物理卷·2018届【全国百强校】湖南省长沙市第一中学高二上学期第一次月考物理试题解析（解析版）

物理卷·2018届【全国百强校】湖南省长沙市第一中学高二上学期第一次月考物理试题解析（解析版）

全*品*高*考*网， 用后离不了！‎ 一、选择题：本题12小题，每小题4分，共48分，每小题给出的四个选项中，第1~8题只有一个选项符合题意，第9~12小题有多个选项符合题意，全部选对得4分，选对单 不全得2分，选错或不答得0分 ‎1．一横截面积为S的铝导线，当有电压加在该导线上时，导线中的电流强度为I，设每单位体积的导线中有n个自由电子，电子电荷量为e，此时电子定向移动的速度为v，则以下关系正确的是 A． B． C． D．‎ ‎【答案】C ‎【解析】‎ 考点：考查了电流的微观表达式 ‎【名师点睛】本题计算自由电子的个数，要注意从不同的角度来分析问题，一是从微观运动的角度，二是从电流强度的角度．‎ ‎2．A、B、C三点在同一直线上，AB：BC=1：2，B点位于A、C之间，在B处固定一电荷量为Q的点电荷。当在A处放一电荷量为+q的点电荷时，它所受到的静电力为F；移去A处电荷，在C处放一电荷量为-4q的点电荷，其所受电场力为 A． B． C．-F D．F ‎【答案】D ‎【解析】‎ 试题分析：令，则，在A处放一电荷量为+q的点电荷时，根据库仑定律，方向从B到A，在C处放一电荷量为-4q的点电荷时，，方向从C到B，两者方向相同，所以，D正确。1‎ 考点：考查了库仑定律的应用 ‎【名师点睛】本题关键是根据库仑定律研究两电荷在两点所受的电场力大小和方向关系，难度不大．‎ ‎3．a、b、c、d 是匀强电场中的四个点，它们正好是一个矩形的四个顶点，电场线与矩形所在平面平行。已知a点的电势为20V，b点的电势为24V，d点的电势为4V，如图，由此可知c点的电势为 A．4V B．8V C．12V D．24V ‎【答案】B ‎【解析】‎ 考点：考查了匀强电场中电势差和电场强度的关系 ‎【名师点睛】①在匀强电场中将某一线段等分同时就将该线段两端的电势差等分；②在匀强电场中电场线平行且均匀分布故等势线平行且均匀分布．以上两点是解决此类题目的金钥匙．‎ ‎4．如图所示，平行板电容器与电动势为E的直流电源（内阻不计）连接，下极板接地。一带电油滴位于电容器中的P点且恰好处于平衡状态。现将平行板电容器的上极板竖直向上移动一小段距离，则 A．带电油滴将沿竖直方向向上运动 B．P点的电势将降低 C．带电油滴的电势能减小 D．电容器的电容减小，则极板带电荷量将增大 ‎【答案】B ‎【解析】‎ 试题分析：电容器与电源两极相连，则两极板间的电压恒定，将平行板电容器的上极板竖直向上移动一小段距离，两极板间的正对距离增大，根据公式可知两极板间的电场强度减小，原来油滴静止，受到的重力和电场力平衡，现在电场强度减小，电场力减小，故油滴将向下运动，A错误；根据公式可知P点与下极板的电势差减小，而下极板接地，电势为零，所以P点与下极板的电势差大小等于P点电势大小，故P点电势降低，B正确；因为油滴受到向上的电场力，而电场强度方向竖直向下，所以油滴带负电，负电荷的电势能在低电势处大，而P点的电势减小，所以油滴的电势能增大，C错误；根据公式可得电容器的电容减小，根据公式，其中U恒定，C减小，所以Q减小，D错误；‎ 考点：考查了电容器的动态变化 ‎【名师点睛】在分析电容器动态变化时，需要根据判断电容器的电容变化情况，然后结合，等公式分析，需要注意的是，如果电容器和电源相连则电容器两极板间的电压恒定，如果电容器充电后与电源断开，则电容器两极板上的电荷量恒定不变 ‎5．喷墨打印机的简化模型如图所示，重力可忽略的极小墨汁微滴，经带电室带负电后，以速度v垂直匀强电场飞入极板间，最终打在纸上，则微滴在极板间电场中 A．可能向负极板偏转 B．电场力做负功，电势能逐渐增大 C．运动轨迹与所带电荷量无关 D．运动轨迹是抛物线 ‎【答案】D ‎【解析】‎ 考点：考查了带电粒子在电场中的偏转 ‎【名师点睛】带电粒子在匀强电场做类平抛运动，将运动分解到水平方向和竖直方向，按平抛运动的知识求解，另外清楚电场力做功与电势能的变化关系，若带电粒子经同一电场加速，再进入同的偏转电场，可得出运动轨迹与带电量无关，而本题所有粒子初速度相同，因此运动轨迹与带电量有关 ‎6．如图所示，一电子沿等量异种电荷的中垂线由无穷远处的A→O→无穷远处的B匀速飞过，电子重力不计，则电子除受电场力外，所受另一个力的大小和方向的变化情况是 ‎、‎ A．先变大后变小，方向水平向左 B．先变大后变小，方向水平向右 C．先变小后变大，方向水平向左 D．先变小后变大，方向水平向右 ‎【答案】B ‎【解析】‎ 考点：考查了等量异种电荷电场分布规律 ‎【名师点睛】电子做匀速直线运动，知受电场力和外力平衡，外力的大小与电场力的大小相等，方向相反，根据电场力的变化判断外力的变化．‎ ‎7．有一个带正电的金属球壳（厚度不计），其截面图如图a所示，O为球心，球壳P处开有半径远小于球半径的小孔。以O点为坐标原点，过P点建立x坐标轴，A点时坐标轴上的一点，x轴上各点电势如图b所示，电子从O点以的初速度沿x轴方向射出，依次通过P、A两点，则下列说法正确的是 A．在OP间电子做匀加速直线运动 B．在PA间电子做加速度逐渐减小的加速运动 C．在OP间运动时电子的电势能减小 D．在PA间运动时电子的电势能增加 ‎【答案】D ‎【解析】【来.源：全,品…中&高*考*网】‎ 试题分析：由静电平衡可知，球壳内部的电场强度处处为零，即OP间的电场强度为零，电子不受电场力，做匀速直线运动，故A错误；根据顺着电场线方向，电势降低，可知PA间电场线方向从P到A，电子所受的电场力方向从A指向P，所以电子在PA间做减速直线运动．根据图线的斜率等于场强可知，从P到A场强逐渐减小，电子所受的电场力减小，所以电子做加速度减小的变减速运动，故B错误；由于电子在OP运动时电场力不做功，所以其电势能不变，故C错误；在PA间运动时电场力对电子做负功，则电子的电势能增加，故D正确．‎ 考点：考查了电场力做功，电势能．‎ ‎【名师点睛】解决本题的关键要分析图象斜率的物理意义，判断电势和场强的变化，再根据电场力做功与电势能的变化的关系进行判断．‎ ‎8．电荷量的带正电的小物块静止在绝缘水平面上，所在空间存在沿水平方向的电场，其电场强度E的大小与时间t的关系如图1所示，物块速度v的大小与时间t的关系如图2所示，重力加速度 A．物块的质量是2kg B．物块与水平面间动摩擦因数是0.1‎ C．物块在前4s内电势能增加了14J D．前4s内系统产生的热量为12J ‎【答案】D ‎【解析】‎ 考点：考查了电场力做功，功能关系，牛顿第二定律 ‎【名师点睛】能根据题目提供的E-t图和v-t图得到相关的信息是解题的关键．明确v-t图象的斜率等于加速度，“面积”大小等于位移 ‎9．某电子元件通电后其电流I随所加电压U变化的图线如图所示，P为图线上一点，PN为图线的切线，PQ为U轴的垂线，PM为I轴的垂线，下列说法中正确的是 A．随着所加电压的增大，该元件的电阻增大 B．对应P点，该元件的电阻为 C．对应P点，该元件的电阻为 D．该元件为非线性元件【来.源：全,品…中&高*考*网】‎ ‎【答案】ABD ‎【解析】‎ 考点：考查了U-I图像，欧姆定律 ‎【名师点睛】对于线性元件，其电阻，非线性元件，；对于U-I图与I-U图要区分清楚，电阻，还是不能搞错 ‎10．如图所示，带箭头的直线是某一电场中的一条电场线，在这条线上有A、B两点，设A、B两点的电场强度分别为，电势分别为，则 A．A、B两处的电场强度方向相同 B．因为A、B在一条电场上，且电场线是直线，所以 C．电场线是从A指向B，所以 D．不知A、B附近电场线的分布情况，的大小不能确定 ‎【答案】AC ‎【解析】‎ 试题分析：由于只有一条电场线，所以无法得知两点的电场强度大小关系，因为该电场线为直线，所以两点的电场强度方向相同，A正确B错误；沿电场线方向电势降低，所以，C正确D错误；‎ 考点：考查了电场线，电势，电场强度 ‎【名师点睛】电场线是人们为了形象地描述电场而引入的线；电场线的方向是正电荷所受电场力的方向，而正负电荷所受的电场力的方向相反；电场线的切线方向即为场强的方向，故任意两条电场线都不会相交；电场线的疏密代表电场的强弱，故电场线越密的地方场强越强 ‎11．一长为L的细线，上端固定于O点，下端栓一质量为m、电荷量为q的小球，处于如图所示的水平向右的匀强电场中。开始时，将线与小球拉成水平，然后释放，小球由静止开始以O为圆心OA为半径向下摆动。当细线转过60°角，小球到达B点时速度恰好为零（重力加速度为g）。则 A．AB两点的电势 B．匀强电场的电场强度大小为 C．小球到达B点时，细线对小球的拉力 D．若O点为零电势点，则小球到达B点时电势能最大 ‎【答案】CD ‎【解析】‎ 考点：考查了电场力做功，动能定理，匀强电场电场强度与电势差的关系 ‎【名师点睛】电势差是描述电场的能的性质的物理量，与电荷的电势能变化有关，常常应用动能定理研究电势差．‎ ‎12．如图a，MN是长为L，倾角为的光滑绝缘杆，M、N、P为直角三角形的三个顶点，MP中点处固定一电量为Q的正点电荷，杆上套有一质量为m的带正电的小球（可视为点电荷）。小球自N点由静止释放。小球的重力势能和电势能随位置x（取M点处x=0）的变化图像如图b所示，不计空气阻力，重力加速度为g，则下列说法正确的是 A．图b中表示电势能随位置变化的是图线II B．小球经过位置时电场力做功的功率最大 C．小球在M点收到的库仑力比在N点收到的库仑力大 D．若图像中的为已知，则可求得小球在M点时的速度 ‎【答案】ACD ‎【解析】‎ 考点：考查了电场力做功，功能关系，‎ ‎【名师点睛】分析电场的分布情况及小球的运动情况，通过电场力做功来判断电势能的变化从而判断出图象，再根据平衡条件和动能定理进行处理．‎ 二、填空题 ‎13．如图所示，不带电的枕形导体AB，A段靠近一带正电的导体C时，A端将带______电，B端_______（填“不带电”、“带正电”或“带负电”）。用手触摸枕形导体A端后，枕形导体A端______（填“不带电”、“带正电”或“带负电”），B端________（填“不带电”、“带正电”或“带负电”）。‎ ‎【答案】带负电；带正电；带负电；不带电；‎ ‎【解析】‎ 试题分析：A段靠近一带正电的导体C时，由于异种电荷相互吸引，枕形导体中的自由电子被吸引到A端，故A端带负电，B端的自由电荷较少而带正电；枕形导体在正电荷形成的电场中，电势为正，高于大地的电势（为零），所以大地上的电子跑到导体上，将B端的正电荷中和，即A端带负电，B端不带电，‎ 考点：考查了静电感应 ‎【名师点睛】关键根据同种电荷相斥，异种电荷相吸分析感应起电的过程．‎ ‎14．如图所示的实验装置可用来探究影响平行板电容器电容的因数，其中电容器左侧极板和静电计外壳均接地，电容器右侧极板与静电计金属球相连，使电容器带电后与电源断开 ‎（1）上移左极板，可观察到静电计指针偏角____________（选填“变大”、“变小”或“不变”）‎ ‎（2）本实验利用研究平行板电容器电容的变化，实验原理中使用了一个近似，该近似是_______________________________‎ ‎（3）下列关于实验中使用静电计的说法正确的是有________‎ A、使用静电计的目的是观察电容器电压的变化情况 B、使用静电计的目的是测量电容器电量的变化情况 C、静电计可以用电压表替代 D、静电计可以用电流表替代 ‎【答案】（1）变大（2）认为电容器的带电量不变（3）A ‎【解析】‎ ‎（3）静电计可测量电势差，根据指针张角的大小，观察电容器电压的变化情况，无法判断电量的变化情况．故A正确，B错误；静电计与电压表、电流表的原理不同，不能替代．电流表、电压表线圈中必须有电流通过时，指针才偏转，故CD错误．‎ 考点：探究影响平行板电容器电容的因素试验 ‎【名师点睛】解决本题的关键知道静电计测量的是电容器两端的电势差，处理电容器动态分析时，关键抓住不变量，与电源断开，电荷量保持不变，结合电容的决定式和定义式进行分析．‎ 三、计算题 ‎15．把的正电荷，从电场中的A点移至B点，电场力做正功，且，求：‎ ‎（1）A、B两点间的电势差 ‎（2）若取B点电势为零，则A点的电势和q在A点的电势能各是多少？‎ ‎【答案】（1）120V（2）120V；‎ ‎【解析】‎ 考点：考查了电势差，电势能【来.源：全,品…中&高*考*网】‎ ‎【名师点睛】解决本题关键掌握电势差的定义式，应用时各量要代入符号运算．‎ ‎16．有带电平行板电容器竖直放置，如图所示，两极板间距d=0.1m，电势差U=1000V，现从平行板上A处以速度水平向左射入一带正电小球（已知小球带电荷量q=，质量m=0.02g），经一段时间后发现小球恰好没有与左极板相碰撞且打在A点正下方的B处，求A、B间的距离，（）‎ ‎【答案】‎ ‎【解析】‎ 试题分析：小球m在A处以水平射入匀强电场后，受到重力和电场力，合力一定，而且合力与初速度不在同一直线上，则小球做匀变速曲线运动．在竖直方向上，小球做自由落体运动．其运动轨迹如图所示．‎ 考点：带电粒子在匀强电场中的运动．‎ ‎【名师点睛】本题中小球做匀变速曲线运动，由于水平和竖直两个方向受到的都恒力，所以可以采用运动的分解进行研究，研究时要抓住两个分运动的等时性．‎ ‎17．如图甲所示，热电子由阴极飞出时的初速度忽略不计，电子发射装置的加速电压为，偏转电场板间距离L=8cm，极板长为2L，下极板接地，偏转电场极板右端到荧光的距离也是2L，在两极板间接有一交变电压，电压变化周期T=4s，上极板的电热随时间变化的图像如图乙所示，大量电子从偏转电场中央持续射入，穿过平行板的时间都时间极短，可认为电子穿过平行板的过程中电压是不变的。‎ ‎（1）求电子进入偏转电场时的速度（用电子比荷，加速电压表示）；‎ ‎（2）在电势变化的每个周期内荧光屏会出现“黑屏”现象，即无电子击中屏幕，求每个周期内的“黑屏”时间多长？【来.源：全,品…中&高*考*网】‎ ‎【答案】（1）（2）1s ‎【解析】‎ 试题分析：（1）根据动能定理可得，解得 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 ‎18．如图所示，竖直平面直角坐标系中，一半径为R的绝缘光滑管道位于其中，管道圆心坐标为（0，R），其下端点与x轴相切与坐标原点，其上端点与y轴交于C点，坐标为（0,2R）。在第二象限内，存在水平向右、范围足够大的匀强电场，电场强度大小为，在范围内，有水平向左，范围足够大的匀强电场，电场强度大小为。现有一与x轴正方向夹角为45°，足够长的绝缘斜面位于第一象限的电场中，斜面底端坐标为（R，0），x轴上范围内是水平光滑轨道，左端与管道下端相切，右端与斜面底端平滑连接，有一质量为m，带电量为+q的小球，从静止开始，由斜面上某点A下滑，通过水平光滑轨道（不计转角处能量损失），从管道下端点B进入管道（小球直径略小于管道内径，不计小球的电量损失）（已知重力加速度为g）。试求：‎ ‎（1）小球至少从多高处滑下，才能到达管道上端点C？要求写出此时小球出发点的坐标；‎ ‎（2）在此情况下，小球通过管道最高点C受到的压力多大？方向如何？‎ ‎【答案】（1）（2），方向向上 ‎【解析】‎ 在第一象限的复合场中，分析可知，小球由静止开始，做匀加速运动，其等效加速度为 所以，A点纵坐标，‎ A点横坐标，即 ‎（2）从B点到C点，由动能定理有：，得 小球通过最高点C时，向心力由重力和管道压力提供，设管道对小球的作用力竖直向上，有：【来.源：全,品…中&高*考*网】‎ 所以，管道对小球的压力大小为，方向向上．‎ 考点：考查粒子在电场力和重力作用下做匀速圆周运动 ‎【名师点睛】电场力和重力的合力作用线通过圆心时，合力作用线与管道的交点D处小球的速度最小，先计算B点最小速度，由动能定理确定出发点的坐标．根据牛顿第二定律求小球通过管道最高点C受到的压力．‎