2017-2018学年山东省济南市第一中学高二上学期10月阶段测试物理试题 解析版
济南一中2017年10月阶段性考试高二物理试题（理科）
一、选择题：本题共18小题，。在每小题给出的四个选项中，第1～10只有一项符合题目要求，第11～18题有多项符合题目要求。
1. 关于静电场的电场线，下列说法正确的是
A. 电场强度较大的地方电场线一定较疏
B. 沿电场线方向，电场强度一定越来越小
C. 沿电场线方向，电势一定越来越低
D. 电场线一定是带电粒子在电场中运动的轨迹
【答案】C
【解析】电场强度较大的地方电场线一定较密集，选项A错误；沿电场线方向，电场强度不一定越来越小，例如匀强电场，选项B错误；沿电场线方向，电势一定越来越低，选项C正确；电场线不一定与带电粒子的轨迹重合，只有带电粒子只受电场力作用，且电场线是直线，带电粒子的初速度为零或初速度方向与电场线方向在同一条直线上时电场线才与带电粒子的轨迹重合，故D错误；故选C．
点睛：记住电场线的特点：电场线的疏密代表电场的强弱，沿电场线方向电势逐渐降低，并要掌握电场线的两个意义：电场线的方向反映电势的高低，电场线的疏密表示场强的方向．
2. 真空中有甲、乙两个点电荷相距为r，它们间的静电引力为F．若甲的电荷量变为原来的2倍，乙的电荷量变为原来的，它们间的距离变为2r，则它们间的静电引力将变为
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】由库仑定律可得：；变化后，故选B．
3. 在电场中的某点放入电量为﹣q的试探电荷时，测得该点的电场强度为E；若在该点放入电量为+2q的试探电荷，此时测得该点的场强为
A. 大小为2E，方向和E相反
B. 大小为E，方向和E相反
C. 大小为2E，方向和E相同
D. 大小为E，方向和E相同
【答案】D
【解析】试题分析：电场强度与电场本身的因素是相关的，与所放入的检验电荷无关，故放入电量为的试探电荷时，测得该点的电场强度为，则放电量为的试探电荷时，得到该点的场强仍为E，选项D正确。
考点：电场强度的概念。
4. 如图所示的各电场中，A、B两点的电场强度相同的是
A. B.
C. D.
【答案】D
【解析】图A中两点的电场强度方向相同，根据可得两点电场强度大小不同，A错误；图B和C中两点的电场强度大小相同，但方向不同，BC错误；D中为匀强电场，任意两点的电场强度和大小都相同，D正确．
5. 一个电荷只在电场力作用下从电场中的A点移到B点过程中，电场力做了2×10﹣6J的正功，那么
A. 电荷在B处时具有2×10﹣6J的动能
B. 电荷的动能减少了2×10﹣6J
C. 电荷在B处时具有2×10﹣6J的电势能
D. 电荷的电势能减少了2×10﹣6J
【答案】D
【解析】电场力做正功，电势能减小，动能增加；电场力做功对应着电势能和动能的变化，不能说明具有多少电势能或者动能，故ABC错误，D正确．故选D．
6. 如图所示，在竖直放置间距为d的平行板电容器中，存在电场强度为E的匀强电场，有一质量为m、电荷量为+q的带电小球从两极板正中间处静止释放，重力加速度为g，则点电荷运动到负极板的过程
A. 加速度大小为a=+g
B. 所需的时间为t=
C. 下降的高度为y=
D. 电场力所做的功为W=Eqd
【答案】B
【解析】点电荷受到重力、电场力，合力；根据牛顿第二定律有：，故A错误；
B、根据运动独立性，水平方向点电荷的运动时间为t，水平方向上的加速度a=Eq/m，根据位移公式可得：，化简得，故B正确；
C、竖直方向做自由落体运动，下降高度，故C错误；
D、电荷运动位移为d/2，故电场力做功W=Eqd/2，故D错误。
故选：B。
【名师点睛】
分析电荷的受力情况，根据牛顿第二定律可求得总的加速度；根据运动的独立性，分别对水平方向和竖直方向进行分析，根据水平方向上的匀加速直线运动规律可求得运动时间；再对竖直方向分析，从而求出对应的高度，根据功的公式可求得电场力所做的功。
7. 如图，平行板电容器的两极板竖直放置并分别与电源的正负极相连，一带电小球经绝缘轻绳悬挂于两极板之间，处于静止状态．现保持右极板不动，将左极板向左缓慢移动．关于小球所受的电场力大小F和绳子的拉力大小T，下列判断正确的是
A. F逐渐减小，T逐渐减小
B. F逐渐增大，T逐渐减小
C. F逐渐减小，T逐渐增大
D. F逐渐增大，T逐渐增大
【答案】A
【解析】电容器与电源相连，所以两端间电势差不变，将左极板向左缓慢移动过程中，两板间距离增大，则由U=Ed可知，电场强度E减小；电场力F=Eq减小；小球处于平衡状态，受重力、拉力与电场力的作用而处于平衡，故拉力与电场力和重力的合力大小相等，方向相反；根据平行四边形定则可知，；由于重力不变，电场力变小，故拉力变小．故A正确，BCD错误．故选A．
8. 如图所示，M、N两点分别放置两个等量异种电荷，A为它们连线的中点，B为连线上靠近N的一点，C为连线中垂线上处于A点上方的一点，在A、B、C三点中
A. 场强最小的点是A点，电势最高的点是B点
B. 场强最小的点是A点，电势最高的点是C点
C. 场强最小的点是C点，电势最高的点是B点
D. 场强最小的点是C点，电势最高的点是A点
【答案】C
【解析】试题分析：等量异号电荷的电场线和等势面的分布图象如图所示，电场线的疏密程度表示电场强度的大小，在A、B、C三点中，C带电位置电场线最稀疏，故场强最小的点是C点；A、C两个点在一个等势面上，电势相等；沿着电场线电势逐渐降低，故B点电势高于A点电势；故电势最高的点是B点，C正确．
考点：考查了等量异种电荷电场分布规律
【名师点睛】利用两个等量异种电荷的电场特点，两电荷连线的中垂线有如下特征：中垂线为等势线，连线上各点的电势相等，中间电场线比较密，两边疏，则连线中点场强最大，向外逐渐减小．且电场中的电势、电场强度都关于X轴对称，所以对称点电势相等，场强大小相等
9. 点电荷A和B，分别带正电和负电，电量分别为4Q和Q，在AB连线上，如图所示，电场强度为零的地方在
A. A和B之间 B. B左侧
C. A右侧 D. A的右侧及B的左侧
【答案】B
【解析】试题分析：空间的任意一点的电场是由两个点电荷产生的电场的叠加，只有当两个点电荷产生的电场强度大小相等、方向相反时，该点的电场强度才等于零．根据点电荷场强公式和点电荷电场分布特点确定在AB连线上，电场强度为零的位置．
根据点电荷电场公式可知，在A和B之间时，由于两个电荷产生的电场方向相同，所以合电场一定不为零，故A错误；如果在B的左侧，电荷A产生的电场强度向左，B产生的电场强度向右，电场强度方向相反，但由于A的电量大于B的电量，且A较远，由点电荷场强公式可知，在同一点电场强度大小可能相等，所以合场强可能为零，B正确；如果在A的右侧，两个电场方向一个向左，一个向右，但是距离A较近，并且A的电荷量大，所以两个电场的矢量和不可能为零，CD错误．
10. 如图所示,在正点电荷形成的电场中,一个带电体运动轨迹如图虚线所示,
不计重力，它经过M,N两点时的电势能分别为EM和EN,动能分别为EKM和EKN,则
A. EM>EN,< B. EM
D. EM>EN,>
【答案】C
【解析】从轨迹可以看出点电荷与带电体之间是相互排斥的，故从M到N时，电场力做负功，电势能增大，动能减小，故有，C正确．
11. 两个用相同材料制成的半径相等的带电金属小球,其中一个球的带电量的绝对值是另一个的5倍,它们间的库仑力大小是F,现将两球接触后再放回原处,它们间库仑力的大小可能是
A. 5 F/9 B. 4F/5 C. 5F/4 D. 9F/5
【答案】BD
【解析】试题分析：设两个电荷所带的电量分别为+q和-5q，则两电荷之间的库仑力为；两电荷接触后，各带电量为：，则此时相互作用力为：，故选B。
考点：库仑定律
【名师点睛】只要系统与外界没有电荷交换，电荷的代数和就不变，即电荷守恒。两个相同材料制成的相同的带异种电荷的金属小球，接触带电的原则是先中和后平分，得出接触后各自所带的电荷量，再放回原处，根据库仑定律求出库仑力的大小。
12. 如图所示，实线为电场线，且AB=BC，电场中的A、B、C三点的场强分别为EA、EB、EC，电势分别为φA、φB、φC，AB、BC间的电势差分别为UAB、UBC．下列关系中正确的有
A. EA＞EB＞EC
B. φA＞φB＞φC
C. UAB＞UBC
D. UAB=UBC
【答案】ABC
【解析】试题分析：电场强度的大小看电场线的疏密程度，电场线越密的地方电场强度越大，电势的高低看电场线的指向，沿着电场线电势一定降低．根据U=Ed定性分析电势差的关系．
电场线的疏密程度表示电场强度大小，电场线越密电场强度越大，故，A正确；沿电场线方向电势降低，故，B正确；因为相同距离时，电场强度越大，电势降落越快，而AB间的平均电场强度大于BC间的平均电场强度，故，C正确D错误
13. 如图所示，图中实线是一簇未标明方向的由点电荷产生的电场线，虚线是某带电粒子通过该电场区域时的运动轨迹，a、b是轨迹上的两点，若带电粒子在运动过程中只受到电场力作用，根据此图可以作出正确判断的是()
A. 带电粒子所带电荷的正、负
B. 带电粒子在a、b两点的受力方向
C. 带电粒子在a、b两点的速度何处较大
D. 带电粒子在a、b两点的加速度何处较大
【答案】BCD
【解析】试题分析：粒子的运动轨迹向左弯曲，说明粒子在a、b两点受到的电场力沿电场线向左，如图．由于电场线方向不明，无法确定粒子的电性和产生该电场的点电荷的电性，A错误B正确；根据电场线的疏密程度，判断ab两点场强的大小，从而判断ab两点电场力大小，再根据牛顿第二定律得a点加速度的大，故C正确；由a到b，电场力做负功，动能减小，故b处的速度小，D正确；
考点：考查了带电粒子在电场中的运动
【名师点睛】先由粒子的运动轨迹，判断粒子所受电场力的大体方向，即粒子受到的电场力大体向左，电场线方向不明，无法判断粒子的电性．根据电场线疏密程度，判断ab两点场强的大小，从而判断ab两点电场力大小，再根据牛顿第二定律得ab点加速度的大小．
14. 平行板A、B组成电容器，充电后与静电计相连，要使静电计指针张角变大，下列措施可行的是
A. B板向右移动
B. A板向下移动
C. A、B板间插入电介质
D. 减少极板上的电荷量
【答案】AB
【解析】试题分析：充电后断开电源，则两极板上的电量不变；要使张角张大，应增大两板间的电势差；根据电容的定义式及平行板电容器的决定式可以分析各选项能否使张角增大．
电容器与电源断开，电荷量恒定，要使静电计指针张角变大，即电容器两极板间电势差变大，B板右移，则两极板间的距离增大，根据公式可知电容器电容减小，根据公式可知在两极板电荷量不变的情况下电势差增大，故A正确；A板下移，则两极板正对面积减小，根据公式可知电容减小，根据公式可知在两极板电荷量不变的情况下电势差增大，故B正确；插入电介质，根据公式可知电容增大，根据公式可知在两极板电荷量不变的情况下电势差减小，C错误；减小电荷量时，C不变，则电势差减小，故夹角减小，故D错误．
15. 一带电粒子沿着图中曲线JK穿过一匀强电场，a、b、c、d为该电场的电势面，其中φa<φb<φc<φd，若不计粒子受的重力，可以确定( )
A. 该粒子带正电
B. 该粒子带负电
C. 从J到K粒子的电势能增加
D. 粒子从J到K运动过程中的动能与电势能之和不变
【答案】BD
【解析】电场方向是由高电势指向低电势，所以电场方向水平向左，粒子受到的电场力指向轨迹的内侧，即电场力方向水平向右，所以粒子带负电，A错误B正确；电场力方向和速度方向夹角为锐角，所以电场力做正功，电势能减小，动能增加，故C错误；粒子运动过程中只有电场力做功，所以电势能和动能之和保持不变，D正确．
16. 如图所示，有三个质量相等、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先后射入电场中，最后分别打在正极板的C、B、A处，则
A. 三种粒子在电场中运动时间相同
B. 三种粒子在电场中的加速度为aA>aB>aC
C. 三种粒子到达正极板时动能
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】BD
【解析】试题分析：因为上极板带负电，所以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，负电荷受到向下的电场力．则不带电的小球做平抛运动，带负电的小球做类平抛运动，加速度比重力加速度大，带正电的小球做加速度比重力加速度小的类平抛运动．由此根据平抛和类平抛运动规律求解．
17. 如图所示是两个等量异种点电荷，周围有1、2、3、4、5、6各点，其中1、2之间距离与2、3之间距离相等，2、5之间距离与2、6之间距离相等．两条虚线互相垂直且平分，那么关于各点电场强度和电势的叙述正确的是
A. 1、3两点电场强度相同 B. 5、6两点电场强度相同
C. 4、5两点电势相同 D. 1、3两点电势相同
【答案】ABC
【解析】试题分析：1、2之间距离与2、3之间距离相等，由场强的矢量合成和对称性可知：1、3两点电场强度相同，故A正确；2、5之间距离与2、6之间距离相等，由场强的矢量合成得5、6两点电场强度相同，故B正确．两个等量异种点电荷的中垂线是一条等势线，所以2、4、5、6的电势相等，故C正确；顺着电场线的方向电势降低，则知1点的电势低于3点的电势，故D错误；故选ABC。
考点：电场强度；电势
【名师点睛】解决本题的关键知道等量异种电荷周围的电场线分布，知道两电荷连线的中垂线是等势线．分析时要抓住对称性。
18. 如图所示为示波管中电子枪的原理示意图，示波管内被抽成真空．A为发射电子的阴极，K为接在高电势点的加速阳极，A、K间电压为U，电子离开阴极时的速度可以忽略，电子经加速后从K的小孔中射出时的速度大小为v.下面的说法中正确的是
A. 如果A、K间距离减半而电压仍为U，则电子离开K时的速度仍为v
B. 如果A、K间距离减半而电压仍为U，则电子离开K时的速度变为v/2
C. 如果A、K间距离不变而电压减半，则电子离开K时的速度变为v
D. 如果A、K间距离不变而电压减半，则电子离开K时的速度变为v/2
【答案】AC
【解析】根据动能定理得，得可知，v与A、K间距离无关，则若A、K间距离减半而电压仍为U不变，则电子离开K时的速度仍为v，故A正确B错误；根据可知电压减半时，则电子离开K时的速度变为，故C正确D错误．
二、解答题；本题共3小题。解答应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。
19. 如图所示，一质量为m、带电荷量为q的小球，用绝缘细线悬挂在水平向右的匀强电场中，静止时悬线向左与竖直方向成θ角，重力加速度为g.
（1）判断小球带何种电荷．
（2）求电场强度E.
（3）若在某时刻将细线突然剪断，求经过t时间小球的速度v.
【答案】（1）负电（2）mgtan θ/q（3）gt/cos θ
【解析】试题分析：（1）负电．
（2）小球受力如右图所示，其中电场力F＝qE，
由平衡条件得：F＝mgtan θ，
E＝mgtan θ/q．
（3）剪断细线后小球做初速度为零的匀加速直线运动
F合＝mg/cos θ＝ma，v＝at，
所以v＝gt/cos θ
速度方向与竖直方向夹角为θ斜向左下方．
考点：物体的平衡；电场强度
【名师点睛】本题关键是对小球受力分析，然后根据共点力平衡条件列式求解出各个力，最后根据牛顿第二定律求加速度，由速度时间公式求末速度。
20. 如图所示，匀强电场的电场线与AC平行，把带电荷量10－8 C的负电荷从A移至B的过程中，电场力做功6×10－8 J，AB长6 cm，AB与AC的夹角为60°.求：
（1）场强大小和方向；
（2）设B处电势为1 V，则A处电势为多少；
【答案】（1） 200 V/m；场强方向C至A（2）－5 V
【解析】试题分析：根据电场力做功情况判断电场力方向，再结合电荷电性判断电场强度方向；先根据公式求解电势差，根据公式U=Ed求解电场强度；再根据公式UAB=φA-φB求解电势；
（1）将负电荷从A移至B，电场力做正功，所以电荷所受电场力方向沿A至C，又因为是负电荷，场强方向与负电荷的受力方向相反，所以场强方向应为C至A方向．
由得，即A、B两点间电势差为6V．
如图所示，由B向AC作垂线交AC于D，D与B在同一等势面上．，沿场强方向A、B两点间距离为，
所以．
（2）沿电场线方向电势降低，B点电势高于A点电势．
，即A点的电势为-5 V．
21. 如图所示，真空中有平行正对金属板A、B，它们分别接在输出电压恒为U=91V的电源两端，金属板长L=10cm、两金属板间的距离d=3.2cm，A、B两板间的电场可以视为匀强电场．现使一电子从两金属板左侧中间以v0=2.0×107m/s的速度垂直于电场方向进入电场，然后从两金属板右侧射出．已知电子的质量m=0.91×10﹣30kg，电荷量e=1.6×10﹣19C，两极板电场的边缘效应及电子所受的重力均可忽略不计．求：（计算结果保留两位有效数字）
（1）电子在电场中运动的加速度a的大小；
（2）电子射出电场时在沿电场线方向上的侧移量y；
【答案】（1）；（2）0.63cm；
【解析】（1）设金属板A、B间的电场强度为E，则
根据牛顿第二定律有：
（2）电子以速度进入金属板A、B间，在垂直于电场方向做匀速直线运动，沿电场方向做初速度为零的匀加速直线运动．
电子在电场中运动的时间为
电子射出电场时在沿电场线方向的侧移量
代入数据：
