2020-2021学年甘肃省定西市某校第一学期高二9月月考(理科)物理试卷(有答案)

2020-2021学年甘肃省定西市某校第一学期高二9月月考（理科）
物理试卷
一、选择题
1. 下列叙述正确的是（）
A.摩擦起电是创造电荷的过程
B.接触起电是电荷转移的过程
C.玻璃棒无论和什么物体摩擦都会带正电
D.带等量异号电荷的两个导体接触后，电荷会消失，这种现象叫电荷的湮没
2. 如图所示使物体A、B带电的实验为（）
A.摩擦起电
B.传导起电
C.感应起电
D.以上都不对
3. 科学家在研究原子、原子核及基本粒子时，为了方便，常常用元电荷作为电量的单位，关于元电荷，下列论述中不正确的是（）
A.把质子或电子叫元电荷
B.1.6×10−19C的电量叫元电荷
C.电子带有最小的负电荷，其电量的绝对值叫元电荷
D.质子带有最小的正电荷，其电量的绝对值叫元电荷
4. 雷雨天气时，天空中的云有时会带不同的电荷，当两朵带不同电荷的云靠得很近时
放电会出现闪电和打雷，如果直径均为d的两朵带异种电荷的云，大小一样，带电荷量
之比为3:7，相距为r（r>>d），当靠近放电后继续漂移至两云相距又为r时，则下列有
关说法中正确的是（）
A.云所带的电荷量都不一定是元电荷的整数倍
B.因为云的体积非常大，不能把云看成是点电荷
C.再次相距为r时相互作用力可能为原来的4
21
D.无论何时两云连线的中点位置电场强度一定为零
5. 相距为a的A、B两点分别带有等量异种电荷Q、−Q，在A、B连线中点处的电场强度
为（）
A.零
B.kQ
a2
，且指向−Q
C.2kQ
a2，且指向−Q D.8kQ
a2
，且指向−Q
6. 把电量为2.0×10−8C的检验电荷从电场中的A点移到B点，电场力做功3.0×10−6J，从B点移到C点，须克服电场力做功4.0×10−6J，则A点和C点比较（）
A.电势差为350V，A点电势高
B.电势差为350V，C点电势高
C.电势差为50V，A点电势高
D.电势差为50V，C点电势高
7. 如图所示，在绝缘水平垫上放置四个金属壳，其中B、D的金属壳接地，A、C的金属壳与地绝缘．则金属壳不能屏蔽外电场或内电场的是（）
A. B. C. D.
8. 如图，半径为R的均匀带正电薄球壳，其上有一小孔A，已知壳内的场强处处为零，壳外空间的电场与将球壳上的全部电荷集中于球心O时在壳外产生的电场一样，一带正电的试探电荷（不计重力）从球心以初动能E k0沿OA方向射出，下列关于试探电荷的动能E k与离开球心的距离r的关系图线，可能正确的是（）
A. B.
C. D.
二、多选题
两个半径相同的金属小球，带电荷量之比为1:7，相距为r，两者相互接触后再放回原来的位置上，则相互作用力可能为原来的（）
A.4 7
B.3
7
C.9
7
D.16
7
图中的实线表示电场线，虚线表示只受电场力作用的带正电粒子的运动轨迹，粒子先经过M点，再经过N点，可以判定（）
A.M点的电势大于N点的电势
B.M点的电势小于N点的电势
C.粒子在M点受到的电场力大于在N点受到的电场力
D.粒子在M点受到的电场力小于在N点受到的电场力
图为静电除尘器除尘机理的示意图，尘埃在电场中通过某种机制带电，在电场力的作用下向集尘极迁移并沉积，以达到除尘目的，下列表述正确的是（）
A.到达集尘极的尘埃带正电荷
B.电场方向由集尘极指向放电极
C.带电尘埃所受电场力的方向与电场方向相同
D.同一位置带电荷量越多的尘埃所受电场力越大
如图所示，在真空中固定两个等量异号点电荷+Q和−Q，图中O点为两点电荷连线的中点，P点为连线上靠近−Q的一点，MN为过O点的一条线段，M点与N点关于O点对称．下列说法中正确的是（）
A.同一个试探电荷在M、N两点所受的电场力相同
B.M、N两点的电势相同
C.将带正电的试探电荷从M点沿直线移到N点的过程中电荷的电势能先增大后减小
D.只将−Q移到P点，其他点在空间的位置不变，则O点的电势降低
三、实验探究题
在做“电场中等势线的描绘”的实验时，先在导电纸上画出电极a和b（模拟为点电荷）的连线，在连线上选取间距大致相等的5个点c、d、e、f、g，如图所示．G为灵敏电流表，甲、乙为两探针．在实验时将a、b接入电源．
（1）为得到过d点的等势线，须不断移动探针________（选填“甲”或“乙”）．
（2）在图上画出过f点的等势线．
（3）对于该实验的认识与判断，下列说法正确的是（）
A.电流表读数为零时表明所测两点的电势差为零
B.如果将一根探针接触连线中点，另一探针从一个电极沿连线逐渐移动到另一电极，电流表的读数是逐渐变小的
C.在实验过程中电极与导电纸的相对位置不能再改变
D.从实验原理来说，如果用电压表代替电流表也可以描绘出等势线
四、解答题
如图所示，一个系在丝线下端的带正电、可视为点电荷的小球B，静止在图示位置．若固定的带正电、可视为点电荷的小球A的电量为Q，B球的质量为m，电量为q，丝线偏向角为θ，A和B在同一水平线上，整个装置处在真空中．
（1）小球B所在位置的电场强度的大小为多少？方向如何？
（2）A、B两球之间的距离为多少？
如图所示，在同一条电场线上有A、B、C三点，三点的电势分别是φA=5V、φB=
−2V、φC=0，现有一个电荷量为q=−6×10−6C的点电荷．
（1）若将该电荷从A点移到B点，电场力做功多少？电势能变化了多少？
（2）若将该电荷从B点移到C点，电场力做功多少？电势能变化了多少？
（3）该点电荷在三点中哪一点时电势能最大？
如图所示，a、b是匀强电场中的两点，已知两点间的距离为0.5m，两点的连线与电场线成37∘角（sin37∘=0.6，cos37∘=0.8），a、b两点间的电势差U ab=2.0×103V，则：
（1）匀强电场的场强大小为多少？
（2）把电子从a点移到b点电场力做的功为多少？
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，已知小球的质量为m，电量为−q，匀强电
场的场强大小为E，斜轨道的倾角为α（小球的重力大于所受的电场力）．
（1）求小球沿斜轨道下滑的加速度的大小．
（2）若使小球通过圆轨道顶端的B点，求A点距水平地面的高度ℎ至少应为多大？
（3）小球从静止开始沿圆弧轨道运动到B点的过程中，ℎ=5R，机械能的变化量为多大？
参考答案与试题解析
2020-2021学年甘肃省定西市某校第一学期高二9月月考（理科）
物理试卷
一、选择题
1.
【答案】
B
【考点】
起电的三种方式
电荷守恒定律
【解析】
电荷既不会创生，也不会消失，只会从一个物体转移到另一物体，或从物体的一部分
转移到另一部分，电荷的总量保持不变．
【解答】
解：A．摩擦起电的实质是电荷从一个物体转移到另一个物体，故A错误．
B．接触起电是电荷从一个物体转移到另一个物体，故B正确．
C．丝绸摩擦过的玻璃棒带正电，但不是与任何物体摩擦都带正电，故C错误．
D．带等量异号电荷的两个导体接触后，电荷会消失，这种现象叫电荷的中和，故D错误．
故选B．
2.
【答案】
C
【考点】
起电的三种方式
【解析】
使物体带电的方法有三种分别为摩擦起电、感应起电和接触带电，由此分析可以的出
结论．
【解答】
解：当带电的球靠近AB时，由于静电的感应，会使左端出现负电荷，右端出现正电荷，当把AB分开之后，A就带了负电，B就带了正电，所以本实验为使物体感应起电，所以
C正确．
故选C．
3.
【答案】
A
【考点】
元电荷
【解析】
由元电荷的定义可知，我们将电子或质子所带电量的绝对值称为元电荷，由此可以判
定各个选项．
【解答】
解：ACD．由元电荷的定义：将电子或质子所带电量的绝对值称为元电荷，而不是把
质子或电子叫元电荷，故A 错误，CD 正确；
B ．电子或质子带电量的绝对值都是1.6×10−19
C ，故可把1.6×10−19C 的电量叫元电荷，故B 正确．
本题选不正确的，故选：A ． 4. 【答案】 C 【考点】 点电荷 库仑定律 电场强度 元电荷
【解析】 此题暂无解析 【解答】
解：A ．元电荷为自然界中最小的电荷量，所有带电体所带电荷量都是元电荷的整数倍，故A 错误．
B ．因为题给条件（r >>d ）说明云的直径对研究它们之间的作用力的影响可以忽略，可以把云看做点电荷，故B 错误．
C ．设两带电云的电荷量分别为3q 和7q ，则原来相距r 时的相互作用力F 1=k 3q×7q r 2
=
k
21q 2r 2
；由于两朵云电性不同，相互接触时电荷先中和再平分，每朵云所带的电荷量为7q−3q 2
=2q ，再次相距为r 时相互作用力F 2=k
2q×2q r 2
=k
4q 2r
2，故F 2=
4
21F 1
，故C 正确． D ．只有当两云所带电荷量相等且电性相同时才有可能在其连线的中点处产生的电场强度大小相等、方向相反，场强为0，故D 错误． 故选C ． 5. 【答案】 D
【考点】 电场的叠加 【解析】
根据等量异种电荷的电场分布和场强的叠加原理求解． 【解答】
解：两个等量异种点电荷在中点产生的电场强度大小相等，方向相同，大小为E 1=k
Q
(a 2
)2，则合场强E =2E 1=
8kQ a 2
，且场强的方向指向−Q ，故ABC 错误，D 正确．
故选：D ． 6.
【答案】 D
【考点】
电场力做功与电势能变化的关系
电势差
【解析】
先求出将电荷从A点移到C点时电场力做功，再公式U=W
q
求出A、C间的电势差，判断出电势的高低．
【解答】
解：由题意，检验电荷从电场中的A点移到B点，电场力做功为W AB=3.0×10−6J，从B点移到C点，电场力做功W BC=−4.0×10−6J，
则将电荷从A点移到C点时电场力做功为W AC=W AB+W BC=3.0×10−6J+
(−4.0×10−6J)=−1.0×10−6J，
则A、C间的电势差U AC=W AC
q =−1×10−6
2×10−8
V=−50V<0，所以C点的电势高．
故选：D．
7.
【答案】
C
【考点】
静电屏蔽
静电感应
【解析】
屏蔽作用是金属材料制成的壳体或网罩，当存在电场时，金属壳被感应带电，导致电荷重新分布，出现感应电场，从而与原来电场相叠加．出现合电场强度为零．起到屏蔽的作用．
【解答】
解：A．当正电荷放在金属壳外时，使金属壳左端带负电荷，右端带正电荷，两端出现电压，导致感应电场与外电场相叠加，所以内部电场强度为零，起到屏蔽的作用，故A 正确；
B．当正电荷放在金属壳外时，使金属壳左端带负电荷，由于右端接地，则不带电，两端仍出现电压，导致感应电场与外电场相叠加，所以内部电场强度为零，起到屏蔽的作用，故B正确；
C．当正电荷放在金属壳内时，使金属内壳带负电荷，外壳带正电荷，出现电场，导致出现感应电场没起到屏蔽的作用，故C错误；
D．当正电荷放在金属壳内时，由于接地，则使金属内壳带负电荷，使金属壳外不带电，所以外部没有电场，从而起到屏蔽的作用，故D正确．
本题选错误的，故选：C．
8.
【答案】
A
【考点】
静电场中的Ep-x图象问题
【解析】
试探电荷的动能E k与离开球心的距离r的关系根据动能定理分析．
【解答】
解：在球壳内，场强处处为零，试探电荷不受电场力，其动能不变；
在球壳外，取一段极短距离内，认为库仑力不变，设为F，根据动能定理得：
ΔE k=FΔr，
则得：F=ΔE k
Δr
，
根据数学知识得知：ΔE k
Δr
等于E k−r图像上切线的斜率，由库仑定律知r增大，F减小，
图像切线的斜率减小，故A正确，BCD错误．
故选：A．
二、多选题
【答案】
C,D
【考点】
库仑定律
电荷守恒定律
【解析】
由库仑定律列出接触前的库仑力表达式；根据电荷守恒定律可得出接触后两球的电荷量，再由库仑定律列出库仑力表达式，即可求得两力的关系．
【解答】
解：设两个金属小球的带电量分别为Q、7Q，由库仑定律可得两球接触前的库仑力为：
F=k7Q2
r2
．
当两球带同种电荷时，两球接触后平分电量，则两球的电量为：q1=Q+7Q
2
=4Q，
两球接触后的库仑力大小为：F1=k16Q2
r2=16
7
F；
当两球带异种电荷时，两球接触中和后再平分电量，则两球的电量为：q2=Q−7Q
2
=−3Q，
两球接触后的库仑力大小为：F2=k9Q2
r2=9
7
F；故CD正确，AB错误．
故选：CD．
【答案】
A,D
【考点】
电场中轨迹类问题的分析
【解析】
此题暂无解析
【解答】
解：A．顺着电场线的方向电势降低，所以M点的电势大于N点的电势，故A正确，B错误；
C．M点处的电场线较疏，而N点处电场线较密，则M点处的电场强度较小，粒子在M 点所受的电场力也较小，故C错误，D正确．
故选AD．
【答案】
B,D
【考点】
生活中的静电现象
【解析】
从静电除尘机理出发即可解题．由于集尘极与电池的正极连接，电场方向有集尘极指
向放电极．而尘埃在电场力作用下向集尘极迁移并沉积，说明尘埃带负电．负电荷在
电场中受电场力的方向与电场力方向相反，根据F＝Eq即可得出结论．
【解答】
解：B．由于集尘极与电池的正极连接，电场方向由集尘极指向放电极，故B正确．A．尘埃在电场力作用下向集尘极迁移并沉积，说明尘埃带负电，故A错误．
C．负电荷在电场中受电场力的方向与电场方向相反，故C错误．
D．根据F=Eq可得，同一位置带电荷量越多的尘埃所受电场力越大，故D正确．
故选BD．
【答案】
A,D
【考点】
电场力做功与电势能变化的关系
等量电荷的电场线
电势
【解析】
根据电场线的分布情况，判断M、N场强的关系；电场线的疏密表示场强的大小。

等量异种点电荷的连线中垂线是一条等势线；画出等势面判断M、N点的电势大小。

【解答】
解：B．画出过M、N的等势面，如图所示：
电场线从电势高的等势面指向电势低的等势面，故M点的电势大于N点的电势，故B错误．
A．由图知，M、N两点的电场强度相同，则同一试探电荷在两点所受的电场力相同，
故A正确．
C．将带正电的试探电荷从M点沿直线移到N点的过程中，电场力一直做正功，故电势
能一直减小，故C错误．
D．等量异种点电荷的连线中垂线是一条等势线，设O点的电势为零；只将−Q移到P点，此时两个电荷连线的中点在O点的左侧，故O点的电势变为负值，电势减小，故D正确．故选：AD．
三、实验探究题
【答案】
（1）乙
（2）如解答图所示．
A,C,D
【考点】
用描迹法画出电场中平面上的等势线
【解析】
（1）为得到过d点的等势线，探针甲按在d点，移动乙探针寻找等势点．
（2）结合等量异种电荷等势线的分布情况，画出过f点的等势线．
（3）电流表读数为零时表明所测两点的电势差就为零；顺着电场线，电势逐渐降低；
本实验利用恒定电流场模拟静电场，a、b电极相当于正、负点电荷，在实验过程中电
极与导电纸的相对位置应不变．当用电压表代替电流表，当电压表读数为零时，表示
两探针处电压为零，电势相等．
【解答】
解：（1）为得到过d点的等势线，探针甲按在d点，移动乙探针左右移动寻找等势点．（2）根据等量异种电荷等势线的分布情况，画出过f点的等势线如图所示：
（3）A．电流表读数为零时，由于电流表的内阻是一定的，根据欧姆定律得知，电流
表两极间的电压为零，表明所测两点的电势差为零，故A正确．
B．将一根探针接触连线中点，另一探针从一个电极沿连线逐渐移动到另一电极的过程中，两探针处的电势差先变小后变大，则电流表的读数应先变小后变大，故B错误．C．本实验利用恒定电流场模拟静电场，a、b电极相当于正、负点电荷，它们之间的
距离直接影响了等势线的分布，所以在实验过程中电极与导电纸的相对位置应不变，
故C正确．
D．当用电压表代替电流表，电压表读数为零时，表示两探针处电压为零，电势相等，所以从实验原理来说，如用电压表代替电流表也可以描绘出等势线，故D正确．
故选ACD．
四、解答题
【答案】
，方向水平向右．
（1）小球B所在位置的电场强度的大小为mg tanθ
q
．
（2）A、B两球之间的距离为√kqQ
mg tanθ
【考点】
库仑力作用下的平衡问题
库仑定律
【解析】
根据B球的状态可以求出B球的受力情况，从而求出两球之间的库仑力，从而求出电场
强度大小及方向，再根据库仑定律求出两球之间的距离。

【解答】
解：（1）取B球为研究对象，受到重力mg、电场力qE和绳的拉力T的作用．
根据平衡条件可知qE=mg tanθ，
，
解得E=mg tanθ
q
方向水平向右．
（2）根据库仑定律可知qE=k qQ
，
r2
．
解得r=√kqQ
mg tanθ
【答案】
（1）电场力做功为−4.2×10−5J，电势能增加了4.2×10−5J．
（2）电场力做功为1.2×10−5J，电势能减少了1.2×10−5J．
（3）该点电荷在B处的电势能最大．
【考点】
电场力做功与电势能变化的关系
电场力做功的计算
【解析】
（1）、（2）根据公式W=qU求出电场力做功．电势差等于电势之差．根据电场力做正功，电势能减小，电场力做负功，电势能增大，分析电势能的变化．
（3）根据电势的高低，由电势能公式E P=qφ分析电势能的大小．
【解答】
解：（1）将点电荷从A移到B，电场力做功：
W AB=qU AB=q(φA−φB)=−6×10−6[5−(−2)]J=−4.2×10−5J，
电场力做了4.2×10−5J的负功，因此电势能增加了4.2×10−5J．
（2）将点电荷从B移到C，电场力做功：
W BC=q(φB−φC)=−6×10−6×(−2)J=1.2×10−5J，
即电场力做正功，所以电势能减少了1.2×10−5J．
（3）由题知A点的电势最高，B点的电势最低，故该负点电荷在B处的电势能最大．
【答案】
（1）匀强电场的场强大小为5000V/m．
（2）把电子从a点移到b点电场力做的功为−3.2×10−16J．
【考点】
电场力做功的计算
匀强电场中电势差和电场强度的关系
【解析】
根据a、b间的电势差，以及a、b沿电场线方向上的距离，结合匀强电场的场强公式求出场强的大小，根据电场力做功与电势差的关系求出电场力做功的大小．
【解答】
解：（1）匀强电场的电场强度为：E=U ab
s cos37∘=2000
0.5×0.8
V/m=5000V/m．
（2）电子从a点移到b点电场力做的功为：W=qU ab=−1.6×10−19×2×103J=−3.2×10−16J．
【答案】
（1）小球沿斜轨道下滑的加速度的大小为(mg−qE)sinα
m
．
（2）A点距水平地面的高度ℎ至少应为5R
2
．
（3）此过程中小球机械能的改变量为−3EqR．
【考点】
电场力做功的计算
竖直面内的圆周运动-弹力
用牛顿运动定律分析斜面体模型
能量守恒定律的应用
动能定理的应用
【解析】
（1）对小球进行受力分析，由牛顿第二定律即可求出加速度；
（2）小球恰好通过最高点，则由向心力公式可求得B点的速度；对AB过程由动能定理可得A在轨道上的高度；
（3）小球由ℎ=5R处到B过程中小球机械能的改变量等于电场力做的功．
【解答】
解：（1）根据牛顿第二定律：(mg−qE)sinα=ma，
解得：a=(mg−qE)sinα
m
．
（2）若小球刚好通过B点不下落，据牛顿第二定律有：mg−qE=mv 2
R
①
小球由A到B，据动能定理：(mg−qE)(ℎ−2R)=mv 2
2
②
①②式联立得：ℎ=5R
2
．
（3）小球从静止开始沿轨道运动到B点的过程中，由能量守恒知，机械能的变化量为：
ΔE
机=W
电
，
W
电
=−Eq(5R−2R)，
故ΔE
机
=−3EqR．。