2020-2021学年宁夏吴忠市青铜峡市中学高二上学期第一次月考物理试题 解析版

宁夏吴忠市青铜峡市中学2020-2021学年高二上学期第一次
月考物理试题 解析版
一、选择题（共58分，单项选择题1-14题，每题3分，共42分；多选题15-18题，全选正确得4分，选不全得2分，有错选得0分，共16分。

）
1. 关于元电荷，下列说法中不正确的是() A. 元电荷实质上是指电子和质子本身
B. 所有带电体的电荷量一定等于元电荷的整数倍
C. 元电荷的值通常取作191.610C e -=⨯
D. 电荷量e 的数值最早是由美国物理学家密立根用实验测得的 【答案】A 【解析】
【详解】A ．元电荷是指最小的电荷量，不是指质子或者是电子。

故A 符合题意。

B ．元电荷是指最小的电荷量，所有带电体的电荷量一定等于元电荷的整数倍。

故B 不符合题意。

C ．元电荷的值通常取作e =1.60×10-19
C 。

故C 不符合题意。

D ．电荷量e 的数值最早是由美国物理学家密立根用实验测得的。

故D 不符合题意。

2. 两个分别带有电荷量−Q 和+5Q 的相同金属小球（均可视为点电荷），固定在相距为r 的两处,它们间库仑力的大小为F ，两小球相互接触后将其固定距离变为2
r
，则两球间库仑力的大小为（ ） A.
516
F B.
5
F C.
165
F
D.
45
F 【答案】C 【解析】
相距为r 时，根据库仑定律得：2
5Q Q
F K
r
⋅＝；接触后，各自带电量变为2Q ，则此时/222()2
Q Q
F K
r ⋅＝,两式联立得F′=16 5F
，故选C ． 3. 下面是某同学对电场中的一些概念及公式的理解，其中正确的是( )
A. 由F
E q
=
知，电场中某点的电场强度与检验电荷所带的电荷量成反比 B. 由Q
C U
=
知，电容器的电容与其所带电荷量成正比，与两极板间的电压成反比 C. 由2
Q
E k
r
=知，电场中某点的电场强度与场源电荷所带的电荷量无关
D. 由AB
AB W U q
=
知，带电荷量为1 C 的正电荷，从A 点到B 点克服电场力做功1 J ，则A 、B 两点的电势差为－1V 【答案】D 【解析】 【分析】
电场强度取决于电场本身，与有无试探电荷无关。

用电容器和电势差的定义式即可求解。

真空中点电荷电场强度公式中
2
Q
E k
r
=，
Q 是电源电荷。

【详解】A ．电场强度E 与F 、q 无关，由电场本身决定，A 错误。

B ．电容C 与Q 、U 无关，由电容器本身决定，B 错误。

C ．2
Q
E k
r
=是决定式，C 错误。

D ．由AB
AB W U q
＝可知，D 正确。

故选D 。

【点睛】电场强度E 由电场本身决定。

电容C 由电容器本身决定。

4. 如图所示是某电场中几条电场线，在电场中有A 、B 两点，试比较两点的电场强度Ｅ大小和电势φ高低，其中正确的是
A. E A ＞E B ，φA ＞φB
B. E A ＜E B ，φA ＜φB
C. E A ＞E B ，φA ＜φB
D. E A ＜E B ，φA ＞φB
【答案】C 【解析】
【详解】电场强度的大小看电场线的疏密程度，电场线越密的地方电场强度越大，所以E A ＞
E B ，沿着电场线电势一定降低．所以φA ＜φB 。

故选C 。

5. 如图，电荷量为q 1和q 2的两个点电荷分别位于P 点和Q 点．已知在P 、Q 连线至某点R 处的电场强度为零，且PR =3RQ ．则 （ ）
A. q 1=3q 2
B. q 1=-9q 2
C. q 1=-3q 2
D. q 1=9q 2
【答案】D 【解析】
【详解】已知在P 、Q 连线上某点R 处的电场强度为零，则q 1和q 2带同种电荷，根据点电荷的电场强度公式得
()
()
1
2
2
2
kq kq PR RQ =
3PR RQ =
解得
129q q =
故选D 。

6. 在某电场中，A 、B 两点间的电势差AB U =60 V ，B 、C 两点间的电势差BC U =–50 V ，则A 、
B 、
C 三点电势高低关系是
A. A B C ϕϕϕ>>
B. A C B ϕϕϕ<<
C. A C B ϕϕϕ>>
D. C B A ϕϕϕ>>
【答案】C
【解析】 【分析】
电势差等于两点的电势之差，结合电势差的大小比较A 、B 、C 三点电势的高低．
【详解】A 、B 两点间的电势差60V AB U =，知A 点的电势比B 点的电势高60V ，B 、C 两点间的电势差50V BC U =-，知B 点的电势比C 点的电势低50V ，则A 点的电势比C 点的电势高10V ，所以A C B ϕϕϕ>>，C 正确．
【点睛】解决本题的关键知道电势差与电势的关系，即AB A B U ϕϕ=-，基础题．
7. 如图所示，将原来不带电的金属导体杆放到一个电荷量为Q 的小球旁边，则导体杆上感应电荷在a 、b 、c 三点产生的场强大小关系是（ ）
A E a =E b =E c B. E a <E b <E c C. E a >E b >E c D. 无法判断 【答案】
B 【解析】
【详解】处于静电平衡状态的导体内部场强处处为零，即导体杆上感应电荷在某处产生的场强与带电小球产生的场强等大反向，由2kQ
E r
=知E a <E b <E c ，故B 正确。

故选B 。

8. 将悬挂在细线上带正电的小球A 放在不带电的金属空心球C 内(不与球接触)，另有一个悬挂在细线上的带负电的小球B 向C 靠近，如图所示，于是有( )
A. .A 向左偏离竖直方向，B 向右偏离竖直方向
B. A 的位置不变，B 向右偏离竖直方向
C. .A 向左偏离竖直方向，B 的位置不变
D. .A 和B 的位置都不变 【答案】B 【解析】
A 在空心金属球内，由于静电感应，使得C 外表面带正电，
B 、
C 相互吸引，所以B 向右偏； 而金属空腔C 可以屏蔽外部
的
B 的电场，所以B 的电荷对空腔
C 的内部无影响，所以A 位置不
变．故B 正确，ACD 错误；故选B ．
点睛：考查静电感应现象，掌握同种电荷相互排斥，异种电荷相互吸引．并理解外部电场对空心球内部没有影响，即为静电屏蔽．
9. 某电容器上标有“1.5F μ 9V ”，下列说法正确的是（ ） A. 6
1.5F 1.510F μ-=⨯
B. 该电容器所带电荷量一定为51.3510C -⨯
C. 给该电容器充电的过程中，其电容变大
D. 当该电容器两端的电压为3V 时，其电容为0.5F μ 【答案】A 【解析】
【详解】A ．根据单位的换算，可知6
1.5F 1.510F μ-=⨯，A 正确；
B ．根据Q CU =，电容器的电压未知，无法计算该电容器所带的电荷量，B 错误； CD ．电容是电容器的本身性质，与电量和电压无关，
C 错误，
D 错误。

故选A 。

10. 电场中等势面如图所示，下列关于该电场描述正确的是（ ）
A. A 点的电场强度比C 点的小
B. 电荷沿等势面AB 移动的过程中，电场力始终不做功
C. 负电荷在A 点的电势能比在C 点的电势能大
D. 正电荷由A 移动到C ，电场力做负功 【答案】B 【解析】
【详解】A ．由于A 点的等差等势面较C 点密集，可知A 点的电场线也密集，则A 点的电场强度比C 点的大，选项A 错误；
B ．电场线与等势面垂直，则电荷沿等势面AB 移动的过程中，电场力与速度垂直，则电场力始终不做功，选项B 正确；
C ．因A 点电势比C 点高，则负电荷在A 点的电势能比在C 点的电势能小，选项C 错误；
D ．正电荷由A 移动到C ，电势能减小，则电场力做正功，选项D 错误。

故选B 。

11. 下列说法正确的是（ ）
A. 由U ab =Ed 可知，匀强电场中任意两点a 、b 间距离越大，两点间的电势差一定越大
B. 任一点的电场强度总是指向该点电势降落的方向
C. 若电场中两点的电势差U AB =1V ，则将单位电荷从A 点移到B 点，电场力做功为1J
D. 沿电场线方向，电势一定越来越小 【答案】D 【解析】
【详解】A. 匀强电场中任意两点a 、b 间距离越大，但a 、b 间的有效距离（沿电场线方向的有效距离），不一定增大，两点间的电势差不一定越大，A 错误； B ．任一点的电场强度总是指向该点电势降落最快的方向，B 错误；
C ．若电场中两点的电势差U AB =1V ，则将单位正电荷从A 点移到B 点，电场力做功为1J ； 若电场中两点的电势差U AB =1V ，则将单位负电荷从A 点移到B 点，电场力做功为-1J ，C 错误；
D ．沿着电场线方向，电势逐渐降低，D 正确。

故选D
12. 如图所示，匀强电场的场强5310V/m E =⨯，A 、B 两点相距0.2m ，两点连线与电场的夹角是60°，下列说法正确的是（ ）
A. 电荷量4
210C q -=+⨯的电荷从A 点运动到B 点电势能增大6J B. 电荷量4
210C q -=-⨯的电荷从A 点运动到B 点电场力做功为-6J
C. 若取A 点的电势为0，则B 点的电势4
310V B ϕ=⨯ D. A 、B 两点间的电势差是4
610V AB U =⨯
【答案】B 【解析】
【详解】A ．从A 到B ，电场力做功
451
cos603100.26J 2
210AB W qEd -⨯⨯⨯==⨯⨯
=， 则电势能减小6J 。

故A 错误； B ．从A 到B ，电场力做功
452101
cos603100.26J 2
AB W qEd -⨯⨯'==-⨯⨯⨯
=-； 故B 正确； CD ．AB 间的
电势差
4cos 60310V AB AB U Ed ==⨯，
因为A 点的电势为0，B 点的电势为
4310V B ϕ=-⨯，
故CD 错误。

故选B。

13. 如图所示，匀强电场场强E ＝100 V/m ，A 、B 两点相距10 cm ，A 、B 连线与电场线的夹角为60°，则A 、B 间电势差U AB 为( )
A. －10 V
B. 10 V
C. －5 V
D. 5 V 【答案】D
【解析】
【详解】由图示可知，BA方向与电场线方向间的夹角θ=60°，AB两点沿电场方向的距离：
d=L cosθ
AB两点间的电势差：
U AB=Ed=EL cosθ=100V/m×0.1m×cos60°=5V
A．－10 V，与结论不相符，选项A错误；
B．10 V，与结论不相符，选项B错误；
C．－5 V，与结论不相符，选项C错误；
D．5 V，与结论相符，选项D正确；
故选D。

14. 如图，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. 电场方向由放电极指向集尘极
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
【答案】D
【解析】
【详解】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，A错误；
B.由于集尘极与电池的正极连接，电场方向有集尘板指向放电极，B错误；
C.负电荷在电场中受电场力的方向与电场力方向相反，C错误；
D.根据F=E q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；
15. 如图所示，两个互相接触的导体A和B不带电，现将带正电的导体C靠近A端放置，三者均有绝缘支架，下列说法正确的是（）
A. 导体A的左端感应出负电荷，导体B的右端感应出等量的正电荷
B. 导体A的左端感应出负电荷，导体B的右端感应出正电荷，但正、负电荷不一定等量
C. 若先将A、B分开，再移走C，则A带负电，B带正电
D. 若先将C移走，再把A、B分开，则A带负电，B带正电
【答案】AC
【解析】
【详解】A.由于静电感应，导体A的左端感应出负电荷，导体B的右端感应出等量的正电荷，故A正确，B错误；
C.若把导体A和B分开，再移走C，导体A和B由于感应起电带上异种电荷，所以此时A带负电，B带正电，故C正确；
D.若先移走C，此时导体A和B中的电荷发生中和，不再带电，再把导体A和B分开，同样不再带电，所以此时A不带电，B不带电，故D错误．
16. 如图所示，在电场中，任意取一条电场线，电场线上的a、b、c相邻两点间距相等，则下列判断正确的是（）
A. a点场强一定大于b点场强
B. a点电势一定高于b点电势
C. a、b两点间的电势差一定等于b、c两点间的电势差
D. a、b两点间电势差等于单位正电荷由a点沿任意路径移到b点的过程中电场力做的功【答案】BD
【解析】
【详解】A．因为一条电场线不能判断电场线的疏密，则a点场强不一定大于b点场强，选项A错误；
B ．沿电场线电势逐渐降低，则a 点电势一定高于b 点电势，选项B 正确；
C ．因该电场不一定是匀强电场，则由U=Ed 可知，a 、b 两点间的电势差不一定等于b 、c 两点间的电势差，选项C 错误；
D ．根据W
U q
=
可知，a 、b 两点间电势差等于单位正电荷由a 点沿任意路径移到b 点的过程中电场力做的功，选项D 正确。

故选BD 。

17. 如图所示，虚线a 、b 、c 是某静电场中的三个等势面，它们的电势分别为a ϕ、b ϕ、c ϕ，且a b c ϕϕϕ>>，一带正电的粒子射人电场中，其运动轨迹如实线KLMN 所示．由图可知（ ）
A. 粒子从K 到L 的过程中，电场力做负功
B. 粒子从L 到M 的过程中，电场力做负功
C. 粒子从K 到L 的过程中，电势能增加
D. 粒子从L 到M 的过程中，动能减少 【答案】AC 【解析】
【详解】电场线与等势面垂直，由较高的等势面指向较低的等势面，分布图如图
A ．粒子从K 到L 的过程中，正粒子从低电势向高电势运动，根据
W qU =
故电场力做负功，A 正确；
B ．粒子从L 到M 的过程中，正粒子先从低电势向高电势运动，后从高电势向低电势运动，电场力先做负功后做正功，B 错误；
C ．粒子从K 到L 的过程中，电场力做负功，电势能增加，C 正确；
D ．粒子从L 到M 的过程中，电场力先做负功后做正功，故动能先减少后增大，D 错误。

故选AC 。

18. 如图所示为“研究影响平行板电容器电容的因素”的实验装置，以下说法正确的是（ ）
A. A 板与静电计的指针的电势相等
B. 甲图中将B 板上移，静电计的指针偏角增大
C. 乙图中将B 板左移，静电计的指针偏角不变
D. 丙图中将电介质插入两板之间，静电计的指针偏角减小 【答案】ABD 【解析】
【详解】A.A 板与静电计相连，静电平衡后电势相等，故A 正确； B.甲图中将B 板向上平移，两极板正对面积减小，根据电容的决定式4S
C kd
επ=得知，电容C 减小，而电容器的电量Q 不变，由电容的定义式Q
C U
=分析得到，板间电势差U 增大，则静电计指针张角增大．故B 正确；
C.乙图中将B 板左移，板间距离增大，根据电容的决定式4S
C kd
επ=得知，电容C 减小，而电容器的电量Q 不变，由电容的定义式Q
C U
=分析得到，板间电势差U 增大，则静电计指针张角增大，故C 错误；
D. 丙图中将电介质插入两板之间，根据电容的决定式4S
C kd
επ=
得知，电容C 增大，而电容
器的电量Q 不变，由电容的定义式Q
C U
=分析得到，板间电势差U 减小，则静电计指针张角减小，故D 正确．
二、计算题（本题共4小题，共42分，解答应写必要的文字说明和方程式，有数值计算的题，答案中必须明确写出数值单位。

）
19. 如图所示，P 是正点电荷Q 产生的电场中的一点，它到点电荷Q 的距离 1.0r m =，已知Q 所带电荷量为74.010C -⨯，静电力常量是9229.010/N m C ⨯⋅．求：
(1)P 点电场强度的大小和方向；
(2)若将电荷量为192.010C -⨯的试探电荷q 放在P 点，q 受到的电场力是多大. 【答案】(1) 3600/V m (2) 167.210N -⨯ 【解析】
【详解】（1）P 点电场强度的大小为：7922
410910/3600/1Q E k N C N C r -⨯==⨯⨯=，方
向向右．
（2）将电荷量为 2.0×10-19C 的试探电荷q 放在P 点，q 受到的电场力是：F=qE=2.0×10-19×3600N=7.2×10-16N
20. 如图所示，匀强电场的场强方向水平向右．一根绝缘丝线一端固定在O 点，另一端连接一质量为m 、电荷量为q 的小球．小球静止在电场中，丝线与竖直方向成37°．已知重力加速度为g ，sin37°=0.6，cos37°=0.8．求：
（1）小球带电的种类； （2）小球受到的电场力大小F ； （3）电场强度的大小E ．
【答案】（1）小球带正电 （2）3
4
mg （3）34mg q
【解析】
试题分析：根据小球所受的电场力方向和电场线方向的关系即可判断带电种类；对小球受力分析，再根据平衡条件即可求出电场力的大小；再根据电场强度的定义F
E q
=，即可求出电场强度的大小．
（1）由题意可知，小球的受力方向与电场线方向一致，所以小球带正电． （2）小球在电场中静止时，受力分析如图所示：
根据平衡条件得：F ＝mg tan37°＝
3
4
mg （3）根据电场强度的定义：F E q
=
解得电场强度：E ＝34mg
q
点睛：本题主要考查了小球在电场力作用下的平衡问题，先对小球受力分析，再根据平衡条件即可求解．
21. 将带电量为6
410q -=⨯C 的正电荷从电场中的A 点移到B 点，电场力做了51210W -=⨯J 的功，再从B 移到C ，电场力做了5
21210W -=-⨯的功，则：
（1）该电荷从A 移到C 的过程中，电势能的变化量为多少？ （2）若规定B 点的电势为0，则A 点和C 点的电势分别为多少？
（3）若将一带电量为6310-⨯C 的负点电荷，从A 点移到C 点，电场力做功为多少？
【答案】(1) 6
810p E -∆=-⨯J (2) 0.5A ϕ=V 3C V ϕ= (3) 6610W -=-⨯J
【解析】
【详解】（1）电荷从A 移到C 的过程中，有12AC AB BC P W W W W W E =+=+=-∆， 代入数据解得电势能的变化量：6
810p E J -∆=-⨯
（2）电荷从电场中的A 点移到B 点有：()AB A B W q ϕϕ=-，B 点的电势0B ϕ= 代入数据得：A 点的
电势为5A V ϕ= 同理得：C 点的电势为3C V ϕ=
（3）电荷从A 点移到C 点有：()AC A C W q ϕϕ=-，
代入数据，注意电荷为负，解得电场力做功：6
610AC W J -=-⨯
22. 如图所示，平行金属板A 、B 间距为d ，电压为0U ，一电子由静止从A 板开始加速，穿过
B 板的小孔，垂直进入平行金属板
C 、
D 间的匀强电场．C 、D 两板间距离和板长均为L ，在C 、D 板的右侧L 处有一垂直于C 、D 板的显示屏MN ，当C 、D 间电压为零时，电子打在屏上O 点．当C 、D 间电压为U 时．电子打在MN 屏的P 点(图中没画出)．已知电子电量为e ，质量为m ，电
子重力不计，求：
()1电子从静止开始运动到打到P 点所经过的时间； ()2OP 间的距离．
【答案】()1电子从静止开始运动到打到P 点所经过的时间是(0
22m
d L eU +()2OP 间的距离是0
34UL
U ．
【解析】
【详解】()1电子在加速电场中运动时，由动能定理得：2
0012e mv U =
，得：0v =对于加速过程，由0
12
v d t =
，得12t =，电子在金属板CD 间和右侧无场中运动时，
水平方向都做速度为0v
的匀速直线运动，相应的运动时间为2022L t v =
= 故总时间为(
122t t t d L =+=+()2电子进入偏转电场时做类平抛运动，水平方向做匀速直线运动，则有：03L v t =．竖直方
向做匀加速运动，则电子离开偏转电场时偏转的距离为：2
312
y at =
，根据牛顿第二定律得eU a mL =
，联立得：0
4U y L U =，设OP Y = 电子离开偏转电场后做匀速直线运动，好像从极板的“中点”射出，根据几何关系得：
0.50.5y L Y L L
=+，解得：034UL Y U =。