2017-2018学年河北省邯郸市成安县第一中学高二9月月考物理试题 解析版

2017-2018学年河北省邯郸市成安县第一中学高二9月月考物理试题 解析版

河北省邯郸市成安县第一中学2017-2018学年高二9月 月考物理试题 一.选择题(每题4分，共48分，其中1～8题为单选题，9～12题多选题)‎ ‎1. 如图所示，A、B、C为匀强电场中的三个点，已知∠CAB＝60°，AB＝2AC＝2 cm，φA＝0 V、φB＝－8 V，将一带电量为q＝3×10－5 C的正电荷从A点移到C点，电场力做功6×10－5 J，则下列说法正确的是(　　　) ‎ A. C点电势为2 V B. 电场强度E沿AB方向由A→B，大小为400 N/C C. 该正电荷在B点具有的电势能为2.4×10－4 J D. 将该正电荷从C点移到B点，电势能增加了1.8×10－4 J ‎【答案】B ‎【解析】试题分析：将一带电量为q=3×10-5C的正电荷从A点移到C点，电场力做功6×10-5J，则，而，则，选项A错误；若从C点做AB的垂线，则交点D为AB的四等分点，可知D点的电势为-2V，CD为等势线，场强垂直CD，即电场强度E沿AB方向由A→B，大小为，选项B正确；该正电荷在B点具有的电势能为，选项C错误；从C到D点电势降低，故将该正电荷从C点移到B点，电势能将减小，选项D错误；故选B．‎ 考点：电势及电势能；电场强度 ‎【名师点睛】此题是对静电场中的电势及电势能、电场强度的考查；关键是知道场强的公式，其中d为沿电场线方向的距离；电势差与电场力做功的关系计算时注意下角标的顺序及各个物理量的符号．‎ ‎2. x轴上有两点电荷Q1和Q2，Q1和Q2之间各点对应的电势高低如图中的曲线所示，规定无限远处电势为零，下列推理与图象信息不符合的是(　 　)‎ ‎ ‎ A. Q1一定大于Q2‎ B. Q1和Q2一定是同种电荷，但不一定是正电荷 C. 电势最低处P点的电场强度为0‎ D. Q1和Q2之间各点的电场方向都指向P点 ‎【答案】B ‎【解析】由U=Ed知，φ-x图象的斜率等于电场强度，P点切线的斜率为0，则知电势最低处P点的电场强度为0，说明Q1和Q2在P点产生的场强大小相等、方向相反，由分析知，Q1一定大于Q2．故A C正确；两个点电荷间的电势都为正，因此两点电荷一定是正电荷，故B错误；根据顺着电场线电势逐渐降低，则知Q1和Q2之间各点的电场方向都指向P点，故D正确．此题选择错误的选项，故选B.‎ 点睛：解决本题的关键要知道φ-x图象的斜率等于电场强度，掌握顺着电场线电势逐渐降低，知道空间一点的电场是由两个点电荷产生的电场的叠加．‎ ‎3. 如图所示，两块水平放置的带电平行金属板间有竖直向上的匀强电场．一个质量为m、带电量为q的油滴以初速度v0进入电场，并在电场中沿直线运动了一段时间，空气阻力不计，则(　 ) ‎ A. 该油滴带负电 B. 在这段时间内电场力所做的功大于油滴重力势能的变化 C. 在这段时间内油滴的机械能保持不变 D. 在这段时间内油滴的动能保持不变 ‎【答案】D ‎【解析】油滴受重力和电场力，由于油滴做直线运动，故合力不可能与速度不再同一条直线上，故合力为零，电场力与重力平衡，电场力向上，与场强同方向，故带正电，故A 正确；由于电场力和重力是一对平衡力，电场力做的功等于克服重力做的功，而克服重力做的功等于重力势能的增加量，故B错误；由于除重力外电场力做正功，故机械能增加，故C错误；由于油滴做匀速直线运动．故动能不变，故D正确；故选D．‎ ‎4. 如图所示，竖直放置的两个平行金属板间有匀强电场，在两板之间等高处有两个质量相同的带电小球，P小球从紧靠左极板处由静止开始释放，Q小球从两板正中央由静止开始释放，两小球最后都能打在右极板上的同一点．则从开始释放到打到右极板的过程中(　 )‎ ‎ ‎ A. 它们的运行时间tP＞tQ B. 它们的电荷量之比qP∶qQ＝2∶1‎ C. 它们的动能增加量之比ΔEkP∶ΔEkQ＝4∶1‎ D. 它们的电势能减少量之比△EP：△EQ=2：1‎ ‎【答案】B ‎【解析】本题考查必修2运动的合成与分解、选修3－1电场．在竖直方向加速度均为g，位移相等，所以它们运行时间相等，A项错误；水平位移xP＝2xQ， apt2＝2×aQt2，FP＝2FQ，qP＝2qQ，qP∶qQ＝2∶1，B项正确；ΔEkP＝mgh＋FPx，ΔEkQ＝mgh＋FQ，所以ΔEkP∶ΔEkQ≠4∶1，C项错误；ΔEP∶ΔEQ＝FPx∶FQ＝4∶1，D项错误．‎ ‎5. 如图所示，带正电的导体球A置于原来不带电的空腔导体球内，M、P分别是导体A、B内的点，N为导体A和B之间的一点，则下列说法中正确的是（ ）‎ A. M、N、P三点的电势都相等 B. M点的电场强度为0，电势最高 C. N点的电场强度为0，电势大于0‎ D. M、N、P三点的电场强度都为0‎ ‎【答案】B ‎【解析】根据点电荷的电场线分部，电场线辐射状向外，沿电场线的方向电势降低，故M、N、P三点的电势依次降低，故A错误．导体内部场强为零，则M点的电场强度为0，电势最高，故B正确．由电场线分布可知，N点电场强度不为零，故CD错误；故选B.‎ 点睛：此题是静电平衡问题，关键是知道处于静电平衡的导体内部场强处处为零，导体是等势体.‎ ‎6. 两个较大的平行板A、B相距为d，分别接在电压为U的电源正负极上，开关S闭合时质量为m，带电量为﹣q的油滴恰好静止在两板之间，如图所示，在保持其他条件不变的情况下，将两板非常缓慢地水平错开一些，以下说法正确的是（ ）‎ A. 油滴将向上运动，电流计中的电流从b流向a B. 油滴将下运动，电流计中的电流从a流向b C. 油滴静止不动，电流计中的电流从a流向b D. 油滴静止不动，电流计中无电流流过 ‎【答案】C ‎【解析】将两板缓慢地错开一些，两板正对面积减小，根据电容的决定式 得知，电容减小，而电压不变，则由 知，电容器带电量减小，电容器处于放电状态，电路中产生顺时针方向的电流，则电流计中有a→b的电流．由于电容器板间电压和距离不变，则由 ，知板间场强不变，油滴所受电场力不变，仍处于静止状态．故C正确．ABD错误．故选：C.‎ ‎7. 经典物理学认为金属的电阻源于定向运动的自由电子与金属离子（即金属原子失去电子后的剩余部分）的碰撞，且金属导体中通过恒定电流形成了稳恒的电场，已知铜的电阻率为ρ，单位体积内的自由电子数量为n，自由电子的质量为m、带电荷量为e，假设自由电子与金属离子碰撞后减速到零，且碰撞时间极短，则铜导线中自由电子连续两次与金属离子碰撞的时间间隔的平均值为（　 ）‎ A. B. C. D. ‎ ‎【答案】B ‎【解析】设金属导电材料内的电场强度为E，电子定向移动的加速度为：‎ ‎ ,经过时间t获得的定向移动速度为： ；在时间t内的平均速度为：；根据电流的微观表达式有： ，根据欧姆定律有： ；联立解得：，故选B.‎ 点睛：本题要注意能分析物理情况，建立物理模型，把握各个量之间的联系，要注意电流微观表达式反映了宏观与微观的联系，要在理解的基础上记牢．‎ ‎8. 某学生在进行“研究串联电路电压特点”的实验时，接成如图所示的电路．接通S后，他将较大内阻的电压表接在A、C 两点时，电压表读数为U；将该电压表接在A、B两点时，电压表读数也为U；将该电压表接在B、C两点时，电压表的读数为零．则出现此种情况的原因可能是（　 ）‎ A. 电阻R1断路 B. 电阻R2断路 C. 电阻R1、R2均断路 D. 电阻R1、R2均短路 ‎【答案】A ‎ ‎ ‎9. 如图所示的水平匀强电场中，将两个带电小球M和N分别沿图示路径移动到同一水平线上的不同位置，释放后，M、N保持静止，不计重力，则( )‎ A. M的带电量比N的大 B. M带负电荷，N带正电荷 C. 静止时M受到的合力比N的大 D. 移动过程中匀强电场对M做负功 ‎【答案】BD ‎【解析】试题分析：因为M、N在释放后保持静止，说明受到的合力为0，若M带正电，不论N带正电，还是带负电，都不可能同时静止，只有M带负电，N带正电才能满足同时静止．又M与N之间的库仑力是作用力与反作用力，总是大小相等方向相反，所以二者受到的电场力也必定是大小相等方向 相反，由F=qE可知，二者所带的电量大小相等．故A错误，B正确；静止时，二者受到的合力都是0．故C错误；M带负电，受到的电场力的方向向左，所以移动过程中匀强电场对M做负功．故D正确．故选BD．‎ 考点：带电粒子在电场中的运动 ‎【名师点睛】该题考查电场中物体的受力平衡问题，对于电场中的共点力作用下物体的平衡其解决方法和纯力学中共点力作用下物体的平衡适用完全相同的解决方法．‎ ‎10. 如图所示，真空中a、b、c、d四点共线且等距．先在a点固定一点电荷＋Q，测得b点场强大小为E.若再将另一等量异种点电荷－Q放在d点时，则(　 　) ‎ A. b点场强大小为E B. c点场强大小为E C. b点场强方向向右 D. c点电势比b点电势高 ‎【答案】BC ‎【解析】设ab=bc=cd=L，据题：+Q在b点产生的场强大小为E，方向水平向右，由点电荷的场强公式得：；-Q在b点产生的电场强度大小为： ，方向水平向右，所以b点的场强大小为 Eb=E+E=E，方向水平向右．故A错误，C正确．根据对称性可知，c点与b点的场强大小相等，为E，方向水平向右．故B正确；电场线方向从a指向d，而顺着电场线方向电势降低，则c点电势比b点电势低．故D错误．故选BC.‎ 点睛：本题的关键掌握点电荷的场强公式和电场的叠加原理，并能正确运用，要注意场强的叠加遵守平行四边形定则．‎ ‎11. 如图所示，长为L倾角为θ的光滑绝缘斜面处于电场中，一带电量为＋q质量为m的小球，以初速度v0从斜面底端A点开始沿斜面上滑，当到达斜面顶端B点时，速度仍为v0，则下列说法正确的是(　　)‎ A. 若电场是匀强电场，则该电场的电场强度的最小值一定为 B. A、B两点间的电压一定等于 C. 小球在B点的电势能一定大于在A点的电势能 D. 若该电场是斜面中点竖直正上方某点的点电荷Q产生的，则Q一定是正电 ‎【答案】AB ‎【解析】试题分析：小球从A运动到B的过程中：，所以：，B对；若电场为匀强电场，由公式U=Ed，知当两点剪的电压一定时，间距越大，电场强度越小，故电场强度的最小值为，B对；在上升过程中，重力做负功，故电场力做正功，电势能减小，A点的电势能大于B点的电势能，C错；若该电场时斜面中点正上方某点的点电荷Q产生的，离电荷远的A点电势高，所以Q一定是负电荷，D错。‎ 考点：动能定理、电势能、电场强度与电势差的关系。‎ ‎【名师点睛】电势能增、减的判断方法 ‎(1)做功判断法→电场力做正功，电势能减小；电场力做负功，电势能增加 ‎(2)公式法→由Ep＝qφp，将q、φp的大小、正负号一起代入公式，Ep的正值越大电势能越大，Ep的负值越小，电势能越大 ‎(3)能量守恒法→在电场中，若只有电场力做功时，电荷的动能和电势能相互转化，动能增加，电势能减小，反之，电势能增加 ‎(4)电荷电势法→正电荷在电势高的地方电势能大，负电荷在电势低的地方电势能大 ‎12. 如图所示，氕核、氘核、氚核三种粒子从同一位置无初速度地飘入电场线水平向右的加速电场，之后进入电场线竖直向下的匀强电场发生偏转，最后打在屏上，整个装置处于真空中，不计粒子重力及其相互作用，那么（ ）‎ A. 偏转电场对三种粒子做功一样多 B. 三种粒子打到屏上时速度一样大 C. 三种粒子运动到屏上所用时间相同 D. 三种粒子一定打到屏上的同一位置 ‎【答案】AD ‎【解析】试题分析：带电粒子在加速电场中加速，电场力做功W=E1qd； 由动能定理可知：E1qd=mv2；‎ 解得：；粒子在偏转电场中的时间；在偏转电场中的纵向速度 纵向位移；即位移与比荷无关，与速度无关；则可三种粒子的偏转位移相同，则偏转电场对三种粒子做功一样多；故A正确，B错误；因三粒子由同一点射入偏转电场，且偏转位移相同，故三个粒子打在屏幕上的位置一定相同；因粒子到屏上的时间与横向速度成反比；因加速后的速度大小不同，故三种粒子运动到屏上所用时间不相同；故C错误，D正确；故选AD．‎ 考点：带电粒子在匀强电场中的运动 ‎【名师点睛】此题考查带电粒子在电场中的偏转，要注意偏转中的运动的合成与分解的正确应用；正确列出对应的表达式，根据表达式再去分析速度、位移及电场力的功。‎ 二．计算题（4道题，共计52分）‎ ‎13. 如图所示，在匀强电场中，有A．B两点，它们间距为2cm ，两点的连线与场强方向成60°角。将一个电量为-2×10-5C的电荷由A移到B，其电势能增加了0.1J。则：‎ ‎（1）在此过程中，电场力对该电荷做了多少功？‎ ‎（2）A．B两点的电势差UAB为多少？ ‎ ‎（3）匀强电场的场强为多大？‎ ‎【答案】（1）-0.1J ；（2）5000V ；（3）5.0×105 V/m ‎【解析】试题分析： （1）电势能增加多少，静电力就做多少负功，故静电力对电荷做了－0．1 J的功．‎ ‎（2）由W＝qU，得 ‎（3）由U＝Ed，得 考点：电场力的功；电场强度 ‎【名师点睛】此题是对电场力的功和场强的求解问题；关键是掌握公式W＝qU和U＝Ed；计算时注意角码的顺序不能颠倒．‎ ‎14. 如图所示，倾角θ＝30°的光滑斜面固定在水平地面上，斜面顶端a离地高度h＝2.5 cm，整个装置处于水平向左的匀强电场中．一个质量m＝0.3 kg，带电量q＝＋0.01 C的物体(可视为质点)从斜面顶端静止释放，经过t＝0.2 s到达斜面底端b点(g取10 m/s2)．求：‎ ‎(1)物体到达斜面底端b时的速度大小；‎ ‎(2)电场强度E的大小；‎ ‎(3)电场中a到b两点之间的电势差．‎ ‎【答案】（1）0.5 m/s.（2）50V/m.(3) －3.75 V.‎ ‎【解析】（1）斜面的长度为：L=＝2h＝0.05m， 下滑的加速度为：‎ 底端速度为：v=at=0.5m/s （2）由牛顿第二定律得：mgsin30°-qEcos30°=ma 解得：E=50V/m ‎（3）电场中a到b两点之间的电势差：Uab=-ELcos30°=-3.75V ‎15. 如图所示，在水平向右的匀强电场中，有一质量为m、带正电的小球，用长为l的绝缘细线悬挂于O点，当小球静止时细线与竖直方向的夹角为θ.现给小球一个初速度，使小球恰能在竖直平面内做圆周运动，试问：‎ ‎(1)小球在做圆周运动的过程中，在哪一位置速度最小？速度最小值为多少？‎ ‎(2)小球的初速度应为多大？‎ ‎【答案】(1) (2) ‎ 点睛：本题考查了牛顿第二定律动能定理的综合应用；此题还可以用电场和重力场的等效场的思想来解答，可以和重力场类比．‎ ‎16. 如图所示，在距离某平面高2h处有一抛出位置P，在距P的水平距离为S=1m处有一光滑竖直挡板AB，A端距该水平面距离为h=0.45m，A端上方整个区域内加有水平向左的匀强电场；B端与半径为R=0.9m的1/4的光滑圆轨道BC连接．当传送带静止时，一带电量大小为，质量为0.18kg的小滑块，以某一初速度ν0从P点水平抛出，恰好能从AB挡板的右侧沿ABCD路径运动到D点而静止．请完成下列问题 ‎（1）求出所加匀强电场的场强大小？‎ ‎（2）当滑块刚运动到C点时，求出对圆轨道的压力？‎ ‎（3）若传送带转动，试讨论滑块达到D时的动能EK与传送带速率的关系？‎ ‎【答案】(1)3.6×105V/m (2)9N (3)0＜v带＜ 时，Ek=；v带＞‎ 时，Ek=6.84J．‎ ‎【解析】（1）设物块从P到A运动的时间为t，水平方向的加速度大小为a，物块能够沿AB下滑，说明在A点时水平方向速度为零，则： 水平方向：S=at2，其中：， 竖直方向：2h-h=gt2， 联立解得： ； （2）从P点到C点根据动能定理可得：， 其中 ，所以 ， 根据牛顿第二定律可得：FN−mg＝m， 联立解得：FN＝mg+＝9N； 根据牛顿第三定律可得压力大小为9N； （3）若传送带逆时针转动时，滑块运动的规律与传送带静止不动相同，故滑块到D点的动能为零，与传送带的速度无关；若传送带顺时针转动，设传送带使得物体一直加速的速度大小为v，则： ， 当传送带静止时，根据动能定理可得： ， 解得：v=6m/s； 所以传送带顺时针转动时，滑到D点的速度与传送带速度v带的关系是： 0＜v带＜6m/s时， ， v带＞6m/s时，Ek=mv2＝×0.18×36×2J＝6.48J 点睛：有关带电粒子在匀强电场中的运动，可以从两条线索展开：其一，力和运动的关系．根据带电粒子受力情况，用牛顿第二定律求出加速度，结合运动学公式确定带电粒子的速度和位移等；其二，功和能的关系．根据电场力对带电粒子做功，引起带电粒子的能量发生变化，利用动能定理进行解答．‎ ‎ ‎