【物理】甘肃省甘南藏族自治州合作第一中学2019-2020学年高二上学期9月试题（解析版）

【物理】甘肃省甘南藏族自治州合作第一中学2019-2020学年高二上学期9月试题（解析版）

合作一中2019-2020学年第一学期月考考试高二物理试卷 一、选择题（1-5为单选题，只有一个正确答案；6-8为多选题，有两个或者两个以上的答案，每题6分，共计48分）‎ ‎1.下列静电学公式中，F、q、E、U、r和d分别表示电场力、电量、场强、电势差以及距离①   ②    ③     ④  （     ）‎ A. 它们都只对点电荷或点电荷的场才成立 B. ①②③只对点电荷或点电荷的场成立，④只对匀强电场成立 C. ①②只对点电荷成立， ③对任何电场都成立，④只对匀强电场才成立 D. ①②只对点电荷成立， ③④对任何电场都成立 ‎【答案】C ‎【解析】‎ ‎【分析】由题可知，本题考查基本公式的适用范围，根据公式得定义可分析本题 ‎【详解】A．④只对匀强电场才成立，故A错误；‎ B．③是通用公式，点电荷电场匀强电场都成立，故B错误 CD．①②只对点电荷成立， ③是通用公式，对任何电场都成立，④只对匀强电场才成立，故C正确，D错误．‎ ‎2. 如图所示，在等量的异种点电荷形成的电场中，有A、B、C三点，A点为两点电荷连线的中点，B点为连线上距A点距离为d的一点，C点为连线中垂线距A点距离也为d的一点，则下面关于三点电场强度的大小、电势高低的比较，正确的是 A. EA＝EC>EB；φA＝φC>φB B. EB>EA>EC；φA＝φC>φB C. EAφB，φA>φC D. 因为零电势点未规定，所以无法判断电势的高低 ‎【答案】B ‎【解析】‎ ‎【详解】由等量异种点电荷周围的电场线的分布情况可知B点场强最大，C点场强小于A点场强，由正负电荷的电势分布可知A和C点的电势为零，B点电势小于零，因此B正确ACD错误 ‎3.一电荷只在电场力作用下，逆着一条电场线从A运动到B，则在此过程中（ ）‎ A. 电荷的动能可能不变 B. 电荷的电势能可能不变 C. 电荷的速度可能不变 D. 电荷的加速度可能不变 ‎【答案】D ‎【解析】‎ ‎【详解】由电荷只在电场力作用下运动，则电场力一定做功，所以电荷的电势能一定改变，电荷的动能一定改变，故AB错误；由 ，因质量m不变，所以电荷的速度一定改变，故C错误；这条电场线有可能是匀强电场的一条电场线，此时电荷的加速度不变，故D正确．故选D ‎4.如图所示，在水平放置的光滑接地金属板中点的正上方，有带正电的点电荷Q，一表面绝缘带正电的金属球（可视为质点，且不影响原电场）自左以速度v0开始在金属板上向右运动，在运动过程中（ ）‎ A. 小球做先减速后加速运动 B. 小球做匀速直线运动 C. 小球受的电场力不做功 D. 电场力对小球先做正功后做负功 ‎【答案】BC ‎【解析】‎ ‎【详解】金属板在Q的电场中达到静电平衡时，金属板是一个等势体，表面是一个等势面，表面的电场线与表面垂直，小球所受电场力与金属板表面垂直，在金属板上向右运动的过程中，电场力方向与位移方向垂直，对小球不做功，根据动能定理得知，小球的动能不变，速度不变，所以小球做匀速直线运动，故BC正确，AD错误。‎ ‎5.如图所示，两个不带电的导体A和B，用一对绝缘柱支持使它们彼此接触.把一带正电荷的物体C置于A附近，贴在A下部的金属箔都张开（　　）‎ A. 此时A带正电，B带负电 B. 此时A电势低，B电势高 C. 移去C，贴在A、B下部的金属箔都闭合 D. 先把A和B分开，然后移去C，贴在A下部的金属箔都闭合 ‎【答案】C ‎【解析】‎ ‎【详解】A.把一带正电荷的物体C置于A附近时，由于静电感应，使得A带负电，B带正电，选项A错误；‎ B. 此时AB为等势体，A、B电势相等，选项B错误；‎ C. 移去C，A、B的电荷将中和，之后都不带电，所以贴在A、B下部的金属箔都闭合，选项C正确；‎ D. 先把A和B分开，则A带负电荷，B带正电。然后移去C，电荷不能再进行中和。所以A下部的金属箔仍然张开，选项D错误。‎ ‎6.研究与平行板电容器电容有关因素的实验装置如图所示。下列说法正确的是（　　） ‎ A. 实验中，只将电容器b板向右移，静电计指针的张角变小 B. 实验中，只将电容器b板向上平移，静电计指针的张角变小 C. 实验中，只在极板间插入有机玻璃板，静电计指针的张角变小 D. 实验中，只增加极板所带电荷量，静电计指针的张角变大，表明电容增大 ‎【答案】AC ‎【解析】‎ ‎【详解】A． 题设条件下，电容器电量不变，实验中，只将电容器b板向右移，板间距变小，根据及可知，电容变大，板间电压变小，静电计指针的张角变小，故A正确；‎ B． 实验中，只将电容器b板向上平移，正对面积变小，根据及可知，电容变小，板间电压变大，静电计指针的张角变大，故B错误；‎ C． 实验中，只在极板间插入有机玻璃板，介电常数变大，根据及可知，电容变大，板间电压变小，故静电计指针的张角变小，故C正确；‎ D． 实验中，只增加极板所带电荷量，，则板间电压变大，静电计指针的张角变大，但电容不变，故D错误。故选AC。‎ ‎7.如图所示．平行板电容器两个极板为A、B，B板接地，A板带有电荷量+Q．板间电场有一固定点P．若将B板固定，A板下移一些，或者将A板固定，B板上移一些．在这两种情况下，以下说法正确的是 A. A板下移时，P点电场强度不变，P点电势不变 B. A板下移时，P点的电场强度不变，P点电势升高 C. B板上移时，P点的电场强度不变，P点电势降低 D. B板上移时，P点的电场强度减小，P点电势降低 ‎【答案】AC ‎【解析】‎ ‎【详解】AB．由题，电容器两板所带电量不变，正对面积不变，A板下移时，根据、 和可推出：‎ 可知，P点的电场强度E不变．P点与下板的距离不变，根据公式U=Ed，P点与下板的电势差不变，则P点的电势不变．故A正确，B错误．‎ CD．B板上移时，同理得知，P点的电场强度不变，根据公式U=Ed，P点与下板的电势差减小，而P点的电势高于下板的电势，下板的电势为零，所以P点电势降低．故C正确，D错误．‎ ‎8.如图所示，在点电荷Q形成的电场中，已知a、b两点在同一等势面上，c、d两点在同一等势面上。甲、乙两个带电粒子的运动轨迹分别为acb和adb曲线，两个粒子经过a 点时具有相同的动能，由此可以判断（　　）‎ A. 甲粒子c点时与乙粒子d点时具有相同的动能 B. 甲乙两粒子带异号电荷 C. 若取无穷远处为零电势，则甲粒子经过c点时的电势能小于乙粒子经过d点时的电势能 D. 两粒子经过b点时具有相同的动能 ‎【答案】BCD ‎【解析】‎ ‎【详解】A．由带电粒子的轨迹弯曲方向可知，Q对乙粒子有斥力，对甲粒子有引力，从a到c，电场力对乙做负功，动能减小，电场力对甲粒子做正功，动能增大，而两个粒子经过a点时具有相同的动能，故甲粒子经过c点时的动能大于乙粒子经过d点时的动能，故A错误；‎ B． 由上可知，甲与Q是异种电荷，乙与Q是同种电荷，故甲、乙两个粒子带异种电荷，故B正确；‎ C． 若取无穷远处为零电势，对甲粒子，从无穷远到c点，电场力做正功，电势能减小，所以甲粒子在c点电势能为负值；对乙粒子，从无穷远到d点，电场力做负功，电势能增大，故乙粒子在d点的电势能为正值，则甲粒子经过c点时的电势能小于乙粒子经过d点时的电势能，故C正确；‎ D． a、b位于同一等势面上，电势相等，从a到b电场力做功均为零，两个粒子经过a点时具有相同的动能，则两粒子经过b点时也具有相同的动能，故D正确。‎ 故选：BCD。‎ 二、填空题（每空3分，共计18分）‎ ‎9.甲、乙两金属球材料、形状完全相同，甲球带有4.8×10－‎16 C的正电荷，乙球带有3.2×10－‎16 C的负电荷，放在真空中相距为‎10cm的地方，甲、乙两球的半径远小于‎10cm。现将两球相互接触一会儿，再放回原处，其作用力应为__________N。‎ ‎【答案】5.76×10-21‎ ‎【解析】‎ ‎【详解】 将两个导体球相互接触一会儿，再放回原处，甲乙两球带电量均为：‎ 根据库仑定律有：‎ ‎10.在两块平行竖直放置的带等量异种电荷的金属板M、N间的匀强电场中有A、B两点，AB连线与水平方向成30°角，AB长为‎0.2cm，如图所示。现有一带电量为4×10－‎8C的负电荷从A沿直线移到B点，电场力做正功2.4×10－6J，则A、B两点间的电势差为________，________点电势高。若此电荷q沿任意路径从B到A点，电荷电势能变化情况是________，此匀强电场的场强大小为________，若两金属板相距‎0.3cm，则两板电势差为________。‎ ‎【答案】 (1). -60V (2). B (3). 增加2.4×106J (4). V (5). V ‎【解析】‎ ‎【详解】[1] [2] 据电势差公式得：‎ 所以 B点电势高 ‎[3] 若此电荷q沿任意路径从B到A点 WBA=qUBA=q（-UAB）=-2.4×10-6J 所以电势能增加2.4×106J ‎[4][5] 电场强度 ‎，‎ 解得：‎ 若两金属板相距‎0.3cm，则两板电势差为 三、计算题（本题共3小题，其中11题10分，12题10分，13题14分，满分34分。解答应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤。只写出最后答案的不能得分。有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位。）‎ ‎11.如图所示，空间存在一方向竖直向下的匀强电场．长L=‎0.5m的绝缘细线一端固定于电场中的O点，另一端系一带电荷量q=+4×10‎-5C、质量m=‎0.1 kg的小球在竖直平面内做圆周运动．已知当小球以速率v=‎4 m/s通过最高点A时，绝缘细线中的张力为2 N，(取g=‎10m/s2)‎ 求 ‎（1）匀强电场的场强大小 ‎（2）小球过最低点时的速率 ‎【答案】（1）5×103N/C （2）‎6.35m/s ‎【解析】‎ ‎【详解】（1）在电场中，小球通过最高点A，受到重力、竖直向下电场力和细线的拉力作用，由合力提供向心力．则根据牛顿第二定律得：‎ 解得匀强电场的场强E=5×103N/C ‎（2）从最高点到最低点根据动能定理有，‎ 解得小球过最低点时的速率 ‎12.如图所示，用长L的绝缘细线拴住一个质量为m，带电量为q的小球，线的另一端拴在水平向右的匀强电场中，开始时把小球、线拉到和O在同一水平面上的A 点(线拉直)，让小球由静止开始释放，当摆线摆到与水平线成60°角到达B点时，球的速度正好为零．求：‎ ‎(1)B、A两点的电势差；(2)匀强电场的场强大小．‎ ‎【答案】（1）；（2） ‎ ‎【解析】‎ ‎（1）小球从静止释放到到达B点的过程中，根据动能定理得   mgLsin60°+qUAB=0 得， （2）匀强电场的电场强度 ，d=L（1-cos60°），联立得到， ‎ ‎13.如图所示，平行板电容器的电容为C，带电荷量为Q，极板长为L，板间距离为d，极板与水平面夹角为α．现有一质量为m的带电液滴由两极板的中央P点从静止开始沿与极板平行的直线运动到达Q点（P、Q两点为电容器的边缘，忽略边缘效应）．求：‎ ‎（1）液滴的电荷量；‎ ‎（2）液滴到达Q点的速度和所用时间．‎ ‎【答案】（1）（2）‎ ‎【解析】‎ ‎【详解】（1）带电液滴在运动过程中受到重力G及电场力F作用（如图），由牛顿第二定律得：‎ qE = mgcosα ‎ 又E = ‎ 解得：q = ．‎ ‎（2）由动能定理得：mgsinα·L = ‎ 解得：v = ．‎ 在运动方向上 解得： ‎ 由 解得t = 。‎