江西省南昌市第十中学2019-2020学年高二上学期第一次月考物理试题

江西省南昌市第十中学2019-2020学年高二上学期第一次月考物理试题

南昌十中2019-2020学年高二第一学期第一次月考高二物理试题 一、选择题 ‎1.下列说法中正确的是(　　)‎ A. 在电场中，电场强度大的点，电势必定高 B. 电荷置于电势越高点，其所具有的电势能也越大 C. 电场中电场强度大的地方，沿电场线方向电势降落快 D. 一带电粒子只受电场力作用在电场中运动时，电势能一定变化 ‎【答案】C ‎【解析】‎ A、电场线密处，电场强度大，而电场线方向不确定，故无法判断电势高低，电势就不一定高，故A错误； B、正电荷置于电势越高的点，其所具有的电势能也越大，负电荷置于电势越高的点，其所具有的电势能也越小；故B错误； C、电场中电场强度大的地方，沿电场线方向电势降落快．故C正确． D、一带电粒子只受电场力作用在电场中运动时，电势能不一定变化，如电子绕原子核做匀速圆周运动时电势能不会变化，故D错误。‎ 点睛：电场线疏密表示电场强度的相对大小，电场线的方向反映电势的高低，则电场强度与电势没有直接关系。‎ ‎2.如图所示，一个不带电的枕型导体，放在带负电导体附近，（它们均与地绝缘）达到静电平衡后，则有（ ）‎ A. 导体端的电势高于端的电势 B. 导体端的电势等于端的电势 C. 端带正电，端带负电，内部的电场强度方向向右 D. 当导体端接地后断开，导体带负电 ‎【答案】B ‎【解析】‎ A．把一个在绝缘支架上不带电的枕形异体放在带正电的导体附近，达到静电平衡后，枕形导体是个等势体，故A错误；B正确；‎ C．导体等势体，内部均强处处为零，故C错误；‎ D．因相连，A端接地使枕形异体电子被排斥到大地，则故断开接地，枕形异体带正电，故D错误。‎ 点睛：此题考查静电平衡中的导体，电场中的处于静电平衡的导体是等势体，导体上电势处处相同，同时要知道负电荷产生的电场特点，以及电势分布的特点。‎ ‎3. 如图所示，实线表示电场线，虚线表示只受电场力作用的电荷运动轨迹，a、b为运动轨迹上的两点，可以判定（ ）‎ A. 电荷在a点速度大于在b点速度 B. 电荷为负电荷 C. 电荷在a点的电势能大于在b点的电势能 D. a点的电势低于b点的电势 ‎【答案】C ‎【解析】‎ 解：A、粒子从a运动到b的过程中，电场力做正功，粒子的电势能减小，动能增大，则电荷在a点动能小于在b点动能，‎ 电荷在a点速度小于在b点速度，故A错误 B、由图看出，粒子的轨迹向左上弯曲，粒子所受电场力大致向做上，电场线方向向左，说明粒子带正电．故B错误．‎ C、粒子从a运动到b的过程中，电场力做正功，粒子的电势能减小，电荷在a点的电势能大于在b点的电势能，故C正确 D、电荷在a点的电势能大于在b点的电势能，粒子带正电，a点的电势高于b点的电势，故D错误 故选C．‎ ‎【考点】电场线；电势；电势能．‎ ‎【专题】电场力与电势的性质专题．‎ ‎【分析】由轨迹的弯曲方向判断带电粒子所受电场力的大致方向，确定带电粒子的电性．根据电场力做功的正负判断电势能的大小和动能的大小．顺着电场线，电势逐渐降低．‎ ‎【点评】对于粒子运动的问题，往往要根据曲线运动的特点：合力方向指向轨迹的内侧判断电场力方向．‎ ‎4.使两个完全相同的金属小球(均可视为点电荷)分别带上－3Q和＋5Q的电荷后，将它们固定在相距为a的两点，它们之间库仑力的大小为F1.现用绝缘工具使两小球相互接触后，再将它们固定在相距为2a的两点，它们之间库仑力的大小为F2.则F1与F2之比为 A. 2∶1 B. 4∶1 C. 16∶1 D. 60∶1‎ ‎【答案】D ‎【解析】‎ ‎【详解】开始时由库仑定律得：；现用绝缘工具使两小球相互接触后，各自带电为Q，因此此时：；联立得：F2=F1，则F1与F2之比为 60：1，故选D.‎ ‎5.A、B为一电场中x轴上的两点，如图甲所示。一电子仅在电场力作用下从A点运动到B点，x轴上各点电势随其坐标变化的关系如图乙所示，则下列说法正确的是（　　）‎ A. 该电场是点电荷形成的电场 B. A、B两点电场强度大小关系为EA＜EB C. 电子从A运动到B过程中电场力做正功 D. 电子在A、B两点的电势能大小关系为EpA＞EpB ‎【答案】CD ‎【解析】‎ ‎【详解】AB.各点电势随其坐标变化的关系图象中，斜率表示电场强度大小可知，该电场为匀强电场，则A、B两点电场强度大小关系为EA＝EB，故AB错误；‎ CD.由A到B电势逐渐升高，故电场方向由B指向A，电子从A运动到B过程中电场力方向与运动方向相同，电场力做正功，电势能减小，故电子在A、B两点的电势能大小关系为EpA＞EpB，故CD正确 ‎6.如图所示，平行板电容器与电压为E的恒定电源连接，下极板接地．一带电油滴位于电容器中的P点且恰好处于平衡状态．现将平行板电容器的上极板竖直向下移动一小段距离(　　)‎ A. 带电油滴将沿竖直方向向上运动 B. P点的电势将降低 C. 带电油滴的电势能将增大 D. 电容器的电容减小，极板带电量增大 ‎【答案】A ‎【解析】‎ ‎【详解】A.将平行板电容器的上极板竖直向下移动一小段距离，即极板间距变小，则电容器的电容增大，由于电容器两板间电压不变，根据可知场强增大，因此带电粒子受到的电场力增大，粒子将向上运动，故A正确。‎ B. 场强增大，P到负极板的距离不变，电势差增大，所以P点的电势增大，故B错误。‎ C. 带电油滴带负电，P点的电势增大，负电荷的电势能将减小，故C错误。‎ D. 极板间距变小，则电容器的电容增大，根据 可知，带电量变大，故D错误。‎ ‎7.如图所示，带电量之比为：qB =1：3的带电粒子A、B，先后以相同的速度从同一点射入平行板电容器中，不计重力，带电粒子偏转后打在同一极板上，水平飞行距离之比为xA：xB =2:1，则带电粒子的质量之比mA:mB以及在电场中飞行时间之比tA:tB分别为:( )‎ A. 1:1; 2:3‎ B. 2:1; 3:2‎ C. 1:1 ;3:4‎ D. 4:3; 2:1‎ ‎【答案】D ‎【解析】‎ 试题分析：带电粒子垂直射入电场中做为平抛运动，水平方向做匀速直线运动，竖直方向做初速度为零的匀加速直线运动．根据牛顿第二定律和运动学公式得到偏转量y的表达式，求解质量之比；根据水平位移与初速度之比求解时间之比．‎ 解：两个带电粒子垂直射入电场中做为平抛运动，水平方向做匀速直线运动，竖直方向做初速度为零的匀加速直线运动．则：‎ 水平方向有：x=v0t，v0相等，所以t∝x，则得：tA：tB=xA：xB=2：1；‎ 竖直方向有：y==‎ 则得：m=‎ 因为E、y、v0相等，则得：mA：mB=：=4：3．‎ 故选：D ‎8.如图，真空中有一个固定点电荷，电荷量为+Q．图中虚线表示该点电荷形成的电场中的四个等势面．有两个一价离子M、N（不计重力，也不计它们之间的电场力）先后从a点以相同速率v0射入该电场，运动轨迹分别为曲线apb和aqc，其中p、q分别是它们离固定点电荷最近的位置,则( )‎ A. M一定是正离子，N一定是负离子．‎ B. M在p点的速率一定大于N在q点的速率．‎ C. M在b点的速率一定大于N在c点的速率．‎ D. M从p→b过程电势能的增量一定小于N从a→q电势能的增量．‎ ‎【答案】BD ‎【解析】‎ ‎【详解】A. 由图可知电荷N受到中心电荷的斥力，而电荷M受到中心电荷的引力，故两粒子的电性一定不同。由于中心电荷为正电，则M一定是负离子，N一定是正离子，故A错误。‎ B. 在ap和aq过程中，由图可判定M电荷在运动过程中，电场力做正功，导致动能增加；而N电荷在运动过程中，电场力做负功，导致动能减小。所以M在p点的速率一定大于N在q点的速率，故B正确。‎ C. 由于abc三点在同一等势面上，故粒子M在从a向b运动过程中电场力所做的总功为0，N粒子在从a向c运动过程中电场力所做的总功为0．由于两粒子以相同的速率从a点飞入电场故两粒子的分别经过b、c两点时的速率一定相等。故C错误。‎ D. 根据 ，由图可知N粒子在从a向q运动过程中电场力做负功的值大于粒子M在从p向b运动过程中电场力做负功的值，故M从p→b过程电势能的增量一定小于N从a→q电势能的增量，故D正确。‎ ‎9. 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b点沿直线移到c点．则（　　）‎ A. 从a点到b点，电势逐渐增大 B. 从a点到b点，试探电荷受电场力先增大后减小 C. 从a点到c点，试探电荷所受电场力的方向始终不变 D. 从a点到c点，试探电荷的电势能先不变后减小 ‎【答案】CD ‎【解析】‎ 试题分析：因为在等量异种电荷连线的中垂线上各点的电势均为零，所以从a点到b点，电势不变，A选项错误；在等量异种电荷连线的中垂线上各点的场强方向都是垂直ab向下，大小从a点到b点逐渐增大，所以将试探电荷从a点移到b点时，受电场力逐渐增大，所受电场力的方向始终竖直向上，B选项错误，C选项正确；由于从a到b，电势不变，从b到c电势升高，所以带负电的试探电荷从a点到c点，电势能先不变后减小，选项D正确。‎ 考点：此题考查等量异种电荷周围电场线的分布情况以及电势、电势能、电场强度等概念。在两电荷连线中垂线上各点电势为零，场强方向处处相同。负电荷在高电势点电势能小，在低电势点电势能较大。‎ ‎10.如图，一带电液滴在匀强电场中从静止开始由b沿直线运动到d，且bd与竖直方向所夹的锐角为45°，则下列结论正确的是 (　　)‎ A. 此液滴带正电 B. 液滴的加速度等于g C. 电场力对液滴所做的功等于液滴动能的增加量 D. 液滴的电势能减少 ‎【答案】BD ‎【解析】‎ ‎【详解】A. 据题带电液滴沿直线b运动到d，带电液滴所受重力与电场力的合力一定与其运动方向在同一直线上，对液滴进行受力分析，其受力情况如图所示，则电场力方向一定水平向右，与场强方向相反，所以该液滴带负电，故A错误。‎ B. 由图可得物体所受合力，物体的加速度 故B正确。‎ C.根据能量守恒可知，液滴动能的增加量等于重力势能减小量与电势能减小量之和，故C错误。‎ D.因为电场力做正功，电势能减小，故D正确。‎ 二、填空题 ‎11.如图所示，在边长为L的正方形四个顶点A、B、C、D上依次放置电荷量为＋q、＋q、＋q和－q的点电荷，则正方形中心O点的电场强度大小为______，方向为________。‎ ‎【答案】 (1). ， (2). 方向沿OD连线由O指向D．‎ ‎【解析】‎ ‎【详解】A、C两点上的电荷在O点产生的场强大小相等，方向相反，正好抵消，最终的场强为B、D两点电荷在O点产生场强的合场强．则O点的场强：E=EB+ED＝，方向沿OD连线由O指向D．‎ ‎【点睛】解决本题的关键掌握点电荷的场强公式，以及点电荷的场强方向，会根据平行四边形定则进行场强的叠加．‎ ‎12.已知真空中的两个自由点电荷A和B，QA=9Q，QB=-4Q，相距L如图所示。若在直线AB 上放一自由电荷C，让A、B、C都处于平衡状态，则C带__（正电或负电），应放置在___，所带电量______．‎ ‎【答案】 (1). 正电 (2). B右侧2L处 (3). 36Q ‎【解析】‎ ‎【详解】[1][2][3] 依据力学的平衡问题，每个点电荷都处于另外两个点电荷的电场中，都符合F=0，找出点电荷A、B的合场强为零的点放C，根据题中A、B的电性可知E合=0的点必定在A、B外侧，再根据 结合A、B的电量得出E合=0的点必定在B的外侧靠近电量较小的B．设C的带电量QC，距B的距离为X，根据库仑定律，结合平衡条件，则有：‎ 对A：FCA=FBA，即有：‎ 对B：FAB=FCB，即有：‎ 对C：FAC=FBC，即有：‎ 代入数值解得X=2L，QC=36Q．由对C列出的方程看，因为QC约去，所以对于C只要放的位置符合它就可以平衡，A、B要平衡就得对C电性、电量有要求．C若带负电A、B都不能平衡，故C带正电。‎ ‎13.如图所示平行金属板A、B之间有匀强电场，A、B间电压为200 V，A板带正电并接地，A、B两板间距为10 cm，C点离A板2 cm．则B板电势为______V，C点的电势为______V．若将一电子从无穷远处移到C点，电场力做功____________J．（e＝1.60×10－19 C）‎ ‎【答案】 (1). -200 (2). -40 (3). ‎ ‎【解析】‎ ‎【详解】[1] ，因为A板带正电并接地，所以 ，‎ ‎[2]板间场强 所以 所以。‎ ‎[3] 将一电子从无穷远处移到C点，电场力做功：‎ 三、计算题 ‎14.如图所示，把质量为0.5g带电小球A用丝线吊起，若将带电量为2×10-8C的小球B靠近它，当两小球在同一高度时且相距3cm，丝线与竖直方向夹角为45°，求小球B受到的库仑力大小F和小球A带的电量qA．（g取10 m/s2，k＝9.0×109 Nm2/C2）‎ ‎【答案】 ；‎ ‎【解析】‎ ‎【详解】根据题意可知，小球A处于平衡状态，分析小球A受力情况如图所示。‎ ‎①‎ 代入数据解得：，根据牛顿第三定律可知，小球B受到的库仑力大小 由①式可知： ‎ 代入数据解得：。‎ 答： ；。‎ ‎15.如图所示，在水平向右的匀强电场中，有一电荷量为q= -4×10-7C的负点电荷从A点运动到B点，电场力做功为WAB=3.2×10-6J，AB间距离L=4m，与水平方向夹角为；求：‎ ‎(1)B、A间电势差UBA多少？‎ ‎(2)电场强度E是多大？‎ ‎【答案】(1)8V(2)4V/m ‎【解析】‎ ‎【详解】（1）AB间电势差 则UBA=-UAB=8V 。‎ ‎（2）匀强电场的电场强度可知：‎ 答：(1) 8V (2)‎ ‎16.在一个水平面上建立x轴，在过原点O垂直于x轴的平面的右侧空间有一个匀强电场，场强大小E=5×105N/C，方向与x轴正方向相同，在O处放一个带电荷量q=1.2×10-7C、质量m=0.02 kg的带负电绝缘物块，物块与水平面间的动摩擦因数μ=0.1，沿x轴正方向给物块一个初速度v0=2 m/s，如图所示，求：‎ ‎(1)物块向右运动的最大距离；‎ ‎(2)物块最终停止时的位置．（g取10 m/s2）‎ ‎【答案】(1)0.5m(2) 最终停在O点左侧1m处 ‎【解析】‎ ‎【详解】(1)设物块向右运动的最大距离为xm，由动能定理得：‎ ‎－μmgxm－E|q|xm＝0－mv02‎ 可求得：xm＝0.5m ‎(2)因E|q|＞μmg，物块不可能停止在O点右侧，设最终停在O点左侧且离O点为x处 由动能定理得：‎ E|q|xm－μmg(xm＋x)＝0‎ 可得：x＝1 m，最终停在O点左侧1m处。‎ 答：(1)0.5m(2) 最终停在O点左侧1m处。‎ ‎17.如图所示为两组平行板金属板，一组竖直放置，一组水平放置，今有一质量为m、电量为e的电子静止在竖直放置的平行金属板的A点，经电压U0加速后通过B点进入两板间距为d、电压为U的水平放置的平行金属板间，若电子从两块水平平行板的正中间射入，且最后电子刚好能从右侧的两块平行金属板穿出，A、B分别为两块竖直板的中点，求：‎ ‎(1)电子通过B点时的速度大小；‎ ‎(2)电子穿出右侧平行金属板时的速度．‎ ‎【答案】(1) (2) ，与水平方向夹角正切值 ‎【解析】‎ ‎【详解】（1)根据动能定理可得，解得电子到B点的速度为。‎ ‎（2）整个过程中电场力做功为 所以根据动能定理可得 解得：，速度与水平方向的夹角为，粒子在竖直方向：‎ ‎，‎ 所以 答：(1) (2) ，与水平方向夹角正切值。‎ ‎18.如图所示，在竖直平面内有一水平向右的匀强电场，场强E＝1.0×104N/C.电场内有一半径R＝2.0 m的光滑绝缘细圆环形轨道竖直放置且固定，有一质量为m＝0.4 kg、带电荷量为q＝＋3.0×10－4C的带孔小球穿过细圆环形轨道静止在位置A，现对小球沿切线方向作用一瞬时速度vA，使小球恰好能在光滑绝缘细圆环形轨道上做圆周运动，取圆环的最低点为重力势能和电势能的零势能点．已知g＝10 m/s2，sin 37°＝0.6，cos 37°＝0.8，求：‎ ‎(1)瞬时速度vA的大小；‎ ‎(2)小球机械能的最小值．‎ ‎【答案】(1)10 m/s　(2)12 J ‎【解析】‎ ‎(1)如图所示，小球的平衡位置在A点，此时重力与电场力的合力F与重力的夹角为θ，则tan θ＝＝，θ＝37°，‎ F＝.‎ 小球速度最小时的位置在过平衡位置的直径的另一端B，且vB＝0，从B位置到A位置，由动能定理有 ‎×2R＝m(v－v)‎ 代入数据得vA＝10 m/s.‎ ‎(2)由功能关系可知，除重力外的其他力做负功越多，小球的机械能越小，因此小球机械能的最小值的位置在小球电势能的最大值的位置，即在图中D位置，设机械能的最小值为Emin，则由能量守恒定律得 mv＋mgR(1－cos θ)－EqR(1＋sin θ)＝Emin.代入数据得Emin＝12 J.‎ ‎ ‎