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文档介绍
物理·甘肃省天水二中2016-2017学年高二上学期第一次月考物理试卷 Word版含解析
2016-2017学年甘肃省天水二中高二(上)第一次月考物理试卷 一、选择题(每小题4分,共40分) 1.下列关于点电荷的说法,正确的是( ) A.点电荷一定是电量很小的电荷 B.点电荷是一种理想化模型,实际不存在 C.只有体积很小的带电体,才能作为点电荷 D.体积很大的带电体一定不能看成点电荷 2.真空中两个点电荷Q1、Q2,距离为R,当Q1增大到原来的2倍,Q2增大到原来的4倍,距离R增大到原来的2倍时,电荷间的库仑力变为原来的( ) A.1倍 B.2倍 C.6倍 D.9倍 3.如图所示,两个质量均为m的完全相同的金属球壳a和b,其壳层的厚度和质量分布均匀,将它们固定于绝缘支座上,两球心间的距离l为球半径的3倍.若使它们带上等量异种电荷,使其电荷量的绝对值均为Q,那么关于a、b两球之间的万有引力F引和库仑力F库的表达式正确的是( ) A.F引=G,F库=k B.F引≠G,F库≠k C.F引≠G,F库=k D.F引=G,F库≠k 4.真空中距点电荷(电量为Q)为r的A点处,放一个带电量为q(q≪Q)的点电荷,q受到的电场力大小为F,则A点的场强为( ) A. B. C.k D.k 5.如图所示是静电场的一部分电场线分布,下列说法中正确的是( ) A.点电荷q在A点处受到的静电力比在B点处受到的静电力大 B.这个电场可能是负点电荷的电场 C.点电荷q在A点处的瞬时加速度比在B点处的瞬时加速度小(不计重力) D.负电荷在B点处受到的静电力的方向沿B点切线方向 6.一带电粒子从电场中的A点运动到B点,轨迹如图中虚线所示.不计粒子所受重力,则错误的是( ) A.粒子带正电 B.粒子加速度逐渐减小 C.A点的速度大于B点的速度 D.粒子的初速度不为零 7.两个质量分别为m1、m2的小球,各用长为L的丝线悬挂在同一点,当两球分别带同种电荷,且电荷量分别为q1、q2时,两丝线张开一定的角度θ1、θ2,如图所示,则下列说法正确的是( ) A.若m1>m2,则θ1>θ2 B.若m1>m2,则θ1=θ2 C.若m1<m2,则θ1>θ2 D.若q1=q2,则θ1=θ2 8.如图所示是带负电的点电荷﹣Q,P1、和P2为其电场中的两点.若E1、E2为P1、P2两点的电场强度的大小,φ1.φ2为P1、P2两点的电势,则( ) A.E1>E2,φ1>φ2 B.E1>E2,φ1<φ2 C.E1<E2,φ1>φ2 D.E1<E2,φ1<φ2 9.一个带正电的质点,电荷量q=2.0×10﹣9C,在静电场中由a点移到b点,在这过程中,除静电力外,其他力做的功为2.0×10﹣5 J,质点的动能增加了8.0×10﹣5 J,则a、b两点间的电势差为( ) A.3.0×104 V B.1.0×104 V C.4.0×104 V D.7.0×104 V 10.如图所示,实线为电场线,虚线为等势面,相邻两等势面间的电势差相等.一个正电荷在等势面L3处的动能为30J,运动到等势面L1处时动能为零;现取L2为零电势参考平面,则当此电荷的电势能为4J时,它的动能为(不计重力及空气阻力)( ) A.16 J B.11 J C.6 J D.4 J 二、多项选择题(多选、错选均不得分,每小题6分,共24分) 11.如图所示,带箭头的直线是某一电场中的一条电场线,在这条线上有A、B两点,用EA、EB表示A、B两处的场强,则( ) A.A、B两处的场强方向相反 B.因为A、B在一条电场线上,且电场线是直线,所以EA=EB C.电场线从A指向B,所以EA>EB D.不知A、B附近电场线的分布情况,EA、EB的大小不能确定 12.如图所示,带正电的点电荷固定于Q点,电子在库仑力作用下,做以Q为焦点的椭圆运动.M、P、N为椭圆上的三点,P点是轨道上离Q最近的点.电子在从M点经P到达N点的过程中( ) A.速率先减小后增大 B.速率先增大后减小 C.电势能先减小后增大 D.电势能先增大后减小 13.如图所示,两个带电球,大球的电荷量大于小球的电荷量,可以肯定( ) A.两球可能都带正电 B.两球都带负电 C.大球受到的静电力大于小球受到的静电力 D.两球受到的静电力大小相等 14.下列关于电势高低的判断,正确的是( ) A.负电荷从P点移到M点,电势能增加,P点电势一定较低 B.负电荷从P点移到M点,电势能增加,M点电势一定较低 C.正电荷从P点移到M点,电势能增加,P点电势一定较低 D.正电荷从P点移到M点,电势能增加,M点电势一定较低 三、计算题(15题10分,16题12分,17题14分,共36分) 15.光滑绝缘导轨,与水平面成45°角,两个质量均为m,带等量同种电荷的小球A、B,带电量均为q,静止于导轨的同一水平高度处,如图所示.求:两球之间的距离. 16.将带电荷量为1×10﹣8 C的电荷,从无限远处移到电场中的A点,要克服静电力做功1×10﹣6 J,问: (1)电荷的电势能是增加还是减少?电荷在A点具有多少电势能? (2)A点的电势是多少? (3)若静电力可以把带电荷量为2×10﹣8C的电荷从无限远处移到电场中的A点,说明电荷带正电还是带负电?静电力做了多少功?(取无限远处为电势零点) 17.竖直放置的两块足够长的平行金属板间有匀强电场.其电场强度为E,在该匀强电场中,用丝线悬挂质量为m的带电小球,丝线跟竖直方向成θ角时小球恰好平衡,如图所示,请问: (1)小球带电荷量是多少? (2)若剪断丝线,小球碰到金属板需多长时间? 2016-2017学年甘肃省天水二中高二(上)第一次月考物理试卷 参考答案与试题解析 一、选择题(每小题4分,共40分) 1.下列关于点电荷的说法,正确的是( ) A.点电荷一定是电量很小的电荷 B.点电荷是一种理想化模型,实际不存在 C.只有体积很小的带电体,才能作为点电荷 D.体积很大的带电体一定不能看成点电荷 【考点】元电荷、点电荷. 【分析】带电体看作点电荷的条件,当一个带电体的形状及大小对它们间相互作用力的影响可忽略时,这个带电体可看作点电荷,是由研究问题的性质决定,与自身大小形状无具体关系. 【解答】解:A、由点电荷的定义,可知其与带电量无关,故A错误 B、由点电荷的定义知,它是理想化的模型,实际并不存在,故B正确 C、由点电荷的定义知,它与体积大小无关,故C错误 D、由点电荷的定义知,它与体积大小无关,故D错误 故选B 2.真空中两个点电荷Q1、Q2,距离为R,当Q1增大到原来的2倍,Q2增大到原来的4倍,距离R增大到原来的2倍时,电荷间的库仑力变为原来的( ) A.1倍 B.2倍 C.6倍 D.9倍 【考点】库仑定律. 【分析】真空中有两个固定点电荷之间的距离保持不变,当电荷量都变为原来的2倍,根据库仑定律分析库仑力的变化. 【解答】解:根据库仑定律可知,F=,真空中有两个固定点电荷,当Q1增大到原来的2倍,Q2增大到原来的4倍,距离R增大到原来的2倍时,则库仑力: 变为原来的2倍,故B正确,ACD错误. 故选:B 3.如图所示,两个质量均为m的完全相同的金属球壳a和b,其壳层的厚度和质量分布均匀,将它们固定于绝缘支座上,两球心间的距离l为球半径的3倍.若使它们带上等量异种电荷,使其电荷量的绝对值均为Q,那么关于a、b两球之间的万有引力F引和库仑力F库的表达式正确的是( ) A.F引=G,F库=k B.F引≠G,F库≠k C.F引≠G,F库=k D.F引=G,F库≠k 【考点】库仑定律;万有引力定律及其应用. 【分析】万有引力定律的使用的条件是质点和质量均匀分布的球,库仑定律的使用的条件是点电荷,根据它们的使用条件来分析即可. 【解答】解:万有引力定律的使用的条件是质点和质量均匀分布的球,由于金属球a和b质量分布均匀,所以万有引力定律可以直接的应用,所以它们之间的万有引力为F引=G, 由于两球心间的距离l为球半径的3倍,它们之间的距离并不是很大,且两球壳因电荷间的相互作用使电荷分布不均匀,所以此时的电荷不能看成是点电荷,由于它们带的是等量异种电荷,由于电荷之间的相互吸引,电荷之间的距离会比l小,所以此时电荷间的库仑力F库≠k. 故D正确、ABC错误. 故选:D. 4.真空中距点电荷(电量为Q)为r的A点处,放一个带电量为q(q≪Q)的点电荷,q受到的电场力大小为F,则A点的场强为( ) A. B. C.k D.k 【考点】电场强度. 【分析】电场强度等于放入电场中的试探电荷所受电场力与其电荷量的比值.由场强的定义式求解电场强度的大小. 点电荷的电场强度也可以使用点电荷的场强公式:计算 【解答】解:A、电场强度等于放入电场中的试探电荷所受电场力与其电荷量的比值.由场强的定义式求解电场强度的大小.由题意,Q是场源电荷,q是试探电荷.故A错误,B正确; C、D:Q是场源电荷,q是试探电荷.A点的电场强度大小由Q产生,所以A点的场强.故C错误,D正确. 故选:BD. 5.如图所示是静电场的一部分电场线分布,下列说法中正确的是( ) A.点电荷q在A点处受到的静电力比在B点处受到的静电力大 B.这个电场可能是负点电荷的电场 C.点电荷q在A点处的瞬时加速度比在B点处的瞬时加速度小(不计重力) D.负电荷在B点处受到的静电力的方向沿B点切线方向 【考点】电势差与电场强度的关系;电场线. 【分析】根据电场线的疏密分析场强的大小,再由F=qE分析静电力的大小.负点电荷电场的电场线是会聚型的射线.加速度根据牛顿第二定律分析.负电荷所受的静电力方向与电场强度方向相反. 【解答】解:A、A处电场线比B处电场线密,则A处的场强比B处场强大,由F=qE知,同一电荷在A处受到的静电力较大,故A正确. B、该电场的电场线是曲线,而负点电荷电场的电场线是会聚型的射线.所以该电场不可能是负点电荷的电场.故B错误. C、点电荷q在A点处受到的静电力比在B点处受到的静电力大,不计重力,根据牛顿第二定律F=ma知,点电荷q在A点处的瞬时加速度比在B点处的瞬时加速度大.故C错误. D、电场强度方向沿电场线的切线方向,负电荷所受的静电力方向与电场强度方向相反.所以负电荷在B点处受到的静电力的方向沿B点切线的相反方向,故D错误. 故选:A 6.一带电粒子从电场中的A点运动到B点,轨迹如图中虚线所示.不计粒子所受重力,则错误的是( ) A.粒子带正电 B.粒子加速度逐渐减小 C.A点的速度大于B点的速度 D.粒子的初速度不为零 【考点】电势差与电场强度的关系;电场线. 【分析】带电粒子只受电场力,做曲线运动时电场力指向轨迹弯曲的内侧,由此分析出电场力方向,从而判断出粒子的电性.由电场线的疏密分析场强的大小,由牛顿第二定律分析加速度的大小.根据电场力做功正负,分析动能的变化,从而分析出速度的变化. 【解答】解:A、根据曲线运动的受力特点可知,带电粒子所受的电场力应该指向曲线弯曲的内侧,所以电场力逆着电场线方向,则粒子带负电.故A错误; B、电场线密的地方电场强度大,所以A点的场强比B点的场强大,由F=qE知,粒子在B点受到的电场力较小,所以粒子加速度逐渐减小,故B正确. C、从A到B的过程中,电场力对粒子做负功,所以粒子的动能减小,则带电粒子在A点的速度大于B点的速度,故C正确. D、若粒子的初速度为零,粒子只受电场力时应做直线运动,而该粒子做曲线运动,所以初速度不为零,故D正确. 本题选错误的,故选:A 7.两个质量分别为m1、m2的小球,各用长为L的丝线悬挂在同一点,当两球分别带同种电荷,且电荷量分别为q1、q2时,两丝线张开一定的角度θ1、θ2,如图所示,则下列说法正确的是( ) A.若m1>m2,则θ1>θ2 B.若m1>m2,则θ1=θ2 C.若m1<m2,则θ1>θ2 D.若q1=q2,则θ1=θ2 【考点】共点力平衡的条件及其应用;库仑定律. 【分析】分别对两小球进行受力分析,作出力图,由共点力平衡条件得到各自的重力与库仑力的关系,抓住相互间的库仑力大小相等,得到质量与角度的关系,分析求解. 【解答】解:若小球在同一水平面上,则有如下解: m1、m2受力如图所示,由平衡条件可知, m1g=,m2g= 因F=F′,则 可见,若m1>m2,则θ1<θ2;若m1=m2,则θ1=θ2;若m1<m2,则θ1>θ2.θ1、θ2的关系与两电荷所带电量无关. 故C正确,ABD均错误. 故选:C 8.如图所示是带负电的点电荷﹣Q,P1、和P2为其电场中的两点.若E1、E2为P1、P2两点的电场强度的大小,φ1.φ2为P1、P2两点的电势,则( ) A.E1>E2,φ1>φ2 B.E1>E2,φ1<φ2 C.E1<E2,φ1>φ2 D.E1<E2,φ1<φ2 【考点】电势;电势能. 【分析】Q是带负电的点电荷,则电场线方向由P1→P2,顺着电场线方向,电势降低,可判断电势的高低.由点电荷的场强公式E=k可知,某点的场强大小与该点到场源电荷的距离的平方成反比,来分析场强的大小. 【解答】解:Q是带负电的点电荷,则电场线方向由P2→P1,顺着电场线方向,电势降低,则φ1<φ2. 由点电荷的场强公式E=k 可知,P2离Q比P1远,则E1>E2. 故选:B. 9.一个带正电的质点,电荷量q=2.0×10﹣9C,在静电场中由a点移到b点,在这过程中,除静电力外,其他力做的功为2.0×10﹣5 J,质点的动能增加了8.0×10﹣5 J,则a、b两点间的电势差为( ) A.3.0×104 V B.1.0×104 V C.4.0×104 V D.7.0×104 V 【考点】电势差与电场强度的关系. 【分析】质点在静场中由a点移到b点的过程中,有静电力和其他力对质点做功,引起质点的动能增加.电场力做功为Wab=qUab,根据动能定理求解a、b两点间的电势差. 【解答】解:根据动能定理得 qUab+W其他=△Ek 得a、b两点间的电势差 Uab==V=3.0×104V 故选:A 10.如图所示,实线为电场线,虚线为等势面,相邻两等势面间的电势差相等.一个正电荷在等势面L3处的动能为30J,运动到等势面L1处时动能为零;现取L2为零电势参考平面,则当此电荷的电势能为4J时,它的动能为(不计重力及空气阻力)( ) A.16 J B.11 J C.6 J D.4 J 【考点】电势差与电场强度的关系;电势能. 【分析】根据电场力做功公式W=qU和动能定理分析正电荷运动到等势面L2处时的动能,从而得出电荷的总能量,根据能量守恒定律求电荷的电势能为4J时的动能. 【解答】解:根据电场力做功公式W=qU知,正电荷通过相邻等差等势面时电场力做功相等.根据动能定理知:电荷从等势面L3处运动到等势面L1处时电场力做功为:W=Ek1﹣Ek3=0﹣30J=﹣30J,则正电荷从等势面L2处运动到等势面L1处时电场力做功为:W′=W=﹣15J,动能减小15J,所以正电荷运动到等势面L2处时的动能为:Ek2=15J,电荷的总能量为:E=Ek2+Ep=15J,当电势能为4J时,根据能量守恒定律知,它的动能为:Ek=E﹣Ep=15J﹣4J=11J 故选:B 二、多项选择题(多选、错选均不得分,每小题6分,共24分) 11.如图所示,带箭头的直线是某一电场中的一条电场线,在这条线上有A、B两点,用EA、EB表示A、B两处的场强,则( ) A.A、B两处的场强方向相反 B.因为A、B在一条电场线上,且电场线是直线,所以EA=EB C.电场线从A指向B,所以EA>EB D.不知A、B附近电场线的分布情况,EA、EB的大小不能确定 【考点】电场强度. 【分析】电场线上某点的切线方向表示电场的方向,电场线的疏密表示电场的强弱. 【解答】解:A、A、B两点沿电场线方向切线方向相同,可知场强方向相同.故A错误. B、因为不知道A、B附近电场线的分布情况,故无法比较A、B的场强.故B、C错误,D正确. 故选:D. 12.如图所示,带正电的点电荷固定于Q点,电子在库仑力作用下,做以Q为焦点的椭圆运动.M、P、N为椭圆上的三点,P点是轨道上离Q最近的点.电子在从M点经P到达N点的过程中( ) A.速率先减小后增大 B.速率先增大后减小 C.电势能先减小后增大 D.电势能先增大后减小 【考点】电势能;电势差与电场强度的关系. 【分析】根据影响速度和电势能大小的因素来分析速度和电势能的变化,找到转化的方向.对于系统能量守恒,机械能与电势能相互转化. 【解答】解:AB、当电子从M点向N点运动时,库仑力先做正功,后做负功,运动的速度先增加后减小,故A错误,B正确; CD、电子运动的速度先增加后减小,所以动能先增加后减小,由于系统的动能与电势能的和保持不变,所以电势能先减小后增加.故C正确,D错误; 故选:BC 13.如图所示,两个带电球,大球的电荷量大于小球的电荷量,可以肯定( ) A.两球可能都带正电 B.两球都带负电 C.大球受到的静电力大于小球受到的静电力 D.两球受到的静电力大小相等 【考点】库仑定律. 【分析】物体相互排斥时,物体带同种电荷. 根据牛顿第三定律可知,两球受到的库仑力是作用力与反作用力. 【解答】解:A、B、根据图可知,两球之间是排斥力,只能判断两球带的电性相同,不能肯定两球都带正电还是都带负电,故A正确,B错误. C、D、两球之间的库仑力是作用力与反作用力,根据牛顿第三定律可知,两球受到的静电力大小相等,故C错误、D正确. 故选:AD. 14.下列关于电势高低的判断,正确的是( ) A.负电荷从P点移到M点,电势能增加,P点电势一定较低 B.负电荷从P点移到M点,电势能增加,M点电势一定较低 C.正电荷从P点移到M点,电势能增加,P点电势一定较低 D.正电荷从P点移到M点,电势能增加,M点电势一定较低 【考点】电势. 【分析】将正电荷沿着电场线运动,电场力做正功,电势能减小;将负电荷沿着电场线运动,电场力做负功,电势能增加;正电荷在电势高的点电势能大,负电荷在电势高的点电势能低. 【解答】解:A、B、电场力做功等于电势能的减小量,故将负电荷从P点移到M点,电势能增加,则电场力做负功;由于φ=,电量为负值,故M点电势较低,P点电势较高,故A错误,B正确, C、D、正电荷从P点移到M点,电势能增加,则电场力做负功,因移动正电荷,则逆着电场线方向移动,即P点电势一定较低,故C正确,D错误; 故选:BC. 三、计算题(15题10分,16题12分,17题14分,共36分) 15.光滑绝缘导轨,与水平面成45°角,两个质量均为m,带等量同种电荷的小球A、B,带电量均为q,静止于导轨的同一水平高度处,如图所示.求:两球之间的距离. 【考点】共点力平衡的条件及其应用;库仑定律. 【分析】两球均处于静止状态,合力均为零,以A球为研究对象,分析受力情况,由平衡条件求出库仑力,再由库仑定律求出两球间的距离. 【解答】解:设两球之间的距离为x.以A球为研究对象,分析受力情况,如图,由平衡条件得 F=mgtan45°=mg 由库仑定律得 F=k 解得,x=q 答:两球之间的距离为q. 16.将带电荷量为1×10﹣8 C的电荷,从无限远处移到电场中的A点,要克服静电力做功1×10﹣6 J,问: (1)电荷的电势能是增加还是减少?电荷在A点具有多少电势能? (2)A点的电势是多少? (3)若静电力可以把带电荷量为2×10﹣8C的电荷从无限远处移到电场中的A点,说明电荷带正电还是带负电?静电力做了多少功?(取无限远处为电势零点) 【考点】电势能. 【分析】取无限远处电势为零.根据电场力做正功时,电荷的电势能减小,电场力做负功时电势能增加.根据电势公式、电场力做功和功能关系进行分析和计算. 【解答】解:(1)电荷从无限远处移到电场中的A点,要克服静电力做功1×10﹣6J,电荷的电势能增加; 无限远处电势能为零,则电荷在A点具有1×10﹣6J的电势能, (2)A点的电势为 φA=V; (3)若静电力可以把带电荷量为2×10﹣8C的电荷从无限远处移到电场中的A点,静电力做正功,所以该电荷带负电; 电荷量为2×10﹣8 C的电荷从无限远处移到电场中的A点时,无限远与A点间的电势差不变,则静电力做正功,为W=q′U∞A=﹣2×10﹣8×(0﹣100)J=2×10﹣6J 答:(1)电荷的电势能是增加,电荷在A点具有1×10﹣6J电势能; (2)A点的电势是100V; (3)若静电力可以把带电荷量为2×10﹣8C的电荷从无限远处移到电场中的A点,电荷是带负电,静电力做功2×10﹣6J. 17.竖直放置的两块足够长的平行金属板间有匀强电场.其电场强度为E,在该匀强电场中,用丝线悬挂质量为m的带电小球,丝线跟竖直方向成θ角时小球恰好平衡,如图所示,请问: (1)小球带电荷量是多少? (2)若剪断丝线,小球碰到金属板需多长时间? 【考点】匀强电场中电势差和电场强度的关系. 【分析】(1)先分析小球的受力情况,重力竖直向下,电场力水平向右,绳子拉力沿绳子向上,处于三力平衡状态,根据平衡条件求解电荷量; (2)如将细线剪断,绳子的拉力撤去,其余二力的合力一定沿绳子的反方向,大小等于原先绳子的力,所以小球将做匀加速直线运动,根据匀变速直线运动规律解出物体的运动时间. 【解答】解:(1)由于小球处于平衡状态,对小球受力分析如图所示 F sinθ=qE① F cosθ=mg②由得tanθ=,故q=. (2)由第(1)问中的方程②知F=,而剪断丝线后,小球所受电场力和重力的合力与未剪断丝线时丝线的拉力大小相等,故剪断丝线后小球所受重力、电场力的合力等于.小球的加速度a==,小球由静止开始沿着丝线拉力的反方向做匀加速直线运动,当碰到金属极上时,它经过的位移为s=,又由s=at2,t=== 答:(1)小球所带电荷为正,电荷量为. (2)若剪断丝线,小球碰到金属板需要的时间为 2016年11月9日查看更多