1、河北省保定市唐县第一中学2020-2021学年高二物理上学期9月试题（含解析）一、单选题（每题4分，共36分）1. 关于元电荷，下列说法错误的是（）A. 所有带电体的电荷量大小一定等于元电荷的整数倍B. 带电粒子的电荷量与其质量的比值叫该带电粒子的比荷C. 元电荷实际上是指电子和质子本身D. 元电荷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】C【解析】【详解】A所有带电体的电荷量大小一定等于元电荷的整数倍，选项A正确，但不符合题意；B由比荷的定义知，带电粒子的电荷量与其质量的比值叫该带电粒子的比荷，选项B正确，但不符合题意；C元电荷是基本的电量单位，不是指电子和质子本身，选项C错误，
2、但符合题意；D元电荷e的数值最早是由美国科学家密立根用实验测得的，选项D正确，但不符合题意。故选C。2. 甲、乙两个完全相同的金属球分别带电-q和+3q，甲、乙相距d时(甲、乙可视为点电荷)，它们间电荷作用力大小为F现将甲、乙两球接触后分开，仍使甲、乙相距d，则甲、乙间电荷作用力大小为( )A. B. C. 2FD. 3F【答案】A【解析】【分析】接触带电的原则是先中和再平分，根据库仑定律公式求出库仑力的大小【详解】根据库仑定律公式得：；接触再分离后所带电量各为q，那么故A正确，BCD错误故选A【点睛】解决本题的关键掌握库仑定律的公式，同时理解异性电荷在接触时，它们的电量先中和后平分3. 如图
3、所示，是点电荷电场中的一条电场线，则 ()A. a点场强一定大于b点场强B. 形成这个电场的电荷一定带正电C. 在b点由静止释放一个电子，将一定向a点运动D. 正电荷在a处受到的静电力大于其在b处的静电力【答案】C【解析】【分析】正电荷的电场线始于正电荷终止于无限远或负电荷，负电荷的电场线始于无限远终止于负电荷，通过电场线的疏密情况来判断场强的大小，分析电子的受力情况，判断其运动方向；【详解】A、一条电场线无法判断电场线的疏密情况，故a点与b点场强大小关系不能确定，故A错误；B、根据电场线始于正电荷终止于无限远或负电荷，或电场线始于无限远终止于负电荷，场源电荷的位置不能确定，也就无法确定电荷的
4、电性，故B错误C、在b点由静止释放一个电子，所受的静电力向左，则电子将一定向a点运动，故C正确；D、由知，E的大小不能确定，则正电荷所受的静电力大小也不能确定，故D错误【点睛】本题考查了点电荷电场线、场强、处于电场中的电荷受力情况，解题关键明确点电荷电场线的分布情况，知道电场线的疏密程度反映场强的大小4. 如图所示，半径R=1m的圆O的内接三角形abc为直角三角形，a=30、b=90、c=60；一匀强电场方向与圆所在平面平行，已知a、b、c三点电势分别为。则下列说法正确的是（）A. 圆上的电势最高为VB. 圆上的电势最低为VC. 匀强电场场强大小为V/mD. 匀强电场的场强方向为c指向O【答案
5、】B【解析】【详解】D如图所示：ac中点O的电势：，所以O、b两点是等势点，则直线bO是匀强电场的等势线，电场线与直线bO垂直，故D错误；ABC圆周上M点电势最高，过c点作等势线，与电场线MO交于d点，则根据几何关系知，O、d间的距离为所以电场强度M点的电势圆上电势最低点与M点在同一直径上，关于O点对称，故圆上最低点电势为：；故AC错误，B正确；故选B。5. 关于电流,下列各种说法中正确的是( )A. 电流的定义式I=q/t,适用于任何电荷的定向移动形成的电流B. 由I=nqsv可知,金属导体中自由电荷的运动速率越大,电流一定越大C. 电荷定向移动的方向就是电流的方向D. 因为电流有方向,所以
6、电流是矢量【答案】A【解析】【详解】A、电流的定义式I=q/t采用的是比值定义法，具有比值定义法的共性是普遍适用，适用于任何电荷的定向移动形成的电流；故A正确.B、由I=nqsv可知，电流的大小跟导体的材料(决定n)，导体的横截面积(s)和电荷定向移动的速率(v)共同决定；故B错误.C、物理学中把正电荷定向移动的方向规定为电流的方向，负电荷定向移动的反方向是电流的方向；故C错误.D、电流有大小和方向，但方向是指沿着电荷运动的直线上，不同于矢量的方向；故电流是标量；故D错误.故选A.6. 如图所示，把一个架在绝缘支架上的枕形金属导体放在正电荷形成的电场中导体处于静电平衡时，下列说法正确的是（）A
7、. A、B两点感应电荷产生的场强都为零B. 若该枕形导体处在匀强电场中，则A、B两点感应电荷产生的场强相等C. A点电势大于B点电势D. 当电键S闭合时，正电荷从导体沿导线向大地移动【答案】B【解析】【详解】AB、枕形导体在点电荷附近，出现静电感应现象，导致电荷重新分布，达到静电平衡后，枕形导体内部出现的感应电荷的附加电场，正好与点电荷产生的电场抵消，内部电场强度处处为零；若该枕形导体处在匀强电场中，则A、B两点感应电荷产生的场强相等，故B正确；A错误；C、导体处于静电平衡时，枕形导体是个等势体，即导体左端电势等于右端电势，则有A点电势等于B点电势，故C错误；D、枕型导体在带正电的小球附近时，
8、枕型导体上的自由电子会向左边运动，金属棒的左端因有了多余的电子而带负电，右端因缺少电子而带正电；当电键S闭合时，导体就会与大地连接，会使大地的电子流入枕形导体，故D错误；故选B【点睛】枕形导体在点电荷附近，出现静电感应现象，导致电荷重新分布，达到静电平衡后，枕形导体内部出现的感应电荷的附加电场，正好与点电荷产生的电场抵消，内部电场强度处处为零；枕形导体是个等势体，即导体左端电势等于右端电势7. 如图所示，三个同心圆是一个点电荷周围的三个等势面，已知这三个圆半径之差相等A、B、C分别是这三个等势面上的点，且在同一条电场线上A、C两点的电势依次为A20 V和C10 V，则B点的电势A. 可能等于1
9、5VB. 可能大于15VC. 一定小于15VD. 无法判断【答案】C【解析】试题分析：由U=Ed，d相同时，平均场强越大，电势差U也越大因此UAB UBC，即A-BB-C，故B15V，选项C正确考点：电场线、等势线【名师点睛】本题难度较小，记住一个结论：等差等势面分布越密，电场线分布也越密，靠近点电荷电场线分布越密，等差等势线的分布也越密，由此可知AB电势差大于BC电势差8. 如图所示，直线和是处于匀强电场中的两组平行线，是它们的交点，四点处的电势分别为、，一电子由点分别运动到点和点的过程中，电场力所做的负功相等，则（）A. 直线位于某一等势面内，B. 直线位于某一等势面内，C. 若电子由点运
10、动到点，电场力做正功D. 若电子由点运动到点，电场力做负功【答案】B【解析】【详解】AB据题，电子由点分别运动到N点和P点的过程中，电场力所做的负功相等，则电势能增加相等，所以电势降低相等，则N、P两点的电势相等，d位于同一等势面内，根据匀强电场等势面分布情况知，直线c位于某一等势面内，则故A错误，B正确；C由上分析知，直线c是等势面，所以电子由M点运动到Q点，电场力不做功，故C错误；D因为，所以若电子由P点运动到Q点，电势能减小，电场力做正功，故D错误。故选B。9. 某带电粒子仅在电场力作用下由A点运动到B点，电场线、粒子在A点的初速度及运动轨迹如图所示，可以判定（）A. 粒子在A点的加速度
11、大于它在B点的加速度B. 粒子在A点的动能小于它在B点的动能C. 粒子在A点的电势能小于它在B点的电势能D. 电场中A点的电势低于B点的电势【答案】B【解析】【详解】A由电场线可知，B点的电场线密，所以B点的电场强度大，粒子受的电场力大，加速度也就大，故A错误；BC粒子受到的电场力指向曲线弯曲的内侧，所以受到的电场力的方向是沿电场线向上的，所以粒子从A到B的过程中，电场力做正功，电荷的电势能减小，动能增加，所以粒子在A点的动能小于它在B点的动能，粒子在A点的电势能大于它在B点的电势能，故B正确，C错误；D沿电场线方向电势逐渐降低，A点的电势高于B点的电势，故D错误。故选B。二、多选题（每题4分
12、，部分分值2分，共20分）10. 如图所示在粗糙水平面上固定一点电荷Q，在M点无初速释放一带有恒定电量的小物块，小物块在Q的电场中运动到N点静止，则从M点运动到N点的过程中（ ）A. 小物块所受电场力逐渐减小B. 小物块具有的电势能逐渐减小C. M点的电势一定高于N点的电势D. 小物块电势能的变化量的大小一定等于克服摩擦力做的功【答案】ABD【解析】【详解】A.由于物块离电荷越来越远，根据库仑定律可知小物块所受电场力越来越小，故A正确；B.由于小物块由静止开始运动，因此一定受到库仑斥力作用，所以电场力对其做正功，电势能逐渐减小，故B正确；C.由题可知，物块与Q带同种电荷，但电性未知，所以不能判
13、断M、N电势的高低，故C错误D. 在M点无初速释放一带有恒定电量的小物块，小物块在Q的电场中运动到N点静止，由功能关系可知小物块电势能的变化量的大小一定等于克服摩擦力做的功，故D正确11. 两个带等量正电的点电荷，固定在图中P、Q两点，MN为PQ连线的中垂线，交PQ与O点，A为MN上的一点，一带负电的试探电荷q，从A点由静止释放，只在静电力作用下运动，取无限远处的电势为零，则（）A. q由A向O的运动是匀加速直线运动B. q由A向O运动的过程电势能逐渐减小C. q运动到O点时的动能最大D. q运动到O点时电势能为零【答案】BC【解析】试题分析：本题要根据等量同种点电荷电场线的分布情况，抓住对称
14、性，分析试探电荷的受力情况，分析其运动情况，根据电场力做功情况，分析其电势能的变化情况解：A、两等量正电荷周围部分电场线如右图所示，其中P、Q连线的中垂线MN上，从无穷远到O过程中电场强度先增大后减小，且方向始终指向无穷远方向故试探电荷所受的电场力是变化的，q由A向O的运动做非匀加速直线运动，故A错误B、电场力方向与AO方向一致，电场力做正功，电势能逐渐减小；故B正确C、从A到O过程，电场力做正功，动能增大，从O到N过程中，电场力做负功，动能减小，故在O点试探电荷的动能最大，速度最大，故C正确D、取无限远处的电势为零，从无穷远到O点，电场力做正功，电势能减小，则q运动到O点时电势能为负值故D错
15、误故选BC【点评】本题考查静电场的基本概念关键要了解等量同种点电荷电场线的分布情况，运用动能定理进行分析12. 如图，水平放置的平行金属板与电源相连，板间距离为d，板间有一质量为m、电量为q的带电粒子恰好处于静止状态保持电容器与电源连接，若两板间的距离随时间先均匀增大为2d，再均匀减小到d/2，在此过程中粒子未与电容器接触，则A. 电容器的电量先变小，后变大B. 电容器的电容先变大，后变小C. 在两板距离增大过程中，粒子向下做变加速直线运动D. 在两板距离减小过程中，粒子向下做匀减速直线运动【答案】AC【解析】【详解】AB.由可知若两板间的距离随时间先均匀增大为2d，再均匀减小到d/2，则电容
16、C先减小后增加，因保持电容器与电源连接，则U一定，根据Q=CU可知，电容器的电量先变小，后变大，选项A正确，B错误；C. 在两板距离增大过程中，由可知，因为两板间的距离d随时间先均匀增大为2d，可知两板间场强减小，由mg-qE=ma可知，加速度a变化，则粒子向下做变加速直线运动，选项C正确；D. 同理可知，在两板距离减小过程中，E变大，粒子向上做变减速直线运动，选项D错误13. 一质量为的带电液滴以竖直向下的初速度进入某电场中由于电场力和重力的作用，液滴沿竖直方向下落一段距离后，速度变为在此过程中，以下判断正确的是（ ）A. 重力对液滴做的功为B. 合外力对液滴做的功为C. 下落的过程中，液滴
17、的电势能一定减少D. 液滴的机械能减少了【答案】BD【解析】带电液滴从h高度下落，则重力做功为，故A错误；由动能定理得：，故B正确；下落的过程中，依据电场力与电势能变化的关系，电场力做负功，故电势能增加，故C错误；由功能关系：，所以电场力做为，即电场力做负功，根据除重力以外的力做功，导致机械能变化，可以知道液滴的机械能减少了，故D正确，故选BD【点睛】带电液滴在电场力和重力的作用，以竖直向下的初速度沿竖直方向下落，根据功能关系可得出电场力做的功；根据除重力以外的力做功，导致机械能变化，即可求解14. 如图所示，虚线 a 、b 、c 代表电场中的三个等势面，相邻等势面之间的电势差相等，即Uab=
18、Ubc,实线为一带负电的离子仅在电场力作用下通过该区域时的运动轨迹， P、Q 是这条轨迹上的两点，据此可知 A. 三个等势面中， b电势最低B. 带电离子通过P点时的电势能较大C. 带电离子通过P点时的动能较大D. 带电离子通过P点时的加速度较大【答案】BD【解析】【详解】电荷所受电场力指向轨迹内侧，由于电荷带负电，因此电场线指向左上方，沿电场线电势降低，故c等势线的电势最低，a等势线的电势最高，故A错误；根据质点受力情况可知，从P到Q过程中电场力做正功，电势能降低，故P点的电势能大于Q点的电势能，故B正确；从P到Q过程中电场力做正功，电势能降低，动能增大，故P点的动能小于Q点的动能，故C错误
19、；等势线密的地方电场线密场强大，故P点位置电场强，电场力大，根据牛顿第二定律，加速度也大，故D正确故选BD【点睛】解决这类带电粒子在电场中运动的思路是：根据运动轨迹判断出所受电场力方向，然后进一步判断电势、电场强度、电势能、动能等物理量的变化三、计算题（需写出必要的文字叙述等计算过程，只写结果不得分，15.16各10分，17.18各12分，共44分）15. 一个带正电的微粒，从A点射入水平方向的匀强电场中，微粒沿直线AB运动，如图所示，AB与电场线夹角=30，已知带电微粒的质量m=1.010-7kg，电荷量q=1.010-10C.A、B相距L=20cm（g=10m/s2）（1）微粒在电场中做什
20、么运动；（2）求电场强度的大小和方向；（3）要使微粒从A点运动到B点，微粒进入电场时的最小速度是多大。【答案】（1）匀减速直线运动；（2）；水平向左（3）【解析】【详解】（1）带电微粒做直线运动，所受的合力与速度在同一直线上，则带电微粒受力如图所示，因为重力和电场力均是恒力，所以所受的合力也是恒力，由图可知，合力与速度方向相反，粒子做匀减速直线运动（2）由力的合成可知可得 方向水平向左（3）微粒从A到B做匀减速直线运动，则当时，粒子进入电场速度最小，由动能定理代入数据得16. 如图所示，电子由静止开始经加速电场加速后，沿平行于版面的方向射入偏转电场，并从另一侧射出已知电子质量为m，电荷量为e，
21、加速电场电压为U0，偏转电场可看做匀强电场，极板间电压为U，极板长度为L，板间距为d忽略电子所受重力，求：(1)电子射入偏转电场时初速度v0；(2)电子从电场射出时沿垂直版面方向的偏转距离y【答案】（1） （2）【解析】【详解】（1）根据功能关系可得：（2）在偏转电场中，电子的运动时间为：则偏转侧移：17. 如图所示，一个挂在丝线下端带正电的小球B，静止在图示位置若固定的带正电小球A（可看作点电荷）的电荷量为Q，B球的质量为m，带电荷量为q，=30，A和B在同一条水平线上，整个装置处于真空中（1）试求A、B两球间的距离r（2）带电小球A在图中B球静止位置处产生的电场强度大小和方向（3）若使A、
22、B两球间的距离变为原来的2倍，B球的电荷量也变为原来的2倍，B球的质量变为原来的一半，则=？【答案】(1) (2) 方向水平向右(3)【解析】【详解】（1）根据平衡条件可知：解得：根据点电荷的电场强度公式有：联立解得：（2）取B为研究对象，受到重力mg、电场力qE和绳中拉力T的作用根据平衡条有：解得：（3）若使A、B两球间的距离变为原来的2倍，B球的电荷量也变为原来的2倍，则AB间的库仑力为：根据平衡条有：代入得：解得：18. 如图所示空间，存在水平向右匀强电场，半径为r的绝缘光滑圆环固定在竖直平面内，环上套有一质量为m、带正电的珠子(可视为质点)，珠子所受静电力是其重力的。将珠子从环上最低位置A点静止释放，求：(1)珠子所能获得的最大动能和在最大动能处环对珠子的作用力；(2)要使珠子恰好能绕圆环做完整的圆周运动，则应在A点给珠子以多大的初速度？【答案】(1)，；(2)。【解析】【详解】(1)珠子平衡位置和圆心连线与竖直方向的夹角为，有珠子在平衡位置速度最大，珠子从A点运动到平衡位置，由动能定理：最大动能设在动能最大处圆环对珠子的作用力为N；根据圆周运动得：；(2)如图：此时珠子做圆周运动的等效“最高点”为D，在D点，珠子速度为零时，此小球在A点的初速度最小，从A点到D点过程，由动能定理：得：。
