2021-2022学年江西省宜春市万载中学高二（上）10月物理试题含解析

这是一份2021-2022学年江西省宜春市万载中学高二（上）10月物理试题含解析，共17页。试卷主要包含了选择题，计算题等内容，欢迎下载使用。
2021-2022学年江西省宜春市万载中学高二（上）10月物理试题一、选择题（本大题共12小题，每小题4分，共48分。在每个小题给出的四个选项中，第1-9小题，只有一个选项符合题意；第10-12小题，有多个选项符合题意，全部选对得4分，选对而不全的得2分，错选或不选的得0分）1. 下列说法中，哪一项是正确的（　　）A. 由电场强度的定义式可知电场强度与电场力成正比B. 美国物理学家密立根用扭秤实验最早测定了元电荷的数量值C. 根据点电荷的场强计算公式，当时，推出，此结论与实际不符，说明建立点电荷模型没有意义。D. 对于平行板电容器的电容决定式，可以采取控制变量法进行实验检验【答案】D【解析】【详解】A．电场强度的大小只与电场本身有关，与放进去的检验电荷受到的电场力的大小无关；故A错误；B．美国的物理学家密立根通过油滴实验测量的元电荷的数值；故B错误；C．在点电荷产生的场强公式中，该公式只适用于点电荷产生的场强，当r→0时，电荷不能再看作点电荷，该公式不再适用，故C错误；D．影响平行板电容器的电容的因素有多个，所以在用实验一一检验时，应采用控制变量法，故D正确。故选D。2. 真空中两个完全相同、带异种电荷的金属小球A和B（视为点电荷），A带电荷量为+5Q，B带电荷量为-3Q，彼此间的引力大小为F．把两金属小球充分接触后再移回原来各自的位置，这时A和B之间的作用力大小为F＇，则F与F＇之比为（    ）A. 15：4B. 15：1C. 15：16D. 1：15【答案】B【解析】【详解】设AB之间的距离为r，根据库仑定律得两球之间的相互吸引力的大小是：，将A与B接触时先中和再平分，则A、B分开后电量均为，这时A、B两球之间的相互作用力的大小为：，联立得．故选B．【点睛】要清楚带电体相互接触后移开，同种电荷电量平分，异种电荷电量先中和再平分，根据库仑定律的内容，找出变化量和不变量求出问题．3. 如图所示，将一带电小球A通过绝缘细线悬挂于O点，细线不能伸长．现要使细线偏离竖直线30°角，可在O点正下方的B点放置带电量为q1的点电荷，且BA连线垂直于OA；也可在O点正下方C点放置带电量为q2的点电荷，且CA处于同一水平线上．则为（　　）A.  B.  C.  D. 【答案】B【解析】【详解】对两种情况进行受力分析，如图所示：
依据矢量的合成法则，结合三角知识，及平衡条件，则有：F′=mgsin30°，F=mgtan30°，根据库仑定律，则有：，而；根据三角知识，则有：lBA=Ltna30°，lCA=Lsin30°，综上所得：，故ACD错误，B正确；故选B．【点睛】考查库仑定律、矢量的合成法则与平衡条件的应用，掌握三角知识，及几何关系的内容，注意绳子的长度相等，是解题的关键．4. 如图所示，正电荷q均匀分布在半球面ACB上，球面半径为R，CD为通过半球顶点C和球心O的轴线。P、M为CD轴线上的两点，距球心O的距离均为在M右侧轴线上点固定正点电荷Q，点、M间距离为R，已知M点的场强方向水平向左、大小为，带电均匀的封闭球壳内部电场强度处处为零，则P点的场强为（　　）A. 0 B.  C.  D. 【答案】A【解析】【分析】【详解】均匀的封闭球壳内部电场强度处处为零，将带电半球壳ACB右侧补全一个同样的带电半球壳ADB，则半球壳ADB在P点场强 与半球壳ACB在M点场强 对称，大小相等，方向相反，补全后内部合场强处处为零，所以半球壳ACB在P点场强方向都向右，未补全时则P点的合场强故选A。5. 空间中P、Q两点处各固定一个点电荷，其中P点处为正电荷，P、Q两点附近电场的等势面分布如题图图所示，a、b、c、d为电场中的4个点，则( )A. P、Q两点处的电荷等量同种B. a点和b点的电场强度相同C. c点的电势低于d点的电势D. 负电荷从a到c，电势能减少【答案】D【解析】【详解】P、Q两点处的电荷等量异种，选项A错误；a点和b点的电场强度大小相等，方向不同，选项B错误；c点的电势高于d点的电势，选项C错误；负电荷从a到c，电场力做功，电势能减少，选项D正确．6. 如图，△abc中bc=4cm，∠acb＝30°．匀强电场的电场线平行于△abc所在平面，且a、b、c点的电势分别为3V、-1V、3V．下列说法中正确的是（  ）
 A. 电场强度的方向沿ac方向B. 电场强度的大小为2 V/cmC. 电子从a点移动到b点，电势能减少了4 eVD. 电子从c点移动到b点，电场力做功为4 eV【答案】B【解析】【分析】电场力做功量度电势能的变化．匀强电场的电场线为相互平行间隔相等的平行线，而等势线与电场线垂直；由题意知ac连线为一条等势线，根据电场线与等势线的特点可确定电场线的方向，再根据公式U=Ed求出电场强度.【详解】因ac为等势面，则场强方向垂直于ac指向b点，选项A错误；电场强度的大小为，选项B正确；a点电势高于b点，则电子从a点移动到b点，电势能增加，选项C错误；电子从c点移动到b点，电场力做功为[3V-(-1V)](-e)=-4 eV，选项D错误；故选B.【点睛】题的关键在于找出等势面，然后才能确定电场线，要求学生明确电场线与等势线的关系，能利用几何关系找出等势点，再根据等势线的特点确定等势面．知道公式U=Ed应用时d为沿着电场线方向的距离7. 空间某一静电场的电场线与x轴平行，其电场度随x变化情况如图所示，图中坐标x1和x2、x2和x3曲线下方的面积相等，设x1、x2、x3三点的电势分别为、、；把一个正电荷从x1移动到x2，电场力做功为W1，从x2移动到x3，电场力做功为W2，下列说法正确的是（   ）A.  B. C.  D. 【答案】A【解析】【详解】AB. E—x图象曲线下方的面积表示两点之间的电势差，因图中坐标x1和x2、x2和x3曲线下方的面积相等，所以，所以，选项A正确，B错误； CD. ，又，所以，选项CD均错误。故选A。8. 如图所示，水平放置的平行板电容器上极板带正电，所带电荷量为Q，板间距离为d，上极板与静电计相连，静电计金属外壳和电容器下极板都接地，在两极板正中间P点有一个静止的带电油滴，现将电容器的上极板竖直向下移动一小段距离，下列说法正确的是（　　）A. 油滴带正电 B. P点的电势不变C 油滴向上运动 D. 静电计指针张角不变【答案】B【解析】【详解】A．根据受力平衡可知，油滴的电场力方向向上，极板间电场向下，电场力与电场方向相反，故油滴带负电，故A错误；BCD．根据电容的决定式联立得出可知电场强调要与极板间的距离无关，所以场强不变，所以油滴的电场力不变，不会运动，P点与下极板间的距离不变，由知P点的电势不变，由知故若将电容器的上极板竖直向下移动一小段距离，则电势差变小，静电力张角变小，故B正确，CD错误。故选B。9. 如图，带电粒子由静止开始，经电压为U1的加速电场加速后，垂直电场方向进入电压为U2的平行板电容器，经偏转落在下板的中间位置。为使同样的带电粒子，从同样的初始位置由静止加速、偏转后能穿出平行板电容器，下列措施可行的是（粒子重力不计）（　　）A. 保持U2和平行板间距不变，减小U1B. 保持U1和平行板间距不变，增大U2C. 保持U1、U2和下板位置不变，向下平移上板D. 保持U1、U2和下板位置不变，向上平移上板【答案】D【解析】【详解】粒子电场中加速U1q=m在偏转电场中，水平方向上x=v0t竖直方向上解得A．开始时x=L，保持U2和平行板间距不变，减小U1，则x会减小，故A错误；B．保持U1和平行板间距不变，增大U2，则x减小，故B错误；C．保持U1、U2和下板位置不变，向下平移上板，则d减小，x减小，故C错误；D．保持U1、U2和下板位置不变，向上平移上板，d变大，则x变大，故D正确故选D。10. 一正电子在只受静电力的作用下运动，经过A、D等势面时的动能分别26eV和5eV，若规定等势面C的电势为零，相邻等势面间电势差相等。则下列说中正确的是（　　）
 A. 等势面D的电势为7VB. 等势面B的电势为4VC. 该正电子不可能到达电势为10V的等势面D. 正电子运动到某一位置，其电势能变为8eV时，它的动能应为4eV【答案】AD【解析】【详解】由于在相邻等势面间运动时，电场力做功相等，动能变化量相等，可知运动到B等势面时的动能为19 eV，运动到C等势面时的动能为12eV，又由于正电子只受电场力作用，动能与电势能的和保持不变，而在C处电势能为零，可知总能量为12eV。AB．由于可知正电子在等势面B的电势为-7V，在等势面D的电势为7V，A正确，B错误；C．该正电子到达电势为10V的等势面时，动能为2eV，C错误；D．正电子运动到某一位置，其电势能变为8eV时，它的动能应为4eV，D正确。故选AD。11. 如图所示，虚线a、b、c代表某一电场中的三个等势面，相邻等势面之间的电势差相等，实线为一带正电的粒子仅在电场力作用下通过该区域时的运动轨迹，P、R、Q是这条轨迹上的三点，其中R在等势面b上。下列判断正确的是（　　）
 A. 三个等势面中，c的电势最低B. 带电粒子在P点的电势能比在Q点的大C. 带电粒子在P点的加速度小于在Q点的加速度D. 带电粒子在R点的加速度方向垂直于等势面b【答案】ABD【解析】【详解】由于等势面与电场线垂直，而正电荷受力的方向与电场线方向一致，且指向运动轨迹的凹侧，可知电场线方向大致向下，如图所示
 A．由于沿着电场线的方向，电势逐渐降低，因此三个等势面中，c的电势最低，A正确；B．若粒子从Q向P运动，电场力做负功，电势能增加，因此带电粒子在P点的电势能比在Q点的大，B正确；C．等差等势面间距越小，电场强度越大，粒子在该点的加速度越大，因此带电粒子在P点的加速度大于在Q点的加速度，C错误；D．由于电场线与等势面垂直，可知粒子在R点的受电场力的方向与等势面垂直，因此加速度方向与该等势面垂直，D正确。故选ABD。12. 如图所示，放在绝缘台上的金属网罩B内放有一个不带电的验电器C，如把一带有正电荷的绝缘体A移近金属网罩B，则（ ）A. 在B的内表面带正电荷，φB=φC=0B. 在B的右侧外表面带正电荷C. 验电器的金属箔片将张开，φB<φCD. φB=φC，B的左右两侧电势相等【答案】BD【解析】【详解】A．静电平衡时，电荷分布于导体的外表面上，选项A错误；B．由于产生静电感应，使B金属网罩的左侧外表面感应出负电荷，所以B的右侧外表面感应出正电荷，选项B正确；C．由于静电屏蔽，金属网罩内电场强度为零，故C上无感应电荷，验电器的金属箔片不会张开，选项C错误；D．由静电屏蔽特点知，导体是等势体，导体表面是等势面，选项D正确．故选BD。二、计算题（本大题共4小题，共52分。要有必要的文字说明和演算步骤。有数值计算的题注明单位）13. 如图所示，在光滑绝缘的水平面上沿一直线等距离排列三个小球A，B，C，三球质量均为m，A与B，B与C相距均为比球半径r大得多。若小球均带电，且，，保证三球间距不发生变化，将一水平向右的恒定推力F作用于A球，使三者一起向右匀加速运动。求：（1）的大小；（2）球的电性和电荷量。
 【答案】（1）；（2）正电荷，【解析】【详解】（1）（2）由于三者一起向右做匀加速运动，且距离保持不变， A、B对C有向右的排斥力，可知C一定带正电荷，设C的带电量为Q，则对C球对B球将A、B、C作为整体可知联立解得，14. 如图所示，在场强 的水平匀强电场中，有一根长的细线，一端固定在O点，另一端系一个质量、电荷量的带正电小球，当细线处于水平位置时，小球从静止开始释放，g取求：（1）若取A点电势为零，小球在B点的电势能为多大；（2）小球到B点时速度为多大？绳子张力为多大？
 【答案】（1）3×10-3J；（2）1m/s；5×10-2N【解析】【详解】（1）从A到B电势能的变化量为△Ep电=Eql=3×10-3J若取A点电势为零，小球在B点的电势能Ep=△Ep电=3×10-3J（2）A→B由动能定理得 mgl-Eql=mvB2代入解得vB=1m/s在B点，对小球由牛顿第二定律得FT-mg=m得FT=5×10-2N15. 如图，一质量为m，电荷量为q（q>0）的粒子在匀强电场中运动。A、B为其运动轨迹上的两点。已知该粒子在A点的速度大小为v0，方向与电场方向的夹角为45°；它运动到B点时速度方向与电场方向的夹角为30°，不计重力。求：(1)B点的速度大小；(2)A到B的运动过程中静电力做的功；(3)A、B两点间的电势差。
 【答案】（1）v0；（2）；（3）。【解析】【详解】(1)设带电粒子在B点的速度大小为vB。粒子在垂直于电场方向的速度分量不变，即由此得(2)由动能定理有(3)设A、B两点间的电势差为UAB，则W=qUAB所以A、B两点间的电势差UAB=16. 一个电荷量为q=-2×10-8 C，质量为m=1×10-14 kg的带电粒子，由静止经电压为U1=1 600 V的加速电场加速后，立即沿中心线O1O2垂直进入一个电压为U2=2 400 V的偏转电场，然后打在垂直于O1O2放置的荧光屏上的P点，偏转电场两极板间距为d=8 cm，极板长L=8 cm，极板的右端与荧光屏之间的距离也为L=8 cm。整个装置如图所示，（不计粒子的重力）求：（1）粒子出加速电场时速度v0的大小；（2）粒子出偏转电场时的偏移距离y；（3）P点到O2的距离y′。【答案】（1）8×104 m/s；（2）3×10-2 m；（3）0.09 m【解析】【分析】详解】（1）由动能定理可得代入数据解得（2）粒子进入偏转电场后做类平抛运动，水平方向上在竖直方向上联立并代入数据，解得（3）由几何知识知解得