2018-2019学年河北省涞水波峰中学高二8月月考物理试题 解析版
波峰中学2018-2019学年度第一学期8月份月考调研考试
高二物理试题
一.选择题(每小题4分,共计52分 ,多选题选不全2分，错选0分 )
1.有三个相同的金属小球A、B、C，其中A、B两球带电情况相同，C球不带电．将A、B两球相隔一定距离固定起来，两球间的库仑力是F，若使C球 先和A接触，再与B接触，移去C，则A、B间的库仑力变为( )
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】
试题分析：假设A带电量为Q，B带电量也为Q，两球之间的相互吸引力的大小是;第三个不带电的金属小球C与A接触后，A和C的电量都为，C与B接触时带电量平分，则C、B分开后电量均为，这时，A、B两球之间的相互作用力的大小，故选C。
考点：库仑定律
【名师点睛】要清楚带电体相互接触后移开，同种电荷电量平分，异种电荷电量先中和再平分．根据库仑定律的内容，找出变化量和不变量求出问题。
2.在静电场中，下列有关电势能、电势判断正确的是（ ）
A. 电势能、电势都是仅有电场本身因素决定，与处于电场中的电荷无关
B. 电势高的地方，电荷的电势能一定大
C. 电势能等于两点的电势差
D. 某点电势的大小等于单位电荷在该点与在参考点的电势能差的大小
【答案】D
【解析】
电势仅有电场本身因素决定，电势能与电势和处于电场中的电荷都有关，选项A错误；电势高的地方，正电荷的电势能一定大，负电荷的电势能小，选项B
错误；电势能等于电势与电量的乘积，选项C错误；某点电势的大小等于单位电荷在该点与在参考点的电势能差的大小，选项D正确；故选D.
3.如图所示是带负电的点电荷-Q，P1和P2为其电场中的两点．若E1、E2为P1、P2两点的电场强度的大小，1、2为P1、P2两点的电势，则( )
A. E1>E2,1>2
B. E1>E2,1<2
C. E1
2
D. E10)的固定点电荷。已知b点处的场强为零，则d点处场强的大小为(k为静电力常量)( )
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】
因为圆盘上电荷分布均匀，并且形状规则，故可圆盘可等效看做为电荷集中在c点，带电量为Q的点电荷，q在b点产生的电场强度大小为，Q在b点产生的电场强度大小为，因为b点电场强度为零，所以，解得，Q带正电，q在d处此时的电场强度大小为，方向向右；Q在d处产生的电场强度大小为，方向向右，故d点的合场强为，B正确．
7.如图所示，一簇电场线的分布关于y轴对称，O是坐标原点，M、N、P、Q是以O为圆心的一个圆周上的四个点，其中M、N在y轴上，Q点在x轴上，则以下不正确的是（ ）
A. M点的电势比P点的电势低
B. O、M间的电势差小于N、O间的电势差
C. 一正电荷在O点时的电势能小于在Q点时的电势能
D. 将一负电荷由M点移到P点，电场力做正功
【答案】C
【解析】
根据电场线与等势线垂直特点，在M点所在电场线上找到P点的等势点，根据沿电场线电势降低可知，P点的电势比M点的电势高，故A说法正确；根据电场分布可知，OM间的平均电场强度比NO之间的平均电场强度小，根据公式U=Ed可知，OM间的电势差小于NO间的电势差，故B说法正确；O点电势高于Q点，根据Ep=φq可知，正电荷在O点时的电势能大于在Q点时的电势能，故C说法错误；M点的电势比P点的电势低，负电荷从低电势移动到高电势电场力做正功，故D说法正确。所以选C。
8.
如图所示，真空中等量同种正点电荷放置在M、N两点，在MN的连线上有对称点a、c，MN连线的中垂线上有对称点b、d，则下列说法正确的是 ( )
A. 正电荷+q在c点电势能大于在a点电势能
B. 正电荷+q在c点电势能小于在a点电势能
C. 在MN连线的中垂线上，O点电势最高
D. 负电荷-q从d点静止释放，在它从d点运动到b点的过程中，加速度先减小再增大
【答案】C
【解析】
试题分析：因为MN两点放置等量同种正点电荷，故ac两点的电势相等，正电荷+q在c点电势能等于在a点电势能，选项AB错误；根据电势的叠加原理，则在MN连线的中垂线上，O点电势最高，选项C正确；因为在Ob和Oa方向上电场强度都是先增加后减小，故负电荷-q从d点静止释放，在它从d点运动到b点的过程中，加速度可能先增后减，然后再增加再减小，故选项D错误；故选C.
考点：等量同种电荷的电场；电势能.
视频
9. 如图所示，虚线表示等势面，相邻两等势面间的电势差相等，有一带电的小球在该电场中运动，不计小球所受的重力和空气阻力，实线表示该带正电的小球的运动轨迹，小球在a点的动能等于20eV，运动到b点时的动能等于2eV，若取C点为零电势点，则这个带电小球的电势能等于－6eV，它的动能等于：（ ）
A. 16eV B. 14eV C. 6eV D. 4ev
【答案】B
【解析】
小球自a点运动到b时，电场力做负功：Wab=2eV-20eV=-18eV ①
由于相邻两等势面的电势差相等，故电势差的大小关系有：Uab=3Ubc ②
从b到c电场力做正功，根据动能定理有：Wbc=Ekc-Ekb ③
联立①②③可得Ekc=8eV．
由于只有电场力做功，电势能和动能和保持不变，故在c点：E=Ep+Ek=8eV
即电势能和动能之和为8eV，因此当电势能等于-6eV时动能为14eV，故ABD错误，C正确．
故选C．
10.两电荷量分别为q1和q2的点电荷固定在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两点的电势为零，ND段中C点电势最高，下列说法正确的是( )
A. q1为正电荷，q2为负电荷
B. |q1|<|q2|
C. C点的电场强度为零
D. 将一带负电的检验电荷从N点移到D点，电场力先做负功后做正功
【答案】AC
【解析】
由图知无穷远处的电势为0，A点的电势为零，由于沿着电场线电势降低，所以O点的电荷q1带正电，M点电荷q2带负电，由于A点距离O比较远而距离M比较近，所以q1电荷量大于q2的电荷量．故A正确，B错误；该图象的斜率等于场强E，则知C点电场强度为零，故C正确；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，将一负点电荷从N点移到D点，电场力先做正功后做负功．故D错误；故选AC.
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．
11.如图所示，A、B、C、D、E、F为匀强电场中一个边长为10cm的正六边形的六个顶点，A、B、C三点电势分别为1V、2V、3V
，正六边形所在平面与电场线平行。下列说法正确的是( )
A. 通过CD和AF的直线应为电场中的两条等势线
B. 匀强电场的电场强度大小为10V/m
C. 匀强电场的电场强度方向为由C指向A
D. 将一个电子由E点移到D点，电子的电势能将减少1.6×10－19J
【答案】ACD
【解析】
【详解】A、连接AC，AC中点电势为2V，与B电势相等，则EB连线必为一条等势线，由正六边形对称性，CD∥EB，而匀强电场的等势面平行，则CD直线也是一条等势线，同理，AF的直线也为等势线；故A正确。
B、BA间的电势差为UBA=1V，又UBA=EdABcos30°，得场强;故B错误。
C、由几何知识得知，CA⊥EB，EB是等势线，则CA连线必为一条电场线，而且电场强度的方向由C指向A．故C正确。
D、由上得知，E的电势为2V，D点与C点的电势相等为3V，则电子从E点移到D点，电场力做正功，而且为WED=qUED=q（φE-φD）=-1.6×10-19×（2-3）J=1.6×10-19J，电势能将减小1.6×10-19J．故D正确。
故选ACD。
【点睛】本题考查匀强电场性质的掌握，解题的关键找等势点，作出电场线，这是解决这类问题常用方法．同时还要充分利用正六边形的对称性分析匀强电场中各点电势的关系．
12.图中虚线为一组间距相等的同心圆，圆心处固定一带正电的点电荷。一带电粒子以一定初速度射入电场，实线为粒子仅在电场力作用下的运动轨迹，a、b、c三点是实线与虚线的交点。则该粒子( )
A. 带负电
B. 在c点受力最大
C. 在b点的电势能大于在c点的电势能
D. 由a点到b点的动能变化量大于由b点到c点的动能变化量
【答案】CD
【解析】
A、根据轨迹弯曲方向判断出，粒子在的过程中，一直受静电斥力作用，根据同性电荷相互排斥，故粒子带正电荷，故A错误；
B、点电荷的电场强度的特点是离开场源电荷距离越大，场强越小，粒子在C点受到的电场力最小，故B错误；
C、根据动能定理，粒子由b到c，电场力做正功，动能增加，故粒子在b点电势能一定大于在c点的电势能，故C错误；
D、a点到b点和b点到c点相比，由于点电荷的电场强度的特点是离开场源电荷距离越大，场强越小，故a到b电场力做功为多，动能变化也大，故D正确。
点睛：电场线与等势面垂直．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，沿电场线的方向，电势降低，电场力做正功，电势能减小，电场力做负功，电势能增加。
视频
13.如图（甲）所示，在x轴上有一个点电荷Q（图中未画出），O、A、B为轴上三点。放在A、B两点的检验电荷受到的电场力跟检验电荷所带电荷量的关系如图（乙）所示。以x轴的正方向为电场力的正方向，则（ ）
A. 点电荷Q一定为正电荷
B. 点电荷Q在OA之间
C. A点的电场强度大小为2×103 N/C
D. A点的电势比B点的电势高
【答案】C
【解析】
由图（乙），正检验电荷放在A点和负检验电荷放在B点所受电场力方向均沿x轴正方向，说明点电荷Q为负电荷且放在AB之间．故AB错误．由图线斜率表示场强，可知A点场强大小为E== 2×103N/C．选项C正确；同理，B点场强大小为5×102N/C，说明A点距离Q较近，故A点的电势低于B点的电势．故D错误．故选C.
二、计算题(本大题共4小题，共48分，要有必要的文字说明和解题步骤，有数值计算的要注明单位)
14.如图所示，真空中xOy平面直角坐标系上的A、B、C三点构成等边三角形，边长L＝2.0 m．若将电荷量均为q＝＋2.0×10－6 C的两点电荷分别固定在A、B点，已知静电力常量k＝9.0×109 N·m2/C2，求：
(1)两点电荷间的库仑力大小；
(2)C点的电场强度的大小和方向．
【答案】(1) 9.0×10－3 N(2) 7.8×103 N/C 方向沿y轴正方向
【解析】
【分析】
（1）根据库仑定律公式列式，可求两点电荷间的库仑力大小；
（2）先求解两个电荷单独存在时在C点的场强，然后根据平行四边形定则合成得到C点的场强；
【详解】（1）电荷量均为的两点电荷分别固定在A、B点，它们之间的库仑力为：；
（2）A、B点电荷在C点产生的场强大小相等，均为：
A、B点电荷在C点的合场强大小为：，场强方向沿着y轴正方向。
【点睛】本题考查了库仑定律和电场强度的矢量合成问题，关键是根据平行四边形定则对场强进行合成。
15.如图所示，匀强电场中A、B、C三点构成一个直角三角形，把电荷量q＝-2×10－10C的点电荷由A点移到B点，电场力做功4.8×10－8J，再由B点移到C点，电荷克服电场力做功4.8×10－8J，取B点的电势为零，求A、C两点的电势及场强的方向．
【答案】(1)φA＝-240V，φC＝-240V (2)场强方向垂直于AC，指向左上方
【解析】
试题分析：A、B间电势差为UAB==﹣240V，
B、C间电势差为UBC==240V
又UAB=φA﹣φB，UBC=φB﹣φC，φB=0，得到φA=﹣240V，φC=﹣240V，
所以AC电势相等，场强方向垂直AC连线指向左上方．
考点：电场力做功与电势差的关系
【名师点睛】电势差是电场中的电势之差，电势是相对的，但电势差是绝对的，就像高度与高度差一样．电势差可正可负，所以公式中做功要注意正与负，电荷量要代入电性。
16.一个带正电的微粒，从A点射入水平方向的匀强电场中，微粒沿直线AB运动，如图所示．AB与电场线夹角θ＝30°，已知带电粒子的质量m＝1.0×10－7 kg，电荷量q＝1.0×10－10 C，A、B相距L＝20 cm.(取g＝10 m/s2，结果保留两位有效数字)求：
(1) 电场强度的大小和方向．
(2)要使微粒从A点运动到B点，微粒射入电场时的最小速度是多少．
【答案】（1）1.7×104N/C，方向水平向左；（2）2.8m/s；
【解析】
试题分析：（1）微粒只在重力和电场力作用下沿AB直线运动，故合力一定与速度在同一条直线上，可知电场力的方向水平向左，如图所示．
微粒所受合力的方向由B指向A，与初速度方向相反，微粒做匀减速直线运动．在垂直于AB方向上，有
所以电场强度，电场强度的方向水平向左
（2）微粒由A运动到B时的速度时，
微粒进入电场时的速度最小，由动能定理得，
代入数据，解得
考点：考查了带电粒子在电场中的运动
【名师点睛】根据直线运动的条件并结合受力分析，得到电场力的方向，最终分析出物体的运动规律，根据力的合成的平行四边形定则并结合几何关系得到电场力，求出电场强度；对粒子的运动过程运用动能定理列式求解即可．
17.如图所示，在水平向左的匀强电场中，一带电小球用绝缘轻绳(不伸缩)悬于O点，平衡时小球位于A点，此时绳与竖直方向的夹角θ＝53°，绳长为l，B、C、D到O点的距离均为l，BD水平，OC竖直，BO＝CO＝DO＝l。
(1)将小球移到B点，给小球一竖直向下的初速度vB，小球到达悬点正下方C点时绳中拉力恰等于小球重力，求vB的大小；
(2)当小球移到D点后，让小球由静止自由释放，求：小球首次经过悬点O正下方时的速率。(计算结果可带根号，取sin53°＝0.8)
【答案】(1) (2)
【解析】
(1)小球由B点到C点的过程中
(mg－Eq)l＝mvC2－mvB2
由在C点绳中的拉力恰等于小球重力知
FC－mg＝m，则vC＝0
由在A点小球处于平衡知：
Eq＝mgtan53°＝mg，
所以vB＝.
(2)小球由D点静止释放后沿与竖直方向夹角θ＝53°的方向做匀加速直线运动，直至运
动到O点正下方的P点，OP距离h＝lcot53°＝l.
在此过程中，绳中张力始终为零，故此过程中的加速度a和位移x分别为a＝＝g，x
＝＝l，所以小球到达悬点正下方时的速率v＝＝.
