1、2015-2016学年安徽省蚌埠市怀远县马城中学高二（上）月考物理试卷一、选择题（本大题共9个小题，每小题6分，共计54分每小题只有一个选项正确，把正确选项前的字母填在题后的括号内）1一带负电荷的质点，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）（）ABCD2如图所示，真空中A、B两个点电荷的电荷量分别为+Q和+q，放在光滑绝缘的水平面上，A、B之间用绝缘的轻弹簧连接当系统平衡时，弹簧的伸长量为x0设弹簧均在弹性限度内，则（）A保持Q不变，将q变为3q，平衡时弹簧的伸长量等于3x0B保持q不变，将Q变为
2、3Q，平衡时弹簧的伸长量小于3x0C保持Q不变，将q变为q，平衡时弹簧的缩短量等于x0D保持q不变，将Q变为Q，平衡时弹簧的缩短量小于x03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小4静电除尘器是目前普遍采用的一种高效除尘器某除尘器模型的收尘板是很长的条形金属板，图中直线ab为该收尘板的横截面工作时收尘板带正电，其左侧的电场线分布如图所示；粉尘带负电，在电场力作用下向收尘
3、板运动，最后落在收尘板上若用粗黑曲线表示原来静止于P点的带电粉尘颗粒的运动轨迹，下列4幅图中可能正确的是（忽略重力和空气阻力）（）ABCD5图1是某同学设计的电容式速度传感器原理图，其中上板为固定极板，下板为待测物体，在两极板间电压恒定的条件下，极板上所带电量Q将随待测物体的上下运动而变化，若Q随时间t的变化关系为Q=（a、b为大于零的常数），其图象图2所示，那么图3、图4中反映极板间场强大小E和物体速率v随t变化的图线可能是（）A和B和C和D和6如图所示，两极板水平放置的平行板电容器间形成匀强电场，两板间距为d，一带负电的微粒从上极板M的边缘以初速度0射入，沿直线从下极板N的边缘射出，已知微
4、粒的电量为q，质量为m，下列说法不正确的是（）A微粒运动的加速度为零B微粒的电势能减少了mgdC两极板间的电势差为DM极板的电势高于N极板的电势7如图所示，两平行金属板间有匀强电场，场强方向指向下极板，一带电荷量为q的液滴，以初速度v0垂直电场线射入电场中，则液滴在电场中所做的运动不可能是（）A沿初速度方向做匀速运动B向下极板方向偏移，做匀变速曲线运动C向上极板方向偏移，轨迹为抛物线D向上极板方向偏移，轨迹为一段圆弧8一带电油滴在场强为E的匀强电场中运动的轨迹如图中虚线所示，电场方向竖直向下若不计空气阻力，此带电油滴从a运动到b的过程中，能量变化情况为（）A动能减小B电势能增加C动能和电势能之
5、和减小D重力势能和电势能之和增加9如图所示，四个质量相同、带电荷量均为+q的a、b、c、d微粒，距离地面的高度相同，以相同的水平速度抛出，除了a微粒没有经过电场外，其他三个微粒均经过场强大小相同的匀强电场（mgqE）这四个微粒从抛出到落地的时间分别是ta、tb、tc、td，则（）Ata=tctdBtb=tcta=tdCta=tdtbtcDtbta=tdtc二、非选择题（本题共3小题，共46分，解答时应写出必要的文字说明、方程式和演算步骤，有数值计算的要注明单位）10（14分）（2015秋怀远县校级月考）质量为m、电荷量为+q的小球以初速度v0以与水平方向成角射出，如图所示，如果在某方向加上一定
6、大小的匀强电场后，能保证小球仍沿v0方向做直线运动，试求所加匀强电场的最小值，加了这个电场后，经多长时间速度变为零？11（16分）（2015滕州市校级模拟）示波器的示意图如图所示，金属丝发射出来的电子（带电量为e）被加速后从金属板的小孔穿出，进入偏转电场电子在穿出偏转电场后沿直线前进，最后打在荧光屏上设加速电压U1=1640V，偏转极板长l=4cm，偏转板间距d=1cm，当电子加速后从两偏转板的正中央沿板平行方向进入偏转电场（1）偏转电压为U2多大时，电子束打在荧光屏上偏转距离最大？（2）如果偏转板右端到荧光屏的距离L=20cm，则电子到达荧光屏时最大偏转距离y为多少？12（16分）（2015
7、秋怀远县校级月考）如图所示，一带电量为+q、质量为m的小球，从距地面高2h处以一定的初速度水平抛出，在距抛出点水平距离为s处有根管口比小球大的竖直细管，细管的上口距地面高为h，为了使小球能无碰撞地落进管口通过管子，可在管子上方整个区域内加一水平向左的匀强电场，求：（1）小球的初速度；（2）应加电场的场强；（3）小球落地时的动能2015-2016学年安徽省蚌埠市怀远县马城中学高二（上）月考物理试卷参考答案与试题解析一、选择题（本大题共9个小题，每小题6分，共计54分每小题只有一个选项正确，把正确选项前的字母填在题后的括号内）1一带负电荷的质点，在电场力作用下沿曲线abc从a运动到c，已知质点的速
8、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）（）ABCD考点：电场强度；曲线运动 专题：压轴题；电场力与电势的性质专题分析：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答：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
9、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2如图所示，真空中A、B两个点电荷的电荷量分别为+Q和+q，放在光滑绝缘的水平面上，A、B之间用绝缘的轻弹簧连接当系统平衡时，弹簧的伸长量为x0设弹簧均在弹性限度内，则（）A保持Q不变，将q变为3q，平衡时弹簧的伸长量等于3x0B保持q不变，将Q变为3Q，平衡时弹簧的伸长量小于3x0C保持Q不变，将q变为q，
10、平衡时弹簧的缩短量等于x0D保持q不变，将Q变为Q，平衡时弹簧的缩短量小于x0考点：库仑定律 专题：电场力与电势的性质专题分析：根据库仑定律及胡克定律列式分析，电荷量变化，库仑力变化，两球的距离变化，弹力变化，根据平衡条件列方程计算即可解答：解：设弹簧的劲度系数为K，原长为x当系统平衡时，弹簧的伸长量为x0，则有：Kx0=kA、保持Q不变，将q变为3时，平衡时有：Kx1=k，由解得：x13x0，故A错误；B、同理可以得到保持q不变，将Q变为3Q，平衡时弹簧的伸长量小于3x0，故B正确；C、同理可以得到保持Q不变，将q变为q，平衡时弹簧的缩短量大于x0，故C错误；D、同理可以得到保持q不变，将Q
11、变为Q，平衡时弹簧的缩短量大于x0，故D错误故选：B点评：本题主要考查了库仑定律及胡克定律的直接应用，要知道，电荷量变化后库仑力要变化，距离变化后弹簧弹力会变化3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小考点：电势差与电场强度的关系 专题：电场力与电势的性质专题分析：从静电除尘机理出发即可解题由于集电极与电池的正极连接，电场方向有集尘板指向放电极而尘埃在电场力作用下向集尘
12、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：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；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，故B正确；C、负电荷在电场中受电场力的方向与电场力方向相反，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错误故选：B点评：本题考查是关于静电的防止与应用，要求同学们熟练掌握静电的防止与应用的具体实例4静电除尘器是目前普遍采用的一种高效除尘器某除尘器模型的收尘板是很长的条形金属板，图中直线ab为该收尘板的横截面工作时收尘板带正电，
13、其左侧的电场线分布如图所示；粉尘带负电，在电场力作用下向收尘板运动，最后落在收尘板上若用粗黑曲线表示原来静止于P点的带电粉尘颗粒的运动轨迹，下列4幅图中可能正确的是（忽略重力和空气阻力）（）ABCD考点：带电粒子在匀强电场中的运动；物体做曲线运动的条件；电场线 分析：电场线的切线方向表示该点电场强度的方向，而负电荷受力的方向与电场强度方向相反；根据粒子受力的变化可得出其大致轨迹解答：解：粉尘受力方向为电场线方向，故P点受力沿切线方向，从静止开始运动时应沿P点的切线运动，但运动方向不可能沿电场线方向；故C、D错误；此后粒子受力偏向右，故粒子应从P点的切线方向向右下偏，但运动轨迹一定在P所在电场线
14、的上方，故B错误，A正确；故选A点评：本题应注意物体做曲线运动的轨迹与受力的关系，只有明确了受力才能由动力学知识确定粒子的运动轨迹5图1是某同学设计的电容式速度传感器原理图，其中上板为固定极板，下板为待测物体，在两极板间电压恒定的条件下，极板上所带电量Q将随待测物体的上下运动而变化，若Q随时间t的变化关系为Q=（a、b为大于零的常数），其图象图2所示，那么图3、图4中反映极板间场强大小E和物体速率v随t变化的图线可能是（）A和B和C和D和考点：常见传感器的工作原理；电容 专题：压轴题分析：某同学设计的电容式速度传感器原理图，随待测物体的上下运动而变化，导致间距变化，由于电压恒定，电量在变化，所
15、以其电容也在变化，从而判断出电场强度的变化，再由Q随时间t的变化关系为Q=可推导出位移与时间的关系解答：解：电容式速度传感器原理图，其中上板为固定极板，下板为待测物体，由Q=CU、C= 与E=得：Q与C成正比，而C与d成反比，则E与d成反比，所以E与Q成正比则由Q与t关系可得，E与t的关系：选第；Q随时间t的变化关系为Q= 又由于Q与d成反比所以d与t成线性关系故选第故选：C点评：运用各公式去寻找变量间的关系，最终得出正确答案6如图所示，两极板水平放置的平行板电容器间形成匀强电场，两板间距为d，一带负电的微粒从上极板M的边缘以初速度0射入，沿直线从下极板N的边缘射出，已知微粒的电量为q，质量为
16、m，下列说法不正确的是（）A微粒运动的加速度为零B微粒的电势能减少了mgdC两极板间的电势差为DM极板的电势高于N极板的电势考点：带电粒子在混合场中的运动；电势 专题：带电粒子在复合场中的运动专题分析：微粒在电场中受到重力和电场力，而做直线运动，电场力与重力必定平衡做匀速直线运动，否则就做曲线运动微粒的加速度一定为零根据能量守恒研究微粒电势能的变化由=qU，求解电势差由题可判断出电场力方向竖直向上，微粒带负电，电场强度方向竖直向下，M板的电势高于N板的电势解答：解：A、由题分析可知，微粒做匀速直线运动，加速度为零故A正确B、重力做功mgd，微粒的重力势能减小，动能不变，根据能量守恒定律得知，微
17、粒的电势能增加了mgd故B错误C、由上可知微粒的电势能增加量=mgd，又=qU，得到两极板的电势差U=故C正确D、由题可判断出电场力方向竖直向上，微粒带负电，电场强度方向竖直向下，M板的电势高于N板的电势故D正确本题选错误的，故选：B点评：本题是带电粒子在电场中运动的问题，关键是分析受力情况，判断出粒子做匀速直线运动7如图所示，两平行金属板间有匀强电场，场强方向指向下极板，一带电荷量为q的液滴，以初速度v0垂直电场线射入电场中，则液滴在电场中所做的运动不可能是（）A沿初速度方向做匀速运动B向下极板方向偏移，做匀变速曲线运动C向上极板方向偏移，轨迹为抛物线D向上极板方向偏移，轨迹为一段圆弧考点：
18、带电粒子在混合场中的运动 专题：带电粒子在复合场中的运动专题分析：液滴的运动不发生偏转，故电场力和重力平衡，液滴做匀速直线运动，根据平衡条件列式进行分析即可；若出现不平衡，则根据平抛运动的受力与运动的特点求解解答：解：A、液滴的运动不发生偏转，故电场力与重力平衡，液滴做匀速直线运动，故A正确；B、若重力大于电场力，则液滴将向下极板方向偏转，从而做类平抛运动，故B正确；C、同理若电场力大于重力，则液滴将向上极板方向偏转，从而也做类平抛运动，故C正确，D错误；本题选择不可能的，故选：D点评：本题考查重力与电场力的大小关系，从而决定运动性质，结合平衡条件、曲线运动的条件进行分析，基础题8一带电油滴在
19、场强为E的匀强电场中运动的轨迹如图中虚线所示，电场方向竖直向下若不计空气阻力，此带电油滴从a运动到b的过程中，能量变化情况为（）A动能减小B电势能增加C动能和电势能之和减小D重力势能和电势能之和增加考点：匀强电场中电势差和电场强度的关系；电势能 专题：电场力与电势的性质专题分析：由粒子的运动轨迹可知粒子电性，则可求得电场力对粒子所做的功的性质；由动能定理可求得动能的变化；由能量关系可知重力势能与电势能总和的变化，及动能和电势能之和的变化解答：解：A、粒子由a到b，由运动轨迹可判出粒子受电场力与重力的合力向上，故粒子带负电且电场力大于重力，电场力与重力的合力做正功，由动能定理可知，油滴的动能增大
20、；故A错误；B、由于电场力做正功，故电势能减小，故B错误；C、D、由能量的转化与守恒知，系统中重力势能、动能、电势能之和保持不变，由题易知重力势能增加，故动能和电势能之和减小；同理由前面分析知动能增加，则重力势能和电势能之和减小；故C正确D错误；故选：C点评：带电粒子在电场中的偏转类题目，较好的考查了曲线运动、动能定理及能量关系，综合性较强，故在高考中经常出现，在学习中应注意重点把握9如图所示，四个质量相同、带电荷量均为+q的a、b、c、d微粒，距离地面的高度相同，以相同的水平速度抛出，除了a微粒没有经过电场外，其他三个微粒均经过场强大小相同的匀强电场（mgqE）这四个微粒从抛出到落地的时间分
21、别是ta、tb、tc、td，则（）Ata=tctdBtb=tcta=tdCta=tdtbtcDtbta=tdtc考点：匀强电场中电势差和电场强度的关系 专题：电场力与电势的性质专题分析：分析小球所受电场力方向，并由受力特征求小球的运动特征，利用运动的合成与分解由运动的独立性求小球抛出到落地的时间即可解答：解：令抛出点高度为h，则a小球做平抛运动，落地时间，b小球受到竖直向下的电场力，方向与重力方向相同，小球在竖直方向做加速度为的匀加速运动，水平方向做匀速直线运动，故小球落地时间为，同理c小球做类平抛运动落地时间，d小球受到水平向右的电场力作用，故在水平方向做匀加速直线运动，竖直方向只受重力作用
22、，做自由落体运动，故有d小球落地时间，综上所述有四个小球落地时间满足：tbta=tdtc，故ABC错误，D正确故选：D点评：解决本题的关键是抓住分运动的独立性，利用小球抛出后在竖直方向的下落高度和加速度决定小球运动时间二、非选择题（本题共3小题，共46分，解答时应写出必要的文字说明、方程式和演算步骤，有数值计算的要注明单位）10（14分）（2015秋怀远县校级月考）质量为m、电荷量为+q的小球以初速度v0以与水平方向成角射出，如图所示，如果在某方向加上一定大小的匀强电场后，能保证小球仍沿v0方向做直线运动，试求所加匀强电场的最小值，加了这个电场后，经多长时间速度变为零？考点：匀强电场中电势差和
23、电场强度的关系 专题：电场力与电势的性质专题分析：保证微粒仍沿v0方向做直线运动，电场力方向必须垂直于v0方向斜向上时，电场力有最小值，则场强有最小值，根据垂直于v0方向合力为零，求出电场强度的最小值或设场强E和v0成角，根据垂直于速度方向的合力为零，列式得到场强与的关系式，再运用数学知识求出场强E最小时角，从而求出E的最小值若加上大小一定，方向水平向左的匀强电场，仍能保证微粒沿v0方向做直线运动，微粒所受的合力方向与v0方向相反，根据牛顿第二定律求出加速度，再由运动学公式求出速度减为零所用时间解答：解：（1）由题知小球在重力和电场力作用下沿v0方向做直线运动，可知垂直v0方向上合外力为零，建
24、如图所示坐标系，设场强E和v0成角，可得：Eqsinmgcos=0得：E=当=90时，E最小为Emin=，其方向与v0垂直斜向上（2）又因根据牛顿第二定律得： Egcosmgsin=ma，将=90代入上式可得：加速度为：a=gsin即在场强最小时，小球沿v0做加速度为a=gsin的匀减速直线运动，设运动时间为t时速度为0，则：0=v0gsint可得：t=答：所加匀强电场场强的最小值为加了这个电场后，经过时间小球速度变为零点评：本题关键要根据微粒做直线运动的条件：合力方向与速度方向在同一直线上，运用数学知识求得E最小的条件再由牛顿第二定律和运动学规律结合求解时间11（16分）（2015滕州市校级
25、模拟）示波器的示意图如图所示，金属丝发射出来的电子（带电量为e）被加速后从金属板的小孔穿出，进入偏转电场电子在穿出偏转电场后沿直线前进，最后打在荧光屏上设加速电压U1=1640V，偏转极板长l=4cm，偏转板间距d=1cm，当电子加速后从两偏转板的正中央沿板平行方向进入偏转电场（1）偏转电压为U2多大时，电子束打在荧光屏上偏转距离最大？（2）如果偏转板右端到荧光屏的距离L=20cm，则电子到达荧光屏时最大偏转距离y为多少？考点：带电粒子在匀强电场中的运动 专题：带电粒子在电场中的运动专题分析：（1）当电子经偏转电场后从下板边缘出来时，电子束打在荧光屏上偏转距离最大先运用动能定理求得电子进入偏转
26、电场时的初速度运用运动的分解，根据牛顿第二定律和运动学公式结合求出偏转电压U2（2）如图电子束打在荧光屏上最大偏转距离y=+y2，电子离开电场后做匀速直线运动，由t2=求出匀速直线运动的时间，y2=vyt2，即可求得最大偏转距离y解答：解：（1）要使电子束打在荧光屏上偏转距离最大，电子经偏转电场后必须下板边缘出来在加速电场中，由动能定理得 eU1=得，进入偏转电场初速度 v0=在偏转电场的飞行时间t1=在偏转电场的加速度a=电子从下极板边缘出来，=at12=解得U2=U1=205V （2）电子束打在荧光屏上最大偏转距离y=+y2电子离开电场的侧向速度vy=at1=电子离开偏转电场到荧光屏的时间
27、t2=y2=vyt2=0.05m所以电子最大偏转距离y=+y2=0.055m 答：（1）偏转电压为U2为205V时，电子束打在荧光屏上偏转距离最大；（2）如果偏转板右端到荧光屏的距离L=20cm，则电子到达荧光屏时最大偏转距离y为0.055m点评：本题是带电粒子先加速后偏转问题，电场中加速根据动能定理求解获得的速度、偏转电场中类平抛运动的研究方法是运动的分解和合成，常规问题12（16分）（2015秋怀远县校级月考）如图所示，一带电量为+q、质量为m的小球，从距地面高2h处以一定的初速度水平抛出，在距抛出点水平距离为s处有根管口比小球大的竖直细管，细管的上口距地面高为h，为了使小球能无碰撞地落进
28、管口通过管子，可在管子上方整个区域内加一水平向左的匀强电场，求：（1）小球的初速度；（2）应加电场的场强；（3）小球落地时的动能考点：带电粒子在匀强电场中的运动 专题：带电粒子在电场中的运动专题分析：（1）将小球的运动分解为水平方向和竖直方向，在竖直方向做自由落体运动，在水平方向上做匀减速直线运动，末速度为零，根据分运动合运动具有等时性求出水平初速度（2）根据水平方向做匀减速直线运动根据速度位移公式求出运动的加速度，再根据牛顿第二定律求出电场强度（3）小球落地的过程中有重力和电场力做功，根据动能定理求出小球落地的动能解答：解：将小球的运动分解为水平方向和竖直方向，在竖直方向做自由落体运动，在水
29、平方向上做匀减速直线运动到零，小球运动至管上口的时间由竖直方向的运动决定：h=t=水平方向，小球作匀减速运动，至管上口，水平方向速度为零，水平分位移：S=t解得：v0=S（2）水平方向，根据牛顿第二定律：qE=ma又由运动学公式：v0t=0，由以上三式解得：E=（3）由动能定理：WG+W电=EK即：Ek=mg（2h）qES解得：EK=2mgh答：（1）小球的初速度为S；（2）应加电场的场强为；（3）小球落地时的动能为2mgh点评：解决本题的关键将小球的运动动分解为水平方向和竖直方向，在竖直方向做自由落体运动，在水平方向上做匀减速直线运动，知道分运动与合运动具有等时性，以及会运用动能定理求出落地的速度
