2022-2023学年河南省濮阳市南乐县第一高级中学高二上学期第一次月考物理试题含解析

2022-2023学年河南省濮阳市南乐县第一高级中学高二上学期第一次月考物理试题一、单选题（每题4分）

1. 反天刀是生活在尼罗河的一种鱼类，沿着它身体的长度方向分布着电器官，这些器官能在鱼周围产生电场，如图为反天刀周围的电场线分布示意图，A、B、C为电场中的点，则下列说法中正确的是（　　）

A. 反天刀尾部带正电

B. B点电势高于C点电势

C. B点和C点的电场强度可能相同

D. 将一负电荷从A点沿虚线移到C点，电场力对其做负功

【答案】B

【解析】

【详解】A．反天刀尾部的电场线指向电荷本身，故尾部带负电，A错误；

B．沿着电场线方向电势降低，故B点电势高于C点电势，B正确；

C．电场线的切线方向表示场强方向，由图可知，B点和C点的场强方向不同，故电场强度不相同，C错误；

D．将一负电荷从A点沿虚线移到C点，电场力对其做正功，D错误。

故选B。

2. 如图所示，图中虚线为某静电场中的等差等势线，实线为某带电粒子在该静电场中的运动轨迹，a、b、c为粒子的运动轨迹和等势线的交点，粒子只受电场力作用，以下说法正确的是（　　）

A. a点的电场强度大于b点的电场强度

B. 粒子在a点的动能比在b点的动能小

C. 粒子在a点和c点的速度相同

D. 粒子在b点的电势能比在c点的电势能大

【答案】D

【解析】

【详解】A．根据等势线的越密，场强越强的特点，则a点的电场强度小于b点的电场强度，所以A错误；

B．由于曲线运动的特点合外力指向轨迹弯曲的一面，所以粒子从a到b过程，电场力做负功，则粒子在a点的动能比在b点的动能大，所以B错误；

C．a点与c点处于同一等势线上，从a点再到c的过程中电场力不做功，粒子在a点和c点的速度大小相同，但是方向不同，所以C错误；

D．粒子从b到b′过程电势能不变，从b′到c点电场力做正功，电势能减小，则粒子在b点的电势能比在c点的电势能大，所以D正确；

故选D。

3. 如图所示，空间有一圆锥，点、分别是两母线的中点。现在顶点处固定一带正电的点电荷，下列说法中正确的是（　　）

A. 、两点的电场强度相同

B. 将一带负电的试探电荷从B点沿直径移到点，其电势能先减小后增大

C. 平行于底面且圆心为的截面为等势面

D. 若点电势为，点的电势为，则连线中点处的电势等于

【答案】B

【解析】

【详解】A．、两点的电场强度大小相同，方向不同，A错误；

B．将带负电的试探电荷从B点沿直径移到点过程中，电场力先做正功，后做负功，电势能先减小后增大，B正确；

C．处固定的带正电的点电荷产生的等势面是以为圆心的球面，不是以圆心为的截面，C错误；

D．由于CB间的场强小于AC间的场强，由

得CB间的电势差小于AC间的电势差

又因为、到O点的距离相等，所以，同理可得，C为AB中点，则有

D错误；

故选B。

4. 如图所示，直角三角形处于匀强电场中，电场方向与三角形所在平面平行，D为A，C连线的中点，，。将电荷量的粒子从A点移到C点，静电力做功；再将该粒子从C点移到B点，其电势能减少。下列说法正确的是（　　）

A. A，C两点间的电势差 B. A，B，C三点中B点电势最低

C. 过B点的电场线方向由D指向B D. 匀强电场的电场强度为

【答案】D

【解析】

【分析】

【详解】A．根据电势差的定义公式有

所以A错误；

B．将该粒子从C点移到B点，其电势能减少，则静电力做功为，根据电势差的定义公式有

由于

，

则有

，

所以A，B，C三点中C点电势最低，则B错误；

C．由于

，

由于D为A，C连线的中点，根据匀强电场的电势差分布特点，可知

则B、D两点电势相等，BD在同一等势线上，所以过B点的电场线方向垂直BD指向下方，则C错误；

D．过A点BD的垂线交BD于点H，则有

由场强公式可得

所以D正确；

故选D。

5. 在图示电路中，A、B为两块正对的水平金属板，G为静电计。开关S闭合后，静电计指针张开一个角度，板间的带电油滴悬浮在两板之间静止不动。下列说法正确的是（　　）

A. 若仅将A板竖直向下缓慢平移一些，则静电计指针的张角将减小

B. 若仅将A板竖直向下缓慢平移一些，则油滴将向下运动

C. 若断开S，且紧贴B板上部放入一金属板（不会碰到油滴），则油滴向下运动

D. 若断开S，且仅将A板水平向右缓慢平移一些，则油滴将向上运动

【答案】D

【解析】

【详解】A．若仅将A板竖直向下缓慢平移一些，由于静电计测定电源两极间电势差，则其指针的张角不变，故A错误；

B．电容器两极板间电压不变，将A板竖直向下平移，板间距离减小，根据

分析可知电容器极板间场强增大，油滴受到的电场力增大，则油滴将向上运动，故B错误；

C．断开S，电容器带电量不变，紧贴B板上部放入一金属板（不会碰到油滴），相当于板间距离减小，根据电容决定式

电场强度

电容定义式

联立可得

则有电场强度与间距d无关，所以A，B板间的电场强度不变，油滴向不会运动，故C错误；

D．断开S，且仅将A板水平向右缓慢平移一些，电容器的电容减小，而电容器带电量不变，根据

可知，板间电压增大，根据

分析可知电容器极板间场强增大，油滴受到的电场力增大，则油滴将向上运动，故D正确。

故选D。

6. 如图，空间存在一匀强电场（未画出），电场方向与坐标平面平行，以原点为圆心、cm为半径的圆周上任意一点的电势（V），为、两点的连线与轴正方向所成的角，A、、、为圆与坐标轴的交点。关于场强的大小和方向，下列判断正确的是（　　）

A. 场强大小为400 V/m，方向沿轴负方向

B. 场强大小为，方向沿轴负方向

C. 场强大小为400 V/m，方向沿轴正方向

D. 场强大小为，方向沿轴正方向

【答案】A

【解析】

【分析】

【详解】由题意可知，在圆与坐标轴的四个交点处的电势分别为

、、、

由于

即、处于同一等势面上，可知电场线与、的连线垂直，根据匀强电场的场强与电势差的关系，有

方向沿轴负方向，故A正确，BCD错误。

故选A。

7. 下列说法中正确的是(　　)

A. 在电场中，电场强度大的点，电势必定高

B. 电荷置于电势越高的点，其所具有的电势能也越大

C. 电场中电场强度大的地方，沿电场线方向电势降落快

D. 一带电粒子只受电场力作用在电场中运动时，电势能一定变化

【答案】C

【解析】

【详解】A、电场线密处，电场强度大，而电场线方向不确定，故无法判断电势高低，电势就不一定高，故A错误；
B、正电荷置于电势越高的点，其所具有的电势能也越大，负电荷置于电势越高的点，其所具有的电势能也越小；故B错误；
C、电场中电场强度大的地方，沿电场线方向电势降落快．故C正确．
D、一带电粒子只受电场力作用在电场中运动时，电势能不一定变化，如电子绕原子核做匀速圆周运动时电势能不会变化，故D错误．

点睛：电场线的疏密表示电场强度的相对大小，电场线的方向反映电势的高低，则电场强度与电势没有直接关系．

8. 如图所示，在等边三角形ABC的三个顶点上固定三个点电荷，其中A点位置的点电荷带电量为+Q，B、C两点位置的点电荷带电量均为-Q，在BC边的中垂线上有P、M、N三点，且PA=AM=MN，关于三点的场强和电势（取无穷远处电势为零），下列说法不正确的是(     )

A. M点的场强大于P点的场强

B. MN之间某点的场强可能为零

C. N点的场强方向沿中垂线向下

D. P点的电势高于M点的电势

【答案】C

【解析】

【详解】A.点电荷的电场如图所示：

正电荷在P、M两点处产生的场强大小相等为（d为PA、AM、MN的距离）；而两负电荷在P点处的合场强向下，在M点场强为零；所以；故A正确，不符合题意；

BC.正电荷在N点的场强，两负电荷在N点的场强，故N点合场强向上且可知在M、N之间某点场强可能为零，故B正确，不符合题意；C错误，符合题意；

D.由场强叠加可知A、M之间的场强均大于A、P之间的场强，所以，所以，故D正确，不符合题意．

9. 如图所示，水平金属板A、B分别与电源两极相连，带电油滴处于静止状态．现将B板右端向下移动一小段距离，两金属板表面仍均为等势面，则该油滴（   ）

A. 仍然保持静止 B. 竖直向下运动

C. 向左下方运动 D. 向右下方运动

【答案】D

【解析】

【详解】本题考查平行板电容器的电场及电荷受力运动的问题，意在考查考生分析问题的能力．两极板平行时带电粒子处于平衡状态，则重力等于电场力，当下极板旋转时，板间距离增大场强减小，电场力小于重力；由于电场线垂直于金属板表面，所以电荷处的电场线如图所示，所以重力与电场力的合力偏向右下方，故粒子向右下方运动，选项D正确．

点睛：本题以带电粒子在平行板电容器电场中的平衡问题为背景考查平行板电容器的电场及电荷受力运动的问题，解答本题的关键是根据电场线与导体表面相垂直的特点，B板右端向下，所以电场线发生弯曲，电场力方向改变．

二、多选题（每题6，少选3分，错选零分。）

10. 下列四个电场中，a、b两点电场强度不相同的是（　　）

A.  B.

C.  D.

【答案】ABC

【解析】

【详解】A．a、b两点电场强度大小相等，方向不相同，故A正确；

B．a、b两点电场强度大小相等，方向不相同，故B正确；

C．a、b两点电场强度方向相同，大小不相等（电场线密度不同），故C正确；

D．该电场为匀强电场，则a、b两点电场强度相同，故D错误。

故选ABC。

11. 如图甲所示为电场中的一条电场线，在电场线上建立坐标轴，则坐标轴上0~x2间各点的电势分布如图乙所示，则（　　）

A. 在0~x2间，场强方向没有发生变化

B. 在0~x2间，场强先减小后增大

C. 若一负电荷从O点运动到x2点，电势能逐渐减小

D. 从O点由静止释放一仅受电场力作用的正电荷，则该电荷在0~x2间一直做加速运动

【答案】AD

【解析】

【详解】A．φ-x图象的切线斜率表示电场强度，故在0~x2间，场强方向没有发生变化，故A正确；

B．φ-x图象的切线斜率表示电场强度，在0~x2间，斜率先变大后变小，故场强先增大后减小，故B错误；

C．由图看出，在0~x2间，电势逐渐降低，负电荷在电势低的地方电势能高，若一负电荷从O点运动到x2点，电势能逐渐升高。故C错误；

D．从O点静止释放一仅受电场力作用的正电荷，受到的电场力方向与速度方向相同，做加速运动，即该电荷在O～x2间一直做加速运动。故D正确。

故选AD。

12. 现有两个边长不等的正方形和，如图所示，且、、、间距相等。在、、、的中点分别放等量的点电荷，其中、的中点放的点电荷带正电，、的中点放的点电荷带负电，取无穷远处电势为零。则下列说法中正确的是（　　）

A. 点的电场强度和电势均为零

B. 把一正点电荷沿着的路径移动时，电场力所做的总功为零

C. 同一点电荷在、两点所受电场力不同

D. 将一负点电荷由点移到点，电势能增大

【答案】BD

【解析】

【分析】

【详解】A．上下两个正、负点电荷在点产生的电场强度向下，左右两个正、负点电荷在点产生的电场强度向右，根据矢量合成法则可知，点的电场强度不为零，方向为沿方向。在点处电势为零，A错误；

B．据对称性，、两点处电势相等，把一正点电荷沿着的路径移动时，电场力做的总功为零，B正确；

C．根据库仑定律和力的合成，同一点电荷在、两点所受电场力相同，C错误；

D．取无穷远处电势为零，点的电势为正，、、三点电势相等，均为零，则负点电荷从点移动到点，电场力做负功，所以电势能增大，D正确。

故选BD。

13. 如图所示，水平放置的两个平行的金属板A、B带等量的异种电荷，A板带正电荷，B板接地。两板间有一正试探电荷固定在C点，以C表示电容器的电容，U表示两板间的电势差，表示C点的电势，W表示正电荷在C点的电势能。若将B板保持不动，将正极板A缓慢向下平移一小段距离x（仍然在C点上方）的过程中，各物理量与正极板移动距离x的关系图像中，正确的是（　　）

A.  B.

C.  D.

【答案】CD

【解析】

【详解】A．据题意可得平行板电容器的电容

则C和x不是一次函数关系，选项A错误；

C．两极板的电势差

则U和x成一次函数关系，且x增大U减小，选项C正确；

B．两极板间的电场强度

可见板间场强不变，由于B板接地，则

可见C点电势不随x变化，选项B错误；

D．由于C点电势不变，所以正电荷在C点的电势能不变，选项D正确。

故选CD。

14. 如图所示，在光滑绝缘水平面上，两个带等量负电点电荷分别固定在A、B两点，O为AB连线的中点，MN为AB连线的垂直平分线．在MN上的C点由静止释放一个带正电的小球(可视为质点)，若不计空气阻力，则(　　)

A. C点的场强大于O点的场强，C点的电势高于O点的电势

B. 小球从C点运动至距离该点最远位置的过程中，其所经过各点所受的电场力先减小后增大

C. 小球从C点运动至距离该点最远位置的过程中，其电势能先减小后增大

D. 若在小球运动过程中，两个点电荷所带电荷量同时等量地缓慢增大，则小球往复运动过程中的最大速度将逐渐减小

【答案】AC

【解析】

【详解】根据等量同种点电荷电场线的分布情况和电场线的疏密和方向可知，C点的场强大于O点的场强，C点的电势高于O点的电势，故A正确；根据等量同种点电荷电场线的分布情况和电场线的疏密可知，从M到N点场强的变化有两种可能，或者先增大再减小再增大再减小，或者先减小再增大，故B错误；小球从C点运动至距离该点最远位置的过程中，由于开始时受到的电场力的方向向下，所以电场力先做正功后做负功，结合电场力做的功与电势差的变化之间的定量关系可知其电势能先减小后增大，故C正确；若在小球运动过程中，两个点电荷所带电荷量同时等量地缓慢增大，则带电小球在各处受到的电场力增大，所以小球往复运动过程中的最大速度将增大，故D错误．所以AC正确，BD错误．

三、解答题（要求：有必要的文字说明、主要步骤、方程式，只写结果不得分。）

15. 有两个带正电小球，电荷量分别为和，在真空中相距。如果引进第三个带电小球，正好使三个小球仅在静电力的作用下处于平衡状态，那么第三个小球应放在什么地方？带的是哪种电荷？电荷量是的几倍？

【答案】第三个小球带负电；应放在距离+Q为0.1m处；电荷量为Q的倍。

【解析】

【详解】三个自由带电小球平衡条件：三点共线，两大夹小，两同夹异，近小远大；根据上述规律可知，引入的第三个小球必须带负电，放在前两个小球的连线上且离+Q较近；设第三个小球带电量为q，放在距离+Q为x处，由平衡条件和库仑定律有

即

解得

以+Q为研究对象，由平衡条件得

解得

即电荷量为Q的倍。

16. 将带电荷量为6×10-6 C的负电荷从电场中的A点移到B点，克服静电力做了3×10-5 J的功，再从B点移到C点，静电力做了1.2×10-5 J的功，则：

（1）该电荷从A点移到B点，再从B点移到C点的过程中电势能共改变了多少？

（2）如果规定A点的电势能为零，则该电荷在B点和C点的电势能分别为多少？B点和C点的电势分别为多少？

（3）如果规定B点的电势能为零，则该电荷在A点和C点的电势能分别为多少？A点和C点的电势分别为多少？

【答案】（1）增加了1.8×10-5 J；（2）3×10-5 J；1.8×10-5 J；-5 V；-3 V；（3）-3×10-5 J；-1.2×10-5 J；5 V；2 V。

【解析】

【分析】

【详解】（1）根据功能关系，可知该电荷从A点移到B点，再从B点移到C点的过程中电势能共改变为

所以该电荷的电势能增加了1.8×10-5 J；

（2）如果规定A点电势能为零，由公式

得该电荷在B点的电势能为

同理，该电荷在C点的电势能为

两点的电势分别为

（3）如果规定B点的电势能为零，则该电荷在A点的电势能为

该电荷在C点的电势能为

两点的电势分别为

17. 如图，一质量、带电荷量的微粒以初速度大小竖直向上从点射入一水平向右的匀强电场，当微粒运动到比点高m的点时，速度大小为，方向水平。取，求：

(1)微粒的初速度大小；

(2)、两点间的电势差；

(3)匀强电场场强大小。

【答案】(1)2 m/s；(2)-400 V；(3)1000 V/m

【解析】

【分析】

【详解】(1)由题意可知，微粒在水平方向做初速度为零的匀加速直线运动，在竖直方向做匀减速直线运动。竖直方向有

代入数据得

(2)对微粒从点运动到点的过程，由动能定理得

代入数据得

(3)设微粒从点运动到点的时间为，沿电场线方向运动的距离为，则

竖直方向有

水平方向有

解得

m

匀强电场场强大小

18. 如图所示，在竖直平面内有一质量m=0.6 kg、电荷量q=+3×10-3 C的带电小球，用一根长L=0.2 m且不可伸长的绝缘轻细线系在一方向水平向右、分布的区域足够大的匀强电场中的O点。已知A、O、C三点等高，且OA=OC=L，若将带电小球从A点无初速度释放，小球到达最低点B时速度恰好为零，g取10 m/s2。

（1）求电场强度的大小E；

（2）求小球最大速度的大小vm；

（3）若将小球从C点无初速度释放，求小球到达A点时的速度vA。

【答案】（1）2×103V/m；（2）m/s；（3）2 m/s

【解析】

【详解】（1）对小球，A→B，根据动能定理有

mgL-qEL=0-0

解得

E=2×103V/m

（2）因为重力与电场力等大，故AB弧的中点为小球达到最大速度的位置，对小球，A→中点，根据动能定理有

解得

m/s

（3）小球从C点运动到B点做匀加速直线运动，，有

m/s

到达B点后细线绷直有机械能的损失

m/s

对小球，B→A，根据动能定理有

解得

m/s