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湖南省衡阳市第八中学2015-2016学年高二上学期第一次(10月)月考物理试题


衡阳市八中 2015-2016 年第一学期高二第一次月考物理测试题 电场 命题:肖珍龙 罗志平 审题:佘琴 一.选择题(共 14 小题,每题 4 分。1-9 题为单项选择题,10-14 题为多项选择题) 1.下面哪些话是正确的( ) A.在电场中,电场强度大的点,电势必高 . B.电荷置于电势越高的点,所具有的电势能也越大 . C.元电荷是表示跟一个电子所带电荷量数值相等的电荷量

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 2.在真空中有甲乙两个点电荷,相距为 r,它们间的静电力为 F.如果使两电荷的电量均变为 原来的 2 倍,距离变为 A.

F 4

r ,则它们之间的静电力为( 2 F B. C.16 F 2


) D.2F

3.把一个导体放入匀强电场中,静电平衡时( A.把一个负电荷从 A 移动到 B,电场力做正功 B.三点的场强相比,EA=EB=EC C.三点的电势相比,φA>φB>φC D.导体内感应电荷的电场方向向左

4.某同学通过查资料得知:电量为 Q 的均匀带电球壳外的场强公式为: E=k

Q (r 为距离 r2

球心的距离) .现已知电荷 q 均匀分布在半球面 AB 上,球面半径为 R,CD 为通过半球顶点与 球心 O 的轴线,如图所示,M 是位于 CD 轴线上球面外侧,且 OM=ON=2R.已知 M 点的场 强为 E,则 N 点的场强为( ) A.E C.

kq ﹣E 2R2

kq 4R2 kq D. ﹣E 4R2
B.

5.如图所示,两等量负点电荷固定在 A、B 两点.以 A、B 连线的 中点为原点 O,沿 A、B 连线的中垂线建立 x 轴.选无穷远处的电势 为零.则关于 x 轴上各处的电场强度 E、电势 ? 随 x 轴坐标的变化规 律,下列图象较合理的是( )

6.如图所示,A、B、C、D 为匀强电场中相邻的等势面,一个电子垂直经过等势面 D 时的动 能为 20eV, 经过等势面 C 时的电势能为﹣10eV(eV 是功的单位称为电子伏特, 1eV=1.6× 10-19J),

到达等势面 B 时的速度恰好为零,已知相邻等势面间的距离为 5cm,不计电子的重力,下列 说法中正确的是( ) A.C 等势面的电势为 5 V B.匀强电场的场强为 200 V/m C.电子再次经过 D 等势面时,动能为 10eV D.电子的运动是匀变速曲线运动 7.下列关于电容的说法正确的是( ) A.电容器的电容越大,带的电量越多 B.电容器的电容是表示电容器升高单位电势差所能容纳电量的多少 C.根据 C=

Q 可知,电容器电容跟电容器的电量成正比,跟它两极间的电压成反比 U

D.在击穿电压以下,无论电容器的电量如何,它所带的电量与电压的比值是不变的 8.如图所示,半径为 R 的均匀带正电薄球壳,壳内的电场强度处处为 零,其球心位于坐标原点 O,一带正电的试探电荷靠近球壳表面处由静 止释放沿坐标轴向右运动.下列关于坐标轴上某点电势 φ、试探电荷在 该点的动能 Ek 与离球心距离 x 的关系图线,可能正确的是 ( )

A.

B.

C.

D.

9.如图所示,绝缘细线系一带有负电的小球,小球在竖直向下的匀强电场中,做竖直面内的 圆周运动,以下说法正确的是( ) A.当小球到达最高点 a 时,线的张力一定最小 B.当小球到达最低点 b 时,小球的速度一定最大 C.当小球到达最高点 a 时,小球的电势能一定最小 D.小球在运动过程中机械能守恒 10.带电粒子只在电场力作用下,从 A 点运动到 B 点,轨迹如图虚线所 示,则( ) A.该粒子肯定带负电 B.该粒子电势能不断减少 C.该粒子动能不断减小 D.该粒子在 A 点的加速度较小 11.如图所示,A、B、C、D、E、F 为匀强电场中一个正六边形的六个顶点,A、B、C 三点 的电势分别为 1V、2V、5V.则下列说法中正确的是( ) A.D、E、F 三点的电势分别为 7V、6V、3V ﹣ ﹣ B.电荷量为 1.6× 10 19C 的正点电荷在 D 点的电势能为 1.12× 10 18J ﹣ C.将电荷量为 1.6× 10 19C 的正点电荷从 E 点移到 F 点,电场力做的功为 ﹣ 3.2× 10 19J ﹣ ﹣ D.将电荷量为 1.6× 10 19C 的负点电荷从 F 点移到 A 点,电荷的电势能减少了 3.2× 10 19J

12.如图所示,一带电液滴在重力和匀强电场对它的作用力的作用下,从静止开始由 b 沿直 线运动到 d,且 bd 与竖直方向所夹的锐角为 45° ,则下列结论中正确的是( ) A.此液滴带负电荷 B.合力对液滴做的总功等于零 C.液滴做匀加速直线运动 D.液滴的电势能减小 13.两个较大的平行板 A、B 相距为 d,分别接在电压为 U 的电源正负极上,开关 S 闭合时质 量为 m, 带电量为﹣q 的油滴恰好静止在两板之间, 如图所示, 在保持其他条件不变的情况下, 以下说法正确的是( ) A.如果将上极板非常缓慢的往下移,那么在移动的过程中油滴将 向上加速运动,电流计中的电流从 b 流向 a B.如果将两极板非常缓慢的错开一些,那么在错开的过程中油滴 将向上加速运动,电流计中的电流从 a 流向 b C.如果断开开关,在紧贴下极板 B 插入一块有厚度的金属薄板(不与油滴相碰) ,此时油滴 静止不动 D.如果断开开关后,将两极板非常缓慢的错开一些,那么在错开的过程中油滴静止不动 14.一个质量为 m、电荷量为+q 的小球以初速度 v0 水平抛出,在小球经过的竖直平面内,存 在着若干个如图所示的无电场区和有理想上下边界的匀强电场区,两区域相互间隔、竖直高 度相等, 电场区水平方向无限长, 已知每一电场区的场强大小 相等、方向均竖直向上,不计空气阻力,下列说法正确的是 ( ) A.小球在水平方向一直做匀速直线运动 B.若场强大小等于 同 C.若场强大小等于

mg ,则小球经过每一电场区的时间均相 q

2m g ,则小球经过每一无电场区的时间均相同 q

D.小球经过每个电场区过程机械能的减少量相同 二.解答题(共 4 小题,总分 44 分) 15. (10 分)在一个点电荷 Q 形成的电场 中,建立如图甲所示的 Ox 坐标轴,坐标 轴上 A、B 两点的坐标分别为 2.0m 和 5.0m.放在 A、B 两点的试探电荷所受电 场力大小跟其电量的关系图象分别如图乙 中直线 a、b 所示.如果放在 A 点的试探 电荷带正电、 放在 B 点的试探电荷带负电, 则它们受到的电场力方向都跟 x 轴的正方 向相同.求: (1)B 点的电场强度的大小和方向.

(2)试判断点电荷 Q 的电性,并说明理由. (3)点电荷 Q 的位置坐标. 16.(10 分)如图所示,在场强为 E 的匀强电场中,一绝缘轻质细杆 l 可绕点 O 点在竖直平面 内自由转动, A 端有一个带正电的小球,电荷量为 q,质量为 m.将细杆从水平位置自由释放, 则: (1)求出小球在最低点时的动能; (2)求在最低点时绝缘杆对小球的作用力.

17. (12 分)如图所示,水平放置的平行板电容器,原来 AB 两板不带电,B 极板接地,它的 极板长 L=0.1m, 两板间距离 d=0.4×10 m, 现有一微粒质量 m=2.0×10 kg, 带电量 q=+1.0×10 ﹣8 C,以一定初速度从两板中央平行于极板射入,由于重力作用微粒恰好能落到 A 板上中点 O 2 处,不反弹.忽略平行板电容器的边缘效应,取 g=10m/s .试求: (1)带电粒子入射初速度的大小; (2)现使电容器带上电荷,使带电微粒能从平行板电容器的右侧射出,且不碰板.则带电后 A 板的电势应满足什么条件?
﹣2 ﹣6

18. (12 分)如图甲所示,相距 d=30cm 的 A,B 两极板是真空中平行放置的金属板,当给它 们加上电压后,它们之间的电场可视为匀强电场,今在 A,B 两板之间加上如图乙所示的交变 ﹣ 电压,交变电压的周期 T=1.0× 10 6s;t=0 时,A 板电势比 B 板电势高,电势差 U0=1080V.一 个荷质比

q =1.0× 108C/kg 的带负电的粒子在 t=0 时从 B 板附近由静止开始运动, 不计重力. 问: m

(1)当粒子的位移为多大时,粒子速度第一次达到最大,最大值为多大? (2)粒子运动过程中,将与某一极板相碰撞,求粒子撞击极板时速度的大小.

物理试题答案: 题号 答案 题号 答案 1 C 8 A 2 C 9 C 3 D 10 ACD 4 C 11 AB 5 A 12 ACD 6 B 13 AC 7 D 14 ACD

15. (10 分)在一个点电荷 Q 形成的电场中,建立如图甲所示的 Ox 坐标轴,坐标轴上 A、B 两点的坐标分别为 2.0m 和 5.0m.放在 A、B 两点的试探电荷所受电场力大小跟其电量的关系 图象分别如图乙中直线 a、b 所示.如果放在 A 点的试探电荷带正电、 放在 B 点的试探电荷 带负电, 则它们受到的电场力方向都跟 x 轴的 正方向相同.求: (1)B 点的电场强度的大小和方向. (2)试判断点电荷 Q 的电性,并说明理由. (3)点电荷 Q 的位置坐标. 解: (1)据图乙和场强的定义式可知: V/m, ……3 分 据场强方向的规定可知沿 x 轴负向. ……1 分

(2)由于放在 A 点的试探电荷带正电、放在 B 点的试探电荷带负电,则它们受到的电场力方 向都跟 x 轴的正方向相同,所以 Q 应在 AB 之间, ……1 分 且带负电 ……1 分. (3)据图乙和场强的定义式可知:Ea= =2.5V/m

设 Q 的位置坐标为 x,据点电荷的场强公式得: Ea= Eb=

联立以上代入数据解得:x=4.4m 处 ……4 分 16. (1)小球运动到最低点的过程中,重力和电场力做功,由动能定理得:mgl+qEl= ……4 分 (2)整理得:v= ,即小球在最低点的速率. ……3 分

在最低点由牛顿第二定律得:T﹣mg=m

将 v 代入公式,整理得:T=3mg+2Eq ……2 分 故最低点绝缘杆对小球的作用力大小 T=3mg+2Eq.方向竖直向上. ……1 分

17.如图所示,水平放置的平行板电容器,原来 AB 两板不带电,B 极板接地,它的极板长 L=0.1m,两板间距离 d=0.4×10 m,现有一微粒质量 m=2.0×10 kg,带电量 q=+1.0×10 C, 以一定初速度从两板中央平行于极板射入,由于重力作用微粒恰好能落到 A 板上中点 O 处, 2 不反弹.忽略平行板电容器的边缘效应,取 g=10m/s .试求: (1)带电粒子入射初速度的大小; (2)现使电容器带上电荷,使带电微粒能从平行板电容器的右侧射出,且不碰板.则带电后 A 板的电势应满足什么条件? 解: (1)电容器不带电时,微粒做平抛运动,设初速度为 v0,则有: 水平方向有: =v0t, 竖直方向有: = 联立两式得:v0= 代入数据得:v0=2.5m/s ……4 分
﹣2 ﹣6 ﹣8

(2)若使微粒能从电容器右侧射出,则要求 A 板的电势大于 0,且 B 板接地电势等于 0,则 有 UAB=φA﹣φB=φA , A 板电势最小时,微粒刚好从 A 板右侧边缘射出,则有: l=v0t1, = 且:mg﹣q =ma1, ……4 分 =ma2,

联立以上各式 φAmin=6V

A 板电势最大时,微粒刚好从 B 板右侧边缘射出,则有:mg﹣q 且有:a2=a1 代入数据解得:φAmax=10V 综上可得:6V≤φA≤10V

……4 分

18.

……6 分

……3 分

……3 分


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