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文档介绍
江西省南昌市第二中学2019-2020学年高二上学期第一次月考物理试题
南昌二中2019—2020学年度上学期第一次月考高二物理试卷 一.选择题 1.下列说法中,正确的是( ) A. 只有体积很小的带电体才能看做点电荷 B. 电场线上任一点的切线方向与点电荷在该点所受电场力的方向相同 C. 顺着电场线方向是电势升高最快的方向 D. 电场强度越大的地方等差等势线也越密集 【答案】D 【解析】 【详解】A.体积很小或很大的带电体在一定的条件下都可以看成点电荷,只要满足如下条件:当两个带电体的大小及形状对它们之间相互作用力的影响可忽略时,其大小和形状可忽略不计,可以看成点电荷处理,故A项与题意不符; B.电场线上任一点的切线方向,与正点电荷在该点所受电场力的方向相同,与负点电荷的方向相反,故B项与题意不符; C.沿着电场线,电势降低,电场强度的方向总是指向电势降低最快的方向,故C项与题意不符; D.电场线的疏密表示电场的强弱,电场线越密集的地方,电场强度越大,等差等势线的疏密也表示电场的强弱,等差等势线越密集的地方,电场强度越大,故D项与题意相符。 2.使带电的金属球靠近不带电的验电器,验电器的箔片张开.下列各图表示验电器上感应电荷的分布情况,其中正确的是( ) A. B. C. D. 【答案】B 【解析】 【详解】由于同种电荷相互排斥,异种电荷相互吸引,所以验电器的上端应带上与小球异号的电荷,而验电器的箔片上将带上与小球同号的电荷;故ACD项错误,B项正确。 3.如图所示,甲、乙两带电小球的质量均为m,所带电荷量分别为+q和-q,两球间用绝缘细线2连接,甲球用绝缘细线1悬挂在天花板上,在两球所在空间有沿水平方向向左的匀强电场,场强为E,且有qE=mg,平衡时细线都被拉直.则平衡时的可能位置是哪个图( ) A. B. C. D. 【答案】A 【解析】 【详解】先用整体法,把两个小球及细线2视为一个整体.整体受到的外力有竖直向下的重力2mg、水平向左的电场力qE、水平向右的电场力qE和细线1的拉力FT1,由平衡条件知,水平方向受力平衡,细线1的拉力FT1一定与重力2mg等大反向,即细线1一定竖直.再隔离分析乙球,如图所示. 乙球受到的力为:竖直向下的重力mg、水平向右的电场力qE、细线2的拉力FT2和甲球对乙球的吸引力F引.要使乙球所受合力为零,细线2必须倾斜.设细线2与竖直方向的夹角为θ,则有tan θ==1,θ=45°,故A图正确. 4.真空中有两个等量同种电荷,以连线中点O为坐标原点,以它们的中垂线为x轴,图中能正确表示x轴上电场强度情况的是 A. B. C. D. 【答案】B 【解析】 试题分析:如果向右规定为正方向,两个点电荷都是正电荷,则中点O处的电场强度为0,故图像一定经过原点,A错误;原点向右,距离是正值,但两个点电荷合场强的方向却是向左的,即电场强度的是负值,当原点向左,两个点电荷合场强的方向向右,即电场强度是正值,故其在x轴上的变化规律如B图所示,故B正确。 考点:同种电荷的电场强度与位置的关系。 5.如图所示,虚线a、b、c是电场中的三个等势面,相邻等势面间的电势差相同,实线为一个带正电的粒子仅在电场力作用下,通过该区域的运动轨迹,P、Q是轨迹上的两点。下列说法中正确的是( ) A. 三个等势面中,等势面a的电势最高 B. 带电质点一定是从P点向Q点运动 C. 带电质点通过P点时的动能比通过Q点时大 D. 带电质点通过P点时的加速度比通过Q点时小 【答案】A 【解析】 分析】 由于带正电的粒子只受电场力作用,根据运动轨迹可知电场力指向运动轨迹的内侧即斜向右下方,因此电场线方向也指向右下方;电势能变化可以通过电场力做功情况判断;电场线和等势线垂直,且等势线密的地方电场线密,电场场强大. 【详解】电荷所受电场力指向轨迹内侧,由于电荷带正电,因此电场线指向右下方,沿电场线电势降低,故a等势线的电势最高,c等势线的电势最低,故A正确;带电质点可以由P到Q,也可以由Q到P,由图示条件不能具体确定。故B错误;从P到Q过程中电场力做正功,电势能降低,动能增大,故P点的动能小于Q点的动能,故C错误;等势线密的地方电场线密,电场场强大,则P点场强大于Q点场强。则P点的加速大,故D错误;故选A。 【点睛】解决这类带电粒子在电场中运动的思路是:根据运动轨迹判断出所受电场力方向,然后进一步判断电势、电场、电势能、动能等物理量的变化. 6.真空中有一半径为r0的带电金属球,以球心O为坐标原点沿某一半径方向为正方向建立x轴,x轴上各点的电势随x的分布如图所示(假设无穷远处电势为零),其中x1、x2、x3分别是x轴上A、B、C三点的位置坐标。根据-x图象,下列说法正确的是( ) A. 该金属球带负电 B. B点的电场强度小于C点的电场强度 C. A处电场强度有沿x轴正方向分量 D. 电量为q的负电荷在B点的电势能比在C点的电势能小 【答案】D 【解析】 【详解】A.由图可知在0到r0电势不变,之后电势变小,带电金属球为一等势体,再依据沿着电场线方向,电势降低,则金属球带正电,故A项错误; B.图象斜率表示场强大小,B点的电场强度大于C点电场强度,故B项错误; C.由图可知A点电势的变化率是0,所以场强是0,A处电场强度在x轴正方向分量为0,故C项错误; D.由图可知,B点电势大于C点电势,根据负电荷在电势高处电势能小,所以电量为q的负电荷在B点的电势能比在C点的电势能小,故D项正确。 7.一金属球,原来不带电,现沿球的直径的延长线放置一均匀带电的细杆MN,如图所示,金属球上感应电荷产生的电场在球内直径上a、b、c三点的场强大小分别为Ea、Eb、Ec,三者相比( ) A. Ea最大 B. Eb最大 C. Ec最大 D. Ea=Eb=Ec 【答案】C 【解析】 【分析】 静电平衡后,金属球内的合场强处处为零,则金属球上感应电荷产生的附加电场与带电的细杆MN产生的场强大小相等,方向相反,相互抵消。根据带电的细杆MN在abc三点产生的场强大小,判断金属球上感应电荷产生的电场在a、b、c三点的场强大小关系。 【详解】静电平衡后,金属球内的合场强处处为零,金属球上感应电荷产生的附加电场与带电的细杆MN产生的场强大小相等,方向相反,相互抵消。c点离带电的细杆MN最近,带电的细杆MN在c点处产生的场强最大,则金属球上感应电荷在c点处产生的场强最大,即Ec最大。 故选:C。 【点睛】本题考查了静电感应问题,抓住静电平衡导体的特点是关键。常规题。要注意金属球内场强为零是指合场强为零 8.如图所示,边长为L的正六边形ABCDEF的5条边上分别放置5根长度也为L的相同绝缘细棒。每根细棒均匀带上正电。现将电荷量为+Q的点电荷置于BC中点,此时正六边形几何中心O点的场强为零。若移走+Q及AB边上的细棒,则O点强度大小为(k为静电力常量)(不考虑绝缘棒及+Q之间的相互影响)( ) A. B. C. D. 【答案】D 【解析】 【详解】每根细棒均匀带上正电,现将电荷量为+Q的点电荷置于BC中点,此时正六边形几何中心O点的场强为零;由此可知,+Q的点电荷在O点的电场强度大小为 那么每根细棒在O点的电场强度大小也为因此+Q及AB边上的细棒在O点的合电场强度大小 其方向如图所示: 若移走+Q及AB边上的细棒,那么其余棒在O点的电场强度大小为 方向与图中方向相反, A.与分析不符,故A项错误; B.与分析不符,故B项错误; C. 与分析不符,故C项错误; D.与分析相符,故D项正确。 9.如图所示,在x轴相距为L的两点固定两个等量异种点电荷+Q、-Q,虚线是以+Q所在点为圆心、L/2为半径的圆,a、b、c、d是圆上的四个点,其中a、c两点在x轴上,b、d两点关于x轴对称。下列判断正确的是( ) A. b、d两点处的电势相同 B. 四点中c点处的电势最低 C. b、d两点处的电场强度相同 D. 将一试探电荷+q沿圆周由a点移至c点,+q的电势能减小 【答案】ABD 【解析】 A、该电场为等量异种点电荷的电场,将等量异种点电荷的电场线与等势面的图画出如图,与该题的图比较可得: 该电场中的电势关于x轴上下对称,所以b、d两点的电势相等,故A正确; B、c点在两个电荷连线的中点上,也是在两个电荷连线的中垂线上,所以它的电势和无穷远处的电势相等。而正电荷周围的电场的电势都比它高,即c点的电势在四个点中是最低的,故B正确; C、该电场中的电场强度关于x轴对称,所以bd两点场强大小相等,方向是对称的,不相同的,故C错误; D、c点的电势低于a点的电势,试探电荷+q沿圆周由a点移至c点,电场力做正功,+q的电势能减小,故D正确。 故选:ABD。 点睛: 该电场中的电势、电场强度都关于x轴对称,所以bd两点的电势相等,场强大小相等,方向是对称的;c点在两个电荷连线的中点上,也是在两个电荷连线的中垂线上,所以它的电势和无穷远处的电势相等,最低。 10.如图所示,C1为中间插有电介质的电容器,a和b为其两极板,a板接地.M和N为两水平正对放置的平行金属板,当金属板带上一定电荷后使在两板间的一带电小球P处于静止状态.M板与b板用导线相连,N板接地.在以下方法中,能使P向上运动的是( ) A. 稍微增大a、b间的距离 B. 稍微增大M、N间的距离 C. 取出a、b两极板间的电介质 D. 换一块形状大小相同、介电常数更大的电介质 【答案】AC 【解析】 【详解】因P向上运动,因此EMN增大;根据,且与S均不变;则有:QMN增大,再根据QMN=UMN•CMN,由于CMN不变,即UMN增大;由题意可知,M,b是等势面,a与N接地,电势为零;所以UMN=Uab,即Uab增大;又因为Q总量不变,且QMN增大,那么Qab必然减小,即Cab只能减小,依据可知, A.稍微增大a、b间的距离,电容Cab减小,故A项正确; B.稍微增大M、N间的距离,依据可知,电容CMN变小,由于Q总量不变,即 又 UMN=Uab 所以有: 而 由于变大,所以变小,所以P向下运动,故B项错误; C.取出a、b两极板间的电介质,电容Cab减小,故C项正确; D.换一块形状大小相同、介电常数更大电介质,电容Cab增大,故D项错误。 11.如图所示,绝缘粗糙斜面体固定在水平地面上,斜面所在空间存在平行于斜面向上的匀强电场E,轻弹簧一端固定在斜面顶端,另一端拴接一不计质量的绝缘薄板。一带正电的小滑块,从斜面上的P点处由静止释放后,沿斜面向上运动,并能压缩弹簧至R点(图中未标出),然后返回。则( ) A. 滑块从P点运动到R点的过程中,其机械能增量等于电场力、弹簧弹力、摩擦力做功之和. B. 滑块从P点运动到R点的过程中,电势能的减小量大于重力势能和弹簧弹性势能的增加量之和. C. 滑块返回能到达的最低位置在P点; D. 滑块最终停下时,克服摩擦力所做的功等于电势能的减小量与重力势能增加量之差; 【答案】AB 【解析】 【分析】 先对滑块进行受力分析,然后结合滑块的运动分析各个力做功的情况,以及能量转化的方式,即可得出正确的结论. 【详解】由题可知,小滑块从斜面上的P点处由静止释放后,沿斜面向上运动,说明小滑块开始时受到的合力的方向向上,开始时小滑块受到重力、电场力、斜面的支持力和摩擦力的作用;小滑块开始压缩弹簧后,还受到弹簧的弹力的作用。小滑块向上运动的过程中,斜面的支持力不做功,电场力做正功,重力做负功,摩擦力做负功,弹簧的弹力做负功。在小滑块开始运动到到达R点的过程中,电场力做的功转化为小滑块的重力势能、弹簧的弹性势能以及内能。由以上的分析可知,滑块从P点运动到R点的过程中,其机械能增量等于电场力与弹簧弹力做功、摩擦力做功之和。故A正确;由以上的分析可知,电场力做的功转化为小滑块的重力势能、弹簧的弹性势能以及内能,所以电势能的减小量大于重力势能和弹簧弹性势能的增加量之和。故B正确;小滑块运动的过程中,由于摩擦力做功,小滑块的机械能与电势能的和逐渐减小,所以滑块返回能到达的最低位置在P点的上方,不能再返回P点。故C错误;滑块运动的过程中,由于摩擦力做功,小滑块的机械能与电势能的和逐渐减小,所以滑块最终停下时,克服摩擦力所做的功等于电势能的减小量与重力势能增加量、弹性势能增加量之差。故D错误。故选AB。 【点睛】题中,小滑块的运动的过程相对是比较简单的,只是小滑块运动的过程中,对小滑块做功的力比较多,要逐个分析清楚,不能有漏掉的功,特别是摩擦力的功. 12. 如图所示,A、B为平行放置的两块金属板,相距为d,且带有等量的异种电荷并保持不变,两板的中央各有小孔M和N.今有一带电质点,自A板上方相距为d的P点由静止自由下落,P、M、N在同一竖直线上,质点下落到达N孔时速度恰好为零,然后沿原路返回,空气阻力不计.则 ( ) A. 把A板向上平移一小段距离,质点自P点自由下落后仍然到达N孔时返回 B. 把A板向下平移一小段距离,质点自P点自由下落后将穿过N孔继续下落 C. 把B板向上平移一小段距离,质点自P点自由下落后仍然到达N孔时返回 D. 把B板向下平移一小段距离,质点自P点自由下落后将穿过N孔继续下落 【答案】B 【解析】 试题分析:质点下落到达N孔时速度恰好为零,根据动能定理可得 把A板向上平移一小段距离,则平行板间的距离增大,根据公式可得,电容C减小,根据公式可得,电荷量不变,电压增大,所以电场力做功增大,而重力做功不变,所以质点自P点自由下落后到达不了B板,速度就为零了,A错误, 把A板向下平移一小段距离,则平行板间的距离减小,根据公式可得,电容C增大,根据公式可得,电荷量不变,电压减小,所以电场力做功减小,而重力做功不变,所以质点自P点自由下落后将穿过N孔继续下落,B正确, 把B板向上平移一小段距离,则平行板间的距离减小,根据公式可得,电容C增大,根据公式可得,电荷量不变,电压减小,所以电场力做功减小,而重力做功也减小,所以无法判断质点是否能穿过N点,同理D中也是,故CD错误, 所以选B, 考点:考查了电容器的动态分析 点评:在分析电容器的动态变化时,需要根据公式判断电容的变化,根据公式判断电压,电荷量的变化 二、填空题 13.如图所示,电容器由平行金属板M、N和电介质D构成。电容器通过开关S及电阻及与电源E相连接。 (1)若将M板上移,电容器的电容将_________(变大,变小,不变) (2)若S闭合,N上移,流过电阻的电流方向________(B到A , A到B) (3)若断开开关S拔出电介质D,则MN间电势差将_______(增大,减小,不变) 【答案】 (1). 变小 (2). B到A (3). 变大 【解析】 【详解】(1)[1]M向上移时,板间距离增大,根据电容的决定式,得知电容器的电容变小; (2)[2]N上移, 板间距离减小,根据电容的决定式,得知电容器的电容变大,闭合开关S,电压不变,由可知,电量Q变大,电容器充电,流过电阻的电流方向从B到A; (3)[3]将D从电容器抽出,介电常数减小,根据电容的决定式,得知电容器的电容变小,断开开关S,即电荷量不变,由公式得 所以电势差变大。 14.某学习小组做探究“合力的功和物体速度变化关系”的实验如下图,图中小车是在一条橡皮筋作用下弹出,沿木板滑行,这时,橡皮筋对小车做的功记为W .当用2条、3条…完全相同的橡皮筋并在一起进行第2次、第3次…实验时,使每次实验中橡皮筋伸长的长度都保持一致.每次实验中小车获得的速度由打点计时器所打的纸带测出. (1)除了图中已有的实验器材外,还需要导线、开关、交流电源和________. (2)实验中,小车会受到摩擦阻力的作用,可以使木板适当倾斜来平衡掉摩擦阻力,则下面操作正确的是________. A.放开小车,能够自由下滑即可 B.放开小车,能够匀速下滑即可 C.放开拖着纸带的小车,能够自由下滑即可 D.放开拖着纸带的小车,能够匀速下滑即可 (3)若木板水平放置,小车在两条橡皮筋作用下运动,当小车速度最大时,关于橡皮筋所处的状态与小车所在的位置,下列说法正确的是________. A.橡皮筋处于原长状态 B.橡皮筋仍处于伸长状态 C.小车在两个铁钉的连线处 D.小车已过两个铁钉的连线 (4)图给出了某次在正确操作情况下打出纸带,从中截取了测量物体最大速度所用的一段纸带,测得O点到A、B、C、D、E各点的距离分别为OA=5.65 cm,OB=7.12cm,OC=8.78cm,OD=10.40 cm,OE=11.91cm.已知相邻两点打点时间间隔为0.02s,则小车获得的最大速度vm=____m/s(结果保留两位有效数字). 【答案】 (1). 刻度尺 (2). D (3). B (4). 0.84m/s 【解析】 【详解】(1)[1]实验需要用刻度尺测距离; (2)[2]实验前需要配合摩擦力,把木板的一端适当垫高,放开拖着纸带的小车,能够匀速下滑即可,故ABC项错误,D项正确; (3)[3]小车所受合力为零时速度最大,木板水平放置,没有平衡摩擦力,小车受到橡皮筋拉力与摩擦力作用,当小车速度最大时即合力为零时橡皮筋的拉力等于摩擦力,此时橡皮筋处于伸长状态,小车还没有运动到两铁钉连线处,故ACD错误,B正确; (4)[4]橡皮筋做功完毕时小车做匀速直线运动,此时纸带上相邻点间距相等,由给出的数据可得: AB=7.12cm-5.65cm=1.37cm BC=8.78cm-7.12cm=1.68cm CD=1040cm-8.78cm=1.62cm DE=11.91cm-10.40cm=1.51cm 则最大速度 三、计算题 15.如图,真空中xOy平面直角坐标系上的ABC三点构成等边三角形,边长L=2.0m。若将电荷量均为q=+2.0×10-6C的两点电荷分别固定在A、B点,已知静电力常量k=9.0×109N·m2/C2。求: (1)两点电荷间的库仑力大小; (2)C点的电场强度的大小和方向。 【答案】(1)F=9.0×10-3N (2)方向沿y轴正方向 【解析】 【详解】(1)根据库仑定律,A、B间的库仑力大小为: 代入数据得:F=9.0×10-3N (2)A、B两点电荷在C点产生的场强大小相等,均为: A、B两点电荷形成的电场在C点的合场强大小为: 代入数据得,方向沿y轴正方向 16.如图所示,长l=1m的轻质细绳上端固定,下端连接一个可视为质点的带电小球,小球静止在水平向右的匀强电场中,绳与竖直方向的夹角θ=37°.已知小球所带电荷量q=1.0×10﹣6C,匀强电场的场强E=3.0×103N/C,取重力加速度g=10m/s2,sin=0.6,cos=0.8.求: (1)小球的质量m。 (2)将电场撤去,小球回到最低点时速度v的大小。 【答案】(1)4×10﹣4kg(2)2m/s 【解析】 【详解】(1)根据电场力的计算公式可得电场力 F=qE=1.0×10﹣6×3.0×103 N=3.0×10﹣3 N 小球受力情况如图所示: 根据几何关系可得 mg= 所以 m==kg=4×10﹣4kg (2)电场撤去后小球运动过程中机械能守恒,则 Mgl(1﹣cos37°)= 解得: v=2m/s 17.如图所示,带电荷量之比为q∶q=1∶3的带电粒子A、B以相等的速度v0从同一点出发,沿着跟电场强度垂直的方向射入平行板电容器中,分别打在C、D点,若OC=CD,忽略粒子重力的影响,求: (1)A和B在电场中运动的时间之比? (2)A和B运动的加速度大小之比? (3)A和B的质量之比? 【答案】(1) (2)(3) 【解析】 (1) (2) (3) 18.如图所示,光滑绝缘水平面上固定着A、B、C三个带电小球,它们的质量均为m,间距均为r,A带电量QA=10q,B带电量QB =q,若小球C上加一个水平向右的恒力,欲使A、B、C始终保持r的间距运动,求: (1)C球的电性和电量QC; (2)水平力F的大小。 【答案】(1)C球带负电 QC=q (2)F=70k 【解析】 (1)对A、B、C系统研究得: A球受到B球库仑斥力F1和C球库仑力F2后,要产生水平向右加速度,故F2必为引力,C球带负电。 对AB两球有 联立可得: (2)对整体和A有 19.如图所示,AB为固定在竖直平面内粗糙倾斜轨道,BC为光滑水平轨道,CD为固定在竖直平面内的光滑圆弧轨道,且AB与BC通过一小段光滑弧形轨道相连,BC与弧CD相切。已知AB长为L=10m,倾角θ=,BC长s=4m,CD弧的半径为R=2m,O为其圆心,∠COD=。整个装置处在水平向左的匀强电场中,电场强度大小为E=1×103N/C。一质量为m=0.4kg、电荷量为q=+3×10 -3C的物体从A点以初速度vA=15m/s沿AB轨道开始运动。若物体与轨道AB间的动摩擦因数为μ=0.2,sin=0.6,cos=0.8,g=10m/s2,物体运动过程中电荷量不变。求: (1)物体在AB轨道上运动时,重力和电场力的合力对物体所做的总功; (2)物体在C点对轨道的压力大小为多少; (3)用物理知识计算物体能否到达D点,若能算出通过D点的速度;若不能说明理由。 【答案】(1)W=0(2)27N(3)物体能到达D点 【解析】 【详解】(1)物体所受重力和电场力的合力大小为 设合力F与竖直方向的夹角为α,则 即 所以物体在轨道AB上运动时,重力和电场力的合力与轨道AB垂直,对物体做的总功为W=0; (2) 从A→B过程,根据受力分析可知,物体下滑过程受到的滑动摩擦力为: f=μFN=μ(mgcos+qEsin) 代入数据解得: f=1N A→C过程,由动能定理得: 可得: 在C点,由重力和轨道支持力的合力提供向心力,由牛顿第二定律得: 代入数据解得: N=27N (3)重力和电场力的合力为: 方向与竖直方向成斜向左下方,所以D点即为圆周运动中等效最高点,物体到达D点的最小速度设为vD,则: 解得: 要到达D点,在C点速度至少为v,从C→D,由动能定理得 解得: 则知v=vC,所以物体恰能到达D点 查看更多