安徽省合肥九中2020学年高二物理上学期第一次月考试题

安徽省合肥九中2020学年高二物理上学期第一次月考试题

安徽省合肥九中2020学年高二物理上学期第一次月考试题 ‎ 时间：80分钟 满分：100分 一、单选题（本大题共7小题，共28.0分）‎ 1. 真空中有两个相同的可以看成点电荷的带电金属小球A、B，两小球相距L固定，A小球所带电荷量为、B所带电荷量为，两小球间的静电力大小是F，现在让A、B两球接触后，使其距离变为此时，A、B两球之间的库仑力的大小是 A. B. C. D. ​‎ 2. 两个可自由移动的点电荷分别放在A、B两处,如图所示。A处为带电荷量为+Q1的正电荷,B处为带电荷量为-Q2的负电荷,且Q1=4Q2,另取一个可以自由移动的点电荷P,放在AB直线上,欲使整个系统处于平衡状态,则()‎ 3. A.  P为负电荷,且放于A左方 B. P为负电荷,且放于B右方 C. P为正电荷,且放于B右方 D. P为正电荷,且放于A、B之间 4. 如图所示，点电荷+2Q、-Q分别置于M、N两点，D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（）‎ 5. 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 1. 某电场的电场线分布如图所示实线，以下说法正确的是 A. c点场强大于b点场强 B. b和c处在同一等势面上 C. 若将一试探电荷由a点移动到d点，电荷的电势能将增大 D. 若某一点电荷只在电场力的作用下沿虚线由 a点运动到d点，可判断该电荷一定带负电 2. 如图，P为固定的点电荷，虚线是以P为圆心的两个圆．带电粒子Q在P的电场中运动．运动轨迹与两圆在同一平面内，a、b、c为轨迹上的三个点．若Q仅受P的电场力作用，其在a、b、c点的加速度大小分别为aa、ab、ac，速度大小分别为va、vb、vc，则（　　）‎ A. aa＞ab＞ac，va＞vc＞vb B. aa＞ab＞ac，vb＞vc＞va C. ab＞ac＞aa，vb＞vc＞va D. ab＞ac＞aa，va＞vc＞vb 3. 如图所示，PQ为等量异种点电荷A、B连线的中垂线，C为中垂线上的一点，M、N分别为AC、BC的中点，若取无穷远处的电势为零，则下列判断正确的是（）‎ A. M、N两点的电场强度相同 B. M、N两点的电势相等 C. 若将一负试探电荷由M点移到C点，电场力做正功 D. 若将一负试探电荷由无穷远处移到N点时，电势能一定增加 1. 如图所示，质量为m，带电量为q的粒子，以初速度v0，从A点竖直向上射入空气中的沿水平方向的匀强电场中，粒子通过电场中B点时，速率vB=2v0，方向与电场的方向一致，则A，B两点的电势差为（　　）‎ A. B. C. D. ‎ 二、多选题（本大题共3小题，共12.0分）‎ 2. 如图所示，两个互相接触的导体A和B不带电，现将带正电的导体C靠近A端放置，三者均有绝缘支架．下列说法正确的是（　　）‎ A. 导体A的左端感应出负电荷，导体B的右端感应出等量的正电荷 B. 导体A的左端感应出负电荷，导体B的右端感应出的正电荷，但正、负电荷不一定等量 C. 若先将A、B分开，再移走C，则A带负电，B带正电 D. 若先将C移走，再把A、B分开，则A带负电，B带正电 1. 某同学研究电子在电场中的运动时，电子仅受电场力作用，得到了电子由a点运动到b点的轨迹（虚线所示）图中一组平行实线可能是电场线，也可能是等势面，则下列说法正确的是（　　）‎ A. 不论图中实线是电场线还是等势面，a点的电势都比b点低 B. 不论图中实线是电场线还是等势面，a点的加速度都比b点小 C. 如果图中实线是电场线，电子在a点动能较小 D. 如果图中实线是等势面，电子在a点电势能较小 2. 图中的虚线为某正点电荷电场的等势面，相邻两等势面之间电势差相等有两个带电粒子重力不计，以不同的速率，沿不同的方向，从A点飞入电场后，沿不同的径迹1和2运动,C,D,E均为运动轨迹与等势面的交点则以下判断正确的是 A. 粒子1带负电，粒子2带正电 B. 粒子1从A到B与从B到C电场力做的功相等 C. 粒子2的电势能先减小后增大 D. 经过D,E两点时两粒子的速率可能相等 三、填空题（本大题共2小题，共8.0分）‎ 3. 一个带电小球，带有5.0×10-9C的负电荷．当把它放在电场中某点时，受到方向竖直向下、大小为2.0×10-8N的电场力，则该处的场强大小为______，方向______．‎ 1. 如图所示，三条实线代表电力线，a、b为电场中的两点，这两点相比较______ 点的电场强度较大，把一个带电量为1.0×10-8C的点电荷从a移动到b点，电场力做功2.4×10-6J，则a、b两点间的电势差为______ V．‎ 四、计算题（本大题共3小题，共52.0分）‎ 2. ‎（16分）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：‎ 3. ‎（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。‎ 4. 5. ‎（18分）如图所示，长为l的绝缘细线一端悬于0点，另一端系一质量为m、带电荷+q的小球，小球静止时处于O′点．现将此装置放在水平向右的匀强电场中，小球静止在A点时细线与竖直方向成θ角．求：‎ 1. ‎（1）该匀强电场的电场强度大小．‎ 2. ‎（2）若将小球从O′点由静止释放，则小球运动到A点时的速度多大？‎ 3. 4. ‎（18分）如图所示，一带正电粒子，从A点以速度平行匀强电场等势面沿AO方向射入电场图中的平行线为匀强电场的等势面，由B点飞出匀强电场时速度方向与AO方向的夹角为已知粒子质量为m，电荷量为q，不计粒子重力。‎ 5. 说明电场线的方向，求B点速度大小；‎ 6. 求AB两点间的电势差。‎ 7. 8. 9. 10. 11. 1. 答案和解析 ‎1.【答案】B ‎【解析】【分析】‎ 本题考查了库仑定律；本题就是对库仑力公式的直接考查，掌握住公式就很容易分析了，理解电荷的中和含义。‎ ‎​将它们接触后再分开，则电荷量中和，再进行平分，根据点电荷库仑力的公式可以求得改变之后的库仑力的大小。‎ ‎【解答】‎ 根据库仑定律，则有两球间的库仑力为：；‎ 将它们接触后再分开，然后放在距离为2L，则电荷量中和，再进行平分，因此电量均为+Q，则库仑力为：；‎ 故B正确，ACD错误。‎ 故选B。‎ ‎2.【答案】C ‎【解析】解：假设Q3放在Q1Q2之间，那么Q1对Q3的电场力和Q2对Q3的电场力方向相同，Q3不能处于平衡状态，所以假设不成立。‎ 设Q3所在位置与Q1的距离为r13，Q3所在位置与Q2的距离为r23，要能处于平衡状态，‎ 所以Q1对Q3的电场力大小等于Q2对Q3的电场力大小。即为：‎ ‎=‎ 由于Q1=4Q2，‎ 所以2r23=r13，所以Q3位于Q2的右方。‎ 根据同种电荷排斥，异种电荷吸引，可判断Q3带正电，故ABD错误，C正确。‎ 故选：C。‎ 由于Q1带正电荷，Q2带负电荷，根据同种电荷排斥，异种电荷吸引，要使整个系统处于平衡状态，对其Q3受力分析，去判断所处的位置。‎ 我们可以去尝试假设Q3带正电或负电，根据平衡条件求解它应该放在什么地方，能不能使整个系统处于平衡状态，不行再继续判断。‎ ‎3.【答案】D ‎【解析】【分析】‎ 本题主要考查电场的叠加，电势，电势能；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．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．由电势的变化，分析从a移到b电子的电势能如何变化。‎ 解决本题的关键会进行电场的叠加，以及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。‎ ‎【解答】‎ 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，则电场强度不同，故A错误；‎ B.MN间的电场线方向由M→N，根据沿电场线方向电势逐渐降低，则知a点的电势高于b点的电势，故B错误；‎ C.对两个电荷在中垂线上的场强进行叠加，在Oc段方向斜向右上，在0d段方向斜向右下。所以电子所受的电场力在Oc段斜向左下，在0d段斜向左上，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错误；‎ D.将电子沿直线从a移到b，电子受到的电场力与速度方向一直相反，电场力一直做负功，则电子的电势能一直增大，故D错误；‎ 故选D。‎ ‎4.【答案】A ‎【解析】解：‎ ‎​A.电场线的疏密表示场强的强弱，由图知c点场强大于b点场强，故A正确；‎ B.沿电场线方向电势逐渐降低，故b的电势大于c的，故B错误；‎ C.若将一试探电荷+q由a点移动到d点，电场力做正功，电荷的电势能将减小，故C错误；‎ D.由粒子的运动轨迹弯曲方向可知，带电粒子受电场力大致斜向左上方，与电场强度方向相同，故粒子带正电，故D错误。‎ 故选：A。‎ 解这类题的是思路：电场线的疏密表示场强的强弱，沿电场线方向电势逐渐降低，根据带电粒子运动轨迹判定电场力方向，然后根据电性判断电场线方向，根据电场力做功判断电势能的变化;‎ 解决这类带电粒子在电场中运动问题的关键是根据轨迹判断出电场力方向，利用电场中有关规律求解．比较电势能的大小有两种方法：一可以从电场力做功角度比较，二从电势能公式角度判断，先比较电势，再比较电势能。‎ ‎5.【答案】D ‎【解析】【分析】‎ 根据带电粒子的运动轨迹弯曲方向，即可判断库仑力是引力还是斥力；电场线密的地方电场的强度大，电场线疏的地方电场的强度小，电场力做正功，速度增大，电场力做负功，速度减小，根据这些知识进行分析即可．‎ 本题中，点电荷的电场强度的特点是离开场源电荷距离越大，场强越小，掌握住电场线和等势面的特点，即可解决本题．属于基础题目．‎ ‎【解答】‎ 点电荷的电场强度的特点是离开场源电荷距离越小，场强越大，粒子受到的电场力越大，带电粒子的加速度越大，所以ab＞ac＞aa，‎ 根据轨迹弯曲方向判断出，粒子在运动的过程中，一直受静电斥力作用，离电荷最近的位置，电场力对粒子做的负功越多，粒子的速度越小，所以va＞vc＞vb，所以D正确，ABC错误；‎ 故选D。‎ ‎6.【答案】C ‎【解析】【分析】‎ 根据电场线的分布确定电场强度的大小和方向，根据沿电场线方向电势逐渐降低，判断电势的高低．根据电场力做功判断电势能的变化．‎ 解决本题的关键知道等量异种电荷周围电场线的分布，知道电场力做功与电势能的变化关系．‎ ‎【解答】‎ A、根据等量异种电荷周围的电场线分布知，M、N两点的场强大小相等，方向不同，故A错误。‎ B、沿着电场线方向电势逐渐降低，可知M、N两点电势不等。故B错误。‎ C、负电荷由M点移到C处，电势增加，电势能减小，故电场力做正功，故C正确 D、等量异种电荷连线的中垂线是等势线，将负电荷从无穷远处移到N点处，电场力做正功，电势能一定减小，故D错误。‎ 故选：C。‎ ‎7.【答案】C ‎【解析】解：粒子，从A到B，根据动能定理得：‎ qUAB-mgh=‎ 因为vB=2v0，‎ 若只考虑粒子在竖直方向，只受到重力，所以机械能守恒，则有mgh=‎ 由以上三式，则有UAB=‎ 故选：C。‎ 微粒在匀强电场中受到重力和电场力两个力作用，根据动能定理求出AB两点间的电势差UAB 涉及到电势差的问题，常常要用到动能定理。本题的难点在于运动的处理，由于微粒受到两个恒力作用，运用运动的分解是常用的方法。‎ ‎8.【答案】AC ‎【解析】【分析】‎ 将带正电的导体球C靠近两个不带电的导体AB，靠感应起电使物体带电，带电的实质是电荷的移动，总电荷量保持不变．‎ 解决本题的关键知道摩擦起电、感应起电、接触带电的实质都是电荷的移动，电荷的总量保持不变．‎ ‎【解答】‎ A、导体A的左端感应出负电荷，导体B的右端感应出等量的正电荷，A正确，B错误；‎ C、把导体A和B分开，再移走C，导体A和B由于感应起电带上异种电荷，所以此时A带负电，B带正电，C正确．‎ D、若先移走C，此时导体A和B中的电荷又发生中和，不再带电，再把导体A和B分开，同样不再带电，所以此时A不带电，B不带电，D错误．‎ 故选AC。‎ ‎9.【答案】CD ‎【解析】【分析】‎ 由电子的轨迹弯曲方向判断电子所受的电场力方向，确定电场线的方向，判断电势高低．匀强电场中场强处处大小相等．根据电场力方向与电子速度方向的夹角，判断电场力对电子做正功还是负功，确定电子在a点与b点动能的大小．‎ 物体做曲线运动时，所受合力指向轨迹弯曲的内侧，根据轨迹的弯曲方向要能判断出物体合力的大致方向．‎ ‎【解答】‎ 解：A、若图中实线是电场线，电子所受的电场力水平向右，电场线方向水平向左，则a点的电势比b点低；若实线是等势面，由于电场线与等势面垂直，电子所受电场力方向向下，则电场线方向向上，则a点的电势比b点高．故A错误．‎ B、不论图中实线是电场线还是等势面，该电场是匀强电场，a点和b点的场强大小相等，电子的加速度相等．故B错误．‎ C、如果图中实线是电场线，电子所受的电场力水平向右，电场力对电子做正功，则由动能定理得知，电子在a点动能较小．故C正确．‎ D、如果图中实线是等势面，电子所受电场力方向向下，电场力对电子做负功，则电子在a点电势能较小．故D正确．‎ 故选：CD．‎ ‎10.【答案】BC ‎【解析】解：A、由图可知在某正点电荷电场中电荷1受到中心电荷的斥力，而电荷2受到中心电荷的引力，故粒子1带正电，粒子2带负电，故A错误．‎ B、由于电场力做功：W=qU，相邻两等势面之间电势差相等，所以粒子1从A到B与从B到C电场力做的功相等．故B正确．‎ C、电荷2受到中心电荷的引力，靠近的过程中电场力做正功，电势能减小；远离的过程中电场力做负功，电势能增大．故C正确．‎ D、ADE三点在同一个等势面上，而粒子1从A到D、粒子2从A到E电场力做功均为零，则经过D、E两点两粒子的速率一定不相等，故D错误；‎ 故选：BC 根据轨迹判定电荷1受到中心电荷的斥力，而电荷2受到中心电荷的引力，可知两粒子在从A向D、E运动过程中电场力做功情况．根据ADE三点在同一等势面上，可判定从A到D和从A到E过程中电场力所做的总功为0．‎ 根据轨迹判定“电荷1受到中心电荷的斥力，而电荷2受到中心电荷的引力”是解决本题的突破口．‎ ‎11.【答案】4N/C   竖直向上 ‎【解析】解：场强大小为E==N/C=4N/C，方向与负电荷所受的电场力方向相反，即竖直向上．‎ 故答案为：4N/C；竖直向上．‎ 已知试探电荷所受的电场力F和电荷量q，根据场强的定义式E=求场强的大小，场强的方向与负电荷所受的电场力方向相反．‎ 解答本题的关键在于掌握场强的定义式E=，并知道场强与电场力方向的关系．‎ ‎12.【答案】a；240‎ ‎【解析】解：由图知，a处电场线比b处电场线密，则a处的电场强度较大；‎ a、b两点间的电势差为：Uab==V=240V．‎ 故答案为：a；240‎ 根据电场线的疏密表示场强的相对大小，比较场强的大小，电场线越密，场强越大；根据电势差公式U=求出a、b两点间的电势差．‎ 本题关键要掌握电场线基本意义：电场线疏密表示电场强度的大小，并能掌握电势差的定义式Uab=，注意代入符号进行计算．‎ ‎13.【答案】解：（1）电荷量均为q=+2.0×10-6C的两点电荷分别固定在A、B点，静电力为：‎ F=k=9.0×109×=9.0×10-3N；‎ ‎（2）A、B点电荷在C点产生的场强大小相等，均为：‎ E1=k=9.0×109×=4.5×103N/C A、B点电荷在C点的合场强大小为：‎ E=2E1cos30°=2×4.5×103N/C×=7.8×103N/C 场强方向沿着y轴正方向；‎ 答：（1）两点电荷间的库仑力大小为9.0×10-3N；‎ ‎（2）C点的电场强度的大小为7.8×103N/C，方向为+y轴正方向。‎ ‎【解析】（1）根据库仑定律公式F=k列式求解即可；‎ ‎（2）先求解两个电荷单独存在时在C点的场强，然后根据平行四边形定则合成得到C点的场强。‎ 本题考查了库仑定律和电场强度的矢量合成问题，关键是根据平行四边形定则合成，基础问题。‎ ‎14.【答案】解：（1）小球在A点受到竖直向下的重力、拉力和水平向右的电场力，‎ 根据平衡条件得：‎ 解得：‎ ‎（2）小球运动到A点的过程中，电场力做正功，重力做负功 ‎​根据动能定理得：‎ 解得：。‎ 答（1）该匀强电场的电场强度大小；（2）若将小球从O′点由静止释放，则小球运动到A点时的速度。‎ ‎【解析】本题是平衡条件与动能定理的综合应用．此题中小球的运动可运用单摆运动类比。‎ ‎（1）由题细线向右偏离竖直方向，小球受到的电场力水平向右，根据电场力方向与电场强度方向的关系和根据平衡条件求出电量；‎ ‎（2）若将小球从O′点由静止释放，则小球运动到A点的过程中，电场力做正功，重力做负功，总功等于小球动能的变化。‎ ‎15.【答案】解：（1）匀强电场的电场线与等势面垂直，所以电场线的方向垂直等势面向下 电荷做类平抛运动，分解速度为：‎ B点速度为：‎ ‎（2）对粒子A到B，由动能定理得到：‎ 解得：。‎ 答：（1）电场线的方向垂直等势面向下，B点速度大小为；‎ ‎（2）AB两点间的电势差为。‎ ‎【解析】（1）根据对称性方向与等势线的关系分析对称性方向；根据受到的合成与分解求解B点的速度；‎ ‎（2）对粒子A到B，由动能定理得到求解AB两点间的电势差UAB。‎ 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。 ‎