2018-2019学年山西省运城市河津二中高二上学期9月月考物理试题 解析版

2018-2019学年山西省运城市河津二中高二上学期9月月考物理试题 解析版

山西省运城市河津二中2018-2019学年高二上学期9月月考物理试卷 一、选择题 ‎1.在如图所示的四种电场中，分别标记有a、b两点。其中a、b两点的电势相等，电场强度相同的是(　　)‎ A. 甲图中与点电荷等距的a、b两点 B. 乙图中两等量异号电荷连线的中垂线上与连线等距的a、b两点 C. 丙图中两等量同号电荷连线的中垂线上与连线等距的a、b两点 D. 丁图中匀强电场中的a、b两点 ‎【答案】B ‎【解析】‎ 甲图中a、b两点的电场强度大小相同，但方向不在同一条直线上，A错误；乙图中a、b两点的电场强度大小相等，方向相同，B错误；丙图中a、b两点的电场强度大小相等，方向相反，C正确；丁图中由于电场线疏密程度不同，所以电场方向相同，但大小不同，D错误．‎ ‎2.下列说法正确的是（ ）‎ A. 电荷放在电势高的地方，电势能就大 B. 正电荷在电场中某点的电势能，一定大于负电荷在该点具有的电势能 C. 无论正电荷还是负电荷，克服电场力做功它的电势能都增大 D. 电场强度为零的点，电势一定为零 ‎【答案】C ‎【解析】‎ 试题分析：电势能的大小与电荷的电性有关，正电荷放在电势高的地方，电势能大，而负电荷放在电势高的地方，电势能小．故A错误；正电荷在电场中电势大于零的点，其电势能一定大于负电荷在该点具有的电势能；而正电荷在电场中电势小于零的点，其电势能一定小于负电荷在该点具有的电势能；故B错误；只要克服电场力做功，电荷的电势能一定增大，与电荷的电性无关．故C正确；电场强度与电势无关，可知电场强度为零的点，电势不一定为零．故D错误．‎ 考点：考查了电势能，电势，电场强度 ‎3.在点电荷Q形成的电场中有一点A，当一个-q的试探电荷从电场的无限远处（取无限远处电势为0）被移到电场中的A点时，静电力做的功为W，则试探电荷在A点的电势能以及电场中A点的电势分别为（ ）‎ A. ‎ B. ‎ C. ‎ D. ‎ ‎【答案】A ‎【解析】‎ ‎【详解】依题意，-q的检验电荷从电场的无限远处被移到电场中的A点时，电场力做的功为W，则电荷的电势能减小W，无限远处电荷的电势能为零，则电荷在A点的电势能为，A点的电势，故A正确，B、C、D错误；‎ 故选A。‎ ‎【点睛】电场力做功多少，电荷的电势能就减小多少；-q的检验电荷从电场的无限远处被移到电场中的A点时，电场力做的功为W，则电荷的电势能减小W；由公式求解A点的电势，据此解答。‎ ‎4.等量异种点电荷的连线和其中垂线如图所示，现将一个带负电的试探电荷先从图中a点沿直线移到b点，再从点沿直线移到c点，则检验电荷在此全过程中（ ）‎ A. 所受电场力的方向将发生改变 B. 所受电场力的大小恒定 C. 电势能一直减小 D. 电势能先不变后减小 ‎【答案】D ‎【解析】‎ ‎【详解】等量异种电荷周围的电场分布如图：‎ A、根据等量异种电荷周围的电场线分布可知：ab连线上电场的方向向下，两个电荷连线上电场方向向下，而负电荷所受的电场力方向与电场方向相反，所以带电粒子所受电场力的方向不变，故A错误；‎ B、在ab线上，a点的场强小于b的场强。在两点连线上，c点的场强大于b的场强，即知a点场强最小，c的场强最大，由F=qE可知，检验电荷先从图中a点沿直线移到b点，再从b点沿直线移到c点，受到的电场力一直增大，故B错误；‎ C、 a、b为一条等势线，所以a、b电势相等，a到b的过程中试探电荷的电势能不会变化；从b到c，电场力做正功，电势能减小，故C错误；‎ D、a到b过程，电场力不做功，检验电荷的电势能不变；从b到c，电场力做正功，电势能减小，故D正确；‎ 故选D。‎ ‎【点睛】根据等量异种电荷周围电场线分布情况进行解答；等量异种电荷连线上的电场方向是相同的，由+Q指向-Q；两电荷连线上的电场强度大小关于O点对称，两电荷连线的中垂线是一条等势线．根据电场力做功的正负，判断电势能的变化。‎ ‎5.电场中等势面如图所示，下列关于该电场描述正确的是（ ）‎ A. A点的电场强度比C点的小 B. 负电荷在A点的电势能比在C点的电势能大 C. 电荷沿任意路径从A移动到B，电场力做功都为0‎ D. 正电荷由A移动到C，电场力做负功 ‎【答案】C ‎【解析】‎ ‎【详解】A、点A处等差等势面比C点处等差的等势面密，则A点的场强比C点的大，故A错误；‎ B、A点的电势比C点的电势高，由，知负电荷在A点的电势能比在C点的电势能小，故B错误；‎ C、电荷沿任意路径从A移动到B，由，电荷的电势能不变，电场力做功为0，故C正确；‎ D、正电荷由A到C，电势能减小，故电场力做正功，故D错误；‎ 故选C。‎ ‎【点睛】电场线与等势面垂直．电场线密的地方电场的强度大，等势面密，电场线疏的地方电场的强度小，等势面疏；沿电场线的方向，电势降低．沿着等势面移动点电荷，电场力不做功。‎ ‎6.某静电场中的电场线如图所示，带电粒子在电场中仅受电场力作用，其运动轨迹是图中虚线，由M运动到N，以下说法正确的是（ ）‎ A. 粒子是负电荷 B. 粒子在M点的加速度大于N点的加速度 C. 粒子大M点的动能大于N点的动能 D. 粒子在M点的电势能大于在N点的电势能 ‎【答案】D ‎【解析】‎ 粒子在电场中运动轨迹图和受力图如下：‎ A、由运动轨迹结合受力特征知粒子带正电，故A错误；‎ B、从电场线由疏到密，则，所以 ,故B错误；‎ C、由，电场力做正功，则粒子动能增加，故C错误；‎ D、由，电场力做正功，则粒子电势能减小，故D正确；‎ 综上所述本题答案是：D ‎7.如图所示，将一个半径为r的不带电的金属球放在绝缘支架上，金属球的右侧放置一个电荷量为Q的带正电的点电荷，点电荷到金属球表面的最近距离也为r．设静电力常量为k．以下说法中正确的是（ ）‎ A. 电荷Q与感应电荷在金属球内任意位置激发的电场场强都是等大且反向的 B. 感应电荷在金属球球心处激发的电场场强，方向向左 C. 金属球右侧表面的电势高于左侧表面 D. 当金属球接地后断开，金属球带正电 ‎【答案】A ‎【解析】‎ ‎【详解】A、电荷Q与感应电荷在金属球内任意位置激发的电场场强都是等大且反向，金属球内部合电场为零，电荷不再会移动，处于静电平衡状态，故A正确；‎ B、感应电荷在金属球球心处激发的电场场强与点电荷在球心处产生的电场强度大小相等，即为，方向相反，即感应电荷在金属球球心处激发的电场场强方向向右，故B错误；‎ C、静电平衡的导体是一个等势体，导体表面是一个等势面，故C错误；‎ D、由于点电荷带正电，金属球接地，所以金属球右侧表面是带负，左侧表面是不带电，当金属球接地后断开，金属球带负电，故D错误；‎ 故选A。‎ ‎【点睛】金属球在点电荷附近，出现静电感应现象，导致电荷重新分布．因此在金属球内部出现感应电荷的电场，正好与点电荷的电场叠加，只有叠加后电场为零时，电荷才不会移动。‎ ‎8.在空间中存在着沿x轴的静电场，其电场强度E随位置坐标x变化规律如图所示．A、B、C为x轴上的点，取x轴正方向为电场强度的正方向．下列说法正确的是（　　）‎ ‎ ‎ A. AC段中B点的电势最低 B. 一带正电的粒子从A点运动到B点电势能增加 C. UAB＞UBC D. 一负电荷仅在电场力作用下从A点运动到C点动能先减小后增大 ‎【答案】C ‎【解析】‎ ‎【详解】A、从A点到C点，电场强度的方向沿x轴正方向，电场强度的方向不变，沿电场线电势降低，故C点的电势最低，故A错误；‎ B、因为电场方向沿x轴正方向，带正电的粒子的电场力沿x轴正向，所以带正电粒子电场力做正功，从A点运动到B点电势能减小，故B错误；‎ C、 AB两点图象与x轴所夹的面积大于BC两点图象与x轴所夹的面积，所以，故C正确；‎ D、负电荷从A点运动到C点电场力做负功，电势能能增大，故D错误；‎ 故选C。‎ ‎【点睛】从图可以看出，电场强度的方向沿x轴正方向，大小先减小后增大，沿电场线电势降低，电场力做正功电势能减小，电场力做负功电势能增大，E-x图象的面积表示电势差。‎ ‎9.关于电场强度，下列说法正确的是（ ）‎ A. 电场中某点的电场强度在数值上等于单位电荷在该点受到的电场力大小 B. 电场中某点的场强与该点试探电荷所受的电场力成正比 C. 电场中某点的场强与该点有无试探电荷无关 D. 电场中某点的场强方向就是试探电荷在该点受到的电场力的方向 ‎【答案】AC ‎【解析】‎ ‎【详解】A、根据定义式:可知，电场中某点的电场强度的大小在数值上等于单位电荷在该点受到的电场力的大小，故A正确；‎ BC、电场中某点的场强大小由电场本身决定,与试探电荷无关，不能说电场强度与放在该点的电荷所受到的电场力的大小成正比，故B错误,C正确；‎ D、正电荷所受电场力方向与电场强度方向相同，负电荷所受电场力方向与电场强度方向相反，故D错误；‎ 故选AC。‎ ‎10.如下图所示，甲是某电场中的一条电场线，A、B是这条电场线上的两点，若将一负电荷从A点自由释放，负电荷沿电场线从A到B运动过程中的速度图线如图乙所示，比较A、B两点电势φ的高低和场强E的大小，可得(　　)‎ A. φA>φB B. φA<φB C. EA>EB D. EA＝EB ‎【答案】‎ ‎【解析】‎ 负电荷从A释放（初速为0）后，能加速运动到B，说明负电荷受到的电场力方向是从A指向B，那么电场方向就是由B指向A，由于沿电场线方向电势逐渐降低，所以AB两点的电势关系是φA＜φB．故A错误，B正确；负电荷从A运动到B的过程中，它的加速度是逐渐减小的（乙图中的“斜率”表示加速度），由牛顿第二定律知，负电荷从A到B时，受到的电场力是逐渐减小的，由 知，EA＞EB．故C正确，D错误．故选BC．‎ ‎11.一个带电小球从空中的点运动到点的过程中，重力做功0.3J，电场力做功0.1J．不计空气阻力，则小球（ ）‎ A. 在a点的重力势能比b点大0.3J B. 在a点的电势能比在b点小0.1J C. 在a点的动能比在b点小0.4J D. 在a点的机械能比在b点小0.1J ‎【答案】ACD ‎【解析】‎ ‎【详解】A、小球从a点运动到b点的过程中，重力做功0.3J，重力势能减小，所以在a点的重力势能比在b点大0.3J，故A正确；‎ B、小球从a点运动到b点的过程中，电场力做功0.1J，电势能减小，在a点的电势能比在b点大0.1J，故B错误；‎ C、重力做功0.3J，电场力做功0.1J，根据动能定理，合力做功等于动能的变化量，所以在a点的动能比在b点小0.4J，故C正确；‎ D、小球从a点运动到b点的过程中，电场力做功0.1J，小球的机械能增加0.1J，所以在a点的机械能比在b点小0.1，故D正确；‎ 故选ACD。‎ ‎【点睛】重力做功等于重力势能的减少量；电场力做功等于电势能的减少量；合力做功等于动能的变化量；除重力外的各个力做的总功等于机械能的变化量。‎ ‎12.如图甲所示，一条电场线Ox轴重合，取O点电势为零，Ox方向上各点的电势随x变化的情况如图乙所示。若在O点由静止释放一电子，电子仅受电场力的作用，则( ) ‎ A. 电子将沿Ox方向运动 B. 电子的电势能将增大 C. 电子运动的加速度恒定 D. 电子运动的加速度减小后增大 ‎【答案】AD ‎【解析】‎ ‎【详解】A、由图可知沿0x方向电势逐渐升高，则电场线方向沿x负方向，电子所受电场力方向沿x轴正方向，故电子将沿Ox方向运动，故A正确；‎ B、由静止释放后，电场力对电子做正功，电子的电势能减小，故B错误；‎ CD、φ−x图象的斜率大小等于电场强度，由几何知识得知，斜率先减小后增大，则电场强度先减小后增大，所受电场力先减小后增大，电子加速度先减小后增大，故C错误，D正确；‎ 故选AD。‎ ‎【点睛】由图看出，电势逐渐升高，可判断出电场线的方向，确定电子的运动方向，并判断电子电势能的变化；根据φ-x图象的斜率大小等于电场强度，分析场强的变化，判断该电场力的变化，加速度的变化。‎ 二、实验题 ‎13.—个电子在电场中A点具有80eV的电势能，当它由A运动到B克服电场力做功30eV，则电场中B电的电势为_____V ‎【答案】-110V ‎【解析】‎ ‎【分析】‎ 电场力做功与电势能的关系，电场力做正功电势能减少，克服电场力所做功电势能增加，；电势与电势能的关系：，可确定B点的电势 ‎【详解】由题意得知，电子由A运动到B电场力做功，根据功能关系得：，又，所以 ，则得电子在B点的电势能，B点的电势为 ‎14.如图所示为一空腔球形导体(不带电)，现将一个带负电的小金属球A放入腔中，当静电平衡时，图中a、b、c三点的场强E和电势φ的大小关系分别是：________ 、 _________‎ ‎【答案】 (1). (2). ‎ ‎【解析】‎ ‎【分析】‎ 将带正电的小金属球A放入腔中，当静电平衡时，空腔球形导体内壁感应出负电荷，外表面感应出正电荷．整个空腔球形导体是一个等势体，表面是一个等势面；画出电场线的分布，根据电场线越密，场强越大，顺着电场线，电势降低，判断场强和电势的大小。‎ ‎【详解】当静电平衡时，空腔球形导体内壁感应出负电荷，外表面感应出正电荷，画出电场线的分布如图 由于a处电场线较密，c处电场线较疏，b处场强为零，则 ‎ 根据顺着电场线方向电势降低，整个空腔球形导体是一个等势体，表面是一个等势面，分析可知电势关系是 ‎15.图中ABC三点都在匀强电场中，已知AC⊥BC, ∠ABC=600，BC=20cm；把一个电荷量q=10-5C的负电荷从A移到B点，静电力做功为零；从B移到C，克服静电力做功1.73×10-2J，则该匀强电场的场强的大小为__________V/m,方向为__________‎ ‎【答案】 (1). 10000V/m (2). 电场方向垂直于AB向上 ‎【解析】‎ ‎【分析】‎ 根据一个的负电荷从A移到B，电场力做功为零，可知，A与B电势相等．根据电场线与等势面垂直，且指向低电势处，作出电场线，根据电荷从B移到C，克服静电力做功，由电势差的公式求出BC间的电势差；根据求出该匀强电场的场强的大小，根据电场线与等势面垂直，且指向低电势处判断电场方向。‎ ‎【详解】由题，的负电荷从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；从B移到C，克服静电力做功，电场力对正电荷做负功，说明B点电势高于C点的电势，根据电场线与等势面垂直，且指向低电势处，电场线如图所示；‎ BC间电势差为 ‎ 则该匀强电场的场强大小：，‎ 电场方向垂直于AB向上。‎ 三、计算题 ‎16.如图所示，竖直放置的两块足够大的带电平行板间形成一个方向水平向右的匀强电场区域，场强。在两板间用绝缘细线悬挂一个质量的带电小球，静止时小球偏离竖直方向的夹角．（取）试求：‎ ‎（1）小球的电性和电荷量．‎ ‎（2）若小球静止时离右板，剪断悬线后，小球经多少时间碰到右极板．‎ ‎【答案】（1）带正电，（2）0.1S ‎ ‎【解析】‎ ‎【分析】‎ 带电小球在匀强电场中处于如图所示的位置，则可确定电场力方向从而得出带电性，及电量；当剪断后，小球做直线运动，水平方向可以看成在电场力作用下加速运动，而竖直方向是自由落体。‎ ‎【详解】解：(1)小球受电场力向右，故带正电，受力分析如图所示 由平衡条件有 ‎ 解得 ‎ ‎(2)剪断细线后，小球在水平方向做初速度为零的匀加速直线运动，竖直方向做自由落体运动 在水平方向上有， ‎ 联立以上两式解得 ‎17.有一水平方向的匀强电场，场强大小为9×103N/C，在电场内作一半径为10cm的圆，圆周上取A、B两点，如图所示，连线AO沿E方向，BO⊥AO，另在圆心O处放一电荷量为10－8C的正点电荷，求：A、B两处的电场强度？‎ ‎(k=9×109N▪m2/C2)‎ ‎【答案】0，，与水平方向成角斜向右下方 ‎ ‎【解析】‎ ‎【分析】‎ 根据公式求出点电荷在A、B两点处产生的场强大小，判断出场强方向，A、B两点的场强是由正点电荷和匀强电场场强的合成，根据平行四边形定则求解A、B两点处的场强大小。‎ ‎【详解】解：点电荷在A点处产生的场强大小为 ‎ 方向从O→A；‎ 而匀强电场方向向右，大小，叠加后，合电场强度为零；‎ 根据平行四边形定则得，则两点的场强是由正点电荷和匀强电场场强的合成，A点的场强大小为： ‎ 同理，点电荷在B点处产生的场强大小也为 方向从O→B；‎ B点的场强大小为： ‎ 与水平方向成角斜向右下方；‎ ‎18.如图所示，在平行金属带电极板MN电场中将电荷量为－4×10－6C的点电荷从A点移到M板，电场力做负功8×10－4 J，把该点电荷从A点移到N板，电场力做正功为4×10－4 J，N板接地。则 ‎（1）A点的电势A是多少？‎ ‎（2）UMN 等于多少伏？‎ ‎（3）M板的电势M是多少?‎ ‎【答案】（1）（2） （3） ‎ ‎【解析】‎ ‎【分析】‎ 根据可求出点AN的电势差，N板接地电势为零，即可求出A点的电势；根据可求出点AM的电势差，即可求出UMN和M板的电势。‎ ‎【详解】(1)A、N间的电势差： ‎ 又 ‎ 则A点的电势为：‎ ‎ (2)根据带电粒子做功规律可知： ‎ 所以M、N板间的电势差为： ‎ ‎(3)由， ‎ 得M板的电势为：‎ ‎ ‎ ‎ ‎