陕西 咸阳百灵中学2020-2021学年高二上学期第一次月考物理试题 Word版含解析

咸阳百灵学校2020~2021学年度第一学期第一次月考教学质量检测
高二物理试题
一、选择题（每题3分，共计30分）
1. 带电微粒所带的电荷量不可能是下列值中的(　　 )
A. －6.4×10－19C B. 2.4×10－19C C. －1.6×10－18C D. 4.0×10－17C
【答案】B
【解析】
【详解】最小的电荷量是，我们把这个最小的电荷量叫做元电荷，任何物体的带电量都是元电荷或是元电荷的整数倍，由于不是的整数倍，故B是不可能的．
故选B．
2. 关于摩擦起电现象，下列说法中正确的是（ ）
A. 摩擦起电是用摩擦的方法将其他物质变成了电荷
B. 摩擦起电是通过摩擦将一个物体中的电子转移到另一个物体上
C. 通过摩擦起电两个原来不带电的物体，一定带有等量异种电荷
D. 通过摩擦起电的两个原来不带电的物体，可能带有同种电荷
【答案】BC
【解析】
【详解】电荷既不能创生，也不能消灭，只能从物体的一部分转移到另一部分，或者从一个物体转移到另一个物体，在任何转移的过程中，电荷的总量保持不变；所以摩擦起电是通过摩擦将一个物体中的电子转移到另一个物体上，且通过摩擦起电的两个原来不带电的物体，一定带有等量异种电荷。
故选BC。
3. 关于点电荷的说法,正确的是(　　)
A. 只有体积很小的带电体,才能看作点电荷
B. 体积很大的带电体一定不能看作点电荷
C. 点电荷一定是电荷量很小的电荷
D. 两个带电的金属小球,不一定能将它们作为电荷集中在球心的点电荷处理
【答案】D
【解析】
【详解】点电荷是理想化模型，只有当体积、形状等对于研究问题没有影响，才可看作点电荷，因此不论电荷的体积多少还是电荷量由多少，只要带电体的大小和形状对研究的问题没用影响或者可忽略不计时才可看成点电荷，ABC错误，D正确
4. 真空中有两个点电荷，它们之间的静电力为F，如果保持它们所带的电荷量不变，将它们之间的距离增大为原来的2倍，则它们之间作用力的大小等于（ ）
A. F B. 2F C. D.
【答案】D
【解析】
【详解】由点电荷库仑力的公式可以得到，电量不变，将它们之间的距离增大为原来的2倍，库仑力将变为原来的，故D正确，A、B、C错误；
故选D．
5. 关于电势差的说法中，正确的是（　　）
A. 两点间的电势差等于电荷从其中一点移到另一点时，电场力所做的功
B. 1C电荷从电场中一点移动到另一点，如果电场力做了1J的功，这两点间的电势差就是1V
C. 在两点间移动电荷时，电场力做功的多少跟这两点间的电势差无关
D. 两点间的电势差的大小跟放入这两点间的电荷的电量成反比
【答案】B
【解析】
【详解】A．根据电势差定义公式分析得知：两点间的电势差等于单位正电荷从其中一点移到另一点时，电场力所做的功，故A错误；
B．根据电势差定义公式分析得知，1C电荷从电场中一点移动到另一点，如果电场力做了1J的功，这两点间的电势差就是1V，选项B正确；
C．根据WAB=UAB?q可知，在两点间移动电荷时，电场力做功的多少跟这两点间的电势差有关，选项C错误；
D．两点间的电势差是由电场本身决定的，与检验电荷无关，故D错误。
故选B。
6. 如图所示，在点电荷Q形成的电场中，已知a、b两点在同一等势面上，c、d两点在同一等势面上。甲、乙两个带电粒子的运动轨迹分别为acb和adb曲线，两个粒子经过a点时具有相同的动能，由此可以判断（　　）
A. 甲粒子c点时与乙粒子d点时具有相同的动能
B. 甲乙两粒子带异号电荷
C. 若取无穷远处为零电势，则甲粒子经过c点时的电势能小于乙粒子经过d点时的电势能
D. 两粒子经过b点时具有相同的动能
【答案】BCD
【解析】
【详解】A．由带电粒子的轨迹弯曲方向可知，Q对乙粒子有斥力，对甲粒子有引力，从a到c，电场力对乙做负功，动能减小，电场力对甲粒子做正功，动能增大，而两个粒子经过a点时具有相同的动能，故甲粒子经过c点时的动能大于乙粒子经过d点时的动能，故A错误；
B． 由上可知，甲与Q是异种电荷，乙与Q是同种电荷，故甲、乙两个粒子带异种电荷，故B正确；
C． 若取无穷远处为零电势，对甲粒子，从无穷远到c点，电场力做正功，电势能减小，所以甲粒子在c点电势能为负值；对乙粒子，从无穷远到d点，电场力做负功，电势能增大，故乙粒子在d点的电势能为正值，则甲粒子经过c点时的电势能小于乙粒子经过d点时的电势能，故C正确；
D． a、b位于同一等势面上，电势相等，从a到b电场力做功均为零，两个粒子经过a点时具有相同的动能，则两粒子经过b点时也具有相同的动能，故D正确。
故选：BCD。
7. 如图 ，绝缘光滑半圆环轨道放在竖直向下的匀强电场中，场强为E．在与环心等高处放有一质量为m、带电＋q的小球，由静止开始沿轨道运动，下述说法正确的是 （ ）

A. 小球在运动过程中机械能守恒
B. 小球经过环的最低点时速度最大
C. 小球经过环的最低点时对轨道压力为（mg＋Eq）
D. 小球经过环的最低点时对轨道压力为3（mg+ qE）
【答案】BD
【解析】
【分析】
小球运动过程中电场力做功，机械能不守恒．根据动能定理知小球经过环的最低点时速度最大．根据动能定理求出小球经过在最低点时的速度，由牛顿第二定律求出环对球的支持力，得到球对环的压力．
【详解】小球运动过程中电场力做功，机械能不守恒．故A错误．小球所受的电场力竖直向下，从最高点到最低点的过程中，合力做正功，则根据动能定理得知，动能增大，速度增大，所以小球经过环的最低点时速度最大．故B正确．小球从最高点到最低点的过程，根据动能定理得：（mg+qE）R=mv2；又由 N-mg-qE=m，联立解得：N=3（mg+qE）．根据牛顿第三定律得，小球经过环的最低点时对轨道压力N′=N=3（mg+qE）．故C错误，D正确．故选BD．
8. 如图所示，一绝缘的长为L、两端分别带有等量异种电荷的轻杆，电量的绝对值为Q，处在场强为E的匀强电场中，杆与电场线夹角为60°，若使杆沿顺时针方向转过60°（以杆上某一点为圆心转动），则下列叙述正确的是（　　）
A. 电场力不做功，两电荷电势能不变
B. 电场力做总功为QEL，两电荷的电势能减少
C. 电场力做的总功为QEL，两电荷的电势能增加
D. 电场力做的总功大小跟转轴位置有关
【答案】B
【解析】
【详解】设转动圆心到正电荷的距离为x，则到负电荷的距离为，转动到水平位置电场力对正电荷和负电荷都做正功，对正电荷做的功为
对负电荷做功
因此电场力做的总功为
电场力做正功，电势能减少
故选B。
9. 两个带电量均为Q的正电荷，固定于两点，它们连线的垂直平分线MN交其连线于O点，如图所示，现在MN上取a、b两点，且aO＝Ob，将电荷q从a移至b的过程中（　　）
A. 电场力一定先做正功后做负功
B. 电场力可能先做负功后做正功
C. 电场力一直做正功
D. 电场力一直做负功
【答案】B
【解析】
【详解】由题，Q是两个等量的正电荷，根据点电荷电场强度叠加原理可知，电场强度方向从O点向两边方向，电荷q从a移至b的过程中，若为+q，则电场力先做负功后做正功；若为-q，则先做正功后负功，故B正确，ACD错误；
故选B。
10. 如图所示，在A点放有电量为+Q的点电荷，在B点放有电量为－2Q的点电荷，在它们的连线上有M、N两点，且，比较M、N两点的场强大小和电势高低，则（ ）
A. EM >EN，φM >φN B. EM >EN，φM <φN
C. EM φN
【答案】D
【解析】
【详解】因为B点的点电荷电量大于A点点电荷的电量，M、N两点距离两个点电荷的距离相等，则N点的电场线比M点的电场线密，所以EM＜EN．电场线由A指向B，沿着电场线方向电势逐渐降低，则φM＞φN．故D正确，ABC错误。
故选D
二、填空题（每空3分，共计30分）
11. 一半径为R的绝缘球壳上均匀地带有电荷量为+Q的电荷，另一电荷量为+q的点电荷放在球心O上，如图所示．现在球壳上挖去半径为r（r<【答案】 (1). (2). 由球心指向小圆孔圆心
【解析】
【详解】球壳的电荷面密度σ=，球壳上挖去半径为r的小圆孔，去掉的电荷量q′=σπr2=，关于球心O对称位置相应电荷对球心电荷的电场力大小为F==，方向由球心指向小圆孔圆心，其余部分对球心电荷的合力为零．
12. 有三个相同的绝缘金属小球A、B、C，其中A小球带有2.0×10－5 C的正电荷，小球B、C不带电．现在让小球C先和小球A接触后取走，再让小球B与小球A接触后分开，最后让小球B与小球C接触后分开，最终三小球的带电荷量分别为qA＝________C，qB＝________C，qC＝________C．
【答案】 (1). 5×10－6 (2). 7.5×10－6 (3). 7.5×10－6
【解析】
【详解】当小球C和A接触后，A、C球带电为Q1=C=1.0×10-5C，再让小球B与小球A接触，此时A、B带电为Q2=C=5×10-6C，再让让小球B与小球C接触后，此时B、C带电为Q3=C=7.5×10-6C；
所以最终ABC三小球的带电量分别是：5×10-6C，7.5×10-6C，7.5×10-6C．
13. 在与x轴平行的匀强电场中，一带电量为1．0×10-8C、质量为2．5×10-3kg的物体在光滑水平面上沿着x轴作直线运动，其位移与时间的关系是x=0．16t-0．02t2，式中x以m为单位，t以s为单位．从开始运动到5s末物体所经过的路程为_____m，克服电场力所作的功为_____J．
【答案】 (1). 0.34 (2). 3ⅹ10-5
【解析】
【详解】由位移的关系式可知．，所以，即物体沿x轴方向做匀减速直线运动；设从开始运动到速度为零的时间为，则；故，；第5s内物体开始反向以的加速度做匀加速直线运动；；因此开始5s内的路程为
5s末的速度；克服电场力做功
14. 如图，带电量为＋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，根据对称性，带电薄板在图中b点处产生的电场强度大小为________，方向________．(静电力恒量为k)
【答案】，水平向左(或垂直薄板向左)
【解析】
试题分析：q在a点形成电场强度的大小为，方向向左；因a点场强为零，故薄板在a点的场强方向向右，大小也为，由对称性可知，薄板在b点的场强也为，方向向左；
考点：考查了电场强度
15. 如图所示，电荷量为Q1、Q2的两个正点电荷分别置于A点和B点。在以AB为直径的光滑绝缘半圆环上，穿着一个带电小球（可视为点电荷，重力可忽略），若带电小球在P点保持静止，则该小球带___________电荷（选填“正”或“负”或“正或负”），设这时连线PA与AB的夹角为α，则tan α =___________（用Q1、Q2表示）。
【答案】 (1). 正或负 (2).
【解析】
【详解】[1][2]如果小球带正电，则小球在P点的受力分析如图所示
如果小球带负电，则的受力方向分别反向，则物体也可能平衡，因此小球即可以带正电也可以带负电，由库伦定律可得
由受力平衡可得
联立可得
16. 如图所示，A、B、C、D是匀强电场中一正方形的四个顶点，已知A、B、C三点的电势分别为UA=5V，UB=1V，UC=－1V，由此可得D点电势为________ 。
【答案】
【解析】
【详解】[1]在匀强电场中，，即
代入数据解得
三、计算题（共计34分）
17. 两个电荷量分别为Q和4Q的负电荷a、b，在真空中相距为l，如果引入另一点电荷c，正好能使这三个电荷都处于静止状态，试确定电荷c的位置、电性及它的电荷量．
【答案】c距al处，带正电，qc＝Q
【解析】
【详解】依题意作图，如图所示，假设电荷c和a相距为x，则b与c相距为（l－x），c的电荷量为qc
对电荷c，其所受的库仑力的合力为零，即Fac＝Fbc
根据库仑定律有
解得
x1＝l，x2＝－l
由于a、b均为负电荷，只有当电荷c处于a、b之间时，其所受库仑力才可能方向相反、合力为零，因此只有x＝l．
三个电荷都处于静止状态，即a、b电荷所受静电力的合力均应为零，对a来说，b对它的作用力是向左的斥力，所以c对a的作用力应是向右的引力，这样，可以判定电荷c的电性必定为正．
又由Fba＝Fca得
即qc＝Q，正电
18. 一个电子以v0＝4×107m/s的速度，方向与电场方向相同，射入电场强度E＝2×105V/m的匀强电场中，如图所示，已知电子电量e＝－1.6×10－19C，电子质量m＝9.1×10－31kg。试求：
（1）从电子的入射点到达速度为0之点的两点间电势差是多少? 两点间距离是多少?
（2）电子到达速度为0之前所需的时间是多少?
【答案】（1）4050V，0.2m；（2）1.2×10-8s
【解析】
【详解】(1)电场力做功为-eU，应用动能定理
-eU=0-mv0?
电势差
由U=Ed距离
(2)由F=eE，可得
19. 如图所示，质量为1.0g的带电小球，用长为的绳线悬挂在平行板电容器之间，两板电压为40V，板间距10cm，小球在A点处于平衡状态悬线和竖直方向夹角为37°。问：
(1)小球电量多少？是正电还是负电？
(2)若把小球拉到θ＝53°的点，CB保持水平时受到的拉力为多大？
(3)若把BC剪断，小球摆到最低点O时，悬线的拉力多大？
【答案】(1) 1.875×10?5C；负电；(2) 2.1×10?2N；(3) 0.03N
【解析】
【详解】(1)电场力向左，场强向右，故小球带负电；
对小球受力分析，受重力、细线的拉力和电场力，如图所示，根据共点力平衡条件，有
=tan37°

解得
(2)设水平拉力为F，绳的拉力为T，受力分析，如图所示，根据共点力平衡条件有：
F=qE+Tsin53°????
Tcos53°=mg????????
联立解得
F=2.1×10?2N
(3)从B点到小球摆到最低点O的过程中运用动能定理得：
mgl(1?cos53°)+qEl?sin53°=???
根据牛顿第二定律得
T?mg=m?
联立解得
T=0.03N
20. 已经证实，质子、中子都是由称为上夸克和下夸克的两种夸克组成的，上夸克带电为e，下夸克带电为－ e，e为电子所带电量的大小，如果质子是由三个夸克组成的，且各个夸克之间的距离都为l，l＝1.5×10－15 m。试计算质子内相邻两个夸克之间的静电力（库仑力）。
【答案】上夸克间静电力F＝46 N，为斥力；上、下夸克间静电力为23 N，为吸力
【解析】
【详解】质子带电为＋e，所以它是由2个上夸克和1个下夸克组成的．按题意，三个夸克必位于等边三角形的三个顶点处，这时上夸克与上夸克之间的静电力应为
代入数值解得Fuu＝46 N，为斥力
上、下夸克之间的静电力
代入数值解得F′ud＝23 N，为吸引力