贞丰县2023-2024学年高二上学期第一次月考
物理
(考试时间:120 满分:100分)
注意事项:
1.答题前填写好自己的姓名、玨级、考号等信息;
2.请将答案正确填写在答题卡。
第Ⅰ卷 选择题(共40分)
一、选择题(本大题共9小题。每小题4分。第1 7小题只有一项符合题目要求,第8 9小题有多项符合题目要求。全部选对的得6分,选对但不全的得3分,有选错的得0分。)
1. 下列是某同学对电场中的概念、公式的理解,其中正确的是( )
A. 根据电场强度的定义式,电场中某点的电场强度与试探电荷的电荷量成反比
B. 根据电容的定义式,电容器的电容与所带电荷量成正比,与两极板间的电压成反比
C. 根据真空中点电荷电场强度公式,电场中某点电场强度与场源电荷的电荷量成正比
D. 根据公式,带电量为1C的正电荷,从A点移动到B点克服电场力做功为1J,则A、B点的电势差为1V
2. 如图(甲)所示中,AB是一个点电荷形成的电场中的一条电场线,图(乙)则是放在电场线上P、Q处检验电荷所受电场力的大小与其电荷量间的函数图象,电场方向由A指向B,由此可以判断( )
A. 场源电荷是正电荷,位于A侧 B. 场源电荷是正电荷,位于B侧
C. 场源电荷是负电荷,位于A侧 D. 场源电荷是负电荷,位于B侧
3. 如图所示,在正方形四个顶点分别放置一个点电荷,所带电荷量已在图中标出,则下列四个选项中,正方形中心处场强最大的是 ( )
A.
B.
C.
D.
4. 如图所示,A、B是匀强电场中相距4cm的两点,其连线与电场方向的夹角为60°,两点间的电势差为20V,则电场强度大小为( )
A. 5V/m B. 50V/m C. 1×102V/m D. 1×103V/m
5. 图中虚线所示为静电场中的等势面1、2、3、4,相邻的等势面之间的电势差相等,其中等势面3的电势为0.一带正电的点电荷在静电力的作用下运动,经过a、b点时的动能分别为26 eV和5 eV.当这一点电荷运动到某一位置,其电势能变为-8 eV时,它的动能应为( )
A. 8 eV
B. 13 eV
C 20 eV
D. 34 eV
6. 用控制变量法,可以研究影响平行板电容器电容的因素,设两极板正对面积S,极板间的距离为d,极板所带电荷量为Q,静电计指针偏角为,实验中( )
A. 保持Q、S不变,增大d,则变小,C变小
B 保持d,S不变,增大Q,则变大,C变大
C. 保持Q,d不变,减小S,则变大,C变小
D. 保持Q、S、d不变,在两极板间插入电介质,则变小,C变小
7. 如图为某一电场的电场线,M、N、P为电场线上的三个点,M、N是同一电场线上两点,下列判断正确的是( )
A. M、N、P三点中M点的场强最大
B. M、N、P三点中M点的电势最高
C. 电子在M点电势能大于在N点的电势能
D. 正电荷从M点自由释放,电荷将沿电场线运动到N点
8. 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运动的轨迹,a、b、c为粒子的运动轨迹与等势线的交点,粒子只受电场力作用,则下列说法正确的是( )
A 粒子一定带正电
B. 粒子在a点和在c点的加速度相同
C. 粒子在a、c之间运动过程中的动能先增大后减小
D. 粒子在a点的电势能比在b点时的电势能大
9. 如图所示,两块大小、形状完全相同的金属平板平行放置,构成一平行板电容器,闭合开关S,给电容器充电.在两极板间有固定点P.用E表示两极板间的电场强度,φ表示P点的电势,下列说法正确的是( )
A. 保持S接通,上极板A不动,将下极板B缓慢向下移动稍许到B′,φ增大
B. 保持S接通,上极板A不动,将下极板B缓慢向下移动稍许到B′,E增大
C 若断开S,下极板B不动,将上极板A缓慢向下移动稍许到A′,则E不变
D. 若断开S,下极板B不动,将上极板A缓慢向下移动稍许到A′,φ减小
第Ⅱ卷 非选择题(共60分)
二、填空题(本大题共3小题,共24分)
10. 电量为的正点电荷放入电场中A点,受到作用力为,方向向右,则该点的场强为____________,方向_________.若把另一电荷放在该点受到力为,方向向左,则这个电荷的电量为___ C.
11. 将一个电量 -2×10-8 C的点电荷,从零电势点O移到M点需克服电场力做功4×10-8J,则M点电势φM=________;若将该电荷从M点再移至N点,电场力做功1.4×10-7J,则N点电势φN=_______。
12. 将一电量为的电荷从电场中的点移到点,电场力做功为,则、两点的电势差__________;再把这个电荷从点移到点,电场力做功,则、两点的电势差__________;、、三点中电势最高的点的是__________点。
三、计算题(本大题2道题,共36分.解答时应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤.只写出最后答案的不能得分.有数值计算的题,答案中必须明确写出数值和单位)
13. 如图所示,质量为m、电荷量为e的粒子从A点以v0的速度垂直电场线沿直线AO方向射入匀强电场,由B点飞出电场时速度方向与AO方向成45°角,已知AO的水平距离为d,不计重力,求:
(1)从A点到B点所用的时间;
(2)粒子在B点的速度大小;
(3)匀强电场的电场强度大小.
14. 如图在真空中存在着竖直向下的匀强电场,场强为E.一根绝缘细线长为L,一端固定在图中的O点,另一端固定有一个质量为m、带电量为+q、可视为点电荷的小球,O点距离地面的高度为H,将小球拉至与O点等高的位置A处从静止释放.求:
(1)小球运动到O点正下方B点时的速度大小
(2)此刻细线对B点处的小球的拉力大小
(3)若小球通过B点时,细线恰好断开,求小球落地点与O点的水平位移x.
贞丰县2023-2024学年高二上学期第一次月考
物理 答案解析
(考试时间:120 满分:100分)
注意事项:
1.答题前填写好自己的姓名、玨级、考号等信息;
2.请将答案正确填写在答题卡。
第Ⅰ卷 选择题(共40分)
一、选择题(本大题共9小题。每小题4分。第1 7小题只有一项符合题目要求,第8 9小题有多项符合题目要求。全部选对的得6分,选对但不全的得3分,有选错的得0分。)
1. 下列是某同学对电场中概念、公式的理解,其中正确的是( )
A. 根据电场强度的定义式,电场中某点的电场强度与试探电荷的电荷量成反比
B. 根据电容的定义式,电容器的电容与所带电荷量成正比,与两极板间的电压成反比
C. 根据真空中点电荷电场强度公式,电场中某点电场强度与场源电荷的电荷量成正比
D. 根据公式,带电量为1C的正电荷,从A点移动到B点克服电场力做功为1J,则A、B点的电势差为1V
【答案】C
【解析】
【详解】A.电场强度取决于电场本身,与有无试探电荷无关,电场强度的定义式,只是为研究电场的性质方便,而定义的,A错误;
B.电容器的电容是描述电容器容纳电荷多少的物理量,电容大小取决于电容器的本身,不能理解成电容器的电容与所带电荷量成正比,与两极板间的电压成反比,B错误;
C.电场中某点电场强度是由场源电荷决定的,所以由真空中点电荷电场强度公式,可知电场中某点电场强度与场源电荷的电荷量成正比,与该点到场源电荷的距离的平方成反比,C正确;
D.由公式,可知带电量为1C的正电荷,从A点移动到B点克服电场力做功为1J,即电场力做功是 1J,则有
则A、B点的电势差为 1V,D错误。
故选C。
2. 如图(甲)所示中,AB是一个点电荷形成的电场中的一条电场线,图(乙)则是放在电场线上P、Q处检验电荷所受电场力的大小与其电荷量间的函数图象,电场方向由A指向B,由此可以判断( )
A. 场源电荷是正电荷,位于A侧 B. 场源电荷是正电荷,位于B侧
C. 场源电荷是负电荷,位于A侧 D. 场源电荷是负电荷,位于B侧
【答案】A
【解析】
【详解】由电场强度的定义式得:F=Eq,则知:F-q图象的斜率表示电场强度大小,图线Q的斜率小于P的斜率,说明Q处场强小于P处的场强,该电场是由点电荷产生的,说明Q距离场源较远,即场源位置位于A侧;因为电场线的方向由A指向B,因此为正电荷。
故选A。
3. 如图所示,在正方形四个顶点分别放置一个点电荷,所带电荷量已在图中标出,则下列四个选项中,正方形中心处场强最大的是 ( )
A.
B.
C.
D.
【答案】B
【解析】
【详解】根据点电荷电场强度公式,结合矢量合成法则,两个负电荷在正方形中心处场强为零,两个正点电荷在中心处电场强度为零,故A错误;同理,正方形对角线异种电荷电场强度,即为各自点电荷在中心处相加,因此此处的电场强度大小为,故B正确;正方形对角线的两负电荷的电场强度在中心处相互抵消,而正点电荷在中心处,叠加后电场强度大小为,故C错误;根据点电荷电场强度公式,结合叠加原理,则有在中心处的电场强度大小,故D错误.所以B正确,ACD错误.
4. 如图所示,A、B是匀强电场中相距4cm的两点,其连线与电场方向的夹角为60°,两点间的电势差为20V,则电场强度大小为( )
A. 5V/m B. 50V/m C. 1×102V/m D. 1×103V/m
【答案】D
【解析】
【分析】由匀强电场中电势差和电场强度的关系求解电场强度E.
【详解】由题知,,,根据匀强电场中电势差和电场强度的关系:,得:,故选D.
【点睛】本题关键掌握匀强电场中电势差与场强的关系式U=Ed,要知道d是两点沿电场线方向的距离,该公式只适用于匀强电场.
5. 图中虚线所示为静电场中的等势面1、2、3、4,相邻的等势面之间的电势差相等,其中等势面3的电势为0.一带正电的点电荷在静电力的作用下运动,经过a、b点时的动能分别为26 eV和5 eV.当这一点电荷运动到某一位置,其电势能变为-8 eV时,它的动能应为( )
A. 8 eV
B. 13 eV
C. 20 eV
D 34 eV
【答案】C
【解析】
【详解】由题意,电荷经过a、b点时的动能分别为26eV和5eV,动能减小为21eV.而相邻的等势面之间的电势差相等,电荷在相邻等势面间运动时电场力做功相等,电势能变化量相等,则电荷从3等势面到4等势面时,动能减小7eV,电势能增大,等势面3的电势为0,电荷经过b时电势能为7eV,又由题,电荷经b点时的动能为5eV,所以电荷的总能量为E=Ep+Ek=7eV+5eV=12eV,其电势能变为-8eV时,根据能量守恒定律得到,动能应为20eV.
A.8 eV,与结论不相符,选项A错误;
B.13 eV,与结论不相符,选项B错误;
C.20 eV,与结论相符,选项C正确;
D.34 eV,与结论不相符,选项D错误;
6. 用控制变量法,可以研究影响平行板电容器电容的因素,设两极板正对面积S,极板间的距离为d,极板所带电荷量为Q,静电计指针偏角为,实验中( )
A. 保持Q、S不变,增大d,则变小,C变小
B. 保持d,S不变,增大Q,则变大,C变大
C. 保持Q,d不变,减小S,则变大,C变小
D. 保持Q、S、d不变,在两极板间插入电介质,则变小,C变小
【答案】C
【解析】
【详解】A.根据电容的决定式得知,电容与极板间距离成反比,当保持Q、S不变,增大d时,电容C减小,因电容器的电量Q不变,由电容的定义式分析可知板间电势差增大,则静电计指针的偏角变大,故A错误;
B.当保持d、S不变,增大Q时,根据电容的决定式得知,电容C不变,由电容的定义式分析可知板间电势差增大,则变大,故B错误;
C.根据电容的决定式得知,电容与极板的正对面积成正比,当保持d不变,减小S时,电容C减小,电容器极板所带的电荷量Q不变,则由电容的定义式分析可知板间电势差增大,静电计指针的偏角变大,故C正确;
D.当保持Q、S、d不变,在两极板间插入电介质,根据电容的决定式得知,电容C变大,而由电容的定义式分析可知板间电势差减小,则变小,故D错误。
故选C。
7. 如图为某一电场的电场线,M、N、P为电场线上的三个点,M、N是同一电场线上两点,下列判断正确的是( )
A. M、N、P三点中M点的场强最大
B. M、N、P三点中M点的电势最高
C. 电子在M点的电势能大于在N点的电势能
D. 正电荷从M点自由释放,电荷将沿电场线运动到N点
【答案】B
【解析】
【分析】
【详解】A.电场线的疏密反映了场的强弱,N点处电场线最密,所以N点场强最大,故A错误;
B.顺着电场线的方向,电势降低,所以M点的电势最高,故B正确;
C.根据
可知,负电荷在M点电势能小于在N点的电势能,故C错误;
D.在M点静止释放,正电荷在电场力的作用下运动,但是运动轨迹并不沿电场线,故D错误。
故选B。
8. 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运动的轨迹,a、b、c为粒子的运动轨迹与等势线的交点,粒子只受电场力作用,则下列说法正确的是( )
A. 粒子一定带正电
B. 粒子在a点和在c点的加速度相同
C. 粒子在a、c之间运动过程中的动能先增大后减小
D. 粒子在a点电势能比在b点时的电势能大
【答案】CD
【解析】
【详解】由粒子的运动轨迹可知,粒子的电性与场源电荷的电性相反,但不能确定粒子的电性,选项A错误;粒子在a点和在c点所受的电场力大小相同,方向不同,则加速度大小相同,方向不同,选项B错误;粒子在a、c之间运动过程中,电场力先做正功,后做负功,则粒子的动能先增大后减小,选项C正确;从b到a电场力做负功,电势能变大,则粒子在a点的电势能比在b点时的电势能大,选项D正确;故选CD.
点睛:本题中解题的关键在于曲线的弯曲方向的判断,应掌握根据弯曲方向判断受力方向的方法;本题中告诉的是等势面,很多同学由于思维定势当成了电场线从而出现错解.
9. 如图所示,两块大小、形状完全相同的金属平板平行放置,构成一平行板电容器,闭合开关S,给电容器充电.在两极板间有固定点P.用E表示两极板间的电场强度,φ表示P点的电势,下列说法正确的是( )
A. 保持S接通,上极板A不动,将下极板B缓慢向下移动稍许到B′,φ增大
B. 保持S接通,上极板A不动,将下极板B缓慢向下移动稍许到B′,E增大
C. 若断开S,下极板B不动,将上极板A缓慢向下移动稍许到A′,则E不变
D. 若断开S,下极板B不动,将上极板A缓慢向下移动稍许到A′,φ减小
【答案】AC
【解析】
【详解】保持S接通,则两板间的电势差不变,上极板A不动,将下极板B缓慢向下移动稍许到B′,导致d增大,由可知,两极板间的电场的电场场强减小,则P到上极板的电势差减小,因此P点的电势升高,故A正确,B错误;断开S,下极板B不动,将上极板A缓慢向下移动稍许到A′,因两板上所带电量不变,减小距离d,电容增大,由,及,则可知E不变,故C正确;由上分析可知,因电场强度不变,当将上极板A缓慢向下移动稍许到A′,而P到B极板间的电势差不变,则其电势不变,故D错误;故选AC.
【点睛】电容器的动态分析重点在于明确电容器的两种状态:充电后断开则极板上的电量不变;和电源相连,则两板间的电势差不变.
第Ⅱ卷 非选择题(共60分)
二、填空题(本大题共3小题,共24分)
10. 电量为的正点电荷放入电场中A点,受到作用力为,方向向右,则该点的场强为____________,方向_________.若把另一电荷放在该点受到力为,方向向左,则这个电荷的电量为___ C.
【答案】 ①. 200 ②. 向右 ③.
【解析】
【详解】[1] [2]A点的场强
方向:向右.
[3]把另一电荷放在该点时,场强不变,由
得
11. 将一个电量 -2×10-8 C的点电荷,从零电势点O移到M点需克服电场力做功4×10-8J,则M点电势φM=________;若将该电荷从M点再移至N点,电场力做功1.4×10-7J,则N点电势φN=_______。
【答案】 ①. -2V ②. 5V
【解析】
【分析】
【详解】[1]由题意可知,从O点移到M点电场力做功W=-4×10-8J,根据公式W=qU可知
UOM=0-φM=2V
故
φM=-2V
[2]将电量-2×10-8C的点电荷从M点再移至N点电场力做功1.4×10-7J,根据公式W=qU可知
UMN=φM-φN=-7V
故
φN=5V
12. 将一电量为的电荷从电场中的点移到点,电场力做功为,则、两点的电势差__________;再把这个电荷从点移到点,电场力做功,则、两点的电势差__________;、、三点中电势最高的点的是__________点。
【答案】 ①. ②. ③.
【解析】
【详解】[1]根据电场力做功,解得
即
[2]根据电场力做功,解得
即
[3]根据题意可知
即
综上所述
故最高点是点。
三、计算题(本大题2道题,共36分.解答时应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤.只写出最后答案的不能得分.有数值计算的题,答案中必须明确写出数值和单位)
13. 如图所示,质量为m、电荷量为e的粒子从A点以v0的速度垂直电场线沿直线AO方向射入匀强电场,由B点飞出电场时速度方向与AO方向成45°角,已知AO的水平距离为d,不计重力,求:
(1)从A点到B点所用的时间;
(2)粒子在B点速度大小;
(3)匀强电场的电场强度大小.
【答案】(1) (2) v0(3)
【解析】
【详解】(1)粒子从A点以v0的速度沿垂直电场线方向射入电场,
水平方向做匀速直线运动,则有:
解得:
(2)由牛顿第二定律得:
将粒子射出电场的速度v进行分解,则有 vy=v0tan45°=v0
根据速度时间关系:vy=at
联立解得:
(3)由动能定理得:
解得:
14. 如图在真空中存在着竖直向下的匀强电场,场强为E.一根绝缘细线长为L,一端固定在图中的O点,另一端固定有一个质量为m、带电量为+q、可视为点电荷的小球,O点距离地面的高度为H,将小球拉至与O点等高的位置A处从静止释放.求:
(1)小球运动到O点正下方B点时的速度大小
(2)此刻细线对B点处的小球的拉力大小
(3)若小球通过B点时,细线恰好断开,求小球落地点与O点的水平位移x.
【答案】(1)(2)3(mg+qE)(3)
【解析】
【详解】(1)从A到B过程,由动能定理得:
小球到达B点时的速度为:
(2)在B点,由牛顿第二定律得:,解得:;
(3)对小球在绳断开后的类平抛运动:
由牛顿第二定律有:
竖直方向上有:
水平方向上有:,联立解得:.
点睛:本题考查了动能定理以及牛顿第二定律,知道小球做圆周运动沿半径方向上的合力提供向心力,注意类平抛运动的处理方法.
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