2017-2018学年吉林省辽源五中高二上学期第一次月考物理试题 解析版

2017-2018学年吉林省辽源五中高二上学期第一次月考物理试题 解析版

吉林省辽源五中2017-2018学年高二上学期第一次月考物理试卷 一、选择题 ‎1. 下列说法正确的是( )‎ A. 电荷放在电势高的地方，电势能大 B. 无论正电荷还是负电荷，克服电场力做功它的电势能都增大 C. 正电荷在电场中某点的电势能，一定大于负电荷在该点具有的电势能 D. 电场强度为零的点，电势一定为零 ‎【答案】B ‎【解析】试题分析：电势能与电荷正负和电势高低都有关，所以A错。克服电场力代表电场力做正功，所以电势能增加，跟电荷正负无关，B正确。可知，若该点电势为负，正电荷电势能小于负电荷的电势能，C正确。处于静电平衡状态下的导体其内部电场为零，但导体为一个等势体，所以D错 考点：电势能、电场和电势的区别与联系 点评：此类题型考察了电势能、电场和电势的区别与联系 ‎2. 如图所示,M、N两点分别放置两个等量种异电荷,A为它们连线的中点,B为连线上靠近N的一点,C为连线的中垂线上处于A点上方的一点,在A、B、C三点中( )‎ ‎ ‎ A. 场强最小的点是A点,电势最高的点是B点 B. 场强最小的点是A点,电势最高的点是C点 C. 场强最小的点是C点,电势最高的点是B点 D. 场强最小的点是C点,电势最高的点是A点 ‎【答案】C ‎【解析】试题分析：根据等量异种电荷电场线的分布，知道EB＞EA＞EC，场强最小的是C点．等量异种电荷连线的垂直平分线是一条等势线，知ΦA=ΦC，沿着电场线方向电势逐渐降低，异种电荷间的电场线由正电荷指向负电荷，知ΦB＞ΦA ‎，所以电势最高点是B点．故ABD错误，C正确．故选C。‎ 考点：电场强度；电势 ‎【名师点睛】解决本题的关键是熟悉等量异种电荷周围电场线的分布以及知道等量异种电荷间连线的垂直平分线是等势线。‎ ‎3. 匀强电场中三点A、B、C是一个三角形的三个顶点,∠ABC=∠CAB=30°,BC=2m.已知电场线平行于△ABC所在的平面,一个电荷量q=-1×10‎-6C的点电荷由A移到B的过程中,电势能增加了1.2×10-5J,由B移到C的过程中电场力做功6×10-6J,下列说法正确的是( )‎ A. B、C两点的电势差UBC=3V B. 该电场的场强为1V/m C. 正电荷由C点移到A点的过程中,电势能增加 D. A点的电势低于B点的电势 ‎【答案】C ‎【解析】试题分析：由B移到C的过程中电场力做功，根据得：B、C两点的电势差，A错误，‎ 点电荷由A移到B的过程中，电势能增加，根据电场力做功量度电势能的变化得：点电荷由A移到B的过程中，电场力做功，A、B两点的电势差，所以A点的电势高于B点的电势．故D错误．‎ 根据得：正电荷由C移到A的过程中，电场力做负功，所以电势能增加．故C正确．‎ ‎，在AB连线取一点D为该线中点，所以．，所以C、D电势相等，所以CD连线为等势线．而三角形ABC为等腰三角形，所以电场强度方向沿着AB方向，由A指向B．因为BC=，由几何关系得：AD=‎3m，所以所以该电场的场强为1V/m．B正确，‎ 考点：考查了电势和电势差以及电势能的关系 点评：本题的关键在于找出等势面，然后才能确定电场线，要求学生明确电场线与等势线的关系，能利用几何关系找出等势点，再根据等势线的特点确定等势面．‎ 知道公式U=Ed应用时d为沿着电场线方向的距离．‎ ‎4. 如图所示,一电容为的平行板电容器,两极板A、B间距离为d,板间电压为U,B板电势高于A板.两板间有M、N、P三点,MN连线平行于极板,N、P连线垂直于极板,M、P两点间距离为L,,.以下说法正确的是( )‎ A. 电容器带电量为U/C B. 两极板间匀强电场的电场强度大小为U/Lsinθ C. M、P两点间的电势差为UL/d D. 若将带电量为的电荷从M移到P,该电荷的电势能减少了 ‎【答案】D ‎【解析】试题分析： 由电容的定义式，电容器的带电量Q=CU．故A错误；两极板间匀强电场的电场强度大小，故B错误；M、P两点间的电势差为UMP=ELsinθ=，故C错误；将带电量为+q的电荷从M移到P，电场力做功WMP=qUMP=，电荷的电势能减小，故D正确，故选D 考点：匀强电场中电势差与电场强度的关系 ‎【名师点睛】根据电容的定义式，求出电容器的带电量．两极板间匀强电场的电场强度大小，PN间的电势差小于板间电压U，根据U=Ed，d是两点间沿场强方向的距离，将带电量为+q的电荷从M移到P，电场力做正功，电势能减小，根据电场力做功公式WMP=qUMP求出电场力做功。‎ ‎5. 两电荷量分别为q1和q2的点电荷放在x轴上的O、M两点,两电荷连线上各点电势φ随x变化的关系如图所示,其中A、N两点的电势均为零,ND段中的C点电势最高,则( ) ‎ A. q1与q2带同种电荷 B. A、N点的电场强度大小为零 C. NC间场强方向向x轴正方向 D. 将一负点电荷从N点移到D点,电场力先做正功后 做负功 ‎【答案】D ‎【解析】试题分析：由图象可知，两点的电势一正一负，则q1与q2带异种电荷．故A错误．该图象的斜率等于场强E，则知，A、N两点电场强度不为零．故B错误；由图可知：N→C段中，电势升高，所以场强方向沿x轴负方向．故C错误；因N→D段中，电势先高升后降低，所以场强方向先沿x轴负方向，后沿x轴正方向，则将一负点电荷从N点移到D点，电场力先做正功后负功．故D正确；故选D。‎ 考点：电场强度；电势及电势能 ‎【名师点睛】电势为零处，电场强度不一定为零．电荷在电场中与电势的乘积为电势能．电场力做功的正负决定电势能的增加与否，注意图象斜率表示电场强度是解题的突破口。‎ ‎6. 如图,D为一理想二极管(正向电阻为0,反向电阻无穷大),平行金属板M、N水平放置,两板之间有一带电微粒以速度v0沿图示方向做直线运动,当微粒运动到P点时,将M板迅速向上平移一小段距离,则此后微粒的运动情况是( )‎ A. 沿轨迹①运动 B. 沿轨迹②运动 C. 沿轨迹③运动 D. 沿轨迹④运动 ‎【答案】B 点睛：题中板间场强E可以由电容的决定式、定义式以及综合推导．要记住结论：当电容器带电量一定时，两板间的场强与两板间距无关.‎ ‎7. 如图所示,矩形ABCD位于匀强电场中,且与匀强电场方向平行.已知,A、B、D的电势分别为6V、2V、4V.初动能为24eV、电荷量大小为4e的带电粒子从A沿着AC方向射入电场, 恰好经过B.不计粒子的重力,下列说法不正确的是( )‎ A. 的电势为0‎ B. 该粒子一定带负电 C. 该粒子到达点时的动能为8 eV D. 该粒子到达点时的动能为40 eV ‎【答案】D ‎【解析】根据匀强电场中平行的等间距的两点间的电势差相等，则φA-φB=φD-φC，则C的电势 φC=0．故A正确．取AB的中点O，则O点的电势为，连接OD则为等势线，电场强度与等势面垂直，且有高电势指向低电势，电场强度垂直OD斜向上，由物体做曲线运动的条件，电场力斜向下，故电荷为负电荷；故B正确．粒子从A到B，由动能定理，得qUAB=EkB-EKA，即：-4e×（6-2）=EKB-24eV，则该粒子到达B点时的动能 EKB=8eV，故C正确，D错误．此题选项错误的选项，故选D．‎ 点睛：此题关键要掌握：匀强电场中平行的等间距的两点间的电势差相等，找到等势线，利用电场力做功与电势能变化的关系以及电场强度与电压的关系求解．‎ ‎8. 真空中的某装置如图所示,现有质子、氘核和粒子都从O点由静止释放,经过相同加速电场和偏转电场,射出后都打在同一个与垂直的荧光屏上,使荧光屏上出现亮点(已知质子、氘核和粒子质量之比为1:2:4,电荷量之比为1:1:2,重力不计).下列说法中正确的是()‎ A. 三种粒子在偏转电场中运动时间之比为2:1:1‎ B. 三种粒子出偏转电场时的速度相同 C. 在荧光屏上将只出现1个亮点 D. 偏转电场的电场力对三种粒子做功之比为1:1:2‎ ‎【答案】CD ‎【解析】根据动能定理得，qU1=mv02-0，则进入偏转电场的速度，因为质子、氘核和α粒子的比荷之比为2：1：1，则初速度之比：1：1．在偏转电场中运动时间t=，则知时间之比为1：：．故A错误；在竖直方向上的分速度vy=at=，则出电场时的速度．因为粒子的比荷不同，则速度的大小不同．故B错误．偏转位移y=at2=‎ ‎，因为qU1=mv02-0，则，与粒子的电量和质量无关，则粒子的偏转位移相等，荧光屏将只出现一个亮点．故C正确．偏转电场的电场力对粒子做功W=qEy，因为E和y相同，电量之比为1：1：2，则电场力做功为1：1：2．故D正确．故选CD．‎ 点睛：本题考查粒子在电场中的加速和偏转，掌握处理粒子在电场中偏转的方法，知道粒子在垂直电场和沿电场方向上的运动规律，抓住等时性，结合运动学公式进行求解．‎ ‎9. 在光滑的绝缘水平面上,有一个正三角形,顶点、、处分别固定一个正点电荷, 电荷量相等,如图所示,点为正三角形外接圆的圆心,E、G、H点分别为、、 的中点,F点为E点关于电荷的对称点,则下列说法中正确的是( )‎ A. D点的电场强度为零、电势可能为零 B. E、F两点的电场强度等大反向、电势相等 C. E、G、H三点的电场强度和电势均相同 D. 若释放电荷,电荷将一直做加速运动(不计空气阻力)‎ ‎【答案】AD ‎【解析】试题分析：D点到a、b、c三点的距离相等，故三个电荷在D点的场强大小相同，且夹角互为120°，故D点的场强为0．因为电势是一个相对性的概念即零电势的选取是任意的，故D点电势可能为0，故A正确；由于a、b在E点的场强大小相等方向相反，故E点的场强仅由电荷c决定，故场强方向向左，而电荷c在D、F位置的场强大小相同方向相反，但电荷a、b在F点的场强矢量和不为0，故E、F两点的电场强度大小不同，方向相反．故B错误；E、G、H三点分别为ab、ac、bc的中点，故E的场强仅由电荷c决定，同理G点的场强仅由电荷b决定，H点的场强仅由电荷a决定，故三点的场强大小相同，但方向不同，故C错误；若释放电荷c，则a、b在C点的合场强水平向右，故a、b始终对c有斥力作用，故c电荷将一直做加速运动．故D正确。‎ 考点：电场的叠加 ‎【名师点睛】D点到a、b、c三点的距离相等，故三个电荷在D点的场强大小相同，且夹角互为120°，故D点的场强为0；电场强度是矢量，场强的合成满足平行四边形定则，故E、G、H三点的场强大小相同，但方向不同；在直线cF上场强方向向右，故a、b始终对c有斥力作用，故c电荷将一直做加速运动。‎ ‎10. 如图,A、B两点固定两个等量正点电荷,在AB连线的中点放一点电荷(不计重力)。若给该点电荷一个初速度,方向与AB连线垂直,则该点电荷可能的运动情况是( ) ‎ A. 匀变速直线运动 B. 往复直线运动 C. 加速度不断减小,速度不断增大的直线运动 D. 加速度先增大后减小,速度不断增大的直线运动 ‎【答案】BD ‎【解析】若点电荷带正电，受力沿着中垂线向外，做加速度先增大后减小，速度不断增大的直线运动；若点电荷带负电，受力指向连线中心，做往复运动。答案选BD。‎ ‎11. 如图(a)所示,A、B表示真空中水平放置的相距为的平行金属板,板长为L,两板加电压后板间的电场可视为匀强电场。现在A、B两板间加上如图(b)所示的周期性的交变电压,在 时恰有一质量为、电量为的粒子在板间中央沿水平方向以速度射入电场,忽略粒子的重力,则下列关于粒子运动状况的表述中正确的是( ) ‎ A. 粒子在垂直于板的方向上的分运动可能是往复运动 B. 粒子在垂直于板的方向上的分运动是单向运动 C. 只要周期T和电压的值满足一定条件,粒子就可沿与板平行的方向飞出 D. 粒子不可能沿与板平行的方向飞出 ‎【答案】BC ‎【解析】如果板间距离足够大，粒子在垂直于板的方向上的分运动在前半个周期做匀加速，后半个周期做匀减速，如此循环，向同一方向运动，如果周期T和电压U0的值满足一定条件，粒子就可在到达极板之前传出极板，当传出时垂直于极板的速度恰好见到零时，将沿与板平行的方向飞出。答案选BC。‎ ‎12. 如图所示,在竖直平面内有一匀强电场,其方向与水平方向成斜向上,在电场中有一质量为,电荷量为q的带电小球,用长为L的不可伸长的绝缘细线挂于O点,当小球静止于M点时,细线恰好水平.现用外力将小球拉到最低点P,然后无初速度释放,则以下判断正确的有( ) ‎ A. 小球再次到M点时,速度刚好为零 B. 小球从P到M过程中,合外力对它做了的功 C. 小球从P到M过程中,小球的机械能增加了 D. 如果小球运动到M点时,细线突然断裂,小球以后将做匀变速曲线运动 ‎【答案】BD ‎【解析】试题分析：当小球静止于M点时，细线恰好水平，说明重力和电场力的合力方向水平向右，小球从P到M过程中，线拉力不做功，只有电场力和小球重力做功，它们的合力也是恒力，方向水平向右，所以小球到最右边时，速度最大，而不是零，A错误；电场力与重力合力为，这个方向上位移为L，所以做功为，B正确；机械能增加量就是动能增加量和重力势能增加量之和，C错误；细线突然断裂时，速度方向竖直向上，合外力水平向右，做匀变速曲线运动，D正确。‎ 考点：动能定理的应用；功能关系；带电粒子在匀强电场中的运动 ‎【名师点睛】本题考查了在复合场中的受力分析，其中方向出重力和电场力的合力方向水平向右且求出大小是本题的关键。‎ 二、计算题 ‎13. 如图所示,在匀强电场中,有A、B两点,它们之间的距离为‎2cm,两点的连线与场强方向成60°角.将一个电荷量为的电荷由A移到B,其电势能增加了0.1J。问:‎ ‎ （1）在此过程中,静电力对该电荷做了多少功? （2）A、B两点的电势差为多大? （3）匀强电场的场强为多大?‎ ‎【答案】（1）（2）（3）‎ ‎【解析】试题分析： （1）电势能增加多少，静电力就做多少负功，故静电力对电荷做了－0．1 J的功．‎ ‎（2）由W＝qU，得 ‎（3）由U＝Ed，得 考点：电场力的功；电场强度 ‎【名师点睛】此题是对电场力的功和场强的求解问题；关键是掌握公式W＝qU和U＝Ed；计算时注意角码的顺序不能颠倒．‎ ‎14. 两块大小、形状完全相同的金属板水平正对放置，两板分别与电源正、负极相连接，两板间的电场可视为匀强电场，两板间有带电液滴。已知两板间电压为2×104V、板间距离为 ‎0.1m时，质量为1.6×10‎-14kg的带电液滴恰好静止于处于两板中央位置。g取‎10m/s2，不计空气阻力。‎ 求：（1）两板间的电场强度E的大小； （2）液滴所带的电荷量q的值； （3）如某一时刻突然撤去板间的电场，求液滴落到下板所用的时间。‎ ‎【答案】（1）（2）（3）0.1s ‎【解析】（1）两板间匀强电场的电场强度 代入数据，解得 （2）带电液滴在两板间处于平衡：Eq=mg     ‎ 液滴所带的电荷量 代入数据，解得q=8×10‎-19C （3）撤去电场，液滴做自由落体运动，由h=gt2，将h=‎0.05m代入，得出t=0.1s ‎15. 如图所示,相距为的平行金属板A、B竖直放置,在两板之间水平放置一绝缘平板,有一质量、电荷量的小物块在与金属板A相距处静止。若某一时刻在金属板A、B间加一电压,小物块与金属板只发生了一次碰撞,碰撞后电荷量变为并以与碰前大小相等的速度反方向弹回。已知小物块与绝缘平板间的动摩擦因数为,若不计小物块电荷量对电场的影响和碰撞时间,则: （1）小物块与金属板碰撞前瞬间的速度大小是多少? （2）小物块碰撞后经过多长时间停止运动?停在何位置?‎ ‎【答案】(1) (2)‎ ‎【解析】 (1)加电压后,B极电势高于A板,小物块在电场力与摩擦力共同作用下向A板做匀加速直线运动.电场强度为 ; 小物块所受的电场力与摩擦力方向相反,则合外力为F合=qE-μmg; ‎ 故小物块运动的加速度为; 设小物块与A板相碰时的速度为v1, 由v12=‎2a1l，解得 . (2)小物块与A板相碰后以v大小相等的速度反弹,因为电荷量及电性改变,电场力大小与方向发生变化,摩擦力的方向发生改变 小物块所受的合外力大小为,F合=μmg-qE 加速度大小为 设小物块碰后到停止的时间为t,注意到末速度为零,有0-v1=-a2t; 解得. 设小物块碰后停止时距离为x,注意到末速度为零,有0-v12=‎-2a2x; 则 或距离A板为‎2l.‎ ‎16. 如图所示，用长为l的绝缘细线拴一个质量为m、带电量为+q的小球（可视为质点）后悬挂于O点，整个装置处于水平向右的匀强电场中．将小球拉至使悬线呈水平的位置A后，由静止开始将小球释放，小球从A点开始向下摆动，当悬线转过角到达位置B时，速度恰好为零．求：‎ ‎         （1）B、A两点的电势差UBA； （2）电场强度E； （3）小球到达B点时，悬线对小球的拉力T； （4）小球从A运动到B点过程中的最大速度vm和悬线对小球的最大拉力Tm．‎ ‎【答案】（1）（2）（3）（4）‎ ‎ （4）将电场力和重力等效为F′，当速度与F′垂直时，速度最大，F′与水平方向的夹角为θ， 根据几何关系得θ=30°，‎ 根据动能定理，有：mgLsin30°−Eq(L−Lcos30°)＝m 解得 ‎ 悬线对小球的拉力Tm、重力沿半径方向的分力mgsin300、电场力沿半径方向的分力 qE cos300的合力是向心力：Tm – mgsin300– qEcos300= m，  ‎ ‎ 解得Tm =(6– 2) mg．‎ 点睛：解决本题关键要掌握动能定理和电场力做功W=qU、电场强度与电势差的关系式U=Ed．对于最大速度，可根据单摆的运动进行类比理解并分析得到．‎