物理卷·2019届青海省西宁市第四高级中学高二上学期第一次月考试题（解析版）x
西宁市第四高级中学2017—18学年第一学期第一次月考试卷
高 二 物 理
第Ⅰ卷（选择题：共52分）
一．选择题（共13小题，第1—11为单项选择题，12—13为多项选择题，每小题4分，共计52分）
1. 关于点电荷的说法，正确的是：( )
A. 只有体积很小的带电体才能看成点电荷
B. 体积很大的带电体一定不能看成点电荷
C. 当两个带电体的大小及形状对它们之间的相互作用力的影响可以忽略时,这两个带电体可以看成点电荷
D. 一切带电体都可以看成点电荷
【答案】C
【解析】试题分析：电荷的形状、体积和电荷量对分析的问题的影响可以忽略时，就可以看成是点电荷，所以体积很小的带电体不一定能看成是点电荷，故A错误；电荷的形状、体积和电荷量对分析的问题的影响可以忽略时，就可以看成是点电荷，所以体积很大的带电体也有可能看成是点电荷，故B错误；当两个带电体的大小及形状对它们之间的相互作用力的影响可忽略时，这两个带电体可看作点电荷，故C正确，D错误；
故选C。
考点：点电荷
【名师点睛】带电体看作点电荷的条件，当一个带电体的形状及大小对它们间相互作用力的影响可忽略时，这个带电体可看作点电荷，是由研究问题的性质决定，与自身大小形状无具体关系。
2. 带电微粒所带电量不可能是下列值中的
A. 2.4×10-19C B. -1.6×10-19C C. -1.6×10-18C D. 4.0×10-17C
【答案】A
【解析】最小的电荷量是1.6×10-19C，我们把这个最小的电荷量叫做元电荷，任何物体的带电量都是元电荷或是元电荷的整数倍，由于2.4×10-19C不是1.6×10-19C的整数倍，所以A是不可能；-1.6×10-19C是1.6×10-19C的整数倍，-1.6×10-18C是1.6×10-19C的整数倍，4.0×10-17C是1.6×10-19C的整数倍，故选A。
3. 真空中有两个点电荷，它们间的静电力为F，如果保持它们所带的电量不变，将它们之间的距离增大为原来的2倍，它们之间作用力的大小等于( )
A. F B. 2F C. F/2 D. F/4
【答案】D
【解析】试题分析：电量不变，只是将距离增大到原来的2倍，根据点电荷库仑力的公式F=k可以求得改变之后的库仑力的大小．
解：由点电荷库仑力的公式F=k可以得到，电量不变，将它们之间的距离增大为原来的2倍，库仑力将变为原来的，所以D正确．
故选D．
【点评】本题就是对库仑力公式的直接考查，掌握住公式就很容易分析了．
4. 真空中，两个等量异种点电荷电量数值均为q，相距r．两点电荷连线中点处
的电场强度的大小为：( )
A. kq/8r2 B. 2kq/r2 C. 4k/r2 D. 8kq/r2
【答案】D
【解析】试题分析：根据点电荷的场强公式可知，每个电荷在中点的场强为，又因为它们为异种电荷，所以在中点产生的场强方向相同，根据电场叠加原理，合场强为，故D正确。
考点：本题考查了点电荷场强公式、电场叠加原理
5. 如图所示是电场中某一条电场线，下列说法中正确的是（ ）
A. AB两点电场方向不同
B. A、B两点电场大小关系是 EA＞EB
C. 电场线是直线，则 EA＝EB
D. 不知附近的电场线分布， EA 、EB 的大小不确定
【答案】D
【解析】电场线某点的切线方向表示电场强度的方向，所以两点的场强方向相同，故A错误；电场线的疏密表示电场强度的强弱，只有一条电场线，所以无法判断A、B两点场强的大小，故BC错误，D正确。所以D正确，ABC错误。
6. 如图所示，质量、电量分别为m1、m2、q1、q2的两球，用绝缘丝线悬于同一点，静止后它们恰好位于同一水平面上，细线与竖直方向夹角分别为α、β，则（ ）
A. 若m1=m2，q1
β
C. 若q1=q2，m1>m2，则α>β
D. 若m1>m2，则α<β, q1、q2 是否相等无关
【答案】D
【解析】试题分析：对、球进行受力分析，如图
因为两球处于静止状态，则根据共点力平衡：，由于是一对相互作用力，大小相等，所以若．则有；若．则有，与电荷量大小无关，故D正确
考点：考查了共点力平衡条件，电场力
7. 如图7所示，四个电场线图，一正电荷在电场中由P到Q做加速运动且加速度越来越大，那么它是在哪个图示电场中运动. ( )
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】试题分析：正电荷受力沿电场线方向，则由图可知粒子的运动方向；电场线的疏密表示电场的强弱，电场线越密的地方电场越强，电场线越稀疏则电场越弱．
解：加速度越来越大，故受到的电场力越来越大
A、由图可知粒子由左向右运动，电场为匀强电场，故电场力不变，故A错误；
B、粒子由左向右运动时电场线越来越疏，故电荷受力越来越小，故B错误；
C、粒子受力向右，电场线越来越密，故场强越来越大，故粒子受到的电场力越来越大，故C正确；
D、粒子的运动同B，故D错误；
故选：C．
【点评】为了形象地描述电场的性质，我们引入了电场线，箭头的指向表示电场强度的方向，电场线的疏密能定性地描述电场的强弱．
8. 如图所示，带箭头的曲线表示一个带负电粒子通过一个点电荷Q所产生的电场时的运动轨迹，虚线表示点电荷电场的两个等势面，下列说法中正确的是 （ ）
A. 等势面φA<φB，粒子动能EKA>EKB B. 等势面φA<φB，粒子动能EkAφB，粒子动能EkAφB，粒子动能EKA>EKB
【答案】B
考点：本题考查了点电荷的等势面特点
9. 电场中有a、b两点，a点电势为4V，若把电量为2×10-8C的负电荷，从a移到b
的过程中，电场力做正功4×10-8J，则 （ ）
A. a、b两点中，a点电势较高。 B. b点电势是6V
C. b点电势是-2V D. b点电势是2V
【答案】B
【解析】从a移到b的过程中电场力做正功，电势能减小，又因为是负电荷，则电势升高，所以b点电势较高，故A错误；根据电势差定义：，则φa-φb=-2V，可得：φb=6V，故B正确，CD错误。所以B正确，ACD错误。
10. 平行板电容器两板间电压恒定，带电的油滴在两板间静止，如图所示，若将板间距离增大一些，则油滴的运动将( )
A. 向上运动 B. 向下运动 C. 向左运动 D. 向右运动
【答案】B
【解析】试题分析：平行板电容器两极板间电压恒定，若将板间的距离增大，根据分析得知板间场强减小，由F=qE得知油滴所受的电场力减小，油滴将向下运动.故B正确；故选B.
考点：电容器的动态分析；牛顿第二定律.
【名师点睛】本题是电容器动态分析问题，关键掌握电场强度与电势差的关系公式，并能正确运用；开始时油滴受力平衡，通过分析电场力的变化来判断油滴的运动情况；此题是基础题.
11. 电容器充电后将电源开关断开，再将电容器两极板间距离逐渐增大，则电容器的电容C、极板间的电压U和极板间的电场强度E的变化情况是 （ ）
A. C变小，U变大，E不变 B. C变小，U、E均变大
C. C变大，U变小，E不变 D. C变小，U不变，E变小
【答案】A
【解析】根据电容的决定式：，可知将电容器两极板间距离逐渐增大，电容C变小；因为电量Q不变，根据：可知，电压U变大；电场强度为：、和联立可得：，式中各量都不变，则E不变，故A正确，BCD错误。
12. 下列说法中正确的是( )
A. 电场强度反映了电场的力的性质，因此场中某点的场强E与检验电荷在该点所受的电场力F成正比
B. 电场中某点的场强E=F/q，但与检验电荷的受力大小及带电量无关
C. 电场中某点的场强方向即正检验电荷在该点的受力方向
D. 公式E=F/q和E=kQ/r2对于任何静电场都是适用的
【答案】BC
13. 用控制变量法,可以研究影响平行板电容器电容的因素。如图所示，设两极板正对面积为S,极板间的距离为d,静电计指针偏角为θ。实验中极板所带电荷量不变,则( )
A. 保持S不变,增大d,则θ变大
B. 保持S不变,增大d,则θ变小
C. 保持d不变,减小S,则θ变小
D. 保持d不变,减小S,则θ变大
【答案】AD
【解析】试题分析：静电计测定电容器极板间的电势差，电势差越大，指针的偏角越大．根据电容的决定式C=分析极板间距离、正对面积变化时电容的变化情况，由于极板所带电荷量不变，再由电容的定义式C=分析板间电势差的变化，即可再确定静电计指针的偏角变化情况．
解：A、B、根据电容的决定式C=得知，电容与极板间距离成反比，当保持S不变，增大d时，电容减小，电容器的电量Q不变，由电容的定义式C=分析可知板间电势差增大，则静电计指针的偏角θ变大．故A正确，B错误．
C、D、根据电容的决定式C=得知，电容与极板的正对面积成正比，当保持d不变，减小S时，电容减小，电容器极板所带的电荷量Q不变，则由电容的定义式C=分析可知板间电势差增大，静电计指针的偏角θ变大．故C错误，D正确．
故选：AD
【点评】本题是电容动态变化分析问题，关键抓住两点：一是电容器的电量不变；二是掌握电容的两个公式：电容的决定式C=和C=．
二．填空题（每空2分，共20分）
14. 5个元电荷的电量是___________ .
【答案】8×10-19 C
【解析】元电荷的电量是e=1.60×10-19C，则5个元电荷的电量q=ne=5×1.60×10-19C=8.0×10-19C。
15. 如图所示，电荷量为－5×10－3C的点电荷在匀强电场中沿半径为0.1m的半圆弧由A点运动到B点，已知电场强度E = 1.0×103 V/m，则此过程中电荷的电势能的变化情是________（填增大，减小或不变），电势能变化量________J.
【答案】 (1). 增大 (2). 0.5J
【解析】从A到B电场力做功为：W=-qE•2Rcos60°=-5×10-3×1×103×2×0.1×0.5J=-0.5J，因为电场力做负功，故电势能增加增加量为0.5J。
16. 一带电粒子在如图所示的点电荷的电场中，仅在电场力作用下沿虚线所示轨迹从A点运动到B点，则该粒子的带电性质________（填正电或负电），A点和B点的场强大小关系EA ______ EB, 电势关系φA______φB，粒子在两点的电势能大小关系EpA_____EpB，加速度大小关系aA______ab（填:大于.等于或小于）.
【答案】 (1). 正电 (2). 小于 (3). 大于 (4). 大于 (5). 小于
【解析】由图可知从A到B，电荷向上弯曲，说明电场力的方向向上，与电场线的方向相同，所以电荷带正电；A点附近电场线比B点附近电场线稀疏，故EA＜EB，故A点电场力小于B点电场力，故在A点的加速度小于B点的加速度；沿着电场线，电势降低，等势面与电场线垂直，故φA＞φB；由图可知，粒子轨迹的方向与电场力的方向之间的夹角是锐角，所以电场力做正功，根据动能定理，动能增加，根据能量守恒定律，故电势能减小即。故填正电，小于，大于，大于，小于。
17. 如图所示，两平行金属板间电场是匀强电场，场强大小为1.0×105V／m，A、B两板相距1cm，C点与A相距0.4cm，若B接地，则A、C间电势差UAC＝____,将带电量为1.0×10-12C的点电荷置于C点，其电势能为_____J．
【答案】 (1). 400 V (2). 6×10-10 J
【解析】A与C间的电势差：UAC=EdAC=1.0×105×0.4×10-2V=400V，同理可得：UCB=600V，根据：UCB=φC-φB，φB=0，可得到：φC=UCB=600V，所以点电荷置于C点时的电势能：Ep=qφC=-1.0×10-12×600J=-6×10-10J。
三.计算题（18、19题各6分，19、20题各8分，共28分）
18. 把q1=4×10-9C的试探电荷放在电场的A点，具有6×10-8J的电势能。若把q2=4×10-10C的试探电荷放在电场中的A点，电荷所具有的电势能是多少?
【答案】6×10-9J
【解析】试题分析：根据定义，可得A点的电势，电势与试探电荷无关，A的电势不变，根据电势公式求出试探电荷放在电场中的A点的电势能。
根据电势的定义式：，带入数据可得A的电势为：φ=150V，把q2=2×10-10C
的试探电荷放在电场中的A点，其电势能为：EP′=q2φ=4×10-10×150J=6×10-9J。
点睛：本题主要考查了电势的定义式及电势能的求法，属于基础题。
19. 如图所示，用一条绝缘轻绳悬挂一个带电小球，小球质量为m,所带电量q.现加一水平方向的匀强电场，平衡时绝缘绳与竖直方向成θ角。试求小球所在处的电场强度大小。
【答案】
【解析】试题分析：对小球受力分析，根据共点力平衡求出电场力的大小，从而结合电场强度的定义
式求出匀强电场的场强．
对小球受力分析，如图所示：
根据共点力平衡得：
解得：
点睛：本题主要考查了小球在电场力作用下的共点力平衡问题，关键能够正确地受力分析，根据共点力平衡进行求解。
20. 如图所示，光滑绝缘细杆竖直放置，它与以正点电荷Q为圆心的某一圆交于B、C两点，质量为m，带电量为-q的有孔小球从杆上A点无初速下滑，已知q远小于Q，AB=h，小球滑到B点时速度大小为求：
⑴小球由A到B过程中电场力做的功
⑵A、C两点的电势差.
【答案】（1） （2）
【解析】解：（1）小球由A到B重力和电场力做功，由动能定理得：
mgh+WAB=mv2﹣0，代入数据解得：WAB=mgh；
（2）由电势差的定义得：UAC=UAB=﹣，
代入数据解得：UAC=﹣；
答：（1）小球从A点到B点的过程中电场力做功为mgh；
（2）A、C两点间的电势差UAC=﹣．
【点评】电势差是表示电场的能的性质的物理量，与电场力做功有关，常常应用动能定理求解电势差．
21. 如图所示，有一电量为q的电荷经电压U0的加速电场加速后，进入两块间距为d、电压为U的平行金属板间.若电荷从两板正中间垂直电场方向射入，且恰好从正板右边缘穿出偏转电场.求:
⑴金属板AB的长度L；
⑵电荷穿出电场时的动能.
【答案】（1） （2）
【解析】试题分析：电子先在加速电场中加速，再进入偏转电场中偏转，由于电子正好能穿过电场，所以在偏转电场中的偏转的距离为，由此可以求得极板的长度；电子在运动的整个过程中，只有电场力做功，根据动能定理即可求得电子的动能的大小。
（1）设电子飞离加速电场速度为v0，由动能定理得：
设金属板AB的长度为L，电子偏转时间：
电子在平行板间的加速度为：
电子的偏转的距离为：
联立解得：
（2）根据动能定理可得电子穿过电场时的动能为：
点睛：本题主要考查了带电粒子的偏转问题，在偏转电场中做类平抛运动，根据电子的运动的规律逐个分析即可。
