四川省内江市2023_2024学年高二物理上学期10月月考试题含解析

这是一份四川省内江市2023_2024学年高二物理上学期10月月考试题含解析，共15页。
B. 元电荷是一种带电量最小的带电体，所有带电体的电荷量都是元电荷的整数倍
C. 公式，适用于任何情况下的静电场，且与和均无关
D. 由电场强度公式说明E与F成正比、与q成反比，E与F方向相同
【答案】C
【解析】
【详解】A．点电荷是一种理想模型，现实中不存在，当带电体的大小、形状对研究的问题影响可忽略不计时，就可以把带电体看成一个点电荷，带电量不一定很小，故A错误；
B．元电荷是最小的电荷量，不是一种带电体，所有带电体的电荷量都是元电荷的整数倍，故B错误；
C．公式为电势的定义式，适用于任何情况下的静电场，电势由电场本身决定，与和均无关，故C正确；
D．电场的定义式为该定义是比值定义，电场强度E是由电场本身决定的，与F、q无关，故D错误
故选C。
2. 在如图所示的四种电场中，分别标记有、两点。其中、两点的电势相等，电场强度大小相等、方向也相同的是（）
A. 甲图：与点电荷等距的、两点
B. 乙图：两等量异种电荷连线的中垂线上与连线等距的、两点
C. 丙图：点电荷与带电平板形成的电场中平板上表面附近、两点
D. 丁图：匀强电场中的、两点
【答案】B
【解析】
【详解】A．a、b两点位于同一等势面上，所以电势相等，且电场强度大小相等，但方向不同，故A不符合题意；
B．两等量异种电荷连线的中垂线为等势面，所以a、b两点电势相等，根据对称性可知a、b两点的电场强度相同，故B符合题意；
C．带电平板为一等势体，所以在上表面附近的、两点电势相等，根据电场线垂直于等势面可知a、b两点电场强度方向，根据电场线的疏密表示场强大小可知a点场强小于b点场强，故C不符合题意；
D．匀强电场中a、b两点电场强度相同，但二者位于不同的等势面上，所以电势不等，故D不符合题意。
故选B。
3. 两个相同的金属小球A、B，所带的电量qA＝＋q0、qB＝－7q0，相距r放置时，相互作用的引力大小为F。现将A球与B球接触，再把A、B两球间的间距增大到2r，那么A、B之间的相互作用力将变为（）
A. 斥力，B. 斥力，C. 引力，D. 引力，
【答案】A
【解析】
【详解】根据库仑定律，相距r放置时，小球A、B相互作用的引力大小为
将A球与B球接触，A、B两球所带电荷量相等，且电性相同，为
把A、B两球间的间距增大到2r，A、B之间的相互作用力将变为
两球电性相同，相互作用力为斥力。
故选A。
4. 如图为三个固定带电小球A、B和C（均可视为质点），相互之间的距离分别为、、，且BC水平。若小球C所受库仑力的合力垂直于BC竖直向上，则（ ）
A. 小球A、B、C可能带同种电荷
B. 小球A、C带同种电荷，小球B、C带异种电荷
C. 小球A、B所带电荷量之比为4:5
D. 小球A、B所带电荷量之比为5:4
【答案】C
【解析】
【详解】AB．小球C的受力分析如答图所示，所以小球A、C带异种电荷，小球B、C带同种电荷，故AB错误；
CD．根据库仑定律以及平行四边形法则
代入数据可得
故C正确，D错误。
故选C。
5. 如图所示，一均匀带电绝缘细棒的电荷量为，在过细棒中点c的中垂线上有a、b、d三点，且。在a点固定一负点电荷，其电荷量为，已知d点的电场强度为零，静电力常量为k，则b点的电场强度大小为（ ）
A. B. C. D.
【答案】D
【解析】
【详解】电荷量为的负点电荷在d点产生的电场强度方向向左，大小为
根据电场的叠加原理可知，细棒在d点产生的电场强度方向向右，大小为
根据对称性可知，细棒在b点产生的电场强度方向向左，大小为
电荷量为的负点电荷在b点产生的电场强度方向向左，大小为
根据电场的叠加原理可知，b点的电场强度方向向左，大小为
故选D。
6. 如图，虚线表示两个固定的等量异种点电荷所形成电场的等势线，实线为一带电粒子仅在电场力作用下从点到点的运动轨迹，图中点在两场源电荷的连线上，和、和关于该连线对称。下列判定正确的是（ ）
A. 粒子带正电，粒子在点的电势能最大
B. 点和点的电场强度相同
C. 从到的过程中，粒子的动能先增大后减小
D. 从到的过程中，粒子所受电场力先减小后增大
【答案】A
【解析】
【详解】A．等量异种点电荷电场线分布和粒子在点的受力、电场方向如图所示
可知粒子受到的电场力与电场方向相同，粒子带正电，由于点离正点电荷最近，所以点是轨迹上电势最高的点，故粒子在点的电势能最大，A正确；
B．根据对称性可知，点和点的电场强度大小相等，但方向不同，B错误；
C．从到的过程中，可知电势先升高后降低，粒子的电势能先增大后减小，因为只有电场力做功，粒子的动能和电势能之和不变，可知粒子的动能先减小后增大，C错误；
D．从到的过程中，电场强度先增大后减小，故粒子所受电场力先增大后减小，D错误。
故选A。
7. 一匀强电场的方向平行于经xOy平面，平面内a、b、c三点的位置如图所示，三点的电势分别为2V、8V、14V，下列说法正确的是（ ）
A. 坐标原点处的电势为
B. 电子在a点的电势能比在b点的小
C. 匀强电场的电场强度的大小为，方向由c点指向a点
D. 电子从c点运动到b点，静电力对电子做的功为6eV
【答案】C
【解析】
【详解】A．根据匀强电场中电势差与电场强度的关系式公式U=Ed，知aO间与cb间电势差相等，即
因a、b、c三点电势分别为φa=2V、φb=8V、φc=14V，解得原点处的电势为
故A错误；
B．根据
可知
电子在a点的电势能比在b点的大．故B错误。
C．由上可知，b两点的电势相等，故b所在直线为等势线，根据电场线与等势面相互垂直可知，ac的连线即为一条电场线，且根据沿电场线方向电势在逐渐降低，故电场线方向为c指向a。如下图所示
由公式
故C正确；
D．电子从c点运动到b点，电场力做功为
故D错误。
故选C。
【点睛】根据匀强电场的特点，确定点电势，从而找到等势线，再根据电场与等势线之间的关系确定电场线。再根据公式求解场强大小。
二、多项选择题（共3小题，每小题5分，共15分。全部选对得5分，选对但不全得3分，有选错得0分）
8. 如图所示，实线是一簇由负点电荷产生的电场线。一带正电的粒子仅在电场力作用下通过电场，图中虚线为粒子的运动轨迹，a、b是轨迹上的两点。下列判断正确的是（ ）
A. a点场强大于b点场强B. 带电粒子从a到b电势能减小
C. 带电粒子从a到b动能减小D. a点电势小于b点电势
【答案】ACD
【解析】
【详解】A．根据电场线的疏密表示电场强度的强弱，可知a点场强大于b点场强，A正确；
BC．粒子的运动轨迹向左弯曲，说明粒子受到的电场力沿电场线向左，若粒子从a到b，电场力对粒子做负功，粒子的动能减小，电势能增大，B错误，C正确；
D．根据顺着电场线方向，电势降低，可知a点电势小于b点电势，D正确。
故选ACD。
9. 如图所示，平面内直线和垂直相交于点，关于点对称，也关于点对称，是的中点，是的中点，则（ ）
A. 若将电荷量为的点电荷放置在点，则四点场强相同
B. 若将电荷量为和的点电荷分别放置在点和点，则电势
C. 若在点和点分别放置等量异种的点电荷，一电子在点以恰当的速度开始运动，则电子可能在点连线的中垂面内做匀速圆周运动
D. 若在点和点分别放置等量同种的点电荷，一电子在点以恰当的速度开始运动，则电子可能在点连线的中垂面内做匀速圆周运动
【答案】BD
【解析】
【详解】A．若将电荷量为的点电荷放置在点，则四点的场强方向不同，选项A错误；
B．若将电荷量为和的点电荷分别放置在A点和点，则CD为电势为零的等势面，此时电势，选项B正确；
C．若在点和点分别放置等量异种的点电荷，则在点连线的中垂面内的场强方向垂直该面向右，即使电子在点以恰当的速度开始运动，也不可能在点连线的中垂面内做匀速圆周运动，选项C错误；
D．若在点和点分别放置等量同种正的点电荷，则在点连线的中垂面内的场强方向从O点向外呈辐射状，若电子在点以恰当的速度开始运动，则电子可能在点连线的中垂面内做匀速圆周运动，选项D正确。
故选BD。
10. 如图所示，在光滑水平绝缘桌面上，有一平行于水平桌面的匀强电场。遂宁市某校学生小宋同学为了研究该电场，在桌面上画出如图所示△ABC，已知、；AB边长为40cm，小明将一个试探电荷从B点移动到A点，克服电场力做功为；将另一个试探电荷从A点移动到C点，电势能增加；以B为零势点。（已知）则：（ ）
A；
B. ；
C. 该匀强电场场强。方向与BC边成37°斜向右下方
D. 该匀强电场场强。方向与BC边成45°斜向右下方
【答案】BD
【解析】
【详解】A B．根据电势差的定义
即
又B为零势点，则
将另一个试探电荷从A点移动到C点，电势能增加，根据功能关系知
则
即
解得
故A错误，B正确；
C D．分析几何关系知，BC边长为30cm，在BA边上取一点D，使得BD长为30cm，则可知CD连线为等势线，CD边长为cm，过B做CD的垂线段，交点为P，距离设为，则
解得
则该匀强电场场强沿BP方向，方向与BC边成45°斜向右下方，大小为
故C错误，D正确。
故选BD。
三、填空题（本题共5小题，每空1分，共18分）
11. 如图所示，取一对用绝缘柱支持的导体A和B，使它们彼此接触。起初它们不带电，贴在下部的金属箔片均是闭合的。先把带正电荷的物体C移近导体A，金属箔片_________；接着保持C位置不动，用手摸一下导体A，然后移走C，A导体的金属箔片_________，B导体的金属箔片_________，（以上3个空均填“张开”或“闭合”），且导体A带_________电。
【答案】 ①. 张开 ②. 张开 ③. 张开 ④. 负
【解析】
【详解】[1] 起初导体A和B不带电，先把带正电荷的物体C移近导体A，发生静电感应现象，则A端带负电，B端带正电，金属箔片张开；
[2][3][4]接着保持C位置不动，用手摸一下导体A，导体、人和大地形成了新的巨大导体，此时A端和B端都是近端，都带负电，此时远端在地球另一端，带正电，然后移走C，静电感应现象消失，则AB电荷均分，AB带负电，则 A导体的金属箔片张开，B导体的金属箔片也张开；
12. 把q1＝－1.0×10－9 C的检验电荷放入点电荷Q产生的电场中的P点，测得q1所受电场力大小为1.0×10－6 N。则：
（1）若移走q1，而在P点放置一个q2＝＋2.0×10－8 C的点电荷，则q2所受电场力大小为________N，此时Q在P点产生的电场的场强大小为________N/C，方向与将q1放在P点时的场强方向________（“相同”或“相反”）；
（2）若在P点不放任何检验电荷，则Q在P点产生的场强大小为________N/C，方向与将q1放在P点时的场强方向________（“相同”或“相反”）。
【答案】 ①. ②. 1000 ③. 相同 ④. 1000 ⑤. 相同
【解析】
【详解】（1）[1]Q在P点激发的电场强度大小
则q2所受的电场力大小
[2][3] 根据场强的性质，此时Q在P点产生的电场的场强大小和方向不变，大小仍然是，方向与将q1放在P点时的场强方向相同
（2）[4][5]根据场强的性质，若在P点不放任何检验电荷，则Q在P点产生的场强大小为，方向与将q1放在P点时的场强方向相同
13. 两个带电小球A和B，电荷量分别为+Q和+9Q，在真空中相距0.4m，如果引进第三个小球，正好使三个小球都处于平衡状态，第三个小球带的是_______（ 同或异）种电荷，应放在距A__________m处，电荷量是A 的__________倍．
【答案】 ①. 负电 ②. 0.1m ③. 9/16
【解析】
【详解】三个自由带电小球平衡条件：三点共线，两大夹小，两同夹异，近小远大；根据上述规律可知，引入的第三个小球必须带负电，放在前两个小球的连线上且离+Q较近．设第三个小球带电量为q，放在距离A为x处，由平衡条件和库仑定律有：
即 9x2=（0.4-x）2
解得 x=0.1m
以+Q为研究对象，由平衡条件得：
解得 q=Q； 即电荷量为Q的倍.
【点睛】本题考查对三个自由带电小球平衡条件：三点共线，两大夹小，两同夹异，近小远大的应用，注意根据平衡条件列式求解．
14. 如图所示，、和是以为直径半圆弧上的三点，点为半圆弧的圆心，。电荷量相等、符号相反的两个点电荷分别置于、两点，这时点电场强度的大小为；若将点处的点电荷移至点，则点的场强大小变为，与之比为___________。
【答案】2：1
【解析】
【详解】设置于、两点的电荷量分别为+q和-q，半圆弧的半径为R，由点电荷的场强特点及场强叠加规律可得
若将点处的点电荷移至点，则两电荷产生的电场在O点的场强大小不变，夹角为120°，如图所示
故O点的合场强为
可得
15. 带电量为的粒子先后经过电场中的A、B两点，克服电场力做功，已知B点电势为50V，则A、B间两点间的电势差为______V；A点的电势为______V；电势能______（选填“增加”、“减少”）了______J；如果把电量为的电荷放在A点的电势能为______J。
【答案】 ①. -200V ②. ③. 增加 ④. ⑤.
【解析】
【详解】[1]根据，带入数据解得UAB=-200V；
[2]由，已知，解得；
[3][4]A到B电场力做负功，电势能增加；
[5]根据
四、解答题（本题共3小题，共39分，13题12分，14题14分，15题13分）
16. 如图所示的匀强电场中，有三点，，其中沿电场线方向，和电场线方向成角，一个电荷量为的正电荷从移到电场力做功为。求：
（1）匀强电场的电场强度。
（2）电荷从移到，电场力做的功。
（3）两点间的电势差。
【答案】（1）60V/m；（2）1.44×10－7 J；（3）6.6V
【解析】
【详解】（1）设a、b两点间距离为d，有
W1＝qE·d
得
E＝＝V/m＝60 V/m
（2）设b、c两点沿场强方向距离为d1，有
d1＝bc·cs60°
W2＝qE·d1
得
W2＝qE·bc·cs60°＝4×10－8×60×12×10－2×0.5 J＝1.44×10－7 J
（3）两点间的电势差
17. 如图所示，在真空中的O点放一电荷Q=1.0×10-6C,直线MN过O点，OM=30cm，M点放一点电荷q=-2×10-10C ，(q可视为试探电荷)，k=9×109N∙m2/C2，求：
（1）M点的场强大小
（2）q在M点受到的静电力的大小和方向？
（3）若M点电势为10V，则q在M点的电势能是多少？
（4）若M点的电势比N点的电势高15V，则电荷q从M移到N点，它的电势能变化了多少？
【答案】（1）；（2）（M→O）；（3）；（4）；
【解析】
【详解】（1）根据点电荷电场公式
可得
（2）根据公式可得q在M点受到的静电力
由于试探电荷带负电，所以与电场方向相反，方向M→O
（3）q在M点的电势能
（4）电场力做功等于电势能变化量，故电势能增加
18. 如图甲所示，电荷量为q=1×10-4的带正电的小物块置于绝缘水平面上，所在空间存在方向沿水平向右的电场，电场强度E的大小与时间t的关系如图乙所示，物块运动速度v与时间t的关系如图丙所示，取重力加速度g=10m/s2。求：
（1）物块的质量；
（2）物块与水平面之间的动摩擦因数；
（3）物块运动4s过程中；其电势能的改变量；
【答案】（1）1kg；（2）0.4；（3）减少56J
【解析】
【分析】
【详解】（1）在2秒到4秒内物块做匀速直线运动
在前2秒物块加速度为
由牛顿第二定律得
解得
（2）在2秒到4秒内物块做匀速直线运动
则有
（3）由题意可得，由图像得前2秒内的位移为
在2秒到4秒内物块的位移
则电场力功为