1、洛阳市一高2020年11月22物理周练试卷一、单项选择题（11题，每题3分，共33分）1. 如图所示的仪器叫做库仑扭秤，是法国科学家库仑精心设计的，他用此装置找到了电荷间相互作用的规律，总结出库仑定律下列说法中正确的是()A实验过程中一定要使A、B球带等量同种电荷B装置中A、C为带电金属球，B为不带电的平衡小球C库仑通过该实验计算出静电力常量k的值D库仑通过该实验测量出电荷间相互作用力的大小2A、B两带电小球，电荷量分别为q、9q，质量分别为m1和m2，如图所示，用两根不可伸长的绝缘细线悬挂于O点，静止时A、B两球处于同一水平线上，其中O点到A球的距离OA2L，AOB90，OAB60，C是AB
2、连线上一点且在O点的正下方，带电小球均可视为点电荷，静电力常量为k，则下列说法正确的是()AA、B间的库仑力大小FBA、B两球的质量之比为13C若仅互换A、B两球的带电荷量，则A、B两球位置将不再处于同一水平线上DC点的电场强度为零3均匀带电薄球壳在球外空间产生的电场等效于电荷集中于球心处产生的电场如图所示，在半球面AB上均匀分布有正电荷，总电荷量为q，球面半径为R，CD为通过半球面顶点与球心O的轴线，在轴线上有M、N两点，OMON2R.已知M点的场强大小为E，则N点的场强大小为()A.E B.E C. D.E4. 如图所示，在均匀带正电的无穷大薄平板右侧距离3l处有一个带电荷量为q的小球，在
3、小球到平板垂线上距平板为2l的P处，场强恰好为零已知无穷大平板产生的电场的电场线自正电荷发出，终止于无穷远处，静电力常量为k，则P点关于薄平板对称的M点的场强大小是()A. B. C. D.5. 在光滑的绝缘水平面上，有一个正方形abcd，顶点a、c处分别固定一个正点电荷，电荷量相等，如图所示若将一个带负电的粒子置于b点，自由释放，粒子将沿着对角线bd往复运动粒子从b点运动到d点的过程中()A先做匀加速运动，后做匀减速运动B先从高电势到低电势，后从低电势到高电势C电势能与机械能之和先增大，后减小D电势能先减小，后增大6如图所示为某机器人上测量物体位移的传感器示意图工作时，保证电容器极板电荷量不
4、变，电介质板与被测物体相连，当物体如图左右移动时，通过灵敏电压传感器的电压显示被测物体的位移下列说法正确的有()A被测物体右移时，电容器的电容变大B被测物体左移时，电容器内存储的电能增大C被测物体右移时，电容器极板间电压变大D可以用一个灵敏度足够高的磁电式电压表替代图中的灵敏电压传感器7如图所示，平行板电容器与电动势为E的直流电源(内阻不计)连接，下极板接地，静电计所带电荷量很少，可被忽略一带负电油滴被固定于电容器中的P点现将平行板电容器的上极板竖直向下平移一小段距离，则下列说法正确的是()A平行板电容器的电容将变小B静电计指针张角变小C带电油滴的电势能减少D若将上极板与电源断开后再将下极板左
5、移一小段距离，则油滴所受电场力不变8. 如图所示，一水平放置的平行板电容器充电后与电源断开，一束同种带电粒子从P点以相同速度平行于极板射入电容器，最后均打在下极板的A点，若将上极板缓慢上移，则()A粒子打在下极板的落点缓慢左移B粒子打在下极板的落点缓慢右移C粒子仍然打在下极板的A点D因未知粒子的电性，无法判断粒子的落点9如图所示虚线a、b、c是电场中的等势线，实线是正点电荷仅在电场力作用下的运动轨迹，P、Q是轨迹上的两点，则下列说法正确的是()Aa等势线的电势比c等势线的电势低B点电荷在P点的速率一定比它在Q点的大C点电荷在P点的加速度大小一定比它在Q点的大D点电荷一定是从P点运动到Q点的10
6、在x轴上关于原点对称的a、b两点处固定有两个电荷量相等的点电荷，如图所示Ex图象描绘了x轴上部分区域的电场强度(以x轴正方向为电场强度的正方向)对于该电场中x轴上关于原点对称的c、d两点，下列结论正确的是()A两点场强相同，c点电势更高B两点场强相同，d点电势更高C两点场强不同，两点电势相等，均比O点电势高D两点场强不同，两点电势相等，均比O点电势低11研究与平行板电容器电容有关因素的实验装置如图所示下列说法正确的是()A实验中，只增加极板带电量，静电计指针的张角变大，表明电容增大B实验中，只将电容器b板向上平移，静电计指针的张角变小C实验中，只在极板间插入有机玻璃板，静电计指针的张角变大D实
7、验前，只用带电玻璃棒与电容器a板接触，能使电容器带电二、不定项选择题（10题，每题4分，选对不全2分，共40分）12.如图所示，带正电的小球A用竖直立在地面上的绝缘杆支撑固定，带正电的小球B用绕过A球正上方的定滑轮的绝缘细线挂着，开始时A、B在同一水平线上并处于静止状态，不计两个小球的大小现用手拉细线，使小球B缓慢向上移动，小球B在向上移动过程中A、B两球的电荷量保持不变，不计两球间的万有引力，则在B球缓慢移动一小段距离的过程中()AA、B两球间的距离在减小B小球的运动轨迹是一段圆弧C细线上的张力一直减小D细线上的张力可能先变小后变大13如图所示，正六边形ABCDEF的B、D两点各固定一个电荷
8、量为q的点电荷，F点固定一个电荷量为q的点电荷，O为正六边形的几何中心则下列说法正确的是()AO点场强为0BC点场强方向沿FC方向C电子在A点的电势能比在O点的小DO、A两点间电势差和O、E两点间电势差相等14如图所示，真空中有一点电荷甲固定在O点，虚线是其在周围空间产生的电场的三个等势面，且相邻的两个等势面间电势差相同实线是点电荷乙在电场中的运动轨迹，S、M、N为运动轨迹与等势面的交点，下列说法一定正确的是()A电势MS B甲、乙为同种电荷C电势能EpMEpN D场强大小ESEN15如图所示，虚线A、B、C、D是某匀强电场中的4个平行且等距的等势面，其中等势面C的电势为0，一电子仅在静电力的
9、作用下运动，经过A、D等势面时的动能分别为26 eV和5 eV，则下列说法正确的是()A等势面D的电势为7 VB等势面B的电势为4 VC该电子不可能到达电势为10 V的等势面D该电子运动到某一位置，其电势能变为8 eV时，它的动能为4 eV16如图所示，一电容为C的平行板电容器，两极板A、B间距离为d，板间电压为U，B板电势高于A板，两板间有M、N、P三点，MN连线平行于极板，N、P连线垂直于极板，M、P两点间距离为L，PMN.以下说法正确的是()A电容器带电荷量为B两极板间匀强电场的电场强度大小为CM、P两点间的电势差为D若将带电荷量为q的电荷从M移到P，该电荷的电势能减少了17.如图所示，
10、两块较大的金属板A、B平行放置并与一电源相连，S闭合后，两板间有一质量为m、电荷量为q的油滴恰好处于静止状态以下说法中正确的是 ()A若将A板向上平移一小段，则油滴向下加速运动，G中有ba的电流B若将A板向左平移一小段，则油滴仍然静止，G中有ba的电流C若将S断开，则油滴立即做自由落体运动，G中无电流D若将S断开，再将A板向下平移一小段，则油滴向上加速运动，G中有ba的电流18.如图所示，实线表示电场线，虚线ABC表示一带电粒子仅在电场力作用下的运动轨迹，轨迹上B点的切线与该处的电场线相互垂直下列说法正确的是()A粒子带正电B粒子在B点的加速度大于它在C点的加速度C粒子在B点时电场力做功的功率
11、为零D粒子从A点运动到C点的过程中电势能先减小后增大19. 如图所示，一绝缘丝线拴接一可视为质点的球在竖直面内做圆周运动，在空间施加水平向右的匀强电场已知球的质量为m，电荷量为q，A、B两点与圆心O在同一水平线上，C、D两点分别为圆周运动中的最低点和最高点，球经过A点时丝线的拉力与球的速度的关系为FTv2a.则下列说法正确的是()A丝线的长度为B球在D点的动能最小C电场强度的大小为D当v时，球在B点时对丝线的拉力大小为6a20如图甲所示是某电场中的一条电场线，若有一质子以某一初速度仅在电场力的作用下，沿AB由A点运动到B点，所经位置的电势()随距A点的距离(x)变化的规律如图乙所示，则以下关于
12、质子的vt图象、Ekx图象、at图象、E(电势能与动能之和)x图象中可能正确的有()21. 在x轴上有两个点电荷q1、q2，其静电场的电势在x轴上分布如图所示下列说法正确的有()Aq1和q2带有异种电荷Bx1处的电场强度为零C负电荷从x1移到x2，电势能减小D负电荷从x1移到x2，受到的电场力增大三、计算题2214分在如图所示的平面直角坐标系xOy中，第象限区域内有沿y轴正方向(竖直向上)的匀强电场，电场强度大小E050 N/C；第象限区域内有一宽度d0.2 m、方向沿x轴正方向(水平向右)的匀强电场质量m0.1 kg、带电荷量q1102 C的小球从y轴上P点以一定的初速度垂直y轴方向进入第象
13、限后，从x轴上的A点进入第象限，并恰好沿直线通过该区域后从B点离开，已知P、A的坐标分别为(0,0.4 m)，(0.4 m,0)，重力加速度取g10 m/s2.求：(1)A、B两点间的电势差UAB；(2)小球经过B点时的速度大小2313分如图所示，两金属板P、Q水平放置，间距为d.两金属板正中间有一水平放置的金属网G，P、Q、G的尺寸相同G接地，P、Q的电势均为(0)质量为m、电荷量为q(q0)的粒子自G的左端上方距离G为h的位置，以速度v0平行于纸面水平射入电场，重力忽略不计若粒子恰好从G的下方距离G也为h的位置离开电场，则金属板的长度最短应为多少？2020年11月22物理周练试卷参考答案题
14、号1234567891011答案BDBADCCCCAD题号12131415161718192021答案BCBDBCADCDABBCADADAC1答案：B解析：根据库仑扭秤实验装置可知，在悬丝下面悬挂一根绝缘棒，棒的一端有一带电金属小球A，另一端有一个不带电的平衡小球B，在离A球某一距离的地方放一个带电金属小球C，故B正确，A错误；本实验当悬丝弹力的力矩与静电力的力矩平衡时，从悬丝扭转过的角度可以比较电荷间作用力的大小，改变A和C之间的距离得出规律，但由于在库仑那个年代，还不知道怎样测量物体所带电荷量，连单位都没有，所以C、D错误2答案：D解析：由几何关系可知，A、B间距为4L，根据库仑定律，A
15、、B之间的库仑力大小为Fk，选项A错误；对A、B受力分析如图所示，对A球，Fm1gtan 30，对B球，Fm2gtan 60，两者联立得m1m231，选项B错误；两个带电小球A、B在C点产生的场强方向相反，大小分别是EAk，EBk，显然C点的合场强为零，选项D正确；假如A、B两个小球的电荷量交换(质量不变)，通过受力分析可知，库仑力不变，质量不变，因此库仑力、重力的比值保持不变，即A、B两球将继续保持在同一水平线上，选项C错误3答案：B解析：左半球面AB上的正电荷产生的电场等效为带正电荷为2q的整个球面的电场和带电荷q的右半球面的电场的合电场，则EE，E为带电荷q的右半球面在M点的场强大小带电
16、荷q的右半球面在M点的场强大小与带电荷为q的左半球面AB在N点的场强大小相等，则ENEEE，则B正确4答案：A解析：P处场强恰好为零，所以正电平板在P处产生的场强和带电荷量为q的小球在P处产生的场强大小相等，方向相反，即正电平板在P处产生的场强Ek，方向水平向右根据对称关系可知，正电平板在M处产生的场强大小E2k，方向水平向左而带电荷量为q的小球在M处产生的场强E1k，方向水平向左，所以M点的场强大小EME1E2k，方向水平向左，A正确5答案：D解析： 由于负电荷受到的电场力是变力，加速度是变化的，所以A错误；由等量正点电荷的电场分布知道，在两电荷连线的中垂线上中点O的电势最高，所以从b到d，
17、电势先增大后减小，故B错误；由于只有电场力做功，所以只有电势能与动能的相互转化，故电势能与机械能之和守恒，C错误；由b到O电场力做正功，电势能减小，由O到d电场力做负功，电势能增加，D正确6答案：C解析：被测物体右移时，两板间电介质部分减少，据C可知电容器的电容减小；电容器极板电荷量不变，据U知电容器极板间电压变大，故A错误，C正确被测物体左移时，两板间电介质部分增多，据C知电容器的电容变大；电容器极板电荷量不变，据U知电容器极板间电压减小；电容器内存储的电能ECU2QU减小，故B错误磁电式电压表接在电容器两端会形成放电通道，改变电容器的电荷量，故D错误7答案：C解析：将电容器的上极板下移后，
18、极板间距减小，根据C知，电容器的电容变大，A错误电容器始终与电源相连，两极板的电势差不变，所以静电计指针张角不变，B错误电容器的电势差不变，d减小，则电场强度E变大，P点与下极板间的电势差变大，即P点的电势增大，因为该油滴带负电，所以其电势能减少，C正确若将电容器上极板与电源断开，则电容器的电荷量不变，当正对面积S减小时，电容器的电容变小，电势差增大，根据E知，电场强度变大，油滴所受电场力变大，D错误8答案：C解析：断开电源后，电容器所带电荷量保持不变，电场强度E，将上极板缓慢上移，d变大，而电场强度不变，粒子所受电场力不变，粒子到下极板距离也未变，粒子做类平抛运动，仍然打在下极板的A点9答案
19、：C解析：由于点电荷做曲线运动，电场力必然指向轨迹弯曲的内侧，点电荷带正电，电场强度方向也指向轨迹弯曲的内侧，而沿电场线方向电势降低，可知a等势线的电势比c等势线的电势高，选项A错误；点电荷在Q点的速率一定比它在P点的速率大，选项B错误；等势线密集的区域电场强度大，电场力就大，加速度也大，故点电荷在P点的加速度大小一定比它在Q点的大，选项C正确；点电荷无论从P运动到Q还是从Q运动到P都可得到图中的轨迹，选项D错误10答案：A解析：根据给出的Ex图象可知，a处为正电荷，b处为负电荷，根据点电荷产生的场强E及电场的叠加原理可知，c、d两处场强相同，电场方向由c指向d，故c点电势高，选项A正确11答
20、案：D解析：D对：实验前，只用带电玻璃棒与电容器a板接触，由于静电感应，在b板上将感应出异种电荷B错：b板向上平移，正对面积S变小，由C知，电容C变小，由C知，Q不变，U变大，因此静电计指针的张角变大C错：插入有机玻璃板，相对介电常数r变大，由C知，电容C变大，由C知，Q不变，U变小，因此静电计指针的张角变小A错：由C，实验中，只增加极板带电量，静电计指针的张角变大，是由于C不变导致的12答案：BC解析：B受到的重力为mg，A、B两球的带电荷量分别为q1、q2，两球间的距离为r，A球与定滑轮的距离为h，定滑轮与B球的距离为d，在B球移动过程中任取一位置，对B球受力分析如图所示，根据相似三角形知
21、识可知，解得r，由此可见，在小球B移动过程中，r不变，因此小球的运动轨迹是一段圆弧，选项A错误，B正确；又根据F，由于d在减小，因此F在减小，选项C正确，D错误13答案：BD解析：设O点到各点的距离为r，则根据几何关系可知正六边形的边长也为r.F点相当于放置2qq的电荷，所以O点的电场强度相当于在F点放置2q的电荷在O点产生的电场强度，即EO2k，方向沿OF方向，不为零，故A错误；两个q电荷在C点产生的合电场强度大小为k，方向沿OC方向，q电荷在C点产生的电场强度大小为k，方向沿CO方向，故C点场强方向沿FC方向，故B正确；AD是BF的中垂线，B和F点的电荷在AD上各点产生的电势相等，故A点的
22、电势和O点的电势等于D点的电荷产生的，则OA，根据Epq可知电子在A点的电势能比在O点的大，故C错误；根据对称性可知，A点和E点的电势相等，则O、A两点间电势差和O、E两点间电势差相等，故D正确14答案：BC解析：由于题中没有给出固定在O点的点电荷甲的电性，不能判断出M、S两点电势高低，选项A错误；根据点电荷乙在电场中的运动轨迹可知，甲、乙为同种电荷，选项B正确；点电荷乙在电场中从M运动到N，电场力做正功，电势能减小，电势能EpMEpN，选项C正确；根据点电荷电场强度公式可知，场强大小ESEN，选项D错误15答案：AD解析：因电子仅在静电力的作用下运动，经过A、D等势面的动能分别为26 eV和
23、5 eV，根据动能定理有e(AD)21 eV，即AD21 V，又C0，可得D7 V，选项A正确；因匀强电场中2CBD，等势面B的电势为7 V，选项B错误；因只有静电力做功，动能和电势能之和保持不变，当电子的速度为零时，由能量守恒可得eD5 eVe，解得12 V，选项C错误；同理，由能量守恒可得eD5 eV8 eVEk，解得Ek4 eV，选项D正确16答案：CD解析：由电容器电容的定义式可知，电容器的带电量为QCU，选项A错误；两板间的电场为匀强电场，根据匀强电场场强与电势差的关系可知，两板间电场强度E，选项B错误；M、P两点间的电势差就等于NP间的电势差，即UMPELsin ，选项C正确；由于
24、下板带正电，因此板间场强方向竖直向上，将带电荷量为q的电荷从M点移到P点，电场力做正功，电势能减少量等于电场力做的功，即qUMP，选项D正确17答案：AB解析：根据电路图可知，A板带负电，B板带正电，原来油滴恰好处于静止状态，说明油滴受到的竖直向上的电场力刚好与重力平衡；当S闭合后，若将A板向上平移一小段，则板间距离d变大，而两板间电压U不变，板间场强E变小，油滴所受合力方向向下，所以油滴向下加速运动，而根据C可知，电容C减小，故两板所带电荷量Q也减小，因此电容器放电，所以G中有ba的电流，选项A正确；在S闭合的情况下，若将A板向左平移一小段，两板间电压U和板间距离d都不变，所以板间场强不变，
25、油滴受力平衡，仍然静止，但是两板的正对面积S减小，根据C可知，电容C减小，两板所带电荷量Q也减小，电容器放电，所以G中有ba的电流，选项B正确；若将S断开，两板所带电荷量保持不变，板间场强也不变，油滴仍然静止，选项C错误；若将S断开，再将A板向下平移一小段，两板所带电荷量Q保持不变，两板间距d变小，根据C，U和E，可得E，显然两板间场强E不变，所以油滴仍然静止，G中无电流，选项D错误18答案：BC解析：因为带电粒子的运动轨迹向左弯曲，所以带电粒子所受的电场力方向沿电场线切线方向向左，故粒子带负电，A错误；电场线的疏密表示场强大小，由图知B点的场强大于C点的场强，则粒子在B点的加速度大于在C点的
26、加速度，B正确；因为粒子的运动轨迹中B点的切线与该处的电场线垂直，即粒子在B点受到的电场力的方向与粒子在B点的速度方向垂直，所以此刻粒子受到的电场力做功的功率为零，C正确；带电粒子从A到B，电场力做负功，电势能增大，从B到C，电场力做正功，电势能减小，D错误19答案：AD解析：设绝缘丝线的长度为L，球在A点时对球进行受力分析，由牛顿第二定律可得FTqEm，则FTv2qE，结合题意可知，整理得L，选项A正确；又qEa，则电场强度大小为E，选项C错误；由于重力和电场力的合力斜向右下方，故球做圆周运动的等效最低点在B、C之间，等效最高点在A、D之间，球在等效最高点的速度最小，动能最小，选项B错误；当
27、v时，球在A点不受丝线的拉力，则qEm，对球从A到B过程，由动能定理得qE2Lmvmv2，球在B点时，对球进行受力分析，由牛顿第二定律可得FTBqEm，联立解得FTB6qE6a，由牛顿第三定律可知，此时球对丝线的拉力大小也为6a，选项D正确20答案：AD解析：由题图乙和E可知，图乙对应函数关系为0Ex，该电场为匀强电场，其方向为沿x轴正方向，质子所受的电场力为恒力，质子做匀变速直线运动，A正确，C错误；质子的电势能与动能之和保持不变，D正确；由动能定理，有eExEkEk0，即EkEk0eEx，B错误21答案：AC解析：x图线的切线斜率表示场强，由题图可知从x1到x2过程中，图线切线斜率变小，到
28、x2处斜率为0，即场强从x1到x2一直减小，且E20，电场力FEq，负电荷从x1移动到x2，受到电场力减小，选项B、D错误；沿x轴方向电势由负到正，故x轴上的两个电荷q1、q2为异种电荷，选项A正确；由题图可知x1x2，负电荷由低电势到高电势，电场力做正功，电势能减小，选项C正确22答案：(1)5 V(2) m/s解析：(1)小球进入竖直方向的匀强电场后做类平抛运动，小球带正电，受到的电场力方向竖直向上，根据牛顿第二定律，加速度a，解得a5 m/s2，根据平抛运动规律，小球沿水平方向做匀速运动，有xAv0t，竖直方向有yPat2，联立得v0xA，代入数据，解得v01 m/s.设水平电场的电场强
29、度大小为E，因未进入水平电场前，带电小球做类平抛运动，所以进入电场时竖直方向的速度vy，因为小球在水平电场区域恰好做直线运动，所以合外力的方向与速度方向在一条直线上，即速度方向与合外力的方向相同，有，解得E50 N/C，设小球在水平电场中运动的水平距离为l，根据电势差与电场强度的关系有UABEl，解得UAB5 V.(2)设小球在B点的速度大小为v，对小球运动的全过程，由动能定理，有mv2mvmg(yPd)qUABqE0yP，解得v m/s.23答案：(1)mvqhv0(2)2v0解析：(1)PG、QG间场强大小相等，均为E.粒子在PG间所受电场力F的方向竖直向下，设粒子的加速度大小为a，有EFqEma设粒子第一次到达G时动能为Ek，由动能定理有qEhEkmv设粒子第一次到达G时所用的时间为t，粒子在水平方向的位移大小为l，则有hat2lv0t联立式解得Ekmvqhlv0.(2)若粒子穿过G一次就从电场的右侧飞出，则金属板的长度最短由对称性知，此时金属板的长度为L2l2v0.