甘肃省兰州市第一中学2020学年高二物理9月月考试题（含解析）

甘肃省兰州市第一中学2020学年高二物理9月月考试题（含解析）

甘肃省兰州市第一中学2020学年高二物理9月月考试题（含解析） ‎ 一、选择题 ‎1.下述说法正确的是 A. 根据，可知电场中某点的场强与电场力成正比 B. 根据，可知点电荷电场中某点的电势与该点电荷的电量成反比 C. 根据场强叠加原理，可知合电场的场强一定大于分电场的场强 D. 沿电场线方向移动电荷，电势一定降低，但电势能不一定减少 ‎【答案】D ‎【解析】‎ ‎【详解】A.是电场强度的定义式，采用的是比值法定义，E反映电场的性质，由电场本身决定，与F、q无关；故A项错误.‎ B.是电势的定义式，采用的是比值法定义，反映电场能的性质，与、q无关；故B项错误.‎ C.电场强度是矢量，合成遵循平行四边形定值，则合电场的场强可以大于分电场的场强，也可以小于分电场的场强，也可以等于分电场的场强；故C错误.‎ D.沿着电场线电势一定降低；若是正电荷，电场力做正功电势能减小，若是负电荷，电场力做负功，电势能增大；故D项正确.‎ ‎2.一个质子()和一个α粒子()原来相隔一定距离，若同时从静止释放它们，它们仅在相互间的电场力作用下开始运动，则在它们的运动过程中不发生变化的物理量是 A. 它们的总动量 B. 各自的加速度 C. 它们的总动能 D. 它们的电势能 ‎【答案】A ‎【解析】‎ ‎【详解】A.两粒子组成的系统所受合外力为零，系统动量守恒，在运动过程中系统总动量不变;故A正确.‎ B.随两粒子间距离的增大，粒子间的库仑力减小，两粒子的加速度大小都减小;故B错误.‎ C.质子与α粒子在库仑力作用下都做加速运动，两粒子动能都增大，系统总动能增大;故C错误.‎ D.两粒子运动过程中库仑力做正功，系统电势能减小;故D错误.‎ ‎3.如图所示，MN是电场中的一条电场线，一电子从a点运动到b点速度在不断地增大，则下列结论正确的是(　　)‎ A. 该电场是匀强电场 B. 该电场线的方向由N指向M C. 电子在a处的加速度小于在b处的加速度 D. 因为电子从a到b的轨迹跟MN重合，所以电场线实际上就是带电粒子在电场中的运动轨迹 ‎【答案】B ‎【解析】‎ 电子从a点运动到b点速度在不断地增大，电子所受的电场力一定是由a指向b．因为电子带负电荷，所受的电场力方向与场强方向相反，可知电场线的方向一定是由N指向M．由于不知负电荷由a运动到b的过程中电场力的变化情况，因此无法确定场强大小关系，故A错误，B正确；由于无法判断，负电荷由a运动到b的过程中电场力的变化情况，所以无法判断加速度大小，故C 错误；电场线不是带电粒子在电场中的运动轨迹，而是人们为了形象描述电场而假想的曲线，故D错误。所以B正确，ACD错误。‎ ‎4.在真空中有一点电荷形成的电场中，离该点电荷距离为r0的一点，引入一电量为q的检验电荷，所受电场力为F，则离该点电荷距离为r处的场强大小为 A. B. C. D. ‎ ‎【答案】C ‎【解析】‎ ‎【详解】根据电场强度定义得r0处的场强大小为，根据点电荷的场强公式得，Q为场源电荷的电量，则有：‎ 解得：‎ 所以该点电荷为r处的场强的大小为．‎ A.与分析结果不相符；故A项错误.‎ B.与分析结果不相符；故B项错误.‎ C.与分析结果相符；故C项正确.‎ D.与分析结果不相符；故D项错误.‎ ‎5.如图所示，虚线a、b、c是某电场的三条电场线，实线为一带负电的粒子仅在电场力作用下通过该区域时的运动轨迹，P、R、Q是这条轨迹上的三点，据此可知 A. 带电粒子在P点的加速度比在Q点的加速度小 B. 电场中P点的电势低于Q点的电势 C. 带电粒子在P点的电势能比在Q点的大 D. 带电粒子在P点的动能大于在Q点的动能 ‎【答案】D ‎【解析】‎ ‎【详解】A.电场线疏密表示电场的强弱，则由电场线疏密确可知，带电粒子在P点时的加速度大小大于在Q点时的加速度大小；故A错误.‎ B.电荷做曲线运动，电场力指向曲线的内侧，所以电场力的方向向右，而负粒子的受力方向和场强方向相反，则电场线向左，因沿着电场线电势逐渐降低，有；故B项错误.‎ CD.若粒子从P经过R运动到Q，电场力做负功，电荷的电势能增大，动能减小，知道带电粒子在P点时的电势能比在Q点时的电势能小，带电粒子在P点时的动能大于在Q点时的动能；故C项错误，D项正确.‎ ‎6.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。‎ ‎7.如图所示，在粗糙绝缘水平面上固定一点电荷Q，从M 点无初速释放一带有恒定负电荷的小物块，小物块在Q的电场中运动到N点静止。则从M点运动到N点的过程中，下列说法中错误的是 A. 小物块所受电场力逐渐减小 B. 小物块具有的电势能逐渐减小 C. M点的电势可能高于N点的电势 D. 小物块电势能变化量的大小等于克服摩擦力做的功 ‎【答案】C ‎【解析】‎ ‎【详解】A.从M点运动到N点过程中，物块与点电荷Q的距离增大，带电量均不变，根据库仑定律分析可知，小物块所受电场力逐渐减小；故A正确，故A项不合题意.‎ B.点电荷对物块的电场力方向向左，对物块做正功，物块的电势能减小；故B正确，则B项不合题意.‎ C.由题分析可知，物块与点电荷Q是同种电荷，物块带负电，电场线从无穷远出到点电荷Q终止，根据顺着电场线电势降低可知，M点的电势低于N点的电势；故C错误，则C项符合题意.‎ D.物块的初速度为零，末速度也为零，动能的变化量为零，根据动能定理可知，电场力做功与克服摩擦力做功相等，而小物块电势能变化量的大小等于电场力做功，则小物块电势能变化量的大小等于克服摩擦力做的功；故D正确，则D项不合题意.‎ ‎8.两个完全一样的带电金属小球，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. B. C. D. ‎ ‎【答案】BD ‎【解析】‎ ‎【详解】AD.若两电荷同性，设一个球带电量为Q，则另一个球的带电量为5Q，此时，接触后再分开，带电量各为3Q，则两球的库仑力大小；故A项错误，D项正确.‎ BC.若两电荷异性，接触后再分开，两球电量的绝对值为2Q，此时两球的库仑力；故B项正确，C项错误.‎ ‎9.如图所示，把一个架在绝缘支架上的枕形导体放在正电荷形成的电场中，A、B是导体内部的两点，导体处于静电平衡时，下列说法正确的是 A. 开关保持S断开，导体左端带负电，右端带正电 B. 开关保持S断开，A、B两点场强都为零 C. 开关S闭合的瞬间，电子从导体沿导线向大地移动 D. 开关S闭合后，最终A点电势高于B点电势 ‎【答案】AB ‎【解析】‎ ‎【详解】A.由于静电感应，当开关S断开时，近端为导体左端带负电，远端为右端带正电；故A正确.‎ B.导体在点电荷附近，出现静电感应现象，导致电荷重新分布，达到静电平衡后，导体内部出现的感应电荷的附加电场，正好与点电荷产生的电场抵消，内部电场强度处处为零；故B正确.‎ C.当开关S闭合时，负电荷从大地导入导体，使得左端和右端带负电；故C错误.‎ D.当开关S闭合时，整个导体是一个等势体，A点电势等于B点电势；故D错误.‎ ‎10.如图所示，水平放置的平行板电容器与直流电源连接，下极板接地。一带电质点恰好静止于电容器中的P点。现将平行板电容器的下极板向上移动一小段距离，则 A. 电容器的电容将增大，极板所带电荷量将增大 B. 带电质点将沿竖直方向向上运动 C. P点的电势将降低 D. 若将带电质点固定，则其电势能不变 ‎【答案】ABC ‎【解析】‎ ‎【详解】A.下极板向上移动时，板间距减小，根据可知，电容将增大，因U不变，由Q=CU可知，电量将增大；故A正确.‎ B.开始时电场力与重力平衡，合力为零；下极板上移时，因U不变，根据可知，电场强度增大，电场力增大，粒子将向上运动；故B正确.‎ C.场强E增大，而P点与上极板间的距离不变，则由公式U=Ed分析可知，P点与上极板间电势差将增大，上极板的电势等于电源的电动势，保持不变，而P点的电势高于下极板的电势，则知P点的电势将降低；故C正确.‎ D.电场力向上，故粒子一定带负电，P点的电势降低，则其电势能将增大；故D错误.‎ ‎11.如图所示是两等量异种点电荷周围静电场中的3个相距很近的等势面K、L、M。一带电粒子（不计重力）射入此静电场中后，沿abcde轨迹运动。已知电势φK<φL<φM，下列说法正确的是 A. 粒子带负电荷 B. 粒子在bc段做减速运动 C. 粒子在a点与e点的速度大小相等 D. 粒子从c点到e点的过程中电场力做正功 ‎【答案】BCD ‎【解析】‎ ‎【详解】A.已知电势φK＜φL＜φM，作出电场线如图，‎ 方向大体向左，由轨迹弯曲方向知道，粒子所受的电场力方向大体向左，故电荷带正电；故A错误.‎ B.由电势φL<φM，b→c电场力对正电荷做负功，动能减小，做减速运动；故B正确.‎ C.a与e处于同一等势面上电势相等，电势能相等，根据能量守恒，速率也相等；故C正确.‎ D.粒子从c点到d点的过程中，电势降低，电势能减小，则电场力做正功；故D正确.‎ ‎12.某空间存在一电场，电场中的电势φ在x轴上的分布如图所示，下列说法正确的是 A. 在x轴上，从x1到x2电场强度方向向左 B. 在x轴上，从x1到x2电场强度先减小后增大 C. 把一正电荷沿x轴正向从x1移到x2，速度先增大后减小 D. 把一负电荷从x1移到x2，电场力先做正功再做负功 ‎【答案】BC ‎【解析】‎ ‎【详解】A.由图象知 从x1到x2电势逐渐降低后增大，电场强度方向先向右后向左;故A错误.‎ BC.根据φ-x图线上某点切线的斜率等于该点的电场强度，从x1到x2的这段范围内斜率先变小后增大，则场强大小先减小后增大;故B正确.‎ C.把一正电荷从x1移到x2，电场力先向右后向左，电场力先做正功后做负功，则其速度大小先增大后减小；故C正确.‎ D.负电荷在电势低处电势能大，所以把一负电荷从x1移到x2，电势能先增大后减小，电场力先做负功后正功；故D错误.‎ 二、实验、填空题 ‎13.某同学利用如图所示的装置来研究平行板电容器电容的影响因素。当手持绝缘柄将A板向右平移时，静电计指针张角将_______；将A板向上平移时，静电计指针张角将_______（选填“变大”、“变小”或“不变”）‎ ‎【答案】 (1). 变小 (2). 变大 ‎【解析】‎ ‎【详解】[1]将A板向右平移时，板间距离减小，由知电容增大，而电容器所带电量不变，由分析可知，U减小，则静电计指针张角变小.‎ ‎[2]将A板向上平移时，两板正对面积减小，由电容减小，而电容器所带电量不变，由分析可知，U增大，则静电计指针张角变大.‎ ‎14.如图所示，电场中某一电场线为一直线，线上有、、三个点，电荷从点移到点时电场力做了的功；电荷，在点的电势能比在点时大，那么：‎ ‎(1)比较、、三点的电势高低，由高到低的排序是__________；‎ ‎(2)、两点间的电势差是__________；‎ ‎(3)若设点的电势为零，电荷在点的电势能是__________．‎ ‎【答案】 (1). (2). (3). ‎ ‎【解析】‎ ‎【详解】(1)电荷从B点移到A点时电场力做了的功，则BA间电势差，说明B点电势比A点电势高10V。‎ 电荷在B点的电势能比在C点的电势能大，则电荷从B点移到C点时电场力做了的功，BC间电势差，说明B点电势比C点电势低10V。‎ 故ABC三点电势的高低顺序是 ‎(2)AC两点间的电势差，又 解得：‎ ‎(3)若，据，解得：‎ 电荷在A点的电势能 ‎15.在边长为L的正六边形ABCDEF的顶点上各固定一个点电荷，它们的带电量如图所示，则几何中心处的场强大小____________，方向__________.‎ ‎【答案】 (1). (2). be ‎【解析】‎ ‎【详解】[1][2]根据点电荷场源的决定式为，正电荷周围的场强沿着连线向外，负场源沿着连线指向场源.‎ 正六边形的各定点到中心O的距离由几何关系推得.‎ 由对称性可知a、d两场源在O点的总场强为，方向由ad；‎ b、e两场源在O点的总场强为，方向由be；‎ c、f两场源在O点的总场强为，方向由cf；‎ 而和大小相等，互成120°，合场强为，方向由be；‎ 则六个点电荷在O点的总场强为，方向由be.‎ ‎16.质子和氦核从静止开始经相同电压加速后，又垂直于电场方向进入一匀强电场，离开偏转电场时，它们侧向偏移量之比为_________，在偏转电场中运动的时间之比为_________.‎ ‎【答案】 (1). 1:1 (2). 1∶‎ ‎【解析】‎ ‎【详解】[1]加速电场中：由动能定理得:‎ 偏转电场中,平行于极板方向：‎ L=v0t 垂直于极板方向：‎ 联立以上各式得，偏移量y与电荷的质量和电量无关，所以偏移量y之比是1:1.‎ ‎[2]由 得 质子和氦核的电量与质量比为2:1，所以进偏转电场的速度之比为,进入偏转电场后，沿初速度方向都做匀速直线运动，运动时间为,所以时间t之比是 ‎.‎ 三、计算题 ‎17.如图所示，长方形ABCD处在一个匀强电场中，电场线与长方形所在平面平行，已知A、B、C三点的电势依次为A=+6V，B=+4V，C=－2V，长方形的长为‎0.3m、宽为‎0.1m。‎ ‎(1)在图中画出过A点的一条电场线(保留作图痕迹)；‎ ‎(2)求匀强电场的场强E大小？‎ ‎【答案】（1）（2）‎ ‎【解析】‎ ‎【详解】(1)根据匀强电场中平行等长线段的端电压相等，有：‎ 代入数据可得：‎ 沿着线段AD电势从6V降低为0V，会经过4V的点，将其三等分，一等分降低2V 连接两个4V的等势点，构成等势线，过A点做等势线的垂线且指向电势降低的方向，如图所示：‎ ‎(2)由图中几何关系可知AB=AN=‎‎0.1m 则 故 由匀强电场的计算式可得：‎ ‎18.如图所示，在E＝1.0×103 V/m的竖直匀强电场中，有一光滑半圆形绝缘轨道QPN与一水平绝缘轨道MN在N点平滑相接，半圆形轨道平面与电场线平行，其半径R＝‎0.5m，N为半圆形轨道最低点，P为QN圆弧的中点，一带负电q＝1.0×10－‎3 C的小滑块质量m＝‎0.1kg，与水平轨道间的动摩擦因数 μ＝0.5，位于N点右侧M处，NM的距离长‎1m。小滑块现以初速度v0向左运动，恰能通过圆轨道的最高点Q点，已知g=‎10 m/s2，试求：‎ ‎(1) 小滑块离开Q点时的速度的大小？‎ ‎(2) 小滑块离开Q点后，落在MN轨道何处？‎ ‎(3) 小滑块的初速度v0的大小？‎ ‎【答案】(1)m/s (2)‎1m (3)m/s ‎【解析】‎ ‎【详解】(1)小滑块在Q点受力有：‎ mg＋qE＝，‎ 解得：m/s ‎(2)通过Q点后做类平抛：‎ m/s2‎ ‎，‎ ‎，‎ 解得：x=‎‎1m ‎(3)小滑块从M到Q点过程中，由动能定理得:‎ ‎－mg·2R－qE·2R－μ(mg＋qE)x＝mvQ2－‎ 联立方程组，解得：v0＝m/s.‎ ‎19.如图所示，水平放置的两平行金属板A、B相距d，电容为C，开始两板均不带电，‎ A板接地且中央有孔。现将带电荷量+q、质量为m的带电液滴一滴一滴地从小孔正上方h高处无初速度地滴下，落向B板后电荷全部传给B板。‎ ‎(1)第1滴液滴到B板后，平行板A、B间的电场强度的大小和方向?‎ ‎(2)第几滴液滴在A、B间做匀速直线运动?‎ ‎(3)能够到达B板的液滴不会超过多少滴？‎ ‎【答案】(1) ,竖直向上 (2) (3)‎ ‎【解析】‎ ‎【详解】(1)第一滴滴到B板后，，，‎ ‎，‎ 方向竖直向上.‎ ‎(2)第n+1滴液滴在A、B间做匀速直线运动由平衡条件：‎ qE=mg 又 所以 故第个液滴下落的运动为匀速运动 ‎(3)当能够到达B板的液滴增多时，电容器带电荷量Q增大，两板间电势差增大，当带电液 滴到达B板的速度恰好为零时油滴在OB间往复运动，设不会超过滴，由动能定理:‎ 所以