河南省周口市中英文学校2019-2020学年高二上学期第一次月考物理试题

河南省周口市中英文学校2019-2020学年高二上学期第一次月考物理试题

周口中英文学校高二第一次月考物理试卷 一、选择题 ‎1.关于电场下列说法不正确的是（　　）‎ A. 电场是为了便于研究物体的运动而引入的理想模型 B. 只要有电荷就有电场 C. 正电荷在某点受到电场力的方向就是该点电场强度的方向 D. 电荷间相互作用是通过电场发生的 ‎【答案】A ‎【解析】‎ ‎【详解】A．电场是实际存在的物质，不是理想化模型，A错误；符合题意；‎ B．电荷的周围存在电场，B正确，不符合题意；‎ C．电场强度的方向与正电荷所受电场力方向相同，与负电荷所受电场力方向相反，C正确，不符合题意；‎ D．电荷间的相互作用是通过电场而发生的，电场最基本的性质是对处在它里面的电荷有力的作用，D正确，不符合题意。‎ ‎2. 有关电场强度的理解，下述说法正确的是（ ）‎ A. 由E=可知，电场强度E跟放入电荷Q所受的电场力成正比 B. 当电场中存在试探电荷时，电荷周围才出现电场这种特殊的物质，才存在电场强度 C. 由E=可知，在离点电荷很近，r接近于零，电场强度达无穷大 D. 电场强度是反映电场本身特性的物理量，与是否存在试探电荷无关 ‎【答案】D ‎【解析】‎ 试题分析：电场强度是电场本身的性质，与放入的电荷没有关系，公式E=F/q只是一个定义式不是决定式，A错；同理B错；公式E＝是点电荷场强的计算公式，适用于真空中的点电荷，当r接近于零时，电荷不能再看做点电荷，所以该公式不再适用，C错；电场强度是反映电场本身特性的物理量，与是否存在试探电荷无关，D对；‎ 考点：考查电场强度 点评：本题难度较小，主要是理解场强的计算公式，理解定义式和决定式的区别 ‎3.真空中有两个静止的点电荷，它们之间的作用力为F，若它们的带电量都增大为原来的3倍，距离增大为原来的2倍，它们之间的相互作用力变为　　‎ A. 16F B. C. D. ‎ ‎【答案】C ‎【解析】‎ ‎【详解】根据库仑定律可知变化前：，变化后：，故C正确，ABD错误。‎ ‎4.如图所示，在原来不带电的金属细杆ab附近P处放置一个正点电荷，达到静电平衡后（　　）‎ A. a端电势比b端低 B. b端电势与d点的电势相等 C. a端电势一定不比d点低 D. 感应电荷在杆内c处的场强方向由a指向b ‎【答案】D ‎【解析】‎ ‎【详解】ABC、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，所以越往右电场的电势越高，则有：，故ABC错误．‎ D、由于杆处于静电平衡状态，所以内部的场强为零，正电荷和感应电荷在内部产生的合场强为零；正电荷在c处产生的场强方向由b指向a，所以感应电荷在杆内c处产生的场强方向由a指向b，故D正确．‎ 故选：D．‎ ‎5.如图所示，匀强电场的场强E=3×105V/m，A、B两点相距0.2m，两点连线与电场的夹角是60°，下列说法正确的是（　　）‎ ‎ ‎ A. 电荷量q=+2×10-4C的电荷从A点运动到B点电势能增大6J B. 电荷量q=-2×10-4C的电荷从A点运动到B点电场力做功为-6J C. 若取A点的电势为0，则B点的电势φB=3×104V D. A、B两点间的电势差是UAB=6×104V ‎【答案】B ‎【解析】‎ 试题分析：从A到B，电场力做功W=qEdABcos60°=2×10−4×3×105×0．2×J=6J．则电势能减小6J．故A错误．从A到B，电场力做功W=-qEdABcos60°=-2×10−4×3×105×0．2×J=-6J．故B正确．AB间的电势差UAB=EdABcos60°=3×105×0．2×V=3×104V，因为A点的电势为0，则B点的电势为φB=-3×104V．故CD错误．故选B。‎ 考点：电场力的功与电势差的关系 ‎【名师点睛】解决本题的关键掌握电场力做功与电势差、电势差与电场强度的关系，并能灵活运用，基础题。‎ ‎6.如图所示，A，B，C是匀强电场中的三点，三点的电势分别为，，，，，，可确定该匀强电场的场强大小为 A. ‎ B. ‎ C. ‎ D. ‎ ‎【答案】D ‎【解析】‎ ‎【详解】如下图所示，用D､F､G把AC四等分，因此：，，；连结BF直线便是电场中电势为4V的等势线，过该等势线上任一点M作垂线并指向电势降落方向，便得到一条电场线。‎ 由几何关系知三角形BCF为等边三角形，则B､C两点在场强方向上的距离：‎ ‎，‎ 则场强：‎ ‎，‎ A．，所给答案为，A错误；‎ B．，所给答案为，B错误；‎ C．，所给答案为，C错误；‎ D．，D正确。‎ ‎7.如图所示，点电荷、分别置于M、N两点，O点为MN连线的中点，点a、b在MN连线上，点c、d在MN中垂线上，它们均关于O点对称下列说法正确的是　　‎ A. c、d两点的电场强度相同 B. a、b两点的电势相同 C. 将电子沿直线从c移到d，电场力对电子先做负功再做正功 D. 将电子沿直线从a移到b，电子的电势能一直增大 ‎【答案】D ‎【解析】‎ ‎【分析】‎ 根据电场线分布，比较c、d两点的电场强度大小和方向关系。根据沿电场线方向电势逐渐降低，来比较a点和b点的电势，由沿直线从a到b电势的变化，分析电子从a移到b过程中电势能如何变化。将电子沿直线从c点移到d点，通过电子所受的电场力与速度的方向夹角判断电场力做正功还是负功。‎ ‎【详解】A：根据电场线分布的对称性可知，c、d两点的电场强度大小相等，方向不同，则c、d两点的电场强度不同。故A项错误。‎ BD：MN间的电场线方向由M→N，沿电场线方向电势逐渐降低，则a点的电势高于b点的电势；电子沿直线从a移到b电势降低，电子带负电，据，则电子的电势能一直增大。故B项错误，D项正确。‎ C：对两个电荷在中垂线上的场强进行叠加，在Oc段场强方向斜向右上，在Od段场强方向斜向右下；电子所受的电场力在Oc段斜向左下，在Od段斜向左上；电子沿直线从c移到d，电场力跟速度的方向先是锐角后是钝角，电场力对电子先做正功后做负功。故C项错误。‎ ‎【点睛】解决本题的关键是进行电场的叠加，通过电场力与速度的方向关系判断电场力做正功还是负功。‎ ‎8. 光滑绝缘水平面上相距为L的点电荷A、B带电荷量分别为＋4q和－q，如图所示，今引入第三个点电荷C，使三个点电荷都处于平衡状态，则C的电荷量和放置的位置是（ ）‎ A. －q，在A左侧距A为L处 B. －2q，在A左侧距A为处 C. ＋4q，在B右侧距B为L处 D. ＋2q，在B右侧距B为处 ‎【答案】C ‎【解析】‎ 试题分析：A、B、C三个电荷要平衡，必须三个电荷在一条直线上，外侧二个电荷相互排斥，中间电荷吸引外侧两个电荷，所以外侧两个电荷距离大，要平衡中间电荷的拉力，必须外侧电荷电量大，中间电荷电量小，所以C必须带正电，在B的右侧．设C所在位置与B的距离为r，则C所在位置与A的距离为L＋r，要能处于平衡状态，所以A对C的电场力大小等于B对C的电场力大小，设C的电量为Q．则有：，解得：r＝L．对点电荷A，其受力也平衡，则：解得：Q＝4q，即C带正电，电荷量为4q，在B的右侧距B为L处．故选C．‎ 考点：库仑定律；物体的平衡 ‎9.关于电势差的计算公式，下列说法正确的是(　　)‎ A. 电势差的公式UAB＝说明两点间的电势差UAB与电场力做功WAB成正比，与移动电荷的电荷量q成反比 B. 把正电荷从A点移动到B点电场力做正功，则有UAB>0‎ C. 电势差的公式UAB＝中，UAB与移动电荷的电荷量q无关 D. 电场中A、B两点间的电势差UAB等于把正电荷q从A点移动到B点时电场力所做的功 ‎【答案】BC ‎【解析】‎ 电势差是电场本身的性质，与带电粒子做功无关，A错；由W=qU可知，W为正，q为正则U为正值，B对；同理C对；电场中A、B两点间的电势差UAB等于把单位正电荷q从A点移动到B点时电场力做的功，D错；‎ ‎10.如图所示，在竖直平面内有水平向左匀强电场，在匀强电场中有一根长为L的绝缘细线，细线一端固定在O点，另一端系一质量为m的带电小球。小球静止时细线与竖直方向成θ角，此时让小球获得初速度且恰能绕O点在竖直平面内做圆周运动，重力加速度为g。下列说法正确的是( )‎ A. 匀强电场的电场强度E=‎ B. 小球动能的最小值为Ek=‎ C. 小球运动至圆周轨迹的最高点时机械能最小 D. 小球从图示位置开始,在竖直平面内逆时针运动一周的过程中,其电势能先减小后增大 ‎【答案】AB ‎【解析】‎ ‎【详解】A. 小球静止时悬线与竖直方向成θ角，受重力、拉力和电场力，三力平衡，根据平衡条件，有：mgtanθ=qE，解得，故A正确 B. 小球恰能绕O点在竖直平面内做圆周运动，在等效最高点A速度最小，根据牛顿第二定律，有，则最小动能 C. 小球的机械能和电势能之和守恒，则小球运动至电势能最大的位置机械能最小，小球带负电，则小球运动到圆周轨迹的最左端点时机械能最小，故C错误；‎ D. 小球从初始位置开始，在竖直平面内运动一周的过程中，电场力先做正功，后做负功，再做正功，则其电势能先减小后增大，再减小，故D错误；‎ ‎11.如图所示，虚线A、B、C、D是某匀强电场中的4个平行且等距的等势面，其中等势面C的电势为0，一电子仅在静电力的作用下运动，经过A、D等势面时的动能分别为26eV和5eV，则下列说法正确的是 A. 等势面D的电势为-7V B. 等勢面B的电势为4V C. 该电子不可能到达电势为－10V的等势面 D. 该电子运动到某一位置，其电势能变为8eV时，它的动能为4eV ‎【答案】AD ‎【解析】‎ ‎【详解】（1）因电子仅在静电力的作用下运动，经过A、D等势面的动能分别为26eV和5eV，根据动能定理有，即，又，可得，选项A正确；‎ ‎（2）因匀强电场中，等势面B的电势为7V，选项B错误；‎ ‎（3）因只有静电力做功，动能和电势能之和保持不变。当电子的速度为零时，由能量守恒可得，解得，选项C错误；‎ ‎（4）同理，由能量守恒可得，，选项D正确。‎ 故本题选AD。‎ ‎12.如图，一带正电的点电荷固定于O点，两虚线圆均以O为圆心，两实线分别为带电粒子M和N先后在电场中运动的轨迹，a、b、c、d、e为轨迹和虚线圆的交点不计重力下列说法正确的是　　‎ A. M带负电荷，N带正电荷 B. M在b点的动能小于它在a点的动能 C. N在d点的电势能等于它在e点的电势能 D. N在从c点运动到d点的过程中克服电场力做功 ‎【答案】ABC ‎【解析】‎ 试题分析：由粒子运动轨迹可知，M受到的是吸引力，N受到的是排斥力，可知M带负电荷，N带正电荷，故A正确．M从a到b点，库仑力做负功，根据动能定理知，动能减小，则b点的动能小于在a点的动能，故B正确．d点和e点在同一等势面上，电势相等，则N在d点的电势能等于在e点的电势能，故C正确．‎ D、N从c到d，库仑斥力做正功，故D错误．故选ABC 考点：带电粒子在电场中的运动 ‎【名师点睛】本题关键是根据曲线运动的条件判断出静电力的方向，掌握判断动能和电势能变化的方向，一般的解题思路是根据动能定理判断动能的变化，根据电场力做功判断电势能的变化。‎ 二、实验题 ‎13.在探究两电荷间相互作用力的大小与哪些因素有关的实验中，一同学猜想可能与两电荷间的距离和带电量有关。他选用带正电的小球A和B，A球放在可移动的绝缘座上，B球用长度可调绝缘丝线悬挂于C点。实验时，先保持两球电荷量不变，使A球从远处逐渐向B球靠近，观察到两球距离越小，B球悬线的偏角越大；再保持两球的距离不变，改变B球所带的电荷量，观察到电荷量越大，B球悬线的偏角越大。（实验过程中调节丝线长度使球A与球B的球心始终在同一水平线上）‎ ‎（1）该实验采用的方法是_____。‎ A．理想实验法 B．控制变量法 C．等效替代法 ‎（2）实验表明：两电荷之间的相互作用力，随其距离的增大而________，随其所带电荷量的增大而________。‎ ‎（3）若球A的电荷量用Q表示；球B的电荷量用q表示、质量用m表示；球A与球B间的距离用d表示，静电力常量为k，重力加速度为g。则小球偏离竖直方向的角度的正切值tanθ =_________。‎ ‎【答案】 (1). B (2). 减小 (3). 增大 (4). ‎ ‎【解析】‎ ‎【详解】(1)[1] 先保持两球电荷量不变，使A球从远处逐渐向B球靠近。这是只改变它们之间的距离；再保持两球距离不变，改变小球所带的电荷量，这是只改变电量。所以采用的方法是控制变量法，故AC错误B正确。‎ ‎(2)[2][3] 对小球B进行受力分析，可以得到小球受到的电场力：F=mgtanθ，即B球悬线的偏角越大，电场力也越大；所以使A球从远处逐渐向B球靠近，观察到两球距离越小，B球悬线的偏角越大，说明了两电荷之间的相互作用力，随其距离的减小而增大，随其距离的增大而减小；两球距离不变，改变小球所带的电荷量，观察到电荷量越大，B球悬线的偏角越大，说明了两电荷之间的相互作用力，随其所带电荷量的增大而增大。‎ ‎(3)[4] 对小球B进行受力分析，可以得到小球受到的电场力：F=mgtanθ，又所以：。‎ ‎14.如图，q1、q2、q3分别表示在一条直线上的三个自由点电荷，已知q1与q2之间的距离为l1，q2与q3之间的距离为l2，且l2=2l1，每个电荷都处于平衡状态。‎ ‎（1）如q2为正电荷，则q1为______电荷，q3为______电荷。‎ ‎（2）q1、q2、q3三者电量大小之比是_________________________‎ ‎【答案】 (1). 负 (2). 负 (3). 9:4:36‎ ‎【解析】‎ ‎【详解】(1)[1][2]假设q1带负电，要使q2平衡则q3也应带负电；如果q1带正电，要使q2平衡则q3也应带正电。但q1、q3不能平衡，所以q1、q3都带负电荷。‎ ‎(2)[3] 由于三个电荷均处于平衡状态，由库仑定律建立如下平衡式：分别对q1、q2、q3、列平衡方程有：‎ ‎，，‎ 可得：‎ 又l2=2l1，解得：q1：q2：q3=9：4：36‎ 三、计算题 ‎15.把带电荷量2×10-8C的正点电荷从无限远处移到电场中A点，要克服电场力做功8×10-8J，若把该电荷从无限远处移动到电场B点，需克服电场力做2×10-8J功，求：‎ ‎（1）A点的电势；‎ ‎（2）A、B两点的电势差；‎ ‎（3）把2×10-8C 的负电荷由A点移到B点电场力做的功．‎ ‎【答案】（1）4V（2）3V（3）-6×10-8J ‎【解析】‎ ‎【详解】（1）无限远处与点间的电势差为：‎ U∞A= = =-4V 而，又，所以φA=4V。‎ ‎（2）无限远处与点间的电势差：‎ U∞B= = =-1V 而，所以φB=1V，则两点的电势差为：UAB ==3V；‎ ‎（3）电场力做的功 W=qUAB=-2×10-8×3=-6×10-8J 答：（1）4V（2）3V（3）-6×10-8J ‎16.如图所示，光滑绝缘细杆竖直放置，它与以点电荷+Q为圆心的某一个圆周交于B，C两点，质量为m，带电荷量为-q的小环从A点由静止下滑，已知q＜＜Q，AB=h，小环到达B点时，速度为，求：‎ ‎(1)小环由A到B过程中，静电力对小环做的功；‎ ‎(2)A，C两点间的电势差UAC等于多少?‎ ‎【答案】(1)(2)‎ ‎【解析】‎ 详解】(1)A→B由动能定理：‎ ‎，‎ 所以：‎ ‎；‎ ‎(2)由于B、C在以Q为圆心的球面上，点电荷的等势面为同心球面。则B、C两点电势相等，则：‎ ‎。‎ 答：(1)小环由A到B过程中，静电力对小环做的功；‎ ‎(2)A，C两点间的电势差 ‎17.如图所示，在E＝103‎ ‎ V/m的水平向左的匀强电场中，有一光滑半圆形绝缘轨道竖直放置，轨道与一水平绝缘轨道MN连接，半圆轨道所在竖直平面与电场线平行，其半径R＝40cm，一带正电荷q＝10－4 C的小滑块质量为m＝40g，与水平轨道间的动摩擦因数μ＝0.2，取g＝10 m/s2，问：‎ ‎(1)要使小滑块恰好运动到圆轨道的最高点C，滑块应在水平轨道上离N点多远处释放？‎ ‎(2)这样释放的滑块通过P点时对轨道压力是多大？(P为半圆轨道中点)‎ ‎【答案】（）（）‎ ‎【解析】‎ ‎【详解】(1)滑块刚能通过轨道最高点，则：‎ 滑块由释放点到最高点过程由动能定理得：‎ ‎ ‎ 整理得：‎ 代入数据得s=20m ‎(2)滑块由释放点到P点，由动能定理得：‎ 在P点由牛顿第二定律得：‎ ‎ ‎ 联立解得：‎ 据牛顿第三定律可得：滑块过P点时对轨道压力为1.5N ‎ ‎