2017-2018学年四川省成都市石室中学高二10月月考物理试题 解析版

2017-2018学年四川省成都市石室中学高二10月月考物理试题 解析版

四川省成都石室中学2017-2018学年高二10月月考物理试题 一．单项选择题 ‎1. 关于静电场，下列说法中正确的是( )‎ A. 在电场强度为零的区域电势一定处处为零 B. 在正电荷或负电荷产生的静电场中，场强方向都指向电势降低最“快”的方向 C. 同一等势面上各点电场强度一定相等 D. 电场强度大的地方电势高，电场强度小的地方电势低 ‎【答案】B ‎【解析】A项，电场强度大小与电势高低没有对应关系，故A项错误。‎ B项，沿场强方向电势降低最快，故B项正确。‎ C项，同一等势面上各点电场强度，比如点电荷的等势面，电场强度大小相等，方向不同，电而且场强度大小与电势高低没有对应关系，故C错误；‎ D项，场强度大小与电势高低没有对应关系，所以电场强度大的地方可能电势高，电场强度小的地方电势可能低，故D项错误。‎ 综上所述，本题正确答案为B ‎2. 三个相同金属球，原有两个小球A、B带电量之比为4∶1，相互间的库仑引力的大小为F，现将不带电的小球C先后接触A、B两个带电球后再移至无限远处；则此时A、B两个带电小球之间的库仑力大小变为( )‎ A. B. C. D. ‎ ‎【答案】B ‎【解析】假设A带电量为 B带电量为 两球之间的相互排斥力的大小是 第三个不带电的金属小球C与A接触后,A和C的电量都是 , C与B接触时平分,则C、B分开后电量均为 , 这时,A、B两球之间的相互作用力的大小 ‎ ‎ ‎ 假设A带电量为 B带电量为 ‎ 两球之间的相互吸引力的大小是 第三个不带电的金属小球C与A接触后,A和C的电量都是 C与B接触时先中和再平分,则C、B分开后电量均为 ‎ 这时,A、B两球之间的相互作用力的大小 ‎ ‎ ‎ 假设A带电量为 B带电量为 ‎ 同理可求得：‎ 综上所述本题答案是：B ‎3. 一电荷在电场中从静止开始并只在电场力的作用下运动，则它一定( )‎ A. 向场强较小的地方运动 B. 向场强较大的地方运动 C. 向电势能较小的地方运动 D. 沿某条电场线运动 ‎【答案】C ‎【解析】A、B项、电荷运动方向应该由受力来决定，和电场强弱没有关系，故AB错误 C项、一电荷在电场中从静止开始并只在电场力的作用下运动，那么电场力对电荷一定做正功，电荷的电势能一定减小，故C正确；‎ D项、电荷的运动方向由受力来决定，不一定沿电场线的方向，故D错误；‎ 综上所述本题答案是：C ‎4. 如图所示，三条平行等间距的虚线表示电场中的三个等势面，电势值分别为10 V、20 V、30 V，实线是一带电粒子(不计重力)在该区域内的运动轨迹，a、b、c是轨迹上的三个点，下列说法正确的是(　　)‎ A. 粒子在三点所受的电场力相等 B. 粒子必先过a，再到b，然后到c C. 粒子在三点的电势能大小关系为Epc＞Epa＞Epb D. 粒子在三点的机械能必定相等 ‎【答案】A ‎【解析】A、因表示电场中三个等势面的三条虚线是平行且等间距的,由此可判断电场是匀强电场,所以带电粒子在电场中各点受到的电场力相等.故A正确. B、由题中的图可以知道,电场的方向是向上的,带负电的粒子将受到向下的电场力作用,带负电的粒子无论是依次沿a、b、c运动,还是依次沿c、b、a运动,都会的到如图的轨迹.故B错误. C、带负电的粒子在电场中运动时,存在电势能与动能之间的互化,根据题意和图可以知道,在b点时的电势能最大,在c点的电势能最小,可判断在C点的动能最大,在b点的动能最小.C错故误. D、由于电荷在运动中有电场力做功，所以机械能不守恒，故D错误；‎ 综上所述本题答案是：A ‎ ‎5. 如图所示，平行板电容器的两个极板为A、B，B板接地，A板带有电荷量+Q，板间电场有一固定电荷P。若将B板固定，A板下移一些，或者将A板固定，B板上移一些.在这两种情况下，以下说法正确的是( ) ‎ A. A板下移时，P点的电场强度不变，P点电势不变 B. A板下移时，P点的电场强度不变，P点电势升高 C. B板上移时，P点的电场强度变大，P点电势降低 D. B板上移时，P点的电场强度减小，P点电势降低 ‎【答案】A ‎【解析】A、B,由题,电容器两板所带电量不变,正对面积不变,A板下移时,根据 ‎ 、 、 推出：可以知道,P点的电场强度E不变.P点与下板的距离不变,根据公式 ,P点与下板的电势差不变,则P点的电势不变.故A正确的,B错误. C、D、B板上移时,同理得知,P点的电场强度不变,根据公式,P点与下板的电势差减小,而P点的电势高于下板的电势,下板的电势为零,所以P点电势降低.故CD错误.‎ 综上所述本题答案是：A ‎ ‎6. 图中A、B、C三点都在匀强电场中，已知AC⊥BC，∠ABC＝60°，BC＝20cm。把一个电量q＝10—5C的正电荷从A移到B，电场力做功为零；从B移到C，电场力做功为1.73×10—3J，则该匀强电场的场强大小和方向是( )‎ A. 865V/m，垂直AC向右 B. 865V/m，垂直AC向左 C. 1000V/m，垂直AB斜向上 D. 1000V/m，垂直AB斜向下 ‎【答案】C ‎【解析】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： ‎ ‎ 则该匀强电场的场强大小:,电场线方向垂直于AB向上.故C正确 综上所述本题答案是：C ‎7. 一平行板电容器的两个极板水平放置，两极板间有一带电量不变的小油滴，油滴在极板间运动时所受空气阻力的大小与其速率成正比。若两极板间电压为零，经一段时间后，油滴以速率υ匀速下降；若两板间电压为U，经一段时间后，油滴以速率υ匀速上升。若两板间电压为－U，油滴做匀速运动时速度的大小、方向将是(　　)‎ A. 2υ、向上 B. 3υ、向上 C. 2υ、向下 D. 3υ、向下 ‎【答案】D ‎【解析】在这三种运动下，油滴均受力平衡做匀速直线运动。不加电场时，油滴匀速下降，空气阻力；当两极板间电压为U时，油滴向上匀速运动，，当两极板间电压为-U时，电场力方向反向，大小不变， ，，油滴向下运动，故D项正确。‎ 综上所述本题答案是：D ‎8. 在绝缘光滑的水平面上相距为6L的A、B两处分别固定正电荷QA、QB，两电荷的位置坐标如图甲所示。图乙是AB连线之间的电势φ与位置x之间的关系图像，图中x＝L 点为图线的最低点，若在x＝2L的C点由静止释放一个质量为m、电量为＋q的带电小球(可视为质点)，下列有关说法正确的是(　　)‎ A. 小球在x＝L处的速度最大 B. 小球一定可以到达x＝—2L点处 C. 小球将以x＝L点为作中心完全对称的往复运动 D. 固定在AB处的电荷的电量之比为QA∶QB＝8∶1‎ ‎【答案】A ‎【解析】A项，带正电的小球在 处电势能最小，根据能量守恒可知粒子在该处的动能最大，所以小球在处速度最大，故A项正确。‎ B项，根据乙图得 处电势高于 处电势，带正电的在处由静止释放，根据能量守恒得不可能到达处，故B项错误。‎ C项，小球以为中心做往复运动的条件是电势关于对称，根据乙图得电势关于不对称，故C项错误。‎ D项，根据图乙得知在处斜率为零，即电场强度为零，则 ，所以 ，故D项错误 综上所述本题答案是：A。‎ ‎9. 如图所示竖直放置的两个平行金属板间存在匀强电场，与两板上边缘等高处有两个质量相同的带电小球，P小球从紧靠左极板处由静止开始释放，Q小球从两板正中央由静止开始释放，两小球最终都能运动到右极板上的同一位置，则从开始释放到运动到右极板的过程中它们的（　　）‎ A. 运行时间tP＞tQ B. 电势能减少量之比△Ep∶△EQ＝4∶1‎ C. 电荷量之比qP∶qQ＝2∶1‎ D. 动能增加量之比△EkP∶△EkQ＝4∶1‎ ‎【答案】BC ‎【解析】小球在竖直方向上做自由落体运动，在水平方向上做匀加速直线运动， 根据和运动与分运动的等时性，可知，两小球下落的高度一样，即 ，所以运动的时间相同，故A错误；‎ B、电势能的减小量等于电场力所做的功，所以有 代入数据知： ，故B正确 C、在水平方向上有 ‎ ‎........................‎ 综上所述本题答案是：BC ‎10. 带电小球在空中由A点运动到B点过程中，受重力、电场力和空气阻力三个力。若重力势能增加3 J、机械能增加0.5 J、电场力做功1 J，则小球( )‎ A. 重力做功为3 J B. 克服空气阻力做功0.5 J ‎ C. 动能减少2.5 J D. 电势能增加1 J ‎【答案】BC ‎【解析】A、重力做功等于重力势能变化量的负值,则重力势能增加3J,故重力做功 ,故A错误;‎ B、除重力外的各个力做的总功等于机械能的增加量,除重力外,有电场力和空气阻力做功,电场力做功1J,而机械能增加0.5J,所以克服空气阻力做功0.5J,故B正确的. C、据题,重力势能增加3J、机械能增加0.5J,而机械能等于重力势能与动能之和,则得动能减少2.5J,故C正确的 D、电场力做功等于电势能的减小量,电场力做功1J,故电势能减小1J,故D错误; ‎ 综上所述本题答案是：BC ‎11. 如图所示，A、B、C三个小球（可视为质点）的质量分别为m、2m、3m，B小球带负电，电荷量为q，A、C两小球不带电（不考虑小球间的电荷感应），不可伸长的绝缘细线将三个小球连接起来悬挂在0点，三个小球均处于竖直向上的匀强电场中，电场强度大小为E。则以下说法正确的是( )‎ A. 静止时，A、B两小球间细线的拉力为5mg－qE B. 静止时，A、B两小球间细线的拉力为5mg＋qE C. 剪断O点与A小球间细线瞬间，A、B两小球间细线的拉力大小为 D. 剪断O点与A小球间细线瞬间，A、B两小球间细线的拉力大小为 ‎【答案】BD ‎【解析】静止时,对B球进行受力分析,则有： 故B正确；A错误；‎ 综上所述本题答案是：BD ‎12. 如图所示，a、b、c、d是某匀强电场中的四个点，它们正好是一个矩形的四个顶点，ab＝cd＝L，ad＝bc＝2L，电场线与矩形所在平面平行. 已知φa＝20V，φb＝24V，φd＝12V。一个质子从b点以υ0的速度射入此电场，入射方向与bc成45°，一段时间后经过c点．不计质子的重力。下列判断正确的是(　　)‎ A. 从b运动到c所用的时间为 B. 场强的方向由b指向d C. c点电势高于a点电势 D. 质子从b运动到c，电场力做功为8 eV ‎【答案】AD ‎【解析】根据题意，在匀强电场中，沿着电场线方向每前进相同的距离，电势变化相等，可以做出如下图所示的等势线 A、从图中可以得到电场线沿bo方向，质子从b运动到c做类平抛运动，初速度方向的位移大小为 ，则初速度方向运动时间为 ，故A正确。‎ B、电场线与等势线相互垂直，根据图中所画的等势线可以画出与之想垂直的电场线，知，电场线应该由b指向o，故B错误；‎ C、根据图示知道：c点电势低于a点电势，故C错误；‎ D、根据，质子从b点运动到c点，电场力做功为 ,故D正确；‎ 综上所述本题正确答案为AD 二．实验题 ‎13. 某探究小组为了研究小车在桌面上的直线运动，用自制“滴水计时器”计量时间。实验前，将该计时器固定在小车旁，如图(a)所示。实验时，保持桌面水平，用手轻推一下小车。在小车运动过程中，滴水计时器等时间间隔地滴下小水滴，图（b）记录了桌面上连续6个水滴的位置。(已知滴水计时器每30s内共滴下46个小水滴)‎ ‎(1)由图(b)可知，小车在桌面上是______（填“从右向左”或“从左向右”）运动的。‎ ‎(2)该小组同学根据图(b)的数据判断出小车做匀变速运动。小车运动到图(b)中A点位置时的速度大小为_______m/s，加速度大小为_______m/s2。（结果均保留2为有效数字）‎ ‎【答案】 (1). 从右向左， (2). 0.20 m/s (3). 0.046 m/s2‎ ‎【解析】（1）小车运动过程中减速，相同时间内位移逐渐减小，由图判断可知小车从右向左运动。‎ ‎（2）滴水计时器每 滴落46滴水，则两滴水之间的时间间隔为 ，‎ 根据中点时刻的速度等于平均速度得A点的瞬时速度为 ‎ ，‎ 根据逐差法可求加速度：‎ ‎ 。‎ 综上所述本题答案是：(1) 从右向左， (2) 0.20 m/s (3) 0.046 m/s2‎ ‎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。‎ ‎(1)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________(选填“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_______(选填“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________(选填“变大”、“变小”或“不变”)‎ ‎(2)下列关于实验中使用静电计的说法中正确的有_________‎ A．使用静电计的目的是观察电容器电量的变化情况 B．使用静电计的目的是测量电容器电压的变化情况 C．静电计可以用电压表替代 D．静电计可以用电流表替代 ‎(3)根据实验探究的结果，石室中学的同学们提出了一下几个问题。请判断以下几种情况下，平行板电容器的电容如何变化：‎ ‎ ‎ ‎①如图所示，使两板绕过A点的轴（垂直于纸面）逆时针旋转45°时，电容器的电容 _______(选填“变大”、“变小”或“不变”)‎ ‎②如图所示，AB为两极板的垂直平分线，使上极板绕A点，下极板绕B点（垂直于纸面）旋转极小角度时(可以近似认为正对面积不发生变化)，电容器的电容________(选填“变大”、“变小”或“不变”)；‎ ‎③经查阅资料发现，若把导体C放入平行板电容器中，导体内部合场强为0，则放入导体C之后，电容器的电容_______(选填 “变大”、“变小”或“不变”)；‎ ‎【答案】 (1). 变大 (2). 变小 (3). 变小 (4). B (5). 不变 (6).‎ ‎ 变大 (7). 变大 ‎【解析】（1）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. ‎ ‎（2）使用静电计的目的是测量电容器电压的变化情况，故B正确；‎ ‎（3）①使两板绕过A点的轴（垂直于纸面）逆时针旋转45°时，电容器的正对面积不变，板间距离也不变，由公式，知电容器的电容也不变；‎ ‎② AB为两极板的垂直平分线，使上极板绕A点，下极板绕B点（垂直于纸面）旋转极小角度时(可以近似认为正对面积不发生变化)，但板间距离减小，由公式知电容器的电容变大 ‎③若把导体C放入平行板电容器中，导体内部合场强为0，则放入导体C之后，相当于板间距离减小，由公式知电容器的电容变大。‎ 综上所述本题答案是：(1). 变大 、变小 、变小 （2）B （3） 不变 、 变大、 变大 四．计算题 ‎15. 两极板与电源相连接，电子从负极板边缘沿垂直于电场方向射入匀强电场，且恰好从正极板的边缘飞出。现在断开电源，使电子的入射速度变为原来的2倍，使电子仍然从原位置射入，若电子仍从正极板边缘飞出，两极板的间距变为原来的多少倍？‎ ‎【答案】‎ ‎【解析】由于断开电源，板上的电荷量不变由公式 ‎ ，‎ ‎ ‎ ‎ 得到 ， E不变 对于速度为v0的电子满足以下方程 ‎ ‎ ‎ ‎ ‎ 对于速度为2v0的电子满足以下方程 ‎ ‎ ‎ ‎ 由以上各式可得：‎ ‎ ‎ 综上所述本题答案是： ‎ ‎16. 甲、乙两点电荷相距L，设乙的质量为m，在库仑力的作用下，它们由静止开始运动。起初甲的加速度为a，乙的加速度为6a，经过一段时间后，乙的加速度变为a，速度为υ。问：‎ ‎(1)此时两电荷相距多远?‎ ‎(2)甲的速度为多大?‎ ‎(3)两电荷的电势能减少了多少?‎ ‎【答案】（1）（2）（3）‎ ‎【解析】（1）对乙进行受力分析可知 ‎ ‎ ‎ ‎ ‎ 由以上各式可得： ‎ ‎（2）分别对甲乙进行受力分析可知 ‎ 对甲： ‎ 对乙 ‎ 可知 ‎ 由动量守恒可知： ‎ 由以上各式可得 ‎ ‎（3）由能量守恒可知，减少的电势能全部转换为动能 ‎ ‎ 综上所述本题答案是：（1）（2）（3） ‎ ‎17. 如图所示，水平绝缘轨道AB与处于竖直平面内的半圆形绝缘光滑轨道BC平滑连接,半圆形轨道的半径R＝0.4m。轨道所在空间存在水平向右的匀强电场，电场强度E＝1.0×104 N/C。现有一电荷量q＝1.0×10—4 C，质量m＝0.1kg的带电体(可视为质点),在水平轨道上的P点由静止释放，带电体运动到圆形轨道最低点B时的速度υB＝5 m/s。已知带电体与水平轨道间的动摩擦因数为0.5，重力加速度g＝10 m/s2。求:‎ ‎(1)带电体运动到圆形轨道的最低点B时，圆形轨道对带电体支持力的大小;‎ ‎(2)带电体在水平轨道上的释放点P到B点的距离;‎ ‎(3)带电体第一次经过C点后，落在水平轨道上的位置到B点的距离。‎ ‎【答案】（1）7.25N （2）2.5m （3）0.4m ‎【解析】试题分析：（1）在B点，根据牛顿第二定律：；解得FB=7.25N；‎ ‎（2）由P点到B点由动能定理：，代入数据解得：x=2.5m ‎（3）由B点到C点，由动能定理：mg2R=‎ 从C点飞出时，水平方向做匀减速运动： ；‎ 竖直方向：‎ 联立解得x=1.2m 考点：动能定理及牛顿定律的应用.‎ ‎18. 如图所示区域Ⅰ、Ⅱ分别存在着匀强电场E1、E2。已知区域Ⅰ宽L＝0.8m，区域Ⅱ足够宽，‎ ‎ 且与水平成45°角斜向右上方，E2＝2kV/m方向水平向左。绝缘薄板B长L＝2.8m质量mB＝1.6kg置于光滑水平面上，其左端与区域Ⅰ的左边界平齐。带电量为q＝＋1.6×10—3C质量mA＝1.6kg的带电体A可视为质点，与木板间的动摩擦因数μ＝0.1，置于木板的最左端由静止释放。(g＝10m/s2)求：‎ ‎(1)带电体A进入区域Ⅱ时的速度 ‎(2)木板B的最终速度 ‎(3)整个过程由于摩擦产生的热量 ‎【答案】（1）4m/s；（2）（3）‎ ‎【解析】（1）带电体在第一个区间运动时，由受力分析可知： ‎ 即与木板之间没有摩擦力，带电体单个物体在第一个区间运动，在水平方向上， 由牛顿第二定律得： ，代入数据解得：‎ ‎ ，‎ 由匀变速运动的速度位移公式得：，代入数据解得： ；‎ ‎（2）当带电体进入第二区间时，分别对A、B、AB系统由牛顿第二定律求出加速度，然后应用运动学公式求出B的速度，由牛顿第二定律得：‎ 对A：，代入数据解得： ，‎ 对B： 得： ，‎ 设经时间t，A、B速度相等，设为 ，速度相等后加速度为 ，‎ 由匀变速运动的速度位移公式得 ，代入数据解得t=1s，‎ 由位移公式得： ‎ ‎ ，‎ 代入数据解得： ； ，则： ；‎ 又 ； ，故当A到达薄板右端时两者速度相等，‎ 由牛顿第二定律得，代入数据解得，‎ 由速度位移公式得： ，由速度公式得： ，解得 ；‎ 由公式 ‎ 第一个阶段A物体向右边加速到4m/s过程中，f=0，‎ 第二阶段A向右减速，B向右加速过程中，‎ 第三阶段AB一起向有减速到0，反向加速过程中，没有相对位移，‎ 综上所述，（1）4m/s；（2）；（3） ‎ ‎ ‎ ‎ ‎