内蒙古高二高中物理月考试卷带答案解析

内蒙古高二高中物理月考试卷
班级:___________ 姓名：___________ 分数：___________一、选择题
1.一带负电的粒子只在电场力作用下沿x轴正向运动，其电势能E
p 随位移x变化的关系如图所示，其中0～x
2
段是
关于直线x=x
1对称的曲线，x
2
～x
3
段是直线，则下列说法正确的是
A．x1处电场强度大小为零
B．x2～x3段的电场强度大小方向均不变，为一定值
C．粒子在0～x2段做匀变速运动，x2～x3段做匀速直线运动
D．0与x2处电势φ0、φ2的关系为φ0=φ2
2.一带负电荷的质点，在电场力作用下沿曲线abc从a运动到c，已知质点的速率是递减的．关于b点电场强度E
的方向，下列图示中可能正确的是（虚线是曲线在b点的切线）（）
A．B．C．D．
3.如图所示，在x轴上相距为L的两点固定两个等量异种点电荷+Q、-Q，虚线是以+Q所在点为圆心，为半径的圆，a、b、c、d是圆上的四个点，其中a、c两点在x轴上，b、d两点关于x轴对称，下列判断正确的是
A．b、d两点处的电势相同
B．四个点中c点处的电势最低
C．b、d两点处的电场强度相同
D．将一试探电荷+q沿圆周由a点移至c点，+q的电势能减小
4.如图所示，实线表示电场线，虚线表示只受电场力作用的带电粒子的运动轨迹，粒子先经过M点，再经过N点。

下列说法中正确的有
A．粒子带负电
B．粒子在M点的动能大于在N点的动能
C．粒子在M点的电势能大于在N点的电势能
D．粒子在M点受到的电场力大于在N点受到的电场力
5.如图，一半径为R、粗糙程度处处相同的半圆形轨道竖直固定放置，直径POQ水平。

一质量为m的质点自P点上方高度R处由静止开始下落，恰好从P点进入轨道。

质点滑到轨道最低点N时，对轨道的压力为4mg，g为重力加速度的大小。

用W表示质点从P点运动到N点的过程中克服摩擦力所做的功。

则
A．，质点恰好可以到达Q点
B．，质点不能到达Q点
C．，质点到达Q点后，继续上升一段距离
D．，质点到达Q点后，继续上升一段距离
二、计算题
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，方向与电场方向的夹角为60°；它运动到B点时速度方向与电场方向的夹角为30°．不计重A点的速度大小为v
力．求A、B两点间的电势差．
三、多选题
1.等量、同种、带正电的点电荷的连线和其中垂线如图所示．一个带负电的试探电荷，先从图中a点沿直线移到b 点，再从b点沿直线移到c点，则（）
A．试探电荷所受电场力的方向一直不变
B．试探电荷所受电场力的大小先减小后增大
C．试探电荷的电势能一直减小
D．a、b、c三点电势为：φa＜φb＜φc
2.如图所示，在a点由静止释放一个质量为m、电荷量为q的带电粒子，粒子到达b点时速度恰好为零，设ab所在的电场线竖直向下，a、b间的高度差为h，则（）
A．带电粒子带负电
B．a、b两点间的电势差U ab =mgh/q
C．b点场强大小为mg/q
D．b点场强大于a点场强
四、实验题
1.为了探究机械能守恒定律，某高中的学生设计了如图甲所示的实验装置，并提供了如下的实验器材：
A小车 B钩码 C一端带滑轮的木板 D细线 E．电火花计时器 F．纸带
G．毫米刻度尺 H．低压交流电源 I．220V的交流电源
（1）根据上述实验装置和提供的实验器材，你认为实验中不需要的器材是________ （填写器材序号），还应补充的器材是___________ ．
（2）实验中得到了一条纸带如图乙所示，选择点迹清晰且便于测量的连续7个点（标号0~6），测出0到1、2、
=_________, 3、4、5、6点的距离分别为、、、、、，打点周期为T．则打点2时小车的速度v
2
若测得小车质量为M、钩码质量为m，打点1和点5时小车的速度分别用、表示，已知重力加速度为g，则验证点1与点5间系统的机械能守恒的关系式可表为 _______________ ．（不计小车和木板间的摩擦）
（3）在实验数据处理时，如果以为纵轴，以d为横轴，根据实验数据绘出图象，其图线的斜率表示的物理量的表达式为___________．
2.滑板运动是深受年轻人喜爱的一种极限运动，如图所示为上海SMP滑板公园内一滑板场地的轻直截面示意图，斜面AB高h=2.0m，水平地面BC长x=5.0m，四分之一圆弧CD半径R=
3.0m，若一质量为m=50kg的滑板运动=5.0m/s的初速度从场地A点沿斜面下滑，若没有蹬地动作，恰能到达D点，已知斜面AB和圆弧CD光员，以v
滑，B处平滑连接，不计滑板质量和空气阻力，运动员和滑板可视为质
点．
（1）求运动员第一次经过圆弧最低点C时受到的支持力大小．
（2）请通过计算说明运动员能否从D点返回到A点？
（3）若运动员第一次过D点后有1.2s的空中时间，则其在BC段需通过蹬地增加多少动能？
五、简答题
如图所示，光滑竖直圆环轨道，O为圆心，半径为R＝0.5 m，B点与O点等高，在最低点固定一点电荷A，B点恰能静止一质量为m＝0.1 kg，电荷量为q＝×10-6C的带电小球（可看作点电荷），现将点电荷A的电荷量增加为原来的两倍，小球沿圆环轨道向上运动到最高点C时的速度为m/s，取g＝10 m/s2，静电力常量k＝
9.0×109 N·m2/C2.求：
(1)开始时点电荷A的带电荷量Q是多少？
(2)小球在B点刚开始运动时的加速度；
(3)小球在C点时，对轨道的压力；
内蒙古高二高中物理月考试卷答案及解析
一、选择题
1.一带负电的粒子只在电场力作用下沿x 轴正向运动，其电势能E p 随位移x 变化的关系如图所示，其中0～x 2段是
关于直线x=x 1对称的曲线，x 2～x 3段是直线，则下列说法正确的是
A ．x 1处电场强度大小为零
B ．x 2～x 3段的电场强度大小方向均不变，为一定值
C ．粒子在0～x 2段做匀变速运动，x 2～x 3段做匀速直线运动
D ．0与x 2处电势φ0、φ2的关系为φ0=φ2
【答案】ABD
【解析】试题分析:据ΔE p =-W ，在0～x 1段电势能减小，电场力做正功，即W=qEx ，因为W ＞0、q<0、，所以E<0；在x 1～x 2段电势能增加，电场力做负功，即W=qEx ，因为W<0、q<0、x ＞0，所以E ＞0；又由于电势能变化对称，所以，在0～x 2段关于y= x 1的两点场强大小相等方向相反，所以x 1处合场强为0，A 正确；据W=qEx ，x 2〜x 3段W 随x 线性变化，所以场强E 为定值，故B 正确；据W=qEx ，在0～x 2随x 增加电势能非线性变化，所以场强不是定值，粒子不可能做匀变速运动，故C 错误；0与x 2处电势能相等，所以φ0、φ2的关系为φ0=φ2，故D 正确。

【考点】 电场、电势
2.一带负电荷的质点，在电场力作用下沿曲线abc 从a 运动到c ，已知质点的速率是递减的．关于b 点电场强度E 的方向，下列图示中可能正确的是（虚线是曲线在b 点的切线）（ ） A ．
B ．
C ．
D ．
【答案】D
【解析】根据物体做曲线运动的条件和受力特点分析电荷受的电场力方向，再由负电荷所受的电场力方向与场强方向相反进行选择． 解：
A 、电荷做曲线运动，电场力与速度方向不在同一直线上，应指向轨迹弯曲的内侧，不可能沿轨迹的切线方向，则场强也不可能沿轨迹的切线方向．故A 错误．
B 、负电荷所受的电场力方向与场强方向相反，图中电场力方向与速度方向的夹角为锐角，电场力做正功，电荷的速率增大，与题不符．故B 错误．
C 、图中场强方向指向轨迹的内侧，则电场力指向轨迹的外侧，电荷的轨迹应向上弯曲，不可能沿如图的轨迹运动．故C 错误．
D 、图中场强方向指向轨迹的外侧，则电场力指向轨迹的内侧，而且电场力方向与电荷的速度方向成钝角，电场力做负功，电荷的速率减小，符合题意．故D 正确． 故选D
【点评】本题是电场中轨迹问题，抓住电荷所受的合力指向轨迹的内侧和速度沿轨迹的切线方向是解题的关键．
3.如图所示，在x 轴上相距为L 的两点固定两个等量异种点电荷+Q 、-Q ，虚线是以+Q 所在点为圆心，
为半径的
圆，a 、b 、c 、d 是圆上的四个点，其中a 、c 两点在x 轴上，b 、d 两点关于x 轴对称，下列判断正确的是
A．b、d两点处的电势相同
B．四个点中c点处的电势最低
C．b、d两点处的电场强度相同
D．将一试探电荷+q沿圆周由a点移至c点，+q的电势能减小
【答案】ABD
【解析】该电场为等量异种点电荷的电场，将等量异种点电荷的电场线与等势面的图画出如图，然后与该题的图比较可得：该电场中的电势关于x轴上下对称，等势面不是圆形．
该电场中的电势关于x轴对称，所以bd两点的电势相等，故A正确；c点在两个电荷连线的中点上，也是在两个
电荷连线的中垂线上，所以它的电势和无穷远处的电势相等．而正电荷周围的电场的电势都比它高，即c点的电势在四个点中是最低的，故B正确；该电场中的电场强度关于x轴对称，所以bd两点场强大小相等，方向是对称的，不相同的，故C错误；c点的电势低于a点的电势，试探电荷+q沿圆周由a点移至c点，电场力做正功，+q的电
势能减小，故D正确．
【考点】考查了等量异种电荷电场分布规律
【名师点睛】该题考查常见电场的特点，解题的关键是c点在两个电荷连线的中点上，也是在两个电荷连线的中垂线上，所以它的电势和无穷远处的电势相等．而正电荷周围的电场的电势都比它高，负电荷周围的电场的电势都比它低．属于基础题目．
4.如图所示，实线表示电场线，虚线表示只受电场力作用的带电粒子的运动轨迹，粒子先经过M点，再经过N点。

下列说法中正确的有
A．粒子带负电
B．粒子在M点的动能大于在N点的动能
C．粒子在M点的电势能大于在N点的电势能
D．粒子在M点受到的电场力大于在N点受到的电场力
【答案】C
【解析】根据粒子的运动轨迹可知粒子带正电，选项A 错误；由M到N，电场力对粒子做正功，所以粒子动能增大，电势能减小，选项B错误，C正确；因为N点电场线比M点密集，所以N点场强大于M点场强，粒子在N
点受到的电场力大于在M点受到的电场力，选项D错误。

【考点】电场线；动能定理；电势能。

5.如图，一半径为R、粗糙程度处处相同的半圆形轨道竖直固定放置，直径POQ水平。

一质量为m的质点自P点上方高度R处由静止开始下落，恰好从P点进入轨道。

质点滑到轨道最低点N时，对轨道的压力为4mg，g为重
力加速度的大小。

用W表示质点从P点运动到N点的过程中克服摩擦力所做的功。

则
A ． ，质点恰好可以到达Q 点
B ． ，质点不能到达Q 点
C ． ，质点到达Q 点后，继续上升一段距离
D ．
，质点到达Q 点后，继续上升一段距离
【答案】C
【解析】在N 点，根据牛顿第二定律有：，解得
，对质点从下落到N 点的过程运用动
能定理得，mg•2R−W ＝
mv N 2−0，解得W=
mgR ．由于PN 段速度大于NQ 段速度，所以NQ 段的支持力小于
PN 段的支持力，则在NQ 段克服摩擦力做功小于在PN 段克服摩擦力做功，对NQ 段运用动能定理得，−mgR−W′＝
mv Q 2−
mv N 2，因为W′＜
mgR ，可知v Q ＞0，所以质点到达Q 点后，继续上升一段距离．故C 正确，
ABD 错误．故选C 。

【考点】牛顿第二定律；动能定理
【名师点睛】本题考查了动能定理和牛顿第二定律的综合运用，知道在最低点，靠重力和支持力的合力提供向心力，通过牛顿第二定律求出N 点的速度是关键．注意在NQ 段克服摩擦力做功小于在PN 段克服摩擦力做功。

二、计算题
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v 0，方向与电场方向的夹角为60°；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A 、B 两点间的电势差．
【答案】
【解析】粒子水平方向受电场力，做初速度为零的匀加速直线运动；竖直方向不受力，故竖直分运动是匀速直线运动；结合运动的合成与分解的知识得到A 点速度与B 点速度的关系，然后对A 到B 过程根据动能定理列式求解． 解：设带电粒子在B 点的速度大小为v B ，粒子在垂直电场方向的分速度不变，故： v B sin30°=v 0sin60° ① 解得： ②
设A 、B 间的电势差为U AB ，由动能定理，有：
③
联立②③解得：
答：A 、B 两点间的电势差为
．
【点评】本题关键是通过运动的合成与分解得到A 点速度和B 点速度的关系，然后结合动能定理列式求解即可，基础题目．
三、多选题
1.等量、同种、带正电的点电荷的连线和其中垂线如图所示．一个带负电的试探电荷，先从图中a 点沿直线移到b
点，再从b 点沿直线移到c 点，则（ ）
A ．试探电荷所受电场力的方向一直不变
B ．试探电荷所受电场力的大小先减小后增大
C ．试探电荷的电势能一直减小
D ．a 、b 、c 三点电势为：φa ＜φb ＜φc
【答案】CD
【解析】在等量的正电荷的电场中，根据矢量的合成法则可以知道，在它们的连线中垂线上的点的电场强度的方向都是沿着中垂线指向外的，b 点沿直线移到c 点，电场强度的方向沿着cb 方向，故A 错误；根据矢量的合成法则可以知道，b 点电场强度为0，中垂线上离b 很远处电场强度也为0，c 点电场强度不为0，所以不能确定所受电场力的大小关系，故B 错误；带负电的试探电荷从图中a 点沿直线移到b 点，电场力方向沿着中垂线指向内，电场力做正功，再从b 点沿直线移到c 点，电场力也做正功，所以电荷电势能一直减小，故C 正确；电荷电势能一直减小，由于是带负电的试探电荷，所以电势增大，即φa ＜φb ＜φc ，故D 正确。

所以CD 正确，AB 错误。

2.如图所示，在a 点由静止释放一个质量为m 、电荷量为q 的带电粒子，粒子到达b 点时速度恰好为零，设ab 所
在的电场线竖直向下，a 、b 间的高度差为h ，则（ ）
A ．带电粒子带负电
B ．a 、b 两点间的电势差U ab =mgh/q
C ．b 点场强大小为mg/q
D ．b 点场强大于a 点场强
【答案】ABD
【解析】在a 点由静止释放粒子，到达b 点时速度恰好为零，可知粒子所受电场力与重力方向相反，也与电场线方向相反，故粒子带负电，故A 正确；由于粒子在a 点由静止，到达b 点也静止，故W 电=W G =mgh =qU ab ，故，故B 正确；粒子到达b 点时速度恰好为零，但合外力并不为零，故C 错误；从a 到b 先加速后减速，故电场力开始时小于重力，后来电场力大于重力，电场力逐渐变大，故b 点场强大于a 点场强，故D 正确。

所以ABD 正确，C 错误。

四、实验题
1.为了探究机械能守恒定律，某高中的学生设计了如图甲所示的实验装置，并提供了如下的实验器材： A 小车 B 钩码 C 一端带滑轮的木板 D 细线 E ．电火花计时器 F ．纸带
G ．毫米刻度尺 H ．低压交流电源 I ．220V 的交流电源
（1）根据上述实验装置和提供的实验器材，你认为实验中不需要的器材是________ （填写器材序号），还应补充的器材是___________ ．
（2）实验中得到了一条纸带如图乙所示，选择点迹清晰且便于测量的连续7个点（标号0~6），测出0到1、2、3、4、5、6点的距离分别为、、、、、，打点周期为T ．则打点2时小车的速度v 2=_________,若测得小车质量为M 、钩码质量为m ，打点1和点5时小车的速度分别用、表示，已知重力加速度为g ，则验证点1与点5间系统的机械能守恒的关系式可表为 _______________ ．（不计小车和木板间的摩擦）
（3）在实验数据处理时，如果以为纵轴，以d为横轴，根据实验数据绘出图象，其图线的斜率表示的
物理量的表达式为___________．
【答案】（1）H（1分）天平（1分）；（2）或（1分），（2分）；（31）（2分）
【解析】（1）电火花计时吕髟的是220V交流电源，因此低压交流电源用不着；另外还需要用到天平测出小车的
质量M；（2）打点2时的速度等于1—3间的平均速度，即；根据机械能守恒，整个系统减小的重力
势能等于整个系统增加的动能，即；（3）根据，因此的斜率就是加速度，而对砝码进行受力分析可知：，而对小车，因此可得
【考点】验证机械能守恒
2.滑板运动是深受年轻人喜爱的一种极限运动，如图所示为上海SMP滑板公园内一滑板场地的轻直截面示意图，
斜面AB高h=2.0m，水平地面BC长x=5.0m，四分之一圆弧CD半径R=3.0m，若一质量为m=50kg的滑板运
动员，以v
=5.0m/s的初速度从场地A点沿斜面下滑，若没有蹬地动作，恰能到达D点，已知斜面AB和圆弧CD
光滑，B处平滑连接，不计滑板质量和空气阻力，运动员和滑板可视为质
点．
（1）求运动员第一次经过圆弧最低点C时受到的支持力大小．
（2）请通过计算说明运动员能否从D点返回到A点？
（3）若运动员第一次过D点后有1.2s的空中时间，则其在BC段需通过蹬地增加多少动能？
【答案】（1）F=1500N（2）能从D点返回到A点（3）900J
【解析】物体恰能到达D点，对CD段运用机械能守恒定律求出C点的速度，结合牛顿第二定律求出运动员在C
点受到的支持力大小；根据动能定理求出在BC段克服摩擦力做功的大小，通过D到A运动过程中能量转化判断
能否返回到A点；运动员第一次过D点后有1.2s的空中时间，知从D上升到最大高度的时间为0.6s，结合多上
升的高度求出多增加的重力势能，从而得出蹬地增加的动能。

（1）设第一次经过圆弧最低点C时速度大小为v，根据机械能守恒定律有
设设第一次经过圆弧最低点C时受到的支持力大小为F，则：
联立解得：F=1500N
（2）设从A到D过程中BC段摩擦力做功为W，由动能定理得：
代入数据解得：W=-125J
设运动员在D点相对A点具有重力势能为E
，则有：
P
＞|W|，能从D点返回到A点。

E
P
（3）由题知，运动员从D点上升到最高点所经历的时间t=0.6s．设t时间内上升的高度为H，则
=mgH
根据功能关系，蹬地增加的动能转化为上升H高度增加的重力势能，即：E
K
代入数据解得：E
=900J．
k
点睛：本题考查了定能定理、牛顿第二定律、能量守恒的综合运用，关键理清运动过程，选择合适的规律进行求解。

五、简答题
如图所示，光滑竖直圆环轨道，O为圆心，半径为R＝0.5 m，B点与O点等高，在最低点固定一点电荷A，B点
恰能静止一质量为m＝0.1 kg，电荷量为q＝×10-6C的带电小球（可看作点电荷），现将点电荷A的电荷量增
加为原来的两倍，小球沿圆环轨道向上运动到最高点C时的速度为m/s，取g＝10 m/s2，静电力常量k＝
9.0×109 N·m2/C2.求：
(1)开始时点电荷A的带电荷量Q是多少？
(2)小球在B点刚开始运动时的加速度；
(3)小球在C点时，对轨道的压力；
【答案】(1) ×10－3 C(2) 10 m/s2，方向竖直向上(3) (＋1) N，方向为竖直向上
【解析】开始时小球在B点静止，由库仑定律和平衡条件列方程，解得开始时点电荷A的电荷量Q；A的电量增
为原来两倍时，由牛二定律可得小球在B点刚开始运动时的加速度；小球在C点时，由牛二定律得，可得在C点
时轨道对小球的支持力，再根据牛三定律判断压力。

设点电荷A的电荷量为Q，受力分析如图所示，小球在B点静止，则有：
代入数据解得：
(2)当A的电荷量增加为原来的两倍时，则有
所以a＝g＝10 m/s2，方向竖直向上
(3)在C点时受力分析如图，设轨道对球的压力方向向下，
，根据圆周运动知识可得
大小为F
N
代入数据解得：
则此时小球对轨道的压力大小也为(，方向为竖直向上
点睛：本题要求掌握库仑定律、平衡条件、牛顿第二定律综合能力较强，正确的受力分析，计算合力是解题的关键。