2017-2018学年四川省雅安中学高二上学期第一次月考物理试题 解析版

2017-2018学年四川省雅安中学高二上学期第一次月考物理试题 解析版

四川省雅安中学2017-2018学年高二上学期 第一次月考物理试题 一、单项选择题（每小题的四个选项中，只有一个是符合题目要求的。6个小题，每小题6分，共36分。）‎ ‎1. 关于静电场的说法中正确的是 ( )‎ A. 匀强电场中，任意两点间的电势差与这两点间的距离成正比 B. 匀强电场中，电势降低的方向一定是场强的方向 C. 电荷在等势面上移动时不受电场力 D. 若电场力对电荷作正功，电荷的电势能一定减小，动能不一定增加 ‎【答案】D ‎【解析】根据U=Ed可知，在匀强电场中任意两点的电势差与两点之间沿电场线方向的距离成正比，故A错误；在匀强电场中，沿场强的方向电势一定是降低的，但电场中电势降低的方向不就是场强的方向，而电势降低最快的方向才是场强的方向，故B错误；电荷在等势面上移动时，由公式：W=qU可知电场力不做功，但电荷要受电场力，故C错误；静电力做正功电势能一定减小，物体动能的变化与合外力的做功有关，所以电场力做正功，则动能不一定增加，故D正确。所以D正确，ABC错误。‎ ‎2. 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，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】A ‎【解析】试题分析：依题意，-q的检验电荷从电场的无限远处被移到电场中的A点时，电场力做的功为W，则电荷的电势能减小W，无限处电荷的电势能为零，则电荷在A点的电势能为ɛA=-W，A点的电势．‎ 故选A．‎ 考点：电场力的功与电势能的关系 ‎3. 如图，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，入射方向跟极板平行，整个装置处在真空中，重力可以忽略，在满足电子能射出极板的情况下，下述一定能使电子的速度偏转角增大的是（ ）‎ 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 ‎【答案】B ‎【解析】试题分析：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，可求出角度的变化情况．‎ 电子经过加速电场时有，进入偏转电场后，做类平抛运动，在水平方向上有，在竖直方向上做初速度为零的匀加速直线运动，故有，在竖直方向上的速度为，电子的偏角，联立解得，故要使变大，可使U1变小，U2变大，故B正确．‎ ‎4. 如图所示，一长为l的绝缘杆两端分别带有等量异种电荷，电量的绝对值为Q，处在场强为E的匀强电场中，杆与电场线夹角α=60°，若使杆沿顺时针方向转过60°(以杆中点为圆心转动)，则下列叙述中正确的是( ).‎ ‎ ‎ A. 电场力不做功，两电荷电势能不变 B. 电场力做的总功为QEl/2，两电荷的电势能减少 C. 电场力做的总功为-QEl/2，两电荷的电势能增加 D. 电场力做总功的大小跟转轴位置有关 ‎【答案】B ‎【解析】+Q所受电场力水平向右，-Q所受电场力水平向左，当杆沿顺时针方向转过60°时，电场力对两个电荷都做正功，两电荷的电势能都减小．故A错误．电场力对正电荷所受的功 ‎，电场力对正电荷所受的功 ，电场力做的总功为W=W1+W2= QEL．由于电场力做正功，两个电荷的电势能减少．故C错误，B正确．由上得到总功W=QEL，可见，总功与跟转轴位置无关．故D错误．故选B.‎ ‎5. 平行板电容器和电源、电阻、电键串联，组成如图所示的电路．接通开关K，电源即给电容器充电 A. 保持K接通，减小两极板间的距离，则两极板间电场的电场强度减小 B. 保持K接通，在两极板间插入一块介质，则极板上的带电量不变 C. 充电结束后断开K，减小两极板间的距离，则两极板间的电势差减小 D. 充电结束后断开K，在两极板间插入一块介质，则极板上的电势差增大 ‎【答案】C ‎...............‎ 点评：当电容器与电源连接时两极板电压不变，场强大小根据E=U/d来判断，当电容器与电源断开，电容器电量不变，场强大小与单位面积的带电量成正比，只改变两极板间的垂直距离不会改变场强大小 ‎6. 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②④ C. 只有①④ D. 只有②③‎ ‎【答案】B ‎【解析】①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； ②由图可判定M电荷在运动过程中，电场力做正功，导致动能增加；而N电荷在运动过程中，电场力做负功，导致动能减小．所以在p点的速率一定大于N在q点的速率，故②正确； ③D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． ④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B．‎ 二、多项选择题（下面每小题中有一个或几个答案是正确的，请选出正确答案填在括号内。本题共4小题，每小题6分共24分，全部选对得6分，选对不全得3分，选错或不答得0分）‎ ‎7. 如图所示，在粗糙绝缘水平面上固定一点电荷Q，从M点无初速释放一带有恒定负电荷的小物块，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，下列说法中正确的是（）‎ ‎ ‎ 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点的电势高于N点的电势 D. 小物块电势能变化量的大小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.‎ ‎8. 如图所示，实线为方向未知的三条电场线，虚线1和2为等势线．a、b 两个带电粒子以相同的速度从电场中M点沿等势线1的切线飞出，粒子仅在电场力作用下的运动轨迹如图中虚线所示，则在开始运动的一小段时间内，以下说法不正确是(　　)‎ A. a受到的电场力较小，b受到的电场力较大 B. a的速度将增大，b的速度将减小 C. a一定带正电，b一定带负电 D. a、b两个粒子所带电荷电性相反 ‎【答案】AC ‎【解析】电场线的疏密代表电场的强弱，由图可知越向左场强越小，故a出发后的一小段时间内其所处的位置的场强越来越小，而b出发后的一小段时间内其所处的位置场强越来越大，但是a、b电荷量关系不清楚，所受的电场力大小不能确定，故A错误；由于出发后电场力始终对电荷做正功，故两电荷的动能越来越大，故两个电荷的速度都将越来越大，故B错误；由于两电荷所受的电场力的方向相反，故a、b两粒子所带的电荷的电性相反，由于不知道场强的方向，故不能确定电场力的方向与场强方向的关系，所以不能确定ab两电荷的电性，故C错误，D正确；此题选项不正确的选项，故选ABC.‎ ‎9. 如图所示，在地面上方的水平匀强电场中，一个质量为m、电荷量为得的小球，系在一根长为l的绝缘细线一端，可以在竖直平面内绕O点做圆周运动。AB为圆周的水平直径，CD为竖直直径。已知重力加速度为g，电场强度为。下列说法正确的是( ) ‎ A. 若小球在竖直平面内绕O点做圆周运动，则它运动的最小速度为 B. 若小球在竖直平面内绕O点做圆周运动,，则小球运动到B点时的机械能最大 C. 若将小球在A点由静止开始释放，它将在ACBD圆弧上往复运动 D. 若将小球在A点以大小为的速度竖直向上抛出，它将能够到达B点 ‎【答案】B ‎【解析】由于电场强度，故mg=Eq，则等效最低点在BC之间，重力和电场力的合力为mg，根据mg＝m得，小球在等效最高点的最小速度为．故A错误．除重力和弹力外其它力做功等于机械能的增加值，若小球在竖直平面内绕O点做圆周运动，则小球运动到B点时，电场力做功最多，故到B点时的机械能最大，故B正确；小球受合力方向与电场方向夹角45°斜向下，故若将小球在A点由静止开始释放，它将沿合力方向做匀加速直线运动，故C错误；若将小球在A点以大小为的速度竖直向上抛出，小球在竖直方向做竖直上拋，加速度为-g，水平方向做匀加速运动，加速度为g，当竖直方向上的位移为0时，运动的时间为 ，水平位移，则小球刚好运动到B点，故D正确．故选BD．‎ 点睛：掌握合外力做功与动能的关系、注意类比法的应用，小球能够完成圆周运动的条件是丝线的拉力大于或等于零，在最高点的速度最小恰好满足重力与电场力的提供向心力，此最高点在AD弧线的中点．‎ ‎10. 如图甲所示，两平行金属板竖直放置，左极板接地，中间有小孔．右极板电势随时间变化的规律如图乙所示．电子原来静止在左极板小孔处．(不计重力)下列说法中正确的是(　　)‎ A. 从t＝0时刻释放电子，电子将始终向右运动，直到打到右极板上 B. 从t＝0时刻释放电子，电子可能在两板间往返运动 C. 从t＝T/4时刻释放电子，电子可能在两板间往返运动，也可能打到右极板上 D. 从t＝3T/8时刻释放电子，电子必将打到左极板上 ‎【答案】AC ‎【解析】试题分析：分析电子在一个周期内的运动情况．从t=0时刻释放电子，前T/2内，电子受到的电场力向右，电子向右做匀加速直线运动；后T/2内，电子受到向左的电场力作用，电子向右做匀减速直线运动；接着周而复始，所以电子一直向右做单向的直线运动，直到打在右板上．故A正确，B错误．从时刻释放电子，在-内，电子向右做匀加速直线运动；在-内，电子受到的电场力向左，电子继续向右做匀减速直线运动，时刻速度为零；在-T内电子受到向左的电场力，向左做初速度为零的匀加速直线运动，在T-内电子受到向右的电场力，向左做匀减速运动，在时刻速度减为零；接着重复．若两板距离足够大时，电子在两板间振动．故C正确．用同样的方法分析从t=T时刻释放电子的运动情况，电子先向右运动，后向左运动，由于一个周期内向左运动的位移大于向右运动的位移，电子最终从左极板的小孔离开电场．也可能电子在向右过程中就碰到右极板，故D错误．故选AC。‎ 考点：带电粒子在电场中的运动 三、填空题（2个小题，4个空。每个空3分，共12分。）‎ ‎11. 一带电量为1.0×10－8C、质量为2.5×10－3kg的物体在光滑绝缘水平面上沿着x轴作直线运动，匀强电场的方向与x轴平行．若从t=0时刻开始计时，已知该物体的位移x与时间t的关系是x＝0.16t－0.02t2，式中x以m为单位，t以s为单位．则t=5.0s末物体的速率是_____m/s，该匀强电场的场强为_______V/m ‎【答案】 (1). 0.04， (2). 104‎ ‎【解析】根据x=0.16t-0.02t2=v0t+at2可知，v0=0.16m/s，a=-0.02，a=-0.04m/s2， 5s末速度：v=v0+at=0.16+5×（-0.04）=-0.04m/s， 负号表示5.0s速度方向与初速度方向相反， 由牛顿第二定律得：F=ma=Eq 所以电场强度：E=104V/m．‎ ‎12. 如图所示，在匀强电场中，将带电荷量q＝－6×10－6 C的负电荷从电场中的A点移到B点，克服电场力做了2.4×10－5 J的功，再从B点移到C点，电场力做了1.2×10－5 J的功。如果规定B点的电势为零，则A点电势为________，C点的电势为_______。‎ ‎ ‎ ‎【答案】 (1). 12.4V， (2). 2V ‎【解析】；‎ UAB=φA-φB，UBC=φB-φC又  φB=0      解得φA=4 V，φC=2 V 四、计算题（3个小题，共38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．）‎ ‎13. 如图所示，在两条平行的虚线内存在着宽度为L、电场强度为E的匀强电场，在与右侧虚线相距也为L处有一与电场平行的屏．现有一电荷量为＋q、质量为m的带电粒子(重力不计)，以垂直于电场线方向的初速度v0射入电场中，v0方向的延长线与屏的交点为O.试求：‎ ‎(1)粒子从射入电场到打到屏上所用的时间；‎ ‎(2)粒子刚射出电场时的速度方向与初速度方向间夹角的正切值tan α；(3)粒子打在屏上的点P到O点的距离x.‎ ‎【答案】(1)　(2)　(3) ‎ ‎【解析】试题分析： （1）根据题意，粒子在垂直于电场线的方向上做匀速直线运动，所以粒子从射入电场到打到屏上所用的时间t＝。‎ ‎（2）设粒子刚射出电场时沿平行电场线方向的速度为vy，根据牛顿第二定律，粒子在电场中的加速度为：ａ＝，所以vy＝a＝‎ 所以粒子刚射出电场时的速度方向与初速度方向间夹角的正切值为 tanα＝＝.‎ ‎（3）解法一 设粒子在电场中的偏转距离为y，则 y＝a（）2＝·‎ 又Y＝y＋Ltanα，‎ 解得：Y＝‎ 解法二 Y＝vy·＋y＝.‎ 解法三 由＝得：Y＝3y＝.‎ 考点：带电粒子在电场中的运动 ‎【名师点睛】本题中带电粒子先做类平抛运动后做匀速直线运动，运用运动的分解研究类平抛运动，根据几何知识求解即可。‎ ‎14. 静电喷漆技术具有效率高,浪费少,质量好,有利于工人健康等优点,其装置如图所示.A、B为两块平行金属板,间距d=0.40m,两板间有方向由B指向A,大小为E=1.0×103N/C的匀强电场.在A板的中央放置一个安全接地的静电油漆喷枪P,油漆喷枪的半圆形喷嘴可向各个方向均匀地喷出带电油漆微粒,油漆微粒的初速度大小均为v0=2.0m/s,质量m=5.0×10-15kg、带电量为 q=-2.0×10-16C.微粒的重力和所受空气阻力均不计,油漆微粒最后都落在金属板B上.试求: ‎ ‎(1)微粒打在B板上的动能;‎ ‎(2)微粒到达B板所需的最短时间;‎ ‎(3)微粒最后落在B板上所形成的图形的面积大小.‎ ‎【答案】（1）9.0×10-14J（2）0.1s（3）0.25m2‎ ‎【解析】试题分析：（1）每个微粒在电场中都只受竖直向下的电场作用，且电场力做功与路径无关，只与初末位置的电势差有关，根据动能定理得：‎ ‎　即 解得：微粒打在B板上的动能为 ‎（2）由题设知，微粒初速度方向垂直于极板时，到达B板时间最短，设到达B板时速度为，则有 解得：‎ 在垂直于极板方向上，微粒做初速度为的匀加速直线运动，由运动学公式知：‎ 解得：‎ ‎（3）初速度大小相等沿水平方向的所有带电微粒都做类平抛运动，其它带电微粒做类斜下抛运动，所以微粒落在B板上所形成的图形是圆形，且最大半径R为类平抛运动的水平射程。设带电微粒的加速度大小为a，根据牛顿第二定律得：‎ ‎　　　解得：‎ 根据运动学规律得：‎ 联立解得：‎ 所以微粒最后落在B板上所形成的圆面积为：‎ 考点：本题考查带电粒子在电场中的运动、动能定理及牛顿第二定律在电场中的应用，意在考查考生知识和方法的迁移能力。‎ ‎15. 如图所示，ABCD为固定在竖直平面内的轨道，AB段光滑水平，BC段为光滑圆弧，对应的圆心角θ= 370，半径r=2.5m，CD段平直倾斜且粗糙，各段轨道均平滑连接，倾斜轨道所在区域有场强大小为E=2×l05N/C、方向垂直于斜轨向下的匀强电场。质量m=5×l0-2kg、电荷量q=+1×10-6C的小物体（视为质点）被弹簧枪发射后，沿水平轨道向左滑行，在C点以速度v0=3m/s冲上斜轨。以小物体通过C点时为计时起点，0.1s以后，场强大小不变，方向反向。已知斜轨与小物体间的动摩擦因数μ=0.25。设小物体的电荷量保持不变，取g=10m/s2．sin370=0.6，cos370=0.8。‎ ‎(1)求弹簧枪对小物体所做的功；‎ ‎(2)在斜轨上小物体能到达的最高点为P，求CP的长度。‎ ‎【答案】（1）0.475J （2）0.57m ‎【解析】试题分析：（1）设弹簧枪对小物体做功为Wf，由动能定理即可求解；‎ ‎（2）对小物体进行受力分析，分析物体的运动情况，根据牛顿第二定律求出加速度，结合运动学基本公式即可求解．‎ 解：‎ ‎（1）设弹簧枪对小物体做功为Wf，由动能定理得Wf﹣mgr（l﹣cosθ）=mv02①‎ 代人数据得：Wf=0.475J ②‎ ‎（2）取沿平直斜轨向上为正方向．设小物体通过C点进入电场后的加速度为a1，‎ 由牛顿第二定律得：﹣mgsinθ﹣μ（mgcosθ+qE）=ma1③‎ 小物体向上做匀减速运动，经t1=0.1s后，速度达到v1，有：v1=v0+a1t1④‎ 由③④可知v1=2.1m/s，设运动的位移为s1，有：sl=v0t1+a1t12⑤‎ 电场力反向后，设小物体的加速度为a2，由牛顿第二定律得：‎ ‎﹣mgsinθ﹣μ（mgcosθ﹣qE）=ma2⑥‎ 设小物体以此加速度运动到速度为0，运动的时间为t2，位移为s2，有：‎ ‎0=v1+a2t2⑦‎ s2=v1t2+a2t22⑧‎ 设CP的长度为s，有：s=s1+s2⑨‎ 联立相关方程，代人数据解得：s=0.57m 答：（1）弹簧枪对小物体所做的功为0.475J；‎ ‎（2）在斜轨上小物体能到达的最高点为P，CP的长度为0.57m．‎ ‎ ‎