1、- 1 -黑龙江省大庆中学 2018-2019 学年高二 10 月月考物理试题一、选择题1.下列是某同学对电场中的概念、公式的理解，其中正确的是 A. 根据电场强度的定义式 ，电场中某点的电场强度和试探电荷的电荷量成反比B. 根据电容的定义式 ，电容器的电容与所带电荷量成正比，与两极板间的电压成反比C. 根据真空中点电荷电场强度公式 ，电场中某点电场强度和场源电荷的电荷量成正比D. 根据公式 ，带电量为 1C 正电荷，从 A 点移动到 B 点克服电场力做功为 1J，则A、 B 点的电势差为 1V【答案】C【解析】【详解】电场强度反映电场本身的性质，与试探电荷的电荷量无关，故 A 错误；电容是电
2、容器本身的性质，和极板上的电荷量及电压无关，故 B 错误；真空中点电荷的电场强度公式中 Q 是场源电荷，所以电场中某点电场强度和场源电荷的电荷量成正比，故 C 正确；据电势差的定义式 UAB= 知，带电量为 1C 正电荷，从 A 点移动到 B 点克服电场力做功为1J，则 A、B 点的电势差为-1V，故 D 错误。故选 C。【点睛】本题关键抓住电场强度是描述电场本身性质的物理量，其大小和方向与试探电荷无关，是电场本身决定；电容取决于电容器本身；灵活应用电势差的定义式2.如图所示，两个不带电的导体 A 和 B，用一对绝缘柱支持使它们彼此接触。把一带正电荷的物体 C 置于 A 附近，贴在 A、 B
3、下部的金属箔都张开， A. 此时 A 带正电， B 带负电B. 此时 A 电势低， B 电势高- 2 -C. 移去 C，贴在 A、 B 下部的金属箔都闭合D. 先把 A 和 B 分开，然后移去 C，贴在 A、 B 下部的金属箔都闭合【答案】C【解析】试题分析：物体 C 靠近 A 附近时，由于静电感应，A 端带上负电，B 端带上正电；故 A 错误；此时 AB 为等势体，两端电势相等；故 B 错误；移去 C 后，由于电荷间相互作用，重新中和，达电中性状态，两金属箔均闭合；故 C 正确；先把 AB 分开，则 A 带负电，B 带正电，移去 C后，电荷不能再进行中和，故两金属箔仍然张开；故 D 错误；故
4、选 C。考点：静电感应视频3.在如图所示的各电场中， a、 b 两点的电场强度相同的是（ ）A. B. C. D. 【答案】C【解析】A 图和 B 图中的 ab 两点的电场的方向不同，场强大小相等，所以两点的电场强度不相同故AB 错误；C 图中的 ab 两点，b 点的电场线比较密，所以 b 点的场强大故 C 错误；D 图中的ab 两点所在的电场为匀强电场，两点的电场强度大小相等，方向相同，场强相同，故 D 正确；- 3 -故选 D点睛：本题考查电场线的性质，电场线的方向表示场强的方向，电场线的疏密表示场强的大小4.如图所示，在 X 轴上关于 O 点对称的 F、 G 两点有等量异种电荷 Q 和
5、，一正方形 ABCD与 XOY 在同一平面内，其中心在 O 点，则下列判断正确的是 A. O 点电场强度为零B. A、 C 两点电场强度相等C. B、 D 两点电势相等D. 若将点电荷 从 A 点移向 C，电势能减小【答案】B【解析】【分析】等量异种电荷产生的电场中，电场线关于两电荷的连线和中垂线对称，根据对称性分析场强的大小；根据顺着电场线方向电势降低，判断电势关系对于电势能，可根据负电荷在电势高处电势能小进行判断。【详解】A 项：Q 和-Q 在 O 点的电场方向均向右，根据叠加原理可知 O 点电场强度不为零，故 A 错误；B 项：根据电场线分布的对称性可知，A、C 两点电场强度相等，故 B
6、 正确；C 项：根据顺着电场线方向电势降低，D 点的电势比 B 点高，故 C 错误；D 项：A 到 C 电势逐渐降低，根据负电荷在电势高处电势能小，可知电势能增大，故 D 错误。5.两个可自由移动的点电荷分别放在 A、 B 两处，如图所示。 A 处为带电荷量为 的正电荷，B 处为带电荷量为 的负电荷，且 ，另取一个可以自由移动的点电荷 P，放在 AB 直- 4 -线上，欲使整个系统处于平衡状态，则 A. P 为负电荷，且放于 A 左方B. P 为负电荷，且放于 B 右方C. P 为正电荷，且放于 B 右方D. P 为正电荷，且放于 A， B 之间【答案】C【解析】【详解】假设 Q3放在 Q1Q
7、2之间，那么 Q1对 Q3的电场力和 Q2对 Q3的电场力方向相同， Q3不能处于平衡状态，所以假设不成立.设 Q3所在位置与 Q1的距离为 r13， Q3所在位置与 Q2的距离为 r23，要能处于平衡状态，所以 Q1对 Q3的电场力大小等于 Q2对 Q3的电场力大小。即为：,由于 Q1=4Q2，所以 2r23=r13，所以 Q3位于 Q2的右方.根据同种电荷排斥，异种电荷吸引，可判断 Q3带正电，故 A,B,D 错误，C 正确.故选 C.【点睛】我们可以去尝试假设 Q3带正电或负电，根据平衡条件求解它应该放在什么地方，能不能使整个系统处于平衡状态，不行再继续判断。6.如图为一匀强电场，某带电
8、粒子从 A 点运动到 B 点，在这一运动过程中克服重力做的功为，电场力做的功为 ，则下列说法正确的是 A. 粒子一定带负电B. 粒子在 A 点的电势能比在 B 点少 JC. 粒子在 A 点的动能比在 B 点少 JD. 粒子在 A 点的机械能比在 B 点少 J【答案】D【解析】- 5 -【分析】在由 A 运动 B 的过程中，有两个力做功，一是重力做负功，一是电场力做正功从运动轨迹上判断，粒子带正电从 A 到 B 的过程中，电场力做正功为 2.5J，所以电势能是减少的，A点的电势能要大于 B 点电势能从 A 到 B 的过程中，克服重力做功 1.5J，电场力做功2.5J，由动能定理可求出动能的变化情
9、况从 A 到 B 的过程中，做功的力有重力和电场力，应用能量的转化与守恒可比较 AB 两点的机械能。【详解】A 项：由运动轨迹上来看，垂直电场方向射入的带电粒子向电场的方向偏转，说明带电粒子受到的电场力与电场方向相同，所以带电粒子应带正电，故 A 错误；B 项：从 A 到 B 的过程中，电场力做正功，电势能在减少，所以在 A 点时的电势能要大于在B 点时的电势能故 B 错误；C 项：从 A 到 B 的过程中，克服重力做功 1.5J，电场力做功 2.5J，由动能定理可知，粒子在A 点的动能比在 B 点少 1J，故 C 错误。D 项：从 A 到 B 的过程中，除了重力做功以外，还有电场力做功，电场
10、力做正功，电势能转化为机械能，带电粒子的机械能增加，由能的转化与守恒可知，机械能的增加量等于电场力做功的多少，所以机械能增加了 2.5J，故 D 正确。故应选 D。【点睛】对于本题，要明确以下几点：1、电场力对电荷做正功时，电荷的电势能减少，电荷克服电场力做功，电荷的电势能增加，电势能变化的数值等于电场力做功的数值这常是判断电荷电势能如何变化的依据2、电势能是电荷与所在的电场所共有的，且具有相对性，通常取无穷远处或大地为电势能的零点3、电荷在电场中移动时，电场力做的功与移动的路径无关，只取决于起止位置的电势差和电荷的电量，这一点与重力做功和高度差的关系相似。7.如图所示为一空腔球形导体 不带电
11、 ，现在将一个带正电的小金属球 A 放入空腔中，当静电平衡时，图中 a、 b、 c 三点的场强 E 和电势 的关系是( ) A. ，- 6 -B. ，C. ，D. ，【答案】D【解析】【分析】将带正电的小金属球 A 放入腔中，当静电平衡时，空腔球形导体内壁感应出负电荷，外表面感应出正电荷整个空腔球形导体是一个等势体，表面是一个等势面画出电场线的分布，根据电场线越密，场强越大，顺着电场线，电势降低，判断电势的高低。【详解】当静电平衡时，空腔球形导体内壁感应出负电荷，外表面感应出正电荷，画出电场线的分布如图由于 a 处电场线较密，c 处电场线较疏，b 处场强为零，则 EaE cE b根据顺着电场线
12、方向电势降低，整个空腔球形导体是一个等势体，表面是一个等势面，分析可知电势关系是 a b c。【点睛】本题抓住处于静电平衡导体的特点是关键比较场强大小和电势高低常常画电场线，形象直观地判断。8.如图所示，先接通电键 S 使电容器充电，然后断开 S，增大两极板间的距离时，电容器所带电量 Q，电容 C，两极板间电势差 U 的变化情况是（ ）A. Q 变小， C 不变， U 不变- 7 -B. Q 变小， C 变小， U 不变C. Q 不变， C 变小， U 变大D. Q 不变， C 变小， U 变小【答案】C【解析】试题分析：由于充电后，电容器的带电量 Q 不变，AB 错误；根据 可知，当两板间距
13、离 d 增大时，电容 C 变小，根据 可知，而两板间的电势差 U 增大，D 错误；而内部电场强度 ，因此电场强度与两板间距离变化无关，C 正确。考点：电容器【名师点睛】电容器的定义式 是一个比值定义，也就是电容器的大小与 Q 和 U 都无关，只与它们的比值有关；而电容器的决定式 说明电器的大小与两板的正对面积成正比，与两板间的距离成反比；电容器内部是匀强电场，且电场强度大小为 。9.如图所示电场，实线表示电场线 一个初速度为 v 的带电粒子仅电场力的作用下从 a 点运动到 b 点，虚线表示其运动的轨迹 则( )A. 粒子带正电B. 粒子受到的电场力不断减小C. a 点电势高于 b 点电势D.
14、电场力一直做正功，动能增加【答案】C【解析】【分析】电场线的疏密代表电场的强弱，正电荷所受电场力的方向就是电场线的方向，而负电荷所受的电场力的方向与电场线的方向相反，沿着电场线方向电势降低。【详解】A 项：由轨迹弯曲方向可判断出电场力方向，受力方向指向弧内，与电场方向相反，则粒子带负电荷，故 A 错误。- 8 -B 项：电场线的疏密代表电场的强弱，从 a 到 b，电场强度先增大后减小，则粒子受到的电场力先增大后减小，故 B 错误；C 项：沿着电场线方向电势降低，则 a 点电势高于 b 点电势，故 C 正确；D 项：电场力方向与速度方向夹角大于 90，一直做负功，动能减小，电势能增大。故 D 错
15、误。故选：C。【点睛】本题涉及的知识较多，综合性较强，但只要我们理解了电场线的特点就能顺利解决选项 A、C、D，明白了只要合外力做正功物体的动能就将增加的道理选项 B 就不难解决，所以我们一定要掌握好基本知识。10.如图所示，虚线 a、 b、 c 代表电场中三个等势面，相邻等势面之间的电势差相等，即，实线为一带负电的电子仅在电场力作用下通过该区域时的运动轨迹， P、 Q 是这条轨迹上的两点，据此可知 A. 三个等势面中， a 的电势最高B. 电子在 P 点具有的电势能比在 Q 点具有的电势能大C. 电子通过 P 点时的动能比通过 Q 点时大D. 电子通过 P 点时的加速度比通过 Q 点时小【答
16、案】B【解析】【分析】根据轨迹弯曲的方向可知，负电荷受力的方向向下，电场线向上故 c 的电势最高；根据推论，负电荷在电势高处电势能小，可知电荷在 P 点的电势能大；总能量守恒；由电场线疏密确定出，P 点场强小，电场力小，加速度小。【详解】A 项：负电荷做曲线运动，电场力指向曲线的内侧；作出电场线，根据轨迹弯曲的方向和负电荷可知，电场线向上。故 c 的等势面电势最高，故 A 错误；B 项：利用推论：负电荷在电势高处电势能小，知道质点在 P 点电势能大，故 B 正确； C 项：只有电场力做功，电势能和动能之和守恒，故带电质点在 P 点的动能与电势能之和等于在 Q- 9 -点的动能与电势能之和，P
17、点电势能大，动能小。故 C 错误；D 项：等差等势面的疏密可以表示电场的强弱，P 处的等势面密，所以 P 点的电场强度大，粒子受到的电场力大，粒子的加速度大，故 D 错误。故选：B。【点睛】根据电场线与等势面垂直，作出电场线，得到一些特殊点（电场线与等势面交点以及已知点）的电场力方向，同时结合能量的观点分析是解决这类问题常用方法。11.下列说法正确的是 A. 只有很小的球形带电体才叫做点电荷B. 带电体间的距离比它们本身的大小大得多，以至带电体的形状和大小对它们之间的作用力影响可以忽略不计时，带电体就可以视为点电荷C. 电场线在电场中真实存在D. 电场线密集的地方电场较强【答案】BD【解析】【
18、详解】A、B 项：带电体间的距离比它们本身的大小大得多，以至带电体的形状和大小对它们之间的作用力影响可以忽略不计时，带电体就可以视为点电荷，故 A 错误，B 正确；C 项：电场线是人们为了形象地描述电场而引入的线，它不是真实存在的曲线，故 C 错误；D 项：电场线的疏密代表电场的强弱，故电场线越密的地方场强越强，故 D 正确。故应选 BD。12.两个完全相同的金属小球，带电量之比为 1：5，相距为 r，两者相互接触后再放回原来的位置上，则它们间的库仑力可能为原来的 倍A. B. C. D. 【答案】CD【解析】由库仑定律可得：F= k ，当两相同金属小球带同种电荷时，两者相互接触后再放回原来的
19、位置上，它们的电荷量之比- 10 -变为 3：3，所以库仑力是原来的 1.8 倍，当两相同金属小球带异种电荷时，两者相互接触后再放回原来的位置上，它们的电荷量之比变为 2：2，所以库仑力是原来的 0.8 倍，故 CD 正确，AB 错误故选：CD点睛：两电荷间存在库仑力，其大小可由库仑定律求出当两电荷相互接触后再放回原处，电荷量可能相互中和后平分，也可能相互叠加再平分，所以库仑力的变化是由电荷量变化导致的13.直线 AB 是某电场中的一条电场线。若有一电子以某一初速度，仅在电场力的作用下，沿AB 由 A 运动到 B，其速度图象如图所示，下列关于 A、 B 两点的电场强度 EA、 EB和电势 、的
20、判断正确的是 A. B. C. D. 【答案】AC【解析】试题分析：根据 图象的斜率大小等于电场强度，分析场强的变化由图看出，电势逐渐降低，可判断出电场线的方向，确定电势的高低，由电场力做功正负，分析速度的大小并判断电子电势能的变化由图可知，电子做减速运动，加速度逐渐减小，说明受到的电场力逐渐减小，根据 可知，电场强度逐渐减小，即 故 A 正确 B 错误；由图看出，电子的速度减小，则动能减小，电场力做负功，则电子受到的电场力的方向由 B 指向 A，电子带负电，所以电场线的方向是由 A 指向 B A 点的电势高，所以 ，故 C 正确 D 错误- 11 -14.如图所示，电子以初速度 沿垂直场强方
21、向射入两平行金属板中间的匀强电场中，现增大两金属板间的电压，但仍使电子能够穿过平行板，则下列说法正确的是（ ）A. 电子穿越平行金属板所需要的时间减少B. 电子穿越平行金属板所需要的时间不变C. 电子穿越平行金属板的侧向位移增大D. 电子穿越平行金属板的侧向位移减少【答案】BC【解析】【详解】A、B 项：平行于金属板的方向电子不受力而做匀速直线运动，由 L=v0t 得，电子穿越平行板所需要的时间为 ，与金属板的长成正比，与电子的初速度大小成反比，与其他因素无关，即与电压及两板间距离均无关，故 A 错误，B 正确；C、D 项：垂直于场强方向做匀加速直线运动，由 可知，增大两金属板间的电压，电子穿
22、越平行金属板的侧向位移增大，故 C 正确，D 错误。二、实验题15.把 的试探电荷放在电场中的 A 点，具有 的电势能。若把q2=+210-10的试探电荷放在电场中的 A 点，该电荷所具有的电势能为_ J。【答案】 ;【解析】【详解】A 的电势： 把 q2=210-10C 的试探电荷放在电场中的 A 点，其电势能为：- 12 -EP=q 2=210 -1015J=310-9J。【点睛】本题关键要抓住电势的意义：电势是表示电场本身的性质的物理量，与试探电荷无关。16.在匀强电场中四个点 a、 b、 c、 d 组成了一个平行四边形。已知 a、 b、 c 三点的电势分别为 ； ； ， d 点电势为_
23、【答案】8V;【解析】【分析】运用“匀强电场中，沿着任意方向每前进相同的距离，电势变化相等”进行分析计算 d 点的电势。【详解】在匀强电场中任何平行且相等的直线两端电势差相等，则有： a- b= d- c解得： d=8V；【点睛】本题考查匀强电场的性质，本题也可以连接 ac，再在 ac 线上找出与 b 点等势的点，从而明确电场的性质，再由几何关系确定 d 点的电势大小。17.长为 L 的金属杆原来不带电，在距其左端 r 处放一个电荷量为 q 的点电荷，则金属杆中点处的场强为_，金属杆上的感应电荷在杆中点处产生的场强大小为_，方向向_。【答案】 (1). 0； (2). ； (3). 水平向左；
24、【解析】【分析】物体带电有接触起电，有感应带电，有摩擦起电对于感应带电，是利用同种电荷相互排斥，- 13 -异种电荷相互吸引的原理。【详解】在距其左端 r 处放一个电荷量为 q 的点电荷因处于静电平衡，则金属杆中点处的场强为 E=0；当水平导体棒当达到静电平衡后，棒上感应电荷在棒内距离左端 处产生的场强大小与一带电量为 q 的点电荷在该处产生的电场强度大小相等，则有：由于该处的电场强度为零，所以方向与一带电量为 Q 的点电荷在该处产生的电场强度的方向相反，即水平向左。18.如图所示是定性研究平行板电容器的电容与结构之间的关系的装置，平行板电容器的 A板与静电计相连， B 板和静电计金属壳都接地
25、。若充电后保持电容器带电量不变，试指出下列三个图所示的情况下，静电计指针的偏转角度变化情况。 （填增大、减小或不变）正对面积减小时，静电计指针的偏转角度_；板间距离增大时，静电计指针的偏转角度_；插入电介质时，静电计指针的偏转角度_。【答案】 (1). 增大； (2). 增大； (3). 减小；【解析】【分析】静电计测量的是电容器两极板间的电势差，电势差越大，金属箔张角越大。根据 ，判断电容的变化，根据 判断电势差的变化。【详解】正对面积减小时，根据 ，判断电容变小，电容器的带电量 Q 不变，根据- 14 -判断电势差变小，所以静电计指针的偏转角度增大；板间距离增大时，电容变小，电容器的带电量
26、 Q 不变，电势差变大，静电计指针的偏转角度增大；插入电介质时，电容变大，带电量不变，电势差减小，静电计指针的偏角减小。【点睛】解决本题的关键根据 ，判断电容的变化，根据 判断电势差的变化。三、计算题19.如图所示，在电场强度 的匀强电场中，沿电场线方向有 A、 B 两点， A、 B两点间的距离 将一带正电的点电荷 P 放在电场中的 A 点，其所受电场力的大小求：点电荷 P 所带电荷量 q；将该点电荷从 A 点移至 B 点的过程中，电场力所做的功 W【答案】 （1） （2） 【解析】【分析】(1)根据电场强度的定义式求出点电荷的电荷量；(2)电荷从 A 点移至 B 点的过程中，电场力所做的功根
27、据公式：W=Fs 即可求得。【详解】(1) 根据 得该电荷的电荷量为：(2) 电场力对电荷所做的功W=Fs=4.010-40.10J=4.010-5 J。【点睛】解决本题的关键掌握电场强度的定义式，知道电场强度的方向与正电荷所受电场力- 15 -方向相同，与负电荷所受电场力方向相反。20.如图所示，在匀强电场中，将一电荷量为 的负电荷由 A 点移到 B 点，其电势能增加了 ，已知 A、 B 两点间距离为 4cm，两点连线与电场方向成 60 角，求：、 B 两点间的电势差 ；该匀强电场的电场强度 E【答案】 （1）50V（2）2500V/m【解析】【分析】(1) 由题，电势能增加多少，电场力做负
28、功多少。由 求解电势差；(2) 由 U=Ed=EABcos60可求解电场强度 E。【详解】(1) 将一电荷量为 210-5C 的负电荷由 A 点移到 B 点，其电势能增加了 0.001J，则电场力做负功 0.001J，则 A、B 两点间的电势差： ；(2) 强电场的电场强度 。【点睛】本题考查电场力做功与电势能变化的关系、电势差与场强的关系，要注意明确 U=Ed中的 d 为沿电场线方向上的距离。21.如图所示，平行金属板长为 L，一个带电为 ，质量为 m 的粒子以初速度 紧贴上板垂直射入电场，刚好从下板边缘射出，末速度恰与下板成 角，粒子重力不计 求：- 16 -粒子末速度大小；电场强度；两极
29、间距离 d【答案】(1) （2） （3） 【解析】【分析】(1) 粒子在电场中做类平抛运动，由运动的合成与分解可知粒子的末速度的大小；(2)(3) 将粒子的运动分解为水平方向的匀速运动和竖直方向的匀加速直线运动，则由运动的合成与分解可求得电场强度；由动能定理可求得两板间的距离。【详解】(1) 粒子离开电场时速度如图所示，由图示可知：；(2)(3) 带电粒子做类平抛运动，在水平方向上：L=v 0t，粒子离开电场时，粒子竖直方向的分速度：v y=v0tan30，两板间的距离： 解得： 粒子从射入电场到离开电场，- 17 -由动能定理得： 解得： 。【点睛】本题考查带电粒子在电场中的运动，若垂直电场
30、线进入则做类平抛运动，要将运动分解为沿电场线和垂直于电场线两个方向进行分析，利用直线运动的规律进行求解。22.如图所示，充电后的平行板电容器水平放置，电容为 C，极板间距离为 d，上极板正中有一小孔，质量为 m，电荷量为 的小球从小孔正上方高 h 处由静止开始下落，穿过小孔到达下极板处速度恰为零 空气阻力忽略不计，极板间电场可视为匀强电场，重力加速度为 小球到达小孔处的速度；极板间电场强度大小和电容器所带电荷量；小球从开始下落运动到下极板处的时间【答案】 （1） （2） （3） 【解析】【分析】(1) 小球到达小孔前是自由落体运动，根据速度位移关系公式列式求解即可；(2) 对从释放到到达下极板
31、处过程运用动能定理列式求解电场强度，然后根据 Q=CU 求解电容器的带电量；(3) 小球到达小孔前是自由落体运动，根据位移公式列式求运动时间对小球在电场中减速过程运用动量定理列式求解时间，然后求和即可。【详解】(1) 小球到达小孔前是自由落体运动，根据速度位移关系公式，有：v2=2gh- 18 -解得： ；(2) 对从释放到到达下极板处过程运用动能定理列式，有：mg（h+d）-qEd=0解得： 电容器两极板间的电压为：电容器的带电量为：(3) 小球到达小孔前是自由落体运动，则有：解得： 根据速度位移关系公式，有：v 2=2gh解得： 取竖直向下为正方向，根据动量定理得：对减速过程，有：（mg-qE）t 2=0-mv小球从开始下落运动到下极板的时间 t=t 1+t2联立解得： 。- 19 -
