2017-2018学年广东省中山市第一中学高二上学期第一次统测物理试题 解析版

2017-2018学年广东省中山市第一中学高二上学期第一次统测物理试题 解析版

广东省中山市第一中学2017-2018学年高二上学期第一次统测物理试题 一、单项选择题 ‎1. 在电场中的某点放一个检验电荷，其电荷量为q，受到的电场力为F，则该点的电场强度为E＝F/q，下列说法正确的是 （ ）‎ A. 若移去检验电荷，则该点的电场强度为0‎ B. 若检验电荷的电荷量变为4q，则该点的场强变为4E C. 若放置到该点的检验电荷变为－2q，则场中该点的场强大小不变，但方向相反 D. 若放置到该点的检验电荷变为－2q，则场中该点的场强大小方向均不变 ‎【答案】D ‎【解析】试题分析：电场中某点的电场强度与试探电荷的大小及电性无关；若移去试探电荷，则该点的电场强度为E，选项A错误；若试探电荷的电荷量变为4q，则该点的场强仍为E，选项B错误； 若放置到该点的试探电荷变为－2q，则场中该点的场强大小不变，方向也不变，选项C错误； 若放置到该点的试探电荷变为－2q，则场中该点的场强大小，方向均不变，选项D正确；故选D．‎ 考点：电场强度 ‎2. 有A、B、C三个点电荷，若将A、B放在距离为12 cm的位置上，B受到A的库仑力大小为F．若将B、C放在距离为12 cm的位置上，B受到C的库仑力大小为2F．那么C与A所带电荷量之比是（ ）‎ A. 1：2 B. 1：4 C. 2：1 D. 4：1‎ ‎【答案】C ‎【解析】试题分析：库仑定律：真空中两个静止点电荷之间的作用力与它们电量的乘积成正比，与它们距离的二次方成反比，作用力的方向在它们的连线上．‎ 解：将A、B放在距离为12cm的位置上，B受到A的库仑力大小为F；‎ 将B、C放在距离为12cm的位置上，B受到C的库仑力大小为2F；‎ 根据库仑定律公式F=k，当距离一定时，库仑力与电荷量的乘积成正比；现在库仑力变为2倍，说明电荷量乘积变为2倍，即：qBqC=2qAqB，故qC：qA=2：1；‎ 故选C．‎ ‎【点评】本题关键是根据库仑定律并采用控制变量法进行研究，基础题．‎ ‎3. 如图所示的四种电场中，分别标记有a、b两点．其中a、b两点的电势相等，电场强度大小相等、方向也相同的是（ ）‎ A. 甲图：点电荷的电场中，与点电荷等距的a、b两点 B. 乙图：等量异种电荷电场中，两电荷连线的中垂线上与连线等距的a、b两点 C. 丙图：点电荷的电场中，与点电荷成一直线的a、b两点 D. 丁图：匀强电场中的a、b两点 ‎【答案】B ‎【解析】A、甲图中两点电场线方向不同，故电场强度的方向不同，故A错误； B、ab两点方向均向水平向左，且两电荷中垂线为等势面，故电势相等，因两点关于连线对称，故电场强度相等，故B正确； C、a、b两点电场方向相同，a点电势大于b点电势，两点的场强大小不等，故C错误； D、a、b两点不在同一等势面上，故电势不相等，故D错误。‎ 点睛：在电场中电场线的切向方向表示电场的方向，电场线的疏密表示电场的强弱，等势面与电场线相互垂直。‎ ‎4. 图中虚线为一组间距相等的同心圆，圆心处固定一带正电的点电荷．一带电粒子以一定初速度射入电场，实线为粒子仅在电场力作用下的运动轨迹，a、b、c三点是实线与虚线的交点．则该粒子（ ）‎ A. 带负电 B. 在c点受力最大 C. 在b点的电势能小于在c点的电势能 D. 由a点到b点的动能变化大于有b点到c点的动能变化 ‎【答案】D ‎【解析】A、根据轨迹弯曲方向判断出，粒子在的过程中，一直受静电斥力作用，根据同性电荷相互排斥，故粒子带正电荷，故A错误； B、点电荷的电场强度的特点是离开场源电荷距离越大，场强越小，粒子在C点受到的电场力最小，故B错误； C、根据动能定理，粒子由b到c，电场力做正功，动能增加，故粒子在b点电势能一定大于在c点的电势能，故C错误； D、a点到b点和b点到c点相比，由于点电荷的电场强度的特点是离开场源电荷距离越大，场强越小，故a到b电场力做功为多，动能变化也大，故D正确。‎ 点睛：电场线与等势面垂直．电场线密的地方电场的强度大，电场线疏的地方电场的强度小，沿电场线的方向，电势降低，电场力做正功，电势能减小，电场力做负功，电势能增加。‎ ‎5. 如图所示，一价氢离子和二价氦离子的混合体，经同一加速电场加速后，垂直射入同一偏转电场中，偏转后，打在同一荧光屏上，则它们（ ）‎ A. 同时到达屏上同一点 B. 先后到达屏上同一点 C. 同时到达屏上不同点 D. 先后到达屏上不同点 ‎【答案】D ‎【解析】试题分析：设加速电压为U1，偏转电压为U2，偏转极板的长度为L，板间距离为d．在加速电场中，由动能定理得：qU1=mv02①‎ 两种粒子在偏转电场中，水平方向做速度为v0的匀速直线运动，由于两种粒子的比荷不同，则v0不同，所以两粒子在偏转电场中运动的时间不同．两种粒子在加速电场中的加速度不同，位移相同，则运动的时间也不同，所以两粒子是先后离开偏转电场．在偏转电场中的偏转位移y=at2=•②‎ 联立①②得 同理可得到偏转角度的正切，可见y和tanθ与电荷的电量和质量无关．所以出射点的位置相同，出射速度的方向也相同．故两种粒子打屏上同一点．故B正确，ACD错误．故选B．‎ 考点：带电粒子在电场中的运动 ‎【名师点睛】解决本题的关键知道带电粒子在加速电场和偏转电场中的运动情况，知道从静止开始经过同一加速电场加速，垂直打入偏转电场，运动轨迹相同．做选择题时，这个结论可直接运用，节省时间。‎ ‎6. 如图所示，质量为m，带电量为q的粒子，以初速度v0，从A点竖直向上射入真空中的沿水平方向的匀强电场中，粒子通过电场中B点时，速率vB=2v0，方向与电场的方向一致，则A、B两点的电势差为（ ）‎ A. B. C. D. ‎ ‎【答案】B ‎【解析】试题分析：粒子从A到B，根据动能定理得 qUAB-mgh=mvB2−mv02；因为速率vB=2v0，粒子在竖直方向，只受到重力，所以机械能守恒，则有mgh=mv02．由以上三式解得．故C正确，ABD错误．故选C．‎ 考点：带电粒子在电场中的运动；动能定理 ‎【名师点睛】涉及到电势差的问题，常常要用到动能定理．本题的难点在于运动的处理，由于微粒受到两个恒力作用，运用运动的分解是常用的方法。‎ ‎7. 一水平放置的平行板电容器的两极板间距为d，极板分别与电池两极相连，上极板中心有一小孔(小孔对电场的影响可忽略不计)．小孔正上方d/2处的P点有一带电粒子，该粒子从静止开始下落,经过小孔进入电容器，并在下极板处(未与极板接触)返回．若将下极板向上平移d/3，则从P点开始下落的相同粒子将(　　)‎ A. 打到下极板上 B. 在下极板处返回 C. 在距上极板处返回 D. 在距上极板处返回 ‎【答案】C ‎【解析】试题分析：对下极板未移动前，从静止释放到速度为零的过程运用动能定理得，．将下极板向上平移，设运动到距离上级板x处返回．根据动能定理得，‎ ‎，联立两式解得．故D正确。‎ 考点：电容器的动态分析．‎ 二、多项选择题 ‎8. 下列关于起电的说法正确的是（ ）‎ A. 静电感应不是创造电荷，只是电荷从物体的一个部分转移到了另一个部分 B. 摩擦起电时，失去电子的物体带正电，得到电子的物体带负电 C. 摩擦和感应都能使电子转移，只不过前者使电子从一个物体转移到另一个物体上，而后者则使电子从物体的一部分转移到另一部分 D. 一个带电体接触一个不带电的物体，两个物体可能带上异种电荷 ‎【答案】ABC ‎【解析】试题分析：A、感应起电不是创造了电荷，只是电荷从物体的一个部分转移到了另一个部分；正确 B、摩擦起电是电子的得失，失去电子的物体带正电，得到电子的物体带负电；正确 C、摩擦和感应都是电子转移，只不过前者使电子从一个物体转移到另一个物体上，而后者则使电子从物体的一部分转移到另一部分；正确 D、接触起电的两物体一定带同种电荷；错误 故选ABC 考点：起电方式 点评：掌握使物体带电的方法和实质。‎ ‎9. 如果不计重力的电子，只受电场力作用，那么电子在电场中可能做（ ）‎ A. 匀速直线运动 B. 匀加速直线运动 C. 匀变速曲线运动 D. 匀速圆周运动 ‎【答案】BCD ‎【解析】A、由于电子在电场中一定会受到电场力的作用，一定有加速度，所以电子不会做匀速直线运动，所以A不可能； B、当电子受到的电场力的方向和电子的速度的方向相同时，电子就会做匀加速直线运动，所以B可能； C、当电子受到的电场力的方向和电子的速度的方向垂直时，电子将做类平抛运动，是匀变速曲线运动，所以C可能； D、当电子受到的电场力的方向始终和速度的方向垂直时，电子就会做匀速圆周运动，比如电子绕着原子核的转动，所以D可能。‎ 点睛：解决本题的关键是分析清楚电场力和速度的方向之间的关系，电子做匀速圆周运动的情况是学生经常出错的地方。‎ ‎10. 某静电除尘器工作时内部电场线分布的俯视图如图，带负电粉尘被吸附时由b点运动到a点，以下说法正确的是（ ）‎ A. 该电场是匀强电场 B. a点电势高于b点电势 C. 电场力对粉尘做正功 D. 粉尘的电势能增大 ‎【答案】BC ‎【解析】试题分析：负电荷受力方向与电场线方向相反，带负电粉尘被吸附时由b点运动到a点，说明电场线方向是从a点到b点，根据电场线从高电势指向低电势，可判断a点电势高于b点电势选项B对。该电场的电场线不是均匀分布的平行指向，所以该电场不是匀强电场，选项A错。粉尘受到电场力作用而运动，所以电场力做正功，选项C对。电场力做正功电势能减少，选项D错。‎ 考点：电场线 电场力做功 ‎11. 在场强大小为E的匀强电场中，一质量为m、带电量为+q的物体以某一初速沿电场反方向做匀减速直线运动，其加速度大小为0.8qE/m，物体运动S距离时速度变为零．则( )‎ A. 物体克服电场力做功qES B. 物体的电势能减少了0.8qES C. 物体的电势能减少了qES D. 物体的动能减少了0.8qES ‎【答案】AD ‎【解析】带电量为q的物体以某一初速沿电场反方向做匀减速直线运动，可判断电场力做负功，电场力为qE，克服电场力做功为qES，A对；电势能增加qES，C对；合外力为0.8qE，合外力做功为-0.8qES,动能减少了0.8qES，D对；‎ ‎12. 如图所示，在纸面内有一匀强电场，一带负电的小球（重力不计）在一恒力F的作用下沿图中虚线由A至B做匀速运动．已知力F和AB间夹角为θ，AB间距离为d，小球带电量为q．则（　　）‎ A. 匀强电场的电场强度大小为E = F/q B. A、B两点的电势差为Fdcosθ/q C. 带电小球由A运动至B过程中电势能增加了Fdsinθ D. 若带电小球由B向A做匀速直线运动，则F必须反向 ‎【答案】AB 从A到B的过程，电场力做负功，电势能增加，大小为F•dcosθ，故C错误；要使带电小球由B向A做匀速直线运动，仍然是合力为0，故F的大小和方向都不变．故D错误．故选AB．‎ 考点：电场强度；电势及电势能 ‎【名师点睛】此题是带电粒子在电场中的运动问题；解题时对小球进行正确的受力分析，得出拉力与电场力是一对平衡力是解决该题的关键。‎ ‎13. 如 图所示，带正电的粒子以一定的速度v沿两板的中线进入水平放置的平行金属板内，恰好沿下板的边缘飞出，已知板长为L，板间距为d，板间电压为U，带电粒子的电荷量为q，粒子通过平行金属板的时间为t，则（ ）（不计粒子的重力） ‎ A. 在前t/2时间内，电场力对粒子做的功为qU/4‎ B. 在后t/2时间内，电场力对粒子做的功为3qU/8‎ C. 在粒子下落前d/4和后d/4的过程中．电场力做功之比为1：2‎ D. 在粒子下落前d/4和后d/4的过程中．电场力做功之比为1：1‎ ‎【答案】BD ‎【解析】A、根据类平抛运动规律可知，竖直方向粒子做初速度为0的匀加速直线运动，根据推论：连续相等时间内位移之比，则前时间内，竖直方向的位移大小为，电场力做功为，又，解得，故A错误； B、由上分析知，竖直方向的位移大小为，所以电场力做功为：，故B正确； C、根据可得，在粒子下落前和后的过程中，电场力做功之比为，故C错误，D正确。‎ 点睛：掌握类平抛运动的处理方法和初速度为零的匀加速直线运动的结论，理解，以及中的含义。‎ ‎14. 传感器是一种采集信息的重要器件，如图是一种测定压力的电容式传感器，当待测压力F作用于可动膜片电极上时，可使膜片产生形变，引起电容的变化，将电容器、灵敏电流计和电源串联成闭合回路，那么（ ）‎ A. 当F向上压膜片电极时，电容将增大 B. 当F向上压膜片电极时，电容将减小 C. 若电流计有示数，则压力F变化 D. 若电流计有示数，则压力F不变化 ‎【答案】AC ‎【解析】A、当F向上压膜片电极时，两极板的距离减小，根据电容的决定式知电容增大，故A正确，B错误； C、当F发生变化时，d变化，则电容变化，电势差不变，根据知，电容器所带的电量改变，电流计有示数，故C正确，D错误。‎ 点睛：本题属于电容器的动态分析，关键抓住不变量．知道当电容器与电源始终相连，则电势差不变，当电容器与电源断开，则电量不变。‎ ‎15. 如图所示，在y 轴上关于O点对称的A、B 两点有等量同种点电荷＋Q ，在x轴上C点有点电荷－Q ，且CO = OD ，∠ADO = 60°．下列判断正确的是（ ）‎ A. O点电场强度为零 B. D点电场强度为零 C. 若将点电荷＋q从O点移向C点，电势能增大 D. 若将点电荷－q从O点移向C点，电势能增大 ‎【答案】BD ‎【解析】电场是矢量，叠加遵循平行四边行定则，由和几何关系可以得出，A错B对。在之间，合场强的方向向左，把负电荷从Ｏ移动到C，电场力做负功，电势能增加，C错D对。‎ 二、解答题 ‎16. 如图所示，已知平行板电容器两极板间距离d = 4mm，B板接地．充电后两极电势差为120V．若它的电容为3，且P到A板距离为1mm．(A板带正电)求：‎ ‎（1）每一板带电量；‎ ‎（2）一个电子在P点具有的电势能；（用电子伏表示）‎ ‎（3）一个电子从B板出发到A板获得的动能；（用电子伏表示）‎ ‎（4）两板间的电场强度．‎ ‎【答案】（1）（2）（3） （4）‎ ‎【解析】（1）由得，。‎ ‎（3）电子从B板出发到A板，电场力对电子做正功，根据动能定理得 ，解得，。‎ ‎（4）两板间的电场强度。‎ 点睛：本题考查电场的基本知识、、和动能定理的应用，比较简单。‎ ‎17. 如图所示，在A点固定一正电荷，电荷量为Q，在离A高度为H的C处由静止释放某带同种电荷的液珠，开始运动的瞬间加速度大小恰好为重力加速度g．已知静电力常量为k，两电荷均可看成点电荷，不计空气阻力．‎ ‎（1）求液珠的比荷；‎ ‎（2）求液珠速度最大时离A点的距离h；‎ ‎（3）若已知在点电荷Q的电场中，某点的电势可表示成，其中r为该点到Q的距离(选无限远的电势为零)．求液珠能到达的最高点B离A点的高度rB.‎ ‎【答案】（1）（2）（3）2H ‎【解析】试题分析：（1）设液珠的电量为，质量为，由题意知，当液珠在C点时 ‎，比荷为。‎ ‎（2）当液珠速度最大时，得。‎ ‎（3）设BC间的电势差大小，由题意得，对由释放至液珠到达最高点（速度为零）的全过程应用动能定理得，即，将第（1）问的结果代入化简，解得。‎ 考点：动能定理的应用、带电粒子在匀强电场中的运动 ‎【名师点睛】解决本题的关键知道液珠的加速度为零时，速度最大，以及能够熟练运用动能定理和电场力做功公式。‎ ‎18. 如图所示，在竖直向下的匀强电场中，一个质量为m带负电的小球从斜轨道上的A点由静止滑下，小球通过半径为R的圆轨道顶端的B点时恰好不落下来．已知轨道是光滑而又绝缘的，且小球的重力是它所受的电场力2倍．求：‎ ‎（1）A点在斜轨道上的高度h为多少？‎ ‎（2）小球运动到最低点时的对轨道的压力为多少 ‎【答案】（1）（2）‎ ‎【解析】试题分析：（1）设小球到B点的最小速度为vB，则牛顿第二定律:①‎ 小球从A到B的过程中由动能定理:②‎ 由①②得③‎ ‎（2）小球从A到C的过程中，由动能定理:④‎ 小球在C点时，牛顿第二定律:⑤‎ 又因为 mg=2qE ⑥‎ 由③④⑤⑥ 得:N=3mg 考点：牛顿第二定律；动能定理 ‎【名师点睛】本题考查动能定理及向心力公式的应用，在解题时注意计算中的中间过程不必解出，而应联立可以简单求出。‎ ‎19. 如图所示，真空中水平放置的两个相同极板Y和Y′长为L，相距为d，足够大的竖直屏与两板右侧相距b．在两板间加上可调偏转电压UYY′，一束质量为m、带电荷量为＋q的粒子(不计重力)从两板左侧中点A以初速度v0沿水平方向射入电场且能穿出．‎ ‎（1）证明粒子飞出电场后的速度方向的反向延长线交于两板间的中心O点；‎ ‎（2）求两板间所加偏转电压UYY′的范围；‎ ‎（3）求粒子可能到达屏上区域的长度．‎ ‎【答案】(1) 即粒子飞出电场后的速度方向的反向延长线交于两板间的中心O点 ‎(2)‎ ‎(3) ‎ ‎【解析】试题分析：（1）设粒子在运动过程中的加速度大小为a，离开偏转电场时偏转距离为y，沿电场方向的速度为，偏转角为，其反向延长线通过O点，O点与板右端的水平距离为x，则有 侧移量，①‎ 匀速运动的位移，L=v0t②‎ 竖直方向的速度，‎ ‎，联立可得 即粒子飞出电场后的速度方向的反向延长线交于两板间的中心．‎ ‎（2）由牛顿第二定律，则有③‎ 电场强度与电势差的关系，④‎ 由①②③④式解得 当时，‎ 则两板间所加电压的范围 ‎（3）当时，粒子在屏上侧向偏移的距离最大（设为y0），则 而 解得，则粒子可能到达屏上区域的长度为 考点：考查了带电粒子在电场中的偏转和加速 ‎【名师点睛】带电粒子在电场中的运动，综合了静电场和力学的知识，分析方法和力学的分析方法基本相同．先分析受力情况再分析运动状态和运动过程（平衡、加速、减速，直 线或曲线），然后选用恰当的规律解题．解决这类问题的基本方法有两种，第一种利用力和运动的观点，选用牛顿第二定律和运动学公式求解；第二种利用能量转化 的观点，选用动能定理和功能关系求解 ‎ ‎ ‎ ‎