2018-2019学年甘肃省兰州第一中学高二9月月考物理试题 解析版

2018-2019学年甘肃省兰州第一中学高二9月月考物理试题 解析版

绝密★启用前 甘肃省兰州第一中学2018-2019学年高二9月月考物理试题 评卷人 得分 一、单选题 ‎1．A、B是一条电场线上的两个点，一带负电的微粒仅在电场力作用下以一定的初速度从A点沿电场线运动到B点，其v t图像如图3所示。则此电场的电场线分布可能是选项中的(　　)‎ A． ‎ B． ‎ C． ‎ D． ‎ ‎【答案】A ‎【解析】‎ 由图象可知，速度在逐渐减小，图象的斜率在逐渐增大，故此带负电的微粒做加速度越来越大的减速直线运动，所受电场力越来越大，受力方向与运动方向相反．故选A．‎ 点睛：本题考查了速度--时间图象的应用和电场线的相关知识，要明确斜率的含义，要能根据图象判断物体的运动情况，进而分析受力情况．能根据电场线的分布判断电场强度的大小．‎ ‎2．一个点电荷从静电场中的a点移到b点，其电势能的变化为零，则 A． 该点电荷一定沿等势面运动 B． 作用于该点电荷的电场力与其运动方向总是垂直的 C． a、b两点的电势一定相等 D． a、b两点的电场强度一定相等 ‎【答案】C ‎【解析】‎ ‎【详解】‎ A：一个点电荷从静电场中的a点移到b点，其电势能的变化为零，则电场力做的功为零；电场力做功为零，电荷可能沿等势面移动，也可能不沿等势面移动。故A项错误。‎ B：电场力做功为零，作用于该点电荷的电场力与其运动方向不一定总是垂直的。故B项错误。‎ C：一个点电荷从静电场中的a点移到b点，其电势能的变化为零，则电荷在a、b两点的电势能相等，据可得，a、b两点的电势一定相等。故C项正确。‎ D： a、b两点的电势相等，电势与场强无关；a、b两点的电场强度不一定相等。故D项错误。‎ ‎【点睛】‎ 电势是一个相对量，电势的大小与零势能位置有关；场强是描述某点电场强弱和方向的物理量，与检验电荷无关；电势与场强无关。‎ ‎3．如图所示，AC、BD为圆的两条互相垂直的直径，圆心为O，将带有等量电荷q的正、负点电荷放在圆周上，它们的位置关于AC对称．要使圆心O处的电场强度为零，可在圆周上再放置一个适当电荷量的正点电荷＋Q，则该点电荷＋Q应放在（ ）‎ A． A点 B． B点 C． C点 D． D点 ‎【答案】D ‎【解析】试题分析：根据正点电荷在某点的电场强度方向为这两点的连线并背离正点电荷，若负点电荷则为这两点连线并指向负点电荷，可知：等电量的正、负点电荷在圆心处的合电场强度方向是OD，若使圆心O处的电场强度为零，则正点电荷必须放在D点处，故选D．‎ 考点：等量异种电荷的电场 ‎【名师点睛】本题还可以由正电荷在该点所受电场力的方向表示该点电场强度的方向，若是负点电荷则在该点所受的电场力的反方向即为该点的电场强度方向．同时电场强度是矢量，因此叠加时要用平行四边形定则。‎ ‎4．在一个匀强电场中有a、b两点，相距为d，电场强度为E，把一个电量为q的负电荷由a移到b点时，电场力对电荷做正功W，以下说法正确的是 ‎①a点电势比b点电势低 ②a、b两点电势差大小为U=Ed ‎③a、b两点电势差为 ④该电荷在b点电势能较a点大 A． ①② B． ①③ C． ②③ D． ③④‎ ‎【答案】B ‎【解析】‎ ‎【详解】‎ ‎① ③：把一个电量为q的负电荷由a移到b点时，电场力对电荷做正功W，则，a点电势比b点电势低。故① ③正确。‎ ‎②：匀强电场中a、b两点，相距为d；两点沿场强方向距离未知，a、b两点间电势差大小。故②错误。‎ ‎④：把一个电量为q的负电荷由a移到b点时，电场力对电荷做正功W，电势能减小，则该电荷在a点电势能较b点大。故④错误。‎ 综上，正确的是① ③，本题答案是B。‎ ‎5．如图所示A、B两点分别固定带有等量同种电荷的点电荷，M、N为AB连线上的两点，且AM=BN，（取无穷远电势为零）则 A． M、N两点的电势和场强都相等 B． M、N两点的电势和场强都不相等 C． M、N两点的电势不同，场强相等 D． M、N两点的电势相同，场强不相等 ‎【答案】D ‎【解析】‎ ‎【详解】‎ A、B两点固定带有等量同种电荷的点电荷，等量同种电荷的电场线关于中垂线和连线对称，据等量同种电荷电场线和等势面的分布，M、N两点的电场强度大小相等、方向相反，M、N两点的电势相同。故D项正确，ABC三项错误。‎ ‎【点睛】‎ 对等量同（异）种电荷连线、中垂线上场强和电势的变化情况要能熟练分析并熟记。‎ ‎6．某电场中等势面分布如图所示，图中虚线表示等势面，过a、c两点的等势面电势分别为40V和10V，则a、c连线的中点b处的电势应（　　）‎ A． 肯定等于25V B． 大于25V C． 小于25V D． 可能等于25V ‎【答案】C ‎【解析】‎ 试题分析：因为电场线与等势面垂直，根据等势面的形状可知，电场线从左向右由密变疏，即从a到c，电场逐渐变弱，所以等差等势面也由密变疏．故40V和10V一半的电势10V的等势面应在b点的左边．所以b点的电势应小于25V．‎ 故选C 考点：考查了等势面，电势 点评：根据题意我们还应该知道：因为过a、c两点的等势面电势分别为40V和10V，又沿着电场线电势降低，故电场线的方向为a→c．此题难度不大，属于基础题．‎ ‎7．如图，平行板电容器经开关K与电池连接，a处有一带电量非常小的点电荷。K是闭合的，фa表示a点的电势，F表示点电荷受到的电场力。现将电容器的B板向下稍微移动，使两板间的距离增大，则 （ ）‎ A B K a A．фa变大，F变大 B．фa变大，F变小 C．фa不变，F不变 D．фa不变，F变小 ‎【答案】B ‎【解析】‎ 试题分析:由于开关K闭合，电压UAB保持不变．随B极板下移两极板之间的距离增大，根据，可知两极板之间的电场强度E减小，电场力F=qE变小， UAa=EhAa 减小，由于UAB=UAa+UaB，所以UaB增大，由题图可知电源的负极接地，故B极板接地，所以B板的电势为0即UB=0，又UaB=Ua-UB，所以фa=UaB增大，故B正确，A、C、D错误。‎ 考点：电容器 ‎8．如图所示，M、N两点分别放置两个等量异种电荷，A为它们连线的中点，B为连线上靠近N的一点，C为连线中垂线上处于A点上方的一点，在A、B、C三点中 A． 场强最小的点是A点，电势最高的点是B点 B． 场强最小的点是A点，电势最高的点是C点 C． 场强最小的点是C点，电势最高的点是B点 D． 场强最小的点是C点，电势最高的点是A点 ‎【答案】C ‎【解析】‎ ‎【详解】‎ 根据等量异种电荷电场线的分布，知，场强最小的点是C点。等量异种电荷连线的垂直平分线是一条等势线，则；异种电荷间的电场线由正电荷指向负电荷，顺着电场线电势降低，则；电势最高的点是B点。故C项正确，ABD三项错误。‎ ‎9．X轴上有两个点电荷Q1和Q2 ，Q1和Q2之间连线上各点电势的高低如图中曲线所示（AP＜PB)，取无穷远处为电势零点，下列说法中正确的是 A．Q1和Q2带异种电荷 B．Q1的带电量电荷量一定大于Q2的带电电荷量 C．同一个点电荷在AP之间所具有的电势能比在BP间大 D．带电体在P点处所受的电场力为零 ‎【答案】A ‎【解析】分析：选无穷远处电势为0，则在正电荷的电场中所有点的电势都是正的，在负电荷的电场中所有点的电势都是负的，如果是等量异种电荷的话，在中垂线上的点电势为零．‎ 解答：解：由图象可以发现，离Q1越近电场中的电势越高，由此可以判断Q1为正电荷，同理，由于离Q2越近电势越低，所以Q2为负电荷，故A正确 在它们的连线上的p点的电势也是零，但p点离Q1近，所以Q1的电荷量要小于Q2的电荷量，所以B错误， ‎ 同一个点电荷只能说在某点具有电势能，而不能说某一段具有电势能，所以C错误 由于Q1和Q2为异种电荷，并且Q1为正电荷，Q1在x轴正半轴上的电场方向向右，Q2为负电荷，Q2在Q1和Q2之间的电场方向也向右，所以P点电场强度是Q1和Q2在p点产生的电场的和，方向指向Q1，所以D错误 故选：A．‎ 点评：本题考查的就是点电荷的电场的分布及特点，这要求同学对于基本的几种电场的情况要了解，本题看的就是学生的基本知识的掌握情况．‎ ‎10．如图，带电荷量之比为qA∶qB＝1∶3的带电粒子A、B以相等的速度v0从同一点出发，沿着跟电场强度垂直的方向射入平行板电容器中，分别打在C、D点，若OC＝CD，忽略粒子重力的影响,则( )‎ A． A和B在电场中运动的时间之比为2∶1‎ B． A和B运动的加速度大小之比为4∶1‎ C． A和B的质量之比为1∶2‎ D． A和B的位移大小之比为1∶1‎ ‎【答案】B ‎【解析】A、粒子在电场中做类平抛运动,在水平方向: ‎ 由于带电粒子A、B以相等的速度v0从同一点出发，所以运动时间与走过的水平位移成正比，则粒子的运动时间之比:‎ ‎,故A错误; B、粒子在竖直方向做初速度为零的匀加速直线运动， ，由于粒子在竖直方向上走过的高度是相等的，所以加速度之比和时间的平方成反比，‎ 则加速度之比： ，故B正确； C、由牛顿第二定律得： ,则粒子质量之比: ,故C错误；‎ D、A、B两个粒子在竖直方向上的位移相等，但水平方向上的位移不相等，所以合位移之比不相等，即不是1:1的关系，故D错误；‎ 综上所述本题答案是：B 评卷人 得分 二、多选题 ‎11．如图所示，虚线a、b和c 是某点电荷电场中的三个等势面，它们的电势分别为、和，一带正电的粒子射入电场中只受电场力作用，其运动轨迹如实线KLMN所示，由图可知 ‎ A． ‎ B． ‎ C． 粒子从K到L的过程中，电势能增加 D． 粒子从L到M的过程中，动能减小 ‎【答案】BC ‎【解析】‎ ‎【详解】‎ AB：带正电的粒子射入电场中只受电场力作用，其运动轨迹如实线KLMN所示，正电的粒子受到中间点电荷的排斥力，中间点电荷是正电荷，正电荷的电场线从正电荷向外，则。故A项错误，B项正确。‎ C：粒子受到中间点电荷的排斥力，粒子从K到L的过程中，电场力做负功，电势能增加。故C项正确。‎ D：，带正电粒子只受电场力从L到M的过程中，电势降低，电势能减小，动能增加。故D项错误。‎ ‎12．如图所示，a、b、c、d是某匀强电场中的四个点，它们正好是一个矩形的四个顶点，ab＝cd＝L，ad＝bc＝2L，电场线与矩形所在的平面平行。已知a点电势为20 V，b点电势为24 V，d点电势为12 V。一个质子从b点以速度v0射入此电场，入射方向与bc成45°角，一段时间后经过c点。不计质子的重力。下列判断正确的是 A． c点电势高于a点电势 B． 场强的方向由b指向d C． 质子从b运动到c所用的时间为 D． 质子从b运动到c，电场力做功为8eV ‎【答案】CD ‎【解析】‎ ‎【详解】‎ A：在匀强电场中，任意两条平行线上距离相等的两点电势差相等，则，代入数据解得：，又，则c点电势低于a点电势。故A项错误。‎ B：设ad连线的中点为O，则其电势满足，解得：，则cO连线为等势面；匀强电场电场线与等势面垂直，则电场线沿着bO方向。故B项错误。‎ C：一个质子从b点以速度v0射入此电场，入射方向与bc成45°角，不计质子的重力，质子只受电场力，质子将做类平抛运动，则沿初速方向：，解得：质子从b运动到c所用的时间。故C项正确。‎ D：质子从b运动到c，电场力做功。故D项正确。‎ ‎【点睛】‎ 在匀强电场中，则任意两条平行线上距离相等的两点电势差相等。‎ 第II卷（非选择题）‎ 请点击修改第II卷的文字说明 评卷人 得分 三、填空题 ‎13．把原来不带电的金属球壳B的外表面不接地，将一带正电的小球A从小孔中放入球壳内，但不与B发生接触，达到静电平衡后，则B的外表面带________ 电，若将金属球壳B的外表面接地，B的内、外表面电势____________________________ 。（选填“相等”或“不相等”）‎ ‎【答案】正电相等 ‎【解析】‎ ‎【详解】‎ 将一带正电的小球A从小孔中放入不带电的金属球壳B内，但不与B发生接触，由于静电感应，球壳B的内表面被A感应出负电荷，球壳B整体不带电，所以B的外表面带正电。‎ 处于静电平衡的金属球壳B为等势体，则B的内、外表面电势相等。‎ ‎14．用控制变量法，可以研究影响平行板电容器电容的因素．设两极板正对面积为S，极板间的距离为d，静电计指针偏角为θ．实验中，极板所带电荷量不变。若保持S不变，增大d，则θ_______________;（填变大、变小、或不变）若保持d不变，减小S，则θ_________;（填变大、变小、或不变）‎ ‎【答案】变大；变大 ‎【解析】‎ 试题分析：根据电容的决定式知，保持S不变，增大d，则电容C减小，根据Q=CU知，Q不变，则U变大，所以θ变大．电容的决定式知，保持d不变，减小S，则电容C减小，根据Q=CU知，Q不变，则U变大，所以θ变大。‎ 考点：电容器 ‎【名师点睛】解决本题的关键掌握电容的决定式和定义式 ‎，并能灵活运用。‎ 评卷人 得分 四、解答题 如图所示，质量为m的小球A穿在绝缘细杆上，杆的倾角为α，小球A带正电，电量为q，在杆上B点处固定一个电量为Q的正电荷。将A由距B竖直高度为H处无初速释放，小球A下滑过程中电量不变。不计A与细杆间的摩擦，整个装置处在真空中。已知静电力恒量k和重力加速度g，求：‎ ‎15．A球刚释放时的加速度；‎ ‎16．当A球的动能最大时，求此时A球与B点的距离。‎ ‎【答案】‎ ‎15．‎ ‎16．‎ ‎【解析】‎ ‎（1）由牛顿第二定律得 mgsinα－F="ma" ，根据库仑定律 F=k， r=解得：a=gsinα－。‎ ‎（2）当A球所受合力为零，加速度为零时，速度最大，动能最大。设此时AB间距离为L，则： mgsinα= k，‎ ‎17．如图所示的匀强电场中，有a、b、c三点，ab＝5 cm，bc＝12 cm，其中ab沿电场方向，bc和电场线方向成60°角，一个电荷量为q＝4×10－8 C的正电荷从a移到b电场力做功为W1＝1.2×10－7 J，求：‎ ‎(1)匀强电场的场强E；‎ ‎(2)电荷从b移到c，电场力做的功 ；‎ ‎(3)a、c两点间的电势差Uac.‎ ‎【答案】（1） （2） (3)6.6V ‎【解析】‎ 试题分析：根据电场力做功公式W=qEd，求解电场强度，d是电场线方向两点间的距离；电场力做功公式W=qEd，求解电荷从b移到c电场力做功W2。‎ ‎（1）设ab两点间距离d1‎ 根据电场力做功公式：W1=qUab ‎ 电场强度为：‎ 联立可得： ‎ ‎（2）设bc两点沿场强方向距离为d2 ‎ 根据几何关系：d2=bc·cos60°‎ 电场力做功为：W2= qEd ‎ 联立可得：‎ 点睛：本题主要考查了在匀强电场中求场强，根据匀强电场中电场力做功公式W=qEd中，d是两点间沿电场线方向的距离，即可求解。‎ ‎18．图为一真空示波管的示意图，电子从灯丝发出（初速度可忽略不计），经灯丝与板间的电压加速，从板中心孔沿中心线射出，然后进入两块平行金属板、形成的偏转电场中（偏转电场可视为匀强电场），电子进入、两板间的电压为，两板间的距离为，板长为，电子的质量为，电荷量为，不计电子受到的重力及它们之间的相互作用力．‎ 求：（）电子穿过板时速度的大小；‎ ‎（）电子从偏转电场射出时的侧移量；‎ ‎（）若要使电子打在荧光屏上点的上方，可采取哪些措施？‎ ‎【答案】（）；（）；（）见解析 ‎【解析】试题分析：（1）设电子经电压U1加速后的速度为v0，‎ 由动能定理解得 ‎（2）电子以速度v0进入偏转电场后，做类平抛运动．设电子离开偏转电场时的侧移量为y 垂直初速度方向，有 又电场力场强为：‎ 根据牛顿第二定律，联立以上得加速度为：‎ 沿初速方向匀速直线运动，有 联立以上解得：‎ ‎（3）要使电子打在P点上方，需增大侧移量y，由知，‎ 可以减小加速电压U1或增大偏转电压U2．‎ 所以答案为：（1）电子穿过A板时速度的大小为．‎ ‎（2）侧移量为．（3）可以减小加速电压U1或增大偏转电压U2‎ 考点：带电粒子在匀强电场中的运动、电势差和电场强度的关系、示波管及其使用．菁优网版权所有 ‎【名师点晴】解决本题的关键是搞清楚每一过程做的是什么运动，遵守什么规律，然后根据动能定理和运动的合成与分解观点进行求解．具体思路是根据动能定理求出电子进入偏转电场的速度．电子进入偏转电场后，做类平抛运动，在沿电场方向上做初速度为零的匀加速直线运动，根据运动学公式，求出偏转量．电子出偏转电场后，做匀速直线运动，最终电子到达屏上P点，若要使电子达到P点上方，需增加偏移量或增大偏转角．‎