开电场时它们的偏向角θ相同；故A正确；由于，又因为 =恒量；故B正确；根据和，所以它们的偏移量应该相同；故C错误；偏转位移，若带电粒子以相同的初速度进入该偏转电场，离开电场时其偏移量y与粒子的荷质比成正比；故D错误；故选AB．‎ 点睛：本题考查带电粒子在电场中的偏转问题，要注意解决偏转问题的基本方法在于运动的合成与分解的准确应用．‎ ‎11. 如图所示，PQ放置两个电量相等的异种电荷，它们连线的中点是O，N、a、b是中垂线上的三点，且oa=2ob，N处放置一负点电荷；则 A. a处的场强的大小小于b处的场强的大小 B. a处的电势小于b处的电势 C. a、O间的电势差大于a、b间的电势差2倍 D. 电子在a处的电势能大于电子在b处的电势能 ‎【答案】AC ‎【解析】试题分析：根据等量异种电荷与负的点电荷电场线分布的特点，可知b处的电场线较密，所以Eb＞Ea，故A正确；如果只有P、Q电荷则ab是等势面，如果只有N则a的电势高，而电势是标量，因此a的电势高于b的电势，故B错误；根据B选项可知ao、ab间电势差其实就是看N点的负电荷在ao、ab处形成的电势差就可以，根据U=Ed定性分析可知ab间的平均场强小于bo间的平均场强，因此bo间的电势差大于ab间的电势差，因此ao电势差大于ab电势差的2倍，故C正确；负电荷在电势高的地方，电势能反而低，故D错误；故选AC。‎ 考点：电场强度；电势及电势差 ‎【名师点睛】考查电场强度是矢量，满足矢量合成法则，而电势是标量，可以进行代数和运算，掌握U=Ed的应用，注意E也可以选平均电场强度来讨论，同时理解电势能大小还与电荷的电性有关。‎ ‎12. 如图所示，在足够长的光滑绝缘水平直线轨道上方的P点，固定一电荷量为＋Q的点电荷．一质量为m、带电荷量为＋q的物块(可视为质点的检验电荷)，从轨道上的A点以初速度v0沿轨道向右运动，当运动到P点正下方B点时速度为v.已知点电荷产生的电场在A点的电势为φ(取无穷远处电势为零)，P到物块的重心竖直距离为h，P、A连线与水平轨道的夹角为60°，k为静电常数，下列说法正确的是 A. 点电荷＋Q产生的电场在B点的电场强度大小 B. 物块在A点时受到轨道的支持力大小为 C. 物块在A点的电势能EPA =＋Qφ D. 点电荷＋Q产生的电场在B点的电势 ‎【答案】ABD ‎【解析】试题分析：对物体进行受力分析，受重力、支持力、库仑力，根据竖直方向合力等于零，求出物体在A点受到轨道的支持力．从A点到B点，只有电场力做功，根据动能定理，求出电场力做功，从而得出两点间的电势差，从而得出B点的电势．‎ 点电荷+Q产生的电场在B点的电场强度大小为，故A错误；物体受到点电荷的库仑力为，由几何关系可知，设物体在A点时受到轨道的支持力大小为N，由平衡条件有，解得，B正确；物块在A点的电势能，则C错误；设点电荷产生的电场在B点的电势为φB，动能定理有，解得，故D正确．‎ 二、填空题（每空3分，共9分）‎ ‎13. 长为L的导体棒原来不带电，将一带电量为q的点电荷放在距棒左端R处，如图所示，当达到静电平衡后棒上感应的电荷在棒内中点处产生的场强的大小等于__________．‎ ‎【答案】 ‎ ‎【解析】水平导体棒当达到静电平衡后，棒上感应电荷中点P处产生的场强大小与点电荷+q在该处产生的电场强度大小相等，方向相反．则棒上感应电荷在棒内中点产生的场强大小为：E＝‎ 点睛：感应带电的本质是电荷的转移，当金属导体处于电场时会出现静电平衡现象，关键要理解并掌握静电平衡的特点．‎ ‎14. 将一个电荷量为1.0×10－8 C的负电荷，从无穷远处移到电场中的A点，克服电场力做功2.0×10－8 J，现将该电荷从A点移到B点，电场力做功1.0×10－8 J．则电场中A点的电势为_________ ；B点电势 为___________ ．(取无穷远处为零电势能点) ‎ ‎【答案】 (1). -2V (2). -1V ‎【解析】EpA＝2.0×10－8 J φA＝＝-2 V 又WAB=EpA－EpB＝1.0×10－8 J 故EpB＝1.0×10－8 J，则φB＝＝-1 V 点睛：本题考查对电势差公式的应用能力，应用时，各量均需代入符号．‎ 三、计算题（共43分）‎ ‎15. 如图，真空中xOy平面直角坐标系上的ABC三点构成等边三角形，边长L=2.0m。若将电荷量均为q=+2.0×10-6C的两点电荷分别固定在A、B点，已知静电力常量k=9.0×109N·m2/C2。求：‎ ‎（1）两点电荷间的库仑力大小；‎ ‎（2）C点的电场强度的大小和方向。‎ ‎【答案】（1）9.0×10-3N（2）7.8×103N/C ‎【解析】试题分析：（1）据库仑定律,A、B两点电荷间的库仑力大小为 代入数据得F=9．0×10-3N ‎（2）A、B两点电荷在C点产生的场强大小相等,均为 A、B两点电荷形成电场在C点的合场强大小为 E=2E1cos30°‎ 由上式并代入数据得E=×103N/C=7．8×103N/C 场强E的方向沿y轴正向 考点：电场强度；电场力 ‎【名师点睛】本题考查了库仑定律和电场强度的矢量合成问题，关键是根据平行四边形定则合成，基础问题．‎ ‎16. 图甲所示，在真空中足够大的绝缘水平地面上，一个质量为m=0.2kg，带电荷量为q=+2.0×10﹣6C的小物块处于静止状态，小物块与地面间的摩擦因数μ=0.1，从t=0时该开始，空间上加一个如图乙所示的电场．（取水平向右的方向为正方向，g取10m/s2）求：‎ ‎（1）4秒内小物块的位移大小；‎ ‎（2）4秒内电场力对小物块所做的功．‎ ‎【答案】（1）8m（2）1.6J ‎【解析】试题分析：（1）根据牛顿第二定律得解：‎ ‎0～2s内物块加速度：‎ ‎2～4s内物块做匀减速运动，加速度大小：‎ ‎0～2s内物块的位移为：‎ ‎2s末的速度为：v2=a1t1═2×2=4m/s，‎ ‎2～4s内的位移为：‎ ‎4秒内小物块的位移大小为：x=x1+x2=4+4m=8m ‎（2）4s末的速度为：v4=v2-a2t2=4-2×2=0m/s 设4秒内电场力对小物块所做的功W，‎ 由动能定理得：W-μmgx=0-0‎ 解得：W=μmgx=0．1×0．2×10×8J=1．6J 考点：牛顿第二定律；动能定理 ‎17. 如图所示，一个电子以4×106m/s的速度沿与电场垂直的方向从A点飞进匀强电场，并且从另一端B点沿与场强方向成150°角方向飞出，电子从A到B运动的时间为1×10-3s.电子的质量为，电子重力不计。则：‎ ‎（1）A、B两点间的电势差为多少？‎ ‎（2）匀强电场的电场强度为多少？‎ ‎【答案】（1）-136.5V（2）3.9×10-2V/m ‎【解析】（1）电子做类平抛运动，将vB分解为水平速度v0和竖直速度vy，vA=vBcos60° 所以：vB=2vA=2×4×106=8×106m/s 设A、B两点间的电势差为UAB，根据动能定理：   所以 ‎ ‎（2）竖直分速度：vy=v0tan30°     由运动学公式有：vy=at  牛顿第二定律：eE=ma ⑤ 联立解得： ‎ 点睛：本题运用动能定理求电势差，也可以根据类平抛运动的特点，牛顿第二定律和运动学结合求解．‎ ‎18. 如图所示，空间有场强E=1.0×102V/m，竖直向下的电场，长L=0.8m不可伸长的轻绳固定于O点，另一端系一质量m=0.5kg的带电量q=5×10-2‎ C的小球。拉起小球至绳水平后在A点无初速度释放，当小球运动至O点的正下方B点时绳恰好断裂，小球继续运动并垂直打在同一竖直平面且与水平面成θ=530、无限大的挡板MN上的C点，试求：‎ ‎（1）绳子的最大张力 ‎（2）A、C两点的电势差 ‎（3）当小球运动至C点时，突然施加一恒力F作用在小球上，同时把挡板迅速水平向右移至某处，若小球仍能垂直打在挡板上，求所加恒力的最小值。‎ ‎【答案】（1）30N（2）125V（3）F≥8N ‎【解析】试题分析：（1）A→B由动能定理及圆周运动知识有： （mg+qE）•L＝mvB2…①‎ T−（mg+qE）＝m…②‎ 联解①②得：T=30N…③‎ ‎（2）A→C由功能关系及电场相关知识有：‎ ‎（mg+qE）hAC＝mvC2…④‎ vCsinθ=vB…⑤‎ UAC=E•hAC…⑥‎ 联解④⑤⑥得：UAC=125V…⑦‎ ‎（3）由题可知施加恒力F后小球必须做匀速直线或匀加速直线运动，才能垂直打在档板上．设恒力F与竖直方向的夹角为α，作出小球的受力矢量三角形分析如图所示．（或由矢量三角形可知：当F与F合（或运动）的方向垂直时，F有最小值而无最大值）…⑧‎ 由矢量三角形图有：Fmin=（mg+qE）•sinθ…⑨‎ θ≤（α+θ）≤180°…⑩‎ 联解⑨⑩得：F≥8N…（11）‎ ‎0°＜α＜127°…（12）‎ 考点：带电粒子在电场中的运动；牛顿第二定律及动能定理的应用 ‎【名师点睛】本题是带电物体在电场中圆周运动问题，动能定理和向心力结合是常用的解题方法．粒子垂直进入电场中做的是类平抛运动，本题就是考查学生对类平抛运动的规律的应用。‎ ‎ ‎