【物理】山西省忻州市静乐县第一中学2020-2021学年高二9月月考试卷

【物理】山西省忻州市静乐县第一中学2020-2021学年高二9月月考试卷

忻州市静乐县第一中学2020-2021学年高二 ‎9月月考物理试题 一．单选题（共12小题，每题四分）‎ ‎1．真空中的两个点电荷间距离为r，相互作用力为F，若将它们之间的距离变为2r，则它们之间的作用力将变为（　　）‎ A．F B．4F C．F D．2F ‎2．如图是研究电荷之间相互作用力的实验装置。带电量为Q的金属小球A用绝缘杆固定在地面上，带电量为q、质量为m的金属小球B用绝缘细线悬挂在可移动支架上，两者均可看作点电荷，且处于同一水平线上，距离为d，细线与竖直方向夹角为θ1，细线拉力为T1，再将两小球的距离增大为2d，调整支架，使两小球仍处于同一水平线上，此时细线与竖直方向夹角为θ2，细线拉力为T2，则下列说法正确的是（　　）‎ A．两小球可能带异种电荷 ‎ B．细线拉力大小T1小于T2 ‎ C．tanθ1与tanθ2之比为2：1 ‎ D．两小球距离为2d时，小球B在小球A处产生的电场强度大小可表示为 ‎3．如图所示是某区域的电场线分布情况，A、B、C是电场中的三个点。对它们有下列判断，其中正确的是（　　）‎ A．场强EA＞EB，电势φA＜φB ‎ B．场强EA＞EC，电势φA＜φC ‎ C．将带正电的小球由A移动到B，电势能增加 ‎ D．用绝缘杆将带正电的小球由B沿直线移动到C，小球的加速度逐渐减小 ‎4．如图所示，Q1、Q2‎ 是两个电荷量相等的点电荷，O点为它们连线的中点，M、N为连线中垂线上的两点。下列说法正确的是（　　）‎ A．若Q1、Q2均带正电，则在中垂线上，O点的电场强度不为零 ‎ B．若Q1带正电、Q2带负电，则在中垂线上，O点的电场强度最大 ‎ C．若Q1带正电、Q2带负电，则M点的电场强度大于N点的电场强度，M点的电势比N点的电势高 ‎ D．若Q1、Q2均带正电，则M点的电场强度大于N点的电场强度，M点的电势比N点的电势高 ‎5．一正电荷在电场中由A到B做加速运动且加速度越来越大，则如图所示的四个电场线正确的是（　　）‎ A．B．C．D．‎ ‎6．关于电场强度，下列说法正确的是（　　）‎ A．若在电场中的P点不放试探电荷，则P点的电场强度为0 ‎ B．电场强度定义式E表明，电场强度大小与试探电荷的电荷量q成反比 ‎ C．点电荷的电场强度E＝k表明，在r减半的位置上，电场强度变为原来的4倍 ‎ D．匀强电场的电场强度E表明，匀强电场中距离相等的任意两点间电压U一定相等 ‎7．如图所示，真空中a、b、c、d四点共线且等间距，a、b、c、d连线水平。先在a点固定一点电荷+Q，测得b点场强大小为E；若再将另一点电荷+2Q放在d点，则（　　）‎ A．b点电场强度大小为，方向水平向左 B．b点电场强度大小为，方向水平向右 ‎ C．c点电场强度大小为，方向水平向左 D．c点电场强度大小为，方向水平向右 ‎8．如图所示，虚线代表某一电场中的等势面，相邻等势面之间的电势差相等，实线为一带正电的粒子仅在电场力作用下通过该区域时的运动轨迹。设M点和N点的电势分别为φM、φN，粒子在M和N时加速度大小分别为aM、aN，电势能分别为EpM、EPN，速度大小分别为vM、vN，下列判断正确的是（　　）‎ A．φM＜φN B．aM＜aN C．EpM＜EpN D．vM＜vN ‎9．如图所示，一等腰梯形ABCD平行于电场线放在匀强电场中，∠BAD＝60°，AB＝BC，将一个电荷从A点沿AB移动到B点，电场力不做功。已知A点电势为﹣1V，D点电势为5V，则C点电势为（　　）‎ A．0V B．2V C．3V D．4V ‎10．空间存在平行于x轴方向的静电场，其电势φ随x的分布如图所示。一质量为m、电荷量大小为q的带电粒子从坐标原点O由静止开始，仅在电场力作用下沿x轴正方向运动，则下列说法正确的是（　　）‎ A．该粒子带负电 ‎ B．空间存在的静电场场强E是沿x轴正方向均匀减小的 ‎ C．该粒子从原点O运动到x0过程中电势能是减小的 ‎ D．该粒子运动到x0处的速度大小是 ‎11．图中实线是水平向右匀强电场的电场线，虚线是一带电粒子在电场中运动轨迹，M、N是轨迹上的两点。若带电粒子运动过程中只受电场力作用，据此可知（　　）‎ A．该粒子带正电 B．M点的电势高于在N点的电势 ‎ C．该粒子在M点速度小于在N点速度 D．该粒子在M点的电势能大于在N点的电势能 ‎12．一电荷量为1×10﹣9C的负电荷从电场中的A点移至B点克服电场力做功为2×10﹣6J，从A点移至C点电场力做功为3×10﹣6J，则B、C间的电势差为（　　）‎ A．1000V B．﹣1000V C．5000V D．﹣5000V 二．计算题（共5小题）‎ ‎13．（10分）如图所示，一质量m＝2×10﹣4kg、电荷量q＝+3×10﹣9C的带电小球A用长为10cm的轻质绝缘细线悬挂于O点，另一带电量未知的小球B固定在O点正下方绝缘柱上（A、B均可视为点电荷）。当小球A平衡时，恰好与B处在同一水平线上，此时细线与竖直方向的夹角θ＝37°，已知重力加速度g＝10m/s2，静电力常量k＝9.0×109N•m2/C2，求：‎ ‎（1）小球A受到的静电力大小；‎ ‎（2）小球B的电荷量。‎ ‎14．（10分）如图所示，在匀强电场中，有A、B两点，它们的间距为2cm，两点的连线与场强方向成60°角。将一个电量为﹣2×10﹣5C的电荷由A移到B，其电势能增加了1×10﹣3J，求：‎ ‎（1）从A移到B的过程中，电场力对电荷做的功WAB；‎ ‎（2）A、B两点的电势差UAB；‎ ‎（3）匀强电场的场强大小E。‎ ‎15．（10分）长为L的绝缘细线的一端连接质量为m的带电小球，细线的另一端固定在水平向右的匀强电场中的O点，如图所示，小球静止在B点，此时细线与竖直方向夹角为37°．重力加速度为g，sin37°＝0.6、cos37°＝0.8，则：‎ ‎（1）求匀强电场的电场强度E的大小；‎ ‎（2）若将小球向左拉起至与O点同一水平高度的A点（未画出，细线刚好伸直）后将小球由静止释放，求小球运动到最低点时细线的拉力大小；‎ ‎16．（12分）电荷量q＝1×10﹣4C的带正电的小物块静止在绝缘水平面上，所在空间存在沿水平方向的电场，其电场强度E的大小与时间t的关系如图1所示，物块速度v的大小与时间t的关系如图2所示．重力加速度g＝10m/s2．求：‎ ‎（1）物块与水平面间的动摩擦因数 ‎（2）物块在4s内减少的电势能．‎ ‎17．（10分）如图所示，用2.0m长的绝缘细线把一个质量为4.5×10﹣3kg的带电小球悬挂在带等量异种电荷的足够大竖直平行金属板之间。平衡时，小球偏离竖直方向的距离为2.0cm，其到左板的距离也为2.0cm。已知两板间电场强度为1.5×105N/C，重力加速度g取10m/s2（小球偏离竖直方向的夹角θ很小时可以近似认为sinθ≈tanθ）。‎ ‎（1）判断小球的电性并求出其电荷量；‎ ‎（2）若剪断细线，判断小球的运动性质并求出其运动到左板时电场力做的功。‎ ‎【参考答案】‎ ‎1．A 2．D 3．C 4．B。 5．D。 6．C。 7．C 8．D 9．B 10．C。 11．B ‎12．D。‎ 二．计算题 ‎13．解：（1）小球A受重力、绳子的拉力和B球的斥力，根据平衡可知，A球受到水平向右的静电力为：F＝mgtanθ＝1.5×10﹣3N。‎ ‎（2）根据库仑定律得：F 解得小球B的电荷量为：Q＝2×10﹣7C。‎ 答：（1）小球A受到的静电力大小为1.5×10﹣3N。‎ ‎（2）小球B的电荷量为2×10﹣7C。‎ ‎14．解：（1）电荷由A移到B，其电势能增加了1×10﹣3J，即△Ep＝1×10﹣3J 根据电场力做功与电势能变化之间的关系，得： WAB＝﹣△Ep＝﹣1.0×10﹣3J ‎（2）A、B两点的电势差 UABV＝50V ‎（3）匀强电场的场强大小 EV/m＝5.0×103V/m 答：（1）从A移到B的过程中，电场力对电荷做的功WAB是﹣1.0×10﹣3J。‎ ‎（2）A、B两点的电势差UAB是50V。（3）匀强电场的场强大小E是5.0×103V/m。‎ ‎15．解：（1）小球在B点受力分析如图所示：‎ 根据共点力平衡条件有 mgtan37°＝qE 解得：①‎ ‎（2））从A点到最低点，由动能定理：mgl﹣qEl= mv2 ②‎ ‎①②联立解得：③‎ 最低点由牛顿第二定律得：④‎ ‎③④联立解得：‎ 答：（1）匀强电场的电场强度E的大小为；‎ ‎（2）小球运动到最低点时细线的拉力大小为；‎ ‎16．解：（1）物块在4s内位移为：x2×（2+4）m＝6m 由图可知，前2s物块做匀加速直线运动，由牛顿第二定律有： qE1﹣μmg＝ma，‎ 由图线知加速度为：a＝1m/s2 ‎ ‎1s后物块做匀速运动，由平衡条件有：qE2＝μmg 联立解得：q（E1﹣E2）＝ma ‎ 由图可得：E1＝3×104N/C，E2＝2×104N/C，‎ 代入数据解得：m＝1kg 由qE2＝μmg可得：μ＝0.2‎ ‎（2）物块在前2s的位移 S12×2m＝2m 物块在第2s的位移为 S2＝vt2＝4m ‎ 电场力做正功 W＝qE1S1+qE2S2＝3×2+2×4＝14J 则电势能减少了14J 答：（1）物块与水平面间的动摩擦因数0.2 （2）物块在4s内减少的电势能14J．‎ ‎17．解：（1）对带电小球受力分析如图所示：‎ 可知小球带负电 建立直角坐标系，由平衡条件得：Tsinθ＝qE Tcosθ＝mg 即qE＝mgtanθ 其中tanθ 代入数据解得小球得电荷量为：q＝3×10﹣9C ‎（2）剪断细线后小球沿细线反方向做匀加速直线运动并能到达左极板，‎ 由求功公式得：W＝qEd 代入数据解得运动到左板时电场力做的功为：W＝9×10﹣6J 答：（1）小球的带负电，其电荷量为3×10﹣9C；‎ ‎（2）若剪断细线，小球沿细线反方向做匀加速直线运动并能到达左极板，其运动到左板时电场力做的功9×10﹣6J。‎