2017-2018学年山西省芮城中学高二上学期第一次月考物理试题 解析版

2017-2018学年山西省芮城中学高二上学期第一次月考物理试题 解析版

芮城中学高二年级阶段性考试 物 理 试 题 一、单选题（共8小题，每小题4分，共32分。在每小题给出的四个选项中，只有一个选项符合题意）‎ ‎1. 下列关于电场强度的说法中，正确的是（ ）‎ A. 公式只适用于真空中点电荷产生的电场 B. 由公式可知，电场中某点的电场强度E与试探电荷q在电场中该点所受的电场力成正比 C. 在公式中，是点电荷Q产生的电场在点电荷Q处的场强大小；而是点电荷Q1产生的电场在点电荷处场强的大小 D. 由公式可知，在离点电荷非常近的地方(r→0)，电场强度E可达无穷大 ‎【答案】C ‎【解析】试题分析：是电场强度的定义式适用于一切电场，A错误；电场强度E表示电场本身的强度和方向，与试探电荷无关，不能说E与试探电荷在电场中该点所受的电场力成正比，B错误；‎ 库仑定律公式公式中，是点电荷Q2产生的电场在点电荷Q1所在处的场强大小；是点电荷Q1产生的电场在点电荷Q2处的场强大小，C正确；‎ D、当r→0时，电荷已不能看成点电荷，公式不再成立，D错误；故选C 考点：电场强度。‎ ‎【名师点睛】电场强度是描述电场的力的性质的物理量，要想知道电场中某点的电场强度，可以在该点放一试探电荷，由来描述该点的强弱，不同的试探电荷，受到的力不同，但是相同的，为了描述电场的这种性质，引入电场强度这个物理量，即 为电场强度的定义式；而是点电荷所形成的电场的场强的决定式，是说点电荷所形成的电场的场强决定于场源电荷的电荷量和距点电荷的距离。‎ ‎2. 关于电场强度、电势和电势能下列说法中正确的是（ ）‎ A. 在电场中，电场强度大的地方，电势一定高；‎ B. 在电场中，电势高的地方，放在该点的电荷的电荷量越大，它所具有的电势能也越大；‎ C. 在电场中的任何一点上，正电荷所具有的电势能一定大于负电荷具有的电势能；‎ D. 在匀强电场中,电场强度的方向是电势降低最快的方向 ‎【答案】D ‎3. 如图，A、B、C三点在匀强电场中，AC⊥BC ，∠ABC=60°，BC=20cm，把一个电量q= 1×10-5C的正电荷从A移到B，电场力不做功；从B移到C，静电力做功为，则该匀强电场的场强大小和方向是（ ） ‎ A. 866V/m，垂直AC向上 B. 866V/m，垂直AC向下 C. 1000V/m，垂直AB斜向上 D. 1000V/m，垂直AB斜向下 ‎【答案】D ‎【解析】试题分析：由题，q=10-5C的正电荷从A移到B，电场力做功为零，则A与B电势相等，AB连线是一条等势线．BC间电势差为：，所以C点的电势高．该匀强电场的场强大小：；电场线方向垂直于AB向下．所以选项D正确．故选D。‎ 考点：电场强度与电势差的关系 ‎【名师点睛】本题根据题设条件找到等势点，作出等势线，根据电场线与等势线垂直，并由高电势处指向低电势处作电场线是常规思路。‎ ‎4. 如图所示，平行板电容器的两极板A、B接在电池的两极，一带正电的小球悬挂在电容器内部，闭合开关S，给电容器充电，稳定后悬线偏离竖直方向的夹角为θ，则（ ）‎ A. 若保持开关S闭合，A极板向B极板靠近，则θ减小 B. 若保持开关S闭合，A极板向B极板靠近，则θ不变 C. 若开关S断开，A极板向B极板靠近，则θ不变 D. 若开关S断开，A极板向B极板靠近，则θ增大 ‎【答案】C ‎【解析】若保持开关S闭合，则电容器两端的电压U不变，A极板向B极板靠近时，两极板间的距离d减小，由，可知两极板间的电场强度增大，小球受到的电场力增大，则θ增大，故AB错误；若开关S断开，则电容器所带的电荷量恒定，A极板向B极板靠近时，板间距离减小，根据电容器的决定式：、定义式 以及，联立可得：，说明电场强度保持不变，则带正电的小球受到的电场力不变，即θ不变，故C正确，D错误。所以C正确，ABD错误。‎ ‎5. 如图所示，质子()和α粒子()，以相同的初速度垂直射入偏转电场(粒子不计重力)，则这两个粒子射出电场时的侧位移y之比为（ ）‎ A. 1∶1‎ B. 1∶2‎ C. 2∶1‎ D. 1∶4‎ ‎【答案】C ‎【解析】质子和α粒子垂直射入偏转电场都做类平抛运动，电场强度为E，速度为v，根据牛顿第二定律可得粒子加速度为：，可得粒子射出电场时的侧位移y的表达式为：，在水平方向匀速运动：，联立可得：，由此可知，质子和α粒子电荷量之比为1：2，质量之比为1:4，由此可得：侧位移y之比为2：1。所以C正确，ABD错误。‎ ‎6. 如图所示，虚线A、B、C为某电场中的三条等势线，其电势分别为3V、5V、7V，实线为带电粒子在电场中运动时的轨迹，P、Q为轨迹与等势线A、C的交点，带电粒子只受电场力，则下列说法正确的是（ ）‎ A. 粒子带负电 B. 粒子在P点的动能大于Q点动能 C. 粒子在P点电势能大于粒子在Q点电势能 D. 粒子在P点受到电场力大于Q点受到的电场力 ‎【答案】B ‎【解析】根据等势线与电场线垂直可画出电场线，确定带电粒子运动所受电场力的方向偏向左侧，粒子在P点的动能大于Q点动能，选项B正确；由于带电粒子只受电场力，带电粒子运动时动能和电势能之和保持不变．根据A、B、C三条等势线的电势分别为3 V、5 V、7‎ ‎ V，可确定电场线方向偏向左侧，粒子带正电，粒子在P点电势能小于粒子在Q点电势能，选项A、C错误；由于P点所在处等差等势面疏，电场强度小，所以粒子在P点受到电场力小于Q点受到的电场力，选项D错误．‎ ‎7. 如图甲所示，两平行金属板竖直放置，左极板接地，中间有小孔，右极板电势随时间 变化的规律如图乙所示，电子原来静止在左极板小孔处. (不计重力作用)下列说法中正确的是（ ）‎ A. 从t=0时刻释放电子，电子可能在两板间振动 B. 从t=T/2时刻释放电子，电子将始终向右运动，直到打到右极板上 C. 从t=T/4时刻释放电子，电子可能在两板间振动，也可能打到右极板上 D. 从t=3T/8时刻释放电子，电子必将打到左极板上 ‎【答案】C ‎【解析】若t=0时刻释放电子，在前内，电子受到的电场力向右，向右做匀加速直线运动；后内，电子受到向左的电场力作用，电子继续向右做匀减速直线运动；所以电子一直向右做单向的直线运动，直到打在右板上．即电子将重复先加速后减速，直到打到右极板，不会在两板间振动，故A错误，B正确；若从时刻释放电子，电子先加速，再减速，有可能电子已到达右极板，若此时未到达右极板，则电子将在两极板间振动，故C正确；若从时刻释放电子，电子有可能到达右极板，也有可能从左极板射出，这取决于两板间的距离，故D错误。所以C正确，ABD错误。‎ ‎8. 如图所示，在两个固定电荷+q和-q之间放入两个原来不带电的导体，1、2、3、4为导体上的四个点，在达到静电平衡后，各点的电势分别是、、、，则（ ）‎ A. >>> B. =>=‎ C. <<< D. =<=‎ ‎【答案】B ‎【解析】达到静电平衡后，导体为等势体，导体上的电势处处相等，所以可以得到，，由于正电荷在右边，沿着电场线方向电势逐渐降低，所以越往右电势越高，所以，故 B正确，ACD错误。‎ 二、不定项选择题（共4小题，每小题4分,共16分，全部选对得4分，选不全的得2分，错选0分）‎ ‎9. 分别将带正电、负电和不带电的三个等质量小球，分别以相同的水平速度由P点射入水平放置的平行金属板间，已知上极板带负电,下极板接地．三小球分别落在图中A、B、C三点，则正确的是（ ）‎ A. A带正电、B不带电、C带负电 B. 三小球在电场中加速度大小关系是<<‎ C. 三小球在电场中运动时间相等 D. 三小球到达下板时的动能关系是>>‎ ‎【答案】ABD ‎【解析】上板带负电，下板接地可知场强方向向上，带正电小球受向上的电场力，则加速度最小，带负电小球受向下的电场力，则加速度最大，不带电小球只受重力作用，加速度居中。所以B不带电，A带正电，C带负电，AB对。三小球在电场中运动时间，因为水平位移不同，故运动时间也不同，C错。重力对它们做功相同，电场力对A做负功故，对C做正功，对B不做功，所以三小球到达下板时的动能关系是EkC＞EkB＞EkA，D对 ‎10. 如图甲所示，A、B是一条电场线上的两点，若在某点释放一初速为零的电子，电子仅受电场力作用，并沿电场线从A运动到B，其速度随时间变化的规律如图乙所示，则（ ） ‎ ‎ 甲 乙 A. 电场力FA＜FB B. 电场强度EA=EB C. 电势＜ D. 电势能EpA＜EpB ‎【答案】AC ‎【解析】在v-t图象中图线的斜率表示加速度，由速度图象看出，图线的斜率逐渐增大，电子的加速度增大，电子所受电场力增大，则电场力FA＜FB，故A正确；电子所受电场力增大，场强也增大，所以电场强度EA＜EB，故B错误；电子静止开始沿电场线从A运动到B，电场力做正功，则电场力的方向从A到B，电子带负电，所以场强方向从B到A，根据顺着电场线电势降低可知，电势，故C正确；由速度图象看出，电子的速度增大，电场力做正功，电子的电势能减小，则电势能，故D错误。所以AC正确，BD错误。‎ ‎11. 一带电油滴在匀强电场E中的运动轨迹如图中虚线所示，电场方向竖直向下，若不计空气阻力，则此带电油滴从a运动到b的过程中，能量变化情况为（ ）‎ A. 动能减小 B. 电势能增加 C. 动能和电势能之和减小 D. 重力势能和电势能之和减小 ‎【答案】CD ‎【解析】由轨迹图可知，带电油滴所受重力小于电场力，所以从a到b的运动过程中合外力做正功，动能增加，故A错误；从a到b运动过程电场力做正功，电势能减小，故B错误；在从a到b的运动过程中只有重力、电场力做功，因此重力势能、电势能、动能三者之和保持不变，因该过程中动能增加，因此重力势能和电势能之和减小，故C正确；从a到b的运动过程中重力做负功，重力势能增加，因此动能和电势能之和减小，故D正确。所以CD正确，AB错误。‎ ‎12. 示波管的内部结构如图甲所示．如果在偏转电极、之间都没有加电压，电子 束将打在荧光屏的中心．如果在偏转电极之间和之间加上图丙所示的几种电压，‎ 荧光屏上可能会出现图乙中（a）、（b）所示的两种波形．则 （ ）‎ A. 若和分别加电压（3）和（1），荧光屏上可以出现图乙中（a）所示波形 B. 若和分别加电压（4）和（1），荧光屏上可以出现图乙中（a）所示波形 C. 若和分别加电压（3）和（2），荧光屏上可以出现图乙中（b）所示波形 D. 若和分别加电压（4）和（2），荧光屏上可以出现图乙中（b）所示波形 ‎【答案】AC ‎【解析】试题分析：若和分别加电压（3）和（1），则横轴自左向右移动，纵轴则按正弦规律变化，荧光屏上可以出现如图a所示波形，答案A对，若和分别加电压（4）和（1）则横轴不变，即波形只在纵轴上，不管纵轴上面波形如何变化始终只能在横轴出现一条线，ab 都不可能出现答案B错，若和分别加电压（4）和（2）也是同样的错误，答案D错。若和分别加电压（3）和（2）则横轴自原点先向正方向运动后返回向负方向运动，到负方向一定位置后又返回，纵轴则先为负的定值后为正的定值，荧光屏上可以出现如图b所示波形答案C对。‎ 考点：示波器 三、填空题（共5小题，每空2分，共16分）‎ ‎13. 如图所示，A、B两点相距0.1m，AB连线与电场线的夹角θ＝60°，匀强电场的场强E＝100V/m，则A、B间电势差UAB＝_________V。‎ ‎【答案】-5‎ ‎【解析】试题分析：沿电场线电势逐渐降低，A点电势低于B点电势，，距离应该是沿电场线方向距离。‎ 考点：匀强电场电势差 ‎14. 如图所示实验装置可用来探究影响平行板电容器电容的因素，其中电容器左侧极板和静电计外壳接地，电容器右侧极板与静电计金属球相连．使电容器带电后与电源断开：‎ ‎①上移左极板，可观察到静电计指针偏转角_____（填变大，变小或不变）；‎ ‎②将极板间距离减小时，可观察到静电计指针偏转角______（填变大，变小或不变）；‎ ‎③两板间插入一块玻璃，可观察到静电计指针偏转角______（填变大，变小或不变）．‎ ‎【答案】 (1). 变大 (2). 变小 (3). 变小 ‎【解析】试题分析：（1）根据电容的决定式知，上移左极板，正对面积S减小，则电容减小，根据知，电荷量不变，则电势差增大，指针偏角变大 ‎（2）根据电容的决定式知，将极板间距离减小时，电容增大，根据知，电荷量不变，则电势差减小，指针偏角变小 ‎（3）根据电容的决定式知，两板间插入一块玻璃，电容增大，根据知，电荷量不变，则电势差减小，指针偏角变小．‎ 考点：考查了电容器动态分析 ‎【名师点睛】在分析电容器动态变化时，需要根据判断电容器的电容变化情况，然后结合，等公式分析，需要注意的是，如果电容器和电源相连则电容器两极板间的电压恒定，如果电容器充电后与电源断开，则电容器两极板上的电荷量恒定不变 ‎15. 如图所示，A、B、C、D是匀强电场中一正方形的四个顶点，已知A、B、C三点的电势分别为=30V，=6V，=－6V，由此可得D点电势=______V．‎ ‎【答案】18‎ ‎...............‎ ‎16. 如图所示，P、Q是电荷量相等的两个正点电荷，它们的连线中点是O，A、B是PQ连线的中垂线上的两点，OA＜OB，用EA、EB、、分别表示A、B两点的场强和电势，则EA__________大于EB（填一定、不一定），________大于 （填一定、不一定）。‎ ‎【答案】 (1). 不一定 (2). 一定 ‎【解析】两个等量同种电荷连线中点O的电场强度为零，无穷远处电场强度也为零，故从O点沿着中垂线向上或向下到无穷远处，电场强度先增大后减小，场强最大的P点可能在A、B连线之间，也可能在A、B连线上，还可能在A、B连线下，由于A、B两点的间距也不确定，故EA可能大于EB，也可能小于EB，还可能等于EB；即EA不一定大于EB；根据顺着电场线方向电势越来越低，知，一定大于。‎ ‎17. 如图所示，实线为电场线，虚线为等势线，且相邻两等势线间的电势差相等，一正电荷（不计重力）在电势φ3上时具有动能20J，它运动到等势线电势φ1上时速度为零，令电势φ2=0，那么该电荷的电势能为4J时，其动能大小为_______J. ‎ ‎【答案】6‎ ‎【解析】根据题意，正电荷在等势面上时动能20J，在等势面上时动能为零，动能的减小为20J．由于相邻等势面间的电势差相等，电荷经过相邻等势面时电场力做功相等，动能减小量相等，则电荷经经过等势面时的动能为10J，又=0，所以电荷的动能与电势能的总量为10J，根据能量守恒定律得到，电势能为4J时它的动能为6J．‎ 四、计算题（共4小题，共36分。解答时请写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤，只写出最后答案的不能得分。有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位。）‎ ‎18. 用一条绝缘轻绳悬挂一个带电小球，小球质量为3.0×10-2kg，所带电荷量为+2.0×10-8 C。现加一水平方向的匀强电场，平衡时绝缘绳与铅垂线成300夹角，求这个匀强电场的电场强度。（结果保留两位有效数字）‎ ‎【答案】 ‎ ‎【解析】试题分析：小球受重力、拉力、电场力三个力处于平衡状态，根据力的三角形法求出电场力的大小，再根据电场强度的定义式求电场强度。‎ 小球受力如图所示：‎ 根据力的三角形可得：‎ 代入数据解得：‎ 点睛：本题主要考查了小球在电场力的作用下处于平衡状态，应用力的三角形进行解题。‎ ‎19. 如图所示，一质量为m、电荷量为q(q﹥0)的粒 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°，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】试题分析：设带电粒子在B点的速度大小为，粒子在垂直电场方向的分速度不变，故：‎ ‎①，解得：②‎ 设A、B间的电势差为UAB，由动能定理，有：③‎ 联立②③解得：‎ 考点：考查了运动的分解，电场力做功 ‎【名师点睛】本题关键是通过运动的合成与分解得到A点速度和B点速度的关系，然后结合动能定理列式求解即可，基础题目．‎ ‎20. 如图所示，真空中有两个点电荷Q1=+9.0×10—8C和Q2= -1.0×10—8C，分别固定在x坐标轴的x=0和x=6 cm的位置上。‎ ‎(1) x坐标轴上哪个位置的电场强度为0?‎ ‎(2) x坐标轴上哪些地方的电场强度方向是沿x轴的正方向的?‎ ‎【答案】（1）9m （2） ‎ ‎【解析】试题分析：某点的电场强度是正电和负电荷在该处产生的电场的叠加，运用合成法进行分析。‎ ‎（1）由于Q2的电荷量小，且为两个异种电荷，根据点电荷的电场强度公式：，可知场强为零的点一定在Q2右侧且满足：E1=-E2‎ 根据点电荷的电场强度公式可得：，‎ 代入数据得坐标为：x0=9cm ‎（2）在Q1 、Q2之间，正电荷Q1和负电荷Q2在该处产生的场强方向沿x轴正方向，所以在（0，6cm）合场强也是沿x轴正方向；根据上问可知在x坐标轴大于9cm区域电场强度方向沿x轴正方向区域。所以在x坐标轴上0＜x＜6cm及x＞9cm场强沿x轴正方向。 ‎ 点睛：本题主要考查了场强的叠加，根据点电荷场强公式和方向即可解题。‎ ‎21. 如图所示，水平放置的两块平行金属板长L=5.0cm，两板间距d=1.0cm，两板间电压为90V，且上板为正，一个电子沿水平方向以速度v0=2.0×107m/s，从两板中间射入，求：‎ ‎（1）电子离开金属板时的偏转位移是多少？‎ ‎（2）电子离开电场后，打在屏上的P点，若S=10cm，求OP的距离？（电子质量：me=0.90×10-30㎏）‎ ‎【答案】（1）0.5cm （2）2.5cm ‎【解析】试题分析：电子在电场中做抛运动，根据竖直方向匀加速运动的规律和牛顿第二定律，求解侧位移；电子离开电场后做匀速直线运动，先求出电子离开电场时偏转角的正切值，在由其中的几何关系，结合电子离开电场时偏转角的正切值即可求解。‎ ‎（1）电子在电场中做类平抛运动，‎ 水平方向做匀速直线运动则有：‎ 竖直方向做匀加速直线运动则有：‎ 由牛顿第二定律可得粒子的加速度为：‎ 联立并代入数据解得：‎ ‎（2）电子飞出电场时，竖直分速度：，粒子的加速度为：‎ 水平分速度vx=v0‎ 电子飞出电场时速度偏转角的正切值：‎ 电子离开电场后做匀速直线运动，打在荧光屏上的P点 由图中几何关系得：‎ 联立以上并代入数据可得OP的距离为：Y′=y+PM=0.5cm+2cm=2.5cm。‎ 点睛：本题主要考查了带电粒子在磁场里偏转问题，运动规律是类平抛运动，常用的方法是沿电场方向和垂直于电场的方向上进行正交分解，结合几何关系即可解题。‎ ‎ ‎ ‎ ‎ ‎ ‎