安徽省滁州市定远县育才学校2019-2020学年高二上学期第一次月考物理试题（实验班）

安徽省滁州市定远县育才学校2019-2020学年高二上学期第一次月考物理试题（实验班）

育才学校2019-2020学年度第一学期第一次月考 高二实验班物理 一、选择题(共12小题，每小题4分，共48分。1-8小题为单选题，9-12小题为多选题。)‎ ‎1.在静电场中，下列说法正确的是（ ）‎ A. 沿着电场线方向，电势一定越来越低 B. 电场强度为零的点，电势不一定为零 C. 电场强度处处相同的区域内，电势也一定处处相同 D. 只在电场力作用下，正电荷一定从高电势的地方向低电势的地方移动 ‎【答案】AB ‎【解析】‎ ‎【分析】‎ 电场线的疏密表示电场强度的相对大小，电场线的方向反映电势的高低，则电场强度与电势没有直接关系．电场强度为零，电势不一定为零．电势为零，电场强度也不一定为零．电场强度越大的地方，电势不一定高．顺着电场线方向，电势逐渐降低，但场强不一定减小。‎ ‎【详解】A项：沿着电场线方向，电势一定越来越低，故A正确；‎ B项：电势为零，是人为选择的，电场强度为零的地方，电势不一定为零，故B正确；‎ C项：电场强度处处相同的区域内，电势不一定处处相同，比如匀强电场，电场强度相同，而电势沿着电场线方向是降低的，故C错误；‎ D项：如果正电荷有初速度，只在电场力作用下，正电荷可以从电势低处运动到电势高处，故D错误。‎ 故应选：AB。‎ ‎【点睛】电场强度和电势这两个概念非常抽象，可借助电场线可以形象直观表示电场这两方面特性：电场线疏密表示电场强度的相对大小，切线方向表示电场强度的方向，电场线的方向反映电势的高低。‎ ‎2.一个正点电荷Q静止在正方形一个角上，另一个带电质点射入该区域时，恰好能经过正方形的另外三个角a、b、c，如图所示，则有（   ）‎ A. a、b、c三点的电势高低及场强大小的关系是φa=φc＞φb ， Ea=Ec=Eb B. 若改变带电质点在a处的速度大小和方向，有可能使其经过三点a、b、c做匀速圆周运动 C. 带电质点在a、b、c三处的加速度大小之比是1：2：1‎ D. 带电质点由a到b电势能增加，由b到c电场力做正功，在b点动能最小 ‎【答案】D ‎【解析】‎ ‎【分析】‎ 电荷受到的合力指向轨迹的内侧，根据轨迹弯曲方向判断出粒子与固定在O点的电荷是异种电荷，它们之间存在引力，根据点电荷的电场线的特点，Q与ac距离相等，都小于b，故B点的电势低于ac两点的电势．应用牛顿第二定律求出加速度之间的关系.‎ ‎【详解】根据点电荷的电场线的特点：顺着电场线方向电势逐点降低，知Q与a、c距离相等，都小于b，故b点的电势低于a、c两点的电势，即φa=φc＞φb；Ea=Ec=；Eb= ，则Ea=Ec=2Eb，A不符合题意．由F=qE知，带电质点在ac两点与b点受到的电场力大小不相等，所以不可能其经过a、b、c三点做匀速圆周运动．B不符合题意．根据牛顿第二定律得 qE=ma，得带电质点在a、b、c三处的加速度大小之比是2：1：2．C不符合题意．带电质点受到的合力指向轨迹的内侧，根据轨迹弯曲方向判断出粒子与固定在O点的电荷Q是异种电荷，它们之间存在引力，所以质点由a到b电场力做负功，电势能增加，动能减小；由b到c电场力做正功，动能增大，在b点动能最小；D符合题意．故答案为D.‎ ‎【点睛】本题属于电场中轨迹问题，考查分析推理能力．根据轨迹的弯曲方向，判断出电荷受到的电场力指向轨迹内侧．进而判断出电荷是负电荷．‎ ‎3. 如图所示，M、N为两个等量同种电荷，在其连线中垂线上的P点放一静止的点电荷q（负电荷），不计重力，下列说法中正确的是（ ）‎ A. 点电荷从P到O是匀加速运动，O点速度达最大值 B. 点电荷在从P到O的过程中，电势能增大，速度越来越大 C. 点电荷在从P到O的过程中，加速度越来越大，速度也越来越大 D. 点电荷一定能够返回到P点。‎ ‎【答案】D ‎【解析】‎ 试题分析：点电荷在从P到O的过程中，所受的电场力方向竖直向下，因场强大小不断变化，电场力不断变化，故做变加速运动，所以速度越来越大，到达C点后向下运动，受电场力向上而作减速运动，故O点速度达最大值，越过O点后，负电荷q做减速运动，速度越来越小，速度减到零后反向运动，返回到P点，选项A错误，D正确；点电荷在从P到O的过程中，电场力做正功，故电势能减小，选项B错误；因为从O向上到无穷远，电场强度先增大后减小，P到O的过程中，电场强度大小变化不能确定，所以电场力无法确定，加速度不能确定．故C错误．故选D．‎ 考点：带电粒子在电场中的运动。‎ ‎4.如图所示，一光滑绝缘斜槽放在方向竖直向下，电场强度为E的匀强电场中，从斜槽顶端A沿斜槽向下释放一初速度为v0的带负电的小球，小球质量为m，带电荷量为q，斜槽底端B与A点的竖直距离为h。则关于小球的情况，下列说法中正确的是 A. 只有，小球才能沿斜槽运动到B点 B. 只有，小球才能沿斜槽运动到B点 C. 小球若沿斜槽能到达B点，速度可能是v0‎ D. 小球若沿斜槽能到达B点，最小速度一定大于v0‎ ‎【答案】C ‎【解析】‎ 若电场力大于重力qE>mg，，小球将离开斜面做曲线运动，若电场力等于重力，小球合力为0，做匀速直线运动，到达B点的速度也就是v0，若电场力小于重力，小球将沿着斜面做将匀加速直线运动，到达B点的速度大于v0，故C正确，A、B、D错误。‎ 点晴： 带电小球在电场中运动受到多个力作用的情形，共点力作用下的平衡和牛顿第二定律在电学中的应用。‎ ‎5. 如图，光滑绝缘水平面上两个相同的带电小圆环A、B电荷量均为q，质量均为m，用一根光滑绝缘轻绳穿过两个圆环，并系于结点O。在O处施加一水平恒力F使A、B一起加速运动，轻绳恰好构成一个边长为l的等边三角形，则 A. 小环A的加速度大小为 B. 小环A的加速度大小为 C. 恒力F的大小为 D. 恒力F的大小为 ‎【答案】B ‎【解析】‎ 试题分析：设轻绳的拉力为T，则对A：T+Tcos60°＝；Tcos30°＝maA，联立解得：，选项B正确，A错误；恒力F的大小为，选项CD错误；故选B．‎ 考点：库仑定律；牛顿定律的应用 ‎【名师点睛】此题考查了牛顿定律及库仑定律的应用；关键是分析物体的受力情况，对整体及个体分别用正交分解法列出牛顿方程即可求解。‎ ‎6.静电场方向平行于轴，其电势随的分布可简化为如图所示的折线。一质量为、带电量为的粒子（不计重力），以初速度从O点进入电场，沿轴正方向运动。下列叙述正确的是（　　）‎ A. 粒子从O运动到的过程中，速度逐渐增大 B. 粒子从运动到的过程中，电势能先减小后增大 C. 要使粒子能运动到处，粒子的初速度至少为 D. 若，粒子在运动过程中的最大速度为 ‎【答案】D ‎【解析】‎ ‎【详解】A．粒子从O运动到x1的过程中，电势升高，场强方向沿x轴负方向，粒子所受的电场力方向也沿x轴负方向，粒子做减速运动。故A错误。‎ B．粒子从x1运动到x3的过程中，电势不断降低，根据正电荷在电势高处电势越大，可知，粒子的电势能不断减小。故B错误。‎ C．当粒子恰好运动到x1处时，由动能定理得 ‎ ‎ 解得，‎ 要使粒子能运动到x4处，粒子的初速度v0至少为．故C错误。‎ D．若，粒子运动到x3处电势能最小，动能最大，由动能定理得 解得最大速度为 故D正确。‎ ‎7.如图所示，平面直角坐标系xoy位于竖直面内，仅在x≤0的区域存在沿y轴正方向的匀强电场，A、B是两个质量均为m、且均可视为质点的小球，A电荷量的绝对值为q，B不带电，现让A、B在t=0时刻同时从位置P1（﹣L，0），P2（L，L）出发，A的初速方向沿x轴正方向，B的初速方向沿x轴负方向，两球刚好在位置P3（0，）处相碰．则下列判断正确的是（重力加速度为g）（ ）‎ A. 相碰前，小球A、B任何时刻的速度均相同 B. P1、P2间的电势差 C. 在时刻，小球A、B相碰 D. 相碰前瞬间，小球A的速度方向与y轴正方的夹角为30°‎ ‎【答案】C ‎【解析】‎ 试题分析：由于加速度相等，初速度也相等，小球A、B任何时刻的速度均相等，但方向不同，故A错误；B球做平抛运动，根据分位移公式，有：L=v0t；＝at2, 其中：解得：,故P1、P2间的电势差：, 故B错误；球B做类似平抛运动，故：h=＝gt2，解得：，故C正确；对于平抛、类平抛，速度偏转角的正切值是位移偏转角的正切值的2倍；相碰前瞬间，小球A的速度方向与y轴正方的夹角的正切值为：，故α=45°；故D错误；‎ 故选C．‎ 考点：带电粒子在电场中的运动 ‎【名师点睛】本题关键是明确两个小球的受力情况和运动性质，然后根据运动的合成与分解的方法列式分析，不难．‎ ‎8.如图所示，A、B、C三点在匀强电场中，AC⊥BC ，∠ABC=60°，=20cm，把一个电量q= 1×10-5C的正电荷从A移到B，电场力不做功；从B移到C，电场力做功为−×10-3J，则该匀强电场的场强大小和方向是（ ）‎ A. 866V/m，垂直AC向上 B. 866V/m，垂直AC向下 C. 1000V/m，垂直AB斜向上 D. 1000V/m，垂直AB斜向下 ‎【答案】D ‎【解析】‎ ‎【详解】由题，q=10-5 C的正电荷从A移到B，电场力做功为零，则A与B电势相等，AB连线是一条等势线。BC间电势差为：，所以C点的电势高。该匀强电场的场强大小：，电场线方向垂直于AB向下。所以选项D正确。故选D。‎ ‎【点睛】本题根据题设条件找到等势点，作出等势线，根据电场线与等势线垂直，并由高电势处指向低电势处作电场线是常规思路.‎ ‎9.如图所示的直角坐标系中，第一象限内分布着均匀辐射的电场．坐标原点与四分之一圆弧的荧光屏间电压为U；第三象限内分布着竖直向下的匀强电场，场强大小为E，大量电荷量为﹣q（q＞0）、质量为m的粒子，某时刻起从第三象限不同位置连续以相同的初速度v0‎ 沿x轴正方向射入匀强电场，若粒子只能从坐标原点进入第一象限，其它粒子均被坐标轴上的物质吸收并导走并不影响原来的电场分布，不计粒子的重力及它们间的相互作用，下列说法正确的是 A. 能打到荧光屏的粒子，进入O点的动能必须大于qU B. 能进入第一象限粒子，在匀强电场中的初始位置分布在一条直线上 C. 到达坐标原点的粒子速度越大，到达O点的速度方向与y轴的夹角θ越大 D. 若U＜，荧光屏各处均有粒子到达而被完全点亮 ‎【答案】AD ‎【解析】‎ A、从坐标原点进入第一象限后电场力做负功，能打到荧光屏的粒子的速度必须大于0，由功能关系得，即能打到荧光屏的粒子，进入O点的动能必须大于qU，故A正确；‎ B、粒子在第三象限内做类平抛运动，，，在匀强电场的初始位置分布在一条抛物线上，故B错误；‎ C、粒子在第三象限内做类平抛运动，到达O点的速度方向与y轴的夹角θ，则有，而初速度相同，到达坐标原点的粒子速度越大，到达O点的速度方向与y轴的夹角θ越小，故C错误；‎ D、粒子在电场中的偏转角，运动时间不同，从坐标原点进入第一象限速度方向与x轴的夹角θ不同，所以可以任意夹角进入第一象限，若，荧光屏各处均有粒子到达而被完全点亮，故D正确；‎ 故选AD。‎ ‎10.绝缘水平面上固定一负点电荷Q，另一质量为m、电荷量为-q的滑块（可看作点电荷）从 a点以初速度v0沿水平面离开Q运动，到达b点时速度减为零．已知a、b间距离为s，滑块与水平面间的动摩擦因数为μ，重力加速度为g．以下判断正确的是（　　）‎ A. 滑块在运动过程中所受Q的库仑力一直大于滑动摩擦力 B. 滑块在运动过程的中间时刻，速度的大小等于 C. 此过程中达到最大速度时，P到Q距离为 D. Q产生的电场中，a、b两点间的电势差为 ‎【答案】CD ‎【解析】‎ A、由题意可知，滑块水平方向受库仑力、滑动摩擦力，摩擦力与运动方向相反，而库仑力与运动方相同，因滑块在b点静止，故一定有段时间，库仑力小于滑动摩擦力，故A错误；B、水平方向受大小不变的摩擦力及变小的库仑力，滑块可能先加速再减速，且加速度是变化的，故中间时刻的速度不等于，故B错误；C、滑块先加速后减速，而库仑力减小，故当库仑力等于滑动摩擦力时，速度达到最大，即：，解得距离为：，故C正确；D、由动能定理可得：，解得两点间的电势差，故D正确；故选CD．‎ ‎【点睛】解答本题应注意库仑力随离Q的距离的增大而减小，而滑块的运动可告诉我们最后一定有滑动摩擦力大于库仑力；同时还要明确一定：电场力做功取决于始末位置间的电势差，和路径无关．‎ ‎11. 如图所示，一个质量为m，带电量为q的粒子，从两平行板左侧中点沿垂直场强方向射入，当入射速度为v时，恰好穿过电场而不碰金属板．要使粒子的入射速度变为v/2，仍能恰好穿过电场，则必须再使（ ）‎ A. 粒子的电量变为原来的1/4‎ B. 两板间电压减为原来的1/2‎ C. 两板间距离增为原来的4倍 D. 两板间距离增为原来的2倍 ‎【答案】AD ‎【解析】‎ 粒子能穿过极板，有，由此可知当速度变为原来的一半时，为使竖直位移相同，电压变为原来的四分之一，或场强变为原来的四分之一，AD正确 ‎12. 空间有一沿x轴对称分布的电场，其电场强度E随x变化的图象如图所示，x轴正方向为场强的正方向。下列说法中正确的是 A. 该电场可能是由一对分别位于x2和－x2两点的等量异种电荷形成的电场 B. x2和－x2两点的电势相等 C. 正电荷从x1运动到x3的过程中电势能先增大后减小 D. 原点O与x2两点之间的电势差大于-x2与x1两点之间的电势差 ‎【答案】BD ‎【解析】‎ 根据等量异种电荷形成的电场的特点可知，在等量异种电荷的连线上，各点的电场强度的方向是相同的，而该图中电场强度的大小和方向都沿x轴对称分布，所以该电场一定不是由一对分别位于和两点的等量异种电荷形成的电场，A错误；由于和 两点关于y轴对称，且电场强度的大小也相等，故从O点到和从O点到电势降落相等，故和两点的电势相等，B正确；由图可知，从到x3电场强度始终为正，则正电荷运动的方向始终与电场的方向相同，所以电场力做正功，电势能逐渐减小，C错误；和两点的电势相等，原点O与两点之间的电势差等于原点O与两点之间的电势差，与两点之间的电势差等于与两点之间的电势差，所以原点O与两点之间的电势差大于-x2与两点之间的电势差，D正确．‎ 二、填空题(共3小题,共14分) ‎ ‎13.如图1-28所示，水平放置的两平行金属板间距为 d ，电压大小为U，上板中央有孔，在孔正下方的下板表面上有一个质量为m，电量为－q的小颗粒，将小颗粒由静止释放，它将从静止被加速，然后冲出小孔，则它冲出小孔时的动能EK= ____，能上升的最大高度 h = ____。 ‎ ‎【答案】 (1). qU-mgd (2). ‎ ‎【解析】‎ 粒子冲出小孔时的动能为EK,根据动能定理可得：，解得：；上升的最大高度为h，根据动能定理得：，解得：。‎ ‎14.空间中存在一平行于xOy平面的匀强电场，平面内a、b、c三点的位置如图所示，三点的电势分别为10V、17V、26V。则该匀强电场的电场强度的大小为____________V/cm，电子在坐标原点处的电势能为____________eV，电子在a 点的电势能_________在b点的电势能（填“>”、 “<”或“=”）。 ‎ ‎【答案】 (1). 2.5V/cm (2). -1eV (3). >‎ ‎【解析】‎ 如图所示，在ac连线上，确定一b′点，电势为17V，将bb′连线，即为等势线，那么垂直bb′连线，则为电场线，再依据沿着电场线方向，电势降低，则电场线方向如下图， ‎ 板间场强为：，依据几何关系，，联立以上可得：；根据，因a、b、c三点电势分别为φa=10V、φb=17V、φc=26V，解得原点处的电势为φ0=1 V，所以电子的电势能为：；由图可知电子从a点到b点电场力做正功，则电势能减小，那么电子在a点的电势能比在b点的大。‎ ‎15.如图所示，真空中有一电子束，以初速度v0沿着垂直场强方向从O点进入电场，以O点为坐标原点，沿x轴取OA＝AB＝BC，再自A、B、C作y轴的平行线与电子径迹分别交于M、N、P点，则AM:BN:CP＝________，电子流经M、N、P三点时沿x轴的分速度之比为________．‎ ‎【答案】 (1). 1:4:9 (2). 1:1:1‎ ‎【解析】‎ 电子在水平方向上做匀速直线运动，所以经历相同的位移所用的时间相同，OA，AB，BC所用时间为t，电子在竖直方向上做初速度为零的匀加速直线运动，故根据可得，故解得AM:BN:CP=1:4:9，因为在水平方向上匀速直线运动，速度不变，故水平分速度之比为1：1：1．‎ 三、解答题(共3小题 ,共38分) ‎ ‎16.在一个水平面上建立x轴，在过原点O垂直于x轴的平面的右侧空间有一个匀强电场，场强大小E=6×105N/C，方向与x轴正方向相同，在原点O处放一个质量m=0.01kg带负电荷的绝缘物块，其带电量q=-5×10-8C．物块与水平面间的动摩擦因数μ=0.2，给物块一个沿x轴正方向的初速度v0=2m/s．如图所示．试求：‎ ‎（1）物块沿x轴正方向运动离O点的最远距离；‎ ‎（2）物体运动的总时间为多长;‎ ‎【答案】（1）04m （2）1.74s．‎ ‎【解析】‎ ‎（1）带负电的物块以初速度v0沿x轴正方向进入电场中，受到向左的电场力和滑动摩擦力作用，做匀减速运动，当速度为零时运动到最远处，根据动能定理得：‎ ‎ ‎ 得：s=0.4m ‎（2）分三段进行研究：‎ 在电场中物块向右匀减速运动，‎ 根据： ‎ 得： ‎ 接着物块向左作匀加速直线运动： 根据： 代入解得                  ‎ ‎ 物块离开电场后，向左作匀减速运动： 根据： 得： 物块运动的总时间为： ‎ 综上所述本题答案是：（1）物块沿x轴正方向运动离O点的最远距离是0.4m；（2）物体运动的总时间为1.74s．‎ 点睛：本题首先要理清物块的运动过程，运用动能定理、牛顿第二定律和运动学公式结合进行求解．‎ ‎17.如图所示，光滑绝缘的细圆管弯成半径为 R的半圆形，固定在竖直面内，管口 B、C 的连线是水平直径．现有一带正电的小球(可视为质点)从 B点正上方的 A点自由下落，A、B两点间距离为4R．从小球进入管口开始，整个空间中突然加上一个匀强电场，电场力在竖直向上的分力大小与重力大小相等，结果小球从管口 C 处脱离圆管后，其运动轨迹经过 A点．设小球运动过程中带电量没有改变，重力加速度为 g，求：‎ ‎(1)小球到达 B点的速度大小；‎ ‎(2)小球受到的电场力的大小.‎ ‎【答案】(1) (2)‎ ‎【解析】‎ ‎(1)小球从开始自由下落到到达管口 B 的过程中机械能守恒，故有:‎ 解得：‎ ‎(2)设电场力的竖直分力为 Fy，水平分力为 Fx，则 Fy=mg 小球从 B 运动到 C 的过程中，由动能定理得: ‎ 小球从管口 C 处脱离管后，做类平抛运动，由于经过 A点，所以有 联立解得：Fx=mg 电场力的大小为 ‎【点睛】本题考查带电粒子在电场和重力场中的运动，解题的关键在于正确运用正交分解法，将小球的运动沿水平方向和竖直方向正交分解，然后运用牛顿运动定律和动能定理列式求解.‎ ‎18.两块水平平行放置的导体板如图 (甲)所示，大量电子（质量m、电量e）由静止开始，经电压为U0的电场加速后，连续不断地沿平行板的方向从两板正中间射入两板之间。当两板均不带电时，这些电子通过两板之间的时间为3t0；当在两板间加如图 (乙)所示的周期为2t0，幅值恒为U0的周期性电压时，恰好能使所有电子均从两板间通过。问：‎ ‎⑴这些电子通过两板之间后，侧向位移（沿垂直于两板方向上的位移）的最大值和最小值分别是多少？‎ ‎⑵侧向位移分别为最大值和最小值的情况下，电子在刚穿出两板之间时的动能之比为多少？‎ ‎【答案】（1） ， （2） ‎ ‎【解析】‎ 画出电子在t=0时和t=t0时进入电场的v–t图象进行分析 ‎（1）竖直方向的分速度，‎ 侧向最大位移 侧向最小位移 解得 所以，‎ ‎（2）由此得，‎ 而 所以 ‎【名师点睛】解决本题的关键知道粒子在偏转电场中水平方向上一直做匀速直线运动，在竖直方向上有电场时做匀加速直线运动，无电场时做匀速直线运动或静止。‎