山西省运城市景胜中学2020-2021学年高二(上)月考物理试卷含答案解析

山西省运城市景胜中学【最新】高二（上）月考物理试卷学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________
一、单选题
1．图中实线是一簇未标明方向的由点电荷产生的电场线，虚线是某一带电粒子通过该电场区域时的运动轨迹，a、b是轨迹上的两点．若带电粒子在运动中只受电场力作用，根据此图不能作出判断的是
A．带电粒子所带电荷的符号
B．带电粒子在a、b两点的受力方向
C．带电粒子在a、b两点的速度何处较大
D．带电粒子在a、b两点的加速度方向
2．关于静电场，下列结论普遍成立的是（）
A．电场中任意两点之间的电势差只与这两点的场强有关
B．电场强度大的地方电势高，电场强度小的地方电势低
C．将正点电荷从场强为零的一点移动到场强为零的另一点，电场力做功为零
D．在正电荷或负电荷产生的静电场中，场强方向都指向电势降低最快的方向
3．一负电荷在电场中仅受电场力作用，从A点运动到B点，速度随时间变化的图象如图所示，t A、t B分别对应电荷在A、B两点的时刻，则下列说法中正确的是（）
A．A处的场强一定小于B处的场强
B．A处的电势一定低于B处的电势
C．电荷在A处的电势能一定小于在B处的电势能
D．从A到B的过程中，电场力对该电荷做正功
4．如图所示，带有等量异种电荷的两块平行金属板M、N水平放置．两板之间有一带电微粒以速度v0沿直线运动．当微粒运动到P点时，将M板迅速向上平移一小段距离，则此后微粒()
A．可能沿轨迹①运动B．一定沿轨迹②运动
C．可能沿轨迹③运动D．可能沿轨迹④运动
5．如图所示，在水平放置的光滑金属板中点的正上方有带正电的点电荷Q，一表面绝缘带正电的金属球（可视为质点，且不影响原电场）自左以速度v0开始在金属板上向右运动，在运动过程中（）
A．小球先做减速运动后做加速运动
B．小球做匀速直线运动
C．小球做匀变速运动
D．以上说法都不正确
6．两电阻R1、R2的电流I和电压U的关系如图所示，可知电阻大小之比R1:R2等于
A．1:3 B．3:1 C．D
7．一横截面积为S的金属导线，设单位体积的导线中有n个自由电子，电子的电荷量为e，则导线内电流强度为I时电子定向移动的速度为（）
A．
I
neS
B．IneS C．InS D．
I
nS
8．如图，真空中电量均为Q的两正点电荷，固定于一绝缘正方体框架的两侧面ABB1A1和DCC1D1中心连线上，且两电荷关于正方体中心对称，则( )
A．A、B、C、D四个点的电势相同
B．A1、B1、C1、D1四个点的电场强度相同
C．负检验电荷q在A点的电势能小于在C1点的电势能
D．正检验电荷q从C点移到C1点过程电场力对其做正功
9．如图所示，a、b是两个带有同种电荷的小球，用绝缘细线悬挂于同一点，两球静止时，它们距水平地面的高度相等，绳与竖直方向的夹角分别为α、β，且α＜β．若同时剪断两根细线，空气阻力不计，两球带电荷量不变，则（）
A．a、b两球同时落地
B．a球先落地
C．a球水平飞行的距离比b球大
D．a、b两球水平飞行的距离相等
二、多选题
10．一平行板电容器充电后与电源断开，负极板接地，在两极板间有一正电荷(电量很小)固定在P点，如图所示。

以E表示两极板间的场强，U表示电容器的电压，ε表示正电荷在P点的电势能，若保持负极板不动，将正极板移到图中虚线所示的位置，则（）
A．U变小，E不变B．E变大，ε变大C．U变小，ε不变D．U不变，ε不变11．如图，纸面内有匀强电场，一带正电的质点（重力不计）在一恒力F的作用下沿图中虚线由A匀速运动至B，已知F和AB间夹角为θ，点A、B间距离为d，质点所带电荷量为q，则下列结论正确的是（）
A．匀强电场的场强大小为
cos F
q
θ
B．A、B两点间的电势差为
cos AB
Fd
U
q
θ
=
C．带电质点由A点运动至B点的过程中电势能增加了Fdcosθ
D．若带电质点由B点向A点做匀速直线运动，则F必须反向
12．如图示，相互垂直的固定绝缘光滑挡板PO、QO，竖直放置在重力场中，a、b为两个带有同种电量的小球（可以近似看成点电荷），当用水平向左作用力F作用于b时，a、b紧靠挡板处于静止状态．现若稍改变F的大小，使b稍有向左移动一段小距离，则当a、b重新处于静止状态后（）
A．ab间的电场力增大B．作用力F将减小
C．系统重力势能增加D．系统的电势能将增加
三、实验题
13．用如图所示装置可以研究影响平行板电容器电容的因素．设两极板正对面积为S，两极板间的距离为d，板间电介质的介电常数为ε，静电计指针偏角为θ．实验中，极板所带电荷量不变．
①若保持d、ε不变，减小S，则θ_____（填变大、变小、或不变，下同）
②若保持S、ε不变，增大d，则θ_____
③若保持d、S不变，在板间插入介电常数ε更大的电介质，则θ_____．
四、填空题
14．如图所示，导体AB与地面绝缘，将带正电的物体C靠近AB，用手接触一下B端，放开手再移去C，则此时AB 带__ ____电，若用手接触一下A端，放开手再移去C，则此时AB带__ ____电．
15．电荷量q=2.0×10﹣3C、质量m=1.0×10﹣4kg的带正电粒子从电场中的A点沿直线运动到B点的速度图象如图所示，A、B连线上各点的场强_____（填“相等”或“不相等”），A点的场强为_____N/C．
16．如图，三个电阻R1、R2、R3依次标有“12Ω，3W”、“8Ω，5W”、“6Ω，6W”，则允许接入电路的最大电压为_____V，此时三个电阻消耗的总功率为_____W．
五、解答题
17．如图所示，有一电子（电荷量为e，质量为m）经电压U0加速后，进入两块间距为d，电压为U的平行金属板间．若电子从两板正中间垂直电场方向射入，且正好能穿过电场，
求：（1）金属板AB的长度L；（2）电子穿出电场时的动能E k．
18．一根长为l的丝线吊着一质量为m，带电荷量为q的小球静止在水平向右的匀强电场中，如图所示，丝线与竖直方向成37°角，现突然将该电场方向变为向下且大小不变，不考虑因电场的改变而带来的其他影响（重力加速度为g），求：
（1）匀强电场的电场强度的大小；
（2）小球经过最低点时受到的拉力大小
19．如图所示，在竖直向下的匀强电场中有一绝缘的光滑离心轨道，一个带负电的小球从斜轨道上的A点由静止释放，沿轨道滑下（小球的重力大于所受的电场力）．
（1）已知小球的质量为m，电量大小为q，匀强电场的场强大小为E，斜轨道的倾角为α，求小球沿斜轨道下滑的加速度的大小；
（2）若使小球通过半径为R的圆轨道顶端的B点时不落下来，求A点距水平地面的高度h至少应为多大？
（3）若小球从斜轨道h=5R处由静止释放．假设其能够通过B点，求在此过程中小球机械能的改变量．
参考答案
1．A
【解析】
ABC、由图,粒子的运动轨迹向左弯曲,说明粒子在a、b两点受到的电场力沿电场线向左,因为电场线方向不明,无法确定粒子的电性和产生该电场的点电荷的电性.故A错误,B正确. C、根据电场线的疏密程度,判断ab两点场强的大小,从而判断ab两点电场力大小,再根据牛顿第二定律得a点加速度的大,所以C选项是正确的.
D、由a到b,电场力做负功,动能减小,故b处的速度小,D正确
本题选不正确的，故选A
综上所述本题答案是：A
2．D
【解析】A、电势差的大小决定于电场线方向上两点间距和电场强度，所以A错误；
B、在正电荷的电场中，离正电荷近，电场强度大，电势高，离正电荷远，电场强度小，电势低；而在负电荷的电场中，离负电荷近，电场强度大，电势低，离负电荷远，电场强度小，电势高，所以B错误；
C、场强为零，电势不一定为零，电场中肯定存在场强都为零、电势又不相等的两个点，在这样的两个点之间移动电荷，电场力将做功，所以C错误；
D、沿电场方向电势降低，而且降低的速度最快，所以D正确；
综上所述本题答案是：D
3．C
【解析】
A、v﹣t图象的斜率等于加速度，由v﹣t图象看出，质点做加速度减小的减速运动，而质点在电场中仅受电场力作用，则知电场力减小，说明电场强度减小，即有A处的场强一定大于B处的场强．故A错误；
B、根据电荷的带负电，能判断电场线的方向，也就判断电势的高低．从A至N电场力做负功，故可知，电场力方向与运动方向相反，因为是负电荷，故A处的电势一定高于B处的电势．故B错误；
C、质点的动能减小，由能量守恒定律得知，其电势能一定增加，则有电荷在A处的电势能一定小于在B处的电势能．故C正确．
D、电荷的动能减少，说明电场力做负功，故D错误
综上所述本题答案是：C 4．B 【详解】
粒子沿直线运动说明受到的电场力等于重力，在两极板间的距离变化后，根据Q C U
=
,4kd S C επ=
，可得4U Q kQ
E d Cd S
πε===，两板间的电场强度和两板间的距离无关，所以电
场强度保持不变，故粒子仍能要直线运动，即一定沿轨迹②运动，故B 正确，ACD 错误． 5．B
【解析】金属板在Q 的电场中达到静电平衡时，金属板是一个等势体，表面是一个等势面，表面的电场线与表面垂直，小球所受电场力与金属板表面垂直，在金属板上向右运动的过程中，电场力方向与位移方向垂直，对小球不做功，根据动能定理得知，小球的动能不变，速度不变，所以小球做匀速直线运动．故B 正确． 综上所述本题答案是：B
点睛：金属板在Q 的电场中产生静电感应现象，达到静电平衡时，金属板是一个等势体，表面是一个等势面，表面的电场线与表面垂直．分析小球的受力情况，可确定其运动情况， 6．A 【详解】
因为该图线为I -U 图线，则图线的斜率表示电阻的倒数，两根图线的斜率比为
tan60:tan303:1︒︒=，
所以电阻比为：
12:1:3R R =
A ．所给答案为1:3，正确答案为1:3，A 正确；
B ．所给答案为3:1，正确答案为1:3，B 错误；
C ．所给答案为1:1:3，C 错误；
D ，正确答案为1:3，D 错误． 7．A
【解析】解：由I nesv = 可得： I
v nes
=故A 正确． 综上所述本题答案是：A 8．A
试题分析：由叠加原理可知，A 、B 、C 、D 四个点的电势相同，选项A 正确；A 1、B 1、C 1、D 1四个点的电场强度大小相同，但是A 1、B 1两点的场强方向相同，且与C 1、D 1两点的场强方向不同，选项B 错误；因为A 点和C 1点电势相同，故负检验电荷q 在A 点的电势能等于在C 1点的电势能，选项C 错误；因C 点和C 1点的电势相同，故正检验电荷q 从C 点移到C 1点过程电场力对其做不做功，选项D 错误；故选A. 考点：电场强度；电势和电势能. 9．A 【解析】
AB 、同时剪断细线后，二者在竖直方向上均只受重力，故在竖直方向上均做自由落体运动，故A 正确，B 错误．
CD 、对剪断前进行受力分析，可知b a m m ＜ ，而剪断细线后，在水平方向上，a 、b 组成的系统动量守恒，故任一时刻a b p p = ．因a b m m ＞ ，所以a b v v ＜ ；又因时间相等，所以
a b s s ＜ ，故C 、D 错误．
综上所述本题答案是：A 10．AC 【详解】
平行板电容器充电后与电源断开后，电量不变，将正极板移到图中虚线所示的位置时，d 减小，根据
4S
C kd
επ=
知电容增大，根据
Q U C
=
则电势差减小，根据
4U Q kQ E d Cd S
πε=
== 可知电场强度不变，则P 与负极板间的电势差不变，P 点的电势不变，正电荷在P 点的电势能不变，故AC 正确，BD 错误。

故选AC 。

11．BC
A 、由题，小球的重力不计，只受到电场力与恒力F 而做匀速直线运动，则有，qE F = ，则得场强F
E q
=
．故A 错误． B 、A 、B 两点的电势差为Fdcos U Edcos q
θ
θ==-
﹣ ．故B 正确． C 、带电小球由A 运动至B 过程中恒力做功为W Fdcos θ= ，根据功能关系可知，电势能增加了Fdcos θ ．故C 正确．
D 、小球所受的电场力恒定不变，若带电小球由B 向A 做匀速直线运动时，F 大小、方向不变．故D 错误．
综上所述本题答案是：BC 12．BC 【详解】
以a 球为研究对象，分析受力情况，根据平衡条件，电场力为：mg
F cos 电α
=
，α减小，cos α增大，则电场力F 电减小，挡板对a 的弹力N mgtan α=，α减小，N 减小．对整体研究：水平方向：F N =，则作用力F 将减小．故A 错误，B 正确；电场力F 电减小，根据库仑定律得知，两球间的距离增大，电场力做正功功，系统的电势能减小，而F 做正功，根据功能关系可知，系统重力势能增加，故C 正确，D 错误． 【名睛】
本题是动态平衡问题，关键要灵活选择研究对象，先对a 研究，再对b 研究，比较简便，注意系统的重力势能与电势能的变化关系． 13．①变大 ②变大 ③变小 【解析】
试题分析：①若保持d 、ε不变，减小S ，根据C =εS
4πkd ，则C 减小，根据Q=CU 可知，Q 不变，则U 变大，则θ变大；②若保持S 、ε不变，增大d ，根据C =εS
4πkd ，则C 减小，根据Q=CU 可知，Q 不变，则U 变大，则θ变大；③若保持d 、S 不变，在板间插入介电常数ε更大的电介质，根据C =εS
4πkd ，则C 变大，根据Q=CU 可知，Q 不变，则U 变小，则θ变
小；
考点：电容器的电容；
14．负；负．
【解析】
试题分析：无论用手摸哪一端，只要用手摸导体AB ，则AB 与人体就组成了一个新的导体，在这个导体中，AB 就变成了近端，人体变成了远端，故AB 就带负电，人体就带正电． 考点：感应起电．
15． ：相等； 10000
【解析】根据图象可知，粒子做匀加速直线运动，加速度260002000200000m/s 0.02
v a t ∆-===∆ ，则合外力恒定，该电场为匀强电场，即场强处处相等；根据牛顿第二定律得：
41.010********N F ma ==⨯⨯=﹣ 则电场强度10000/F E N C q
== 综上所述本题答案是： （1）相等； (2). 10000
16． 10.8， 10.8 【解析】由2
U P R
= 可求得R 1的额定电压U 1=6V ，R 2
的额定电压2U =，R 3的额定电压U 3=6V ，R 1与R 2的并联阻值为 4.8R '=Ω，则因R 3大于其并联值，则当R 3达到6V 时，并联电压小于6V ， 则以R 3达到额定电压为安全值计算： 133
U R U R =' 求得1 4.8V U = 则接入电路的最大的电压为1310.8V
m U U U =+= 功率为： 22
310.810.84.86
m U P W R R ===++' ; 综上所述本题答案是： (1). 10.8， (2). 10.8
17．（1
）（2）012eU eU + 【详解】
（1）设电子离开加速电场瞬间的速度为v 0，由动能定理，有：
2001-02
eU mv = 在偏转电场中偏转时，有：U e
ma d = 2122
d at = 而：0L v t =
解得：L =（2）电子在偏转电场中偏转时，由动能定理，得：201-22k U e
E mv = 解得012k E eU eU =+
18．（1）3mg 4q （2）49mg 20
【详解】
（1）以小球为研究对象，分析受力情况：重力mg 、电场力qE 、丝线的拉力F T ，电场力方
向必定水平向右，与电场强度方向相同，所以小球带正电荷．如图1所示．由平衡条件得：
mg tan37°=qE
故
34mg E q
=
（2）当电场方向变为向下后，小球受到的电场力竖直向下，向下做圆周运动，重力和电场力都做正功，由动能定理得
211372
mg qE l cos mv +⋅-︒=（）（） 解得
v =小球经过最低点时，由重力、电场力和丝线的拉力的合力提供了向心力，如图2所示．根据牛顿第二定律得
2
T v F mg qE m l
--= 解得
4920
T F mg = 19．（1）已知小球的质量为m ，电量大小为q ，匀强电场的场强大小为E ，斜轨道的倾角为α，小球沿斜轨道下滑的加速度的大小为；
（2）若使小球通过半径为R 的圆轨道顶端的B 点时不落下来，A 点距水平地面的高度h 至少应为
（3）若小球从斜轨道h=5R 处由静止释放．假设其能够通过B 点，在此过程中小球机械能的改变量3qER
【详解】
（1）由牛顿第二定律有（mg ﹣qE ）sinα=ma 得：
a=
（2）球恰能过B 点有：
（mg ﹣qE ）= ①
由动能定理，从A 点到B 点过程，则有：
（mg ﹣qE ）（h 1﹣2R ）=
﹣0 ②
由① ②解得h 1= （3）因电场力做负功，导致机械能减少，电势能增加
则增加量：△E=qE （h 2﹣2R ）=qE （5R ﹣2R ）=3qER
由能量守恒定律得机械能减少，且减少量为3qER。