物理卷·2018届重庆市铜梁一中高二上学期月考物理试卷（10月份） （解析版）

物理卷·2018届重庆市铜梁一中高二上学期月考物理试卷（10月份） （解析版）

2016-2017学年重庆市铜梁一中高二（上）月考物理试卷（10月 份） 一、选择题（共 8小题，每小题 6分，满分 48分） 1．点电荷是静电学中的一个理想模型，它是指（ ） A．体积很小的带电体 B．球形带电体 C．带电少的带电体 D．大小和形状对作用力影响可忽略的带电体 2．真空中有两个点电荷 Q1和 Q2，它们之间的静电力为 F，下面哪些做法可以使它们之间 的静电力变为 1.5F（ ） A．使 Q1的电量变为原来的 2倍，Q2的电量变为原来的 3倍，使它们的距离变为原来的 2 倍 B．使每个电荷的电量都变为原来的 1.5倍，距离变为原来的 1.5倍 C．使其中一个电荷的电量和它们的距离变为原来的 1.5倍 D．保持它们的电量不变，使它们的距离变为原来的 倍 3．如图所示，在光滑绝缘的水平面上固定着完全相等的三个带电小球 a，b，c．三球在一 条直线上，若释放 a球，a球初始加速度为﹣3m/s2（向右为正）．若释放 c球，c球初始加 速度为 4m/s2．当释放 b球时，b球的初始加速度大小是（ ） A．1m/s2 B．2m/s2C．3m/s2D．4m/s2 4．如图所示，MN是点电荷产生的电场中的一条电场线．一个带电粒子（不计重力）从 a 到 b穿越这条电场线的轨迹如图中虚线所示．下列结论中正确的是（ ） A．带电粒子从 a到 b过程中动能逐渐减小 B．电场线的方向由 N指向M C．带电粒子在 a点的电势能大于在 b点的电势能 D．带电粒子在 a点的加速度大于在 b点的加速度 5．如图所示，虚线 1、2、3、4为静电场中的等势面，相邻的等势面之间的电势差相等，其 中等势面 2的电势为零．一带正电的点电荷在静电力的作用下运动，经过 a、b点时的动能 分别为 26eV和 5eV．当这一点电荷运动到某一位置，其电势能变为﹣8eV时，它的动能应 为（ ） A．8eV B．13eVC．20eVD．27eV 6．如图所示，a、b、c是匀强电场中的一条电场线上的三个点，电场线的方向由 a到 c，且 ab=bc，用φ和 E分别表示 a、b、c三点的电势和电场强度，可以判定（ ） A．φa＞φb＞φc B．Ea=Eb=Ec C．φa﹣φb=φb=φcD．E的大小无法判断 7．下图四组静电实验中，能使左边的验电器的金箔张开的是（ ） A． B． C． D． 8．某电容器上标有 3PF 2V字样，则该电容器（ ） A．所带电荷量不能超过 6×10﹣6c B．所带电荷量不能超过 6×10﹣12c C．所加电压不应超过 2v D．该电容器的击穿电压为 2v 二、物理实验题（本题共 1小题，满分 9分．） 9．谢明同学在研究带电粒子在匀强电场中做类平抛物体运动的实验中，用频率为 100HZ的 照相机，照出了一张印有小方格的照片记录下了带电粒子的轨迹，小方格的边长 L=0.2cm， 若带电粒子在做类平抛运动中的几个位置如图中的 a、b、c、d所示，则带电粒子做类平抛 的初速度 m/s．在 b点的竖直分速率 vby= m/s，电场力产生的加速度 m/s2（不考 虑重力场的影响）． 四、物理计算题（本题共 5小题，满分 53分．每题均要求写出必要的文字说明，重要的物 理规律，答题时应写出完整的数值和单位．） 10．悬挂在 O点的一根不可伸长的绝缘细线下端有一个带电量不变的小球 A．在两次实验 中，均缓慢移动另一带同种电荷的小球 B．当 B到达悬点 O的正下方并与 A在同一水平线 上，A处于受力平衡时，若两次实验中悬线偏离竖直方向的角度为 37°和 60°，B的电量分 别为 q1和 q2，则 q1：q2等于多少？ 11．一个很小的小球带有电量 Q，在距离球心 30cm处的 A点放了一个试探电荷 q=﹣1×10 ﹣10C，q受到的电场力为 1×10﹣8N，方向指向球心．求： （1）A点的场强的大小和方向 （2）如果从 A点取走 q，A点场强大小和方向 （3）把试探电荷 q=﹣1×10﹣10C放在离球心 60cm处的 B点，所受的电场力等于多少？ 12．如图所示，在场强 E=104N/C的水平匀强电场中，有一根长 l=15cm的细线，一端固定 在 O点，另一端系一个质量 m=3g、电荷量 q=2×10﹣6 C的带正电小球，当细线处于水平位 置时，小球从静止开始释放，g取 10m/s2．求： （1）小球到达最低点 B的过程中重力势能、电势能分别变化了多少？ （2）若取 A点电势为零，小球在 B点的电势能、电势分别为多大？ （3）小球到 B点时速度为多大？绳子张力为多大？ 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．则求： （1）A、B两点的电势差 UAB （2）匀强电场的场强大小． 14．如图所示，绝缘光滑轨道 AB部分为倾角为 30°的斜面，AC部分为竖直平面上半径为 R 的圆轨道，斜面与圆轨道相切．整个装置处于场强为 E、方向水平向右的匀强电场中．现有 一个质量为 m的小球，带正电荷量为 q= ，要使小球能安全通过圆轨道，在 O点的初 速度应满足什么条件？ 2016-2017学年重庆市铜梁一中高二（上）月考物理试卷 （10月份） 参考答案与试题解析 一、选择题（共 8小题，每小题 6分，满分 48分） 1．点电荷是静电学中的一个理想模型，它是指（ ） A．体积很小的带电体 B．球形带电体 C．带电少的带电体 D．大小和形状对作用力影响可忽略的带电体 【考点】元电荷、点电荷． 【分析】点电荷是静电学中的一个理想模型，当带电体之间的距离远大于带电体本身的尺寸， 以至于带电体本身的大小和形状对带电体间的作用力影响可忽略不计时，带电体就可以看成 点电荷． 【解答】解：带电体能不能看成点电荷是看带电体本身的体积和形状对带电体间的作用力影 响是否可以忽略不计，而不是仅仅看带电体的体积的大小和形状．故 ABC错误，D正确． 故选 D 2．真空中有两个点电荷 Q1和 Q2，它们之间的静电力为 F，下面哪些做法可以使它们之间 的静电力变为 1.5F（ ） A．使 Q1的电量变为原来的 2倍，Q2的电量变为原来的 3倍，使它们的距离变为原来的 2 倍 B．使每个电荷的电量都变为原来的 1.5倍，距离变为原来的 1.5倍 C．使其中一个电荷的电量和它们的距离变为原来的 1.5倍 D．保持它们的电量不变，使它们的距离变为原来的 倍 【考点】库仑定律． 【分析】在真空中有两个点电荷间的作用力遵守库仑定律，根据库仑定律，运用比例法求解． 【解答】解：由题原来的静电力为 F= A、使 Q1的电量变为原来的 2倍，Q2的电量变为原来的 3倍，同时使它们的距离变为原来 的 2倍，它们间的静电力为 =1.5F，故 A正确． B、使每个电荷的电量都变为原来的 1.5倍，距离变为原来的 1.5倍，它们间的静电力为 ，故 B错误． C、使其中一个电荷的电量和它们的距离均变为原来的 1.5倍，它们间的静电力为 ，故 C错误． D、保持它们的电量不变，使它们的距离变为原来的 1.5倍，则它们间的静电力为 ，故 D错误． 故选：A． 3．如图所示，在光滑绝缘的水平面上固定着完全相等的三个带电小球 a，b，c．三球在一 条直线上，若释放 a球，a球初始加速度为﹣3m/s2（向右为正）．若释放 c球，c球初始加 速度为 4m/s2．当释放 b球时，b球的初始加速度大小是（ ） A．1m/s2 B．2m/s2C．3m/s2D．4m/s2 【考点】库仑定律；牛顿第二定律． 【分析】每两个球都存在作用力和反作用力，根据三个球所受的合力等于 0，求出 B球的加 速度大小和方向． 【解答】解：把 a，b，c看成一个系统，三个小球之间的相互作用力为内力．根据牛顿第三 定律，每两个球之间存在一对作用力和反作用力，其大小相等，方向相反．这样系统内力之 和为零，外力之和为零． 设三个小球所受的合力分别为 F1、F2、F3 则有：F1=ma1，F2=ma2，F3=ma3 F1+F2+F3=m（a1+a2+a3）=0 所以 B球的加速为 a2=﹣（a1+a3）=﹣（﹣3+4）=﹣1m/s2；负号表示方向向左，故 A正确， BCD错误； 故选：A． 4．如图所示，MN是点电荷产生的电场中的一条电场线．一个带电粒子（不计重力）从 a 到 b穿越这条电场线的轨迹如图中虚线所示．下列结论中正确的是（ ） A．带电粒子从 a到 b过程中动能逐渐减小 B．电场线的方向由 N指向M C．带电粒子在 a点的电势能大于在 b点的电势能 D．带电粒子在 a点的加速度大于在 b点的加速度 【考点】电势差与电场强度的关系；电场线． 【分析】是根据粒子的运动轨迹确定其所受电场力方向；电性不知、无法确定从而确定电场 线MN的方向，然后根据点电荷周围电场分布情况，确定电场力大小． 【解答】解：A、由于该粒子只受电场力作用且做曲线运动，电场力指向轨迹内侧，电场力 方向大致向左，电场力做正功，动能增加，电势能减小，故 A错误； B、粒子电性不知道，无法确定电场线方向，B错误； C、电场力对带电粒子做正功，电势能减小，则带电粒子在 a点的电势能大于在 b点的电势 能，故 C正确； D、a点离点电荷较远，a点的电场强度小于 b点的电场强度，根据牛顿第二定律得知，带 电粒子在 a点的加速度小于在 b点的加速度，故 D错误； 故选：C． 5．如图所示，虚线 1、2、3、4为静电场中的等势面，相邻的等势面之间的电势差相等，其 中等势面 2的电势为零．一带正电的点电荷在静电力的作用下运动，经过 a、b点时的动能 分别为 26eV和 5eV．当这一点电荷运动到某一位置，其电势能变为﹣8eV时，它的动能应 为（ ） A．8eV B．13eVC．20eVD．27eV 【考点】电势差与电场强度的关系；等势面． 【分析】粒子在电场中运动，因只有电场力做功，电势能和动能之和守恒，根据题意曲线 2 电势为零，利用守恒规律列式求解即可． 【解答】解：经过 a、b点时的动能分别为 26eV和 5eV； 图中虚线所示为静电场中的等势面 1、2、3、4，相邻的等势面之间的电势差相等， 故电荷经过相邻两个等势面时的动能减小量为△Ek= =7eV，故经过等势面 2时的动能 为 26﹣7=19eV； 只有电场力做功，电势能和动能之和守恒，故有：0eV+19eV=﹣8eV+Ek； 解得：Ek=27eV； 故 D正确、ABC错误． 故选：D． 6．如图所示，a、b、c是匀强电场中的一条电场线上的三个点，电场线的方向由 a到 c，且 ab=bc，用φ和 E分别表示 a、b、c三点的电势和电场强度，可以判定（ ） A．φa＞φb＞φc B．Ea=Eb=Ec C．φa﹣φb=φb=φcD．E的大小无法判断 【考点】电势差与电场强度的关系；电场线． 【分析】根据顺着电场线方向电势逐渐降低，判断电势关系；电场线的疏密表示电场强度的 相对大小．根据匀强电场中场强与电势差的关系 U=Ed，定性分析电势差的关系． 【解答】解：A、沿电场线方向电势降低，可以比较电势高低，根据电场线方向可知φa＞φb ＞φc，故 A正确． BD、只有一条电场线，不能确定电场线的分布情况，无法比较场强的大小，故 B错误、D 正确． C、对于匀强电场，两点间的电势差 U=Ed，由于电场线的疏密情况无法确定，两点间的电 势差的公式 U=Ed 也不能适用，不能判断电势差的关系，故 C错误； 故选：AD． 7．下图四组静电实验中，能使左边的验电器的金箔张开的是（ ） A． B． C． D． 【考点】元电荷、点电荷． 【分析】验电器的工作原理是由于两个金属箔片带同种电荷而相互排斥． 处于静电平衡状态下的导体所带的电荷都分布在导体的外表面． 【解答】解：A、处于静电平衡状态下的导体所带的电荷都分布在导体的外表面，故 AC正 确，B错误． D、由于静电屏蔽的作用，验电器不受外电场的影响，故金箔是闭合的．故 D错误 故选 AC． 8．某电容器上标有 3PF 2V字样，则该电容器（ ） A．所带电荷量不能超过 6×10﹣6c B．所带电荷量不能超过 6×10﹣12c C．所加电压不应超过 2v D．该电容器的击穿电压为 2v 【考点】电容． 【分析】电容表征电容器容纳电荷的本领大小，是电容器本身的特性，与电压无关．电容器 上标有“3PF 2V”，2V是电容器的额定电压，即能承担的最大电压． 【解答】解：A、根据 Q=CU=3×10﹣12×2C=6×10﹣12C，知所带的电荷量不能超过 6×10﹣ 12C．故 A错误，B正确； B、2V是电容器的额定电压，即能承担的最大电压，所加的电压不能超过 2V．故 C正确． D、2V是电容器的额定电压，不是击穿电压．故 D错误． 故选：BC． 二、物理实验题（本题共 1小题，满分 9分．） 9．谢明同学在研究带电粒子在匀强电场中做类平抛物体运动的实验中，用频率为 100HZ的 照相机，照出了一张印有小方格的照片记录下了带电粒子的轨迹，小方格的边长 L=0.2cm， 若带电粒子在做类平抛运动中的几个位置如图中的 a、b、c、d所示，则带电粒子做类平抛 的初速度 0.4 m/s．在 b点的竖直分速率 vby= 0.3 m/s，电场力产生的加速度 20 m/s2 （不考虑重力场的影响）． 【考点】研究平抛物体的运动． 【分析】带电粒子做类平抛运动，水平方向匀速，竖直方向匀加速运动，即可求得初速度， 利用中间时刻的瞬时速度等于平均速度即可求得 b点竖直方向的速度，利用△x=aT2求得的 加速度 【解答】解：带电粒子做类平抛运动，故水平方向匀速运动，有 2L=v0T解得 在竖直方向做匀加速运动，b点在竖直方向的速度等于 ac竖直方向的平均速度，故 在竖直方向有△L=aT2可知 a= 故答案为：0.4；0.3；20 四、物理计算题（本题共 5小题，满分 53分．每题均要求写出必要的文字说明，重要的物 理规律，答题时应写出完整的数值和单位．） 10．悬挂在 O点的一根不可伸长的绝缘细线下端有一个带电量不变的小球 A．在两次实验 中，均缓慢移动另一带同种电荷的小球 B．当 B到达悬点 O的正下方并与 A在同一水平线 上，A处于受力平衡时，若两次实验中悬线偏离竖直方向的角度为 37°和 60°，B的电量分 别为 q1和 q2，则 q1：q2等于多少？ 【考点】库仑定律；共点力平衡的条件及其应用． 【分析】小球 A受重力、拉力和库仑力处于平衡，求出库仑力与 A球重力的关系，从而得 出两次实验中 B的电荷量的比值． 【解答】解：小球 A受力平衡，A球所受的库仑力 F=mgtanθ．知： k =mgtan37° k =mgtan60° 联立两式得： = 答：q1：q2等于 ． 11．一个很小的小球带有电量 Q，在距离球心 30cm处的 A点放了一个试探电荷 q=﹣1×10 ﹣10C，q受到的电场力为 1×10﹣8N，方向指向球心．求： （1）A点的场强的大小和方向 （2）如果从 A点取走 q，A点场强大小和方向 （3）把试探电荷 q=﹣1×10﹣10C放在离球心 60cm处的 B点，所受的电场力等于多少？ 【考点】库仑定律． 【分析】（1）已知试探电荷 q=﹣1×10﹣10C，q受到的电场力为 1×10﹣8N，方向指向球心， 根据电场强度的定义式 E= 求出 A点的场强的大小．A点的场强的方向与电场力方向相反． （2）场强由电场本身决定，与试探电荷无关．从 A点取走 q，A点场强大小和方向都不变． （3）根据库仑定律把该电荷放在离球心 60cm处的 B点，所受的电场力． 【解答】解：（1）A点的场强的大小为：E= = N/C=100N/C，方向：球心→A． （2）如果从 A点取走 q，A点场强大小和方向都不变，为：E=100N/C，方向从球心→A． （3）根据库仑定律，试探电荷放在 A点时有：F= 试探电荷放在 B点时有：F′= 由题，r′=2r，则得到：F′= F=2.5×10﹣9N； 答：（1）A点的场强的大小为 100N/C，方向：球心→A． （2）A点的场强的大小为 100N/C，方向：球心→A． （3）所受的电场力等于 2.5×10﹣9N． 12．如图所示，在场强 E=104N/C的水平匀强电场中，有一根长 l=15cm的细线，一端固定 在 O点，另一端系一个质量 m=3g、电荷量 q=2×10﹣6 C的带正电小球，当细线处于水平位 置时，小球从静止开始释放，g取 10m/s2．求： （1）小球到达最低点 B的过程中重力势能、电势能分别变化了多少？ （2）若取 A点电势为零，小球在 B点的电势能、电势分别为多大？ （3）小球到 B点时速度为多大？绳子张力为多大？ 【考点】动能定理的应用；牛顿第二定律；向心力；电势能． 【分析】（1）重力势能的变化量等于重力做功的负值，电势能的变化量等于电场力做功的负 值． （2）若取 A点电势为零，根据电势能的变化量，求出小球在 B点的电势能．由公式φ= 求解电势． （3）根据动能定理求出小球经过 B点时的速度，由牛顿第二定律求解绳子张力． 【解答】解：（1）小球到达最低点 B的过程中重力势能的变化量为△Ep=﹣mgl=﹣4.5×10﹣ 3J， 电势能的变化量为△Ep 电=Eql=3×10﹣3J （2）若取 A点电势为零，小球在 B点的电势能 Ep=△Ep 电=3×10﹣3J 由 Ep=φBq得 φB= V=1.5×103V （3）A→B由动能定理得： mgl﹣Eql= mvB2 代入解得 vB=1m/s 在 B点，对小球由牛顿第二定律得： FT﹣mg= 得 FT=5×10﹣2N 答： （1）小球到达最低点 B的过程中重力势能、电势能分别变化了﹣4.5×10﹣3J和 3×10﹣3J． （2）若取 A点电势为零，小球在 B点的电势能、电势分别为 3×10﹣3J和 1.5×103V． （3）小球到 B点时速度为 1m/s，绳子张力为 5×10﹣2N． 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．则求： （1）A、B两点的电势差 UAB （2）匀强电场的场强大小． 【考点】匀强电场中电势差和电场强度的关系；电势差． 【分析】根据电势差的变化得出电场力做功，结合电场力做功与电势差的关系求出 A、B两 点的电势差．根据匀强电场的电场强度公式求出场强的大小． 【解答】解：（1）因为电势能增加 0.1J 即电场力做功为W=﹣0.1J A→B电场力做负功 q=﹣2×10﹣5C 则 UAB= =5×105V； （3）根据 U=Ed 得， d= cos60°=0.01m， 代入数据解得 E= = ． 答：（1）AB两点的电势差 UAB为 5×105V；（2）匀强电场的场强的大小为 5×107V/m． 14．如图所示，绝缘光滑轨道 AB部分为倾角为 30°的斜面，AC部分为竖直平面上半径为 R 的圆轨道，斜面与圆轨道相切．整个装置处于场强为 E、方向水平向右的匀强电场中．现有 一个质量为 m的小球，带正电荷量为 q= ，要使小球能安全通过圆轨道，在 O点的初 速度应满足什么条件？ 【考点】匀强电场中电势差和电场强度的关系；向心力． 【分析】根据小球在斜面上的受力，得出小球在斜面上做匀速运动，根据小球受力确定等效 场的最高点，通过动能定理求出在 O点的初速度 【解答】解：小球先在斜面上运动，受重力、电场力、支持力、然后在圆轨道上运动，受重 力、电场力、轨道的作用力，如图所示， 类比重力场，将电场力与重力的合力视为等效重力 mg′，大小为 ，解得θ=30°， 等效重力的方向与斜面垂直指向右下方，小球在斜面上匀速运动， 因要使小球能安全通过圆轨道，在圆轨道的等效最高点（D）点满足等效重力提供向心力， 有：mg′=m ， 因θ=30°，与斜面倾角相等，由几何关系可知 AD=2R． 令小球以最小初速度 v0运动，由动能定理知： 解得 ， 答：要使小球安全通过圆轨道，初速度应为 ．