福建省武平县第二中学2019-2020学年高二上学期10月月考物理试题 17页

‎2019秋福建省武平县第二中学高二（上）10月月考物理试卷 一、单选题（本大题共8小题，共32.0分）‎ ‎1. 如图所示，正点电荷2Q、Q分别置于M、N两点，O点为MN连线的中点。点a、b在MN连线上，点c、d在MN中垂线上，它们都关于O点对称。下列说法正确的是 A. O点的电势高于c点的电势 B. a、b两点的电场强度相同 C. 电子在a点的电势能大于在b点的电势能 D. 将电子沿直线从c移到d，电场力对电子先做负功后做正功 ‎【答案】A ‎【解析】‎ 试题分析：同种电荷的电场线是排斥状的，沿电场线方向电势逐渐降低，知O点的电势高于c点的电势，A正确 ；虽然a关于O点对称,但是由于M、N两点电荷量不同，所以a、b两点的电场强度一定不同，B错误；若将电子从a点运动到b点，电场力总体而言做负功，电势能增加．所以电子在a点的电势能小于在b点的电势能，C错误；将电子沿直线从c点移到d点，电场力跟速度的方向先是锐角后是钝角，电场力对电子先做正功后做负功，D错误．‎ 考点：本题考查了电场的叠加、电势、电势能等知识。‎ ‎2.真空中有两个等量同种电荷，以连线中点O为坐标原点，以它们的中垂线为x轴，图中能正确表示x轴上电场强度情况的是( )‎ A. ‎ B. ‎ C. ‎ D. ‎ ‎【答案】B ‎【解析】‎ 试题分析：如果向右规定为正方向，两个点电荷都是正电荷，则中点O处的电场强度为0，故图像一定经过原点，A错误；原点向右，距离是正值，但两个点电荷合场强的方向却是向左的，即电场强度的是负值，当原点向左，两个点电荷合场强的方向向右，即电场强度是正值，故其在x轴上的变化规律如B图所示，故B正确。‎ 考点：同种电荷的电场强度与位置的关系。‎ ‎3.如图所示是一个平行板电容器,其板间距为,电容为,带电荷量为Q,上极板带正电.现将一个试探电荷由两极间的点移动到点,如图所示, 两点间的距离为,连线与极板间的夹角为30°,则电场力对试探电荷所做的功等于(    )‎ ‎ ‎ A. B. ‎ C. D. ‎ ‎【答案】C ‎【解析】‎ ‎【详解】由电容的定义式C=Q/U得板间电压U=Q/C，板间场强E=U/d=Q/Cd．试探电荷q由A点移动到B点，电场力做功为：，选项C正确，ABD错误，故选C。‎ ‎【点睛】本题只要抓住电场力具有力的一般性质，根据功的一般计算公式就可以很好地理解电场力做功，并能正确计算功的大小．‎ ‎4.氢原子核外只有一个电子，它绕氢原子核运动的角速度为 ，则电子绕核运动的等效电流为　　‎ A.  A B.  A C.  A D.  A ‎【答案】B ‎【解析】‎ ‎【分析】‎ 先根据圆周运动的知识求出电子运动的周期，再根据电流的定义，求解等效电流；‎ ‎【详解】电子圆周运动的周期为 ，根据电流的定义得： 电子绕核运动的等效电流为 ，故选项B正确，选项ACD错误。‎ ‎【点睛】本题关键要建立清晰的物理模型，再运用电流的定义式进行求解。‎ ‎5. 如图所示为一正点电荷M和一金属板N形成的电场线，a、b、c为电场中的三点，则下列说法正确的是（ ）‎ A. a、c两点的电场强度大小关系为Ea＞Ec B. a、b两点的电势关系为φa＜φb C. 一负点电荷在a点处的电势能大于它在b点处的电势能 D. 若将某正点电荷由a点移到c点，电场力做正功 ‎【答案】AD ‎【解析】‎ 试题分析：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，电场力做正功，电势能减小，电场力做负功，电势能增加．‎ 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，则a、c两点的电场强度大小关系为Ea＞Ec，所以A正确．‎ B、沿电场方向电势降低，所以a点电势比b点的电势高，所以B错误．‎ C、由图可知，负点电荷子从a到b过程中，电场力做负功，电势能增加，即在a点处的电势能小于它在b点处的电势能，所以C错误．‎ D、由图可判断，正点电荷由电势高的a点移到电势低的c点，电场力做正功，粒子的电势能逐渐减小，所以D正确．‎ 故选：AD．‎ 点评：加强基础知识的学习，掌握住电场线的特点，注意沿着电场线，电势降低，并掌握电场力做功与电势能的变化，同时理解电势能的高低还与电荷的电性有关．‎ ‎6.匀强电场的方向平行于xoy平面,平面内a、b、c三点的位置如图所示,三点的电势分别为10V、16V、下列说法正确的是( )‎ A. 电场强度的大小为 B. 坐标原点处的电势为0V C. 电子在a点的电势能比在b点的低6 eV D. 电子从c点运动到b点,电场力做功为6 eV ‎【答案】A ‎【解析】‎ ‎【详解】A.如图所示，在ac连线上取ac的中点b´，则b´点的电势为，则将连线即为等势线，那么垂直连线则为电场线，再依据沿着电场线方向电势降低，则电场线方向如图；‎ ‎ ‎ 因为匀强电场，则有：‎ 依据几何关系，则 因此电场强度大小为 故A正确；‎ B.根据，因a、b、c三点电势分别为、、，解得原点处的电势为，故B错误；‎ C.因，电子从a点到b点电场力做功为 因电场力做正功，则电势能减小，那么电子在a点的电势能比在b点的高6 eV，故C错误；‎ D.同理，，电子从c点运动到b点，电场力做功为，所以电场力做功为eV，故D错误；‎ ‎7.图中a、b和c分别表示点电荷的电场中的三个等势面,它们的电势分别为6V、4V和1.5V；一质子（）从等势面a上某处由静止释放，仅受电场力作用而运动，已知它经过等势面b时的速率为v，则对质子的运动有下列判断( )‎ A. 质子从a等势面运动到c等势面电势能增加 B. 质子从a等势面运动到c等势面动能增加 C. 质子经过等势面c时的速率为 D. 质子经过等势面c时的速率为 ‎【答案】B ‎【解析】‎ ‎【详解】AB.由a运动到c电场力做功 电场力做正功，则电势能减小4.5eV，动能增加4.5eV，故A错误，B正确；‎ CD.由a到c：‎ 由a到b：‎ 得：‎ 故CD 错误。‎ ‎8.如图所示，直角三角形OAB的，C是OB的中点，D是CB的中点；在O点固定一点电荷，某试探电荷q由A点移到B点时，电场力做的功为；q由A点移至C点时电场力做的功为；q由C点移至B点时电场力做功为，则以下判断正确的是( )‎ A. ‎ B. ‎ C. C点的场强大小是B点的2倍 D. C、D两点电势差大于D、B两点的电势差 ‎【答案】D ‎【解析】‎ ‎【详解】AB.点电荷的电场中，由于AC两点在同一等势面上，则试探电荷q由A点移到C点电场力做功为零，即；由于点电荷是带正电，所以AC两点的电势高于B点，从A点移到B点和从C点移到B点电场力做功相同，故与相等，故AB错误；‎ C.点电荷产生场强为，由于B点到O点的距离为C点到O点距离的2倍，故C点的场强大小是B点的场强4倍，故C错误；‎ D.根据点电荷产生的场强特点可知，离电荷越远，场强越弱，故从C到D电场力做功比从D到B场强做功多，根据可知，C、D两点电势差大于D、B两点的电势差，故D正确。‎ 二、多选题（本大题共5小题，共20.0分）‎ ‎9.如图所示，a、b、c、d四个质量均为m的带电小球恰好构成“三星拱月”之形，其中a、b、c三个完全相同的带电小球在光滑绝缘水平面内的同一圆周上绕O点做半径为R的匀速圆周运动，三小球所在位置恰好将圆周等分。小球d位于O点正上方h处，且在外力F作用下恰好处于静止状态，已知a、b、c三小球的电荷量均为q，d球的电荷量为6q,h=重力加速度为g，静电力常量为k,则下列说法正确的是( )‎ A. 小球a一定带正电 B. 小球c的加速度大小为 C. 小球b的周期为 D. 外力F竖直向上，大小等于 ‎【答案】BD ‎【解析】‎ a、b、c三小球所带电荷量相同，要使三个做匀速圆周运动，d球与a、b、c三小球一定是异种电荷，由于a球的电性未知，所以d球不一定带正电，故A错误。设db连线与水平方向的夹角为，则，，对b球，根据牛顿第二定律和向心力得：，解得：，，即b的周期为，c的加速度为，故B正确，C错误；‎ ‎【点睛】a、b、c三个带电小球在水平面内做匀速圆周运动，由合外力提供向心力，分析其受力情况，运用牛顿第二定律研究即可．‎ ‎10.绝缘金属平行板电容器充电后，静电计的指针偏转一定角度，若减小两极板a、b间的距离，同时在两极板间插入电介质，如图所示，则( )‎ A. 电容器的电势差会减小 B. 电容器的电势差会增大 C. 静电计指针的偏转角度会减小 D. 静电计指针的偏转角度会增大 ‎【答案】AC ‎【解析】‎ 根据公式可知d减小，增大时，电容器电容增大，由于两极板上的电荷量恒定，所以根据可知两极板间的电势差U减小，静电计测量的是电容器两端的电势差，故静电计指针的偏转角度会减小，AC正确．‎ ‎11.一带电粒子在正电荷形成的电场中，运动轨迹如图所示的abcd曲线，下列判断错误的是（ ）‎ A. 粒子带正电 B. 粒子通过a点时的速度比通过b点时大 C. 粒子在a点受到的电场力比b点小 D. 粒子在a点时的电势能比b点大 ‎【答案】D ‎【解析】‎ ‎【详解】A. 轨迹弯曲的方向大致指向合力的方向，知电场力背离正电荷方向，由同种电荷相互排斥，所以该粒子带正电。故A正确；‎ B. 从a到b，电荷受到的力是排斥力，所以电场力做负功，根据动能定理，动能减小，a点动能大于b点动能，则a点速度大于b点的速度。故B正确；‎ C. b点的电场线比a点电场线密，所以b点的电场强度大于a点的电场强度，所以粒子在a点的电场力比b点小。故C正确；‎ D. 从a到b，电场力做负功，电势能增加。所以a点的电势能小于b点的电势能。故D错误。‎ 本题选择错误的，故选：D.‎ ‎12.如图所示，虚线A、B、C为某电场中的三条电场线，实线为一带正电粒子仅在电场力作用下运动的轨迹，P、Q为轨迹与电场线A、C的交点，则下列说法正确的是( ) ‎ A. P点电势比Q点电势高 B. 粒子在P点的加速度大于在Q点的加速度 C. 粒子在P点的动能大于Q点动能 D. 粒子在P点电势能大于粒子在Q点电势能 ‎【答案】AD ‎【解析】‎ ‎【详解】CD.由粒子运动的轨迹弯曲的方向可知道粒子受力的方向向右下，粒子从P运动到Q，电场力做正功，电势能降低，动能增大；因此P点的动能小于Q点动能,C错误；P点的电势能大于Q点的电势能，D正确 B.因Q点处的电场线密集，故Q点的电场强度大，故电荷在Q点受到的电场力大于P点受到的电场力，根据牛顿第二定律得到，粒子在P点的加速度小于在Q点的加速度，故B错误；‎ A.由电势能和电势的关系可知P点的电势大于Q点的电势，A正确 ‎13.将一带电荷量为+Q 的小球放在不带电的金属球附近，金属球外壳接地，所形成的电场线分布如图所示，下列说法正确的是( )‎ A. a点的电势高于b点的电势 B. c点的电场强度大于d点的电场强度 C. 若将一正试探电荷由a点移到b点,电势能增加 D. 电场线方向与金属球表面处处垂直 ‎【答案】CD ‎【解析】‎ ‎【详解】A.根据顺着电场线方向电势逐渐降低，电场线与等势面垂直，可知a点所在等势面的电势低于b点所在等势面的电势，则a点的电势低于b点的电势，故A错误；‎ B.电场线的疏密表示场强的大小，由图象知c点的电场强度小于d点的电场强度，故B错误；‎ C.a点的电势低于b点的电势，根据电势越高的地方，正电荷具有的电势能越大，则知将一正试探电荷由a点移到b点，电势能增加，故C正确；‎ D.金属球表面是一个等势面，则电场线方向与金属球表面处处垂直，故D正确；‎ 三、计算题（本大题共5小题，共48.0分）‎ ‎14.如图所示，一质量为的带电小球，用长为的绝缘细线悬挂在场强大小为E、方向水平向右的匀强电场中，静止时悬线与竖直方向成角，重力加速度大小为g．‎ ‎（1）指出小球所带电荷的电性；‎ ‎（2）求小球所带电荷量大小；‎ ‎（3）若将细线突然剪断，求小球运动时的加速度大小．‎ ‎【答案】（1）小球带负电（2） （3） ‎ ‎【解析】‎ ‎【详解】（1）小球处于静止状态，小球受到重力、绳子的拉力和电场力三力平衡，受力分析如图所示．小球所受的电场力方向水平向左，与场强方向相反，可知该小球带负电．‎ ‎ （2）根据平衡条件得： 则得： （3）细线突然剪断，小球仅受到重力G和电场力qE，两个力都是恒力，所以小球将作初速度为零的匀加速直线运动，根据牛顿第二定律得：‎ ‎15.如图所示为两组平行板金属板，一组竖直放置，一组水平放置，今有一质量为m,电量为e的电子静止在竖直放置的平行金属板的A点，经电压U0加速后通过B点进入两板间距为d、电压为U的水平放置的平行金属板间，若电子从两块水平平行板的正中间射入，且最后电子刚好能从右侧的两块平行金属板穿出，A、B分别为两块竖直板的中点，求： ‎ ‎ ‎ ‎(1)电子通过B点时的速度大小；‎ ‎(2)右侧平行金属板的长度；‎ ‎(3)电子穿出右侧平行金属板时的速度．‎ ‎【答案】(1) （2） (3)，‎ ‎【解析】‎ ‎【详解】（1）在加速过程根据动能定理得：‎ 解得到质子射出加速电场的速度 ‎（2）粒子在竖直方向：，‎ 在水平方向：x=L=v0t 联立上式得到：‎ 代入数据得：‎ ‎（3） ‎ 速度方向与水平方向夹角φ满足 ‎16.如图所示，在水平向右的匀强电场中，有一质量为m、带正电的小球，用长为l的绝缘细线悬挂于O点，当小球静止时细线与竖直方向的夹角为θ.现给小球一个初速度，使小球恰能在竖直平面内做圆周运动，试问：‎ ‎（1）小球在做圆周运动的过程中，在哪一位置速度最小？速度最小值为多少？‎ ‎（2）小球的初速度应为多大？‎ ‎【答案】（1）当小球运动至位于与A点对应的同一直径上的另一端点B时，速度最小，（2）‎ ‎【解析】‎ ‎（1）重力与电场力的合力：，电场力为：F电=mgtanθ，小球恰好做圆周运动，在平衡位置的反方向上的圆周位置上B点时速度最小，由牛顿第二定律得：， 解得小球的最小速度为：； （2）由动能定理可得：-mg•2lcosθ-mgtanθ×2lsinθ=mv2-mvA2， 解得：．‎ 点睛：本题考查了牛顿第二定律动能定理的综合应用；此题还可以用电场和重力场的等效场的思想来解答，可以和重力场类比．‎ ‎17.如图所示，一根直杆与水平面成θ＝37°角，杆上套有一个小滑块，杆底端N处有一弹性挡板，板面与杆垂直. 现将物块拉到M点由静止释放，物块与挡板碰撞后以原速率弹回．已知M、N两点间距离d＝0.5m，滑块与杆之间的动摩擦因数μ＝0.25，g＝10m/s2.取sin37°＝0.6，cos37°＝0.8.求：‎ ‎(1) 滑块第一次下滑的时间t；‎ ‎(2) 滑块与挡板第一次碰撞后上滑的最大距离x；‎ ‎(3) 滑块在直杆上滑过总路程s.‎ ‎【答案】(1) 0.5s (2) 0.25m .(3) 1.5m ‎【解析】‎ ‎【分析】‎ ‎（1）滑块从A点出发第一次运动到挡板处的过程，根据牛顿第二定律可求加速度，根据位移时间关系可求下滑时间；‎ ‎（2）根据速度时间关系可求出滑块第1次与挡板碰撞前的速度大小v1‎ ‎，对滑块从A点开始到返回AB中点的过程，运用动能定理列式，可求出上滑的最大距离；‎ ‎（3）滑块最终静止在挡板上，对整个过程，运用动能定理列式，可求得总路程．‎ ‎【详解】(1) 下滑时加速度 mgsinθ－μmgcosθ＝ma 解得a＝4.0m/s2‎ 由d＝at2得下滑时间t＝0.5s.‎ ‎(2) 第一次与挡板相碰时的速率v＝at＝2m/s 上滑时－(mgsinθ＋f)x＝0－mv2‎ 解得x＝0.25m.‎ ‎(3) 滑块最终停在挡板处，由动能定理得 mgdsinθ－fs＝0‎ 解得总路程s＝1.5m.‎ ‎18.如图所示，一质量为m、带电荷量为q的小球，用绝缘细线悬挂在水平向右的匀强电场中，静止时悬线向左与竖直方向成θ角，重力加速度为g．‎ ‎（1）判断小球带何种电荷．‎ ‎（2）求电场强度E．‎ ‎（3）求此时细线中拉力．‎ ‎【答案】（1）负电（2）（3）‎ ‎【解析】‎ ‎【详解】（1）根据共点力平衡知，小球所受的电场力水平向左，与电场线方向相反，可知小球带负电；‎ ‎（2）小球受力如图所示，其中电场力：‎ 由平衡条件得：‎ 所以：‎ ‎（3）根据平行四边形定则知：‎ 答：（1）小求带负电．‎ ‎（2）电场强度．‎ ‎（3）此时细线中的拉力．‎ ‎ ‎