2017-2018学年黑龙江省大庆第一中学高二上学期第二次月考（10月）物理试题

2017-2018学年黑龙江省大庆第一中学高二上学期第二次月考（10月）物理试题

大庆一中2017-2018学年高二年级上学期第二次月考 物理试卷 一、选择题(共 10 个小题，每小题 5 分，共计 50 分。在每小题给出的四个选项中 3、5、7、‎ ‎9 题有多个选项正确，选对的得 5 分，漏选得 3 分，选错的、不选的得 0 分)‎ ‎1.在静电场中，关于场强和电势的说法正确的是( ) A．电场强度大的地方电势一定高 B．电势为零的地方场强也一定为零 C．场强为零的地方电势也一定为零 D．场强大小相同的点，电势不一定相同 ‎2. 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 点的场强大小为 E2＋k2Q r4‎ Q B．B 点的场强大小为 E－k r2‎ C．D 点的场强大小不可能为 0‎ D．A、C 两点的场强相同 ‎3.某带电粒子仅在电场力作用下由 A 点运动到 B 点，电场线、粒子 在 A 点的初速度及运动轨迹如图所示，可以判定( )‎ A.粒子在 A 点的加速度大于它在 B 点的加速度 B.粒子在 A 点的动能小于它在 B 点的动能 C.粒子在 A 点的电势能小于它在 B 点的电势能 D.电场中 A 点的电势高于 B 点的电势 ‎4.把一个导体放入匀强电场中，静电平衡时( ) A.把一个负电荷从 A 移动到 B，电场力做正功 B.三点的场强相比，EA=EB=EC ‎6.如图所示,A、B、C、D 是匀强电场中的四个点,D 是 BC 的中点,A、B、C 构成一个直角三角 形,AB 长为 1m,电场线与三角形所在的平面平行,已知φ A=10 V、φ B=-10 V、φ C =30 V,由此 可以判断( )‎ A.场强的方向由 C 指向 B B.场强的方向垂直 AD 连线斜向上 C.场强的大小为 20V/m D.场强的大小为 40 3 V/m ‎3‎ ‎7. 如图，平行板电容器的两个极板与水平地面成一角度，两极板与一直流电源相连．若一 带电粒子恰能沿图中所示水平直线通过电容器，则在此过程中，该粒子( )‎ A．电势能逐渐增加 B．所受重力与电场力平衡 C．做匀变速直线运动 D．动能逐渐增加 ‎8．如图(a)所示，两个平行金属板 P、Q 竖直放置，两板间加上图(b)所示的电压．t＝0 时，‎ Q 板比 P 板电势高 5 V，此时在两板的正中央 M 点有一个电子，速度为零，电子在电场力作 用下运动，使得电子的位置和速度随时间变化．假设电子始终未与两板相碰．‎ 在 0 E ‎‎ PO- EPB ‎5.如图所示的实验装置中，平行板电容器的极板 B 与一静电计 相接，极板 A 接地，静电计此时指针的偏角为 θ ．下列说法正 确的是( )‎ A.将极板 A 向左移动一些，静电计指针偏角 θ 不变 B.将极板 A 向右移动一些，静电计指针偏角 θ 变小 C.将极板 A 向上移动一些，静电计指针偏角 θ 变大 D.在极板间插入一块玻璃板，静电计指针偏角 θ 变大 ‎10.如图(a)所示，两段等长绝缘细线将质量分别为 2m、m 的小球 A、B 悬挂在 O 点，小球 A、‎ B 分别带有+4q 和-q 电量，当系统处于水平向右的匀强电场中并静止时，可能出现的状态是 A. B. C. D.‎ 二、填空题(每空 2 分，共 12 分)‎ ‎11（1）. 有一个带电量 q＝－3.0×10-6 的点电荷，从电场中的 A 点移到 B 点时，克服电场力 做功 6.0×10-4J．从 B 点移到 C 点时．电场力做功 9.0×10-4J．‎ 问：（1）电势差 UAB= 和 UCA=‎ ‎（2）若规定 B 点电势为零，则 C 点的电势φ C= 该电荷在 C 点的电势能 EPC=‎ ‎11（2）.如图所示，带电荷量分别为+q 和+4q 的两点电荷 A、B，相 距 L，求在距 A 处（多远） 放一个（填带正电、带负电、不带 电） 的电荷，才可以使三个电荷都处于平衡状态。‎ 三、计算题(本大题共 4 小题，共 48 分)‎ ‎12.（10 分） 如图所示，A、B 是两个带同种电荷的小球，均可看做质点，A 固定在竖直放置 的长为 L 的绝缘支杆上，电荷量为 Q.B 静止于光滑绝缘的倾角为 30°的斜面上，且恰与 A 等 高。若 B 的质量为 M，则 B 所带电荷量是多少？（静电力常量为 k,重力加速度为 g, 结果用 字母表示）‎ ‎13．（10 分）如图所示，一个质量为 m＝1.2×10-3kg 的小球带电荷量为 q＝3.0×10-5C 的正电．用 长度 L＝1.0m 的细线悬挂于固定点 O 上，此装置置于水平向右的匀强电场中，场强的大小 E ‎＝3.0×102N/C．现将带电小球拉至 O 点右侧，使悬线伸直并保持水平，然后由静止释放小 球。（g 取 10m/s2）‎ 求：（1）求小球运动到最低点时的动能；‎ ‎（2）求小球运动到最低点时绳的拉力为多大．‎ ‎14．（14 分）如图所示，ABCD 为固定在竖直平面内的轨道，AB 段光滑水平，BC 段为光滑圆 弧，对应的圆心角θ =37°，半径 r=2.5m，CD 段平直倾斜且粗糙，各段轨道均平滑连接，倾 斜轨道所在区域有场强大小为 E=2×105N/C、方向垂直于斜轨向下的匀强电场。质量的大小 m=5×10-2kg、电荷量 q=+1×10-6C 的小物体（视为质点）被弹簧枪发射后，沿水平轨道向左 滑行，在 C 点以速度 v0=3m/s 冲上斜轨。以小物体通过 C 点时为计时起点，0.1s 以后，场强 大小不变，方向反向。已知斜轨与小物体间的动摩擦因数μ =0.25。设小物体的电荷量保持 不变，取 g=10m/s2，sin37°=0.6，cos37°=0.8。‎ 求：（1）求弹簧枪对小物体所做的功；‎ ‎（2）在斜轨上小物体能到达的最高点为 P，求 CP 的长度．‎ ‎15. （14 分）一平行板电容器长 L=10cm，宽 a=8cm，板间距 d=4cm，在板左侧有一足够长的 “狭缝”离子源，沿着两板中心平面，连续不断地向整个电容器射入离子，它们的比荷均为 ‎2×1010C/kg，速度均为 4×106m/s，距板右端 L/2 处有一屏，如图甲所示，如果在平行板电 容器的两极板间接上如图乙所示的交流电，由于离子在电容器中运动所用的时间远小于交流 电的周期，故离子通过电场的时间内电场可视为匀强电场．‎ 试求：（1）离子打在屏上的区域面积(推论可直接应用不需要证明)；‎ ‎（2）在一个周期内，离子打到屏上的时间共有多少．‎ 大庆一中高二年级上学期第二次月考 物理答案 ‎二定律得-mgsinθ -μ （mgcosθ +qE）=ma1 ③„„„„„„„„2 分 小物体向上做匀减速运动，经 t1=0.1s 后，速度达到 v1，有 v1=v0+a1t1 ④ 由③④可知 v1=2.1m/s，„„„„„„„„1 分 题号 ‎1‎ ‎2‎ ‎3‎ ‎4‎ ‎5‎ ‎6‎ ‎7‎ ‎8‎ ‎9‎ ‎10‎ 答案 D A BD C BC D AC D ABD C 一、选择题 ‎1‎ 设运动的位移为 x1，有 x1=v0t1+‎ ‎2‎ ‎a1t1‎ ‎⑤„„„„„„„„„„„„„1 分 二、填空题 ‎电场力反向后，设小物体的加速度为 a2，由牛顿第二定律得 ‎-mgsinθ -μ （mgcosθ -qE）=ma2 ⑥„„„„„„„„„„„„„„2 分 设小物体以此加速度运动到速度为 0，运动的时间为 t2，位移为 x2，有 ‎0=v1+a2t2 ⑦„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„1 分 ‎-4‎ ‎11（1）.UAB=200V UCA=100V φ C=300V EPC=－9.0×10 J ‎x =v t + 1‎ ‎‎ ‎2 ⑧„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„1 分 ‎11（2）.在距 A ‎‎ L 处放一个带负电的电荷 ‎2 1 2‎ ‎a2t2‎ ‎2‎ ‎3‎ 三、计算题 ‎12. 解：因为 B 静止于光滑绝缘的倾角为 30°的斜面上且恰与 A 等高，设 A、B 之间的水平 ‎设 CP 的长度为 x，有 x=x1+x2 ⑨‎ 联立相关方程，代入数据解得 x=0.57m ⑩„„„„„„„„„„„„„2 分 ‎15. （1）利用推论：“打到屏上最大高度处的离子可看成从极板中心经过极板边缘沿直线 距离为 S 依据题意可得： tan 30°= L ，S=‎ S ‎L tan 30° ‎‎ ‎= 3 L„„„„„„„„„„2 分 ‎射到屏上”，由三角形相似关系可得，解得 „„„„„„„„2 分 对 B 进行受力分析，如图所示，依据物体平衡条件解得库仑力：‎ F=Mg× tan 30° „„„„„„„„„„„„„„„„„„„„3 分 依据 F = k Qq 得 F = k Qq „„„„„„„„„„„„„„3 分 ‎‎ 又由对称性知，打到屏上的总长度为，„„„„„„„„„„„„„1 分 则离子打到屏上的区域面积为„„„„„„„„„„„„„„1 分 r 2 s2‎ ‎3MgL2‎ 解得 q = „„„„„„„„2 分 kQ ‎13. 根据动能定理：释放点作为初位置，最低点作为末位置，小球在运动的过程中有两个力 做功（电场力及重力）‎ ‎（1） mgL - qEL = EK末 - 0 „„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„3 分 ‎（2）设离子恰好从极板边缘射出时极板两端的电压为 ，‎ 水平方向：„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„1 分 竖直方向：„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„1 分 又„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„2 分 E K末 ‎=（mg - qE)L = (1.2 ´10-3 N - 0.9 ´10-3 N ) ´1m = 3 ´10-3 (J ) „„„„„2 分 ‎由此代入数据解得„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„2 分 ‎（2）在最低点对小球受力分析 F拉 - mg = ‎mv2‎ L ‎‎ ‎„„„„„„„„„„„„„„„„3 分 ‎即当 时离子打到极板上，当 时离子打到屏上 ‎-2‎ F 拉＝1.8×10‎ ‎N„„„„„„„„„„„„„„„„2 分 ‎在 ，即，可以打到屏上的时间为 „„„2 分 ‎14. 试题分析：（1）设弹簧枪对小物体做的功为 W，由动能定理得 ‎‎ ‎2‎ 因此在一个周期内，打到屏上的总时间。„„„„„„„„„„2 分 ‎1‎ W-mgr（1-cosθ ）=‎ ‎2‎ ‎mv0‎ ‎①„„„„„„„„„„„„2 分 代入数据得 W=0.475J ②„„„„„„„„„„„„2 分 ‎（2）取沿平直斜轨向上为正方向。设小物体通过 C 点进入电场后的加速度为 a1，由牛顿第