山东省菏泽市鄄城一中学年高二上学期第二次.docx

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山东省菏泽市鄄城一中学年高二上学期第二次

2016-2017学年山东省菏泽市鄄城一中高二（上）第二次月考物理试卷（探究部）

一、单项选择题（本题共6小题，每小题4分，共24分）

1．如图所示，在M、N处固定着两个等量异种点电荷，在它们的连线上有A、B两点，已知MA=AB=BN，下列说法正确的是（　　）

A．A、B两点电势相等

B．A、B两点场强相同

C．将一正电荷从A点移到B点，电场力做负功

D．负电荷在A点的电势能大于在B点的电势能

2．直线ab是电场中的一条电场线，从a点无初速度释放一电子，电子仅在电场力的作用下，沿直线从a点运动到b点，其电势能Ep随位移x变化的规律如图所示，设a、b两点的电场强度分别为Ea和和Eb，电势分别为φa和φb．则（　　）

A．Ea=EbB．Ea＜EbC．φa＜φbD．φa＞φb

3．如图所示，电子在电压为U1的电场中由静止开始加速，然后射入电压为U2的平行金属板间的电场中，入射方向与极板平行．不计重力，在满足电子能射出平行板场区的条件下，下述情况中一定能使电子偏转角度θ变大的是（　　）

A．U1变大，U2变大B．U1变小，U2变大

C．U1变大，U2变小D．U1变小，U2变小

4．一个初动能为Ek的带电粒子，以速度v沿垂直电场强度方向飞入两块平行金属板间（带等量异号电荷且正对放置），飞出时粒子动能为2Ek，如果这个带电粒子的初速度增加到原来的2倍，仍从原位置沿原方向射入，不计重力，那么该粒子飞出两平行金属板间时的动能为（　　）

A．4EkB．4.25EkC．6EkD．9.5Ek

5．如图所示，在空间水平面MN的下方存在竖直向下的匀强电场，质量为m的带电小球由MN上方的A点以一定的初速度水平抛出，从B点进入电场，到达C点时速度方向恰好水平，A．B．C三点在同一直线上，且AB=2BC，由此可见，下列说法正确的是（　　）

A．电场力为2mg

B．小球带正电

C．小球从A到B与从B到C的运动时间相等

D．小球从A到B与从B到C的速度变化量大小相等

6．如图所示，光滑绝缘斜面的底端固定着一个带正电的小物块P，将另一个带电小物块Q在斜面的某位置由静止释放，它将沿斜面向上运动．设斜面足够长，则在Q向上运动的过程中（　　）

A．物块Q的动能一直增大

B．物块Q的电势能一直增大

C．物块P、Q的重力势能和电势能之和一直增大

D．物块Q的机械能一直增大

二、多项选择题（本题共6小题，每小题4分，共24分）

7．两个不规则带电导体间的电场线分布如图所示，已知导体附近的电场线均与导体表面垂直，a、b、c、d为电场中几个点，并且a、d为紧靠导体表面的两点，以无穷远为零电势点，则（　　）

A．场强大小关系有Eb＞Ec

B．电势大小关系有φb＞φd

C．将一负电荷放在d点时其电势能为负值

D．将一正电荷由a点移到d点的过程中电场力做正功

8．如图所示，平行板电容器与电动势为E的直流电源连接，下极板接地，静电计所带电荷量很少，可被忽略．一带负电油滴被固定于电容器中的P点．现将平行板电容器的下极板竖直向下移动一小段距离，则（　　）

A．平行板电容器的电容将变小

B．静电计指针张角变小

C．带电油滴的电势能将减少

D．若先将上极板与电源正极的导线断开，再将下极板向下移动一小段距离，则带电油滴所受电场力不变

9．如图所示，在平面直角坐标系中有一底角是60°的等腰梯形，坐标系中有方向平行于坐标平面的匀强电场，其中O（0，0）点电势为6V，A（1，

）点电势为3V，B（3，

）点电势为0V，则由此可判定（　　）

A．C点的电势为3V

B．C点的电势为0V

C．该匀强电场的电场强度大小为100V/m

D．该匀强电场的电场强度大小为100

V/m

10．如图所示，用长L=0.50m的绝缘轻质细线，把一个质量m=1.0g带电小球悬挂在均匀带等量异种电荷的平行金属板之间，平行金属板间的距离d=5.0cm，两板间电压U=1.0×103V．静止时，绝缘细线偏离竖直方向θ角，小球偏离竖直线的距离a=1.0cm．取g=10m/s2．则下列说法中正确的是（　　）

A．两板间电场强度的大小为2.0×104V/m

B．小球带的电荷量为1.0×10﹣8C

C．若细线突然被剪断，小球在板间将做类平抛运动

D．若细线突然被剪断，小球在板间将做匀加速直线运动

11．一带正电的检验电荷，仅在电场力作用下沿x轴从x=﹣∞向x=+∞运动，其速度υ随位置x变化的图象如图所示．x=x1和x=﹣x1处，图线切线的斜率绝对值相等且最大．则在x轴上（　　）

A．x=x1和x=﹣x1两处，电场强度相同

B．x=x1和x=﹣x1两处，电场强度最大

C．x=0处电势最高

D．从x=x1运动到x=+∞过程中，电荷的电势能逐渐增大

12．如图所示，a、b、c三条虚线为电场中的等势面，等势面b的电势为零，且相邻两个等势面间的电势差相等，一个带正电的粒子（粒子重力不计）在A点时的动能为20J，在电场力作用下从A运动到C速度为零，当这个粒子的动能为7.5J时，其电势能为（　　）

A．12.5JB．﹣2.5JC．0D．2.5J

三、计算题（本题共4小题，共52分）

13．在匀强电场中如图所示分布着A、B、C三点，当把一个电量q=10﹣5C的正电荷从A沿AB线移到B点时，电场力做的功为零；从B移到C时，电场力做功为﹣1.73×10﹣3J，试判断该电场的方向，算出场强的大小．

14．如图所示，正电荷q1固定于半径为R的半圆光滑轨道的圆心处，将另一电荷量为q2、质量为m的带正电小球，从轨道的A处无初速度释放，求：

（1）小球运动到B点时的速度大小；

（2）小球在B点时对轨道的压力．

15．如图所示，两块平行金属板MN、PQ竖直放置，两板间的电势差U=1.6×103V，现将一质量m=3.0×10﹣2kg、电荷量q=+4.0×10﹣5C的带电小球从两板左上方的A点以初速度v0=4.0m/s水平抛出，已知A点距两板上端的高度h=0.45m，之后小球恰好从MN板上端内侧M点进入两板间匀强电场，然后沿直线运动到PQ板上的C点，不计空气阻力，取g=10m/s2，求：

（1）带电小球到达M点时的速度大小；

（2）C点到PQ板上端的距离L；

（3）小球到达C点时的动能Ek．

16．一平行板电容器长l=10cm，宽a=8cm，板间距d=4cm，在板左侧有一足够长的“狭缝”离子源，沿着两板中心平面，连续不断地向整个电容器射入离子，它们的比荷均为2×1010C/kg，速度均为4×106m/s，距板右端

处有一屏，

如图甲所示，如果在平行板电容器的两极板间接上如图乙所示的交流电，由于离子在电容器中运动所用的时间远小于交流电的周期，故离子通过电场的时间内电场可视为匀强电场．试求：

（1）离子打在屏上的区域面积；

（2）在一个周期内，离子打到屏上的时间．

2016-2017学年山东省菏泽市鄄城一中高二（上）第二次月考物理试卷（探究部）

参考答案与试题解析

一、单项选择题（本题共6小题，每小题4分，共24分）

1．如图所示，在M、N处固定着两个等量异种点电荷，在它们的连线上有A、B两点，已知MA=AB=BN，下列说法正确的是（　　）

A．A、B两点电势相等

B．A、B两点场强相同

C．将一正电荷从A点移到B点，电场力做负功

D．负电荷在A点的电势能大于在B点的电势能

【考点】电场强度．

【分析】沿着电场线电势逐渐降低，电场强度可以用电场线形象描述；电场力做正功，电势能减小．

【解答】解：

A、MN间电场线从M到N，沿着电场线电势逐渐降低，故A点电势高与B点电势，故A错误；

B、电场中A、B两点的电场线疏密程度相同，方向相同，故A、B两点的电场强度相同，故B正确；

C、将一正电荷从A点移到B点，电场力向右，做正功，电势能减小，故C错误；

D、将一个负电荷从A移到B，电场力向左，做负功，故电势能增加，故D错误；

故选B．

2．直线ab是电场中的一条电场线，从a点无初速度释放一电子，电子仅在电场力的作用下，沿直线从a点运动到b点，其电势能Ep随位移x变化的规律如图所示，设a、b两点的电场强度分别为Ea和和Eb，电势分别为φa和φb．则（　　）

A．Ea=EbB．Ea＜EbC．φa＜φbD．φa＞φb

【考点】匀强电场中电势差和电场强度的关系．

【分析】电势能与位移图线的斜率反映电场力的大小，从而可以反映电场强度的大小，结合电场力做功判断出电场力的方向，从而得出电场强度的方向，根据沿电场线方向电势逐渐降低比较出a、b两点的电势．

【解答】解：

A、电子从a到b，电势能图线的斜率逐渐减小，斜率表示电场力的大小，知电场力逐渐减小，则电场强度逐渐减小，所以Ea＞Eb．故AB错误．

C、由于电势能逐渐降低，知电场力做正功，则电子所受的电场力方向由a指向b，电场线的方向由b指向a，沿电场线方向电势逐渐降低，则φa＜φb．故C正确，D错误．

故选：

C．

3．如图所示，电子在电压为U1的电场中由静止开始加速，然后射入电压为U2的平行金属板间的电场中，入射方向与极板平行．不计重力，在满足电子能射出平行板场区的条件下，下述情况中一定能使电子偏转角度θ变大的是（　　）

A．U1变大，U2变大B．U1变小，U2变大

C．U1变大，U2变小D．U1变小，U2变小

【考点】带电粒子在匀强电场中的运动．

【分析】电子在加速电场中，在电场力的作用下，做匀加速直线运动，可由电场力做功求出射出加速电场时的速度．电子在水平放置的平行板之间，因受到的电场力的方向与初速度的方向垂直，故电子做类平抛运动．运用类平抛运动的竖直方向的速度与水平方向的速度的关系，从而分析判断．

【解答】解：

根据动能定理得：

，

在偏转电场中，有：

=

，

可知U1变小，U2变大，一定能使电子偏转角度变大．

故选：

B．

4．一个初动能为Ek的带电粒子，以速度v沿垂直电场强度方向飞入两块平行金属板间（带等量异号电荷且正对放置），飞出时粒子动能为2Ek，如果这个带电粒子的初速度增加到原来的2倍，仍从原位置沿原方向射入，不计重力，那么该粒子飞出两平行金属板间时的动能为（　　）

A．4EkB．4.25EkC．6EkD．9.5Ek

【考点】带电粒子在匀强电场中的运动．

【分析】带电粒子垂直飞入匀强电场中，做类平抛运动，运用运动的分解法，得出偏转距离与初速度和初动能的关系，由动能定理得到电场力做功与初动能的关系式，再用同样的方法得到初速度增加到原来2倍时电场力做功与初动能的关系，由动能定理求解该粒子飞出时的动能．

【解答】解：

设平行金属板的长度为L，板间距离为d，场强为E．

当初速度为v时，则有：

y=

=

，

根据动能定理得，qEy=2Ek﹣Ek，得：

，

当初速度为2V时，同理可得：

y′=

，

电场力做功为W′=qEy′=

，

解得

，

根据动能定理得：

W′=Ek′﹣4Ek，得：

Ek′=4.25Ek．故B正确，A、C、D错误．

故选：

B．

5．如图所示，在空间水平面MN的下方存在竖直向下的匀强电场，质量为m的带电小球由MN上方的A点以一定的初速度水平抛出，从B点进入电场，到达C点时速度方向恰好水平，A．B．C三点在同一直线上，且AB=2BC，由此可见，下列说法正确的是（　　）

A．电场力为2mg

B．小球带正电

C．小球从A到B与从B到C的运动时间相等

D．小球从A到B与从B到C的速度变化量大小相等

【考点】带电粒子在匀强电场中的运动．

【分析】小球先做平抛运动，进入电场中做匀变速曲线运动，其逆过程是类平抛运动．两个过程都运用的分解法研究，水平方向都做匀速直线运动，根据位移公式x=vt，可分析时间关系；再研究竖直方向，由牛顿第二定律和运动学位移公式结合列式，求解电场力的大小．根据△v=at研究速度变化量的关系．

【解答】解：

带电小球从A到C，设在进入电场前后两个运动过程水平分位移分别为x1和x2，竖直分位移分别为y1和y2，经历的时间为分别为t1和t2．在电场中的加速度为a．

则：

从A到B过程小球做平抛运动，则有：

x1=v0t1；

从B到C过程，有：

x2=v0t2；

由题意有：

x1=2x2；

则得：

t1=2t2；即小球从A到B是从B到C运动时间的2倍．

又y1=

gt12，

将小球在电场中的运动看成沿相反方向的类平抛运动，则有：

y2=

at22，

根据几何知识有：

y1：

y2=x1：

x2；

解得：

a=2g；

根据牛顿第二定律得：

F﹣mg=ma=2mg，

解得：

F=3mg，

由于轨迹向上弯曲，加速度方向必定向上，合力向上，说明电场力方向向上，所以小球带负电．

根据速度变化量△v=at，则得：

AB过程速度变化量大小为△v1=gt1=2gt2；BC过程速度变化量大小为△v2=at2=2gt2；所以小球从A到B与从B到C的速度变化量大小相等，故D正确，ABC错误．

故选：

D．

6．如图所示，光滑绝缘斜面的底端固定着一个带正电的小物块P，将另一个带电小物块Q在斜面的某位置由静止释放，它将沿斜面向上运动．设斜面足够长，则在Q向上运动的过程中（　　）

A．物块Q的动能一直增大

B．物块Q的电势能一直增大

C．物块P、Q的重力势能和电势能之和一直增大

D．物块Q的机械能一直增大

【考点】电势能；电势差与电场强度的关系．

【分析】物体Q在运动过程中存在三种能，动能、重力势能和电势能，根据能量守恒，运动过程中只存在这三种能互相转化．由于斜面足够长，物体运动到无限远后静止，可以肯定的是这时物体只存在重力势能．Q在运动过程中，P、Q之间越来越远，电势能越来越小，根据能量守恒，Q的动能和重力势能之和（机械能）肯定越来越大，所以Q的机械能一直增大．

【解答】解：

A、开始电场力大于下滑力，动能增大，但电场力不断减小，当电场力小于下滑力，合力与运动方向相反，动能减小，所以A错误；

B、P、Q之间越来越远，电势能越来越小，所以B错误；

C、物体动能、重力势能、电场能总和守恒，动能先增大后减小，物块P、Q的重力势能和电势能之和就先减小后增大，所以C错误；

D、P、Q之间越来越远，电势能越来越小，根据能量守恒，Q的动能和重力势能之和（机械能）肯定越来越大，所以D正确．

故选：

D

二、多项选择题（本题共6小题，每小题4分，共24分）

7．两个不规则带电导体间的电场线分布如图所示，已知导体附近的电场线均与导体表面垂直，a、b、c、d为电场中几个点，并且a、d为紧靠导体表面的两点，以无穷远为零电势点，则（　　）

A．场强大小关系有Eb＞Ec

B．电势大小关系有φb＞φd

C．将一负电荷放在d点时其电势能为负值

D．将一正电荷由a点移到d点的过程中电场力做正功

【考点】电场线；电势能．

【分析】根据电场线的疏密程度判断电场强度的大小；根据沿着电场线，电势逐渐降低来判断电势的高低；正电荷在电势高处电势能大，在电势低处电势能小，负电荷在电势高处电势能小，在电势低处电势能大，根据电势能的变化判断电场力做功情况．

【解答】解：

A、由电场线越密的地方，电场强度越大，由图可得c点的电场线密所以有Ec＞Eb，故A错误；

B、沿着电场线，电势逐渐降低，b点所处的电场线位于右侧导体的前面，即b点的电势比右侧的导体，而右侧导体的电势比d高，故b点电势高于d点的电势，故B正确；

C、电势能的正负与0势能点的选择有关，该题以无穷远为零电势点，所以说负电荷放在d点时其电势能为正值．故C错误；

D、从图中可以看出，a点的电势高于b点的电势，而b点的电势又高于d点的电势，所以a点的电势高于d点的电势．正电荷在电势高处电势能大，在电势低处电势能小，故正检验电荷从a点移到d点的过程中，电势能减小，则电场力做正功，故D正确．

故选：

BD．

8．如图所示，平行板电容器与电动势为E的直流电源连接，下极板接地，静电计所带电荷量很少，可被忽略．一带负电油滴被固定于电容器中的P点．现将平行板电容器的下极板竖直向下移动一小段距离，则（　　）

A．平行板电容器的电容将变小

B．静电计指针张角变小

C．带电油滴的电势能将减少

D．若先将上极板与电源正极的导线断开，再将下极板向下移动一小段距离，则带电油滴所受电场力不变

【考点】电容器的动态分析；电势能；带电粒子在混合场中的运动．

【分析】电容器始终与电源相连，电容器两端间的电势差保持不变，根据电容器d的变化判断电容的变化，由公式E=

分析电场强度的变化，从而判断电荷电势能和电场力的变化．

【解答】解：

A、根据电容的决定式C=

知，下极板竖直向下移动时，d增大，则电容减小．故A正确．

B、静电计测量的是电容器两端的电势差，因为电容器始终与电源相连，则电势差不变，所以静电计指针张角不变．故B错误．

C、电势差不变，d增大，则由公式E=

分析得知板间电场强度减小，P点与上极板间的电势差减小，而P点的电势比上极板低，上极板的电势不变，则P点的电势增大，因为油滴带负电荷，则油滴的电势能减小．故C正确．

D、电容器与电源断开，则电荷量不变，d改变，根据E=

，C=

和C=

，得E=

，则知电场强度不变，则油滴所受电场力不变．故D正确．

故选：

ACD．

9．如图所示，在平面直角坐标系中有一底角是60°的等腰梯形，坐标系中有方向平行于坐标平面的匀强电场，其中O（0，0）点电势为6V，A（1，

）点电势为3V，B（3，

）点电势为0V，则由此可判定（　　）

A．C点的电势为3V

B．C点的电势为0V

C．该匀强电场的电场强度大小为100V/m

D．该匀强电场的电场强度大小为100

V/m

【考点】匀强电场中电势差和电场强度的关系．

【分析】因为AB∥CD，并且四边形ABCD为底角是60°的等腰梯形，故有UOC=2UAB，等势线与电场线垂直，根据E=

求出电场强度的大小

【解答】解：

A、因为AB平行于CD，并且四边形ABCD为底角是60°的等腰梯形，其中坐标O（0，0），A（1，

），B（3，

），故有：

UOC=2UAB，即6﹣φC=2（3﹣0），得φC=0V，故A错误．

B、由A分析得，B正确；

由A分析知，BC为0V等势线，过B作OC的垂线BD，垂足为D，再作DE垂直于BC，由几何关系得：

LDE=

，

故电场强度为：

E=

=

=

×102=100

V/m，故C错误．

D、由C分析知，D正确．

故选：

BD

10．如图所示，用长L=0.50m的绝缘轻质细线，把一个质量m=1.0g带电小球悬挂在均匀带等量异种电荷的平行金属板之间，平行金属板间的距离d=5.0cm，两板间电压U=1.0×103V．静止时，绝缘细线偏离竖直方向θ角，小球偏离竖直线的距离a=1.0cm．取g=10m/s2．则下列说法中正确的是（　　）

A．两板间电场强度的大小为2.0×104V/m

B．小球带的电荷量为1.0×10﹣8C

C．若细线突然被剪断，小球在板间将做类平抛运动

D．若细线突然被剪断，小球在板间将做匀加速直线运动

【考点】匀强电场中电势差和电场强度的关系；电场强度．

【分析】由电场强度与电势差的关系，可求电场强度；对小球受力分析，有平衡条件求电场力，求电荷量；细线断后小球受到重力、电场力，合力为恒力，做匀加速直线运动．

【解答】解：

A、设两板间的电场强度为E，根据匀强电场的场强和电势差的关系得E=

=

V/m=2.0×104V/m，故A正确；

B、小球静止时受力平衡，由平衡条件得qE=mgtanθ，解得q=

，因为θ角很小，所以tanθ≈sinθ=

=

，解得q=1.0×10﹣8C，故B正确；

C、D、细线剪断时，由于小球受到重力和电场力的合力为恒力，且小球初速度为零，故小球做初速度为零的匀加速直线运动，故C错误，D正确．

故选：

ABD．

11．一带正电的检验电荷，仅在电场力作用下沿x轴从x=﹣∞向x=+∞运动，其速度υ随位置x变化的图象如图所示．x=x1和x=﹣x1处，图线切线的斜率绝对值相等且最大．则在x轴上（　　）

A．x=x1和x=﹣x1两处，电场强度相同

B．x=x1和x=﹣x1两处，电场强度最大

C．x=0处电势最高

D．从x=x1运动到x=+∞过程中，电荷的电势能逐渐增大

【考点】电势差与电场强度的关系；电场强度；电势；电势能．

【分析】根据速度﹣位移图象可知，检验电荷先减速后加速，加速度先增大后减小，在增大后减小，且初末速度相等，检验电荷带正电，根据电场力做功情况可以判断电势能的变化．

【解答】解：

A、x=x1和x=﹣x1两处，图线切线的斜率绝对值相等且最大，故加速度绝对值相等且最大，由牛顿第二定律得电场力电绝对值相等且最大，由F=qE得场强度大小相同，方向相反，故A错误

B、同理可得B正确，

C、一带正电的检验电荷，仅在电场力作用下沿x轴从x=﹣∞向x=+∞运动，由图乙可知，检验电荷先减速后加速运动，电场力先做负功后做正功，由电场力做功与电势能的关系，故电势能先增大后减小，得x=0处电势最高；故C正确；

D、从x=x1运动到x=+∞过程中，电荷的速度增大，电场力做正功，由电场力做功与电势能的关系，故电势能减小，电势能逐渐减小，故D错误，

故选BC．

12．如图所示，a、b、c三条虚线为电场中的等势面，等势面b的电势为零，且相邻两个等势面间的电势差相等，一个带正电的粒子（粒子重力不计）在A点时的动能为20J，在电场力作用下从A运动到C速度为零，当这个粒子的动能为7.5J时，其电势能为（　　）

A．12.5JB．﹣2.5JC．0D．2.5J

【考点】带电粒子在匀强电场中的运动；等势面．

【分析】相邻两个等势面间的电势差相等Uab=Ubc，所以Wab=Wbc，从而可以求出粒子在B点的动能，即粒子在电场中的总能量，再根据功能关系即可求得当粒子动能为7.5J时的电势能．

【解答】解：

由动能定理：

：

WAB=0﹣EK0=﹣20J

相邻两个等势面间的电势差相等Uab=Ubc，所以qUab=qUbc，

即：

Wab=Wbc=

WAB=﹣10J

设粒子在等势面b上时的动能EKb：

则Wbc=EKc﹣EKb

所以：

EKb=10J

所以粒子在b处的总能量：

Eb=EKb=10J

从而可以知道粒子在电场中的总能量值为：

E=10J．

当这个粒子的动能为7.5J时有：

EP=E﹣EK=（10﹣7.5）J=2.5J．

故ABC都错误，D正确．

故选：

D

三、计算题（本题共4小题，共52分）

13．在匀强电场中如图所示分布着A、B、C三点，当把一个电量q=10﹣5C的正电荷从A沿AB线移到B点时，电场力做的功为零；从B移到C时，电场力做功为﹣1.73×10﹣3J，试判断该电场的方向，算出场强的大小．

【考点】电势差与电场强度的关系；电势能．

【分析】正电荷从A沿AB线移到B点时，电场力做的功为零，则A、B两点电势相等，AB连线为等势线．电荷从B移到C时，电场力做功为﹣1.73×10﹣3J，则B点电势比C点电势低．根据这两点，连接AB作出等势线，再作出电场线．根据电势差公式U=

求出AB间的电势差，由E=

求出场强．

【解答】解：

（1）连接AB，即为一条等势线．过C点作AB的垂线，标出箭头：

斜向右下方，即为一条电场线．

根据W=qU，可得UBC=

=﹣173V

则C、B间电势差为UCB=173V．

又由匀强电场中场强与电势差的关系E=

=

=1000V/