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文档介绍
物理卷·2018届河北省张家口市万全中学高二上学期第一次月考物理试卷 (解析版)
2016-2017学年河北省张家口市万全中学高二(上)第一次月考物理试卷 一.选择题(共12题,每题4分,共48分.1-9题只有一个选项正确,10-12题有多个选项正确) 1.关于基元电荷,正确的说法是( ) A.基元电荷就是点电荷 B.1C电量叫基元电荷 C.基元电荷就是质子 D.基元电荷目前被认为是自然界中电荷的最小单元 2.真空中两个点电荷Q1、Q2,距离为R,当Q1增大到原来的3倍,Q2增大到原来的3倍,距离R增大到原来的3倍时,两电荷间的库仑力变为原来的( ) A.1倍 B.3倍 C.6倍 D.9倍 3.如图所示,示波管是示波器的核心部件,它由电子枪、偏转电极和荧光屏组成,如果在荧光屏上P点出现亮斑那么示波管中的( ) ①极板X应带正电 ②极板X′应带正电 ③极板Y应带正电 ④极板Y′应带正电. A.②④ B.①④ C.②③ D.①③ 4.图中实线是一簇未标明方向的电场线,虚线是某一带电粒子通过该电场区域时的运动轨迹,a、b是轨迹上的两点.若带电粒子在运动中只受电场力作用,根据题意不能做出判断的是( ) A.带电粒子所带电荷的符号 B.带电粒子在a、b两点的受力方向 C.带电粒子在a、b两点的速度何处较大 D.带电粒子在a、b两点的电势能何处较大 5.平行板电容器充电后断开电源,现将其中一块金属板远离另一板平移一小段距离.下图表示此过程中电容器的电容C、两极板带电量Q、两板间电场强度E随两板间距离d的变化关系,正确的是( ) A. B. C. D. 6.如图中,实线和虚线分别表示等量异种点电荷的电场线和等势线,则下列有关P、Q两点的相关说法中正确的是( ) A.两点的场强等大、反向 B.P点电场更强 C.两点电势一样高 D.Q点的电势较低 7.如图所示,电子在电势差为U1的加速电场中由静止开始运动,然后射入电势差为U2的两块平行极板间的电场中,射入方向跟极板平行,整个装置处在真空中,重力可忽略,在满足电子能射出平行板区的条件下,下述四种情况中,一定能使电子的偏转角θ变大的是( ) A.U1变大、U2变大 B.U1变小、U2变大 C.U1变大、U2变小 D.U1变小、U2变小 8.如图为某匀强电场的等势面分布图,每两个相邻等势面相距2cm,则该匀强电场的场强大小和方向分别为( ) A.E=200 V/m,水平向左 B.E=200 V/m,水平向右 C.E=100 V/m,水平向左 D.E=100 V/m,水平向右 9.如图,真空存在一点电荷产生的电场,其中a、b两点的电场强度方向如图,a点的电场方向与ab连线成60°,b点电场方向与ab连线成30°,则以下关于a、b两点电场强度Ea、Eb及电势φa、φb的关系正确的是( ) A.Ea=3Eb,φa>φb B.Ea=3Eb,φa<φb C.Ea=Eb,φa>φb D.Ea=Eb,φa<φb 10.场的电场线分布如图所示,以下说法正确的是( ) A.a点电势高于b点电势 B.c点场强大于b点场强 C.若将一检验电荷+q由a点移至b点,它的电势能增大 D.若在d点再固定一点电荷﹣Q,将一检验电荷+q由a移至b的过程中,电势能减小 11.水平线上的O点放置一点电荷,图中画出电荷周围对称分布的几条电场线,如图所示.以水平线上的某点O′为圆心,画一个圆,与电场线分别相交于a、b、c、d、e,则下列说法正确的是( ) A.b、e两点的电场强度相同 B.a点电势低于c点电势 C.b、c两点间电势差等于e、d两点间电势差 D.电子沿圆周由d到b,电场力做正功 12.如图甲是某电场中的一条电场线,A、B是这条电场线上的两点,若将一负电荷从A点自由释放,负电荷沿电场线从A到B运动过程中的速度图象如图乙所示,比较A、B两点电势的高低和场强大小可知( ) A.φA>φB B.φA<φB C.EA>EB D.EA<EB 二、填空题(共3题,每题4分,共计12分) 13.如图,A、B、C三点为一直角三角形的三个顶点,∠B=30°,现在A、B两点放置两点电荷qA、qB,测得C点场强的方向与BA方向平行,则qB电性是带 电,qA:qB= . 14.如图所示是匀强电场中的一组等势面.若A、B、C、D相邻两点间的距离都是2cm,则该电场的场强为 V/m,到A点距离为1.5cm的P点电势为 V. 15.把一电量为q=10﹣10C的检验电荷放入某一电场中A点,具有电势能为10﹣8J,则该点电势为 V.若在该点放入另一电荷q=﹣10﹣10C,则该点电势为 V. 三.计算题(本大题共4小题,共40分.解答应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤.只写出最后答案的不能得分.有数值计算的题答案中必须明确写出数值和单位) 16.如图所示,用一根绝缘细线悬挂一个带电小球,小球的质量为m,电量为q,现加一水平的匀强电场,平衡时绝缘细线与竖直方向夹角为θ. (1)请画出小球受力分析图; (2)试求这个匀强电场的场强E大小. 17.匀强电场中场强为40N/C,沿同一条电场线上有A、B两点,把质量为2×10﹣9kg,带电量为﹣2×10﹣9C的微粒从A点移到B点,电场力做功是1.5×10﹣7J的正功.求: (1)A、B两点间的电势差UAB是多少? (2)A、B两点间距离是多少? 18.如图所示,充电后的平行板电容器水平放置,电容为C,极板间距离为d,上极板正中有一小孔,质量为m、电荷量为+q的小球从小孔正上方高h处由静止开始下落,穿过小孔到达下极板处速度恰为零(空气阻力忽略不计,极板间电场可视为匀强电场,重力加速度为g),求: (1)小球到达小孔处的速度; (2)极板间电场强度大小和电容器所带电荷量; (3)小球从开始下落运动到下极板处的时间. 19.一质量为m、带电荷量为+q的小球以水平初速度v0进入竖直向上的匀强电场中,如图甲所示.今测得小球进入电场后在竖直方向下降的高度y与水平方向的位移x之间的关系如图乙所示,根据图乙给出的信息,(重力加速度为g)求: (1)匀强电场场强的大小; (2)小球从进入匀强电场到下降h高度的过程中,电场力做的功; (3)小球在h高度处的动能. 2016-2017学年河北省张家口市万全中学高二(上)第一次月考物理试卷 参考答案与试题解析 一.选择题(共12题,每题4分,共48分.1-9题只有一个选项正确,10-12题有多个选项正确) 1.关于基元电荷,正确的说法是( ) A.基元电荷就是点电荷 B.1C电量叫基元电荷 C.基元电荷就是质子 D.基元电荷目前被认为是自然界中电荷的最小单元 【考点】元电荷、点电荷. 【分析】电子的带电量最小,质子的带电量与电子相等,但电性相反,故物体的带电量只能是电子电量的整数倍,人们把这个最小的带电量叫做叫做元电荷.带电体看作点电荷的条件,当一个带电体的形状及大小对它们间相互作用力的影响可忽略时,这个带电体可看作点电荷,是由研究问题的性质决定,与自身大小形状无具体关系. 【解答】解:A、元电荷是指最小的电荷量,带电体看作点电荷的条件,当一个带电体的形状及大小对它们间相互作用力的影响可忽略时,这个带电体可看作点电荷,是由研究问题的性质决定,与自身大小形状无具体关系.故A错误 B、元电荷是指电子或质子所带的电荷量,数值为e=1.60×10﹣19C,故B错误 C、元电荷是指最小的电荷量,不是指质子或者是电子,故C错误 D、基元电荷目前被认为是自然界中电荷的最小单元,故D正确 故选D. 2.真空中两个点电荷Q1、Q2,距离为R,当Q1增大到原来的3倍,Q2增大到原来的3倍,距离R增大到原来的3倍时,两电荷间的库仑力变为原来的( ) A.1倍 B.3倍 C.6倍 D.9倍 【考点】库仑定律. 【分析】根据库仑定律公式F=k分析. 【解答】解:根据库仑定律公式F=k,电量的乘积变为原来的9倍,距离的平方也变为原来的9倍,故库仑力不变; 故选A. 3.如图所示,示波管是示波器的核心部件,它由电子枪、偏转电极和荧光屏组成,如果在荧光屏上P点出现亮斑那么示波管中的( ) ①极板X应带正电 ②极板X′应带正电 ③极板Y应带正电 ④极板Y′应带正电. A.②④ B.①④ C.②③ D.①③ 【考点】示波管及其使用. 【分析】由亮斑位置可知电子偏转的打在偏向X,Y向,由电子所受电场力的方向确定电场的方向,再确定极板所带的电性由亮斑位置可知电子偏转的打在偏向X,Y向,由电子所受电场力的方向确定电场的方向,再确定极板所带的电性 【解答】解:电子受力方向与电场方向相反,因电子向X向偏转则,电场方向为X到X′,则X带正电 同理可知Y带正电,故①③正确,②④错误 故选:D. 4.图中实线是一簇未标明方向的电场线,虚线是某一带电粒子通过该电场区域时的运动轨迹,a、b是轨迹上的两点.若带电粒子在运动中只受电场力作用,根据题意不能做出判断的是( ) A.带电粒子所带电荷的符号 B.带电粒子在a、b两点的受力方向 C.带电粒子在a、b两点的速度何处较大 D.带电粒子在a、b两点的电势能何处较大 【考点】电场线;物体做曲线运动的条件;电场强度;电势能. 【分析】由粒子的偏转方向可得出粒子的受力方向,由功的计算可得出电场力做功的正负,由动能定理可得出粒子动能的变化;由电场力做功与电势能的关系可得出电势能的变化. 【解答】解:设粒子由a到b运动; A、B、由图可知,粒子偏向左下方,则说明粒子受力向左下,由于不知电场线方向,故无法判断粒子电性,故A正确,B错误; C、由图可知,粒子从A到B的过程中,电场力做负功,故说明粒子速度减小,故可知b处速度较小,故C错误; D、电场力做负功,则电势能增加,故b点电势能较大,故D错误; 故选A. 5.平行板电容器充电后断开电源,现将其中一块金属板远离另一板平移一小段距离.下图表示此过程中电容器的电容C、两极板带电量Q、两板间电场强度E随两板间距离d的变化关系,正确的是( ) A. B. C. D. 【考点】电容. 【分析】平行板电容器充电后断开电源,电量保持不变,根据判断电容的变化,根据判断电势差的变化,结合上述几个公式,通过E=得出电场强度的变化. 【解答】解:A、根据知,d增大,则电容减小.故A错误. B、平行板电容器充电后断开电源,电量保持不变.故B错误. C、结合、、E=得,E=,知d变化,电场强度不变.故C正确. D、根据知,电容减小,电量不变,则电势差增大,故D错误. 故选C. 6.如图中,实线和虚线分别表示等量异种点电荷的电场线和等势线,则下列有关P、Q两点的相关说法中正确的是( ) A.两点的场强等大、反向 B.P点电场更强 C.两点电势一样高 D.Q点的电势较低 【考点】电场线;电场强度;电势. 【分析】根据电场线的疏密判断场强的大小,电场线越密,场强越大;电场线越疏,场强越小.根据等量异种点电荷形成电场的电场线分布的对称性分析对称点场强的大小关系.等量异种点电荷连线的中垂线是一条等势线. 【解答】解:A、根据电场线的疏密判断场强的大小,由图看出,P、Q两点中,P处电场线疏,Q的电场线密.所以Q的场强大于P点场强,故A错误,B错误. C、一对等量异号电荷的连线的中垂线是等势面,故P、Q两点的电势相等.故C正确,D错误. 故选C. 7.如图所示,电子在电势差为U1的加速电场中由静止开始运动,然后射入电势差为U2的两块平行极板间的电场中,射入方向跟极板平行,整个装置处在真空中,重力可忽略,在满足电子能射出平行板区的条件下,下述四种情况中,一定能使电子的偏转角θ变大的是( ) A.U1变大、U2变大 B.U1变小、U2变大 C.U1变大、U2变小 D.U1变小、U2变小 【考点】带电粒子在匀强电场中的运动. 【分析】电子在加速电场中,在电场力的作用下,做匀加速直线运动,可由电场力做功求出射出加速电场时的速度.电子在水平放置的平行板之间,因受到的电场力的方向与初速度的方向垂直,故电子做类平抛运动.运用平抛运动的竖直方向的速度与水平方向的速度的关系,可求出角度θ的变化情况. 【解答】解: 设电子被加速后获得初速为v0,则由动能定理得:…① 又设极板长为l,则电子在电场中偏转所用时间:…② 又设电子在平行板间受电场力作用产生加速度为a,由牛顿第二定律得:…③ 电子射出偏转电场时,平行于电场方向的速度:vy=at…④ 由①、②、③、④可得: 又有: 故U2变大或U1变小都可能使偏转角θ变大,故选项B正确,选项ACD错误. 故选B. 8.如图为某匀强电场的等势面分布图,每两个相邻等势面相距2cm,则该匀强电场的场强大小和方向分别为( ) A.E=200 V/m,水平向左 B.E=200 V/m,水平向右 C.E=100 V/m,水平向左 D.E=100 V/m,水平向右 【考点】匀强电场中电势差和电场强度的关系;等势面. 【分析】电场线总是与等势面垂直,而且由高电势指向低电势.根据匀强电场场强与电势差的关系U=Ed求出电场强度的大小. 【解答】解:根据电场线总是与等势面垂直,而且由高电势指向低电势,可知,电场强度方向水平向左. 两个相邻等势面相距d=2cm,电势差U=2V,则电场强度E===100V/m; 故选:C 9.如图,真空存在一点电荷产生的电场,其中a、b两点的电场强度方向如图,a点的电场方向与ab连线成60°,b点电场方向与ab连线成30°,则以下关于a、b两点电场强度Ea、Eb及电势φa、φb的关系正确的是( ) A.Ea=3Eb,φa>φb B.Ea=3Eb,φa<φb C.Ea=Eb,φa>φb D.Ea=Eb,φa<φb 【考点】电场强度;电势. 【分析】要比较两点的场强的大小,必需求出两点各自的场强E,根据E=可知必需知道ab两点到O的距离大小关系a点到O点的距离Ra=Labcos60°=Lab,b点到O点距离Rb=Lbcos30°=Lab.再根据沿电场线方向电势降低确定两点电势的高低. 【解答】解:a点到O点的距离Ra=Labcos60°=Lab,b点到O点距离Rb=Lbcos30°=Lab,根据点电荷的场强公式E=E=可得: ===;故Ea=3Eb 在正电荷的周围越靠近场源电势越高,故有φa>φb, 故A正确,BCD错误. 故选:A. 10.场的电场线分布如图所示,以下说法正确的是( ) A.a点电势高于b点电势 B.c点场强大于b点场强 C.若将一检验电荷+q由a点移至b点,它的电势能增大 D.若在d点再固定一点电荷﹣Q,将一检验电荷+q由a移至b的过程中,电势能减小 【考点】电场线. 【分析】电场线的疏密反映电场的强弱.沿着电场线方向电势降低.根据电场力做功正负分析电荷的电势能如何变化. 【解答】解:A、沿着电场线方向电势降低,则知a点电势高于b点电势,故A正确. B、电场线的密的地方场强大,b点电场线密,所以b点场强大,故B错误. CD、若在d点再固定一点电荷﹣Q,a点电势高于b点电势,将试探电荷+q由a移至b的过程中,电场力做正功,电势能减小,故C错误,D正确. 故选:AD. 11.水平线上的O点放置一点电荷,图中画出电荷周围对称分布的几条电场线,如图所示.以水平线上的某点O′为圆心,画一个圆,与电场线分别相交于a、b、c、d、e,则下列说法正确的是( ) A.b、e两点的电场强度相同 B.a点电势低于c点电势 C.b、c两点间电势差等于e、d两点间电势差 D.电子沿圆周由d到b,电场力做正功 【考点】电场强度;电势差. 【分析】电场强度是矢量,只有大小和方向都相同时两点的电场强度才相同;电势根据顺着电场线方向电势降低进行判断;根据对称性分析b、c 两点间电势差与b、e间电势差的关系.根据电势高低,判断电场力对电子做功的正负. 【解答】解:A、由图看出,b、e两点电场强度的大小相等,但方向不同,而电场强度是矢量,所以b、e两点的电场强度不同,故A错误. B、根据顺着电场线电势逐渐降低可知,离点电荷O越远,电势越低,故a点电势低于c点电势.故B正确. C、根据对称性可知,b、c 两点间电势差与e、d两点间电势差都等于零,故C正确. D、d点的电势高于b点的电势,由Ep=qφ=﹣eφ,则知电子在d点的电势能小于在b点的电势能,根据功能关系可知,电子沿圆周由 d 到 b,电场力做负功,故D错误. 故选:BC 12.如图甲是某电场中的一条电场线,A、B是这条电场线上的两点,若将一负电荷从A点自由释放,负电荷沿电场线从A到B运动过程中的速度图象如图乙所示,比较A、B两点电势的高低和场强大小可知( ) A.φA>φB B.φA<φB C.EA>EB D.EA<EB 【考点】电势;电场线. 【分析】根据受力方向判断电场线方向,根据加速度的大小判断场强大小的变化. 【解答】解:负电荷从A释放(初速为0)后,能加速运动到B,说明负电荷受到的电场力方向是从A指向B,那么电场方向就是由B指向A,由于沿电场线方向电势逐渐降低,所以AB两点的电势关系是φA<φB. 负电荷从A运动到B的过程中,它的加速度是逐渐减小的(乙图中的“斜率”表示加速度),由牛顿第二定律知,负电荷从A到B时,受到的电场力是逐渐减小的,由 E=知,EA>EB.故BC正确. 故选BC 二、填空题(共3题,每题4分,共计12分) 13.如图,A、B、C三点为一直角三角形的三个顶点,∠B=30°,现在A、B两点放置两点电荷qA、qB,测得C点场强的方向与BA方向平行,则qB电性是带 正 电,qA:qB= 1:8 . 【考点】库仑定律. 【分析】通过假设法,根据C点合场强的方向判断出A电荷的电性,根据点电荷的场强公式,通过距离点电荷的距离,求出电荷量之比. 【解答】解:若A、B都为正电荷,都为负电荷,或A为正电荷,B为负电荷,C点合场强的方向不可能与AB平行.所以A为负电荷、B为正电荷,根据平行四边形定则,知A、B在C点的场强之比为. 又点电荷的场强公式为E=,C点距离A、B两点间的距离比,可知. 故答案为:正,1:8. 14.如图所示是匀强电场中的一组等势面.若A、B、C、D相邻两点间的距离都是2cm,则该电场的场强为 577 V/m,到A点距离为1.5cm的P点电势为 ﹣2.5 V. 【考点】匀强电场中电势差和电场强度的关系;电势. 【分析】根据电场线与等势线垂直,并且由高电势指向低电势,即可判断场强的方向,作出电场线.由公式E=求解场强的大小;PB间的电势差等于P点的电势,由U=Ed公式求出P点的电势; 【解答】解:根据电场线与等势线垂直,并且由高电势指向低电势,作出电场线的分布情况如图所示. 场强的大小 E===V/m=577V/m P点到B点的距离为 x=0.5cm=0.005m,P点的电势 φp=﹣Exsin60°=﹣577×0.005×sin60°V≈﹣2.5V 故答案为:577;﹣2.5 15.把一电量为q=10﹣10C的检验电荷放入某一电场中A点,具有电势能为10﹣8J,则该点电势为 100 V.若在该点放入另一电荷q=﹣10﹣10C,则该点电势为 100 V. 【考点】电势. 【分析】已知电荷在A点的电势能,由公式UA=求解A点的电势.A点的电势与试探电荷无关,只与电场有关,同一点电势不变. 【解答】解:由题,将q=10﹣10C的检验电荷放入电场中A点,具有电势能为10﹣8J,则A点的电势为UA==V=100V.在该点放入另一电荷q=﹣10﹣10C,电势不变,仍为100V. 故答案为:100;100. 三.计算题(本大题共4小题,共40分.解答应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤.只写出最后答案的不能得分.有数值计算的题答案中必须明确写出数值和单位) 16.如图所示,用一根绝缘细线悬挂一个带电小球,小球的质量为m,电量为q,现加一水平的匀强电场,平衡时绝缘细线与竖直方向夹角为θ. (1)请画出小球受力分析图; (2)试求这个匀强电场的场强E大小. 【考点】共点力平衡的条件及其应用. 【分析】(1)小球受到重力、电场力和细线的拉力,结合受力分析画图即可; (2)根据共点力平衡的条件即可求出. 【解答】解:(1)小球受到重力、电场力和细线的拉力,受力分析如图所示. (2)由平衡条件得: mgtanθ=qE 解得:E= 答:(1)画出小球受力分析如图; (2)这个匀强电场的场强E大小是. 17.匀强电场中场强为40N/C,沿同一条电场线上有A、B两点,把质量为2×10﹣9kg,带电量为﹣2×10﹣9C的微粒从A点移到B点,电场力做功是1.5×10﹣7J的正功.求: (1)A、B两点间的电势差UAB是多少? (2)A、B两点间距离是多少? 【考点】匀强电场中电势差和电场强度的关系. 【分析】根据电场力做功与电势差的关系求出A、B间的电势差,结合电势差与电场强度的关系求出A、B两点的距离. 【解答】解:(1)A、B两点间的电势差. (2)A、B间的距离d=. 答:(1)A、B两点间的电势差UAB是﹣75V. (2)A、B两点间距离是1.875m. 18.如图所示,充电后的平行板电容器水平放置,电容为C,极板间距离为d,上极板正中有一小孔,质量为m、电荷量为+ q的小球从小孔正上方高h处由静止开始下落,穿过小孔到达下极板处速度恰为零(空气阻力忽略不计,极板间电场可视为匀强电场,重力加速度为g),求: (1)小球到达小孔处的速度; (2)极板间电场强度大小和电容器所带电荷量; (3)小球从开始下落运动到下极板处的时间. 【考点】匀强电场中电势差和电场强度的关系;动量定理;动能定理的应用. 【分析】(1)小球到达小孔前是自由落体运动,根据速度位移关系公式列式求解即可; (2)对从释放到到达下极板处过程运用动能定理列式求解电场强度,然后根据Q=CU求解电容器的带电量; (3)对加速过程和减速过程分别运用动量定理列式求解时间,然后求和即可. 【解答】解:(1)小球到达小孔前是自由落体运动,根据速度位移关系公式,有: v2=2gh 解得: v=…① (2)对从释放到到达下极板处过程运用动能定理列式,有: mg(h+d)﹣qEd=0 解得: E=…② 电容器两极板间的电压为: U=Ed=, 电容器的带电量为: Q=CU=. (3)加速过程: mgt1=mv…③ 减速过程,有: (mg﹣qE)t2=0﹣mv…④ t=t1+t2…⑤ 联立①②③④⑤解得: t=. 答:(1)小球到达小孔处的速度为; (2)极板间电场强度大小为,电容器所带电荷量为; (3)小球从开始下落运动到下极板处的时间为. 19.一质量为m、带电荷量为+q的小球以水平初速度v0进入竖直向上的匀强电场中,如图甲所示.今测得小球进入电场后在竖直方向下降的高度y与水平方向的位移x之间的关系如图乙所示,根据图乙给出的信息,(重力加速度为g)求: (1)匀强电场场强的大小; (2)小球从进入匀强电场到下降h高度的过程中,电场力做的功; (3)小球在h高度处的动能. 【考点】带电粒子在匀强电场中的运动;动能定理的应用. 【分析】(1)小球做类平抛运动,由运动的合成与分解,根据水平方向的速度直线运动,竖直方向的匀加速直线运动可得出匀强电场的场强大小; (2)由功的公式W=FL可求得电场力所做的功; (3)由动能定理可得小球在高度h处的动能. 【解答】解:(1)小球进入电场后,水平方向做匀速直线运动,设经过时间t,水平方向:v0t=L, 竖直方向: =h 所以E=﹣. (2)电场力做功为 W=﹣qEh=. (3)根据动能定理mgh﹣qEh=Ek﹣ 得Ek=+. 答(1)匀强电场的场强为:﹣ (2)电场力所做的功为; (3)+ 2016年12月9日查看更多