河南省南阳市第一中学2020学年高二物理上学期第一次月考试题（含解析）

河南省南阳市第一中学2020学年高二物理上学期第一次月考试题（含解析）

河南省南阳市第一中学2020学年高二上学期第一次月考物理试题 ‎ 一、选择题 ‎1. 在场强为E，方向竖直向下的匀强电场中，有两个质量均为m的带电小球，电荷量分别为+2q和-q，两小球用长为L的绝缘细线相连，另用绝缘细线系住带正电的小球悬挂于O点处于平衡状态，如图所示，重力加速度为g，则细绳对悬点O的作用力大小为（ ）‎ A. 2mg B. 2mg＋2kq2/L2 C. 2mg＋Eq D. 2mg＋3Eq ‎【答案】C ‎【解析】将两个小球视作整体，重力为2mg,方向竖直向下，库仑力为qE，方向竖直向下,所以细线的作用力为2mg+qE，方向竖直向上。所以有细绳对悬点O的作用力大小为2mg+qE；故选C ‎2. 下列关于电源和电动势的说法中，正确的是（ ）‎ A. 电动势就是电势差，平时我们叫电压 B. 电动势大的电源做功一定多 C. 在外电路中和电源内部，静电力都对电荷作正功，所以能不断定向移动形成电流 D. 电动势在数值上等于非静电力把1C的正电荷在电源内从负极移到正极所做的功 ‎【答案】D ‎【解析】A、电动势是反应电源把其他形式的能转化为电能本领强弱，和电势差的定义不相同；故A错误；‎ 故选：D ‎3. 在点电荷 Q形成的电场中有一点A，当一个－q的检验电荷从电场的无限远处被移到电场中的A点时，克服电场力做的功为W，则检验电荷在A点的电势能及电场中A点的电势分别为（ ）‎ A. B. ‎ C. D. ‎ ‎【答案】B ‎.........‎ ‎4. 如图所示，真空中有一个固定的点电荷，电荷量为+Q．图中的虚线表示该点电荷形成的电场中的四个等势面．有两个一价离子M、N（不计重力，也不计它们之间的电场力）先后从a点以相同的速率v0射入该电场，运动轨迹分别为曲线apb和aqc，其中p、q分别是它们离固定点电荷最近的位置．①M一定是正离子，N一定是负离子．②M在p点的速率一定大于N在q点的速率．③M在b点的速率一定大于N在c点的速率．④M从p→b过程电势能的增量一定小于N从a→q电势能的增量．以上说法中正确的是（ ）‎ A. 只有①③ B. 只有①④ C. 只有②③ D. 只有②④‎ ‎【答案】D ‎【解析】由图可知电荷N受到中心电荷的斥力，而电荷M受到中心电荷的引力，故两粒子的电性一定不同．由于中心电荷为正电，则M一定是负离子，N一定是正离子，故①错误；‎ 由图可判定M电荷在运动过程中，电场力先做正功侯做负功，动能先增加后减小，N电荷在运动过程中，电场力先做负功侯做正功，动能先减小后增加，则有M在p点的速率一定大于N在q点的速率，M在b点的速率等于N在c点的速率．故②正确；‎ 由于abc三点在同一等势面上，故粒子M在从a向b运动过程中电场力所做的总功为0，N粒子在从a向c运动过程中电场力所做的总功为0．由于两粒子以相同的速率从a点飞入电场故两粒子的分别经过b、c两点时的速率一定相等．故③错误；‎ 由图可知N粒子在从a向q运动过程中电场力做负功的值大于粒子M在从p向b运动过程中电场力做负功的值，故M从p→b过程电势能的增量一定小于N从a→q电势能的增量．故④正确．故选D ‎5. 如图所示，用绝缘细线拴一个带负电的小球，让它在竖直向下的匀强电场中绕O点做竖直平面内的圆周运动，、两点分别是圆周的最高点和最低点，则（ 　）‎ A. 小球经过点时，线中的张力一定最小 B. 小球经过点时，线中的张力可能为零 C. 小球经过点时，电势能最大 D. 小球经过点时，机械能最大 ‎【答案】B ‎【解析】AB、球所受的电场力方向向上，重力方向向下，但大小未知，小球经过点时，线中的张力不一定最小，小球经过点时，线中的张力可能为零，故A错误，B正确。‎ CD、小球从a到b的过程中，电场力做负功电势能增大，则小球经过a点时，电势能最小，小球经过点时，机械能最小．故C、D错误．‎ 故选B ‎6.‎ ‎ a、b、c三个氦核由同一点垂直场强方向进入偏转电场，其轨迹如图所示，其中b恰好飞出电场，由此可以确定错误的说法有（ ）‎ A. 在b飞离电场的同时，a刚好打在负极板上 B. b和c同时飞离电场 C. 进入电场时，c的速度最大，a的速度最小 D. 动能的增量相比，c的最小，a和b的一样大 ‎【答案】B ‎【解析】试题分析：a、b两个粒子在电场中沿电场的方向上的位移相同，由h＝gt2可知运动时间也相同，所以b粒子飞离电场的同时，a刚好打在负极板上，选项A正确．b和c在电场中沿电场的方向的位移不同，所以在电场中飞行的时间也就不同，选项B错误．由h＝gt2可知，c粒子在电场中飞行的时间最短，而在水平方向飞行的距离最大，所以c的速度最大，a、b两粒子飞行时间相等，a的水平位移最小，所以a的速度最小，选项C正确．由能量的转化和守恒可知，三个粒子的动能的增加即为电场力对粒子所做的功，三个粒子受到的电场力相同，在电场力的方向上，谁的位移大，电场力对谁做的功就大，所以对a、b两粒子做的功相等，对c粒子做的功要少．选项D正确．故选B。‎ 考点：带电粒子在电场中的运动 ‎7. 用控制变量法，可以研究影响平行板电容器电容的因素（如图）．设两极板正对面积为S，极板间的距离为d，静电计指针偏角为θ。实验中，忽略极板所带电荷量的变化，若(　　)‎ A. 保持S不变，增大d，则θ变大 B. 保持S不变，增大d，则θ变小 C. 保持d不变，减小S，则θ变小 D. 保持d不变，减小S，则θ不变 ‎【答案】A ‎【解析】试题分析：根据可知，保持S不变，增大d，电容器电容C减小，两极板间电压U增大，静电计指针偏角为θ增大，故A正确，B错误；保持d不变，减小S，电容器电容C减小，两极板间电压U增大，静电计指针偏角为θ增大，故C、D错误。‎ 考点：电容器的动态分析。‎ ‎8. 如图所示，虚线表示等势面，相邻两等势面间的电势差相等，有一带电的小球在该电场中运动，不计小球所受的重力和空气阻力，实线表示该带正电的小球的运动轨迹，小球在a点的动能等于20eV，运动到b点时的动能等于2eV，若取c点为零电势点，则这个带电小球的电势能等于－6eV时，它的动能等于（ ）‎ A. 4eV B. 6eV C. 14eV D. 16ev ‎【答案】C ‎【解析】小球自a点运动到b时，电场力做负功：Wab=2eV-20eV=-18eV  ①‎ 由于相邻两等势面的电势差相等，故电势差的大小关系有：Uab=3Ubc    ②‎ 从b到c电场力做正功，根据动能定理有：Wbc=Ekc-Ekb              ③‎ 联立①②③可得Ekc=8eV．‎ 由于只有电场力做功，电势能和动能和保持不变，故在c点：E=Ep+Ek=8eV 即电势能和动能之和为8eV，因此当电势能等于-6eV时动能为14eV，故ABD错误，C正确．‎ 故选C．‎ ‎9. 如图所示，一价氢离子和二价氦离子的混合体，经同一加速电场加速后，垂直射入同一偏转电场中，偏转后，打在同一荧光屏上，则它们（ ）‎ A. 同时到达屏上同一点 B. 先后到达屏上同一点 C. 同时到达屏上不同点 D. 先后到达屏上不同点 ‎【答案】B ‎【解析】试题分析：设加速电压为U1，偏转电压为U2，偏转极板的长度为L，板间距离为d．在加速电场中，由动能定理得：qU1=mv02①‎ 两种粒子在偏转电场中，水平方向做速度为v0的匀速直线运动，由于两种粒子的比荷不同，则v0不同，所以两粒子在偏转电场中运动的时间不同．两种粒子在加速电场中的加速度不同，位移相同，则运动的时间也不同，所以两粒子是先后离开偏转电场．在偏转电场中的偏转位移y=at2=•②‎ 联立①②得 同理可得到偏转角度的正切，可见y和tanθ与电荷的电量和质量无关．所以出射点的位置相同，出射速度的方向也相同．故两种粒子打屏上同一点．故B正确，ACD错误．故选B．‎ 考点：带电粒子在电场中的运动 ‎【名师点睛】解决本题的关键知道带电粒子在加速电场和偏转电场中的运动情况，知道从静止开始经过同一加速电场加速，垂直打入偏转电场，运动轨迹相同．做选择题时，这个结论可直接运用，节省时间。‎ ‎10. 质量分别为mA和mB的两小球带有同种电荷，电荷量分别为qA和qB ‎，用绝缘细线悬挂在天花板上。平衡时，两小球恰处于同一水平位置，细线与竖直方向间夹角分别为q1与q2（q1＞q2）。两小球突然失去各自所带电荷后开始摆动，最大速度分别为vA和vB，最大动能分别为EkA和EkB。不考虑二者的碰撞，则（ ）‎ A. mA一定小于mB B. qA一定大于qB C. vA一定大于vB D. EkA一定大于EkB ‎【答案】ACD ‎【解析】分别对A、B进行受力分析， 两球间的库仑斥力是作用力与反作用力总是大小相等，与带电量的大小无关，因此B选项不对，‎ 对于A球： ‎ 对于B球： ‎ 联立得：F=‎ 又θ1＞θ2可以得出:mALB 样代入后可知：    C选项正确 A到达最低点的动能：‎ B到达最低点的动能：‎ 由于θ1＞θ2可知，‎ 又：‎ 可得：因此D选项也正确。‎ 故选ACD ‎11. 如图所示，平行板电容器与电动势为E的直流电源（内阻不计）连接，下极板接地，与电源负极相连。现有一带电油滴位于容器中的P点且恰好处于平衡状态。现将平行板电容器的上极板竖直向上移动一小段距离（　　　）‎ A. 带点油滴将沿竖直方向向下运动 B. P点的电势将降低 C. 带点油滴的电势能不变 D. 电容器的极板带电量不变 ‎【答案】CD ‎【解析】电容器始终于电源相连，则电容器两极板间的电势差不变，由 ，d增大，则C减小，又，则Q减小，但电路中有二极管，单向导通，故不会放电，电荷量Q不变，，d增大，则E不变，带电油滴电场力不变，带电油滴位于容器中的P点且恰好处于平衡状态，故有A错误；D正确。‎ P点与下极板的电势差，而E、d不变，则φp不变，由Ep=φpq则固定在P点的正电荷电势能不变，C正确，B错误。‎ 故选CD ‎12.‎ ‎ 如图所示，在粗糙水平面上固定一点电荷Q，在M点无初速释放一带有恒定电荷量的小物块，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(　　)‎ 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点的电势一定高于N点的电势 D. 小物块电势能减少量一定等于克服摩擦力做的功 ‎【答案】ABD ‎【解析】小物块在从M运动到N的过程中，一定受到向右的摩擦力，所以库仑力一定向左.随着由M运动到N，离电荷Q距离越来越大，所以小物块受到的静电力即库仑力一定减小，A正确；由动能定理可得μmgx－WE＝0，即WE＝μmgx，静电力做正功，小物块具有的电势能减小，其减少量等于克服滑动摩擦力做的功值，B、D正确；因点电荷Q的电性未知，不能判断M、N两点电势的高低，C错误.此题选择错误的选项，故选C.‎ 二、填空题 ‎13. 在实验“测灯泡的伏安特性曲线”中采用伏安法测量小灯泡的电阻，则采用电流表外接法时，灯泡电阻的测量值R测_______R真，采用电流表内接法时，灯泡电阻的测量值R测_______R真（填“＞”、“＜”或“＝”），用内阻为3000W的电压表和内阻为10W的电流表测某未知电阻，在采用内接法情况下，电压表的示数为60V，电流表的示数为0.2A，则R的真实值是________W。‎ ‎【答案】 (1). ＜ (2). ＞ (3). 290‎ ‎【解析】口决：“大内小外”，即内接法适合测大电阻结果偏大，；外接法适合测小电阻测量结果偏小，；‎ 在采用内接法情况下，电流表电压 则电阻 ‎ ‎14. 有一个电流表G，内阻Rg=100W，满偏电流Ig=3mA。若把它改装为量程为0～3V的电压表，要串联电阻的大小为____W，若把它改装为量程为0～3A的电流表，要并联电阻的大小为_______W。‎ ‎【答案】 (1). 900 (2). 0.1‎ ‎【解析】改装成电压表要串联电阻的RX：则 Ig（Rg+Rx）=UV 即：3×10-3（100+Rx）=3解得：Rx=900Ω 改装成电流表要并联电阻的RX：则 IgRg=（I-Ig）Rx 解得：Rx=0.1Ω 三、计算题 ‎15. 如图所示，匀强电场中A、B、C三点构成一个直角三角形，其中∠A＝300，BC＝40cm，把电荷量为2×10－10C的负点电荷由A点移动到B点，电场力做功4.8×10－8J，将它由C点移到A点需要克服电场力做功9.6×10－8J，取B点的电势为零，求A、C两点的电势及场强的大小。‎ ‎【答案】N/C ‎【解析】（1）A、B间的电势差 C、A间电势差 取取B点的电势为零，则有A点的电势为240V，C点的电势为-240V；‎ ‎（2）由上知，AC的中点O电势与B相等，OB连线即为一条等势线，根据电场线与等势线垂直，且指向电势较低的等势面可知，则场强大小为 ‎16. 倾角为30°的直角三角形绝缘体底边BC长为2‎ ‎ L，底边处在水平位置，斜边光滑，现在底边中点O处固定一正电荷Q，让一个质量为m的带正电质点q从斜面顶端A沿斜边滑下（不脱离斜面），如图所示，已测得它滑到B在斜面上的垂足D处时速度为v，加速度为a，方向沿斜面向下，问该质点滑到斜边底端C点时的速度和加速度各为多大?‎ ‎【答案】 ‎ ‎【解析】在 D 点：‎ 在 C 点：‎ D 和 C 在同一等势面上， F D = F D ′可得 又因为 D 和 C 在同一等势面上，质点从 D 到 C 的过程中电场力不做功，运用动能定理可得： ， v C = 。‎ ‎17. 如图所示，质量为0.4kg的物体带电量为–3×10-3C，从半径为3m的光滑的1/4圆弧的绝缘滑轨上端静止下滑到底端，然后继续沿水平面滑动。物体与水平面间的滑动摩擦系数为0.5，整个装置都处于E=103N/C的水平向右匀强电场中，则物体在水平面上滑行的最大距离为多少？物体下滑过程中的最大速度是多少？(g=10m/s2)‎ ‎【答案】0.6m，‎ ‎【解析】（1）由动能定理得 解得 ‎（2）电场力，‎ ‎，即物体下滑过程中的最大速度时的位置 由动能定理得 解得 ‎18. 在一高为h的绝缘光滑水平桌面上，有一个带电量为+q、质量为m的带电小球静止，小球到桌子右边缘的距离为s，在整个空间中施加一个水平向右的匀强电场E，且E=4mg/3q，如图所示，求：（1）小球经多长时间落地？‎ ‎（2）小球落地时的速度大小?‎ ‎（3）若小球到达桌子右边缘时匀强电场方向突然变为水平向左，则小球在空中的最小速度为多大？假设h足够大。‎ ‎【答案】（1）(2) (3) ‎ ‎【解析】（1）小球在桌面上做匀加速运动 ‎ ①‎ ‎ ②‎ 小球在竖直方向做自由落体运动 ‎ ③‎ 小球从静止出发;到落地所经过的时间： ④‎ 联立①②③④得：‎ ‎（2）小球在下落过程中，在水平方向做匀速直线运动 ‎ ⑤‎ 由动能定理得 ‎ ⑥‎ 联立①②③⑤⑥得 ‎(3) 球到达桌子右边缘时匀强电场方向突然变为水平向左, 小球在下落过程中，在水平方向做匀减速直线运动， ⑦‎ ‎ ⑧‎ ‎ ⑨‎ 联立①②⑦⑧⑨得：小球在空中的最小速度