2021-2021学年江苏省苏州市陆慕高级中学高一第二学期5月月考 物理

2021-2021学年江苏省苏州市陆慕高级中学

高一第二学期5月月考 物理

一、单选题(共11小题,每小题4.0分,共44分)                                                                         

1. 下列关于起电的说法错误的是

A． 不管是何种起电方式，都要遵循电荷守恒定律

B． 摩擦起电时，失去电子的物体带正电，得到电子的物体带负电

C． 摩擦和感应都能使电子转移，只不过前者使电子从一个物体转移到另一个物体上，而后者则使电子从物体的一部分转移到另一部分

D． 一个带电体接触一个不带电的物体，则两个物体带上等量异种电荷

2. 关于库仑定律，下列说法中正确的是(　　)

A． 库仑定律适用于点电荷，点电荷其实就是体积很小的球体

B． 根据F＝k，当两电荷的距离趋近于零时，静电力将趋向无穷大

C． 若点电荷q1的电荷量大于q2的电荷量，则q1对q2的静电力大于q2对q1的静电力

D． 库仑定律和万有引力定律的表达式相似，都是平方反比定律

3.如图所示，有三个点电荷A、B、C位于一个等边三角形的三个顶点上，已知A、B都带正电荷，A所受B、C两个电荷的静电力的合力如图中FA所示，那么可以判定点电荷C所带电荷的电性(　　)

A． 一定是正电                                       B． 一定是负电

C． 可能是正电，也可能是负电           D． 无法判断

4.如图所示，在x轴上放置两正点电荷Q1、Q2，当空间存在沿y轴负向的匀强电场时，y轴上A点的场强等于零，已知匀强电场的电场强度大小为E，两点电荷到A的距离分别为r1、r2，则在y轴上与A点对称的B点的电场强度大小为(　　)

A． 0　　　　　　            B．E          

C． 2E                               D．E＋k＋k

5.下列说法正确的是

A． 电场是为了研究问题的方便而设想的一种物质，实际上不存在

B． 电荷所受的电场力越大，该点的电场强度一定越大

C． 以点电荷为球心，r为半径的球面上各点的场强都相同

D．在电场中某点放入试探电荷q，受电场力F，该点的场强为，取走q后，该点的场强不变

6.如图所示，虚线a、b、c是电场中的三个等势面，相邻等势面间的电势差相同，实线为一带正电的质点仅在静电力作用下通过该区域的运动轨迹，P、Q是轨迹上的两点，下列说法中正确的是(　　)

A． 三个等势面中，等势面a的电势最高

B． 带电质点一定是从P点向Q点运动

C． 带电质点通过P点时的加速度比通过Q点时小

D． 带电质点通过P点时的动能比通过Q点时小

7.如图甲所示，A、B是一条电场线上的两点，若在某点释放一初速度为零的电子，电子仅受电场力作用，从A点运动到B点，其速度随时间变化的规律如图乙所示，则（ ）

A．A点的场强大于B点

B． 电子在A点受到的电场力小于B点

C．A点的电势高于B点

D． 电子在A点的电势能小于B点

8.如图所示，A、B、C、D是匀强电场中的四个点，D是BC的中点，A、B、C构成一个直角三角形，AB长为1 m，电场线与三角形所在的平面平行，已知φA＝5 V、φB＝－5 V、φC＝15 V，由此可以判断(　　)

A． 场强的方向由C指向B    B． 场强的方向垂直AD连线斜向上

C． 场强的大小为10 V/m       D． 场强的大小为V/m

9.如图所示，平行板电容器与电动势为E的直流电源(内阻不计)连接，下极板接地．一带电油滴位于电容器中的P点且恰好处于平衡状态．现将平行板电容器的上极板竖直向上移动一小段距离(　　)

A． 带电油滴将沿竖直方向向上运动            B． P点的电势将降低

C． 带电油滴的电势能将减小

D． 若电容器的电容减小，则极板带电荷量将增大

10.据媒体报道，嫦娥一号卫星环月工作轨道为圆轨道，轨道高度200 km，运行周期127分钟。若还知道引力常量和月球平均半径，仅利用以上条件不能求出的是（ ）

A． 月球表面的重力加速度                    B． 月球对卫星的吸引力

C． 卫星绕月运行的速度                        D． 卫星绕月运行的加速度

11.按照我国整个月球探测活动的计划，在第一步“绕月”工程圆满完成各项目标和科学探测任务后，第二步是“落月”工程．已在2013年以前完成．假设月球半径为R，月球表面的重力加速度为g0，飞船沿距月球表面高度为3R的圆形轨道Ⅰ运动，到达轨道的A点时点火变轨进入椭圆轨道Ⅱ，到达轨道的近月点B时再次点火进入月球近月轨道Ⅲ绕月球做圆周运动．下列判断正确的是（　　）

A． 飞船在轨道Ⅰ上的运行速率v=

B． 飞船在A点处点火变轨时，动能增大

C． 飞船从A到B运行的过程中机械能增大

D． 飞船在轨道Ⅲ绕月球运动一周所需的时间T=π

二、实验题(共10分)                                                                      

12.（1）据报道，科学家发明了一种新型超级电容器，能让手机几分钟内充满电．用该种电容器给手机电池充电，下列说法正确的是(　　)

A．该电容器给手机电池充电时，电容器的电容变大

B．该电容器给手机电池充电时，电容器存储的电能变少

C．该电容器给手机电池充电时，电容器所带的电荷量可能不变

D．充电结束后，电容器不带电，电容器的电容为零

（2）电路中电流大小可以用电流传感器测量，用电流传感器和计算机可以方便地测出电路中电流随时间变化的曲线．某兴趣小组要测定一个电容器的电容，选用器材如下：

待测电容器(额定电压为16 V)；电流传感器和计算机；直流稳压电源；定值电阻R0＝100 Ω、单刀双掷开关；导线若干．

实验过程如下：

①按照图甲正确连接电路；

②将开关S与1端连接，电源向电容器充电；

③将开关S掷向2端，测得电流随时间变化的I－t图线如图乙中的实线a所示；

④利用计算机软件测出I－t曲线和两坐标轴所围的面积．

请回答下列问题：

1.                                                                                                                  已知测出的I－t曲线和两坐标轴所围的面积为42.3 mA·s，根据图像算出电容器全部放电过程中释放的电荷量为________ C，最大电压

为              V,电容器的电容C＝________ F；(均保留两位有效数字)

b.若将定值电阻换为R1＝180 Ω，重复上述实验步骤，则电流随时间变化的I－t图线应该是图丙中的曲线________(选填“b”或“c”)．

六、计算题(共4小题，共46分)                                                                         

13. （8分）如图所示，一个挂在绝缘细线下端的带正电的小球B，静止在图示位置，若固定的带正电小球A的电荷量为Q，B球的质量为m，带电荷量为q，θ＝30°，A和B在同一条水平线上，整个装置处于真空中，求A、B两球间的距离．

14. （8分）如图所示，在一带负电的导体A附近有一点B，若在B处放置一个q1＝－2.0×10－8C的电荷，测出其受到的静电力F1大小为4.0×10－6N，方向如图，则：

(1)B处场强是多少？方向如何？

(2)如果换成一个q2＝4.0×10－7C的电荷放在B点，其受力多大？此时B处场强多大？

15. （15分）如图所示，A为粒子源，在A和极板B间的加速电压为U1，在两水平放置的平行带电板C、D间的电压为U2，现设有质量为m，电荷量为q的质子初速度为零，从A被加速电压U1加速后水平进入竖直方向的匀强电场，平行带电板的极板的长度为L，两板间的距离为d，不计带电粒子的重力，求：

(1)带电粒子在射出B板时的速度；

(2)带电粒子在C、D极板间运动的时间；

(3)带电粒子飞出C、D电场时在竖直方向上发生的位移y

16.（15分）如图所示，光滑水平轨道与半径为R的光滑竖直半圆轨道在B点平滑连接，在过圆心O的水平界面MN的下方分布有水平向右的匀强电场．现有一质量为m、电荷量为＋q的小球从水平轨道上A点由静止释放，小球运动到C点离开圆轨道后，经界面MN上的P点进入电场(P点恰好在A点的正上方，如图所示，小球可视为质点，小球运动到C点之前电荷量保持不变，经过C点后电荷量立即变为零)．已知A、B间距离为2R，重力加速度为g，在上述运动过程中，求：

(1)电场强度E的大小；

(2)小球在圆轨道上运动时的最大速率；

(3)小球对圆轨道的最大压力的大小

答案解析

1.【答案】B

【解析】因A、B都带正电，所以静电力表现为斥力，即B对A的作用力沿BA的延长线方向，而不论C带正电还是带负电，A和C的作用力方向都必须在AC连线上，由平行四边形定则知，合力必定为两个分力的对角线，所以A和C之间必为引力，所以C带负电，故选B

2.【答案】D

【解析】A.不管是何种起电方式，都要遵循电荷守恒定律；故A正确；B.摩擦起电时，电子发生转移；失去电子的物体带正电，得到电子的物体带负电；故B正确；C.起电的原因均为电荷的转移；摩擦和感应都能使电子转移，只不过前者使电子从一个物体转移到另一个物体上，而后者则使电子从物体的一部分转移到另一部分；故C正确；D.接触起电时，两物体只能带上同种电荷，并且只有两物体完全相同时才能带等量电荷；故D错误；

3.【答案】D

【解析】点电荷是实际带电体的近似，只有带电体的大小和形状对电荷的作用力影响很小时，实际带电体才能视为点电荷，故选项A错误；当两个电荷之间的距离趋近于零时，不能再视为点电荷，公式F＝k不能用于计算此时的静电力，故选项B错误；q1和q2之间的静电力是一对相互作用力，它们的大小相等，故选项C错误；库仑定律与万有引力定律的表达式相似，研究和运用的方法也很相似，都是平方反比律，故选项D正确

4.【答案】C

【解析】A点场强为零，说明两点电荷在A点的合场强与匀强电场的场强等大反向，即竖直向上，大小为E，根据对称性，两点电荷在B处产生的合场强竖直向下，大小为E，所以B点的场强大小为2E，方向竖直向下，C正确。

5.【答案】D

【解析】A、电场是存在于电荷周围能传递电荷与电荷之间相互作用的媒介，是不同与实物的另一种物质存在的方式。故A错误；B、电场中的场强取决于电场本身，电场强度只由场源电荷电量和位置决定，与电荷受到的电场力的大小无关。故B错误；C、以点电荷为球心的球面各点的电场强度大小相等，方向不同，故电场强度不同。故C错误；D、电场强度是由产生电场的源电荷决定的，在电场中某点放一检验电荷后，不会影响该点的电场强度，故D正确；

6.【答案】D

【解析】由等势面画出电场线如图所示，根据轨迹判断受力方向指向曲线内侧，由于是正电荷，可判断出c的电势最高，A错；带电质点运动方向无法判断，B错；等差等势面密集处场强大，带电质点在P点的场强大于在Q点的场强，在P点的加速度大于在Q点的加速度，C错；若从P向Q运动，电场力做正功，EkP<EkQ，若从Q向P运动，电场力做负功，EkP<EkQ，D正确．

7.【答案】B

【解析】由速度图象看出，图线的斜率逐渐增大，电子的加速度增大，电子所受电场力增大，则电场力FA＜FB．故B正确．电子所受电场力增大，场强增大，电场强度EA＜EB．故A错误．由题，电子静止开始沿电场线从A运动到B，电场力的方向从A到B，电子带负电，则场强方向从B到A，根据顺着电场线电势降低可知，电势φA＜φB．故C错误．由速度图象看出，电子的速度增大，动能增大，根据能量守恒得知，电子的电势能减小，则电势能EA＞EB．故D错误．

8.【答案】C

【解析】U＝Ed＝104×0.5  V＝5 000 V

9.【答案】D

【解析】

10.【答案】B

【解析】上极板向上移动一小段距离后，板间电压不变，仍为E，故电场强度将减小，油滴所受电场力减小，故油滴将沿电场线向下运动，电势将减小，A错，B对；油滴向下运动时电场力做负功，油滴的电势能应增加，C错；电容器的电容C＝，由于d增大，电容C应减小，极板带电荷量Q＝CE将减小，D错

11.【答案】B

【解析】A，绕月卫星绕月球做匀速圆周运动，根据万有引力提供向心力，设卫星的质量为m，轨道半径为r，月球质量为M，有地球表面重力加速度公式联立①②可以求解出：即可以求出月球表面的重力加速度；由于卫星的质量未知，故月球对卫星的吸引力无法求出；由可以求出卫星绕月球运行的速度；由可以求出卫星绕月运行的加速度；依此可推出ACD都可求出，即不可求出的是B答案．

12.【答案】A

【解析】飞船在轨道Ⅰ上，万有引力提供向心力：，在月球表面，万有引力等于重力得：G=mg0，解得：v=，故A正确；在圆轨道实施变轨成椭圆轨道远地点是做逐渐靠近圆心的运动，要实现这个运动必须万有引力大于飞船所需向心力，所以应给飞船减速，减小所需的向心力，动能减小，故B错误；飞船在轨道Ⅱ上做椭圆运动，根据开普勒第二定律可知：在进月点速度大于远月点速度，所以飞船在A点的线速度大于在B点的线速度，机械能不变，故C错误；根据mg0=m，解得：T=2π，故D错误；

13.【答案】

【解析】如图所示，小球B受竖直向下的重力mg、沿绝缘细线的拉力FT、A对它的库仑力FC.

由力的平衡条件，可知FC＝mgtanθ

根据库仑定律得FC＝k

解得r＝＝

14.【答案】(1)200 N/C　方向与F1相反　(2)8.0×10－5N　200 N/C

【解析】(1)由场强公式可得EB＝＝N/C＝200 N/C

因为是负电荷，所以场强方向与F1方向相反．

(2)q2在B点所受静电力F2＝q2EB＝4.0×10－7×200 N＝8.0×10－5N，方向与场强方向相同，也就是与F1反向．此时B处场强仍为200 N/C不变，方向与F1相反

15.【答案】(1)　(2)L　(3)

【解析】(1)带电粒子由A到B，设到B板的速度为v

根据动能定理：W＝Ek2－Ek1

U1q＝mv2/2，v＝

(2)粒子进入C、D电场后水平方向做匀速直线运动，则L＝vt，t＝L/v＝L.

(3)粒子在竖直方向做初速度为零的匀加速直线运动，加速度为Eq＝ma，E＝U2/d，所以a＝.

粒子进入C、D电场在竖直方向发生的位移y＝at2＝(L)2＝

16.【答案】(1)　(2)　(3)(2＋3)mg

【解析】(1)设小球过C点时速度大小为vC，小球从A到C由动能定理知

qE·3R－mg·2R＝mv

小球离开C点后做平抛运动到P点，

R＝gt2

2R＝vCt

得E＝

(2)设小球运动到圆轨道D点时速度最大，设最大速度为v，此时OD与竖直线OB夹角设为α，小球从A点运动到D点的过程，根据动能定理知qE(2R＋Rsinα)－mgR(1－cosα)＝mv2

即mv2＝mgR(sinα＋cosα＋1)

根据数学知识可知，当α＝45°时动能最大

由此可得v＝

(3)由于小球在D点时速度最大且电场力与重力的合力恰好沿半径方向，故小球在D点时对圆轨道的压力最大，设此压力大小为F，由牛顿第三定律可知小球在D点受到的轨道的弹力大小也为F，在D点对小球进行受力分析，并建立如图所示坐标系，由牛顿第二定律知，

F－qEsinα－mgcosα＝