2021-2022学年重庆市暨华中学校高二上学期第一次月考物理试题 解析版

这是一份2021-2022学年重庆市暨华中学校高二上学期第一次月考物理试题 解析版，共16页。试卷主要包含了单选题，实验题，计算题等内容，欢迎下载使用。

1.关于电场强度的概念，下列说法正确的是
A. 电场中某一点的场强与放入该点的试探电荷无关
B. 正、负试探电荷在电场中同一点受到的电场力方向相反，所以某一点场强方向与放入试探电荷的正负有关
C. 由可知，某电场的场强E与q成反比，与F成正比
D. 电场中某一点不放试探电荷时，该点场强等于零
【答案】A
【解析】解：A、电场中某一点的场强由电场本身决定，与放入该点的试探电荷无关，故A正确；
B、正、负试探电荷在电场中同一点受到的电场力方向相反，而场强由电场本身决定，与放入电场的试探电荷的正负无关，故B错误；
C、由公式，可知，是电场强度的定义式，采用比值法定义，则知电场强度E与F、q无关，由电场本身决定，E并不跟F成正比，跟q成反比，故C错误；
D、场强与有无试探电荷无关，电场中某一点不放试探电荷时，该点场强不变，故D错误。
故选：A。
电场强度与试探电荷所受电场力、电荷量无关，由电场本身决定，而电场力与电场和电荷都有关，从而即可求解。
对于电场强度，要抓住它的比值定义法的共性，E与试探电荷所受电场力、电荷量无关，反映电场本身的强弱和方向。
在真空中有两个完全相同的金属带电小球 QUOTE 视为点电荷 QUOTE ，带电荷分别为和，其相互作用力大小为F，今将两小球接触一下再放回原处，这时相互作用力大小为，则两球原来带电荷量大小的关系可能是
A. ：：1B. ：：3C. ：：1D. ：：1
【答案】C
【解析】解：根据库伦定律得：
接触前，两球作用力大小为：
接触后：或者

联立解得：：：1或者：：3，故ABD错误，C正确．
故选C．
库仑定律可得出两球在接触前后的库仑力表达式，则根据电量的变化可得出接触后的作用力与原来作用力的关系．
对于完全相同的带电体，若带异种电荷，接触后分开则先中和再平分，若带同种电荷则将总电量平分．
3.如图所示，在平面直角坐标系中，有方向平行于坐标平面的匀强电场，其中坐标原点O处的电势为零，点A处的电势为6 V，点B处的电势为3 V，则电场强度的大小为( )
A.200 V/mB.200 V/m
C.100 V/mD.100 V/m
【解析】设OA的中点为C，由题意可得C点的电势为3 V，即B、C的电势相等，连接B、C，因B、C的电势相等，所以匀强电场的方向垂直于BC，过O点做BC的垂线相较于D点，由几何关系得，则电场强度，选项BCD错误，A正确。
4.如图所示，在原来不带电的导体附近P处，放置一个正点电荷，导体内a、b、c三点与点电荷P在同一连线上，导体达到静电平衡后
A. 导体内三点的电势关系：
B. 导体两端感应电荷在导体内b点的场强方向沿b指向c
C. 若导体缓慢向点电荷P靠近过程中，导体内a、b、c三点的电场强度将逐渐增大
D. 若导体右端接地，大地上有感应负电荷，导体左端有感应正电荷
【答案】B
【解析】
【分析】
本题考查了电场能的性质；达到静电平衡后，内部场强处处为零，导体为等势体，导体上的电势处处相等，这是解决本题的关键的地方，对于静电场的特点一定要熟悉。
根据静电平衡可知，同一个导体为等势体，导体表面为等势面，导体上的电势处处相等，再由固定电荷产生的电场可以确定感应电荷形成电场的方向，导体达到静电平衡后，内部场强处处为零。
【解答】
A.达到静电平衡后，整个导体是一个等势体，导体上的电势处处相等，所以可以得到，故A错误；
B.由于杆处于静电平衡状态，所以内部的场强为零，正电荷和感应电荷在内部产生的合场强为零；正电荷q在b处产生的场强方向由c指向a，所以感应电荷在杆内b处产生的场强方向由b指向c，故B正确；
C.达到静电平衡后，杆处于静电平衡状态，整个导体是一个等势体，导体上的电势处处相等，所以内部的场强处处为零，故C错误；
D.若导体右端接地，大地上的负电荷会向导体移动，直到重新平衡后，导体的右端带负电，左端不带电，故D错误。
故选B。
5.如图所示，实线表示某电场的电场线(方向未标出)，虚线是一带负电的粒子只在电场力作用下的运动轨迹，设M点和N点的电势分别为φM、φN，粒子在M点和N点时加速度大小分别为aM、aN，速度大小分别为vM、vN，电势能分别为EpM、EpN。下列判断正确的是( )
A.vMC.φM<φN，EpM【解析】选D。电场线越密，电场强度越大，同一个粒子受到的电场力越大，根据牛顿第二定律可知其加速度越大，故有aMvN，EpMφN。
若粒子从N运动到M，则根据带电粒子所受电场力指向轨迹弯曲的内侧，可知在某点的电场力方向和速度方向如图乙所示，故电场力做正功，电势能减小，动能增大，即vM>vN，EpMφN。综上所述，D正确。
6.如图所示，在水平向右的匀强电场中，质量为m的带电小球，以初速度v从M点竖直向上运动，通过N点时，速度大小为2v，方向与电场方向相反，则小球从M运动到N的过程 QUOTE QUOTE
电势能增加B.重力势能增加
C. 机械能增加D. 动能增加
【答案】D
【解答】
小球的运动可以看成竖直方向竖直上抛和水平方向的匀加速直线运动，则有
B.小球的动能增加量为，故D错误；
除重力外，只有电场力做正功，电场力做功等于电势能的减少量、等于小球的机械能增加量；电场力做功；解得增加的机械能为，故A、C错误；
D.竖直方向，小球做竖直上抛，到达N点竖直速度为0，重力势能增加量为重力做的负功，解得重力势能的增加量为故B正确。
故选B。
7.如图所示，含有大量、、的粒子流无初速度进入某一加速电场，然后沿平行金属板中心线上的O点进入同一偏转电场，最后打在荧光屏上．不计粒子重力，下列有关荧光屏上亮点分布的说法正确的是 QUOTE QUOTE
A. 出现三个亮点，偏离O点最远的是
B. 出现三个亮点，偏离O点最远的是
C. 只会出现一个亮点
D. 出现两个亮点
【答案】C
【解答】
对于质量为m，电荷量为q的粒子，加速过程有，偏转过程有，其中l为偏转电场长度，d为宽度，联立得，与粒子比荷无关；偏转量，与粒子比荷无关，粒子从同一点离开偏转电场后沿同一方向做匀速直线运动，由几何关系知，荧光屏上只会出现一个亮点，C正确．
故选C。
8.如图所示，点电荷+2Q、-Q分别置于M、N两点，D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，它们均关于O点对称．下列说法正确的是
A．c、d两点的电场强度相同
B．a、b两点的电势相同
C．将电子沿直线从c移到d，电场力对电子先做负功再做正功
D．将电子沿直线从a移到b，电子的电势能一直增大
【解析】
试题分析：根据电场线分布的对称性可知，两点的电场强度大小相等，方向不同，则电场强度不同，故A错误；MN间的电场线方向由M→N，根据沿电场线方向电势逐渐降低，则知点的电势高于点的电势，故B错误；对两个电荷在中垂线上的场强进行叠加，在段方向斜向右上，在段方向斜向右下，所以电子所受的电场力在段斜向左下，在段斜向左上，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，故C错误；将电子沿直线从移到，电子受到的电场力与速度方向一直相反，电场力一直做负功，则电子的电势能一直增大，故D对。
考点：电场的叠加；电势；电势差与电场强度的关系
9.如图甲，直线MN表示某电场中一条电场线，a、b是线上的两点，将一带负电荷的粒子从a点处由静止释放，粒子从a运动到b过程中的v-t图象如图乙所示，设a、b两点的电势分别为φa、φb，电场强度大小分别为Ea、Eb，粒子在a、b两点的电势能分别为Wa、Wb，不计重力，则有
( )
A.φa>φbB.Ea>Eb
C.EaWb
【解析】选B、D。电场线为直线，带负电的粒子仅在电场力的作用下由静止释放，那么一定沿着电场力的方向运动，故电场强度的方向向左，b点的电势高，选项A错误；由v-t图象的斜率表示粒子运动的加速度，可知粒子运动的加速度越来越小，故b点的电场强度小，Ea>Eb，选项B正确，C错误；电场力做正功，电势能减小，选项D正确。
10.如图所示，P，Q处固定有等量的同种正电荷，O为P、Q连线的中点，在P、Q连线的垂直平分线上，一个带电粒子在A点由静止释放，结果粒子在A、B、C三点的加速度大小相等，且A、C关于P、Q连线对称，不计粒子受到的重力，则下列说法正确的是( )
A.粒子在C点的速度大小为零
B.带电粒子在O点的速度最大
C.带电粒子在O点的加速度为零
D.带电粒子从A点运动到B点的过程中，加速度先减小后增大
【解析】选A、B、C。A、C关于P、Q连线对称，则A、C两点的电势相等，则粒子在A、C两点的电势能相等，由于粒子只受电场力作用，则电势能和动能之和守恒，在A点的速度为零，则粒子在C点的速度大小为零，选项A正确；O点电场强度为零，则带电粒子在O点时，受到的电场力为零，加速度为零，此时的速度最大，选项B、C正确；粒子在A、B两点加速度相同，则两点电场强度相同，根据等量同种电荷的电场线分布可知，由A到B电场强度先增大后减小，带电粒子从A点运动到B点的过程中，电场力先增大后减小，则加速度先增大后减小，选项D错误。
11.如图所示,平行板电容器与直流电源连接,下极板接地,一带电油滴位于电容器中的P点且处于静止状态,现将上极板竖直向上移动一小段距离,
则( )
A.带电油滴将沿竖直方向向上运动
B.P点电势将降低
C.电容器的电容减小,极板带电荷量减小
D.带电油滴的电势能保持不变
【解析】选B、C。电容器与电源相连,两极板间电压不变,下极板接地,电势为0。油滴位于P点处于静止状态,因此有mg=qE。当上极板向上移动一小段距离时,板间距离d增大,由C=可知电容器电容减小,板间场强E=减小,油滴所受的电场力减小,mg>qE,合力向下,带电油滴将向下加速运动,A错;P点电势等于P点到下极板间的电势差,由于P到下极板间距离h不变,由φP=ΔU=Eh可知,场强E减小时P点电势降低,B对;由C=可知电容器所带电荷量减小,C对;带电油滴所处P点电势下降,而由题图可知油滴带负电,所以油滴电势能增大,D错。
12.将一个带电荷量为+Q的点电荷P固定在空间中的某一位置处，两个质量相等的带电小球A、B分别在该点电荷下方不同高度的水平面内做匀速圆周运动，且运动轨迹均处在以P为球心的同一球面上，如图所示。若A、B所带的电荷量很少，两者间的作用力可忽略不计，取无穷远处电势为零，则下列说法中正确的是( )
A.小球A、B运动轨迹上的各点电势分别相等
B.小球A、B所带的电荷量相等
C.小球A的角速度比小球B的角速度大
D.库仑力刚好提供小球做匀速圆周运动所需的向心力
【解析】AC
试题分析： AB两个小球都做匀速圆周运动，合外力提供向心力，小球受到重力和库仑力，合力提供向心力，设小球与Q的连线与竖直方向的夹角为，则有：，由于不等，则库仑力不等，而AB小球到Q的距离相等，所以小球A、B所带电荷量不相等，故B错误；小球A的角速度比小球B的角速度大，C正确；以Q为球心的同一球面是等势面，则小球A、B运动轨迹上的各点电势相等，故A正确；小球受到重力和库仑力，合力提供向心力，故D错误。
考点：电势差与电场强度的关系；电场强度；电势
二、实验题（本大题共2小题，共18.0分）
13.在探究平行板电容器的电容与哪些因素有关的实验中，某同学安装好实验装置并进行如下操作：
给平行板电容器充电，保持两板距离和板上的电荷量不变，使B板平行上移，如图甲所示，则静电计指针偏角______ QUOTE 填“不变”，“变大”或“变小” QUOTE
给平行板电容器充电，保持两板正对面积和板上的电荷量不变，使B平行板右移，如图乙所示，观察到静电计指针偏角减小，则平行板电容器的电容______ QUOTE 填“不变”，“变大”或“变小” QUOTE
【答案】变大；变大
【解析】
板上移，正对面积减小，电容器电容减小，又因为电荷量不变，故可知板间电压增大，故静电计偏角变大。
板右移，板间距减小，电容器电容变大。
14.为了测量元电荷的电荷量，密立根进行了油滴实验，实验原理如图所示，两块水平放置的平行金属板与电源连接，上、下板分别带正、负电荷。油滴从喷雾器喷出后，由于摩擦而带电，油滴进入上板中央小孔后落入匀强电场中，通过显微镜可以观察到油滴的运动情况。两金属板间的距离为d，忽略空气对油滴的浮力和阻力。
调节两金属板间的电势差时，使得某个质量为的油滴恰好做匀速运动。则该油滴所带电荷量q为__________________ 。
若油滴进入电场时的速度可以忽略，当两金属板间的电势差时，观察到某个质量为的带负电的油滴进入电场后做匀加速运动，经过时间t运动到下极板，则此油滴所带电荷量Q为__________________ 。
【答案】；
。
【解析】
【分析】
质量为的油滴恰好做匀速运动，油滴受力平衡，根据所受电场力等于重力即可求解；
油滴进入电场后做匀加速直线运动，根据牛顿第二定律及运动学公式列式即可求解。
本题结合平衡知识和电场知识，题目不难，考查面挺广，认真阅读本章知识内容才能迎刃而解。
【解答】
由题意可知油滴所带电荷为负电荷，油滴恰好做匀速运动，油滴受力平衡，则，得
油滴带负电，电荷量为，则油滴所受到的电场力方向向上，设此时的加速度大小为，由牛顿第二定律得，解得：。
故答案为；。
三、计算题
15.将带电荷量为的正电荷，从无限远处移到电场中的A点，要克服电场力做功。若取无限远处为电势能零点，问：
电荷的电势能是增加还是减少？电荷在A点具有多少电势能？
点的电势是多少？
若仅在电场力作用下可以把带电荷量为的静止电荷从无限远处移到电场中的A点，说明电荷带正电还是带负电？电场力做了多少功？
【答案】解：电荷从无限远处移到电场中的A点，要克服静电力做功，则电荷的电势能增加，增加量为；
取无限远处电势能为零，则电荷在A点具有的电势能，A点的电势为；
与上题相比可知，电场力把电荷量为的电荷从无限远处移到电场中的A点时，电荷带负电，无限远与A点间的电势差不变，则静电力做正功，为：
答：电荷的电势能增加，电荷在A点具有电势能；
点的电势是100V；
电荷带负电，电场力做了。
【解析】取无限远处电势为零．根据电场力做正功时，电荷的电势能减小，电场力做负功时电势能增加。根据电势公式、电场力做功和功能关系进行分析和计算。
本题关键明确电场力做的功等于电势能的减小量，同时结合电势r定义公式和电场力做功与电势差关系公式列式求解。
16.如图所示，在A点固定一带正电的小球1，带电小球2质量为m，电量为q，用一根长度为L不可伸长的绝缘细线悬挂在O点，小球2能静止在B点，悬线与竖直方向成角，A、B两点等高，A、B距离为r，现将球2拉至水平位置C由静止释放，球2运动到B点的速度大小为v， QUOTE 小球大小不计，静电力常量为求：
小球1的带电量Q；
、C两点电势差。
【答案】解：带电小球2静止时，由力平衡有：；
得：；
小球2从C至B运动过程，由动能定理：；
得：。
答：小球1的带电量；
、C两点电势差。
【解析】本题考查了库仑定律与动能定理的内容，掌握库仑定律的应用，注意三角知识的运用。
依据平移条件，结合库仑定律，及矢量的合成法则，即可求解；
根据动能定理，球从C至B运动过程，即可求解。
17.如下图所示，离子发生器发射一个质量为m、电荷量为的离子（重力不计），从静止经PQ两板间的加速电压加速后，以初速度从a点沿ab方向进入一匀强电场区域，abcd所围成的正方形是该匀强电场的边界，已知ab长为L，匀强电场的方向与ad边平行且由a指向d．
求加速电压；
若离子恰从c点飞离电场，求a、c两点间的电势差Uac；
若离子从abcd边界上某点飞出时的动能为，求此时匀强电场的场强大小E．
【答案】 解：对直线加速过程，根据动能定理，有：
解得：
；
设此时场强大小为，则：
ab方向，有：
ad方向，有：
又，
解得：；
根据可知，离子射出电场时的速度，方向与ab所在直线的夹角为，即，
根据，
可得，则离子应该从bc边上的某点飞出，
ab方向，有：
ad方向，有：
解得：
根据动能定理，有：
解得：。
【解析】本题关键是明确粒子的运动是类似平抛运动，然后根据类似平抛运动的分运动公式列式求解，不难。
对直线加速过程运用动能定理列式求解即可；
粒子做类似平抛运动，根据类平抛运动的分位移公式列式求解即可；
粒子做类似平抛运动，根据类平抛运动的分速度公式和分位移公式列式，再结合动能定理列式，最后联立求解即可。
18. (15分)如图所示,CD左侧存在场强大小为E=,方向水平向左的匀强电场,一个质量为m、电荷量为q的光滑绝缘小球,从底边BC长L,倾角α=53°的直角三角形斜面顶端A点由静止开始下滑,运动到斜面底端C点后进入一细圆管内(C处为一小段长度可忽略的圆弧,圆管内径略大于小球直径),恰能到达D点,随后从D离开后落回到斜面P点,重力加速度为g(sin 53°=0.8,cs 53°=0.6)。
(1)求DA两点间的电势差UDA;
(2)求圆管半径r;
(3)求小球从D点运动到P点的时间t。
【解析】(1)WAD=-EqL=-mgL=-WDA
UDA=或UDA=EL①
解得UDA=②
(2)由恰好过D点,判断vD=0③
根据动能定理从A到D过程
mg(Ltan 53°-2r)-EqL=0④
解得r=⑤
(3)由于mg=Eq,小球进入电场与水平方向成53°角斜向下做匀加速直线运动。设到达P处水平位移为x,竖直位移为y,则有x=y
xtan 53°+y=2r⑥
解得x=,y=⑦
竖直方向自由落体有y=gt2⑧
解得t=⑨
答案:(1) (2) (3)