福建省两校2019-2020学年高二上学期第一次联考物理试题

福建省两校2019-2020学年高二上学期第一次联考物理试题

华安一中、龙海二中2019-2020学年第一学期第一次月考高二年物理试卷 一、选择题 ‎1.要使真空中的两个点电荷间的库仑力增大到原来的4倍,下列方法中可行的是 A. 每个点电荷的电荷量都增大到原来的2倍,电荷间的距离不变 B. 保持点电荷的电荷量不变,使两个电荷间的距离增大到原来的2倍 C. 使一个点电荷电荷量加倍,另一个点电荷的电荷量保持不变,同时使两个点电荷间的距离减小为原来的 D. 保持点电荷的电荷量不变,将两个点电荷的距离减小到原来的 ‎【答案】A ‎【解析】‎ ‎【分析】‎ 根据库仑定律公式 ‎【详解】A、每个点电荷的电荷量都增大到原来的2倍,电荷间的距离不变,则 ‎ ,所以A选项是正确的; B、保持点电荷的电荷量不变,使两个点电荷的距离增大到原来的2倍,根据公式则力变成原来的 ，故B错 C、使一个点电荷的电荷量增加1倍,另一个点电荷的电荷量保持不变,同时使两点电荷间的距离减小为原来的,则有,故C错误; D、保持点电荷的电荷量不变,将两点电荷间的距离减小为原来的 ,则力 ,故D错；‎ 故选A ‎2.为了研究空腔导体内外表面的电荷分布情况，取两个验电器A和B，在B上装一个几乎封闭的空心金属球C（仅在上端开有小孔），D是带有绝缘柄的金属小球，如图所示。实验前他们都不带电，实验时首先将带正电的玻璃棒（图中未画出）与C接触使C带电。以下说法正确的是 A. 若将带正电的玻璃棒接触C外表面，则B的箔片带负电 B. 若将带正电的玻璃棒接触C内表面，则B的箔片不会带电 C. 使D接触C的外表面，然后接触A，操作若干次，观察到A的箔片张角变大 D. 使D接触C的内表面，然后接触A，操作若干次，观察到A的箔片张角变大 ‎【答案】C ‎【解析】‎ ‎【详解】A.若将带正电的玻璃棒接触C外表面，则C以及与C连接的B的箔片都带正电；故A错误.‎ B.若将带正电的玻璃棒接触C内表面，则C以及与C连接的B的箔片都带正电；故B错误.‎ C.若使D接触C的外表面，D上的电荷只有一部分转移到C上，D仍然带电；然后接触A，则A的一部分电荷又转移到A上；操作若干次，观察到A的箔片张角变大；故C正确.‎ D.若使D接触C的内表面，则D上的电荷全部转移到C上，D不再带电；然后接触A，A不能带电；操作若干次，观察到A的箔片张角不变；故D错误.‎ ‎3.如图所示的情况中，a、b两点的电场强度和电势均相同的是(　 　)．‎ A. 甲图：离点电荷等距的a、b两点 B. 丙图：两个等量同种点电荷连线上，与连线中点等距的a、b两点 C. 丁图：带电平行金属板两板间分别靠近两板a、b两点 D. 乙图：两个等量异种点电荷连线的中垂线上，与连线中点等距的a、b两点 ‎【答案】D ‎【解析】‎ 甲图中离点电荷等距的a、b两点，场强大小相等，方向不同；电势相等；故选项A错误；乙图中两个等量异种点电荷连线的中垂线上，与连线中点等距的a、b两点，电势均为零；场强大小和方向均相同，即场强也相同，选项D正确；丙图中两个等量同种点电荷连线上，与连线中点等距的a、b两点，两点的电势相等；场强大小相同，方向相反；选项C错误；丁图中带电平行金属板两板间分别靠近两板的a、b两点，；两点的场强相等，a点电势高于b点，选项C错误；故选D.‎ 点睛：此题要搞清电场的分布情况，知道电场强度的大小和方向都要相同时，场强才是相同的.‎ ‎4.如图所示，光滑绝缘的水平面上有带异种电荷的小球A、B，它们在水平向右的匀强电场中保持相对静止并共同向右做匀加速直线运动．设A、B的电荷量绝对值依次为QA、QB，则下列判断正确的是( )‎ A. 小球A带负电，小球B带正电，且QA＞QB B. 小球A带负电，小球B带正电，且QA＜QB C. 小球A带正电，小球B带负电，且QA＞QB D. 小球A带正电，小球B带负电，且QA＜QB ‎【答案】B ‎【解析】‎ ‎【详解】CD.假设小球A带正电，小球B带负电，对小球各自受力分析，小球B受向左的电场力和A对B向左的库仑力，所以小球B的合力向左。由于小球A、B向右做匀加速运动，所以它们所受合力方向水平向右，则假设不成立，故CD错误。‎ AB小球A带负电，小球B带正电，对小球各自受力分析，由牛顿第二定律得： 对小球B：‎ ‎①‎ 对小球A：‎ ‎ ②‎ 两式相加得：‎ EQB-EQA=mBaB+mAaA 所以必有QA＜QB。则选项B正确，A错误。‎ ‎5.如图所示，实线为不知方向的三条电场线，从电场线中M点以相同速度垂直于电场线方向飞出a、b两个带电粒子，运动轨迹如图中虚线所示测（ ）‎ A. a的加速度将减小，b的加速度将增加 B. 两个带电粒子的动能，一个增大一个减小 C. a一定带正电，b一定带负电 D. a的速度将减小，b的速度将增加 ‎【答案】A ‎【解析】‎ ‎【详解】A.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，所以a受力减小，加速度减小，b受力增大，加速度增大，故A正确；‎ BD.物体做曲线运动，所受力的方向指向轨道的内侧，从图中轨道变化来看电场力都做正功，电势能都减小，动能都增大，速度都增大，故BD错误；‎ C.因为不知道电场线的方向，由题目图运动轨迹可知，a、b两个带电粒子电性一定相反，但a不一定带正电，b不一定带负电，故C错误。‎ ‎6.如图所示，为等边三角形，在A、B两点分别放上一个点电荷，则Р处的合场强方向如图中箭头所示，与PB连线的夹角为30°，下列说法正确的是（ ）‎ A. A处点电荷为负电荷，B处点电荷为正电荷 B. 两点电荷的电荷量关系为 C. 两点电荷在P点产生的场强大小EA＜EB D. 从Р点沿着AB中垂线向下移动正试探电荷，电场力做负功 ‎【答案】C ‎【解析】‎ ‎【详解】将P处的电场强度进行分解如图所示，‎ ‎ A.根据电场强度的方向可知，A处点电荷为正电荷，B处点电荷为负电荷，故A错误；‎ BC.根据几何关系可知EA＜EB，根据点电荷的计算公式可得可知 ‎，‎ 且，解得 ‎，‎ 故B错误，C正确；‎ D.从P点沿着AB中垂线向下移动正电荷，电荷受到的电场力方向斜向右向下，所以电场力做正功，故D错误。‎ ‎7.如图，一均匀带电的绝缘细棍，电荷量为+Q。在过中点c垂直于细棍的直线上有a、b、d三点，a和b、b和c、c和d间的距离均为R，在a点处有一电荷量为q(q>0)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】‎ ‎【详解】电荷量为q的点电荷在b处产生电场强度为，方向向右。在b点处的场强为零，根据电场的叠加原理可知细棍与q在b处产生电场强度大小相等，方向相反，则知细棍在b处产生的电场强度大小为，方向向左。根据对称性可知细棍在d处产生的电场强度大小为，方向向右；而电荷量为q的点电荷在d处产生电场强度为 ‎，‎ 方向向右；则d点处场强的大小为 ‎，‎ 方向向右。‎ A. ，与结论不相符，选项A错误；‎ B. ，与结论相符，选项B正确；‎ C. ，与结论不相符，选项C错误；‎ D. ，与结论不相符，选项D错误。‎ ‎8.如图所示，带正电q、质量为m的滑块，沿固定绝缘斜面匀速下滑，现加一竖直向上的匀强电场，电场强度为E，且qE≤mg．以下判断正确的是：( )‎ A. 物体将沿斜面减速下滑 B. 物体将沿斜面加速下滑 C. 物体仍保持匀速下滑 D. 仅当qE=mg时，物体继续保持匀速下滑 ‎【答案】C ‎【解析】‎ ‎【详解】设斜面倾角为θ，摩擦因数为μ．质量为m 的滑块，沿固定绝缘斜面匀速下滑，则有 mgsinθ=μmgcosθ 即有 sinθ=μcosθ 当加一竖直向上的匀强电场，电场强度为E，且qE≤mg，此时物体合力应为：‎ F=（mg-Eq）sinθ-μ（mg-Eq）cosθ=0‎ 所以物体仍保持匀速下滑。‎ A.A项与上述分析结论不相符，故A不符合题意；‎ B.B项与上述分析结论不相符，故B不符合题意；‎ C.C项与上述分析结论相符，故C符合题意；‎ D.D项与上述分析结论不相符，故D不符合题意。‎ ‎9.如图所示，平行板a、b组成的电容器与电池E连接，平行板电容器P处固定放置一带负电的点电荷，平行板b接地。现将电容器的b板向下稍微移动，则( )‎ A. 点电荷所受电场力增大 B. 点电荷在P处的电势能减少 C. P点电势减小 D. 电容器的带电荷量增加 ‎【答案】B ‎【解析】‎ ‎【详解】A.因电容器与电源始终相连，故两板间的电势差不变，B板下移，则板间距离d增大，则板间电场强度E变小，由F=Eq可知电荷所受电场力变小，故A错误；‎ BC.板间距离d增大，则板间电场强度E变小，由U=Ed知，P与a板的电压减小，而a的电势不变，故P的电势升高，由EP=qφ而q为负值，故电势能减小，故B正确，C错误；‎ D.由Q=CU，又有，故C减小，Q减小，故D错误。‎ ‎10.如图所示，带电量之比为：qB =1：3的带电粒子A、B，先后以相同的速度从同一点射入平行板电容器中，不计重力，带电粒子偏转后打在同一极板上，水平飞行距离之比为xA：xB ‎ =2:1，则带电粒子的质量之比mA:mB以及在电场中飞行时间之比tA:tB分别为:( )‎ A. 1:1; 2:3‎ B. 2:1; 3:2‎ C. 1:1 ;3:4‎ D. 4:3; 2:1‎ ‎【答案】D ‎【解析】‎ 试题分析：带电粒子垂直射入电场中做为平抛运动，水平方向做匀速直线运动，竖直方向做初速度为零的匀加速直线运动．根据牛顿第二定律和运动学公式得到偏转量y的表达式，求解质量之比；根据水平位移与初速度之比求解时间之比．‎ 解：两个带电粒子垂直射入电场中做为平抛运动，水平方向做匀速直线运动，竖直方向做初速度为零的匀加速直线运动．则：‎ 水平方向有：x=v0t，v0相等，所以t∝x，则得：tA：tB=xA：xB=2：1；‎ 竖直方向有：y==‎ 则得：m=‎ 因为E、y、v0相等，则得：mA：mB=：=4：3．‎ 故选：D ‎11.如图（a）所示，直线AB是某点电荷电场中的一条电场线．图（b）是放在电场线上a、b两点的电荷量与所受电场力大小的函数图象．由此可以判定（ ）‎ A. 场源可能是正电荷，位置在点A左侧 B. 场源可能正电荷，位置在点B右侧 C. 场源可能是负电荷，位置在点A左侧 D. 场源可能是负电筒，位置在点B右侧 ‎【答案】AC ‎【解析】‎ ‎【详解】由电场强度的定义式得知：F-q图象的斜率表示电场强度大小，图线a的斜率大于b的斜率，说明a处场强大于b处的场强，电场是由点电荷产生的，说明a距离场源较近，即场源位置在A侧；由于电场线的方向不能确定，故场源电荷可能是正电荷，也可能是负电荷。‎ A. 场源可能是正电荷，位置在点A左侧，与结论相符，选项A正确；‎ B. 场源可能是正电荷，位置在点B右侧，与结论不相符，选项B错误；‎ C. 场源可能是负电荷，位置在点A左侧，与结论相符，选项C正确；‎ D. 场源可能是负电筒，位置在点B右侧，与结论不相符，选项D错误。‎ ‎12.如图所示，d处固定有负点电荷Q，一带电粒子只在电场力作用下，沿图中曲线abc 的运动．a、b 、c 、d 恰好是一正方形的四个顶点，则有（ ）‎ A. a 、b 、c三点处电势高低关系是 B. 带电粒子由a 到c，电势能先增加后减小，在b 点动能最小 C. 带电粒子在a 、b 、c 三点处的加速度大小之比为 2:1:2‎ D. 若将d 处的点电荷改为+Q ，该带电粒子的轨迹可能仍为曲线abc ‎【答案】BC ‎【解析】‎ ‎【详解】A. 根据点电荷的电场线的特点，Q与ac距离相等，都小于b，故b点的电势最高，a、c两点的电势相等，即.故A错误；‎ B. 根据轨迹弯曲方向判断出粒子之间存在引力，它与固定在O点的电荷是异种电荷，故带电粒子带正电荷，质点从a到b，电势升高，电势能就增加；从b到c电势能减小，质点在b点的电势能最大，则动能最小。故B正确；‎ C.由图可知,ra=rc=rb，‎ 代人库仑定律：，‎ 可得：Fa：Fb=2：1‎ 由牛顿第二定律：aa：ab=Fa：Fb=2：1，所以质点在a、b、c三点处的加速度大小之比为2:1:2；故C正确；‎ D. 若将d处的点电荷改为+Q，质点受到斥力，轨迹不可能沿曲线abc，故D错误。‎ 故选：BC ‎【点睛】电荷受到的合力指向轨迹的内侧，根据轨迹弯曲方向判断出粒子与固定在O点的电荷是异种电荷，它们之间存在引力，根据点电荷的电场线的特点，Q与ac距离相等，都小于b，故B点的电势高于ac两点的电势．应用牛顿第二定律求出加速度之间的关系 ‎13.A、B 两个带电小球，质量分别为 mA、mB，电荷量分别为 qA、qB，用不可伸长的轻质绝缘细线悬挂，静止时如图所示，A、B 两球处在同一水平面上。若 B 对 A 及 A 对 B 的库仑力大小分别为 FA、FB，细线 AC、BC 的拉力大小分别为 TA、TB。由上述条件能求出比值的是 A. mA:mB B. qA:qB C. FA:FB D. TA:TB ‎【答案】ACD ‎【解析】‎ ‎【详解】对小球A受力分析，受重力、静电力、拉力，如图所示：‎ ‎ 根据平衡条件，则有，两球间库仑力是作用力与反作用力，一定相等，即FA:FB=1:1，两球间的库仑力与两个球是否带电量相等无关，所以不能求出电量之比，故C正确，B错误；根据平衡条件可得：，所以，故A正确；对小球A受力分析，根据平衡条件可得：mAg=TAcos30°，同理对B球有：mBg=TBcos60°，所以，故D正确。所以ACD正确，B错误。‎ ‎【点睛】本题关键分别对两个小球受力分析，然后根据平衡条件列方程；再结合库仑定律列方程分析求解。‎ ‎14.如图所示，平行板电容器两极板接在电压恒为U的直流电源上，上极板A接地，两个带正电的点电荷被固定于极板间的P、Q两点，忽略两点电荷对板间电场的影响，现将平行板电容器的下极板B竖直向下移动一小段距离，则(　　)‎ A. 两点电荷间的库仑力变小 B. P、Q两点的电势可能降低 C. 两点电荷的电势能可能减小 D. 电容器的电容减小，极板带电荷量增大 ‎【答案】BC ‎【解析】‎ ‎【详解】A.由库仑定律可知，两点电荷之间的库仑力不变，A项不符合题意；‎ B.电容器保持与电源连接，两极板间电势差不变，B 板下移，两极板间距离增大，由电场强度与电势差的关系可知，极板间电场强度减小，由可知，P、Q两点与A板间电势差的绝对值减小，但由于不确定两极板间电场方向，所以P、Q两点电势的升降无法确定，B项符合题意；‎ C.电势升降无法确定，则两点电荷在相应位置的电势能的变化情况也就无法确定，C项符合题意；‎ D.由电容的决定式可知，电容器的电容减小，由可知，极板带电荷量减小，D项不符合题意．‎ ‎15.如图所示，水平向右的匀强电场中，一带电粒子从A点以竖直向上的初速度开始运动，经最高点B后回到与A在同一水平线上的C点，粒子从A到B过程中克服重力做功2.0 J，电场力做功3.0 J，则(　　)‎ A. 粒子在A点的电势能比在C点多12.0 J B. 粒子在A点的动能比在B点多1.0 J C. 粒子在A点的机械能比在C点少12.0 J D. 粒子在C点的动能为12.0 J ‎【答案】AC ‎【解析】‎ 将小球的运动沿水平和竖直方向正交分解，水平分运动为初速度为零的匀加速直线运动，竖直分运动为匀变速直线运动，对于初速度为零的匀加速直线运动，在连续相等的时间间隔内位移之比为1：3，粒子从A到B过程中，电场力做功3.0 J，粒子从A到B过程中，电场力做功9.0 J，故粒子从A到C过程中，电场力做功12 J，粒子机械能增加，粒子在A点的机械能比在C点少12.0 J，粒子从A到C过程中，电势能减小12.0 J，粒子在A点的电势能比在C点多12.0 J，故AC正确；‎ 粒子从A到B过程中克服重力做功2.0 J，电场力做功3.0 J，合外力做正功1J，粒子在A点的动能比在B点小1.0 J，故B错误；‎ 故粒子从A到C过程中，电场力做功12 J，重力势能不变，粒子在C点的动能大于12.0‎ ‎ J，故D错误；‎ 故选AC。‎ 二、计算题：（共40分）‎ ‎16.如图所示，绝缘的水平面上静止着两个质量均为m，电荷量均为＋Q的物体A和B(A，B均可视为质点)，它们间的距离为r，A，B与平面间的动摩擦因数均为μ. ‎ ‎(1)A受到的摩擦力为多大？‎ ‎(2)如果将A的电荷量增至＋4Q，两物体开始运动，当它们的加速度第一次为零时，A，B各运动了多远的距离？‎ ‎【答案】（1） (2) ‎ ‎【解析】‎ ‎【详解】试题分析：（1）对A，由平衡条件可知，摩擦力方向水平向右．‎ ‎（2）当加速度a＝0时 得到二者相距 所以 ‎【点睛】解决本题的关键掌握库仑定律的公式，以及知道电荷所受的库仑力与摩擦力相等时，加速度为零。‎ ‎17.如图所示，长L=0.4m的两平行金属板A、B竖直放置，相距d=0.02m，两板间接入的恒定电压为182V，B板接正极，一电子质量m=9.1×10－31kg，电荷量e=1.6×10－19C，以v0=4×107m/s的速度紧靠A板向上射入电场中，不计电子的重力。问电子能否射出电场？‎ ‎【答案】不能 ‎【解析】‎ ‎【详解】电子加速度为：‎ ‎ ‎ 代入数据解得：‎ ‎ ‎ 设电子能射出极板，则 ‎ ‎ ‎ ‎ 解得：‎ ‎ ‎ 所以不能射出。‎ ‎18.如图所示的匀强电场中，有a、b、c三点，ab=5cm，bc=12cm，其中ab沿电场线方向，bc和电场线方向成60°角，一个电荷量为q=4×10-8C的正电荷从a点移到b点时静电力做功为W1=1.2×10-7J，求：‎ ‎（1）匀强电场的场强E；‎ ‎（2）电荷从b移到c，静电力做功W2；‎ ‎（3）a、c两点间的电势差Uac。‎ ‎【答案】（1）60V/m；（2）1.44×10-7J；（3）6.6V ‎【解析】‎ ‎【详解】（1）由题，由W1=qELab得：‎ ‎（2）电荷从b移到c电场力做功为：‎ W2=qELbccos60°=4×10-8×60×0.12×0.5J=1.44×10-7J ‎（3）电荷从a移到c电场力做功为：Wac=W1+W2 则a、c两点的电势差为：‎ ‎19.如图所示，一带电荷量为＋q、质量为m的小物块处于一倾角为37°的光滑斜面上，当整个装置被置于一水平向右的匀强电场中，小物块恰好静止。重力加速度取g，sin 37°＝0.6，cos 37°＝0.8。求：‎ ‎(1)水平向右电场的电场强度的大小；‎ ‎(2)若将电场强度减小为原来的，小物块的加速度是多大；‎ ‎(3)电场强度变化后小物块下滑距离L时的动能。‎ ‎【答案】(1) 　(2)0.3g　(3)0.3mgL ‎【解析】‎ ‎【详解】(1)小物块静止在斜面上，受重力、电场力和斜面支持力(如图所示)，则 FNsin 37°＝qE①‎ FNcos 37°＝mg②‎ 由①②可得E＝。‎ ‎(2)若电场强度减小为原来的，则E′＝，‎ mgsin 37°－qE′cos 37°＝ma，‎ 可得a＝0.3g。‎ ‎(3)电场强度变化后小物块下滑距离L时，重力做正功，电场力做负功，由动能定理得：‎ mgLsin 37°－qE′Lcos 37°＝Ek－0‎ 可得Ek＝0.3mgL ‎ ‎