黑龙江省哈尔滨尚志中学2019-2020学年高二物理上学期9月月考试题（含解析）

黑龙江省哈尔滨尚志中学2019-2020学年高二物理上学期9月月考试题（含解析）一、选择题1.如图所示，a、b、c、d、e是半径为r的圆周上等间距的五个点，在这些点上各固定一个点电荷，除a点处的电量为q外，其余各点处的电量均为q，则圆心o处() a. 场强大小为，方向沿ao方向b. 场强大小为，方向沿oa方向c. 场强大小为，方向沿ao方向d. 场强大小为，方向沿oa方向【答案】c【解析】试题分析：假设a处同样放+q的正电荷，由对称可知o处的合场强为零，所以在bcde四处的+q电荷，在o处产生的合场强一定与a处所放的+q电荷产生的场强等大反向，即在bcde四处的+q电荷在o处产生的合场强为，方向沿oa方向；所以若在a处放一个-q的电荷则圆心o处的场强为，方向沿oa方向。选项c正确。考点：此题考查场强的叠加，利用对称的方法考查分布不对称电荷的场强情况。2.如下图所示的真空空间中，仅在正方体中的黑点处存在着电荷量大小相等的点电荷，则图中a、b两点电场强度和电势均相同的是a. b. c. d. 【答案】c【解析】【详解】a根据点电荷的电场强度公式，可得a、b两点电场强度大小相等，场强的方向相反，电势是标量，所以a、b两电势相等。故a错误。b根据点电荷的电场强度公式，可求得各个点电荷在a、b两点的电场场强大小，再根据矢量的合成，可得a、b两点的电场场强大小不等。故b错误。c根据点电荷的电场强度公式，得各个点电荷在a、b两点的电场场强大小相等，再根据矢量合成，求出合场强相等，场强的方向相同。a、b两电势相等。故c正确。d根据点电荷的电场强度公式，可得a、b两点的电场场强大小相等，再根据矢量合成，求出合场强相等，但场强的方向不同。故d错误。3.带正电荷的小球只受到电场力作用从静止开始运动，它在任意一段时间内a. 一定沿电场线由高电势处向低电势处运动b. 一定沿电场线由低电势处向高电势处运动c. 不一定沿电场线运动，但一定由高电势处向低电势处运动d. 不一定沿电场线运动，也不一定由高电势处向低电势处运动【答案】d【解析】【详解】物体的运动情况取决于合力和初始条件。小球只受到电场力的作用，从静止开始释放，仅受电场力作用，是否沿电场线运动，还要看电场线是直线还是曲线，若为直线，小球沿电场线运动，若为曲线，小球不沿电场线运动。在任意一段时间内，小球不一定从高电势向低电势运动，比如在等量同种负电荷连线的中垂线上做往复运动。a一定沿电场线由高电势处向低电势处运动。故a错误。b一定沿电场线由低电势处向高电势处运动。故b错误。c不一定沿电场线运动，但一定由高电势处向低电势处运动。故c错误。d不一定沿电场线运动，也不一定由高电势处向低电势处运动故d正确。4.如图所示，在匀强电场中，场强方向与abc所在平面平行，acbc，abc60，0.2 m。一个电荷量q1105 c的正电荷从a移到b，电场力做功为零；同样的电荷从a移到c，电场力做功为1103 j。则该匀强电场的场强大小和方向分别为()a. 500 v/m、沿ab由a指向bb. 500 v/m、垂直ab向上c. 1000 v/m、垂直ab向上d 1000 v/m、沿ac由a指向c【答案】c【解析】正电荷从a移到b，电场力做功为零，则由电场力做功的特点可知，ab两点电势相等，故ab应为等势线；因电场线与等势面相互垂直，故过c做ab的垂线，一定是电场线；正电荷从a到c过程，由w=uq可知，ac两点的电势差，即a点电势高于c点的电势，故电场线垂直于ab斜向上；ac间沿电场线的距离；由可知：电场强度；方向垂直ab向上；故c正确，abd错误；故选c。【点睛】场线与等势面相互垂直，而且电场线由是由高电势指向低电势；匀强电场中u=ed中的d应为沿电场方向的有效距离。5.如图所示，l1、l2、l3为等势面，两相邻等势面间电势差相同，取l2的电势为零，有一负电荷在l1处动能为30j，运动到l3处动能为10j，则电荷的电势能为4j时，它的动能是(不计重力和空气阻力)： ()a. 6jb. 4jc. 16jd. 14j【答案】c【解析】分析：根据等差等势面的特点，由w=qu，电荷l1到l2，l2到l3电场力做功相等，电势能减小量相等，可确定电荷在l2处的动能为20j，此处电势能为零，再者总量为20j，电势能与动能总量守恒，当电势能为4j，动能为16j解答：解：如图为三个等差等势面，根据w=qu，电荷l1到l2，l2到l3电场力做功相等，电势能减小量相等，则电荷在l2处动能为20j，此处电荷电势能为零，电荷电势能与动能总量为20j，根据能量守恒，当电势能为4j时，动能为16j故选c点评：本题的关键在于确定总能量，技巧在于选择研究l2等势面6.空间某一静电场的电势在x轴上分布如图所示，x轴上两点b、c点电场强度在x方向上的分量分别是ebx、ecx，下列说法中正确的有a. b、c两点的电场强度大小ebxecxb. ebx的方向沿x轴正方向c. 电荷在o点受到的电场力在x方向上的分量最大d. 负电荷沿x轴从b移到c的过程中，电场力先做正功，后做负功【答案】d【解析】【分析】本题的入手点在于如何判断ebx和ecx的大小，由图象可知在x轴上各点的电场强度在x方向的分量不相同，如果在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【详解】a、在b点和c点附近分别取很小的一段d，由题图得，b点段对应的电势差大于c点段对应的电势差，将电场看做匀强电场，有，可见ebxecx，a项错误。c、同理可知o点的斜率最小，即场强最小，电荷在该点受到的电场力最小，c项错误。b、沿电场线方向电势降低，在o点左侧，ebx的方向沿x轴负方向，在o点右侧，ecx的方向沿x轴正方向，b项错误。d、负电荷沿x轴从b移到c的过程中，电场力先向右后向左，电场力先做正功，后做负功，d项正确故选d。【点睛】挖掘出图象两大重要性质：图象的斜率反映电场强度的大小，图象中降低的方向反映场强沿x轴的方向。7.示波管是一种多功能电学仪器，它的工作原理可以等效成下列情况：如图所示，真空室中电极k发出电子（初速度不计），经过电压为u1的加速电场后，由小孔s沿水平金属板a、b间的中心线射入板中金属板长为l，相距为d，当a、b间电压为u2时电子偏离中心线飞出电场打到荧光屏上而显示亮点已知电子的质量为m、电荷量为e，不计电子重力，下列情况中一定能使亮点偏离中心距离变大的是（ ）a. u1变大，u2变大b. u1变大，u2变小c. u1变小，u2变大d. u1变小，u2变小【答案】c【解析】【详解】设经过电压为u1的加速电场后，速度为v，在加速电场中，由动能定理得：mv2=eu1，电子进入偏转电场后做类平抛运动，在水平方向上：l=vt，在竖直方向上：y=at2= t2，解得：，由此可知，当u1变小，u2变大时，y变大，故选c。8.在竖直平面内有一方向斜向上且与水平方向夹角为30的匀强电场，电场中有一质量为m，电荷量为q的带电小球，用长为l的不可伸长的绝缘细线悬挂于o点，如图所示开始时小球静止在m点，细线恰好水平现用外力将小球拉到最低点p，然后由静止释放，则以下判断正确的是( ) a. 小球再次到m点时，速度刚好为零b. 小球从p到m过程中，合外力对它做的功为mglc. 小球从p到m过程中，其机械能增加了(1+)mgld. 如果小球运动到m点时，细线突然断裂，小球将做匀变速曲线运动【答案】bcd【解析】【详解】a当小球静止于m点时，细线恰好水平，说明重力和电场力的合力方向水平向右，小球从p到m过程中，线拉力不做功，只有电场力和小球重力做功，它们的合力也是恒力，方向水平向右，所以小球到最右边时，速度最大，而不是零。故a错误。b电场力与重力合力为f合mgcot30mg这个方向上位移为l，所以合外力做功为 w合f合lmgl故b正确。c合外力做功为mgl，由动能定理知动能增加量为mgl。重力势能增加量mgl，则机械能增加量等于动能增加量（+1）mgl。故c正确。d若小球运动到m点时，细线突然断裂，速度方向竖直向上，合外力水平向右，做匀变速曲线运动。故d正确。9. 将平行板电容器两极板之间的距离、电压、电场强度大小和极板所带的电荷量分别用d、u、e和q表示。下列说法正确的是a. 保持u不变，将d变为原来的两倍，则e变为原来的一半b. 保持e不变，将d变为原来的一半，则u变为原来的两倍c. 保持d不变，将q变为原来的两倍，则u变为原来的一半d. 保持d不变，将q变为原来的一半，则e变为原来的一半【答案】ad【解析】【详解】试题分析：保持u不变，根据公式e=分析e与d的关系；保持e不变，u与d正比；保持d不变，c不变，根据c=分析q与u的关系；保持d不变，将q变为原来的一半，由c=分析u的变化，由e=分析e的变化解：a、保持u不变，将d变为原来的两倍，根据公式e=可知，e变为原来的一半故a正确b、保持e不变，将d变为原来的一半，由u=ed可知，u变为原来的一半故b错误c、保持d不变，电容c不变，将q变为原来的两倍，由公式c=分析可知，u变为原来的两倍故c错误d、保持d不变，电容c不变，将q变为原来的一半，由公式c=分析可知，u变为原来的一半，由e=分析知，e变为原来的一半故d正确故选ad【点评】本题关键要掌握e=、c=两个公式，同时，要明确d不变时，电容c不变10.如图所示，光滑绝缘水平面上有三个带电小球a、b、c(可视为点电荷)，三球沿一条直线摆放，仅在它们之间的静电力作用下静止，则以下判断正确的是 ()a. a对b的静电力一定是引力b. a对b的静电力可能是斥力c. a的电荷量一定比b多d. a的电荷量可能比b少【答案】ac【解析】【分析】因题目中要求三个小球均处于平衡状态，故可分别对任意两球进行分析列出平衡方程即可求得结果；【详解】a、根据电场力方向来确定各自电性，从而得出“两同夹一异”，因此a对b的静电力一定是引力，故a正确，b错误；c、根据库仑定律来确定电场力的大小，并由平衡条件来确定各自电量的大小，因此在大小上一定为“两大夹一小”，因此a的电荷量一定比b多，故c正确，d错误。【点睛】三个小球只受静电力而平衡时，三个小球所带的电性一定为“两同夹一异”，且在大小上一定为“两大夹一小”距离上“近小远大”。11.图中虚线为电场中与场强方向垂直的等间距平行直线，两粒子m、n质量相等，所带电荷的绝对值也相等。现将m、n从虚线上的o点以相同速率射出，两粒子在电场中运动的轨迹分别如图中两条实线所示。点a、b、c为实线与虚线的交点，已知o点电势高于c点。若不计重力，则a. m带负电荷，n带正电荷b. n在a点的速度与m在c点的速度大小相同c. n在从o点运动至a点的过程中克服电场力做功d. m在从o点运动至b点的过程中，电场力对它做的功等于零【答案】d【解析】【详解】a由于o点电势高于c点。电场强度方向向下，根据mn粒子的运动轨迹可知n受到的电场力向上，m受到的电场力向下，n带负电，m带正电，a错误；b根据题意可知，而且电场力都做的是正功，而且电荷和质量大小相等，根据动能定理得，n在a点的速度与m在c点的速度大小不等，b错误；cn在从o点运动至a点的过程中受到的电场力向上，轨迹运动方向也向上，故电场力做正功，c错误d图中的虚线为等势线，即o点和b点的电势相等，所以m点从o点到b点的过程中电场力对粒子做功等于零，d正确；12.三个质量相等，分别带正电、负电和不带电的粒子，从带电平行金属板左侧中央以相同的水平初速度v0先后垂直电场进入，并分别落在正极板的a、b、c三处，o点是下极板的左端点，且oc = 2oa，ac = 2bc，如图所示，则下列说法正确的是( )a. 三个粒子在电场中运动的时间之比ta : tb : tc = 2 : 3 : 4b. 三个粒子在电场中运动的加速度之比aa : ab : ac = 1 : 3 : 4c. 三个粒子在电场中运动时动能的变化量之比eka : ekb : ekc =36 : 16 : 9d. 带正、负电荷两个粒子的电荷量之比为7 : 20【答案】acd【解析】【详解】粒子在水平方向做匀速运动，则时间之比等于水平位移之比，则ta : tb : tc = oa:ob:oc=2 : 3 : 4，选项a正确；竖直方向根据可知，则 aa : ab : ac =，选项b错误；三个粒子在电场中运动时动能的变化量等于合外力的功，即，三个粒子在电场中运动时动能的变化量之比eka : ekb : ekc =36 : 16 : 9，选项c正确；由轨迹可知，c带正电，a带负电，b不带电，则ab=10m/s，则aa=22.5m/s2，ac=m/s2，因则对a:；对c: ，解得qc:qa=7:20，选项d正确；故选acd.【点睛】解决本题的关键知道微粒做类平抛运动，在水平方向上做匀速直线运动，在竖直方向上做匀加速直线运动，关键找到突破口，本题从初速度相等，水平位移不等入手分析二、填空题13.如图，两平行金属板间电场是匀强电场，场强大小为1.0104v/m，a、b两板相距1cm，则a、b间电势差uab_v； c点与a相距0.4cm，若令b板接地（即电势=0），则c的电势c是_v；将带电量为1.010-12c的点电荷置于c点，其电势能为_j【答案】 (1). 100 (2). 60 (3). 610-11【解析】【详解】1a、b间的电势差：2bc间的距离d=0.6cm，则cb间的电势差：因为ucb=c-b，b =0，解得：c =60v3电荷在c点的电势能：14.如图，在光滑水平面上固定三个等质量的带电小球（均可视为质点），a、b、c三球排成一直线。若释放a球（另两球仍固定）的瞬时，a球的加速度大小为1m/s2，方向向左；若释放c球（另两球仍固定）的瞬时，c球的加速度大小为2m/s2，方向向右；则释放b的瞬时，b球的加速度大小为_m/s2，方向向_。【答案】 (1). 1 (2). 向左【解析】【详解】小球a受到小球b和c的作用力分别记为fba和fca，小球b分别受到小球a和c的作用力分别记为fab和fcb，小球c受到a和b的作用力记为fac和fbc对小球a有： 对小球b有： 对小球c有： 由于fba和fab互为作用力和反作用力，故其大小相等方向相反，有，故有+得：，根据题意取向左为正方向，则有：据知，方向与正方向相同即向左即释放b球时，b球加速度大小为1m/s2，方向向左【点睛】本题对三个带电小球正确受力，根据牛顿第二定律列示求解即可。15.如图所示，水平放置的两平行金属板间距为 d ，电压大小为u，上板中央有孔，在孔正下方的下板表面上有一个质量为 m、电量为q的小颗粒，将小颗粒由静止释放，它将从静止被加速，然后冲出小孔，则它能上升的最大高度 h = _， 【答案】 ;【解析】【详解】粒子从静止开始到上升到最大高度过程中,重力做负功,电场力做正功,根据动能定理可得解得三、计算题16.如图，在真空中的o点放一点电荷q4.010-9c，直线mn过o点，om20cm，m点放有一点电荷,如图所示，（静电力常量k=9.0109n m2/c2）求：（1）m点的电场强度大小；（2）若m点的电势比n点高20v，则电荷q从m点移到n点，求电场力做功为多少？【答案】（1）900n/c （2）-410-9j【解析】【详解】(1)根据点电荷场强公式：，代入数据可得m点的电场强度为：e=900n/c(2) 电荷q从m点移到n点，电场力做的功为：wmn=qumn=q（m-n）=-210-1020j=-410-9j17.如图所示，一条长为l的细线上端固定，下端拴一个质量为m，电荷量为q的小球，将它置于方向水平向右的匀强电场中，使细线竖直拉直时将小球从a点静止释放，当细线离开竖直位置偏角60时，小球速度为0。（1）求小球带电性质和电场强度e；（2）若小球恰好完成竖直圆周运动，求小球在a点应有的初速度va的大小(可含根式)。【答案】（1）。（2）。【解析】【详解】(1)对小球受力分析如图所示：可知，小球所受电场力方向水平向右，场强也水平向右，则小球带正电荷。由题意可知，细线离开竖直位置偏角的角平分线的位置，即为小球平衡位置，以小球为研究对象，分析受力，作出受力示意图如图。根据平衡条件得：qemgtan，则：(2)小球除拉力外，还受到电场力与重力作用，由于其两个不变，因此可等效成新的重力，如图所示：所以要小球恰好完成竖直圆周运动，则小球必须能以最小速度通过新的重力对应的最高点。根据牛顿第二定律： 从而a点到新的重力对应的最高点c，根据动能定理得：mgl（1+cos30）qel