2018-2019学年安徽省金寨第一中学高二上学期第一次月考物理试题 解析版

2018-2019学年安徽省金寨第一中学高二上学期第一次月考物理试题 解析版

安徽省金寨第一中学2018-2019学年高二上学期第一次月考物理试题 一、选择题 ‎1.质子和中子是由更基本的粒子即所谓“夸克”组成的．两个强作用电荷相反（类似于正负电荷）的夸克在距离很近时几乎没有相互作用（称为“渐近自由”）；在距离较远时，它们之间就会出现很强的引力（导致所谓“夸克禁闭”）．作为一个简单的模型，设这样的两夸克之间的相互作用力与它们之间的距离的关系为：‎ ‎ ‎ 式中为大于零的常量，负号表示引力．用表示夸克间的势能，令 ，取无穷远为势能零点．下列图示中正确的是（ ）‎ A. ‎ B. ‎ C. ‎ D. ‎ ‎【答案】B ‎【解析】‎ ‎【详解】从无穷远处电势为零开始到r=r2位置，由F的表达式可知，两夸克之间的相互作用力F=0，则知势能恒定为零；在r=r2到r=r1过程中，恒定引力做正功，势能逐渐均匀减小，即势能为负值且越来越小，此部分图象为A、B选项中所示；r＜r1之后，F=0，势能不变，恒定为-U0，由引力做功等于势能将少量，故U0=F0（r2-r1）。故B正确。故选B。‎ ‎2.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】‎ ‎【详解】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=mv02  ① 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t=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② 联立①②得 ； 同理可得到偏转角度的正切tanθ=‎ ‎，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。‎ ‎【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．‎ ‎3.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6eV时，它的动能应为 A. 8eV B. 13eV C. 20eV D. 27eV ‎【答案】‎ ‎【解析】‎ 由题，电荷经过a、b点时的动能分别为26eV和5eV，动能减小为21eV。而相邻的等势面之间的电势差相等，电荷在相邻等势面间运动时电场力做功相等，电势能变化量相等，则电荷从2等势面到4等势面时，动能减小14eV，电势能增大，等势面2的电势为0，电荷经过b时电势能为14eV，又由题，电荷经b点时的动能为5eV，所以电荷的总能量为E=Ep+Ek=14eV+5eV=19eV，其电势能变为6eV时，根据能量守恒定律得到，动能应为13eV.‎ 故选：B 点睛：由题，相邻的等势面之间的电势差相等，电荷在相邻等势面间运动时电场力做功相等，电势能变化量相等，根据能量守恒定律确定出电荷在b等势面上的电势能，写出电荷的总能量，再由能量守恒求出其电势能变为6eV时的动能值．‎ ‎4.一段均匀带电的半圆形细线在其圆心O处产生的场强大小为E，把细线分成等长的圆弧AB,BC,CD,则圆弧BC在圆心O处产生的场强大小为( )‎ A. E B. E/2‎ C. E/3‎ D. E/4‎ ‎【答案】B ‎【解析】‎ ‎【详解】如图所示，B、C两点把半圆环等分为三段。 设每段在O点产生的电场强度大小为E′，E′相等，AB段和CD段在O处产生的场强夹角为120°，它们的合场强大小为E′；则O点的合场强：E=2E′，则：E′=E/2；故圆弧BC在圆心O处产生的场强为E/2。故选B。‎ ‎5.在真空中有两个点电荷，两者的距离保持一定，若把它们各自的电荷量都增加为原来的3倍，则两点电荷间的库仑力将增大到原来的（ ）‎ A. 3倍 B. 6倍 C. 9倍 D. 27倍 ‎【答案】‎ ‎【解析】‎ ‎【详解】根据库仑定律的公式可得原来的库仑力F=，‎ 若把它们各自的电量都增加为原来的3倍，而距离不变，则库仑力为F′==9F，故C正确，ABD错误。‎ 故选：C.‎ ‎6.如图所示，带箭头的线表示某一电场线。在电场力的作用下，一带负电的粒子（不计重力）经A点飞向B点，径迹如图中虚线所示，两点相比，下列说法正确的是（ ）‎ A. 粒子在A点的加速度大 B. B点电势较高 C. 粒子在B点动能大 D. 粒子在B点的电势能较高 ‎【答案】‎ ‎【解析】‎ A．由于B点的电场线密，所以B点的电场力大，加速度大，故A错误；‎ B．沿电场线方向，电势降低，所以A点电势较高，故B错误；‎ CD. 粒子从A到B，电场力对粒子运动做负功，电势能增加，动能减少，所以A点动能较大，电势能较小，故C错误，D正确。‎ 故选：D。‎ ‎7.在电场中某点放一试探电荷，其电荷量为q，试探电荷受到的静电力为F，则该点的电场强度为，那么下列说法中正确的是(　 )‎ A. 若移去试探电荷q，该点的电场强度就变为零 B. 若在该点放一个电荷量为2q的试探电荷，该点的电场强度就变为 C. 若在该点放一个电荷量为－2q的试探电荷，则该点的电场强度大小仍为E，但电场强度的方向与原来相反 D. 若在该点放一个电荷量为 的试探电荷，则该点的电场强度的大小仍为E，电场强度的方向也还是原来的电场强度的方向 ‎【答案】‎ ‎【解析】‎ ‎【详解】电场强度是电场的固有属性，不会因放入的电荷而改变，正电荷受力与电场线方向相同，负电荷受力与电场线方向相反。可知不论是放正试探电荷，还是负试探电荷，不论试探电荷的电量多少，不论是否移去试探电荷，该点的场强仍不变，故A，B，C错误，D正确。故选D.‎ ‎【点睛】掌握好电场的基本性质：电场强度是电场的固有属性，不会因放入的试探电荷而改变．‎ ‎8.如图所示，a、b为平行金属板，静电计的外壳接地，合上开关S后，静电计的指针张开一个较小的角度，能使角度增大的办法是（ ）‎ A. 使a、b板的距离增大一些 B. 使a、b板的正对面积减小一些 C. 断开S，使a板向左平移一些 D. 断开S，使a、b板的正对面积增大一些 ‎【答案】‎ ‎【解析】‎ 开关S闭合，电容器两端的电势差不变，则静电计指针的张角不变．故AB错误．断开S，电容器所带的电量不变，使a板向左平移一些,a、b板的距离增大，则电容减小，根据U=Q/C 知，电势差增大，则指针张角增大．故C正确．断开S，电容器所带的电量不变，a、b板的正对面积增大，电容增大，根据U=Q/C知，电势差减小，则指针张角减小．故D错误． 故选C．‎ 点睛：本题是电容器的动态分析，关键抓住不变量，开关S闭合，电容器两端的电势差不变；断开S，电容器所带的电量不变．同时要掌握电容的决定式和定义式进行分析．‎ ‎9.如图在匀强电场中，质量为m、电荷量为+q的小球由静止释放沿斜向下做直线运动，轨迹与竖直方向的夹角为θ则( )‎ A. 场强最小值为 B. 小球的电势能可能不变 C. 电场方向可能水平向左 D. 小球的机械能可能减小 ‎【答案】‎ ‎【解析】‎ A项：由题意可知，重力与电场力的合力与竖直方向的夹角为θ，根据平行四边形定则可知，当电场力与合力方向垂直时，电场力最小，即场强最小，由几何知识可得：，解得，故A正确；‎ B项：当电场方向垂直合力方向斜向右上方时，电场力不做功，小球的电势能不变，故B正确；‎ C项：当电场方向水平向左，电场力方向向左，重力竖直向下，重力与电场力的合力不可能斜向右下方，故C错误；‎ D项：当电场力方向与合力方向的夹角大于900时，在运动过程中电场力对小球做负功，所以小球的机械能减小，故D正确。‎ 点晴：解决本题关键理解当两个力的合力方向一定，其中一个力大小，方向恒定，另一个力可在一定范围内变化，利用平等四边形定则确定另一个力的最小值。‎ ‎10.在光滑水平面内有一沿x轴方向的静电场，其电势φ随坐标x变化的图线如图所示(φ0、－φ0、x1、x2、x3、x4均已知)．现有一质量为m、电荷量为q的带负电小球(不计重力)从O点以某一未知初速度v0沿x轴正方向射出，则下列说法正确的是(　　)‎ A. 在0～x1间的电场强度沿x轴正方向、大小为 B. 在x1～x2间与在x2～x3间电场强度相同 C. 只要v0＞0，该带电小球就能运动到x4处 D. 只要v0＞，该带电小球就能运动到x4处 ‎【答案】‎ ‎【解析】‎ 由于沿差电场方向，电势降落，可知0～x1电场强度沿x轴负方向。由，得，故图象的斜率等于电场强度，在x1～x2间与在x2～x3间斜率不变，则电场强度相同，故A错误，B正确；由可知，x3处电势最低速度最小，只要能到达x3处就一定能到达x4处。若小球恰好到达x3处，由动能定理 得 ，只要带电小球就能运动到x4处，故C错误，D正确。‎ ‎【点睛】本题一要抓住图象的斜率等于电场强度，分析电场力变化情况，得到小球的运动情况，可由动能定理处理相关问题。‎ ‎11.图中a、b为两个带等量正电荷的固定不动的小球，在a、b连线的中垂线上有c、d两点，将一个静止在c处的电子从静止释放，关于电子的运动，正确的说法是（ ）‎ A. 在c ---o过程中，电子做匀加速运动 B. 在c---- o过程中，电子的电势能减小 C. 电子在c处的加速度一定比d处的大 D. 电子以o为平衡位置，沿中垂线振动.‎ ‎【答案】‎ ‎【解析】‎ 在c→o过程中，电子所受的电场力方向向下，电子做变加速直线运动，故A错误；在c→o过程中，电场力做正功，电势能减小，故B正确；根据等量同号点电荷电场的特点，可知两个电荷连线上中点O的电场强度为零，无穷处场强也为零，则电场强度从O 点到无穷远，先增大后减小，故无法比较c、d两处的加速度大小，故C错误；根据等量同号点电荷电场的特点，可知两个电荷连线上上下的电场对称且方向相反，所以小球将在cd间沿中垂线做上下运动，故D正确；故选BD.‎ 点睛：本题考查的就是点电荷的电场的分布及特点，这要求同学对于基本的几种电场的情况要了解，本题看的就是学生的基本知识的掌握情况。‎ ‎12.a、c、d、b依次为x轴上的四个点，a与b、c与d均以原点0对称。a、b两点固定着两个电荷量相等的点电荷，如图所示的EX-x图像描绘了x轴上部分区域的电场强度变化情况(以x轴正方向为电场强度的正方向)。下列判断正确的是（ ）‎ A. c、d两点的场强相同 B. c、d两点的电势相同 C. 正的试探电荷从c移到d电场力做负功 D. 负的试探电荷在c处的电势能较d处大 ‎【答案】‎ ‎【解析】‎ 根据题意可知a点为负电荷，b点为正电荷，根据等量异种电荷的电场分布特点可知c、d两点的场强相同，故A正确；根据等量异种电荷的电场分布特点可知d点电势为正值，c点的电势为负值，故B错误；正的试探电荷从c移到d，受到向左的电场力，所以电场力做负功，故C正确；负电荷从c移到d，受到向右的电场力，所以电场力做正功，电势能减小，所以负的试探电荷在c处的电势能较d处大，故D正确。所以ACD正确，B错误。‎ 二、实验题 ‎13.如图，在真空中有两个等量的正电荷q1和q2，分别固定于A、B两点，DC为AB连线的中垂直线，C点在AB上，将一正电荷q3由无穷远处沿中垂直线移到C点的过程中，q3的电势能将________，q3所受的电场力大小的变化是________。‎ ‎【答案】 (1). 增大； (2). 先增大后减小．‎ ‎【解析】‎ ‎【详解】q1、q2是两个等量的正电荷，作出中垂线CD上电场线应沿CD向上，根据顺着电场线电势降低，可知由C点沿CD移至无穷远的过程中，电势不断降低．则正电荷q3由由无穷远处沿中垂直线移到C点的过程中，电势不断升高，电场力做负功，其电势能不断增大．q1、q2是两个等量的正电荷，根据电场的叠加可知，C点的场强为零，而无穷远处场强也为零，所以无穷远处沿中垂直线移到C点的过程中，场强先增大后减小，则q3受到的电场力先增大后减小．‎ ‎【点睛】对于等量同种和等量异种电荷电场线、等势面的分布情况要掌握，这是考试的热点．特别是抓住电荷连线的中垂线电场线与等势面的特点．‎ ‎14.如图所示，MON是固定的光滑绝缘直角杆，MO沿水平方向，NO沿竖直方向，A、B为两个套在此杆上的带有同种电荷的小球．用一指向竖直杆的水平力F作用在A球上，使两球均处于静止状态．现将A球沿水平向左方向缓慢拉动一小段距离后，A、B两小球可以重新平衡．则后一种平衡状态与前一种平衡状态相比较，A、B两小球间的库仑力________；A球对MO杆的压力________．(选填“变大”、“变小”或“不变”)‎ ‎【答案】 (1). (2). ‎ ‎【解析】‎ ‎【详解】对A球受力分析，受重力mg、拉力F、支持力N1，静电力F1，如图所示：‎ 根据平衡条件，有x方向：F=F1sinθ　①‎ y方向：N1=mg+F1cosθ　②‎ 再对B球受力分析，受重力Mg、静电力F1、杆对其向左的支持力N2，如图，根据平衡条件，有x方向：F1sin θ=N2　③‎ y方向：F1cos θ=Mg　④‎ 由上述四式得到 ⑤‎ N1=mg+Mg　⑥‎ N2=Mgtan θ　⑦‎ 由于新位置两球连线与竖直方向夹角θ变小，sin θ变小，cos θ变大，由⑤⑦式知，静电力F1变小，由⑥式知，水平杆对A球的支持力等于两个球的重力之和，N1不变，根据牛顿第三定律知，A球对MO杆的压力不变.‎ ‎【点睛】本题关键是对两个球分别受力分析，然后根据平衡条件并运用正交分解法列方程求解出各个力的表达式进行讨论．‎ 三、计算题 ‎15.如图所示，与直角三角形ABC平行的平面内有一匀强电场，若规定A点的电势为零，则B点的电势为3V，C点的电势为6V．现将一带电粒子从A点沿垂直于电场线的方向以v0=×103m/s的速度抛出，粒子恰好能过C点。已知三角形AB边的长度为 cm，∠ACB=30°，不计粒子的重力。求：‎ ‎（1）该匀强电场的场强E的大小；‎ ‎（2）从A点抛出的带电粒子的比荷。‎ ‎【答案】‎ ‎【解析】‎ ‎【分析】根据A、C两点的电势，求出D点的电势，从而确定出BD连线是一条等势线，画出电场线，由求出匀强电场的场强大小，带电粒子从A点沿垂直于电场线的方向抛出，在电场中做类平抛运动，根据牛顿第二定律和分位移公式结合求带电粒子的比荷。‎ 解：（1）在匀强电场中，D点电势为，因此BD连线即为等势线，画出电场线如图所示 因，则AB两点沿电场线方向的距离为 ‎ BA间的电势差 ‎ 则匀强电场的场强 ‎ ‎（2）由几何关系有 ‎ 带电粒子从A点沿垂直于电场线的方向抛出，在电场中做类平抛运动，根据牛顿第二定律得 根据分位移公式得：‎ 垂直于电场线方向有 平行于电场线方向有 ‎ 联立解得 ‎16.如图所示，水平放置的平行板电容器，原来两板不带电，上极板接地，极板长L=0.1m，两板间距离d=0.4cm，有一束由相同微粒组成的带正电粒子流，以相同的初速度V0从两板中央依次水平射入（每隔0.1s射入一个微粒），由于重力作用微粒能落到下板，已知微粒质量m=2×10-6kg，电量q=l×10-8C，电容器电容C=l×10-6F。取g=10m/s2，整个装置处在真空中。求：‎ ‎（1）第一颗微粒落在下板离端点A距离为的O点，微粒射人的初速度V0应为多大？ ‎ ‎（2）以上述速度V0射入的带电微粒最多能有多少个落在下极板上？‎ ‎【答案】‎ ‎【解析】‎ 试题分析：（1）第一个粒子只受重力作用，落在O点，为平抛运动，竖直方向 解得时间 水平方向匀速直线运动解得初速度 ‎（2）粒子落在下极板后使得两极板带电，出现匀强电场，设极板所带电荷量为Q，在两板之间匀强电场的电场强度 粒子进入匀强磁场做类平抛运动的加速度 那么在电场中的类平抛运动，竖直方向 要恰好落在下极板上，需要满足 综上解得 落在极板上面的粒子数目 考点：平行板电容器 带电粒子在匀强电场中的运动 ‎17.如图所示，水平放置的平行板电容器与某一电源相连，它的极板长L=0.4 m，两板间距离d=4×10–3 m，有一束由相同带电微粒组成的粒子流，以相同的速度v0从两板中央平行极板射入，开关S闭合前，两板不带电，由于重力作用微粒能落到下板的正中央，已知微粒的质量为m=4×10–5 kg，电荷量为q=+1×10–8 C。（g=10 m/s2）求：‎ ‎（1）微粒入射速度v0为多少？‎ ‎（2）为使微粒能从平行板电容器的右边射出电场，电容器的上板应与电源的正极还是负极相连？所加的电压U的范围？‎ ‎【答案】‎ ‎【解析】‎ 试题分析：电容器的上板应接电源的负极 当所加的电压为U1时，微粒恰好从下板的右边缘射出即 ‎＝a1()2‎ 又a1＝‎ 解得：U1＝120 V 当所加的电压为U2时，微粒恰好从上板的右边缘射出 即＝a2()2‎ 又a2＝‎ 解得：U2＝200 V 所以120 V

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