2018-2019学年甘肃省静宁县第一中学高二10月月考物理试题 解析版

2018-2019学年甘肃省静宁县第一中学高二10月月考物理试题 解析版

甘肃省静宁县第一中学2018-2019学年高二10月月考物理试题 一、选择题 ‎1.如图所示，半径相同的两个金属球A、B带有相等的电荷量，相隔一定距离，两球之间相互吸引力的大小是F。今让第三个半径相同的不带电的金属小球先后与A、B两球接触后移开。这时，A、B两球之间的相互作用力的大小是（ ）‎ A. ‎ B. ‎ C. ‎ D. ‎ ‎【答案】A ‎【解析】‎ ‎【详解】两球之间的相互吸引力，则两球带等量异种电荷；假设A带电量为Q，B带电量为-Q，两球之间的相互吸引力的大小是：; 第三个不带电的金属小球C与A接触后，A和C的电量都为：Q/2；C与B接触时先中和再平分，则C、B分开后电量均为：‎ ‎- Q/4，这时A、B两球之间的相互作用力的大小：，故A正确；BCD错误。故选A。‎ ‎【点睛】要清楚带电体相互接触后移开，同种电荷电量平分，异种电荷电量先中和再平分，根据库仑定律的内容，找出变化量和不变量熟练应用库仑定律即可求题.‎ ‎2.如图所示，两个电荷量均为＋q的小球用长为l的轻质绝缘细绳连接，静止在光滑的绝缘水平面上。两个小球的半径r≪l。k表示静电力常量。则轻绳的张力大小为（ ）‎ A. 0‎ B. ‎ C. 2‎ D. ‎ ‎【答案】B ‎【解析】‎ ‎【详解】根据物体平衡可知，绳子拉力大小等于库仑力，因此有：，故ACD错误，B正确。故选B。‎ ‎3.一带负电荷的质点，在电场力作用下沿曲线从运动到，已知质点的速率是递减的．关于点电场强度的方向，下列图示中可能正确的是（虚线是曲线在点的切线）（ ）‎ A. B. ‎ C. D. ‎ ‎【答案】BD ‎【解析】‎ 仅在电场力作用下沿曲线运动，电场力的方向指向曲线的内侧；质点的速率是逐渐增大，电场力的方向与运动方向(轨迹的切线方向)成锐角；粒子带负电，电场力的方向与电场强度的方向相反。综上，场强方向可能的只有B，故选B。‎ 点睛：物体动能增加时，合力对物体做正功，合力方向与位移方向之间成锐角；物体动能减小时，合力对物体做负功，合力方向与位移方向之间成钝角。‎ 视频 ‎4.如图所示，直线MN是某电场中的一条电场线(方向未画出)。虚线是一带电的粒子只在电场力的作用下，由a到b的运动轨迹，轨迹为一抛物线。下列判断正确的是( )‎ A. 电场线MN的方向一定是由N指向M B. 带电粒子由a运动到b的过程中动能一定逐渐减小 C. 带电粒子在a点的电势能一定大于在b点的电势能 D. 带电粒子在a点的加速度一定大于在b点的加速度 ‎【答案】C ‎【解析】‎ ‎【详解】由于该粒子只受电场力作用且做曲线运动，物体所受外力指向轨迹内侧，所以粒子受力分析一定是由M指向N，但是由于粒子的电荷性质不清楚，所以电场线的方向无法确定。故A错误；粒子从a运动到b的过程中，电场力做正功，电势能减小，动能增加，带电粒子在a点的电势能一定大于在b点的电势能，故B错误，故C正确。由a到b的运动轨迹，轨迹为一抛物线，说明粒子一定受恒力，即带电粒子在a点的加速度等于在b点的加速度，故D错误；故选C。‎ ‎【点睛】依据带电粒子的运动轨迹确定其所受电场力方向是解决带电粒子在电场中运动问题的突破口，然后可进一步根据电场线、电场力做功等情况确定电势、电势能的高低变化情况.‎ ‎5.如图所示，在M、N处固定着两个等量异种点电荷，在它们的连线上有A、B两点，已知MA＝AB＝BN。下列说法正确的是 A. A，B两点场强相同 B. A，B两点电势相等 C. 将一正电荷从A点移到B点，电场力做负功 D. 负电荷在A点的电势能大于在B点的电势能 ‎【答案】‎ ‎【解析】‎ 试题分析：A、由点电荷的场强合成可知A和B两点场强方向均向右，大小相等，选项A正确；B、沿着电场线电势逐渐降低，，选项B错误；C、正电荷从A点移到B点，所受电场力与运动方向相同，电场力做正功，选项C错误；D、由，因，则，选项D错误；故选：A.‎ 考点：本题考查了电场强度、电势、电场力做功、电势能.‎ ‎6.如图所示，图中虚线为匀强电场中与场强方向垂直的等间距平行直线，两粒子M、N质量相等，所带电荷量数值也相等，现将M、N从虚线上O点以相同速度射出，两粒子在电场中运动的轨迹分别如图中两条实线所示。点a、b、c为实线与虚线的交点，已知O点电势高于c点。不计重力的影响， 则（ ）‎ A. M带负电荷，N带正电荷 B. N在a点的速度与M在c点的速度大小相等 C. M和N两粒子在电场中运动的加速度相同 D. N从O点运动至a点的过程中克服电场力做功 ‎【答案】B ‎【解析】‎ ‎【详解】由题，等势线在水平方向，O点电势高于c点，根据电场线与等势线垂直，而且由高电势指向低电势，可知电场方向竖直向下，根据粒子的轨迹可判断出a粒子所受的电场力方向竖起向上，M粒子所受的电场力方向竖直向下，故知N粒子带负电，M带正电。故A错误。由动能定理可知，N在a点的速度与M在c点的速度大小相等，但方向不同。故B正确。两粒子M、N质量相等，所带电量数值也相等，只受电场力，根据牛顿第二定律，有：a=qE/m ，即加速度大小相等，但方向不同，故加速度不同，故C错误。N从O点运动至a点的过程中电场力与速度的夹角为锐角，电场力做正功。故D错误。故选B。‎ ‎【点睛】本题要根据粒子的轨迹判定电场力方向，根据电场线与等势线垂直的特点，分析能否判定电性．由动能定理分析电场力做功是常用的方法.‎ ‎7.如图所示的同心圆是电场中的一簇等势线，一个电子只在电场力作用下沿着直线由A→C运动时的速度越来越小，B为线段AC的中点，则下列说法正确的是（ ）‎ A. 电子沿AC方向运动时受到的电场力越来越小 B. 电子沿AC方向运动时它具有的电势能越来越大 C. 电势差UAB＝UBC D. 电势φA<φB<φC ‎【答案】‎ ‎【解析】‎ 试题分析：由于等势线是电场中的一簇同心圆，且电子由A向C运动过程速度越来越小，故题中电场是由一个处于圆心的负电荷产生的，然后根据库仑定律、电势、电势差定义式和电场力做功与电势能变化关系列式分析判断．‎ 解：A、由于等势线是电场中的一簇同心圆，且电子由A向C运动过程速度越来越小，故题中电场是由一个处于圆心的负电荷产生的，根据库仑定律可以判断，电子沿AC方向运动时受到的电场力越来越大，故A错误；‎ B、电子沿AC方向运动时，电场力做负功，故电势能逐渐变大，故B正确；‎ C、电子沿AC方向运动过程中，电场力逐渐变大，从A到B过程电场力较小，故从A到B过程电场力做功较少，根据电势差与电场力做功关系，可以得到：UAB＜UBC，故C错误；‎ D、电场线与等势面垂直，且由电势高的等势面指向电势低的等势面，电子由A向C运动过程速度越来越小，故电场力向外，场强向内，故外侧电势较高，故φA＞φB＞φC，故D错误．‎ 故选：B．‎ ‎【点评】本题关键根据等势面和电子的运动情况确定场源电荷的电性，然后得到电场线的分布图，最后根据库仑定律、电势、电势差定义式和电场力做功与电势能变化关系分析判断．‎ ‎8.如图所示，在水平向右、大小为E的匀强电场中，在O点固定一电荷量为Q的正电荷，A、B、C、D为以O为圆心、半径为r的同一圆周上的四点，B、D连线与电场线平行，A、C连线与电场线垂直。则（ ） ‎ A. A点的电场强度大小为 ‎ B. B点的电场强度大小为E－k C. D点的电场强度大小不可能为0‎ D. A，C两点的电场强度相同 ‎【答案】‎ ‎【解析】‎ ‎【详解】正点电荷Q在A点的电场强度大小E′=，而匀强电场在A点的电场强度大小为E，因方向相互垂直，根据矢量的合成法则，则有A点的场强大小为，故A正确；同理，点电荷Q在B点的电场强度的方向与匀强电场方向相同，因此B点的场强大小为E+k，故B错误；当点电荷Q在D 点的电场强度的方向与匀强电场方向相反，且大小相等时，则D点的电场强度大小可以为零，故C错误；根据矢量的合成法则，结合点电荷电场与匀强电场的方向，可知，A、C两点的电场强度大小相等，而方向不同，故D错误；故选A。‎ ‎【点睛】考查点电荷的电场强度公式的内容，掌握矢量合成法则的应用，注意正点电荷在各点的电场强度的方向是解题的关键．‎ ‎9.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.‎ ‎10.下列关于电场强度的两个表达式E＝F/q和E＝kQ/r2的叙述,正确的是（ ）‎ A. E＝F/q是电场强度的定义式，F是放入电场中的试探电荷所受的力，q是产生电场的电荷的电荷量 B. E＝kQ/r2是点电荷场强的决定式，Q是放入电场中的检验电荷的电荷量 C. E＝F/q是电场强度的定义式，F是放入电场中的电荷所受的力，q是放入电场中电荷的电荷量，它适用于任何电场 D. 从点电荷场强计算式分析库仑定律的表达式F＝，式 是点电荷q2产生的电场在点电荷q1处的场强大小，而是点电荷q1产生的电场在q2处的场强的大小 ‎【答案】CD ‎【解析】‎ ‎【详解】E＝F/q是电场强度的定义式，F是放入电场中的试探电荷所受的力，q是试探电荷的电荷量，它适用于任何电场，选项A错误，C正确；E＝kQ/r2是点电荷场强的决定式，Q是形成电场的电荷的电荷量，选项B错误；从点电荷场强计算式分析库仑定律的表达式F＝，式 是点电荷q2产生的电场在点电荷q1处的场强大小，而是点电荷q1产生的电场在q2处的场强的大小，选项D正确；故选CD.‎ ‎11.某电场的电场线分布如图所示，下列说法正确的是（ ）‎ A. c点电场强度大于b点电场强度 B. a点电势高于b点电势 C. 若将一试探电荷＋q在a点由静止释放，仅在电场力作用下，它将沿电场线运动到b点 D. 若将一试探电荷＋q由a点移至b点的过程中，电势能减少 ‎【答案】‎ ‎【解析】‎ A．电场线越密集，电场强度越大，c点电场强度小于b点电场强度，A错误；‎ B．沿着电场线方向电势逐渐降低，a点的电势高于b点的电势，B正确；‎ C．电场线不表示轨迹，C错误；‎ D．将一正试探电荷由a点移到b点，电场力做正功，电势能减小，D正确．‎ 综上所述本题答案是：BD 点睛：电场强度、电势、电势能、电场力做功等概念是本章的重点和难点，要弄清它们之间的区别和联系，并能在实际电场中或者电荷运动过程中弄清它们的变化．‎ ‎12.在一个匀强电场中有a、b两点，相距为d，电场强度为E，把一个电量为q的正电荷由a点移到b点时，电场力对电荷做正功W，以下说法正确的是（ ）‎ A. a、b两点电势差大小为 B. a点电势比b点电势高 C. a、b两点电势差大小一定为Uab=Ed D. 该电荷在b点电势能较a点大 ‎【答案】AB ‎【解析】‎ ‎【详解】电荷从a移动到b，电场力做功W，根据电势差的定义Uab=W/q，故A正确。正电荷从a点移到b点时，电场力对电荷做正功W，电势能减小，a点电势比b点高。故B正确。当ab两点在同一电场线上时，U=Ed．本题ab是否在同一电场线上不确定，则U大小不一定为等于Ed，故C错误。电场力对电荷做正功W，电势能减小，电荷在a点电势能较b点大，故D错误。故选AB。‎ ‎【点睛】电场这一章概念较多，也很抽象，要从物理量的定义出发，从定义式中各个量的含义、矢标性、条件、与其他概念的区别与联系等方面加深对概念的理解.‎ ‎13.如图所示，虚线a、b、c表示电场中的三个等势面，且相邻等势面之间的电势差相等．实线为一带正电粒子仅在电场力作用下通过该区域时的运动轨迹，M、N是这条轨迹上的两点，则下面说法中正确的是（ ）‎ A. 三个等势面中，a的电势最高 B. 对于M、N两点，带电粒子通过M点时电势能较大 C. 对于M、N两点，带电粒子通过M点时动能较大 D. 带电粒子由M运动到N时，加速度增大 ‎【答案】CD ‎【解析】‎ ‎【详解】‎ 电荷所受电场力指向轨迹内侧，由于电荷带正电，因此电场线指向左上方，沿电场线电势降低，故c等势线的电势最高，a点的电势最低，故A错误； 根据质点受力情况可知，从M到N过程中电场力做负功，电势能增加，故N点的电势能大于M点的电势能，故B错误；从N到M过程中电场力做正功，电势能降低，动能增大，故N点的动能小于M点的动能，故C正确；由相邻等势面之间的电势差相等，从M到N相邻等势面之间距离变小，可知电场变强，带电粒子由M运动到N时，电场力变大，加速度增大，故D正确，故选CD。‎ ‎【点睛】解决这类带电粒子在电场中运动的思路是：根据运动轨迹判断出所受电场力方向，然后进一步判断电势、电场、电势能、动能等物理量的变化．‎ ‎14.如图为一匀强电场，某带电粒子从A点运动到B点．在这一运动过程中克服重力做的功为2.0 J，电场力做正功为1.5 J．则下列说法正确的是（ ）‎ A. 粒子带负电 B. 粒子在A点的电势能比在B点小1.5 J C. 粒子在A点的动能比在B点大0.5 J D. 粒子在A点的机械能比在B点小1.5 J ‎【答案】CD ‎【解析】‎ ‎【详解】由运动轨迹上来看，垂直电场方向射入的带电粒子向电场的方向偏转，说明带电粒子受到的电场力与电场方向相同，所以带电粒子应带正电。故A错误。从A到B的过程中，电场力做正功，电势能在减少，所以在A点时的电势能要大于在B点时的电势能。故B错误。从A到B的过程中，克服重力做功2.0J，电场力做功1.5J，由动能定理可知，从A到B动能减小0.5J，即粒子在A点的动能比在B点大0.5J，故C正确。从A到B 的过程中，除了重力做功以外，还有电场力做功，电场力做正功，电势能转化为机械能，带电粒子的机械能增加，由能的转化与守恒可知，机械能的增加量等于电场力做功的多少，所以机械能增加了1.5J，即粒子在A点的机械能比在B点小1.5 J，故D正确。故选CD。‎ ‎【点睛】对于本题，要明确以下几点：‎ ‎1、电场力对电荷做正功时，电荷的电势能减少，电荷克服电场力做功，电荷的电势能增加，电势能变化的数值等于电场力做功的数值．这常是判断电荷电势能如何变化的依据．‎ ‎2、电势能是电荷与所在的电场所共有的，且具有相对性，通常取无穷远处或大地为电势能的零点．‎ ‎3、电荷在电场中移动时，电场力做的功与移动的路径无关，只取决于起止位置的电势差和电荷的电量，这一点与重力做功和高度差的关系相似．‎ ‎15.A、B是一条电场线上的两点，若在A点释放一初速度为零的电子，电子仅在电场力作用下沿电场线从A运动到B，其电势能Ep随位移s变化的规律如图所示。设A、B两点的电场强度分别为EA和EB，电势分别为φA和φB。则（ ）‎ A. EA＝EB B. EAφB D. φA<φB ‎【答案】‎ ‎【解析】‎ 试题分析：从A运动到B过程中，因为是从静止开始运动的，所以电场力做正功，电场力做多少功，电势能就变化多少，所以有，因为图像斜率恒定，所以电场力恒定，故，A正确B错误；因为负电荷受到的电场力与电场方向相反，所以当将负电荷从低电势移动到高电势处，电场力做正功，故，C错误D正确 考点：考查了电场力做功 ‎【名师点睛】做本题需要知道电场力做正功，电势能减小，电场力做负功，电势能增加，所以得出电场力做正功，然后根据图像的斜率得出电场强度关系，根据负电荷受到的电场力与电场方向相反，所以当将负电荷从低电势移动到高电势处，电场力做正功，得出电势关系 二、计算题 ‎16.在电场中把C的负电荷从A点移到B点，静电力做功J。再把这个电荷从B点移到C点，静电力做功J，求;‎ ‎（1）A、B间，B、C间电势差各是多少？‎ ‎（2）A、C间电势差是多少？‎ ‎（3）把C的电荷从A点移到C点，静电力做多少功？‎ ‎【答案】（1）75V（2）-125V（3）1.875×10-7J ‎【解析】‎ ‎【详解】（1）A、B间的电势差为：  B、C间的电势差为： ‎ ‎（2）A、C间的电势差为：UAC=UAB+UBC=75+（-200）=-125V ‎（3）把-1.5×10‎-9C的电荷从A点移到C点，静电力做功为：‎ WAC=qUAC=-1.5×10-9×（-125）J=1.875×10-7J ‎【点睛】解决本题应掌握电势差公式U= W/q，同时要知道计算时要带入各个物理量的符号；知道电势差与电势的关系：UAB=φA-φB.‎ ‎17.如图所示，一带电荷量为＋q、质量为m的小物块处于一倾角为37°的光滑斜面上，当整个装置被置于一水平向右的匀强电场中，小物块恰好静止．重力加速度取g，sin37°＝0.6，cos37°＝0.8.求：‎ ‎（1）水平向右电场的电场强度的大小；‎ ‎（2）若将电场强度减小为原来的1/2，小物块的加速度是多大；‎ ‎【答案】（1） （2）‎0.3g．‎ ‎【解析】‎ ‎【详解】（1）建立如图所示坐标系，对物体进行受力分析，根据平衡列方程：‎ ‎ 在x轴方向：F合x=Fcosθ-mgsinθ=0 在y轴方向：F合y=FN-mgcosθ-Fsinθ=0 联列代入θ=37°得：F=mg 在电场中电场力F=qE可得电场强度． （2）建立如图所示坐标系对物体受力分析有：‎ 物体在x轴方向所受的合外力为：F′cosθ-mgsinθ=ma 又因为电场强度变为原来的，所以此时物体受到的电场力F=qE′=qE＝‎ 则物体产生的加速度a＝−‎0.3g（负号表示方向沿x轴负方向） 所以物体产生的加速度的大小为‎0.3g．‎ ‎【点睛】此题是带电粒子在电场中的平衡和运动问题，正确的受力分析，利用正交分解法根据平衡条件或者牛顿第二定律列方程即可.‎ ‎18.如图所示，a、b为两个固定的带正电q的点电荷，相距为L，通过其连线中点O作此线段的垂直平分面，在此平面上有一个以O为圆心，半径为L的圆周，其上有一个质量为m，带电荷量为－q的点电荷c仅在静电力的作用下做匀速圆周运动，求c的速率。‎ ‎【答案】‎ ‎【解析】‎ ‎【详解】c做匀速圆周运动所需要的向心力由两个点电荷+q库仑力的合力提供，对c进行受力分析如图所示，‎ 由于c到O点距离R=L，所以△abc是等边三角形． a、b对c的库仑力大小 F1=F2=k，‎ 合力为：F合=2Fcos30°=． 由牛顿第二定律得：F合=m 即， 解得：‎ ‎【点睛】本题有两个关键点：一是分析为库仑力，确定向心力的来源；二是运用合成法求解合力.‎ ‎19.如图所示，在O点放置一个正电荷．在过O点的竖直平面内的A点，自由释放一个带正电的小球，小球的质量为m、电荷量为q.小球落下的轨迹如图中虚线所示，它与以O为圆心、R为半径的圆(图中实线表示)相交于B、C两点，O、C在同一水平线上，∠BOC＝30°，A距离OC的竖直高度为h.若小球通过B点的速度为v，试求：‎ ‎(1)小球通过C点的速度大小．‎ ‎(2)小球由A到C的过程中电势能的增加量．‎ ‎【答案】‎ ‎【解析】‎ 试题分析：（1）B、C在以点电荷为圆心的圆上，故BC两点电势相等，因B、C两点电势相等，小球由B到C只有重力做功，由动能定理得：（3分）‎ 解得小球在C点的速度为：（2分）‎ ‎（2）小球从A到C的过程中重力和电场力做功，根据动能定理得：‎ 解得：（4分）‎ 根据电势能变化与电场力做功的关系得电势能的增加量为：（2分）‎ 考点：电场力做功、动能定理的应用 ‎【名师点睛】本题主要考查了电场力做功和动能定理的应用，B、C在以点电荷为圆心的圆上，故BC两点电势相等，从B至C的过程中合外力做功等于重力做功，根据动能定理求解C点速度大小；从A到C的过程中只有重力和电场力做功，根据动能定理求出电场力做的功，再根据电场力做功与电势能变化的关系求电势能的增加量．‎ ‎ ‎