2017-2018学年河北省涞水波峰中学高二上学期(实验班)9月月考物理试题 解析版

2017-2018学年河北省涞水波峰中学高二上学期(实验班)9月月考物理试题 解析版

河北省涞水波峰中学2017-2018学年高二上学期(实验班)9月月考物理试题 一、选择题 ‎1. 半径相同的两个金属小球A、B带有电荷量大小相等的电荷，相隔一定的距离，两球之间的相互吸引力大小为F.今用第三个半径相同的不带电的金属小球C先后与A、B两个球接触后移开，这时，A、B两个球之间的相互作用力大小是( 　　)‎ A. F B. F C. F D. F ‎【答案】B ‎【解析】两球之间的相互吸引力，则两球带等量异种电荷；假设A带电量为Q，B带电量为-Q， 两球之间的相互吸引力的大小是：；第三个不带电的金属小球C与A接触后，A和C的电量都为；C与B接触时先中和再平分，则C、B分开后电量均为-，这时，A、B两球之间的相互作用力的大小：，故B正确；ACD错误．故选B．‎ 点睛：要清楚带电体相互接触后移开，同种电荷电量平分，异种电荷电量先中和再平分，根据库仑定律的内容，找出变化量和不变量熟练应用库仑定律即可求题．‎ ‎2. 如图所示,在处于O点的点电荷+Q形成的电场中,试探电荷q由A点移到B点,电场力 做 功为W1;以OA为半径画弧交于OB于C，q由A点移到C点电场力做功为 W2; q由C点移到B点电场力做功为 W3. 则三者的做功关系以及q由A点移到C点电场力做功为 W2的大小：( )‎ A. W1 =W2= W3, W2=0 B. W1 >W2= W3, W2>0‎ C. W1 =W3>W2, W2=0 D. W1 =W2< W3, W2=0‎ ‎【答案】C ‎【解析】试题分析：试探电荷由A点移到C点电场力始终垂直与电荷运动的方向，电场力不做功，即A点、C点位于同一等势面上，试探电荷q由A点移到B点的过程中电场力做功且AC位于同一等势面上，故W1= W3> W2，即C正确、ABD错误。‎ 考点：本题考查了电场力做功、等势面的概念 ‎3. 如图所示，在直线MN上有一个点电荷，A、B是直线MN上的两点，两点的间距为L，‎ 场强大小分别为E和2E.则（ ）‎ A. 该点电荷一定在A点的右侧 B. 该点电荷一定在A点的左侧 C. A点场强方向一定沿直线向左 D. A点的电势一定低于B点的电势 ‎【答案】A ‎【解析】试题分析：由题，A、B两点的场强大小分别为E和2E，根据点电荷场强公式分析得知：该点电荷的位置应离A点远、离B点近，所以该点电荷一定在A点的右侧,A正确；由于该点电荷的电性未知，无法确定A的场强方向，也无法判断A、B两点电势的高低，B、C错误；由上分析可知D错误；故选A。‎ 考点：电势；电场强度 ‎4. 电场强度E的定义式为 ，根据此式，下列说法中正确的是（ ）‎ ‎①此式只适用于点电荷产生的电场 ‎ ‎②式中是放入电场中的点电荷的电荷量，F是该点电荷在电场中某点受到的电场力，E是该点的电场强度 ‎ ‎③式中是产生电场的点电荷的电荷量，F是放在电场中的点电荷受到的电场力，E是电场强度 ‎ ‎④在库仑定律的表达式中，可以把看作是点电荷产生的电场在点电荷处的场强大小，也可以把看作是点电荷产生的电场在点电荷处的场强大小 A. 只有①② B. 只有①③ C. 只有②④ D. 只有③④‎ ‎【答案】C ‎【解析】电场强度E的定义式适用于任何电场，则①错误；②式中q是放入电场中的点电荷的电荷量，F是该点电荷在电场中某点受到的电场力，E是该点的电场强度，则②正确，③错误； 在库仑定律的表达式中，可以把看作是点电荷产生的电场在点电荷 处的场强大小，也可以把看作是点电荷产生的电场在点电荷处的场强大小，则④正确；故选C.‎ ‎5. 在点电荷 Q形成的电场中有一点A，当一个－q的检验电荷从电场的无限远处被移到电 ‎ 场中的A点时，电场力做的功为W，则检验电荷在A点的电势能及电场中A点的电势分别为（ ）‎ A. B. ‎ C. D. ‎ ‎【答案】A 故选A．‎ 考点：电场力的功与电势能的关系 ‎6. 平行金属板水平放置，板间距为0.6cm，两板接上6×103V电压，板间有一个带电液滴质量为4.8×10-10 g，处于静止状态，则油滴上有元电荷数目是（g取10m/s2）（ ）‎ A. 3×106 B. 30 C. 10 D. 3×104‎ ‎【答案】B ‎【解析】试题分析：两板间的电场强度，由于液滴处于静止状态，因此，可得粒子带电量，而一个元电荷的带电量，因此元电荷的个数个，B正确。‎ 考点：共点力的平衡，匀强电场的电场强度与电势差的关系 ‎7. 如图所示，在某一真空空间，有一水平放置的理想平行板电容器充电后与电源断开，若正极板A以固定直线00/为中心沿竖直方向作微小振幅的缓慢振动时，恰有一质量为m带负电荷的粒子(不计重力)以速度沿垂直于电场方向射入平行板之间，则带电粒子在电场区域内运动的轨迹是(设负极板B固定不动，带电粒子始终不与极板相碰) （ ）‎ A. 直线 B. 正弦曲线 C. 抛物线 D. 向着电场力方向偏转且加速度作周期性变化的曲线 ‎【答案】C ‎【解析】试题分析：平行板电容器的电容：（s为两板的正对面积，d为两板间的距离），由，以及可推导出即，由此式可知，若Q、S和介质不变，只改变距离d，则电场强度E不变．所以正极板A以固定直线为中心沿竖直方向作微小振幅的缓慢振动时，两金属板间的电场强度不变，带点粒子受到的竖直向上的电场力就不变，其受力情况不变，则做类平抛运动，C正确；‎ 考点：考查了电容的动态变化 ‎8. 如图所示的直线是真空中某电场的一条电场线，A、B是这条直线上的两点。一电子以速度vA经过A点向B点运动，经过一段时间后，电子以速度vB经过B点，且vB与vA方向相反，则（ ）‎ A. A点的场强一定大于B点的场强 B. A点的电势一定低于B点的电势 C. 电子在A点的动能一定大于它在B点的动能 D. 电子在A点的电势能一定小于它在B点的电势能 ‎【答案】CD ‎【解析】一条电场线无法判断电场线的疏密，故无法判断A、B两点场强的大小，故A错误．由于电子在A点时速度方向向右，而到达B点时速度方向向左，故电子所受的电场力方向向左，而电子所受电场力的方向与电场的方向相反，故场强向右，所以A点电势一定高于B点的电势．故B错误．由于从A到B过程中电场力做负功，电子的动能减小，所以电子在A点的动能一定大于在B点的动能，故C正确．从A到B过程中电场力做负功，电子的电势能增大，所以电子在A点的电势能一定小于它在B点的电势能，故D正确．故选CD．‎ 点睛：此题关键是根据电子在电场中的运动情况判断出电场线的方向，而物体速度方向的变化说明物体所受的电场力方向向左，这是本题的突破口． ‎ ‎9. 如图所示，虚线a、b、c代表静电场中的三个等势面,它们的电势分别为φa、φb和φc， φa>φb>φc。一带正电的粒子射入电场中，其运动轨迹如图中实线KLMN所示。由图可知（ ）‎ A. 粒子从K到L的过程中，电场力做负功 B. 粒子从L到M的过程中，电场力做负功 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，动能增加 ‎【答案】ACD ‎【解析】解：A、粒子从K到L的过程中，电场力方向与运动方向相反，电场力做负功．故A正确．‎ B、粒子从L到M的过程中，虚线a、b、c代表静电场中的三个等势面，φa＞φb，电势能减小，知电场力做正功．故B错误．‎ C、粒子从K到L的过程中，电场力做负功，电势能增加．故C正确．‎ D、粒子从L到M的过程中，电场力做正功，根据动能定理，动能增加．故D正确．‎ 故选：ACD．‎ ‎【考点】电势差与电场强度的关系；电势能．‎ ‎【专题】电场力与电势的性质专题．‎ ‎【分析】根据轨迹的弯曲判断出电荷的受力，通过电场力做功判断电势能的变化，以及根据动能定理，通过电场力做功判断动能的变化．‎ ‎【点评】解决本题的关键知道电场力做功与电势能的关系，电场力做正功，电势能减小，电场力做负功，电势能增加．‎ ‎10. 如下图所示，带正电的粒子以一定的初速度v0‎ 沿两板的中线进入水平放置的平行金属板内，恰好沿下板的边缘飞出．已知板长为L，板间距离为d，板间电压为U，带电粒子的电荷量为q，粒子通过平行金属板的时间为t(不计粒子的重力)，则( 　　)‎ A. 在前时间内，电场力对粒子做的功为 B. 在后时间内，电场力对粒子做的功为 C. 粒子的出射速度偏转角满足 D. 粒子前和后的过程中，电场力冲量之比为∶1‎ ‎【答案】BC ‎【解析】试题分析：粒子在竖直方向上做初速度为零的匀加速直线运动，因为在t时刻末恰好沿下板的边缘飞出，则，在前内，粒子电势降落为，所以电场力对粒子做功为，后内，电场力对粒子做功为，A错误B正确；粒子的出射速度偏转角正切为，故C正确；根据推论可知，粒子前和后的过程中，运动时间之比为，D错误；‎ 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 ‎11. 两个等量异种电荷的连线的垂直平分线上有a、b、c三点，如图所示，下列说法正确 的是（ ）‎ A. a点电势比b点高 B. a、b两点的场强方向相同，b点场强比a点大 C. a、b、c三点和无穷远处等电势 D. 一个电子在a点无初速释放，则它将在c点两侧往复振动 ‎【答案】BCD ‎【解析】a、b、c是两个等量异种电荷连线的垂直平分线的三点，电势相等，而且与无穷远处电势相等．故A错误．C正确．a、b、c三点的场强方向都与垂直平分线垂直向右，方向相同．由于b处电场线密，电场强度大于a处电场强度．故B正确．一个电子在a点受到的电场方向垂直于垂直平分线向左，无初速释放后，将向左下方运动，不可能到达c点，故D错误．故选BC．‎ ‎12. 示波管是示波器的核心部件，它由电子枪、偏转电极和荧光屏组成，如图所示。如果在荧光屏上P点出现亮斑，那么示波管中的（ ）‎ A. 极板x应带正电 B. 极板x´应带正电 C. 极板y应带正电 D. 极板y´应带正电 ‎【答案】AC ‎【解析】试题分析：电子受力方向与电场方向相反，因电子向X向偏转则，电场方向为X到X′，则X带正电，即极板X的电势高于极板X′．同理可知Y带正电，即极板Y的电势高于极板Y′，故AC正确 考点：考查了示波器工作原理 ‎【名师点睛】由亮斑位置可知电子偏转的打在偏向X，Y向，由电子所受电场力的方向确定电场的方向，再确定极板所带的电性由亮斑位置可知电子偏转的打在偏向X，Y向，由电子所受电场力的方向确定电场的方向，再确定极板所带的电性．‎ 二、填空题 ‎13. 如图所示，在匀强电场中有a、b、c三点，a、b相距 4 cm,b、c相距10 cm。将一个带电荷量为2×10-8 C 的电荷从a点移到b点时，电场力做功为4×10-6 J。将此电荷从b点移到c点时电场力做功为________ J，a、c间电势差为________V。‎ ‎【答案】 (1). 5×10-6 (2). 450‎ ‎【解析】电荷从a点移到b点时，电场力做功 Wab=qELab      电荷从b点移到c点时电场力做功 Wbc=qELbccos60° 由题：Lab=0.04m，Lbc=0.1m 由两式得Wbc=5×10-6J a、c间电势差 ‎ ‎14. A、B是某电场中的一条电场线上两点，一正电荷仅在电场力作用下沿电场线从A点 到B点运动过程中的v—t图象如上图所示。比较A、B两点电势φ的高低和场强E的大小： φA___φB，EA________EB。‎ ‎【答案】 (1). ＜ (2). ＞‎ ‎............‎ 三、解答题 ‎15. 用30cm的细线将质量为4×10-3‎ ㎏的带电小球P悬挂在Ｏ点下，当空中有方向为水平向右，大小为1×104N/C的匀强电场时，小球偏转37°后处在静止状态。‎ ‎（1）分析小球的带电性质 ‎（2）求小球的带电量 ‎（3）求细线的拉力 ‎ ‎ ‎【答案】（1）带正电（2）（3）‎ ‎【解析】试题分析：（1）小球受力如图，故带正电：‎ ‎（2）小球受力平衡，在水平方向：‎ 解得：‎ ‎（3）根据共点力平衡得，细线的拉力为：。‎ 考点：共点力平衡的条件及其应用、力的合成与分解的运用、电场强度 ‎【名师点睛】受力分析是解决力学问题的第一步，要结合力的合成或分解找出力与力之间的关系．‎ ‎16. 如图所示的电场，等势面是一簇互相平行的竖直平面，间隔均为d，各面电势已在图中标出，现有一质量为m的带电小球以速度v0、方向与水平方向成45°角斜向上射入电场，要使小球做直线运动，求：‎ ‎(1)小球应带何种电荷？电荷量是多少？‎ ‎(2)在入射方向上小球最大位移量是多少？(电场足够大)‎ ‎【答案】(1) 正电　(2)‎ ‎【解析】解：（1）如图所示，电场线水平向左，由题意可知，‎ 只有小球受到向左的电场力，电场力和重力的合力才有可能与初速度方向在一条直线上，所以小球带正电．‎ 由图可知，Eq=mg，‎ 又E=，‎ 所以解得：‎ ‎（2）由下图可知，‎ ‎=‎ 由动能定理，得：﹣‎ 所以 答：（1）小球应带正电，电荷量是；‎ ‎（2）在入射方向上小球最大位移量是．‎ ‎【点评】本题根据运动去判定受力，由于重力方向一定，且做直线运动，所以可确定电场力方向，再由电场线来确定电性及电量；‎ 根据受力分析，借助牛顿第二定律求出加速度，再由运动学公式来求出最大位移．‎ ‎17. 如图所示为一真空示波管，电子从灯丝K发出（初速度不计），经灯丝与A板间的加速电压U1加速，从A板中心孔沿中心线KO射出，然后进入两块平行金属板M、N形成的偏转电场中（偏转电场可视为匀强电场），电子进入M、N间电场时的速度与电场方向垂直，电子经过电场后打在荧光屏上的P点。已知加速电压为U1，M、N两板间的电压为U2，两板间的距离为d，板长为L1，板右端到荧光屏的距离为L2，电子的质量为m，电荷量为e。求：‎ ‎（1）电子穿过A板时的速度大小；‎ ‎（2）电子从偏转电场射出时的侧移量；‎ ‎（3）P点到O点的距离。‎ ‎【答案】（1）‎ ‎【解析】试题分析：（1）设电子经电压U1加速后的速度为v0，根据动能定理得解得：‎ ‎（2）设偏转电场的电场强度为E，电子在偏转电场中运动的时间为t1，电子的加速度为α，离开偏转电场时的侧移量为y1，根据牛顿第二定律和运动学公式得：‎ ‎ 解得：‎ ‎（3）设电子离开偏转电场时沿电场方向的速度为υy根据运动学公式得υy=at1‎ 电子离开偏转电场后做匀速直线运动,设电子离开偏转电场后打在荧光屏上所用的时间为t2,电子打到荧光屏上的侧移量为y2,如下图所示 解得:‎ P至O点的距离为 考点：考查了带电粒子在电场中的加速和偏转 ‎【名师点睛】带电粒子在电场中的运动，综合了静电场和力学的知识，分析方法和力学的分析方法基本相同．先分析受力情况再分析运动状态和运动过程（平衡、加速、减速，直 线或曲线），然后选用恰当的规律解题．解决这类问题的基本方法有两种，第一种利用力和运动的观点，选用牛顿第二定律和运动学公式求解；第二种利用能量转化 的观点，选用动能定理和功能关系求解。‎ ‎ ‎