物理卷·2019届四川省树德中学高二10月月考（2017-10）

物理卷·2019届四川省树德中学高二10月月考（2017-10）

高 2016 级高二上期 10 月阶段性测试物理试题 一、选择题（本题共 8 小题，每小题 4 分，共 32 分．每题给出的四个选项中，只有一个选项 符合题目要求．）‎ ‎⒈下列关于说法中正确的是（ ）‎ A．电荷在电场中两点间移动时，电场力做功为零，则电荷一定在同一等势面上移动 B．带电粒子只在电场力作用下运动，其运动轨迹一定与电场线重合 C．电势降低的方向就是电场的方向 D．运输汽油等易燃易爆物品的车辆总有一条铁链拖在地上，这是为了把静电引入大地，避免 因放电引起爆炸 ‎C．图乙中，a 点的场强等于 b 点的场强；将一检验电荷沿 ab 由 a 移动到 b，所受电场力先减 小后增大 D．图乙中，c 点的场强小于 d 点的场强；将一检验试探电荷沿 MN 由 c 移动到 d，所受电场 力先减小后增大 到 ‎80‎ J ，减少的动能中有 12 J 转化为电势能，下列说法正确的是 ‎（‎ ‎）‎ ‎⒍如图所示，粗糙绝缘的水平面上方存在一个水平方向的电场，电场线与 x 轴平行，电势 φ 与坐标值 x 的关系式为：φ＝106x(φ 的单位为 V，x 单位为 m)．一带电小滑块 P，从坐标原点 x＝0 处以 100 J 的初动能沿 x 轴正方向运动，到达 x＝＋2 m 的 A 点时动能减少 A ‎－6‎ ‎⒉关于电场，下列说法中正确的是（ ）‎ ‎A．小滑块所带电荷量为 q＝－6×10‎ ‎C B．小滑块一直做匀变速直线运动 A．电场是电荷周围空间实际存在的物质，电场线不是客观存在的 B．电场强度大小由场源电荷决定，方向由场源电荷与检验电荷共同决定 C．点电荷的电场中以点电荷为球心的球面上场强一定相同 D．电场中电势不为零的点场强一定也不为零 ‎⒊如图所示，A、B、C、D 是真空中一正四面体的四个顶点（正四面体是由四个全等正三角 ‎C．小滑块具有的最大电势能为 60 J D．小滑块回坐标原点 O 时的动能为 84 J ‎⒎如图所示，空间存在足够大的竖直向下的匀强电场，质量为 m，带正电荷的小球（可视为 质点且所受电场力与重力相等）自空间 O 以水平初速度 v0 抛出，落在地面上的 A 点，其轨迹为抛 物线．现仿此抛物线制作一个光滑绝缘滑道并固定在与 OA 完全重合的位置上，将此小球从 O 点 由静止释放，在下滑过程中小球未脱离滑道．P 为滑道上一点，已知小球沿滑道滑至 P 点时其速 形围成的空间封闭图形），所有棱长都为 a，现在 A、B 两点分别固定电荷量为 ‎＋q 和－q 的两个点电荷，静电力常量为 k，下列说法错．误．的是（ ）‎ ‎度与水平方向的夹角为 45°，下列说法正确的是（ ）‎ A．小球两次由 O 点运动到 P 点的时间相等 B．小球经过 P 点时，水平位移与竖直位移之比为 1∶2‎ ‎O v0‎ E P kq 1 2‎ A．C、D 两点的场强相同 B．C 点的场强大小为a2‎ ‎C．小球经过滑道上 P 点时，动能为 ‎mv0‎ C．C、D 两点电势相同 D．将一正电荷从 C 点移动到 D 点，电场力做正功 ‎⒋如图甲所示为示波管，如果在 YY'之间加如图乙所示的交变电压，同时在 XX'之间加如图丙 所示的锯齿形电压，使 X 的电势比 X'高，则在荧光屏上会看到图形为（ ）‎ ‎2 A D．小球经过滑道上 P 点时，重力的瞬时功率为 2mgv0‎ ‎⒏如图所示，在空间坐标系中存在匀强电场，A、B、C 分别是 x、y、z 轴 z 上到原点 O 距离相等的三个点，P 为 AB 连线中点，已知电场线平行于 BC 连线， C B 点电势为＋3 V，C 点电势为－3 V，则电荷量为 2.0×10－6 C 的带正电粒子从 O 点运动到 P 点，电场力所做的功为（ ） O B y A．6.0×10－6 J B．－3.0×10－6 J A P C．－2.0×10－6 J D．1.5×10－6 J x 二、选择题（本题共 7 小题，每小题 4 分，共 28 分．每题给出的四个选项 ‎(甲)‎ Y Y ‎(乙) (丙)‎ Y Y ‎中，有多个选项符合题目要求，全部选对的得 4 分，选对但不全的得 2 分，不选或有选错的得 0‎ 分）‎ ‎⒐下述说法中正确的是（ ）‎ X ¢ X Y ¢ ‎X ¢ X Y ¢ ‎X ¢ X Y ¢ ‎X ¢ X Y ¢ ‎A．等势面是电场中实际存在的曲面 B．库仑认为电荷周围都存在电场 C．首先提出用电场线来描述电场的物理学家是法拉第 D．库仑提出了库仑定律并测出了静电力常量 A B C D ‎⒌在真空中有两个固定的等量点电荷如图甲、乙所 示．直线 MN 是两点电荷连线的中垂线，O 是两点电荷 连线与直线 MN 的交点．a、b 是两点电荷连线上关于 O 的对称点，c、d 是直线 MN 上的两个点，且 Oc ＞ Od ．下 列说法中正确的是（ ）‎ A．图甲中，a 点的场强等于 b 点的场强；将一检验 甲 乙 电荷沿 ab 由 a 移动到 b，所受电场力先增大后减小 B．图甲中，c 点的场强小于 d 点的场强；将一检验电荷沿 MN 由 c 移动到 d，所受电场力先 增大后减小 ‎⒑下列说法中正确的是（ ）‎ A．在电场强度为零的区域内，任意两点的电势差一定为零 B．电场中某点的场强大小在数值上等于单位电量的检验电荷在该点所受的电场力大小 C．根据公式 U＝Ed 知，在匀强电场中两点间的距离越大，电势差就越大 D．电容器带电荷量越多，其电容值越大 ‎⒒如图所示，虚线是等势线，相邻的两等势线的电势差都相等，有一带正电的粒子在电场中 运动，实线表示该带电粒子的运动轨迹，若取 c 点为零电势点，不计重力和空气阻力，下列说法 正确的是（ ）‎ A．a 点电势 φa＜0‎ B．带电粒子过 a 点的时的电势能大于过 b 点时的电势能 C．带电粒子过 a 点时的加速度方向沿等势线的切线方向 D．若带电粒子在 a 点的动能为 18 eV，运动到 b 点的动能为 3 eV，则当这个粒子的电势能为 ‎－8 eV 时，它的动能为 16 eV ‎⒓如图所示，在竖直平面内，倾角 θ＝60°的光滑绝缘直杆 AC 与半径为 R 的圆周交于 B、C 两点，在圆心处有一固定的点电荷 Q，B 点为 AC 的中点，C 点位于圆周的最低点．现有一质量为 m、电荷量为－q（q＞0）套在杆上的带电小球（可视为质点）从 A 点由静止开始沿杆下滑．已知 重力加速度为 g，A 点距过 C 点的水平面的竖直高度为 3R，小球滑到 B 点时的速度为 2 gR，加 速度为 a，以 C 点作为零电势点．则（ ）‎ A．小球从 B 点滑动到 C 点的过程中，机械能守恒 B．小球滑到 C 点时的速度 7gR C．小球滑到 C 点的前瞬间加速度为 3g－a ‎三、计算题：（本题共 4 个小题，共 50 分．）‎ ‎⒗（12 分）如图所示，一根长 L 的光滑绝缘细直杆 MN，竖直固定在场强为 E、 与水平方向成 θ＝30°角的倾斜向上的匀强电场中．杆的下端 M 固定一个带电小球 A，‎ 电荷量＋Q；另一带电小球 B 穿在杆上可自由滑动，电荷量为＋q，质量为 m．现将 小球 B 从杆的上端 N 静止释放，小球 B 开始运动．（静电力常量 k，重力加速度为 g．）‎ ‎⑴小球 B 开始运动时的加速度为多大？‎ ‎⑵小球 B 从 N 端运动到距 M 端高度为 0.25L 的 C 点（C 点图中没画出）时速 度正好又变为了零，求此过程中小球 B 的电势能改变了多少？NC 间的电势差为多 少？‎ ‎⒘（12 分）如图所示，在竖直平面内有水平向右的匀强电场．在匀强电场中有一根长 L＝2 m mgR D．A 点的电势为 2q ‎q 的绝缘细线，一端固定在 O 点，另一端系一质量为 0.08 kg 的带电小球，它静止时悬线与竖直方向 成 37°角，若小球获得初速度恰能绕 O 点在竖直平面内做圆周运动，取小球在 mg 静止时的位置为电势能零点和重力势能零点，cos37°＝0.8，g 取 10 m/s2．求：‎ ‎⒔如图所示，高为 h，倾角 θ＝37°的粗糙绝缘斜面处在水平向右、场强 E＝ q 的匀强电场中，‎ 质量为 m、电荷量为＋q(q＞0)的带电滑块（可视为质点）从底端沿着斜面运动，滑块与斜面的动 摩擦因数 μ＝0.2，已知重力加速度为 g，sin37°＝0.6，cos37°＝0.8，则带电滑块由斜面底端运动到 斜面顶端的过程中（ ）‎ ‎13‎ ‎⑴小球运动过程中所受绳子的最大拉力 Tm；‎ ‎⑵小球机械能的最小值 E 机 min．‎ ‎－4‎ ‎⒙（12 分）如图所示，倾角为 θ＝30°的斜面 AB 是粗糙且绝缘的，AB 长为 L＝2 m，在 AC 之 间加一方向垂直斜面向上大小为 E＝ 3×104 N/C 的匀强电场，与斜面垂直的虚线 CD 为电场的边 A．滑块的机械能增加了 ‎15‎ ‎4‎ ‎mgh ‎q E 界，C 为 AB 的中点位置．现有一质量为 mP＝1 kg、电荷量为 q＝1×10‎ ‎C 的带正电的小物块 P B．滑块的电势能减小了 ‎mgh ‎（可视为质点），从 B 点以的 v＝1 m/s 速度匀速向下运动，与静止在 C 位置质量为 mQ＝2 kg 的不 ‎3‎ C．滑块的电势能、动能和摩擦生热之和保持不变 D．若滑块运动到斜面顶端时，速度恰好减为零，此时将电场方向反向（而电场强弱不变），‎ 则滑块到达水平面的速率为 2 gh ‎⒕由 n 个带电量均为 Q 的可视为质点的带电小球无间隙排列构成的半径为 R 的圆环固定在竖 直平面内．一个质量为 m 的金属小球（视为质点）通过长为 L＝2R 的绝缘细线悬挂在圆环的最高 点．当金属小球电荷量也为 Q（未知）时，发现金属小球在垂直圆环平面的对称轴上 P 点处于平 衡状态，如图所示，轴线上的两点 P、P'关于圆心 O 对称．已知静电力常量为 k，重力加速度为 g， 取无穷远处电势为零．则下列说法中正确的是（ ）‎ A．O 点的场强一定为零 ‎带电小物块 Q（可视为质点）发生对心正碰，碰后粘在一起．小物块 P，‎ P Q 与斜面动摩擦因数相同．求： Q ‎⑴小物块与斜面间的动摩擦因数 μ；‎ ‎⑵从 B 到 A 系统损失的总机械能 ΔE 损；‎ ‎⑶保持其他条件不变，使匀强电场在原区域内（AC 间）顺时针转过 ‎90°，求小物块 PQ 最终停止时到 C 点的距离 x．‎ ‎⒚（14 分）如图 1 所示，长为 l、相距为 d 的两块正对的平行金属板 AB 和 CD 与一电源相连 ‎（图中未画出电源），B、D 为两板的右端点，两板间电压的变化如图 2 所示．在金属板 B、D 端 的右侧有一与金属板垂直的荧光屏 MN，荧光屏距 B、D 端的距离为 l．质量为 m、电荷量为 e 的 B．处于 P 点的金属小球具有的电势能可能小于零 ‎ P¢ P ‎电子以相同的初速度 v0 从极板左边中央沿平行极板的直线 OO'连续不断地射入．已知所有的电子 ‎3 3n＋2‎ ‎2kmg ‎均能够从金属板间射出，且每个电子在电场中运动的时间与电压变化的周期相等．忽略极板边缘 C．P'处的场强大小为 ‎12R n ‎‎ 处电场的影响，不计电子的重力以及电子之间的相互作用．求：‎ D．固定 P 处的小球，然后在圆环上取下一个小球（其余 n－1 个 ‎⑴t＝0 和 t T ‎‎ 时刻进入两板间的 M u 小球位置不变）置于 P'处，则圆心 O 的场强大小为2‎ R ‎2kmg n ‎2 l l ‎＝‎ 电子到达金属板 B、D 端界面时偏离 A B U 0‎ ‎⒖如图所示，平行板电容器板间距为 d，电源电压恒为 U，电键 S 闭合，两板间为匀强电场，‎ 让质子流以初速度 v0 从两板左侧中点沿垂直电场方向射入．质子沿如图所示的轨迹落到下板的中 ‎OO'的距离之比；‎ ‎⑵两板间电压 U0 的最大值；‎ ‎O v0‎ d ‎‎ O¢ O T T 3T 2T t 央．若改变条件，让质子恰好落到下板右边缘，以下说法正确的是（ ）‎ A．断开电键 S 的情况下，仅将两板间距离变为 2d S B．仅将两板间距离变为 2d ‎⑶电子在荧光屏上分布的最大范 C 围．‎ ‎D 2 2‎ N C．仅将两板间距离变为 4d v0‎ ‎1‎ D．将两板间距离变为2‎ ‎，并且将初速度变为 4v0‎ d 题号 ‎1‎ ‎2‎ ‎3‎ ‎4‎ ‎5‎ ‎6‎ ‎7‎ ‎8‎ 答案 D A D C B C C B 题号 ‎9‎ ‎10‎ ‎11‎ ‎12‎ ‎13‎ ‎14‎ ‎15‎ 答案 CD AB AD BC ABD CD BD 高 2016 级高二上期 10 月阶段性测试物理试题答案 ‎a＝ 3 m/s2‎ ‎3‎ 匀减速发生的位移 v'2＝2ax x＝ 3 m．‎ ‎18‎ ‎2‎ T l ‎ kQqE ‎‎ ‎3 3mgL ‎⒚解：⑴t＝0 时刻进入两板间的电子先沿 OO'方向做匀速运动，即有 v02＝‎ ‎，而后在电场力 ‎⒗答案：⑴a＝g－qE－‎ ‎2 ；⑵电势能增加了 ‎mgL，U ＝－ ．‎ ‎作用下做类平抛运 ，在垂 '方向做匀加速运动，设到达 B、D 端界面时偏离 OO'的距离为 ‎2‎ m mL ‎4 NC 4q ‎‎ ‎1 eU0 T 2‎ ‎eU0l2‎ ‎ 3 y1，则 y1＝‎ ‎·( ) ＝ 2．‎ 动 ‎·‎ 直于 OO ‎⒘解：⑴tan37°＝qE，qE＝ mg ‎2 md 2‎ ‎8mdv0‎ mg 4‎ ‎‎ ‎ vAm 2‎ ‎t T时刻进入两板间的电子 T ‎‎ 时间内做抛物线运动到达金属板的中央，而后做匀速直线运 in ‎ 先在 ‎＝‎ mg ＝m ， 2 2‎ 图中 A 位置为速度最小位置，最小速度为 vAmin，cos37° L ‎‎ 动到达金属板 B、D 端界面．设电子到达金属板的中央时偏离 OO'的距离为 y2，将此时电子的速度 该 应 A 对称的位置为速度最大位置， 位置对 绳子拉力最大，‎ ‎分解为沿 OO'方向的分量 v ‎与沿电场方向的分量 v ，并设此时刻电子的速度方向与 OO'的夹角为 ‎1 1 0 E mvmax2‎ ‎mvAmin2‎ ‎θ，电子沿直线到达金属板 、D 端界面时 OO'的距离为 y '，则有 ‎·‎ B 偏离 mg×2Lcos37°＋qE×2Lsin37°＝2 －2‎ ‎ vmax ‎‎ ‎1 eU0 T ‎‎ vE eU0 T ‎2‎ y2'－y2‎ mg ＝m ‎y2＝‎ ‎·( )2，tan θ＝ ＝ · ＝ ；‎ Tm－cos37° L ‎2 md 2‎ ‎‎ ‎3eU0l2‎ ‎v0 mdv0 2‎ ‎l/2‎ Tm＝6 N．‎ ‎⑵只有电场力做功改变小球的机械能，所以小球机械能最小值的位置是圆 轨道的最左边一点，即图中 B 点，‎ ‎计算得出 y2'＝8mdv2‎ 因此，y1∶y2'＝1∶3．‎ T ‎1 ⑵在 t＝(2n＋1)‎ ‎( n＝0，1，2，…)时刻进入两板间的电子在离开金属板时偏离 OO'的距离最 零势能位置机械能为 E 机＝‎ ‎mvmax2 2‎ ‎2 d ‎1 2 大，因此为使所有进入金属板间的电子都能够飞出金属板，应满足的条件为 y2'≤‎ ‎，计算得出板间 mv －qE(L＋Lsin37°)＝3.08 J． 2‎ E 机 min＝2‎ ‎max ‎4d2mv2‎ ‎⒙解：⑴物块 P 从 B 到 C 做匀速运动，由平衡条件有 mPgsin θ＝μmPgsin θ ‎电太的最大值 U0m＝‎ ‎3el2 ．‎ ‎．‎ 解得 μ＝tan θ＝ 3‎ ‎3‎ ‎⑵物块 P 从 B 到 C 损失的机械能 ΔE 损 1＝μmPg＝5 J P，Q 碰撞过程，动量守恒 mpv＝(mP＋mQ)v'‎ ‎⑶设 t＝nT( n＝0，1，2，…)时刻进入两板间的电子到达荧光屏上的位置与 O'点的距离为 Y1；‎ T t＝(2n＋1)2( n＝0，1，2，…)时刻进入两板间的电子到达荧光屏上的位置与 O'点的距离为 Y2，‎ d ‎1 电子到达荧光屏上分布在 ΔY＝Y2－Y1 范围内．当满足 y2'＝‎ ‎的条件时，ΔY 为最大．根据题中金属 解得 v'＝‎ ‎3‎ ‎m/s ‎‎ Y2－y2'‎ ‎2‎ Y1－y1‎ ‎1 1 板和荧光屏之间的几何关系，得到 tan θ＝ ＝‎ P，Q 碰撞过程损失的机械能 ΔE 损 2＝‎ ‎mPv2－‎ ‎(mP＋mQ)v'2 l l ‎2 2 d ‎1 因此电子在荧光屏上分布的最大范围为 ΔY＝Y2－Y1＝y2'－y1＝ ．‎ ‎3‎ 解得 ΔE 损 2＝ J 3‎ 运 P，Q 碰撞后，在电场区匀速 动的过程，损失的机械能 ‎2‎ L ΔE 损 3＝μ[(mP＋mQ)gcos θ－qE]‎ ‎＝14 J ‎58 1‎ ‎3‎ ΔE 损＝ΔE 损 1＋ΔE 损 2＋ΔE 损 3＝ 3 J＝19 J．‎ ‎‎ L 1 2 1‎ ‎（或直接求机械能减少量 ΔE 损 ＝－ΔEp －ΔEk ＝mPgLsin θ ＋mQg 2 sin θ＋[2 mPv －2 (mP ＋‎ ‎2 2 7 2 58‎ mQ)vA ]，因为 vA ＝9 m/s) ，所以同样可得 ΔE 损＝ 3 J．）‎ ‎⑶碰后 PQ 一起向下以 v'做匀减速直线运动．‎ qE＋μ(mP＋mQ)gcos30°－(mP＋mQ)gsin30°＝(mP＋mQ)a，‎