内蒙古集宁一中2019-2020学年高二上学期12月月考物理试题

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内蒙古集宁一中2019-2020学年高二上学期12月月考物理试题

内蒙古集宁一中(西校区)2019-2020学年高二上学期12月月考理综物理试题 一、选择题 ‎1.关于静电场,下列说法中正确的是 (  )‎ A. 在电场中某点的电势为零,则该点的电场强度一定为零 B. 电荷在电场中电势高地方电势能大,在电势低的地方电势能小 C. 根据公式U=Ed可知,在匀强电场中两点间的距离越大,电势差就越大 D. 正电荷从电势高的点运动到电势低的点,电势能一定减小 ‎【答案】D ‎【解析】‎ ‎【详解】A、电场强度和电势都是描述电场的物理量,二者无直接关系,但二者相互关联;电势是标量与零势面的选取有关,所以电场强度为零的地方电势不一定为零,电势为零的地方电场强度也不一定为零,故A错误.‎ B、据电势能公式Ep=qφ知,电势能取决于该点的电势和电荷,并不是只有正电荷在电场中电势高的地方电势能大,在电势低的地方电势能小,负电荷正好相反,故B错误.‎ C、公式U=Ed 中的d为沿电场强度方向的距离,所以在匀强电场中,两点间沿电场强度方向的距离越大,电势差就越大,如果d不是沿电场强度方向的距离,那么间距大时,电势差不一定大,故C错误.‎ D、据电势能公式Ep=qφ知,正电荷在电势越高的地方电势能越大,在电势越低的地方电势能越小,所以正电荷从电势高的点运动到电势低的点,电势能一定减少,选项D正确.‎ 故选:D.‎ ‎2. 如图甲所示,A、B是一条电场线上的两点,若在某点释放一初速度为零的电子,电子仅受电场力作用,从A点运动到B点,其速度随时间变化的规律如图乙所示,则( )‎ A. A点的场强大于B点 B. 电子在A点受到的电场力小于B点 C. A点电势高于B点 D. 电子在A点的电势能小于B点 ‎【答案】B ‎【解析】‎ 试题分析:由速度图象看出,图线的斜率逐渐增大,电子的加速度增大,电子所受电场力增大,则电场力FA<FB.故B正确.电子所受电场力增大,场强增大,电场强度EA<EB.故A错误.由题,电子静止开始沿电场线从A运动到B,电场力的方向从A到B,电子带负电,则场强方向从B到A,根据顺着电场线电势降低可知,电势φA<φB.故C错误.由速度图象看出,电子的速度增大,动能增大,根据能量守恒得知,电子的电势能减小,则电势能EA>EB.故D错误.‎ 考点:本题考查电场强度、电势及电势能,意在考查学生利用图像分析问题的能力。‎ ‎3. 如图是等量异种电荷周围的一些点,O是两电荷连线的中点,B、C是连线上相对O对称的两点,E、F是连线中垂线上也相对O对称的两点,选无限远处电势为零,则以下说法正确的是( )‎ A. B、C两点场强大小相等、方向相同,电势也相等 B. E、F两点场强大小相等、方向相同,电势也相等 C. 一负电荷由B沿连线运动到C,则电场力做负功,电势能减小 D. 将某一电荷从B点移动到E点所做功等于将该电荷从B点移动到无穷远处所做的功 ‎【答案】BD ‎【解析】‎ 试题分析:根据对称性看出,B、C两处电场线疏密程度相同,则B、C两点场强大小相同,这两点场强的方向均由B→C,方向相同;沿着电场线电势降低,故B、C两点电势不同,故A错误;等量异号电荷的中垂线是等势面,故E、F两点电势相等;结合对称性,电场强度也相等,方向与两个电荷的连线平行;故B正确;一负电荷由B沿连线运动到C,则电场力做负功,电势能增加,故C错误;等量异号电荷的中垂线是等势面,故E点电势和无穷远的电势相同;故将某一电荷从B点移动到E点所做功等于将该电荷从B点移动到无穷远处所做的功,故D正确;‎ 考点:等量异种点电荷电场、电势、电势能 ‎4.如图虚线a、b、c代表电场中三个等势面,相邻等势面之间的电势差相等,即,实线为一带负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. P点的电势高于Q点的电势 B. 该质点通过P点时的动能比通过Q点时大 C. 该质点在P点具有的电势能比在Q点具有的电势能大 D. 该质点通过P点时的加速度比通过Q点时小 ‎【答案】C ‎【解析】‎ A 、负电荷做曲线运动,电场力指向曲线的内侧;作出电场线,根据轨迹弯曲的方向和负电荷可知,电场线向上.故c的电势(Q点)最高,故A错误;‎ B C、负电荷在电势高处电势能小,知道P点电势能大,故C正确;只有电场力做功,电势能和动能之和守恒,故带电质点在P点的动能与电势能之和等于在Q点的动能与电势能之和,P点电势能大,动能小.故B错误;‎ D 、等差等势面的疏密可以表示电场的强弱,P处的等势面密,所以P点的电场强度大,粒子受到的电场力大,粒子的加速度大,故D错误 综上所述本题答案是:C ‎ ‎5.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4 eV ‎【答案】C ‎【解析】‎ ‎【详解】A.在匀强电场中,沿着电场线方向每前进相同的距离,电势变化相等,故 Ua-Ud=Ub-Uc 解得 Uc=16V a点电势为20V.则c点电势低于a点电势。故A错误;‎ B.设ad连线中点为O,则其电势为16V,故co为等势面,电场线与等势面垂直,则电场线沿着bo方向,故B错误;‎ C.由上可知,电场线沿着bo方向,质子从b运动到c做类平抛运动,垂直于bo方向做匀速运动,位移大小为 则运动时间为 故C正确; D.根据W=qU,质子从b点运动到c点,电场力做功为 W=qUbc=1e×(24V-16V)=8eV 故D错误;‎ ‎6.如图所示是常用在电子手表和小型仪表中的锌汞电池,它的电动势约为1.2 V,这表示 (  )‎ A. 电路通过‎1 C的电荷量,电源把1.2 J其他形式的能转化为电能 B. 电源在每秒内把1.2 J其他形式的能转化为电能 C. 该电源比电动势为1.5 V的干电池做功少 D. 该电源与电动势为1.5 V的干电池相比,通过‎1 C电荷量时其他形式的能转化为电能的量少 ‎【答案】AD ‎【解析】‎ 电动势是描述电源把其他形式的能转化为电能的物理量,电动势为1.2V表示电路通过‎1 C的电荷量,电源把1.2 J其他形式能转化为电能,A对;‎ ‎1.5 V的干电池比1.2 V的转化本领强,所以D对。‎ ‎7.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】AB ‎【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。‎ ‎8.如图所示,两平行金属板竖直放置,左极板接地,中间有小孔。右极板电势随时间变化的规律如图所示。电子原来静止在左极板小孔处。下列说法中正确的是:‎ A. 从t=0时刻释放电子,电子可能在两板之间往复运动 B. 从t=0时刻释放电子,电子将始终向右运动,直到打到右极板上 C. 从t=T/4时刻释放电子,电子可能在两板间振动 D. 从t=3T/8时刻释放电子,电子最终一定从左极板的小孔离开电场 ‎【答案】BC ‎【解析】‎ ‎【详解】A.B. 从t=0时刻释放电子,前T内,电子受到的电场力向右,电子向右做匀加速直线运动;后T内,电子受到向左的电场力作用,电子向右做匀减速直线运动,t=T时速度恰好为零。接着周而复始,所以电子一直向右做单向直线运动,直到打在右板上。故A错误,B正确;‎ C. 若两板距离足够大时,从t=T时刻释放电子,在T−T内,电子向右做匀加速直线运动;‎ 在T−T内,电子受到的电场力向左,电子继续向右做匀减速直线运动, T时刻速度为零;在T−T内向左做匀加速运动,在T到T时间内减速,T时刻速度减为零;接着重复。可知若两板距离足够大时,电子可能在两板间振动,若极板间距较小时,电子可能打在极板上。故C正确;‎ D. 用同样的方法分析从t=T时刻释放电子的运动情况,电子先向右运动,后向左运动,如果板间距小,电子能直接打在右极板上。若板间距离较大,由于一个周期内向左运动的位移大于向右运动的位移,所以电子最终可能从左极板的小孔离开电场。故D错误。‎ 二、填空题 ‎9.如图所示为真空中的一装置,其中平行金属板A、B间有加速电场,C、D间有偏转电场,M为荧光屏,现有质子,氘核和α粒子均从A板由静止开始被加速电场加速后垂直于电场方向进入偏转电场,最后打在荧光屏上。已知质子、氘核和α粒子的质量之比为1:2:4,电荷量之比为1:1:2,则偏转电场的电场力对三种粒子做功之比为_____________‎ ‎【答案】1:1:2‎ ‎【解析】‎ ‎【详解】[1].设AB间的加速电压为U,CD间的偏转电压为U′;粒子在加速电场中,由动能定理得:‎ 解得:‎ 粒子在偏转电场中做类平抛运动,水平方向:‎ L=v0t 竖直方向:‎ 即三种粒子出离偏转电场时的偏转距离y相同;‎ 偏转电场的电场力做功为:‎ W=qEy∝q 偏转电场的电场力对三种粒子做功之比为:1:1:2;‎ ‎10.如图所示为不带电空腔球形导体,现将一个带负电的小金属球A放入腔中,当导体处于静电平衡状态时,图中a、b、c三点的电场强度E的大小关系是___ ;a、b、c三点电势的大小关系是 ________‎ ‎【答案】 (1). (2). ‎ ‎【解析】‎ ‎【详解】当静电平衡时,金属球壳内壁感应出正电荷,外表面感应出负电荷,画出电场线的分布如图 由于a处电场线较密,c处电场线较疏,b处场强为零,则 Ea>Ec>Eb 根据顺着电场线方向电势降低,整个金属球壳是一个等势体,表面是一个等势面,分析可知电势关系是 ‎11.如图所示,平行板电容器带有等量异种电荷,与静电计相连,静电计金属外壳和电容器下极板都接地。在两极板间有一固定在P点的点电荷,以EP表示点电荷在P点的电势能,‎ θ表示静电计指针的偏角。若保持下极板不动,将上极板向下移动一小段距离至图中虚线位置,则θ_______,EP ________(“增大”“减小”“不变”) ‎ ‎【答案】 (1). 减小 (2). 不变 ‎【解析】‎ 电容器视为通电后断开电源,故极板上的电荷量不变,上极板下移,板间距离减小,由可知C增大,由可知两板间的电压变小,指针张角应该减小,由得:,Q、k、S、 均不变,则E不变,P点与零势面的距离不变由可知电势差不变,电势不变,故电势能也不变。 ‎ 综上所述本题答案:(1). 减小 (2). 不变 ‎12.如图所示,平行板电容器的两个极板A、B分别接在电压为36V的恒压电源上,两极板间距为‎3cm,电容器带电荷量为3.6×10‎-8C,A极板接地(电势为零).求:‎ ‎(1)平行板电容器的电容;‎ ‎(2)平行板电容器两板之间的电场强度;‎ ‎(3)距B板为‎2cm的C点处的电势.‎ ‎【答案】(1)(2)1200V/m, 方向竖直向下(3)-12V ‎【解析】‎ ‎【详解】(1)根据电容定义有 ‎(2)两板之间匀强电场 方向竖直向下 ‎(3)C点距A板间距离为 A与C间的电势差 又,可得 ‎13.如图所示,水平光滑绝缘轨道AB与半径为R的光滑绝缘竖直圆轨道BCD平滑连接.匀强电场场强为E,方向水平向右,一个质量为m的带正电滑块所受电场力等于重力,在A点静止释放,它能沿圆轨道运动到与圆心等高的D点,则AB至少多长?‎ ‎【答案】‎ ‎【解析】‎ ‎【详解】而由题意可知 mg = qE 滑块所受的重力与电场力的合力大小为,方向与水平方向成45°斜向右下方.将合力的方向向上 延长交轨道于F点,此即重力场与电场共同存在时圆周运动的“最高点”, ‎ 在该点轨道压力为零时,向心力由重力与电场力的合力提供.由向心力公式得 联立可得 在物体由A到F过程中应用动能定理有 可解得AB长度的最小值为 ‎14.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) (2) (3)‎ ‎【解析】‎ ‎【详解】(1)粒子沿轴负方向做匀加速运动,加速度为:‎ 由牛顿第二定律可得: ‎ 沿轴负方向做匀变速直线运动,其位移为:‎ 沿轴正方向做匀速直线,其位移为:‎ 由几何知识可知:‎ 联立以上方程解得:‎ ‎(2)粒子射出电场边界时的位移分别为:‎ 轴负方向的位移为:‎ 轴正方向的位移为:‎ 所以粒子射出电场边界时的坐标为:‎ ‎ (3)出射时的动能由动能定理得:‎ 代入数据解得:‎
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