福建省宁德市博雅培文学校2023-2024学年高二上学期9月月考物理试题

2023-2024博雅培文学校高二9月月考物理试卷

命题：李鹏飞 审卷：韩俊强

一、单选题（每题4分）

1．如图所示，在真空中，把一个绝缘导体向带负电的球慢慢靠近，关于绝缘导体两端的电荷，下列说法中不正确的是（　　）

A．两端的感应电荷越来越多

B．两端的感应电荷是同种电荷

C．两端的感应电荷是异种电荷

D．两端的感应电荷电荷量相等

2．如图所示，同一直线上的三个点电荷q1、q2、q3，恰好都处在平衡状态，除相互作用的静电力外不受其他外力作用。已知q1、q2间的距离是q2、q3间距离的2倍。下列说法正确的是（  ）

A．若q1、q3为正电荷，则q2为负电荷

B．若q1、q2为负电荷，则q3为正电荷

C．q1:q2:q3=36:4:9

D．q1:q2:q3=9:4:36

3．电场强度的定义式为 ，点电荷的场强公式为 ，下列说法中正确的是（　　）

A． 中的场强E是电荷q产生的

B． 中的场强E是电荷Q产生的

C． 中的F表示单位正电荷的受力

D． 和 都只对点电荷适用

4．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．电场中电场强度大的地方，沿电场线方向电势降落快

C．电荷置于电势越高的点，其所具有的电势能也越大

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

二、多选题（每题6分，错选不得分）

5．如图所示，MN是一负点电荷产生的电场中的一条电场线。一个带负电的粒子(不计重力)从a到b穿越这条电场线的轨迹如图中虚线所示。下列结论正确的是（　　）

A．点电荷一定位于M点的左侧

B．带电粒子从a到b的过程中动能逐渐减小

C．带电粒子在a点的加速度小于在b点的加速度

D．带电粒子在a点时具有的电势能大于在b点时具有的电势能

6．如图所示是两个等量异种点电荷，周围有1、2、3、4、5、6各点，其中1、2之间距离与2、3之间距离相等，2、5之间距离与2、6之间距离相等，两条虚线互相垂直且平分，那么关于各点电场强度和电势的叙述错误的是（　　）

A．1、3两点电场强度相同 B．5、6两点电场强度相同

C．4、5两点电势不相同 D．1、3两点电势相同

7．空间某一静电场的电势在轴上分布如图所示，轴上两点B、C点电场强度在方向上的分量分别是、，下列说法中正确的有

A．的大小大于的大小

B．的方向沿轴正方向

C．电荷在点受到的电场力在方向上的分量最大

D．负电荷沿轴从移到的过程中，电场力先做正功，后做负功

8．如图所示，实线为方向未知的三条电场线，a、b两带电粒子从电场中的O点以相同的初速度飞出。仅在电场力作用下，两粒子的运动轨迹如图中虚线所示，则（   　）

A．a一定带正电，b一定带负电 B．a加速度减小，b加速度增大

C．a电势能减小，b电势能增大 D．a和b的动能一定都增大

三、填空题（每空2分）

9．如图所示,为某电场的电场线和等势面分布情况,对于各点,电势最高的点是          点,电场强度最大的点是          点,将一正电荷从移至,电势能          ,将其从移至,电场力做功为          ．

10．如图所示，电荷量为+q的点电荷与均匀带电薄板相距为 2d，点电荷到带电薄板的垂线通过板的几何中心。若图中 a 点处的电场强度为零，则在图中 b 点处的电场强度大小为        ，方向        。（静电力常量为k）

11．α粒子的质量是质子质量的4倍，电荷量是质子电荷量的2倍，它们从静止起，经同一电场加速，获得的动能之比Eα∶EP＝        ，获得的速度之比vα∶vP＝        .

12．如图带电小颗粒质量为m，电荷量为q，以竖直向上的初速度v0自A处进入方向水平向右的匀强电场中.当小颗粒到达B处时速度变成水平向右，大小为2v0，那么，该处的场强E为        ，A、B间的电势差是        .

四、解答题（8 10 10 12）

13．如图所示，真空中，带电荷量分别为 + Q和 - Q的点电荷A、B相距r，则：

（1）点电荷A、B在中点O产生的场强分别为多大？方向如何？

（2）两点电荷连线的中点O的场强为多大？

（3）在两点电荷连线的中垂线上，距A、B两点都为r的O′点的场强如何？

14．有一带电荷量q＝－3×10－6 C的点电荷，从电场中的A点移到B点时，克服静电力做功6×10－4 J，从B点移到C点时，静电力做功18×10－4 J。求：

（1）AB、BC、CA间电势差各为多少？

（2）如果B点电势为零，则A、C两点的电势各为多少？电荷在A、C两点的电势能各为多少？‍

15．如图所示，匀强电场的电场线与AC平行，把带电荷量10－8C的负电荷从A移至B的过程中，电场力做功6×10－8J，AB长6cm，AB与AC的夹角为60°．求：

(1)场强方向；

(2)设B处电势为1V，则A处电势为多少；

(3)A处的场强大小；

(4)电子在A点的电势能．

16．如图所示，在绝缘水平面上，相距L = 4 m的A、B两点处分别固定着两个电荷量相等的正点电荷，a、b是AB连线上的两点，其中，O为连线的中点，一质量为m=1kg、带电荷量为+q = +1C的小滑块（可以看作质点）以初动能Ek0=10 J从a点出发，沿直线AB向b点运动，其中小滑块第一次经过O点时的动能为初动能的n倍（n = 2），到达b点时动能恰好为零，小滑块最终停在O点， 重力加速度为g=10m/s2，求：

（1）小滑块与水平面间的动摩擦因数；

（2）O、b两点间的电势差；

（3）小滑块运动的总路程。

参考答案：

1．B

【详解】A．把一个绝缘导体向带负电的球慢慢靠近，绝缘导体两端的电荷越来越多，选项A正确，不符合题意；

BC．离带负电的球P较近的一端感应出正电荷，较远的一端感应出负电荷，即两端的感应电荷是异种电荷，选项B错误，符合题意；选项C正确，不符合题意；

D．据电荷量守恒知，两端的感应电荷电荷量相等，选项D正确，不符合题意。

故选B。

2．AC

【详解】A．若q1、q3为正电荷，根据电荷的性质，q2为负电荷时三点电荷都可受力平衡，若q2为正电荷，q1、q3不能受力平衡，则此时q2必为负电荷，A正确；

B．若q1、q2为负电荷，当q3为正电荷时，根据受力分析，q2、q3不能平衡，B错误；

CD．分别以q2和q3为分析对象进行受力分析有

，

解得

C正确，D错误。

故选AC。

3．B

【详解】ACD．公式中表示试探电荷所在位置的电场强度，F表示试探电荷受到的电场力，可以是正电荷也可以是负电荷，该公式适合任何电场强度的计算，故ACD错误；

B．公式 中的场强E是电荷Q产生的，该公式只适合点电荷电场的计算。故B正确。

故选B。

【点睛】公式 是电场强度的定义式，E由电场本身决定，与试探电荷无关，该式适用任何电场。公式 是真空中点电荷的电场强度的计算式，Q是场源电荷。

4．B

【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.电场中电场强度大的地方，沿电场线方向电势降落快；故B正确.

C.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C错误.

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.

5．AD

【详解】AC．因为都是负电荷，它们之间是排斥力，可以判断点电荷一定位于M点的左侧，由于a点离场源电荷较近，则a点的场强大，带电粒子在a点的加速度也大，故A正确，C错误；

B．由于该粒子只受电场力作用且做曲线运动，电场力指向轨迹的内侧，电场力方向大致向右，对带电粒子做正功，其动能增加，故B错误；

D．电场力对带电粒子做正功，电势能减小，则带电粒子在a点的电势能大于在b点的电势能，故D正确。

故选AD。

6．CD

【详解】A．等量异种点电荷电场线的分布具有对称性，1和3两点电场强度大小，方向均向左，即电场强度相同，故A正确；

B．根据对称性，5和6两点处电场线疏密程度相同，电场强度大小相等，方向都与此虚线垂直向左，则5和6两点电场强度相同，故B正确；

C．等量异种点电荷连线的中垂线是一条等势线，所以4、5两点电势相等，故C错误；

D．两点电荷连线上电场线方向从3指向1，则3的电势高于1的电势，故D错误。

本题选错误的，故选CD。

7．AD

【详解】A．本题的入手点在于如何判断和的大小，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磁场，用匀强磁场的处理方法思考，从而得到结论，此方法为微元法；需要对电场力的性质和能的性质由较为全面的理解．在B点和C点附近分别取很小的一段d，由图象，B点段对应的电势差大于

C点段对应的电势差，看做匀强电场有，可见，A正确；

BD．沿电场方向电势降低，在O点左侧，的方向沿x轴负方向，在O点右侧，的方向沿x轴正方向，负电荷从B移到C的过程中，电场力先做正功，后做负功，B错误D正确．

C．由图可知，O点处图象的斜率为零，故说明该点水平方向的场强最小，故电场力在水平方向上的分量最小，C错误；

8．BD

【详解】A．由运动轨迹如图可知，a、b做曲线运动，由于电场线方向未知，故a、b电性不能确定，A错误；

B．根据a、b两粒子做曲线运动轨迹弯曲程度及电场线的疏密可知，b所处的电场线变密，电场强度变强，所受的电场力在增大，加速度在增大；a所处的电场线变疏，电场强度变弱，所受的电场力在减小，加速度在减小，B正确；

CD．根据图知a、b两粒子的电场力、速度的夹角为锐角，电场力对电荷做正功，其动能都增大，其电势能都减小，C错误，D正确。

故选BD。

9．     D     D     增大     零

【分析】顺着电场线方向，电势逐渐降低，电场线的疏密可表示电场强度的相对大小；

根据电场力做功情况，根据功能关系可以判断电势能的变化；

【详解】由于沿着电场线电势降低，从而导致沿着电场线等势面的电势也是降低，而且B与C在同一等势面上，故四点电势高低关系为：，即D点电势最高；

由于电场线的疏密程度带电场的强弱程度，由于D点附近电场线密集，故D点场强最大；

将一正电荷由低电势A点移动到高电势B，则电场力做负功，电势能增大，将其从移至，由于B与C在同一等势面上，故电场力做功为零，即电场力不做功．

【点睛】解决本题的关键要掌握利用电场线来形象地描述电场，知道电场线的方向反映电势的高低，电场线的疏密表示电场强度的强弱，同时根据电场力做功情况来判断电势能的变化情况．

10．          水平向左

【详解】[1][2]根据电场强度的叠加原理可知，带电薄板带正电，且它在a点处产生电场的场强E1与点电荷在a点处产生电场的场强大小相等，即

点电荷在b点处产生电场的场强大小为

根据对称性可知，带电薄板在b点处产生电场的场强大小也为E1。所以b点处的电场强度大小为

方向水平向向左。

11．     2∶1    

【分析】两个粒子在加速电场中，只有电场力对它们做功，根据动能定理可得出动能表达式，从而求出动能之比，同时得出速度的表达式，再求解速度大小之比；

【详解】设任一粒子的质量为m，电量为q，加速电场的加速电场为U，根据动能定理得：

则可知，动能与电荷量成正比，故

；

由以上公式可得：

U相同，则知v与比荷的平方根成正比．α粒子的质量是质子P的4倍，电荷量是质子P的2倍，则它们比荷之比为：

故粒子和质子获得的速度大小之比为．

【点睛】带电粒子在加速电场中加速，无论是匀强电场还是非匀强电场，常常运用动能定理求解获得的速度，注意体会动能定理的正确应用是解题的关键．

12．         

【分析】粒子的运动可以看作水平方向初速度为零的匀加速直线运动和竖直方向竖直上抛运动的合成，根据竖直方向初速度和末速度求出粒子上升的高度和时间，分析水平方向和竖直方向位移的关系，求出粒子在水平方向的位移，由U=Ed求出电势差；

【详解】[1][2]．竖直方向：粒子做竖直上抛运动，运动时间为

水平方向上粒子做初速度为零的匀加速直线运动，水平位移为

在水平方向上，根据速度与位移的关系可知：

则整理可以得到：

则A、B之间的电势差

．

【点睛】本题考查灵活选择研究方法的能力，对于曲线运动，物体所受的是恒力，可以运用运动的合成和分解进行研究．

13．（1），方向由A→B，，方向由A→B；（2），方向由A→B；（3），方向平行于AB向右

【分析】分别求 + Q和 - Q在某点的场强大小和方向，然后根据电场强度的叠加原理，求出该点的合场强。

【详解】（1）如图甲所示

A、B两点电荷在O点产生的场强方向相同，均由A→B，A、B两点电荷在O点产生的电场强度大小

（2）O点的场强为

，方向由A→B

（3）如图乙所示

由矢量图所形成的等边三角形可知，O′点的场强

方向平行于AB向右。

14．（1）200V，-600V，400V；（2）200V，600V，-6×10-4 J，-1.8×10-3 J。

【详解】（1）电荷由A移向B克服电场力做功即电场力做负功，WAB=-6×10-4 J

电荷由B移到C电场力做正功，

故

UCA=UCB＋UBA=400V

（2）若φB=0，由

UAB=φA-φB

得

φA=UAB＋φB=200 V

由

UBC=φB-φC

得

电荷在A点的电势能

电荷在C点的电势能

15．(1)场强方向由C至A；(2) φA=－5 V；(3) E=200 V/m；(4) Ep=5 eV

【详解】(1)将负电荷从A移至B，电场力做正功，所以电荷所受电场力方向沿A至C，又因为是负电荷，场强方向与负电荷的受力方向相反，所以场强方向应为C至A方向．

(2)由W=qU得：

U==6 V

即A、B两点间电势差为6 V．沿电场线方向电势降低，B点电势高于A点电势．

U=φB－φA

φB=1 V

φA=φB－U=1 V－6 V=－5 V

即A点的电势为－5 V.

(3)如图所示

由B向AC作垂线交AC于D，D与B在同一等势面上．

UDA=UBA=U=6 V

沿场强方向A、B两点间距离为

AB·cos 60°=6 cm×=3 cm=0.03 m

所以

E==200 V/m.

(4)电子在A点的电势能

Ep=qφA=5 eV.

16．（1）0.5；（2）；（3）5m

【详解】（1）由

0为连线的中点知a、b关于O点对称，则a、b两点间的电势差

设小滑块与水平面间的摩擦力大小为f，在滑块从a点运动到b点的过程中，由动能定理得

又摩擦力

解得

（2）在滑块从O点运动到b点的过程中，由动能定理得

解得

（3）对于小滑块从a开始运动到最终在O点停下的整个过程，由动能定理得

又

解得