山东省济南第一中学2020-2021学年高二10月阶段测试物理试题

山东省济南第一中学【最新】高二10月阶段测试物理试题学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________
一、多选题
1．关于静电场的电场线，下列说法正确的是（）
A．电场强度较大的地方电场线一定较密
B．沿电场线方向，电场强度一定越来越小
C．沿电场线方向，电势一定越来越低
D．电场线一定是带电粒子在电场中运动的轨迹
2．如图所示，实线为电场线，且AB=BC，电场中的A、B、C三点的场强分别为E A、E B、E C，电势分别为φA、φB、φC，AB、BC间的电势差分别为U AB、U BC．下列关系中正确的有
A．E A＞E B＞E C
B．φA＞φB＞φC
C．U AB＞U BC
D．U AB=U BC
3．平行板A、B组成电容器，充电后与静电计相连，要使静电计指针张角变大，下列措施可行的是（）
A．B板向右移动
B．A板向下移动
C．A、B板间插入电介质
D．减少极板上的电荷量
4．如图所示，有三个质量相等、分别带正电、负电和不带电的粒子从两水平放置的金属板左侧中央以相同的水平初速度v0先后射入电场中，最后分别打在正极板的C、B、
A处，则（）
A．三种粒子在电场中运动时间相同
B．三种粒子在电场中的加速度为a A＞a B＞a C
C．三种粒子到达正极板时动能E kC＞E kB＞E kA
D．落在C处的粒子带正电，落在B处的粒子不带电，落在A处的粒子带负电
5．如图所示是两个等量异种点电荷，周围有1、2、3、4、5、6各点，其中1、2之间距离与2、3之间距离相等，2、5之间距离与2、6之间距离相等．两条虚线互相垂直且平分，那么关于各点电场强度和电势的叙述正确的是()
A．1、3两点电场强度相同
B．5、6两点电场强度相同
C．4、5两点电势相同
D．1、3两点电势相同
二、单选题
6．真空中有甲、乙两个点电荷相距为r，它们间的静电引力为F．若甲的电荷量变为原
来的2倍，乙的电荷量变为原来的1
3
，它们间的距离变为2r，则它们间的静电引力将变
为（）
A．3
8
F B．
1
6
F C．
8
3
F D．
2
3
F
7．在电场中的某点放入电荷量为q
-的试探电荷时，测得该点的电场强度为E；若在该点放入电荷量为2q
+的试探电荷，此时测得该点的电场强度为（）
A．大小为E，方向和E相同B．大小为2E，方向和E相同
C．大小为E，方向和E相反D．大小为2E，方向和E相反
8．下列各电场中，A、B两点电势相同的是（）
A ．
B ．
C ．
D ．
9．一个电荷只在电场力作用下从电场中的A 点移到B 点过程中，电场力做了2×10-6J 的正功，那么（ ）
A ．电荷在
B 处时具有2×10-6J 的动能 B ．该过程中电荷的电势能减少了2×10-6J
C ．电荷在B 处时具有2×10-6J 的电势能
D ．该过程中电荷的动能减少了2×10-6J
10．如图所示，在竖直放置间距为d 的平行板电容器中，存在电场强度为E 的匀强电场．有一质量为m ，电荷量为q +的点电荷从两极板正中间处静止释放，重力加速度为
g ．则点电荷运动到负极板的过程
A ．加速度大小为qE
a g m
=+
B ．所需的时间为t =
C ．下降的高度为 2
d y =
D ．电场力所做的功为 W Eqd =
11．如图，平行板电容器的两极板竖直放置并分别与电源的正负极相连，一带电小球经绝缘轻绳悬挂于两极板之间，处于静止状态现保持右极板不动，将左极板向左缓慢移动关于小球所受的电场力大小F 和绳子的拉力大小T ，下列判断正确的是
A ．F 逐渐减小，T 逐渐减小
B ．F 逐渐增大，T 逐渐减小
C ．F 逐渐减小，T 逐渐增大
D ．F 逐渐增大，T 逐渐增大
12．如图所示, M 、N 两点分别放置两个等量异种电荷, A 为它们连线的中点, B 为连线上靠近N 的一点, C 为连线的中垂线上处于A 点上方的一点,在A 、B 、C 三点中( )
A ．场强最小的点是A 点,电势最高的点是
B 点 B ．场强最小的点是A 点,电势最高的点是
C 点 C ．场强最小的点是C 点,电势最高的点是B 点
D ．场强最小的点是C 点,电势最高的点是A 点
13．点电荷A 和B ，分别带正电和负电，电荷量分别为4Q 和-Q ，在A 、B 连线上，如图所示，电场强度为零的地方在（ ）
A ．A 和
B 之间 B ．A 的右侧
C ．B 的左侧
D ．A 的右侧及B 的左侧
14．如图所示,在正点电荷形成的电场中,一个带电体运动轨迹如图虚线所示,不计重力，它经过M,N 两点时的电势能分别为E M 和E N ,动能分别为E KM 和E KN ,则
A ．E M >E N , kM E <kN E
B ．E M <E N , kM E <kN E
C ．E M <E N , kM E >kN E
D ．
E M >E N , kM E >kN E
15．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
16．一带电粒子在电场力的作用下沿下图中曲线JK 穿过一匀强电场，a 、b 、c 、d 为该电场的等势面，其中有a b c d ϕϕϕϕ<<<，若不计粒子的重力，可以确定 （ ）
A ．该粒子带正电
B ．该粒子带负电
C ．从J 到K 粒子的电势能增加
D ．粒子从J 到K 运动过程中的动能与电势能之和不变
17．如图为示波管中电子枪的原理示意图，A 为发射电子的阴极，K 为接在高电势的加速极，A 、K 之间电压为U ，电子离开阴极时的速度可以忽略，电子经加速后从K 的小孔中射出的速度大小为v ，下列说法正确的是（ ）
A ．如果A 、K 之间距离减半而电压仍为U ，那么电子离开K 的速度为2v
B ．如果A 、K 间距离减半电压仍为U ，那么电子经过K 时的速度为√2
2v C ．如果A 、K 间距离保持不变而电压减半，那么电子离开K 时的速度为√22v D ．如果A 、K 间距离保持不变而电压减半，那么电子离开K 时的速度为v 2
三、解答题
18．如图所示，一质量为m 、带电量为q 的小球，用绝缘细线悬挂在水平向右的匀强电场中，静止时悬线向左与竖直方向成θ角，重力加速度为g 。

(1)判断小球带何种电荷。

(2)求电场强度E。

(3)若在某时刻将细线突然剪断，求经过t时间小球的速度v。

19．如图所示，匀强电场的电场线与AC平行，把带电荷量10－8 C的负电荷从A移至B 的过程中，电场力做功6×10－8 J，AB长6 cm，AB与AC的夹角为60°.求：
（1）场强大小和方向；
（2）设B处电势为1 V，则A处电势为多少；
20．如图所示，真空中有平行正对金属板A、B，它们分别接在输出电压恒为U=91V的电源两端，金属板长L=10cm、两金属板间的距离d=3.2cm，A、B两板间的电场可以视为匀强电场。

现使一电子从两金属板左侧中间以v0=2.0×107m/s的速度垂直于电场方向进入电场，然后从两金属板右侧射出。

已知电子的质量m=0.91×10-30kg，电荷量
e=1.6×10-19C，两极板电场的边缘效应及电子所受的重力均可忽略不计（计算结果保留两位有效数字），求：
（1）电子在电场中运动的加速度a的大小；
（2）电子射出电场时在沿电场线方向上的侧移量y；
（3）从电子进入电场到离开电场的过程中，其动量增量的大小。

参考答案
1．AC 【详解】
A 、电场强度与电场线的密集程度有关．电场线越密，电场强度越大；反之则越小，故A 正确，
BC 、沿电场线方向，电势一定越来越低但电场强度不一定越来越小，比如正电荷的电场线沿电场线电场强度越来越小；沿电场线方向，电势一定越来越低，故B 错误C 正确; D 、电场线并不实际存在，它只是人为的辅助工具，而带电粒子的运动轨迹是实际存在的，故D 错误．
综上所述本题答案是：AC 2．ABC 【解析】
试题分析：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，电势的高低看电场线的指向，沿着电场线电势一定降低．根据U=Ed 定性分析电势差的关系． 电场线的疏密程度表示电场强度大小，电场线越密电场强度越大，故A B C E E E >>，A 正确；沿电场线方向电势降低，故A B C ϕϕϕ>>，B 正确；因为U Ed =相同距离时，电场强度越大，电势降落越快，而AB 间的平均电场强度大于BC 间的平均电场强度，故AB BC U U >，C 正确D 错误 3．AB 【详解】
试题分析：充电后断开电源，则两极板上的电量不变；要使张角张大，应增大两板间的电势差；根据电容的定义式及平行板电容器的决定式可以分析各选项能否使张角增大。

电容器与电源断开，电荷量恒定，要使静电计指针张角变大，即电容器两极板间电势差变大，B 板右移，则两极板间的距离增大，根据公式4S
C kd
επ=
可知电容器电容减小，根据公式Q
C U
=
可知在两极板电荷量不变的情况下电势差增大，故A 正确；A 板下移，则两极板正对面积减小，根据公式4S C kd επ=可知电容减小，根据公式Q
C U
=可知在两极板电荷量不
变的情况下电势差增大，故B 正确；插入电介质，根据公式4S
C kd επ=可知电容增大，根
据公式Q
C U
=
可知在两极板电荷量不变的情况下电势差减小，C 错误；减小电荷量时，C 不变，则电势差减小，故夹角减小，故D 错误。

4．BD 【详解】
A ．粒子进入电场后，受竖直向下的重力和电场力作用，粒子在水平方向上做初速度为0v 的匀速运动，在竖直方向上做初速度为零的匀加速直线运动，粒子在电场中的运动时间为
L
t v =
,从而可知C B A t t t >>,A 错误; B ．因为三个粒子在竖直方向上的偏转量相同，根据2
12
y at =
结合C B A t t t >>可得a C B A a a <<，B 正确;
CD ．通过a C B A a a <<可知粒子C 带正电，合力为A mg Eq -，B 不带电，合力为mg ，A 带负电，合力为C mg Eq +，所以电场力对A 做正功，对B 不做功，对C 做负功，过程中三个粒子的重力做功是相同的，故可得三个粒子到达下极板时的动能关系为
k k k A B C E E E >>，C 错误，D 正确;
故选BD 。

5．ABC 【详解】
由等量异种电荷周围电场线和等势线的分布可知AB 正确；4和5两个点的电势均为零，因此相等，3点的电势为正，1点的电势为负，因此不相等，C 正确D 错误
6．B 【解析】
真空中两个电荷量均为Q 的点电荷，相距为r 时的相互作用静电力大小为F ，根据库仑定律，有2qQ
F k
r
=
若这两个点电荷间的距离及电量变化后，它们之间的静电力大小变为：
22
23(2)6q
Q kqQ F k r r ⋅
'==,即6
F
F '=，故选项B 正确． 点睛：本题关键是根据库仑定律直接列式求解，基础题．在利用库仑定律解题时，要注意库仑定律的使用条件． 7．A 【分析】
电场强度是由电场本身决定，与试探电荷无关，故放入电荷量为+2q 的试探电荷时的电场强度与放入电荷量为-q 的试探电荷时的电场强度相同． 【详解】
电场强度是描述电场强弱和方向的物理量，是试探电荷所受的电场力F 与试探电荷所带的电荷量q 的比值，由电场本身决定，故与试探电荷的有无、电性、电量的大小无关．故在该点放入电荷量为-q 的试探电荷时电场强度为E ，改放电荷量为+2q 的试探电荷时电场强度大小仍为E ，方向和E 相同．故A 正确．故选A ． 【点睛】
解决本题的关键是理解电场强度的物理意义：电场强度是由电场本身决定，与试探电荷无关． 8．A 【详解】
A ．图为负的点电荷的电场，图中A
B 两点在同一个圆上，处于同一个等势面，所以AB 两点的电势相同，所以A 正确；
B ．图为正的点电荷的电场，图中AB 两点在同一条电场线上，沿着电场线的方向电势降低，所以AB 两点的电势不同，所以B 错误；
C ．图是匀强电场，AB 点的场强的大小和方向都相同，但是根据沿电场线的方向电势降低可知A 点的电势要比B 点的电势高，所以C 错误；
D ．沿着电场线的方向电势降低，所以AB 两点的电势不同，所以D 错误。

故选A 。

9．B 【解析】 【详解】
AD.电荷只在电场力作用下，电场力做了6210J -⨯的正功，合力做功即为6210J -⨯，根据动能定理得知，动能增加了6210J -⨯，故AD 错误；
BC.电场力做了6210J -⨯的正功，根据功能关系得知，电荷的电势能减小6210J -⨯，故B 正确，C 错误． 10．B 【详解】
点电荷在电场中的受力如图所示，
点电荷所受的合外力为F =
由牛顿第二定律得a =
故A 错；
点电荷在水平方向的加速度为1/a Eq m = ，由运动学公式d/2=a 1t 2/2,所以t =，故B 正确，
点电荷在竖直方向上做自由落体运动，所以下降的高度211222md mgd y gt g qE qE
==⨯= ，故C 错误；
由功公式W=Eqd/2,故D 错误． 综上所述本题答案是：B 【点睛】
由于电荷水平方向和竖直方向都受到力的作用，根据水平方向上的运动求出运动时间，再结合竖直方向上自由落体运动求出下落的高度． 11．A 【详解】
电容器与电源相连，所以两端间电势差不变，将左极板向左缓慢移动过程中，两板间距离增
大，由
U
E
d
=可知，电场强度E减小，电场力F Eq
=减小，小球处于平衡状态，受重力、
拉力与电场力的作用，受力如图所示，根据力的合成法得：
T=
由于重力不变，电场力减小，故拉力减小；
A.F逐渐减小，T逐渐减小与分析相符，故A正确；
B.F逐渐增大，T逐渐减小与分析不符，故B错误；
C.F逐渐减小，T逐渐增大与分析不符，故C错误；
D.F逐渐增大，T逐渐增大与分析不符，故D错误．
12．C
【解析】试题分析：等量异号电荷的电场线和等势面的分布图象如图所示，电场线的疏密程度表示电场强度的大小，在A、B、C三点中，C带电位置电场线最稀疏，故场强最小的点是C点；A、C两个点在一个等势面上，电势相等；沿着电场线电势逐渐降低，故B点电势高于A点电势；故电势最高的点是B点，C正确．
考点：考查了等量异种电荷电场分布规律
【名师点睛】利用两个等量异种电荷的电场特点，两电荷连线的中垂线有如下特征：中垂线为等势线，连线上各点的电势相等，中间电场线比较密，两边疏，则连线中点场强最大，向外逐渐减小．且电场中的电势、电场强度都关于X轴对称，所以对称点电势相等，场强大小相等
13．C
【详解】
A ．A 和
B 之间两点产生的电场强度方向均向左，合场强不可能为零，故A 错误； BD ．A 的右侧，A 产生的电场强度向右，B 产生的电场强度向左，电场强度方向相反，而且由题A 的电量大于B 的电量，且A 较近，由点电荷场强公式
2Q E k r
= 可知，在同一点A 的电场强度一定大于B 的电场强度，所以合场强不可能为零，故BD 错误；
C ．在B 的左侧，A 产生的电场强度向左，B 产生的电场强度向右，电场强度方向相反，但由于A 的电量大于B 的电量，且A 较远，由点电荷场强公式
2Q E k r
= 可知，在同一点电场强度大小可能相等，所以合场强可能为零，故C 正确；
故选C 。

14．C
【解析】从轨迹可以看出点电荷与带电体之间是相互排斥的，故从M 到N 时，电场力做负功，电势能增大，动能减小，故有,kM kN M N E E E E ><，C 正确．
15．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
16．B
【解析】
沿着电场线电势降低，所以电场线水平向左，粒子所受电场力直线曲线的凹侧，所以电场力
向右，与场强方向相反，所以粒子带负电，B 对；Ａ错；．从J 到K 粒子所受电场力做正功，
动能增大电势能减小，C 错；粒子在运动过程中只有电场力做功，动能和电势能相互转化，电势能与动能之和保持不变，D 错；
17．C
【解析】
由动能定理可知，电子在加速电场中被加速，eU ＝12mv 2，所以当电压减半后，速度为v ，故C 选项正确。

18．(1)小球带负电；(2) tan mg E q
θ=
；(3) cos gt v θ=，方向与竖直方向成θ角 【详解】
(1)小球静止即受力平衡，根据重力竖直向下，绳子拉力斜向右上方判断，电场力方向水平向左，即电场力方向与电场方向相反，所以该粒子带负电。

(2)小球受力分析图如下
有几何关系可得
tan qE mg
θ=
即 tan mg E q
θ=
方向水平向右 (3)根据上面的受力分析，线断后小球在重力和电场力的作用下做匀加速运动，合力
cos mg F θ
=
因此加速度
cos F g a m θ
=
= 那么经过时间t 后的速度 cos gt v at θ==
方向与竖直方向成θ角。

19．（1） 200 V/m ；场强方向C 至A （2）－5 V
【解析】试题分析：根据电场力做功情况判断电场力方向，再结合电荷电性判断电场强度方向；先根据公式AB AB W U q
=
求解电势差，根据公式U=Ed 求解电场强度；再根据公式U AB =φA -φB 求解电势；
（1）将负电荷从A 移至B ，电场力做正功，所以电荷所受电场力方向沿A 至C ，又因为是负电荷，场强方向与负电荷的受力方向相反，所以场强方向应为C 至A 方向． 由W qU =得88610610W J U V q C
--⨯===，即A 、B 两点间电势差为6V ． 如图所示，由B 向AC 作垂线交AC 于D ，D 与B 在同一等势面上． 6DA BA U U U V ===，沿场强方向A 、B 两点间距离为1cos60630.032d AB cm cm m =⋅︒=⨯
==， 所以200/U E V m d
==． （2）沿电场线方向电势降低，B 点电势高于A 点电势．
1V 1V 6V 5V B A B A B U U ϕϕϕϕϕ=-==-=-=-，，，即A 点的电势为-5 V ．
20．（1）1425.010m/s ⨯；（2）0.63m ；（3）242.310kg m/s -⨯⋅。

【解析】
【详解】
（1）设金属板A 、B 间的电场强度为E ，则U E d
=，根据牛顿第二定律，有 Ee ma =
电子在电场中运动的加速度
19
214223091 1.610m/s 5.010m/s 3.2100.9110
Ee Ue a m dm ---⨯⨯====⨯⨯⨯⨯
（2）电子以速度0v 进入金属板A 、B 间，在垂直于电场方向做匀速直线运动，沿电场方向做初速度为零的匀加速直线运动，电子在电场中运动的时间为
9700.1s 5.010s 2.010
L t v -===⨯⨯ 电子射出电场时在沿电场线方向的侧移量
212
y at =
代入数据 14921 5.010(5.010)0.63cm 2
cm y -=⨯⨯⨯⨯= （3）从电子进入电场到离开电场的过程中，由动量定理，有
ΔEet p =
其动量增量的大小
Δp =1924270 1.6010910.1kg m/s=2.310kg m/s 3.210 2.010
eUL dv ---⨯⨯⨯=⋅⨯⋅⨯⨯⨯。