安徽省亳州十八中2020学年高二物理上学期10月月考试题（含解析）

安徽省亳州十八中2020学年高二物理上学期10月月考试题（含解析）

安徽省亳州十八中2020学年高二物理上学期10月月考试题（含解析） ‎ 一．选择题（本题包括10小题，每小题4分，共40分．1-7单选题，8-10多选题）‎ ‎1. 在秋冬的干燥天气里，当你在黑暗中脱下含腈纶材料的衣服时，会看到“闪光”，同时听到“啪啪”的声音，对于这一现象的解释，下列说法中正确的是（　　）‎ A. 感应起电现象 B. 接触起电现象 C. 摩擦起电现象 D. 电荷中和现象 ‎【答案】C ‎...............‎ 解：在干燥的天气中脱衣时，外衣与里面的衣服摩擦，使它们带有异种电荷，属于摩擦起电，电荷放电，发出啪啪声．‎ 故选C．‎ 点评：能结合摩擦起电的原理解释生活中的静电现象，属于物理知识应用于实际的应用题目．‎ ‎2. 真空中两个相同的带等量异种电荷的金属小球A和B（均可看做点电荷），分别固定在两处，两球间静电力为F．现用一个不带电的同样的金属小球C先与A接触，再与B接触，然后移开C，此时A、B球间的静电力大小为（　　）‎ A. B. C. D. ‎ ‎【答案】A ‎【解析】真空中两个静止点电荷间的静电力大小为：，根据接触带电的原则：先中和再平分，不带电的同样的金属小球C先与A接触：，金属小球C再与B接触可得：，则两点电荷间的静电力大小为：，故A正确，BCD错误。‎ ‎3. 直角坐标系xOy中，M、N两点位于x轴上，G、H两点坐标如图．M、N两点各固定一负点电荷，一电量为Q的正点电荷置于O点时，G点处的电场强度恰好为零．静电力常量用k表示．若将该正点电荷移到G点，则H点处场强的大小和方向分别为（　　）‎ A. ，沿y轴正向 B. ，沿y轴负向 C. ，沿y轴正向 D. ，沿y轴负向 ‎【答案】B ‎【解析】试题分析：M、N两点各固定一负点电荷，一电荷量为Q的正点电荷置于O点时，G点处的电场强度恰好为零，故两个负电荷在G点形成的场强与电荷量为Q的正点电荷在G点形成的场强等大反向，大小；若将该正点电荷移到G点，则H点处电场强度的大小，方向沿y轴负向，故选B．‎ 考点：电场的叠加 ‎【名师点睛】此题是电场的叠加问题；关键是能找到两个负电荷在G、H两点的场强大小，根据点电荷场强公式求解正电荷Q的场强，最后叠加即可．‎ ‎4.‎ ‎ 下图表示的是四种典型的静电场，图A是两块带等量异种电荷的平行金属板间产生的匀强电场，a、b是电场中的两个点；图B是点电荷产生的电场，a、b是离点电荷等距的两个点，图C是两个等量同种电荷产生的电场，a、b是两电荷中垂线上与连线中点O等距的两个点；图D是两个等量异种电荷产生的电场，a、b是两电荷中垂线上与连线中点O等距的两个点．在这四个图中，a、b两点的电势相等，电场强度也相同的是（　　）‎ A. B. C. D. ‎ ‎【答案】D ‎【解析】试题分析：a、b是匀强电场中的两点，电场强度相同，而a点的电势高于b点的电势．故A错误．a、b是同一等势面上的两点，电势相同，场强大小相等，但方向不同，则电场强度不同．故B错误．根据电场线的对称性可知，ab两点电势相同，场强大小相等，但方向相反，所以电场强度不同．故C错误．等量异种电荷连线的中垂线是一条等势线，则a、b的电势相同．由于电场线关于两电荷连线上下对称，场强也相同．故D正确．故选D．‎ 考点：电场强度；电势 ‎【名师点睛】本题要抓住电势与场强的区别，只要大小相同，标量就相同．而矢量大小和方向都相同才相同．对于常见电场的电场线与等势面分布要了解，有助于解题。‎ ‎5. 一负电荷从电场中A点由静止释放，只受电场力作用，沿电场线运动到B点，它运动的v﹣t图象如图所示，则A、B两点所在区域的电场线分布情况可能是（　　）‎ A. B. C. D. ‎ ‎【答案】C ‎【解析】试题分析: 在速度时间图像中可判断负电荷的加速度逐渐增加，故电场力逐渐增大、电场线越来越密，AB错；在A点静止释放，向B加速，故电场力由A指向B，电荷带负电，故C对、D错。‎ 考点: 带电粒子在电场中的运动、电场线。‎ ‎【名师点睛】电场线的应用 ‎（1）判断电场力的方向——正电荷的受力方向和电场线在该点切线方向相同，负电荷的受力方向和电场线在该点切线方向相反；‎ ‎（2）判断电场强度的大小（定性）——电场线密处电场强度大，电场线疏处电场强度小，进而可判断电荷受力大小和加速度的大小；‎ ‎（3）判断电势的高低与电势降低的快慢——沿电场线的方向电势逐渐降低，电场强度的方向是电势降低最快的方向；‎ ‎（4）判断等势面的疏密——电场越强的地方，等差等势面越密集；电场越弱的地方，等差等势面越稀疏．‎ ‎6. 图示为一个均匀带正电的细圆环，半径为R．取环面中心O为原点，以垂直于环面的轴线为x轴．设轴上某点P到O点的距离为x，设无穷远处的电势为零，P点的电势为φ，真空中静电力常量为k．下面判断正确的是（　　）‎ A. 图中P点电场强度E的方向是沿x轴负方向，O点电势φ为零 B. 图中P点电场强度E的方向是沿x轴正方向，O点电场强度E为零 C. 从O点到P点，电场强度E一定逐渐增大，电势φ一定逐渐增大 D. 从O点到P点，电场强度E一定逐渐减小，电势φ一定逐渐减小 ‎【答案】B ‎【解析】根据等效法可以将圆环看成若干个点电荷，则由电场强度相互叠加可知，P点电场强度E的方向是沿x轴正方向，O 点电场强度场强为零，设无穷远处的电势为零，因沿着电场线的方向，电势降低，则P点的电势大于零，故A错误，B正确；从O点到P点，电场强度E可能一直逐渐增大，也可能先增大后减小，而电势却是一直减小，故CD错误。所以B正确，ACD错误。‎ ‎7. 某电场的部分电场线如图所示，A、B是一带电粒子仅在电场力作用下运动轨迹（图中虚线）上的两点，下列说法中正确的是（　　）‎ A. 粒子一定是从B点向A点运动 B. 粒子在A点的加速度大于它在B点的加速度 C. 粒子在A点的动能小于它在B点的动能 D. 电场中A点的电势高于B点的电势 ‎【答案】B ‎【解析】带电粒子仅在电场力作用下运动，带电粒子受电场力向右指向其轨迹的内侧，粒子可能是从B点向A点运动，也有可能是从A点向B点运动的，故A错误；电场线密的地方电场的强度大，电场线疏的地方电场的强度小，粒子在A点时受到的电场力大，则粒子在A点的加速度大于它在B点的加速度，故B正确；带电粒子受电场力向右指向其轨迹的内侧，电场力做负功，电势能增大，动能减小，所以粒子在A点的动能大于它在B点的动能，故C错误；沿着电场线方向电势逐渐减低，所以A点的电势低于B点的电势，故D错误。所以B正确，ACD错误。‎ ‎8. 平行板电容器的两极板A、B接于电源两极，两极板竖直、平行正对，一带正电小球悬挂在电容器内部．闭合电键S，电容器充电，悬线偏离竖直方向的夹角为θ，如图所示，则下列说法正确的是（　　）‎ A. 保持电键S闭合，带正电的A板向B板靠近，则θ减小 B. 保持电键S闭合，带正电的A板向B板靠近，则θ增大 C. 电键S断开，带正电的A板向B板靠近，则θ增大 D. 电键S断开，带正电的A板向B板靠近，则θ不变 ‎【答案】BD ‎【解析】保持电键S闭合时，电容器板间电压不变，带正电的A板向B板靠近时，板间距离d减小，根据可知，板间场强增大，小球所受电场力增大，则θ增大，故A错误，B正确；当电键S断开，电容器的带电量不变，根据电容决定式：，定义式：及电场强度：联立可得：可知，电场强度与极板间距无关；故板间场强不变，小球所受电场力不变，则θ不变，故C错误，D正确。所以BD正确，AC错误。‎ ‎9. 如图，M、N是在真空中竖直放置的两块平行金属板，板间有匀强电场，质量为m、电荷量为﹣q的带电粒子，以初速度v由小孔进入电场，当M、N间电压为U时，粒子刚好能到达N板，如果要使这个带电粒子能到达M、N两板间距的处返回，则下述措施能满足要求的是（　　）‎ A. 使初速度减为原来的 B. 使M、N间电压提高到原来的2倍 C. 使M、N间电压提高到原来的4倍 D. 使初速度和M、N间电压都减为原来的 ‎【答案】BD ‎【解析】如果只改变初速度，则带电粒子加速度不变，由 可知当初速度减为原来的时，位移变为原来的四分之一，A错；电压加倍后加速度加倍，由可知，B对；C错；D对；‎ ‎10. 如图所示，在点电荷的电场中，已知a、b两点在同一等势面上，c、d两点在同一等势面上，甲、乙两个带电粒子的运动轨迹分别为acb和adb曲线，两粒子刚过a点时具有相同的动能，由此判断（　　）‎ A. 甲粒子经过c点时与乙粒子经过d点时具有相同的动能 B. 甲、乙两粒子带异号电荷 C. 若取无穷远处为零电势，则甲粒子经过c点时的电势能大于乙粒子经过d点时的电势能 D. 两粒子经过b点时具有相同的动能 ‎【答案】BD ‎【解析】试题分析：物体做曲线运动时，物体的运动轨迹是夹在速度方向与合力方向之间的，故正点电荷对甲有排斥力，甲带正电，即对甲做负功，对乙有吸引力，乙带负电，故对乙做正功，所以甲乙带异种电荷，因为初动能相等，对甲做负功，对乙做正功，所以甲粒子经过c点时小于乙粒子经过d点时的动能，故A错误B正确；正电荷产生的电场中，附近的电势都为正，所以根据公式可得甲的电势能为正，乙的电势能为负，故甲粒子经过c点时的电势能大于乙粒子经过d点时的电势能，C错误；ab处于同一个等势面上，所以电势相等，故从a到b过程中，电场力做功为零，所以两粒子经过b点时具有相同的动能，D正确；‎ 考点：考查了带电粒子在电场中的运动 ‎【名师点睛】做本题的关键是把握物体做曲线运动时，物体的运动轨迹是夹在速度方向与合力方向之间，在根据公式计算电势能的时候，一定要把各个物理量的正负号也代入，电势能是标量，符号参与大小比较，‎ 二、填空题（共8分）‎ ‎11. 长为L的导体棒原来不带电，现将一带电量为+q的点电荷放在距棒左端R处，如图所示．当棒达到静电平衡后，棒上感应电荷在棒内中点产生的场强大小等于_____，方向为_____．‎ ‎【答案】 (1). (2). 沿pq连线且指向+q ‎【解析】试题分析：当棒达到静电平衡后，棒内各点的合场强为零，即感应电荷产生的电场强度与+q产生的电场强度大小相等、方向相反，根据静电平衡的特点和点电荷场强公式E=k结合求解．‎ 解：水平导体棒当达到静电平衡后，棒上感应电荷中点P处产生的场强大小与点电荷+q在该处产生的电场强度大小相等，方向相反．‎ 则棒上感应电荷在棒内中点产生的场强大小为：E=，‎ 由于P处的合场强为零，所以感应电荷产生的场强方向与点电荷+q在该处产生的电场强度的方向相反，即沿pq连线且指向+q．‎ 故答案为：，沿pq连线且指向+q．‎ ‎【点评】感应带电的本质是电荷的转移，当金属导体处于电场时会出现静电平衡现象，关键要理解并掌握静电平衡的特点．‎ ‎12. 如图所示，在点电荷+Q的电场中有A、B两点，将质子和α粒子分别从A点由静止释放到达B点时，它们的速度大小之比是______‎ ‎【答案】‎ ‎【解析】质子和α粒子都是正离子，从A点释放后加速运动到B点，设AB间的电势差为U，根据动能定理，对质子有：，对α粒子有：，因为：‎ ‎，，联立可得：。‎ 三、计算题：（共52分）‎ ‎13. 如图所示，用细线将质量为m=4×10﹣3 kg的带电小球P悬挂在O点正下方．当空中有方向为水平向右，大小为E=2×104V/m的匀强电场，系统静止时，细线与竖直方向夹角37°．g取10m/s2．‎ ‎（1）分析小球的带何种电荷；‎ ‎（2）求小球带电量q；‎ ‎（3）求剪断细线后带电小球的加速度a．‎ ‎【答案】（1）小球带正电 （2）1.5×10﹣6C （3）12.5m/s2‎ ‎【解析】试题分析：对小球受力分析，根据带电小球处于静止状态，确定电场力的方向，即可判断小球的电性；根据平衡条件，将小球的重力进行分析，列式求解即可；剪断细线后带电小球只重力和电场力，这两个力都是恒力，而且不变，根据牛顿第二定律求解加速度。‎ ‎（1）小球受到重力mg、电场力qE和细线的拉力，如图，‎ 电场力方向与电场同向，故小球带正电。‎ ‎（2）小球受力平衡，将重力分解如图，在水平方向有：‎ qE=mgtan37°‎ 带入数据解得：q =1.5×10﹣6C。‎ ‎（3）由受力图可知细线的拉力为：‎ 如果剪断细绳小球所受的合力与F大小相等，方向相反 根据牛顿第二定律求得加速度为：‎ 点睛：本题主要考查了力的平衡问题，正确受力分析在结合力的合成或分解找出力与力之间的关系即可。‎ ‎14. 把一个电荷量为q=5×10﹣9C的正电荷从距电场无穷远处移到电场中M点，电荷克服电场力做功WM=6.0×10﹣3J，如果把该点电荷从距电场无穷远处移到电场中N点，电荷克服电场力做功WN=3.6×10﹣3J．取无穷远处为零电势点，求：‎ ‎（1）M、N点的电势是多少？‎ ‎（2）M、N点的电势差是多少？把该点电荷从M点移到N点电场力做功是多少？‎ ‎【答案】（1）1.2×106V 7.2×105V （2）4.8×105V 2.4×10﹣3J UMO＝V＝1.2×106V UNO＝V＝7.2×105V 所以M＝1.2×106V，N＝7.2×105V.‎ ‎(2)M、N两点电势差UMN＝M－N＝4.8×105V[‎ 点电荷从M点移到N点，电场力做功 W＝qUMN＝5×10－9×4.8×105J＝2.4×10－3J，电场力做正功．‎ 考点：电势的定义及电势与电势差的关系 ‎15. 如图，A、B、C是匀强电场中的三点，已知φA=10V，φB=4V，φC=﹣2V，∠A=30°，∠B=90°，AC=，‎ ‎（1）在图中画出该电场中的一条电场线（要有作图的过程，只画一条电场线不给分）；‎ ‎（2）场强E的大小．‎ ‎【答案】（1）（2）200 V/m ‎【解析】试题分析：由题意可知AC连线上找到与B点相同的电势F点，然后根据F、B的两点电势相等，则可知等势面，由电场线可等势面的关系可知电场线；由沿着电场强度的方向电势是降低，则可确定电场线的方向，再场强公式可求得电场强度。‎ ‎（1）如图所示，用D、F、G把AC四等分，因此φD=7 V，φF=4 V，φG=1 V，连结BF直线便是电场中电势为4 V的等势线，过该等势线上任一点M作垂线并指向电势降落方向，便得到一条电场线，如图所示：‎ ‎（2）如图B、C两点在场强方向上的距离，所以由 点睛：本题主要考查了匀强电场问题，利用电场线与等势面相互垂直而电场线由是由高电势指向低电势；匀强电场中U=Ed中的d应为沿电场方向的有效距离。‎ ‎16. 一束初速不计的电子流在经U=5000V的加速电压加速后，在距两极板等距处垂直进入平行板间的匀强电场，如图所示，若板间距离d=1.0cm，板长l=5.0cm，那么 ‎（1）要使电子能从平行板间飞出，两个极板上最多能加多大电压？‎ ‎（2）若在偏转电场右侧距极板L=2.5cm处放置一半径R=0.5cm的光屏（中线过光屏中心且与光屏垂直），要使电子能从平行板间飞出，且打到光屏上，则两个极板上最多能加多大电压？‎ ‎【答案】（1）400V （2）200V ‎【解析】试题分析：（1）在加速电压一定时，偏转电压U′越大，电子在极板间的偏转距离就越大．当偏转电压大到使电子刚好擦着极板的边缘飞出，此时的偏转电压，即为题目要求的最大电压．加速过程，由动能定理得：①‎ 进入偏转电场，电子在平行于板面的方向上作匀速运动②‎ 在垂直于板面的方向上作匀加速直线运动，加速度：③，偏转距离④能飞出的条件为⑤‎ 解①～⑤式得：‎ 即要使电子能飞出，所加电压最大为400V．‎ ‎（2）设此时电场内的偏移量为y，则由几何关系得 又因，，解得 即加在两极板上的电压最大不得超过200V 考点：考查了带电粒子在电场中的偏转 ‎【名师点睛】带电粒子在电场中偏转问题，首先要正确的对带电粒子在这两种情况下进行正确的受力分析，确定粒子的运动类型．解决带电粒子垂直射入电场的类型的题，应用平抛运动的规律进行求解．此类型的题要注意是否要考虑带电粒子的重力，原则是：除有说明或暗示外，对基本粒子（例如电子，质子、α粒子、离子等），一般不考虑重力；对带点微粒，（如液滴、油滴、小球、尘埃等），一般要考虑重力 ‎　 ‎