【物理】安徽省滁州市定远县育才学校2020-2021学年高二上学期第一次月考试题（解析版）

【物理】安徽省滁州市定远县育才学校2020-2021学年高二上学期第一次月考试题（解析版）

育才学校2020-2021学年第一学期第一次月考 高二物理 一、选择题(1-8小题为单选题,9-12小题为多选题，每小题4分,共48分) ‎ ‎1.如图所示，Q带负电荷，导体P在a处接地，下列说法中正确的是(　　)‎ A． 导体P的a端不带电荷，b端带负电荷 B． 导体P的a端带正电荷，b端不带电 C． 导体P的a端带正电荷，b端带负电荷，且正、负电荷的电荷量相等 D． 导体P的a端带正电荷，b端带负电荷，正电荷的电荷量大于负电荷的电荷量 ‎2.M和N都是不带电的物体，它们互相摩擦后M带正电荷1.6×10－10C，下列判断中正确的是(　　)‎ A． 在摩擦前M和N的内部没有任何电荷 B． 摩擦的过程中电子从N转移到了M C．N在摩擦后一定带负电荷1.6×10－10C D．M在摩擦过程中失去了1.6×10－10个电子 ‎3.有两个完全相同的金属小球A、B（它们的大小可忽略不计），A带电荷量为7Q，B带电荷量为-Q，当A、B在真空中相距为r时，两球之间的相互作用的库仑力为F；现用绝缘工具使A、B球相互接触后再放回原处，则A、B间的相互作用的库仑力的大小是（ ）‎ ‎4.如图的装置叫做“雅各布天梯”，两个用金属丝弯成的电极A，B分别与起电机的正、负两极相连，金属丝电极上能够聚集大量的正、负电荷，正、负电荷通过电极间的空气放电，产生明亮的电弧，电弧随着热空气上升，就象以色列的祖先雅各布梦中见到的天梯．在电极放电过程中，下列说法正确的是(　　)‎ A． 电极A得到的电荷数多于电极B失去的电荷数 B． 电极A得到的电荷数等于电极B失去的电荷数 C． 电极A得到的电荷数少于电极B失去的电荷数 D． 条件不足，不能判定电极A，B得失电荷间的数量关系 ‎5.如图所示，有三个点电荷A、B、C位于一个等边三角形的三个顶点上，已知A、B都带正电荷，A所受B、C两个电荷的静电力的合力如图中FA所示，则下列说法正确的是(　　)‎ A．C带正电，且QC＜QB B．C带正电，且QC＞QB C．C带负电，且QC＜QB D．C带负电，且QC＞QB ‎6.如图所示，把同一个点电荷分别放在电场线上中的A、B两点，则下列关于电场强度EA、EB和点电荷在电场中所受到到的电场力FA、FB关系正确的是（　　）‎ A．EA＞EB、FA＞FB B．EA＜EB、FA＜FB C．EA＜EB、FA＞FB D．EA＞EB、FA＜FB ‎7.如图所示，光滑绝缘的水平面上的P点固定一个带正电的点电荷，在它的右侧N点由静止开始释放一个也带正电的小球(可视为质点)，以向右为正方向，下列选项中能反映小球运动速度随时间变化规律的是(　　)‎ A．B．C．D．‎ ‎8.如图是某一电场中的一簇电场线，现把一个正电荷分别放在AB两点下列说法正确的是（ ）‎ A． 此正电荷在A点受到的电场力比B点大 B． 此正电荷在A点的电势能比B点大 C． 电场中B点的电势高于A点的电势 D． 若把此正电荷从A点静止释放，它将沿电场线运动到B点 ‎ ‎9.（多选）如图所示，Oxy坐标系中，将一负检验电荷Q由y轴上a点移至x轴上b点时，需克服静电力做功W；若从a点移至x轴上c点时，也需克服静电力做功W，那么关于此空间存在的静电场可能是（　　）‎ A． 存在电场强度方向沿y轴负方向的匀强电场 B． 存在电场强度方向沿y轴正方向的匀强电场 C． 处于第I象限某一位置的正点电荷形成的电场 D． 处于第IV象限某一位置的负点电荷形成的电场 ‎10.（多选）如图甲所示，在一条电场线上有A、B两点，若从A点由静止释放一电子，假设电子仅受电场力作用，电子从A点运动到B点的速度﹣时间图象如图乙所示，则（　　）‎ ‎ ‎ A． 电子在A、B两点受的电场力FA＜FB B．A、B两点的电场强度EA＞EB C．A、B两点的电势φA＜φB D． 电子在A、B两点具有的电势能EPB＜EPA ‎11.(多选)如图所示，竖直墙面与水平地面均光滑且绝缘．两个带有同种电荷的小球A、B分别位于竖直墙面和水平地面上，且处于同一竖直平面内．若用图示方向的水平推力F作用于小球B，则两球静止于图示位置．如果将小球B向左推动少许，并待两球重新达到平衡时，与原来相比（　　）‎ A． 两小球的间距变大 B．B球受到的推力F变大 C．A球对竖直墙面的压力变小 D． 水平地面给B球的支持力不变 ‎12.（多选）在光滑的绝缘水平面上，有一个正三角形abc，顶点a、b、c 处分别固定一个正点电荷，电荷量相等．如图所示，D点为正三角形外接圆的圆心，E、G、H点分别为ab、ac、bc的中点，F点为E关于c电荷的对称点，则下列说法中正确的是（　　）‎ A．D点的电场强度不为零、电势可能为零 B．E、F两点的电场强度相同 C．E、G、H三点的电场强度大小和电势均相同 D． 若释放c电荷，c电荷将做加速度减小的加速运动（不计空气阻力）‎ 二、填空题(共3小题,共12分) ‎ ‎13.如图所示，真空中有三个点电荷，它们固定在边长50 cm的等边三角形的三个顶点上，每个电荷都是＋2×10－6C，则q3所受的库仑力的大小为__________，方向为__________．‎ ‎14.如图（a）所示，在x轴上有一个点电荷Q（图中未画出），A、B两点的坐标分别为0.2 m和0.5 m．放在A、B两点的检验电荷q1、q2受到的电场力跟检验电荷所带电量的关系如图（b）所示．则A点的电场强度大小为　　N/C，点电荷Q的位置坐标为=　　m．‎ ‎ ‎ ‎15.如图所示，A、B、C为一条电场线上的三点，以B点为零电势点，一个电子从A移到B和C电场力分别做功3.2×10－19J和9.6×10－19J，则电场线的方向________，A点电势φA＝________ V，C点电势φC＝________ V．如果以C点为零电势点，则A点电势φA′＝________ V，B点电势φB′＝________ V.‎ 三、计算题(共4小题,每小题10分，共40分) ‎ ‎16.如图所示，一均匀带正电的无限长细直棒水平放置，带电细直棒在其周围产生方向与直棒垂直向外辐射状的电场，场强大小与直棒的距离成反比．在直棒上方有一长为a的绝缘细线连接了两个质量均为m的小球A、B，A、B所带电量分别为+q和+4q，球A距直棒的距离为a，两球恰好处于静止状态．不计两小球之间的静电力作用．‎ ‎（1）求细线的张力；‎ ‎（2）剪断细线，若A球下落的最大速度为vm，求A球下落到速度最大过程中，电场力对A球做的功．‎ ‎（3）分析剪断细线后，B球的运动情况及能量的转化情况．‎ ‎17.如图所示，一质量为m、带电荷量为q的小球，用绝缘细线悬挂在水平向右的匀强电场中，静止时悬线向左与竖直方向成θ角，重力加速度为g.‎ ‎(1)判断小球带何种电荷；‎ ‎(2)求电场强度E的大小；‎ ‎(3)若在某时刻将细线突然剪断，求经过t时间小球的速度v.‎ ‎18.将带电荷量为6×10－6C的负电荷从电场中的A点移到B点，克服电场力做了3×10－5J的功，再从B移到C，电场力做了1.2×10－5J的功，则 ‎(1)电荷从A移到B，再从B移到C的过程中电势能共改变了多少？‎ ‎(2)如果规定A点的电势为零，则该电荷在B点和C点的电势能分别为多少？‎ ‎(3)如果规定B点的电势为零，则该电荷在A点和C点的电势能分别为多少？‎ ‎19.在场强为E的匀强电场中，取O点为圆心，r为半径作一圆周，在O点固定一电荷量为＋Q的点电荷，a、b、c、d为相互垂直的过圆心的两条直线和圆周的交点．当把一试探电荷＋q放在d点恰好平衡时(如图所示)．‎ ‎(1)匀强电场场强E的大小、方向如何？‎ ‎(2)试探电荷＋q放在点c时，受力Fc的大小、方向如何？‎ ‎(3)试探电荷＋q放在点b时，受力Fb的大小、方向如何？‎ ‎【参考答案】‎ ‎1.B ‎【解析】　金属导体P接地时与大地组成一个新的导体，a为靠近Q的一端，而大地为远离Q的一端，由于静电感应，靠近Q的一端会带上与Q相反的电荷，即带上正电荷，大地端则带上与Q相同的电荷，b端则不带电荷，故B正确.‎ ‎2.C ‎3.B ‎【解析】A带电荷量为7Q，B带电荷量为-Q，当它们接触之后，电荷量先中和再平分，所以接触之后每个球带的电荷量为3Q，根据库仑定律可得，原来没接触作用力为，F=，接触之后作用力为，,所以B正确，故选B.‎ ‎4.B ‎【解析】根据电荷守恒定律可知，电荷既不能凭空产生，也不会凭空消失，电荷的总量保持不变，所以在电极放电过程中，电极A得到的电荷数等于电极B失去的电荷数．故B正确，A，C，D错误．‎ ‎5.C ‎【解析】　因A、B都带正电，所以静电力表现为斥力，即B对A的作用力沿BA的延长线方向，而不论C带正电还是带负电，A和C的作用力方向都必须在AC连线上，由平行四边形定则知，合力必定为两个分力的对角线，所以A和C之间必为引力，且FCA＜FBA，所以C带负电，且QC＜QB.‎ ‎6.B ‎【解析】电场线的疏密表示电场强度的强弱，由于B点的电场线密，所以B点的电场强度大于A点的场强，电场力大与A点的电场力，故选项B正确．‎ ‎7.B ‎【解析】N点的小球释放后，受到向右的库仑力作用，开始向右运动，根据库仑定律F＝k可得，随着两者之间的距离的增大，小球受到的库仑力在减小，根据牛顿第二定律a＝可得，小球做加速度减小的加速直线运动，故选项B正确．‎ ‎8.B ‎【解析】根据电场线的疏密知，A点的场强小于B点，则正电荷在A点所受电场力小于B 点，故A错误；沿着电场线方向电势逐渐降低，A点电势高于B点，则正电荷在A点电势能比B点大，故B正确，C错误；将正电荷从A点静止释放，运动轨迹不沿电场线方向，故 D错误。‎ ‎9.ACD ‎【解析】在沿y轴负方向的匀强电场中，a点的电势高于b、c点的电势；b、c两点电势相等，满足条件，故A正确；在沿y轴正方向的匀强电场中，a点的电势低于b、c点的电势；b、c两点电势相等，不满足条件，故B错误；处于第I象限某一位置的正点电荷形成的电场中，当点电荷的位置在bc连线的中垂线上，且点电荷到a的距离小于到bc的距离时，满足以上的条件，故C正确；处于第Ⅳ象限某一位置的负点电荷形成的电场，当点电荷的位置在bc连线的中垂线上，满足以上的条件，故D正确．‎ ‎10.BC ‎【解析】根据题意，电子从静止释放后从A运动到B，则电子受到的电场力方向从A→B，而电子带负电，电场线方向从B→A，则B点的电势大于A点的电势，即φA＜φB．故C正确；从速度图象看出，电子从A运动到B过程速度增大，加速度变小，电场力减小，即FA＞FB，场强变小，则B点的场强小于A点的场强，即EA＞EB．故A错误，B正确；因电场力做正功，则电势能减小，故D错误．‎ ‎11.ACD ‎【解析】以A球为研究对象，分析受力，作出受力分析图如图1所示．‎ 设B对A的库仑力F库与墙壁的夹角为θ，由平衡条件得竖直墙面对小球A的弹力为：‎ ‎=mAgtanθ，‎ 库仑力F库=．‎ 将小球B向左推动少许时，θ减小，tanθ减小．则减小，cosθ增大，F库减小，根据库仑定律分析得知，两小球间距增大．根据牛顿第三定律可知，A球对竖直墙面的压力减小．故A、C正确．‎ 再以AB整体为研究对象，分析受力如图2所示，由平衡条件得：‎ F=‎ ‎=（mA+mB）g 减小，则F减小，地面对小球B的支持力一定不变．故B错误，D正确．‎ 故选：ACD ‎12.CD ‎【解析】D点到a、b、c三点的距离相等，故三个电荷在D点的场强大小相同，且夹角互为120°，故D点的场强为0．因为电势是一个相对性的概念即零电势的选取是任意的，故D点电势可能为0，故A错误．‎ 由于a、b在E点的场强大小相等方向相反，故E点的场强仅由电荷c决定，故场强方向向左，而电荷c在D、F位置的场强大小相同方向相反，但电荷a、b在F点的场强矢量和不为0，故E、F两点的电场强度大小不同，方向相反．故B错误．‎ E、G、H三点分别为ab、ac、bc的中点，故E的场强仅由电荷c决定，同理G点的场强仅由电荷b决定，H点的场强仅由电荷a决定，故三点的场强大小相同，但方向不同，而它们的电势是相同，故C正确．‎ 若释放电荷c，则a、b在C点的合场强水平向右，故a、b始终对c有斥力作用，故c电荷将一直做加速度减小加速运动．故D正确．‎ ‎13.0.25 N　方向沿q1与q2连线的垂直平分线向外 ‎【解析】如图所示，每个点电荷都受到其他两个点电荷的斥力，只求出其中一个点电荷受的库仑力即可．‎ 以q3为研究对象，共受到F1和F2的作用力，q1＝q2＝q3＝q，相互间的距离r都相同．‎ F1＝F2＝k＝0.144 N 根据平行四边形定则，合力为F＝2F1cos 30°≈0.25 N.‎ 合力的方向沿q1与q2连线的垂直平分线向外．‎ ‎14.2×103 0.3‎ ‎【解析】（1）由图可知，A点的电场强度==2×103N/C，‎ ‎（2）同理B点的电场强度EB=-500 N/C，方向指向x负方向．‎ 所以A、B两点的电场强度大小之比为4︰1；‎ 设点电荷Q的坐标为x，由点电荷的电场得：，‎ 联立以上公式解得：x=0.3 m．‎ ‎15.向左　－2　4　－6　－4‎ ‎【解析】电子从A点移到B点电场力做正功，可判断电场线方向向左．电子在A点的电势能为3.2×10－19J,φA＝＝＝－2 V．电子从B点移到C点电场力做功(9.6－3.2)×10－19J＝6.4×10－19J，则电子从C点移到B点电场力做功－6.4×10－19J，故电子在C点的电势能为EpC＝－6.4×10－19J，φC＝＝＝4 V.‎ 如果以C点为零电势点，A、B两点电势均低于C点电势，则A点电势φA′＝－6 V，B点电势φB′＝－4 V.‎ ‎16.（1）（2）‎ ‎（3）在上升过程中，电势能逐渐减小，机械能逐渐增大（重力势能增大，动能先增大后减小）；在下降过程中，电势能逐渐增加，机械能逐渐减小（重力势能减小，动能先增大后减小）．机械能与电势能的总和不变．‎ ‎【解析】（1）设距直棒为r的点的电场强度大小为．分别对两小球列平衡方程：‎ 对A：‎ 对B：‎ 解得 ‎（2）设A球下落到距直棒为r时速度最大，此时加速度为零，合力为零．‎ 由平衡条件：‎ 由（1）中解得：‎ 解得：‎ 由动能定理：‎ 解得 ‎（3）剪断细线后，B小球做先上后下的往复运动（振动）．‎ 在上升过程中，电势能逐渐减小，机械能逐渐增大（重力势能增大，动能先增大后减小）；在下降过程中，电势能逐渐增加，机械能逐渐减小（重力势能减小，动能先增大后减小）．机械能与电势能的总和不变．‎ ‎17.（1）负电（2）mg（3）‎ 速度方向与竖直方向夹角为θ斜向左下方 ‎【解析】（1）小球受力如图，由于电场力F与场强方向相反，说明小球带负电．‎ ‎（2）小球的电场力F=qE 由平衡条件得：F=mgtanθ 解得电场强度为：E=mg ‎（3）剪断细线后小球受到的重力与电场力的大小和方向都不变，所以小球做初速度为0的匀加速直线运动；设经过t时小球的速度为v．‎ 小球所受合外力为：F合=，‎ 根据牛顿第二定律得，加速度为：a=，‎ 由运动学公式得：v=at=‎ ‎18.(1)增加了1.8×10－5J　(2) 3×10－5J　1.8×10－5J　(3) －3×10－5J　－1.2×10－5J ‎【解析】(1)WAC＝WAB＋WBC＝(－3×10－5＋1.2×10－5) J＝－1.8×10－5J.‎ 即电势能增加了1.8×10－5J.‎ ‎(2)如果规定A点的电势为零，则该电荷在B点的电势能为EpB＝EpA－WAB＝0－WAB＝3×10－5J.‎ C点的电势能为EpC＝EpA－WAC＝0－WAC＝1.8×10－5J.‎ ‎(3)如果规定B点的电势为零，则该电荷在A点的电势能为EpA′＝EpB′＋WAB＝0＋WAB＝－3×10－5J.‎ C点的电势能为EpC′＝EpB′－WBC＝0－WBC＝－1.2×10－5J.‎ ‎19.(1)k，方向沿db方向　(2)k，方向与ac方向成45°角斜向下　(3)2k，方向沿db方向 ‎【解析】(1)由题意可知：F1＝k，F2＝qE 由于F1＝F2，所以qE＝k，E＝k 匀强电场方向沿db方向．‎ ‎(2)试探电荷放在c点：‎ Ec＝＝E＝k 所以Fc＝qEc＝k 方向与ac方向成45°角斜向下(如图所示)．‎ ‎(3)试探电荷放在b点：‎ Eb＝E2＋E＝2E＝2k 所以Fb＝qEb＝2k，方向沿db方向．‎