黑龙江省勃利县中学2019-2020学年高二上学期9月月考物理试题

黑龙江省勃利县中学2019-2020学年高二上学期9月月考物理试题

‎2019-2020学年度第一学期9月月考高二物理 一、选择题 ‎1.一个电量为10－6C的负电荷从电场中A点移至B点，电场力做功2×10－6J；从C点移至D点电场力做功－7×10－6J。已知C点比B点电势高3 V，且A、B、C、D四点在同一条电场线上，则下列图中正确的是（ ）‎ A. B. C. D. ‎ ‎【答案】C ‎【解析】‎ 试题分析：A、B间的电势差为,则A的电势低于B的电势；C、D间的电势差为,则C得电势高于D的电势；又由题，C点比B点电势高3V，所以电势从高到低的顺序是：C、B、A、D。沿着电场线电势逐渐降低，故C对。‎ 考点：电势、电场线。‎ ‎【名师点睛】电场线的应用 ‎（1）判断电场力的方向——正电荷的受力方向和电场线在该点切线方向相同，负电荷的受力方向和电场线在该点切线方向相反；‎ ‎（2）判断电场强度的大小（定性）——电场线密处电场强度大，电场线疏处电场强度小，进而可判断电荷受力大小和加速度的大小；‎ ‎（3）判断电势的高低与电势降低的快慢——沿电场线的方向电势逐渐降低，电场强度的方向是电势降低最快的方向；‎ ‎（4）判断等势面的疏密——电场越强的地方，等差等势面越密集；电场越弱的地方，等差等势面越稀疏．‎ ‎2.一带负电荷的质点，在电场力作用下沿曲线abc从a运动到c，已知质点的速率是递减的。关于b点电场强度E的方向，下列图示中可能正确的是（虚线是曲线在b点的切线）‎ A. B. ‎ C. D. ‎ ‎【答案】D ‎【解析】‎ ‎【详解】A、电荷做曲线运动，电场力与速度方向不在同一直线上，应指向轨迹弯曲的内侧，不可能沿轨迹的切线方向，则场强也不可能沿轨迹的切线方向。故A错误。 B、负电荷所受的电场力方向与场强方向相反，图中电场力方向与速度方向的夹角为锐角，电场力做正功，电荷的速率增大，与题不符。故B错误。 C、图中场强方向指向轨迹的内侧，则电场力指向轨迹的外侧，电荷的轨迹应向上弯曲，不可能沿如图的轨迹运动。故C错误。 D、图中场强方向指向轨迹的外侧，则电场力指向轨迹的内侧，而且电场力方向与电荷的速度方向成钝角，电场力做负功，电荷的速率减小，符合题意。故D正确。‎ ‎3.如图所示，有三个质量相等的分别带正电、负电和不带电的粒子从两水平放置的金属板左侧中央以相同的水平初速度v0先后射入电场中，最后在正极板上打出A、B、C三个点，则 A. 三种粒子在电场中运动时间相同 B. 三种粒子到达正极板时速度相同 C. 三种粒子到达正极板时落在A、C处的粒子机械能增大，落在B处粒子机械能不变 D. 落在C处的粒子带正电，落在B处的粒子不带电，落在A处的粒子带负电 ‎【答案】D ‎【解析】‎ 试题分析：根据题意，三小球在竖直方向都做初速度为0的匀加速直线运动，球到达下极板时，在竖直方向产生的位移h相等：h=at2，解得：；由于平行板间有竖直向上的电场，正电荷在电场中受到向上的电场力，向下的合力最小，向下的加速度最小，负电荷受到向下的电场力，向下的合力最大，向下的加速度最大，不带电的小球做平抛运动，加速度为重力加速度g，根据 得到正电荷运动时间最长，负电荷运动时间最短，不带电的小球所用时间处于中间；故A错误．3种粒子下落过程有重力和电场力做功，它们的初动能相同，根据动能定理合力做功越多则末动能越大，而重力做功相同，A粒子带负电，电场力做正功；B粒子不带电，电场力不做功；C粒子带正电电场力做负功；所以动能EkC＜EkB＜EkA，故BC错误．三粒子水平方向做匀速直线运动，水平位移：x=v0t，由于初速度相同，所用时间越长则水平位移越大，所用A粒子带负电，B粒子不带电，C粒子带正电，故D正确．故选D.‎ 考点：带电粒子在复合场中的运动。‎ ‎【名师点睛】此题是带电粒子在复合场中的运动问题；确认不带电小球做平抛运动，带电小球做类平抛运动，分水平和竖直方向分析小球的运动，水平方向匀速直线运动，竖直方向初速度为0的匀加速直线运动，由运动的合成与分解进行分析。‎ ‎4.如图所示，一质量为m、电荷量为q的带电液滴以速度v沿与水平面成θ角的方向斜向上进入匀强电场，在电场中做直线运动，则液滴向上运动过程中 A. 电场力不可能小于mgcosθ B. 液滴的动能一定不变 C. 液滴的机械能一定变化 D. 液滴的电势能一定不变 ‎【答案】A ‎【解析】‎ 试题分析：当电场力与速度方向垂直时，电场力最小，由几何知识求得最小值为mgcosθ，故A正确；液滴做直线运动，电场力可能竖直向上，与重力相平衡，液滴做匀速直线运动，动能不变；电场力也可能不在竖直向上，合力与速度方向相同时，液滴做匀加速直线运动，动能增大；合力与速度方向相反时，液滴做匀减速直线运动，动能减小，故B错误；电场力方向可能与速度方向垂直，电场力不做功，电势能不变，机械能不变，电场力也可能与速度不垂直，电场力做功，电势能改变，机械能也改变，故C正确，D错误；故选A.‎ 考点：动能定理；电势能.‎ ‎【名师点睛】本题是带电粒子在复合场中的运动问题；关键是掌握质点做直线运动的条件：合力方向与速度方向在同一直线上或合力为零，要考虑匀速直线运动和变速直线运动两种情形，全面分析，不能遗漏；此题意在考查学生对知识的灵活运用能力.‎ ‎5.如图所示，A、B为两块水平放置的金属板，通过闭合的开关S分别与电源两极相连，两板中央各有一个小孔a和b．在a 孔正上方某处一带电质点由静止开始下落，不计空气阻力，该质点到达b孔时速度恰为零，然后返回．现要使带电质点能穿出b孔，可行的方法是(　　)‎ A. 保持S闭合，将B板适当下移 B. 保持S闭合，将A板适当上移 C. 先断开S，再将A板适当上移 D. 先断开S，再将B板适当下移 ‎【答案】A ‎【解析】‎ ‎【详解】设质点距离A板的高度h，A、B两板原来的距离为d，电压为U．质点的电量为q。由题质点到达b孔时速度恰为零，根据动能定理得mg（h+d）-qU=0。若保持S闭合，将B板适当下移距离△d，由动能定理得mg（h+d+△d）-qU=mv2，则v＞0，质点能穿过b孔。故A正确。若保持S闭合，将A板适当上移，设质点到达b时速度为v，由动能定理得mg（h+d）-qU=mv2，v=0，说明质点到达b孔时速度恰为零，然后返回，不能穿过b孔。故B错误。若断开S时，将A板适当上移，板间电场强度不变，设A板上移距离为△d，质点进入电场的深度为d′时速度为零。由动能定理得mg（h-△d）-qEd′=0，又由原来情况有mg（h+d）-qEd=0．比较两式得，d′＜d，说明质点在到达b孔之前，速度减为零，然后返回。故C错误。若断开S，再将B板适当下移，根据动能定理，并由C选项分析可知，质点在到达b孔之前，速度减为零，然后返回。故D错误。故选A。‎ ‎【点睛】本题应用动能定理分析质点的运动情况，其中用到一个重要推论：对于平行板电容器，当电量、正对面积不变，改变板间距离时，板间电场强度不变．‎ ‎6.‎ ‎ 如图所示，在一绝缘斜面C上有一带正电的小物体A处于静止状态。现将一带正电的小球B沿以A为圆心的圆弧缓慢地从P点转至A正上方的Q点处，已知P、A在同一水平线上，且在此过程中物体A和C始终保持静止不动，A、B可视为质点。关于此过程，下列说法正确的是（ ）‎ A. 物体A受到斜面的支持力先增大后减小 B. 物体A受到斜面的支持力一直增大 C. 地面对斜面C的摩擦力先增大后减小 D. 地面对斜面C的摩擦力先减小后增大 ‎【答案】A ‎【解析】‎ 试题分析：对A研究：P对A的库仑力垂直于斜面方向的分力，先逐渐增大后逐渐减小，当库仑力与斜面垂直时最大，设该分力为F′，根据平衡条件：斜面对A的支持力N=mgcosα+F′，可知N先增大后减小，故A正确，B错误；‎ 以A和C整体为研究对象，分析受力情况如图所示．设P对A的库仑力大小为F，与竖直方向的夹角为θ．‎ 根据平衡条件得：f=Fsinθ；由于F大小不变，θ减小，则知地面对斜面C摩擦力逐渐减小．故CD错误．‎ 故选A.‎ 考点：电场力与电势；物体的平衡.‎ ‎【名师点睛】本题主要考查物体平衡问题，解题时首先要灵活选择研究对象，再对物体进行受力分析，运用共点力平衡条件求解．注意当几个物体的加速度相同时，可以考虑整体法；此题有一定的难度，意在考查学生灵活运用知识的能力.‎ ‎7.质量为m的物块带电荷量为＋q，开始时使其静止在倾角α＝‎ ‎ 的固定光滑绝缘斜面顶端，整个装置放在水平向左场强大小为的匀强电场中，如图所示。斜面高为H，释放物块后，物块落地时的速度大小为（ ）‎ A. B. C. D. ‎ ‎【答案】B ‎【解析】‎ ‎【详解】对物块进行受力分析，物块受重力和水平向左的电场力，电场力 重力和水平向左的电场力合力与水平方向夹角，运用动能定理研究从开始到落地过程，‎ 解得：‎ A.与分析不符，故A项错误；‎ B.与分析相符，故B项正确；‎ C.与分析不符，故C项错误；‎ D.与分析不符，故D项错误。‎ ‎8.一电子在电场中由a点运动到b点的运动轨迹如图虚线所示，图中一组平行实线可能是电场线，也可能是等势面，下列说法正确的是（ ）‎ A. 不论图中实线是电场线还是等势面，a点的电势都比b点的电势低 B. 不论图中实线是电场线还是等势面，a点的场强都比b点的场强小 C. 如果图中实线是等势面，电子在b点动能较小 D. 如果图中实线是电场线，电子在a点动能较大 ‎【答案】C ‎【解析】‎ A、若图中实线是电场线,电子所受的电场力水平向右,电场线方向水平向左,则a点的电势比b点低;若实线是等势面,因为电场线与等势面垂直,电子所受电场力方向向下,则电场线方向向上,则a点的电势比b点高.故A错误. B、不论图中实线是电场线还是等势面,该电场是匀强电场,a点和b点的场强大小相等.故B错误. C、如果图中实线是等势面,电子所受电场力方向向下,电场力对电子做负功,则电子在b点动能较小.所以C选项是正确的. D、如果图中实线是电场线,电子所受的电场力水平向右,电场力对电子做正功,则由动能定理得知,电子在a点动能较小.故D错误.‎ 综上所述本题答案是：C ‎9.如图所示，在光滑绝缘水平面的P点正上方O点固定一电荷量为+Q的点电荷，在水平面上的N点，由静止释放质量为m、电荷量为–q的试探电荷，该试探电荷经过P点时速度为v，图中θ=60°。则在+Q形成的电场中（规定P点的电势为零）‎ A. N点电势低于P点电势 B. N点电势为–‎ C. P点电场强度大小是N点的2倍 D. 试探电荷在N点具有的电势能为–mv2‎ ‎【答案】AB ‎【解析】‎ A项：根据顺着电场线方向电势降低可知，M点的电势高于N点的电势，而M、P两点的电势相等，则N点电势低于P点电势．故A正确；‎ B项：根据动能定理得：检验电荷由N到P的过程：，由题，P点的电势为零，即φP=0，解得，N点的电势，故B正确；‎ C项：P点电场强度大小是，N点电场强度大小是则，故C错误；‎ D项：检验电荷在N点具有的电势能为，故D错误。‎ ‎10.如图所示,矩形虚线框的真空区域内存在着沿纸面方向的匀强电场(方向未画出),一质子从bc边上的P点以速度v0垂直于bc边射入电场,从cd边上的Q点飞出电场,不计重力.则下列说法正确的是(　 　)‎ A. 静电力一定对质子做正功 B. 不论电场方向如何,若已知a,b,c三点的电势,一定能确定d点的电势 C. 质子到Q点时的速度方向可能与cd边垂直 D. P点电势一定高于Q点电势 ‎【答案】BC ‎【解析】‎ 由于电场力方向未知，若电场力方向与瞬时速度成钝角，电场力对质子做负功．故A错误；根据匀速电场中电势差与场强的关系式U=Ed知，除等势面上外，沿任何方向相等的距离，两点间的电势差都相等，故若知道a、b、c三点的电势，一定能确定出d点的电势．故B正确．若电场力斜向右下方，质子竖直方向有向下的分力，水平方向有向右的分力，竖直方向上质子做匀减速运动，到达Q点时，速度可能为零，则到Q点时的速度方向可能与cd边垂直，故C正确．整个过程中，电场力可能做正功、也可能做负功、也可能不做功，故电势能可以变小、变大、不变，故电势可以变大、变小或不变，故D错误；故选BC.‎ 点睛：本题关键要运用正交分解法将合运动沿水平和竖直方向正交分解，然后确定电场力的水平分量和竖直分量进行分析．‎ ‎11.两个点电荷Q1、Q2固定于x轴上，将一带正电的试探电荷从足够远处沿x轴负方向移近Q2（位于坐标原点O），在移动过程中，试探电荷的电势能随位置的变化关系如图所示。则下列判断正确的是 A. M点电势为零，N点场强为零 B. M点场强为零，N点电势为零 C. Q1带负电，Q2带正电，且Q2电荷量较小 D. Q1带正电，Q2带负电，且Q1电荷量较小 ‎【答案】AC ‎【解析】‎ ‎【详解】M点电势能为零，则电势为零；EP–x图象的斜率=qE，则N 点场强为零，A正确，B错误。带正电的试探电荷从距Q2较近处移近过程中，电势能增大，从足够远处移近时，电势能先减小后增大，由正电荷在电势高处电势能大，说明Q2带正电，Q1带负电；由N点场强为零，有=，又r1>r2，则Q1>Q2，C正确，D错误。‎ ‎12. 如图所示，A板发出的电子经加速后，水平射入水平放置的两平行金属板间，金属板间所加的电压为U，电子最终打在荧光屏P上，关于电子的运动，下列说法中正确的是（ ）‎ A. 滑动触头向右移动时，电子打在P上的位置上升 B. 滑动触头向左移动时，电子打在P上的位置上升 C. 电压U增大时，电子从发出到打在P上的时间不变 D. 电压U增大时，电子打在P上的速度大小不变 ‎【答案】BC ‎【解析】‎ 试题分析：由题意知，电子在加速电场中运动时：，得：；电子在偏转电场中做类平抛运动，加速度大小，偏转位移为；垂直电场方向：，故。滑动触头向右移动时，U1变大，y变小，因为电子向上偏转，故在屏上的位置下降，选项A错误；滑动触头向左移动时，U1变小，y变大，在屏上的位置上升，选项B正确；偏转电压增大时，电子在垂直电场方向的运动时间不变，选项C正确；电子打在P上的动能，故U增大时，vP变大，选项D错误。‎ 考点：本题旨在考查带电粒子在电场中的运动。‎ ‎13. 如图所示，竖直放置的光滑绝缘圆环穿有一带正电的小球，匀强电场方向水平向右，小球绕O点做圆周运动，那么（ ）‎ A. 在A点小球电势能最大 B. 在B点小球重力势能最大 C. 在C点小球机械能最大 D. 在D点小球动能最大 ‎【答案】ABC ‎【解析】‎ 试题分析：正电荷从A向C运动过程中，电场力一直做正功，电势能一直减小，所以A点电势能最大，故A正确； 物体位置越高，重力势能越大，所以B点小球的重力势能最大，故B正确；除重力以外，其它力所做的功，等于物体的机械能变化量，所以从A运动到C的过程中，电场力一直做正功，机械能一直增大，故C点具有最大的机械能，故C正确；根据合外力做功判断小球的动能变化．小球再从D点向右运动的最初一小段距离内，电场力做的正功大于重力做的负功，所以动能在增加，故D错误；故选ABC.‎ 考点：功能关系.‎ ‎【名师点睛】解答此题要熟练掌握功能关系，并能根据功能关系判断各种能量的变化：由电场力做功判断电势能的变化，根据重力做功判断重力势能的变化，根据除重力以为其它力做功判断机械能变化，根据合外力做功判断小球的动能变化。‎ ‎14.如图所示，两块较大的金属板A、B水平正对放置并与一电源相连，S闭合后，两板间有一质量为m，带电量为q的油滴恰好处于静止状态，以下说法正确的是（ ）‎ A. 若将A板向上平移一小段位移，则油滴向下加速运动，G中有b→a的电流 B. 若将A板向左平移一小段位移，则油滴仍然静止，G中有b→a的电流 C. 若将S断开，则油滴立即做自由落体运动，G中无电流 D. 若将S断开，再将A板向下平移一小段位移，则油滴向上加速运动，G中有b→a的电流 ‎【答案】AB ‎【解析】‎ ‎【详解】A.将A板上移，由可知，E变小，油滴所受的电场力减小，将向下加速运动，由可知，电容C变小，由知：电量减小，电容器要放电，则有由的电流流过G，故A项正确；‎ B.若将A板左移，电容器板间电压不变，由知，场强E不变，油滴所受的电场力不变，仍处于静止状态，由可知，电容C变小，由知，电量减小，电容器要放电，则有由的电流流过G，故B项正确；‎ C.将S断开，电容器的电量不变，电路中无电流，板间场强不变，油滴所受的电场力不变，故油滴仍处于静止状态，故C项错误；‎ D.若将S断开，根据可得，，可知E不变，油滴所受的电场力不变，故油滴仍处于静止状态，故D错误。‎ 二、计算题 ‎15.如图所示，一质量为m、电荷量为q（q>0）的例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60°；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】‎ ‎【解析】‎ 设带电粒子在B点的速度大小为vB，粒子在垂直于电场方向的速度分量不变，即 vBsin30°=v0sin60°‎ 由此得 设A、B两点间的电热差为UAB，由动能定理有：‎ 解得 ‎【考点定位】动能定理；带电粒子在电场中运动 ‎【方法技巧】本题主要是动能定理在带电粒子在电场中运动的应用和类平抛运动 ‎16.如图所示，匀强电场中有一半径为r的光滑绝缘圆轨道，轨道平面与电场方向平行。a、b为轨道直径的两端，该直径与电场方向平行。一电荷为q（q>０）的质点沿轨道内侧运动。经过a点和b点时对轨道压力的大小分别为Na和Nb不计重力，求电场强度的大小E、质点经过a点和b点时的动能。‎ ‎【答案】‎ ‎【解析】‎ 试题分析：质点所受电场力的大小为f=qE ①‎ 设质点质量为m，经过a点和b点时的速度大小分别为va和vb，由牛顿第二定律有 ‎②‎ ‎③‎ 设质点经过a点和b点时的动能分别为Eka和Ekb，有 ‎④‎ ‎⑤‎ 根据动能定理有： Ekb-Eka="2rf" ⑥‎ 联立①②③④⑤⑥式得⑦‎ ‎⑧‎ ‎⑨‎ 考点：牛顿第二定律及动能定理的应用 ‎【名师点睛】此题是牛顿第二定律及动能定理的应用问题；关键是知道物体做圆周运动的向心力由电场力和支持力的合力提供，根据牛顿定律和动能定理列出方程联立解答．‎ ‎17.如图所示，一根长为l＝1.5 m绝缘细直杆MN，竖直固定在场强为E＝1.0×105N／C、与水平方向成θ＝37°角的倾斜向上的匀强电场中。杆的下端M固定一个带电小球A，电荷量Q＝＋4.5×10－6C；另一带电小球B穿在杆上可自由滑动，电荷量q＝＋1.0×10－6C，质量m＝1.0×10－2kg，与杆之间的动摩擦因数μ＝0.1。现将小球B从杆的上端N静止释放，小球B开始运动。（静电力常量k＝9.0×109N·m2／C2。取g＝10 m／s2；sin37º＝0.6，cos37º＝0.8）‎ ‎（1）小球B开始运动时加速度为多大；‎ ‎（2）小球B的速度最大时，距M端的高度h为多大；‎ ‎（3）若小球B在下落过程中的最大速度为m／s，则从开始下落到速度达到最大的过程中，小球B的电势能改变了多少。‎ ‎【答案】（1）1.4 m／s2（2）m（3）J ‎【解析】‎ 试题分析：（1）由牛顿第二定律可知：‎ 解得a＝1.4 m／s2‎ ‎（2）根据平衡条件可知：解得m ‎（3）根据动能定理：‎ 解得J 即电势能增加了J 考点：牛顿第二定律；动能定理 ‎【名师点睛】本题考查了牛顿第二定律和动能定理的综合运用，知道电场力做功与电势能的关系，以及知道小球合力为零时，速度最大；此题是中等题，意在考查学生对物理规律的综合运用能力，同时考查学生的计算能力.‎ ‎18.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＝37º，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＝3 m／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＝10 m／s2，sin37º＝0.6，cos37º＝0.8。‎ ‎（1）求弹簧枪对小物块所做的功；‎ ‎（2）在斜轨上小物体能到达的最高点为P，求CP的长度。‎ ‎【答案】(1)Wf=0.475J (2)s=0.57m ‎【解析】‎ 试题分析：（1）设弹簧枪对小物体做功为Wf，由动能定理即可求解；‎ ‎（2）对小物体进行受力分析，分析物体运动情况，根据牛顿第二定律求出加速度，结合运动学基本公式即可求解．‎ 解：‎ ‎（1）设弹簧枪对小物体做功为Wf，由动能定理得Wf﹣mgr（l﹣cosθ）=mv02①‎ 代人数据得：Wf=0.475J ②‎ ‎（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，‎ 由牛顿第二定律得：﹣mgsinθ﹣μ（mgcosθ+qE）=ma1③‎ 小物体向上做匀减速运动，经t1=0.1s后，速度达到v1，有：v1=v0+a1t1④‎ 由③④可知v1=2.1m/s，设运动的位移为s1，有：sl=v0t1+a1t12⑤‎ 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）=ma2⑥‎ 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s2，有：‎ ‎0=v1+a2t2⑦‎ s2=v1t2+a2t22⑧‎ 设CP的长度为s，有：s=s1+s2⑨‎ 联立相关方程，代人数据解得：s=0.57m 答：（1）弹簧枪对小物体所做的功为0.475J；‎ ‎（2）在斜轨上小物体能到达的最高点为P，CP的长度为0.57m．‎ ‎【点评】本题主要考查了动能定理、牛顿第二定律及运动学基本公式的直接应用，要求同学们能正确对物体受力分析，确定物体的运动情况，难度适中．‎ ‎ ‎