2018-2019学年四川省成都外国语学校高二上学期第一次月考物理试题 解析版

2018-2019学年四川省成都外国语学校高二上学期第一次月考物理试题 解析版

绝密★启用前 四川省成都外国语学校2018-2019学年高二上学期第一次月考物理试题 评卷人 得分 一、单选题 ‎1．下列关于电场基本概念与规律的判断正确的是（ ）‎ A． 由可知，场强E与检验电荷电量q成反比、与电场力F成正比 B． 由可知，电势差与检验电荷电量q成反比、与电场力做功成正比 C． 由可知，平行板电容器电容C与距离d成反比、与正对面积S成正比 D． 由库仑定律，当距离 r→0时库仑力 ‎【答案】C ‎【解析】‎ ‎【详解】‎ 公式E=F/q是比值定义法，E反映电场本身的性质，与试探电荷无关，与电荷受到的电场力的大小无关，由电场本身性质决定。故A错误；公式UAB= WAB/q是比值定义法，反映电场本身的性质，与试探电荷无关，由电场本身性质决定。故B错误；公式是平行板电容器电容的决定式，由此可知平行板电容器电容C与距离d成反比、与正对面积S成正比。故C正确。在库仑定律的表达式中，当距离r→0时库仑定律不再适用。故D错误； 故选C。‎ ‎【点睛】‎ 本题考查对场强等几个公式的理解．首先要对每个公式中各个量的含义理解到位，其次掌握定义式与决定式的差别．‎ ‎2．如图所示，Q为一带正电的点电荷，P为原来不带电的枕形金属导体，a、b为导体内的两点。当导体P处于静电平衡状态时(   )‎ A． a、b两点的场强大小、的关系为>‎ B． a、b两点的场强大小、的关系<‎ C． 感应电荷在a、b两点产生的场强大小和的关系是>‎ D． a、b两点的电势大小、的关系>‎ ‎【答案】C ‎【解析】‎ ‎【详解】‎ 处于静电平衡的导体，内部场强处处为零，故a、b两点的场强大小Ea、Eb的关系为Ea=Eb=0，故AB错误；处于静电平衡的导体，内部场强处处为零，则知感应电荷在a、b两点产生的场强与点电荷Q产生的场强大小相等，方向相反，所以感应电荷在a、b两点产生的场强大小Ea′和Eb′的关系是Ea′＞Eb′，故C正确。当导体P处于静电平衡状态时，整个导体是一个等势体，则a、b两点电势φa=φb．故D错误。故选C。‎ ‎【点睛】‎ 解决本题的关键要理解并掌握静电平衡导体的特点，知道导体内部场强为零的原因是由于感应电荷产生的附加电场与原电场抵消的结果．‎ ‎3．如图所示，上、下两带电小球的质量均为m，所带电荷量分别q为和﹣q，两球间用绝缘细线连接，上球又用绝缘细线悬挂在天花板上，在两球所在空间有方向向左的匀强电场，电场强度为E，平衡时细线都被拉紧平衡时的可能位置是图中的哪一个（　　）‎ A． B． C． D． ‎ ‎【答案】A ‎【解析】‎ 试题分析：运用整体法研究上面绳子与竖直方向的夹角，再隔离负电荷研究，分析两电荷之间的绳子与竖直方向的夹角，即可作出判断．‎ 首先取整体为研究对象，整体受到重力、电场力和上面绳子的拉力，由于两个电场力的矢量和为，所以上边的绳子对小球的拉力与总重力平衡，位于竖直方向，所以上边的绳子应保持在绳子竖直位置．再对负电荷研究可知，负电荷受到的电场力水平向右，所以下面的绳子向右偏转，故A图正确，BCD图都错误，故A正确．‎ ‎4．如图，一带正电的点电荷固定于O点，两虚线圆均以O为圆心，两实线分别为带电粒子M和N先后在电场中运动的轨迹，a、b、c、d、e为轨迹和虚线圆的交点。不计重力。下列说法正确的是（   ）‎ A． M带正电荷，N带负电荷 B． M在b点的动能大于它在a点的动能 C． N在d点的电势能等于它在e点的电势能 D． N在从c点运动到d点的过程中克服电场力做功 ‎【答案】C ‎【解析】‎ ‎【详解】‎ 由粒子运动轨迹可知，M受到的是吸引力，N受到的是排斥力，可知M带负电荷，N带正电荷，故A正确。M从a到b点，库仑力做负功，根据动能定理知，动能减小，则b点的动能小于在a点的动能，故B错误。d点和e点在同一等势面上，电势相等，则N在d点的电势能等于在e点的电势能，故C正确。N从c到d，库仑斥力做正功，故D错误。故选C。‎ ‎【点睛】‎ 本题关键是根据曲线运动的条件判断出静电力的方向，掌握判断动能和电势能变化的方向，一般的解题思路是根据动能定理判断动能的变化，根据电场力做功判断电势能的变化．‎ ‎5．如图，两平行的带电金属板水平放置。若在两板中间a点从静止释放一带电微粒，微粒恰好保持静止状态。现将两板绕过a点的轴（垂直于纸面）逆时针旋转450，再由a点从静止释放一同样的微粒，该微粒将 A． 保持静止状态 B． 向左下方做匀加速运动 C． 向正下方做匀加速运动 D． 向左上方做匀加速运动 ‎【答案】B ‎【解析】‎ ‎【详解】‎ 在两板中间a点从静止释放一带电微粒，微粒恰好保持静止状态，微粒受重力和电场力平衡，故电场力大小F=mg，方向竖直向上；将两板绕过a点的轴（垂直于纸面）逆时针旋转45°，电场强度大小不变，方向逆时针旋转45°，故电场力逆时针旋转45°，大小仍然为mg；‎ 故重力和电场力的大小均为mg，方向夹角为135°，故合力向左下方，微粒的加速度恒定，向左下方做匀加速运动；故ACD错误，B正确；故选B。‎ ‎【点睛】‎ 本题关键是对微粒受力分析后结合牛顿第二定律分析，注意本题中电容器的两板绕过a点的轴逆时针旋转，板间场强大小不变，只是方向变化。‎ ‎6．示波管是一种多功能电学仪器，它的工作原理可以等效成下列情况：如图所示，真空室中电极K发出电子（初速度不计），经过电压为U1的加速电场后，由小孔S沿水平金属板A、B间的中心线射入板中．金属板长为L，相距为d，当A、B间电压为U2时电子偏离中心线飞出电场打到荧光屏上而显示亮点．已知电子的质量为m、电荷量为e，不计电子重力，下列情况中一定能使亮点偏离中心距离变大的是（ ）‎ A． U1变大，U2变大 B． B．U1变大，U2变小 C． U1变小，U2变大 D． U1变小，U2变小 ‎【答案】C ‎【解析】‎ ‎【详解】‎ 设经过电压为U1的加速电场后，速度为v，在加速电场中，由动能定理得：mv2=eU1，电子进入偏转电场后做类平抛运动，在水平方向上：L=vt，在竖直方向上：y=at2=•‎ ‎ •t2，解得：，由此可知，当U1变小，U2变大时，y变大，故选C。‎ ‎7．如（a）图所示的两平行金属板P、Q加上（b）图所示电压，t=0时，Q板电势比P高5V，在板正中央M点放一质子，初速度为零，质子只受电场力而运动，且不会碰到金属板，这个质子处于M点右侧，速度向左，且速度逐渐减小的时间段是（ ）‎ A． B． ‎ C． D． ‎ ‎【答案】D ‎【解析】‎ 试题分析：在0＜t＜2×10-10s时间内，Q板比P板电势高5V，，方向水平向左，所以电子所受电场力方向向右，加速度方向也向右，所以电子从M点向右做匀加速直线运动；在2×10-10s＜t＜4×10-10s时间内，Q板比P板电势低5V，电场强度方向水平向右，所以电子所受电场力方向向左，加速度方向也向左，所以电子向右做匀减速直线运动，当t=4×10-10s时速度为零，此时电子在M点的右侧；在4×10-10s＜t＜6×10-10s时间内，Q板比P板电势低5V，电场强度方向水平向右，所以电子所受电场力方向向左，加速度方向也向左，所以电子向左做匀加速直线运动；在6×10-10s＜t＜8×10-10s时间内，Q板比P板电势高5V，电场强度方向水平向左，所以电子所受电场力方向向左，加速度方向也向左，所以电子向左做匀减速直线运动，到8×10-10s时刻速度为零，恰好又回到M点．综上分析可知：在6×10-10s＜t＜8×10-10s时间内，这个电子处于M点的右侧，速度方向向左且大小逐渐减小．故选D.‎ 考点：带电粒子在电场中的运动 ‎【名师点睛】本题考查了带电粒子在电场中的运动问题；解题的关键是对粒子的运动的不同时间段进行分段考虑，搞清电场的方向，电场力的方向，加速度的方向以及速度的方向，此题也可以画出电子运动的速度时间图象求解，难度适中.‎ ‎8．在x轴上关于O点对称的两个位置放置电荷量大小相等的点电荷。关于在两电荷连线上场强和电势的分布,下列说法正确的是(规定x轴正方向为电场强度的正方向、无穷远的电势为零)( )‎ A． 甲图为两个等量正点电荷的E−x图象 B． 乙图为两个等量负点电荷的φ−x图象 C． 丙图为两个等量异种点电荷的E−x图象 D． 丁图为两个等量正点电荷的φ−x图象 ‎【答案】A ‎【解析】‎ ‎【详解】‎ 甲图中，根据场强的叠加，知两个等量负点电荷的中点场强为零，两侧场强方向是相反的，不可能相同，故A正确；两个等量负点电荷的周围的电势为负值，则φ−x图象应该位于横轴下方，选项B错误； 丙图中，根据场强的叠加，知两个等量负正点电荷的中点场强不为零，两侧场强方向是相同，故C错误；两个等量正点电荷周围的电势均为正值，则φ−x图象应该位移x轴上方，选项D错误；故选A.‎ ‎【点睛】‎ 解决本题的关键知道等量负正电荷周围电场线分布，知道电场线密的地方场强比较强；同时明确沿电场线的方向电势降低；并且异号电荷连线的中垂线上的电势为零；因为其中垂线为等势面，与无穷远处电势相等.‎ 评卷人 得分 二、多选题 ‎9．图为静电除尘器除尘机理的示意图。尘埃在电场中通过某种机制带电，在电场力的作用下向集尘极迁移并沉积，以达到除尘的目的。下列表述正确的是 A． 到达集尘极的尘埃带负电荷 B． 电场方向由集尘极指向放电极 C． 带电尘埃所受电场力的方向与电场方向相同 D． 同一位置带电荷量越多的尘埃所受电场力越大 ‎【答案】ABD ‎【解析】‎ ‎【详解】‎ 由图示可知，集尘机电势高，放电极电势低，放电极与集尘极间电场方向向左，即电场方向由集尘极指向放电极，尘埃在电场力的作用下向集尘极迁移，则知尘埃所受的电场力向右，故到达集尘极的尘埃带负电荷，故AB正确。电场方向向左，带电尘埃所受电场力方向向右，带电尘埃所受电场力的方向与电场方向相反，故C错误；由F=Eq可知，同一位置带电荷量越多的尘埃所受电场力越大，故D正确；故选ABD。‎ ‎10．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． 实验前，只用带电玻璃棒与电容器a板接触，能使电容器带电 B． 实验中，只增加极板带电量，静电计指针的张角变大，表明电容增大 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大 D． 实验中，只将电容器b板向右平移，静电计指针的张角变小 ‎【答案】AD ‎【解析】‎ ‎【详解】‎ 由电容器带电量是某一极板的电量，再结合静电感应原理，可知，只用带电玻璃棒与电容器a板接触，即能使电容器带电，故A正确；在实验中，只增加极板带电量，根据，电容C不变，根据U=，则电势差增大，张角变大，故B错误。在极板之间插入有机玻璃板，根据，电容增大，根据U=，Q不变，则电势差减小，张角变小，故C错误。将b板向右平移，两板间距d减小，根据，电容变大，根据U=，Q不变，则电势差减小，张角变小，故D正确。故选AD。‎ ‎【点睛】‎ 解决本题的关键掌握电容器的动态分析，电容器与电源断开，电量保持不变，电容器始终与电源相连，电容器两端间的电势差不变，同时理解电容器带电量的含义。‎ ‎11．如图所示，有两个半径相同的金属球M和N，N被绝缘座固定在水平地面上，M从N的正上方h高处自由落下与N做弹性对心正碰，相碰后M以碰前的速率反向弹回，在下列哪种情况中M弹起后上升的最大高度大于h：‎ A． M和N原来带等量同种电荷 B． M和N原来带等量异种电荷 C． M和N原来都不带电荷 D． M和N原来带不等量异种电荷 ‎【答案】BD ‎【解析】‎ ‎【详解】‎ 若M和N原来带等量同种电荷，则两球相碰时带电量不变，M下落过程和上升过程中受力相同，则M仍能弹回到原来的高度，选项A错误；若M和N原来带等量异种电荷，则M下落过程中库仑力和重力均做正功，接触后两球均不带电，上升过程中只有重力做功，则上升的高度大于下落的高度h，选项B正确；M和N原来都不带电荷，则碰后仍能弹回到原来的高度，选项C错误；若M和N原来带不等量异种电荷，则下落过程库仑力和重力均做正功；接触后两球电量先中和后均分，则两球均带上相同的电荷，上升过程中，库仑力仍做正功，重力做负功，则上升的高度大于h，选项D正确；故选BD.‎ ‎12．如图所示，平行线代表电场线，但未标明方向，一个带正电、电荷量为10－6C的粒子在电场中仅受电场力作用，当它从A点运动到B点时动能减少了10－5J。已知A点的电势为－10 V，则以下判断正确的是（ ）‎ A． 粒子的运动轨迹如图虚线l所示 B． 粒子的运动轨迹如图虚线2所示 C． B点电势为－20V D． B点电势为零 ‎【答案】AD ‎【解析】‎ ‎【详解】‎ 由题，带正电的微粒仅受电场力的作用，从A点运动到B点时动能减少了10-5J，说明电场力做负功，则知电场力方向水平向左，根据曲线运动的合力指向轨迹的内侧，故微粒的运动轨迹是如图虚线1所示。故A正确，B错误；根据动能定理得：qUAB=△Ek，得：，φA=-10V，又UAB=φA-φB，则有：φB=0．故C错误，D正确。故选AD。‎ ‎【点睛】‎ 根据轨迹的方向要能判断出合力的方向，结合电场的性质，根据动能定理求出电势差，再求电势，都是常规的方法．‎ ‎13．图中虚线a、b、c、d、f代表匀强电场内间距相等的一组等势面，已知平面b上的电势为2V。一电子经过a时的动能为10eV，从a到d的过程中克服电场力所做的功为6eV。下列说法正确的是（）‎ A． 平面c上的电势为零 B． 该电子经过平面d时，其电势能为4eV C． 该电子可能到达不了平面f D． 该电子经过平面b时的速率是经过d时的2倍 ‎【答案】AC ‎【解析】‎ ‎【详解】‎ 虚线a、b、c、d、f代表匀强电场内间距相等的一组等势面，一电子经过a时的动能为10eV，从a到d的过程中克服电场力所做的功为6eV，动能减小了6eV，电势能增加了6eV，因此等势面间的电势差为2V，因平面b上的电势为2V ‎，由于电子的电势能增加，等势面由a到f是降低的，因此平面c上的电势为零，故A正确；在平面b上电势为2V，则电子的电势能为-2eV，动能为8eV，电势能与动能之和为6eV，当电子经过平面d时，动能为4eV，其电势能为2eV，故B错误；由上分析，可知，当电子由a向f方向运动，则电子到达平面f的动能为2eV，由于题目中没有说明电子如何运动，因此也可能电子在匀强电场中做抛体运动，则可能不会到达平面f，故C正确；电子经过平面b时的动能是平面d的动能2倍，电子经过平面b时的速率是经过d时的倍，故D错误；故选AC。‎ ‎【点睛】‎ 考查电场力做功与电势能变化的关系，要知道只有电场力做功，动能与电势能之和不变，当电场力做负功时，动能转化为电势能，在电势为零处，电势能为零。‎ ‎14．如图所示，半圆槽光滑、绝缘、固定，圆心是O，最低点是P，直径MN水平，a、b是两个完全相同的带正电小球（视为点电荷），b固定在M点，a从N点静止释放，沿半圆槽运动经过p点到达某点Q（图中未画出）时速度为零。则小球a A． 从N到Q的过程中，重力与库仑力的合力先增大后减小 B． 从N到P的过程中，速率先增大后减小 C． 从N到Q的过程中，电势能一直增加 D． 从P到Q的过程中，动能减少量等于电势能和重力势能的增加量 ‎【答案】BCD ‎【解析】‎ ‎【详解】‎ a由N到Q的过程中，重力竖直向下，而库仑力一直沿二者的连线方向，则可知，重力与库仑力的夹角一直减小，同时库仑力在增大；故合力一直在增大；故A错误；在整个过程中合力先与运动方向的夹角均为锐角，合力做正功；而后一过程中合力与运动方向夹角为钝角，合力做负功；故从N到P的过程中，速率先增大后减小；故B正确；由于在下降过程中，库仑力一直与运动方向夹角大于90度，故库仑力一直做负功；电势能一直增加；故C正确；从P到Q的过程中，由动能定理可知，-mgh-WE=0-mv2；故动能的减小量等于重力势能增加量和电势能的增加量；故D正确；故选BCD。‎ ‎【点睛】‎ 本题考查功能关系，要注意明确电场力和重力具有相同的性质，即重力做功量度重力势能的改变量；而电场力做功量度电势能的改变量．‎ 第II卷（非选择题）‎ 请点击修改第II卷的文字说明 评卷人 得分 三、解答题 ‎15．如图所示，长l=1m的轻质细绳上端固定，下端连接一个可视为质点的带电小球，小球静止在水平向右的匀强电场中，绳与竖直方向的夹角θ=45°．已知小球所带电荷量q=1.0×10﹣3 C，匀强电场的场强E=1.0×103 N/C，取重力加速度g=10m/s2，求：‎ ‎（1）小球所受电场力F的大小．‎ ‎（2）小球的质量m．‎ ‎（3）将电场撤去，小球回到最低点时速度v的大小．‎ ‎【答案】（1）1.0 N（2）0.1kg（3）‎ ‎【解析】‎ ‎【详解】‎ ‎（1）根据电场力的计算公式可得电场力：F=qE=1.0×10﹣3×1.0×103 N=1.0 N；‎ ‎（2）小球受力情况如图所示：‎ 根据几何关系可得F=Eq=mgtanθ， ‎ 所以；‎ ‎（3）电场撤去后小球运动过程中机械能守恒，则mgl（1﹣cos45°）=mv2，‎ 解得：‎ ‎16．水平放置的两块彼此绝缘、正对平行金属板AB，A板为正，B板为负，AB板的电势差保持不变UAB=100V，AB板间距d=0.01m，M位于AB板的中点，试求：‎ ‎（1）若B板接地，M点的电势.‎ ‎（2）若A板接地，B板下移d′=0.01m, M点的电势.‎ ‎【答案】（1）（2）‎ ‎【解析】‎ ‎【详解】‎ ‎（1）两板间的场强：，则 ，， 则 ‎ ‎（2）B板下移d′=0.01m，则两板间的场强：；；； ， ，解得 ‎17．如图，一质量为m、电荷量为q（q>0）的粒子在匀强电场中运动，A、B为其运动轨迹上的两点。已知该粒子在A点的速度大小为v0，方向与电场方向的夹角为45°；它运动到B点时速度方向与电场方向的夹角为30°．不计重力。求A、B两点间的电势差。‎ ‎【答案】（1）（2）‎ ‎【解析】‎ ‎【详解】‎ 粒子在垂直电场方向做匀速运动，设B点的速度为vB，则 ‎ 解得 ‎ 从A到B由动能定理： ‎ 解得 ‎18．如图所示，光滑水平轨道与半径为R的光滑竖直半圆轨道在B点平滑连接。在过圆心O的水平界面MN的下方分布有水平向右的匀强电场。现有一质量为m，电荷量为＋q的小球从水平轨道上A点由静止释放，小球运动到C点离开圆轨道后，经界面MN上的P点进入电场(P点恰好在A点的正上方，如图所示。小球可视为质点，小球运动到C点之前电荷量保持不变，经过C点后电荷量立即变为零)。已知A、B间距离为2R，重力加速度为g。在上述运动过程中，求 ‎(1)小球在电场中受到的电场力大小；‎ ‎(2) 小球过B点时对圆轨道的压力大小 ‎(3)小球在圆轨道上运动时的最大速率。‎ ‎【答案】（1）（2）（3）‎ ‎【解析】‎ ‎【详解】‎ ‎（1）设小球在C点速度的大小为vC，从C到P用时间为t，则从C到P：水平：2R=vCt 竖直方向：R=gt2‎ 从A到C由动能定理： ‎ 解得； ‎ ‎（2）从A到B由动能定理： ，‎ 在B点： ‎ 解得：N=5mg ‎（3）设等效竖直方向与竖直方向的夹角为θ，过O点的等效竖直线与BN轨道交于F 点， ‎ 从A到F，由动能定理： ‎ 解得：‎ ‎【点睛】‎ 本题关键灵活地选择过程并运用动能定律列式，同时根据向心力公式和平抛运动的位移公式列式进一步分析求解；注意由于电场力和重力都是恒力，则可以用等效思想进行解答。‎ ‎19．在竖直平面内建立xoy直角坐标系，oy表示竖直向上方向．如图所示．已知该平面内存在沿x轴正向的区域足够大的匀强电场．一带电小球从坐标原点o沿oy方向以4J的初动能竖直向上抛出．不计空气阻力，它到达的最高位置如图中M点所示．求：‎ ‎(1)小球在M点时的动能EkM．‎ ‎(2)设小球落回跟抛出点在同一水平面时的位置为N，求小球到达N点时的动能EkN ‎(3)小球从0点运动到M点的过程中最小动能．‎ ‎【答案】（1）（2）（3）‎ ‎【解析】‎ ‎【详解】‎ ‎（1）从O到M：；‎ 解得 ；‎ 由动能定理： ， ‎ 解得 ‎ ‎（2）由O到N：竖直方向：竖直上抛运动： ‎ ‎；‎ 从O到N由动能定理： ‎ ‎ ‎ 解得 ‎ ‎（3）设等效竖直方向与竖直方向的夹角为θ，则 ‎ 解得 解得