河北省蠡县中学2020学年高二物理上学期第一次（8月）月考试题（含解析）

河北省蠡县中学2020学年高二物理上学期第一次（8月）月考试题（含解析）

河北省蠡县中学2020学年高二上学期第一次（8月）月考物理试题 ‎ 一、选择题 ‎1.关于摩擦起电、接触起电、感应起电，下列说法正确的是（　　）‎ A. 这是起电的三种不同方式 B. 这三种方式都产生了电荷 C. 这三种起电方式的实质是一样的，都是电子在转移 D. 这三种方式都符合电荷守恒定律 ‎【答案】ACD ‎【解析】‎ ‎【分析】‎ 摩擦起电的实质是电子从一个物体转移到另一个物体,即说明了电荷可以从一个物体转移到另一个物体.摩擦起电现象说明机械能可以转化为电能,但并没有创造电荷.电荷只是发生转移.感应起电过程电荷在电场力作用下,从物体的一部分转移到另一个部分.感应起电是电荷从物体的一部分转移到另一个部分.电荷可以从带电的物体转移到原来不带电的物体是接触带电.‎ ‎【详解】A、摩擦起电、接触起电、感应起电是起电的三种不同方式,所以A选项是正确的.‎ B、这三种方式都没有产生电荷,故B错误.‎ C、这三种起电方式的实质是一样的,都是电子的转移,所以C选项是正确的.‎ D、这三种方式都符合电荷守恒定律,所以D选项是正确的.‎ 故选ACD ‎【点睛】摩擦起电的实质是电子从一个物体转移到另一个物体,并没有创造电荷.感应起电的实质是电荷可以从物体的一部分转移到另一个部分.‎ ‎2.关于元电荷的理解，下列说法正确的是（　　）‎ A. 元电荷就是电子 B. 元电荷就是科学实验发现的最小电荷量 C. 元电荷就是质子 D. 物体所带的电荷量只能是元电荷的整数倍 ‎【答案】BD ‎【解析】‎ ‎【详解】元电荷又称“基本电量”,在各种带电微粒中,电子电荷量的大小是最小的,人们把最小电荷叫做元电荷,常用符号e表示,任何带电体所带电荷都是e的整数倍.所以BD正确.‎ 故选BD ‎3.关于静电场，下列结论普遍成立的是（　　）‎ A. 电场强度大的地方电势高，电场强度小的地方电势低 B. 电场中任意两点之间的电势差只与这两点的场强有关 C. 在正电荷或负电荷产生的静电场中，场强方向都指向电势降低最快的方向 D. 电场强度为零的点电势一定为零 ‎【答案】C ‎【解析】‎ ‎【详解】电场强度和电势是两个物理量，大小无直接联系；只有匀强电场中两点之间的电势差才只与这两点的场强有关，场强方向指向电势下降最快的方向，而场强大小与电势高低无必然联系，故C项正确。‎ 故选C ‎4.关于静电场的等势面，下列说法正确的是(　　)‎ A. 两个电势不同的等势面可能相交 B. 电场线与等势面处处相互垂直 C. 同一等势面上各点电场强度一定相等 D. 将一负的试探电荷从电势较高的等势面移至电势较低的等势面，电场力做正功 ‎【答案】B ‎【解析】‎ ‎【详解】沿电场线的方向电势降低，所以电势不同的等势面不可能相交。故A 错误；根据电场线与等势面的关系可知，电场线与等势面互相垂直，故B正确；电场强度的大小与电势的高低没有关系，所以同一等势面上各点电场强度不一定相等，故C错误；负电荷在电势高的位置的电势能小，所以将一负的试探电荷从电势较高的等势面移至电势较低的等势面，电势能增大，电场力做负功，故D错误。故选B。‎ ‎【点睛】本题关键是要记住电场线和等势面的关系，相互垂直，从电势高的等势面指向电势低的等势面，掌握等势面的基本特点：在等势面上移动电荷，电场力总是不做功．‎ ‎5.如图所示，一半径为R的圆盘上均匀分布着电荷量为Q的电荷，在垂直于圆盘且过圆心c的轴线上有a、b、d三个点，a和b、b和c、c和d间的距离均为R，在a点有一电荷量为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】‎ 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．‎ ‎6.所示是两个等量异种点电荷，周围有1、2、3、4、5、6各点，其中1、2之间距离与2、3之间距离相等，2、5之间距离与2、6之间距离相等．两条虚线互相垂直且平分，那么关于各点电场强度和电势的叙如图述正确的是(　 )‎ A. 1、3两点电场强相同 B. 5、6两点电场强度相同 C. 4、5两点电势相同 D. 1、3两点电势相同 ‎【答案】ABC ‎【解析】‎ 试题分析：本题根据等量异种电荷周围电场分布情况分析．在如图所示的电场中，等量异种电荷连线上的电场方向是相同的，由+Q指向-Q；两电荷连线上的电场强度大小关于2点对称，两电荷连线的中垂线是一条等势线．‎ ‎1、2之间距离与2、3之间距离相等，由场强的矢量合成和对称性可知：1、3两点电场强度相同，A错误；2、5之间距离与2、6之间距离相等，由场强的矢量合成得5、6两点电场强度相同，B正确；两个等量异种点电荷的中垂线是一条等势线，所以2、4、5、6的电势相等，C正确；顺着电场线的方向电势降低，则知1点的电势低于3点的电势，D错误．‎ ‎7.如图所示，a、b、c为电场中同一条电场线上的三点，其中c为ab的中点．已知a、b两点的电势分别为φa=3V，φb=9V，则下列叙述正确的是（　　）‎ A. 该电场在c点处的电势一定为6V B. 正电荷从a点运动到b点的过程中电势能一定增大 C. a点处的场强Ea一定小于b点处的场强Eb D. 正电荷只受电场力作用从a点运动到b点的过程中动能一定增大 ‎【答案】B ‎【解析】‎ 试题分析：若该电场是匀强电场，则在c点处的电势为，若该电场不是匀强电场，则在c点处的电势为φc≠6V．故A错误．一条电场线，无法判断电场线的疏密，就无法判断两点场强的大小，所以a点处的场强Ea可能小于b点处的场强Eb．故C错误．根据正电荷在电势高处电势能大，可知，正电荷从a点运动到b点的过程中电势能一定增大，而由能量守恒得知，其动能一定减小．故B正确，D错误．‎ 故选B．‎ 考点：电场线；电场强度；电势 ‎8.如图所示，虚线a、b、c代表电场中的三个等势面，相邻等势面之间的电势差相等，即Uab=Ubc，实线为一带正电的质点仅在电场力作用下通过该区域时的运动轨迹，P、Q是这条轨迹上的两点．据此可知（　　）‎ A. 三个等势面中，a的电势最高 B. 带电质点通过P点时的电势能较Q点大 C. 带电质点通过P点时的动能较Q点大 D. 带电质点通过P点时的加速度较Q点大 ‎【答案】BD ‎【解析】‎ ‎【详解】A、电荷所受电场力指向轨迹内侧,因为电荷带正电,因此电场线指向右下方,沿电场线电势降低,故c等势线的电势最高,a等势线的电势最低,故A错误;‎ B、根据质点受力情况可以知道,从P到Q过程中电场力做正功,电势能降低,故P 点的电势能大于Q点的电势能,所以B选项是正确的;‎ C、从P到Q过程中电场力做正功,电势能降低,动能增大,故P点的动能小于Q点的动能,故C错误;‎ D、等势线密的地方电场线密场强大,故P点位置电场强,电场力大,根据牛顿第二定律,加速度也大,所以D选项是正确的.‎ 故选BD ‎【点睛】因为质点只受电场力作用,根据运动轨迹可以知道电场力指向运动轨迹的内侧即斜向右下方,因为质点带正电,因此电场线方向也指向右下方;电势能变化可以通过电场力做功情况判断;电场线和等势线垂直,且等势线密的地方电场线密,电场强度大.‎ ‎9.如图所示，氕核、氘核、氚核三种粒子从同一位置无初速地进入电场线水平向右的加速电场E1，之后进入电场线竖直向下的匀强电场E2发生偏转，最后打在屏上．整个装置处于真空中，不计粒子重力及其相互作用，那么(　　)‎ A. 偏转电场E2对三种粒子做功一样多 B. 三种粒子打到屏上时的速度一样大 C. 三种粒子运动到屏上所用时间相同 D. 三种粒子一定打到屏上的同一位置 ‎【答案】AD ‎【解析】‎ ‎【详解】D、带电粒子在加速电场中加速,设加速电场的长度为d，‎ 由 带电粒子在电场中做类平抛运动：‎ 水平方向上 竖直方向上 即得不同比荷的粒子经过同一个电场加速，再经过同一个电场偏转侧位移相等，所以三个粒子一定打在屏上的同一点，故D对；‎ A、根据功的定义可得：由于侧位移相等，所以在偏转电场中电场力对电荷做功也相等，故A对；‎ B、根据动能定理可知 由于比荷不相等，所以打到屏上时的速度不相等，故B错；‎ C、粒子在加速电场中运动的时间为 ，在偏转电场中的时间为 从整理的公式可以看出，运动时间和比荷有关，由于比荷不等，所以运动时间也不相等，故C错；‎ 故选AD ‎10. 由粗糙的水平杆AO与光滑的竖直杆BO组成的绝缘直角支架如图放置，在AO杆、BO杆上套有带正电的小球P、Q，两个小球恰能在某一位置平衡．现将P缓慢地向左移动一小段距离，两球再次达到平衡．若小球所带电量不变，与移动前相比（ ）‎ A. P、Q之间的距离增大 B. 杆BO对Q的弹力减小 C. 杆AO对P的摩擦力增大 D. 杆AO对P的弹力减小 ‎【答案】C ‎【解析】‎ 试题分析：分别以两环组成的整体和Q环为研究对象，分析受力情况，根据平衡条件研究AO杆对P环的支持力N和细绳上的拉力T的变化情况 解：A、Q受力如图，由力的合成与平衡条件可知：BO杆对小球Q的弹力变大，两小球之间的库仑力变大，由库仑定律知，两小球P、Q的距离变小，A、B错误；‎ C、对整体受力分析，可得AO杆对小球P的摩擦力变大，C正确；‎ D、AO杆对小球P的弹力不变，D错误．‎ 故选：C ‎【点评】本题涉及两个物体的平衡问题，灵活选择研究对象是关键．当几个物体都处于静止状态时，可以把它们看成整体进行研究 视频 ‎11.如图所示，φ﹣x图表示空间某一静电场的电势φ沿x轴的变化规律，图象关于φ轴对称分布．x轴上a、b两点电场强度在x方向上的分量分别是Exa、Exb，则（　　）‎ A. Exa＞Exb B. Exa沿x负方向，Exb沿x正方向 C. 同一点电荷在a、b两点受到的电场力方向相反 D. 将正电荷沿x轴从a移动到b的过程中，电场力先做正功后做负功 ‎【答案】ABC ‎【解析】‎ 试题分析：在a点和b点附近分别取很小的一段d，由图象，a点段对应的电势差大于b点段对应的电势差，看做匀强电场有，可见Exa＞Exb，故A正确；沿电场方向电势降低，在O点左侧，Exa的方向沿x轴负方向，在O点右侧，Exb的方向沿x轴正方向，故B正确；由题可知，图为电势沿x轴的分量，B仅为沿电场沿x轴分量，并不是总的电场方向，所以不能判断出总的电场力的方向，所以知同一点电荷在a、b两点受到的电场力方向不一定相反，故C错误；将正电荷沿x轴从a移动到b的过程中，电场力先做负功后做正功，D错误；故选AB。‎ 考点：电场强度；电场力的功 ‎【名师点睛】本题需要对电场力的性质和能的性质由较为全面的理解，并要求学生能灵活应用微分法；在x方向上取极小的一段，可以把此段看做是匀强电场，用匀强电场的处理方法思考，从而得到结论，此方法为微元法；故此题的难度较高。‎ ‎12.如图所示，一平行板电容器充电后与电源断开，这时电容器的带电量为Q，P是电容器内一点，电容器的上板与大地相连，下列说法正确的是（　　）‎ A. 若将电容器的上板左移一点，则两板间场强减小 B. 若将电容器的下板上移一点，则P点的电势升高 C. 若将电容器的下板上移一点，则两板间电势差增大 D. 若将电容器的下板上移一点，则两板间电势差减小 ‎【答案】D ‎【解析】‎ 考点：电容器的动态分析．‎ 分析：平行板电容器充电后与电源断开后，电容器的电量不变，电容器上板左移一点，正对面积减小，电容C减小，由U= Q/C 分析U增大，再E="U/d"‎ 分析板间场强变化．根据板间距离变化，分析电容变化，由U= Q/C 分析U的变化．电场线方向向下，P点电势比上板低，再根据P点与上板电势差的变化，分析P点电势的变化．‎ 解答：解：A、平行板电容器充电后与电源断开后，电容器的电量不变，电容器上板左移，正对面积减小，电容C减小，由U= Q/C 分析可知U增大，板间场强E= U/d，d不变，则E增大．故A错误．‎ B、C、D将电容器的下板上移一点，板间距离减小，电容C增大，由U= Q/C 分析得知：Q不变，两板间电势差减小．又由E= U/d=4πkQ/S ‎，可知板间场强不变，则P与上板的电势差不变，上板电势为零，则P点电势不变．故BC错误，D正确．‎ 故选D．‎ 点评：对于电容器动态变化分析问题，要采用控制变量法研究，抓住不变量．对于仅仅板间距离变化的情形，由E= U/d=4πkQ/S 可知，板间场强不变，是个重要推论，经常用到．‎ ‎13.如图甲所示，两平行金属板MN、PQ的板长和板间距离相等，板间存在如图乙所示的随时间周期性变化的电场，电场方向与两板垂直，不计重力的带电粒子沿板间中线垂直电场方向源源不断地射入电场，粒子射入电场时的初速度为v0，初动能均为Ek．已知t=0时刻射入电场的粒子刚好沿上板右边缘垂直电场方向射出电场．则（　　）‎ A. 不同时刻射入电场的粒子，射出电场时的速度方向可能不同 B. t=0之后射入电场的粒子有可能会打到极板上 C. 所有粒子在经过电场过程中最大动能都不可能超过2Ek D. 若入射速度加倍成2v0，则粒子从电场出射时的侧向位移与v0相比必定减半 ‎【答案】C ‎【解析】‎ ‎【详解】A、B、粒子在平行极板方向不受电场力,做匀速直线运动,故所有粒子的运动时间相同; t=0时刻射入电场的带电粒子沿板间中线垂直电场方向射入电场,沿上板右边缘垂直电场方向射出电场,说明竖直方向分速度变化量为零,根据动量定理,竖直方向电场力的冲量的矢量和为零,故运动时间为周期的整数倍;故所有粒子最终都垂直电场方向射出电场;因为t=0时刻射入的粒子始终做单向直线运动,竖直方向的分位移最大,故所有粒子最终都不会打到极板上,故AB错误;‎ C、t=0时刻射入的粒子竖直方向的分位移最大,为 ;‎ 根据分位移公式,有:‎ 因为 故 故最大动能 ,所以C选项是正确的;‎ D、若入射速度加倍成2v0,则粒子从电场出射时间减半，侧向位移与时间的平方成正比,侧向位移与原v0相比时必变成原来的四分之一,故D错误;‎ 故选C ‎14.关于电动势下列说法中正确的是(　　)‎ A. 在电源内部把正电荷从负极移到正极，非静电力做功，电势能增加 B. 对于给定的电源，移动正电荷非静电力做功越多，电动势就越大 C. 电动势越大，说明非静电力在电源内部从负极向正极移送单位电荷量做的功越多 D. 电动势越大，说明非静电力在电源内部把正电荷从负极移送到正极的电荷量越多 ‎【答案】AC ‎【解析】‎ ‎【详解】A项，电源是将其他形式的能量转化为电能的装置，在电源内部非静电力做功，把正电荷从负极移到正极，电能增加，故A项正确。‎ B、C、D项，电源电动势是反映电源内部其他形式的能量转化为电能的能力的物理量，电动势在数值上等于移送单位电荷量所做的功，所以不能说电动势越大，非静电力做功越多，也不能说电动势越大，被移送的电荷量越多，故C项正确，B、D 项错误。‎ 故选AC ‎15.如图所示，当ab端接入100V电压时，cd两端为20V；当cd两端接入100V时，ab两端电压为50V，则R1：R2：R3之比是（　　）‎ A. 4：2：1‎ B. 2：1：1‎ C. 3：2：1‎ D. 以上都不对 ‎【答案】A ‎【解析】‎ ab接100 V电压时，由于cd开路，R3两端无电压，Ucd＝UR2＝U，所以20＝×100，R1：R2＝2：1，同理cd接100 V电压时，R1两端无电压，Uab＝U，所以50＝×100，R2：R3＝2：1由以上两式，得R1：R2：R3＝4：2：1。‎ 二、计算题 ‎16.如图所示，离子发生器发射出一束质量为m、电荷量为q的离子，从静止经加速电压U1加速后，获得速度v0，并沿垂直于电场方向射入两平行板中央，受偏转电压U2作用后，以速度v离开电场．已知平行板长为L，两板间距离为d，求：‎ ‎（1）v0的大小．‎ ‎（2）离子在偏转电场中运动的时间t．‎ ‎（3）离子在离开偏转电场时的偏移量y．‎ ‎（4）离子在离开偏转电场时的速度v的大小．‎ ‎【答案】(1) （2）L (3) (4)‎ ‎【解析】‎ ‎【详解】（1）在加速电场中，由动能定理得：‎ qU1=mv02﹣0，解得：v0=；‎ ‎（2）离子在偏转电场中做类平抛运动，‎ 离子的运动时间： ；‎ ‎（3）粒子的偏移量：；‎ ‎（4）由动能定理得：，‎ 解得：v=；‎ 故本题答案是：(1) （2） (3) (4)‎ ‎【点睛】会利用类平抛求带电粒子在电场中的运动，并利用公式求侧位移。‎ ‎17.如图，绝缘的水平面上，相隔‎2L的AB两点固定有两个电量均为Q的正点电荷，a，O，b是AB连线上的三点，且O为中点，Oa=Ob= ．一质量为m、电量为+q的点电荷以初速度v0从a点出发沿AB连线向B运动，在运动过程中电荷受到大小恒定的阻力作用，当它第一次运动到O点时速度为2v0，继续运动到b点时速度刚好为零，然后返回，最后恰停在O点．已知静电力恒量为k．求：‎ ‎（1）a点的场强大小．‎ ‎（2）阻力的大小．‎ ‎（3）aO两点间的电势差．‎ ‎（4）电荷在电场中运动的总路程．‎ ‎【答案】(1) (2) （3） （4）‎‎4.5L ‎【解析】‎ ‎【详解】（1）由点电荷电场强度公式和电场叠加原理可得：‎ ‎（2）从a到b点过程中，根据对称性，Ua=Ub 根据动能定理:‎ 解得：‎ ‎（3）从a到o点过程中，‎ 根据动能定理：‎ ‎（4）最后停在o点，整个过程符合动能定理 故本题答案是：(1) (2) （3） （4）‎‎4.5L ‎【点睛】电场强度是一矢量，要会根据叠加法求某点的电场强度，并会利用动能定理求电势差。‎ ‎18.绝缘光滑水平面内有一圆形有界匀强电场，其俯视图如图所示，图中XOY所在平面与光滑水平面重合，场强方向与x轴正向平行，电场的半径为R= m，圆心O与坐标系的原点重合，场强E=2N/C，一带电量为q=﹣1×10﹣‎5C，质量m=1×10﹣‎‎5kg 带负电的粒子，由坐标原点O处以速度v0=‎1m/s沿y轴正方向射入电场，求 ‎（1）粒子在电场中运动的时间；‎ ‎（2）粒子出射点的位置坐标；‎ ‎（3）粒子射出时具有的动能．‎ ‎【答案】（1）1s（2） (3) EK=2.5×10﹣5J ‎【解析】‎ ‎【详解】（1）粒子沿x轴方向做匀加速运动，加速度为a，Eq=ma x=at2‎ 沿y轴方向做匀速运动：y=v0t x2+y2=R2‎ 解得：t=1s 故粒子在电场中运动的时间为1s．‎ ‎（2）粒子射出电场边界的位置坐标为x1=﹣‎1m y1=1m 故粒子出射点的位置坐标为（﹣‎1m，‎1m）．‎ ‎（3）出射时的动能由动能定理得：Eq|x1|=EK﹣mv20‎ 代入解得：EK=2.5×10﹣5J 故粒子射出时具有的动能为2.5×10﹣5J．‎ ‎【点睛】电场中的类平抛，要正确处理水平方向和竖直方向上的运动，并结合公式求解即可。‎ ‎19.如图所示，一个质量为m、带电荷量为+q的粒子在O点以v0的初速度跟水平方向成θ角射出，粒子在运动过程中所受阻力大小恒为Ff，如果在某方向上加上一定大小的匀强电场后，可使粒子沿初速度方向做直线运动。‎ ‎（1）求所加最小匀强电场场强的大小及方向;‎ ‎（2）若加上水平向左、大小一定的匀强电场，经过一段时间后粒子又回到了O点，求粒子回到O点时速度大小。‎ ‎【答案】（1） （2）‎ ‎【解析】‎ ‎【详解】（1）当场强方向与v0垂直且斜向左上方时，电场强度最小，‎ 如图所示，‎ 则qE=mgcosθ， 所以E=‎ ‎(2)由牛顿第二定律： ；所以：a=‎ 粒子做减速运动的位移：x=。‎ 对往返全过程,由动能定理：-2Ffx=mv2-m ； 所以：‎ 故本题答案是：（1） （2）‎ ‎【点睛】‎ 物体做直线运动的条件是合外力与速度在一条直线上，所以要把握这个条件解题。‎