1、山西省汾阳中学2020-2021学年高二物理10月月考试题一、单选题（本大题共12小题，共48.0分）1. 下列说法正确的是A. 电场是人们假想的，不是客观存在的B. 电场线就是点电荷在电场中的运动轨迹C. 元电荷是指带电量最小的电荷，比如电子和质子D. 当两个带电体的形状和大小对它们的相互作用力的影响可忽略时，这两个带电体就能看作点电荷2. 如图所示，质量分别是和带电量分别为和的小球，用长度不等的轻丝线悬挂起来，两丝线与竖直方向的夹角分别是和，两小球恰在同一水平线上，那么A. 两球带同种电荷B. 大于C. 小于D. 所受库仑力小于所受的库仑力3. 如图，质量为m、带电量为q的小球B用绝缘细线
2、悬挂，处于固定的带电体A产生的电场中，A可视为点电荷，B为试探电荷。当小球B静止时，A，B等高，细线偏离竖直方向的夹角为。已知重力加速度为g。则点电荷A在B处所产生的场强大小为 A. B. C. D. 4. 在如图所示的ABCD四种电场中，分别标记有a、b两点其中a、b两点的电势相等，电场强度大小相等、方向也相同的是A. B. C. D. 5. 有两个平行板电容器，它们的电容之比为5：4，它们的带电荷量之比为5：1，两极板间距离之比为4：3，则两极板间电压之比和电场强度之比分别为A. 4：3B. 1：1C. 4：1D. 4：36. 如图所示，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
3、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，若带电粒子在运动过程中只受到电场力的作用，根据此图不能作出正确判断的是A. 带电粒子所带电荷的正、负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两点的加速度何处较大7. 如图，正六边形的顶点a上固定一个电量为Q的正点电荷，其余各顶点固定一个电量均为Q的负点电荷若此正六边形的边长为L，求它的几何中心O处的场强下列说法正确的是A. 电场强度大小为0B. 电场强度大小为C. 电场强度方向为O指向aD. 电场强度方向为O指向d8. 原来静止的氢核、氘核、氚核混合物经同一电场加速后，具有相同的
4、A. 速度B. 动能C. 质量和速度的乘积D. 以上都不对9. 如图所示，a，b，c是匀强电场中距离相等的三个等势面，取等势面b的电势。一个带正电的粒子在等势面a以300eV的初动能沿垂直等势面方向向等势面c运动，到达等势面c时速度刚好为零。若带电粒子所受重力不计，在这个电场中，带电粒子的电势能为50eV时的动能是 A. 200eVB. 150eVC. 100eVD. 50eV10. 如图所示，把一个不带电的枕形导体靠近带正电的小球，由于静电感应，在a、b两端分别出现负、正电荷，则以下说法正确的是A. 闭合，有电子从枕形导体流向地面B. 闭合，有电子从枕形导体流向地面C. 闭合，有电子从地面流
5、向枕形导体D. 闭合，没有电子通过11. 如图所示，真空中O点处固定一点电荷Q，同时在O点通过绝缘细线悬挂一带电荷量为q质量为m的小球，开始时细线与小球处在水平位置且静止，释放后小球摆到最低点时，细线的拉力为4mg，则固定电荷Q在最低点B处产生的场强大小为A. B. C. D. 12. 两个异号点电荷的质量分别为、，电荷量分别为、，相距为d，在库仑力作用下不计万有引力各自绕它们连线上的某一点，在同一水平面内做匀速圆周运动，已知静电力常量k，则它们的总动能为A. B. C. D. 二、多选题（本大题共5小题，共20.0分）13. 如图所示，电路中平行板电容器C不带电，下列说法正确的有 A. 闭合
6、S瞬间，电流计G中有方向的电流B. 闭合S后，增大C两极板间距离的过程中，电容器所带的电荷量变大C. 闭合S后再断开，增大C两极板间距离，极板间电场强度保持不变D. 闭合S后再断开，在C两极板间插入电介质，极板间电势差变大14. 如图所示，在两等量异种点电荷的电场中，MN为两电荷连线的中垂线，a、b、c三点所在直线平行于两电荷的连线，且a、c关于MN对称，b点位于MN上，d点位于两电荷的连线上。下列判断正确的是A. b点场强大于d点场强B. b、d两点场强方向相同C. a、b两点间的电势差等于b、c两点间的电势差D. 试探电荷在a点的电势能小于在c点的电势能15. 如图所示，在一电场强度为E的
7、匀强电场中放有一个球形金属空腔导体，图中a、b分别为导体壳壁内部与空腔中的两点，则A. a点的电场强度为零B. b点的电场强度为零C. a点的电场强度不为零，b点的电场强度为零D. a、b两点的电场强度都不为零16. 真空中两个相距为r的相同金属小球可视为点电荷，带电荷量之比为，两球相互接触后再放回原来的位置上，则它们间的库仑力可能为原来的A. B. C. D. 17. 某电场中的一条电场线为直线，a、b为这条直线上的两点，如图所示A. a点的场强一定大于b的场强B. a点的电势一定高于b点的电势C. 把一负点电荷由b点从静止释放，在不计重力的情况下，一定向a点做匀加速直线运动D. 一负点电荷
8、从a点向b点运动过程中，它的电势能一定增加三、计算题（本大题共3小题，共30.0分）18. 在如图所示的水平匀强电场中，一个带正电的的点电荷在沿电场线方向从A点运动到B点，且，两点间的距离，求：匀强电场的电场强度的大小；该点电荷从A点移至B点的过程中，电场力所做的功W。19. 如图所示，水平地面上方分布着水平向右的匀强电场一“L”形的绝缘硬质管竖直固定在匀强电场中管的水平部分长为，离水平地面的距离为，竖直部分长为一带正电的小球从管的上端口A由静止释放，小球与管间摩擦不计且小球通过管的弯曲部分长度极短可不计时没有能量损失，小球在电场中受到的静电力大小为重力的一半，求： 小球运动到管口B时的速度大
9、小；小球着地点与管的下端口B的水平距离如图所示，两块平行金属板竖直放置，两板间的电势差仅在两板间有电场，现将一质量、电荷量的带电小球从两板的左上方距两板上端的高度的地方以初速度水平抛出，小球恰好从左板的上边缘进入电场，在两板间沿直线运动，从右板的下边缘飞出电场，求：金属板的长度L小球飞出电场时的动能答案和解析1.【答案】D【解析】【分析】本题考查了电场、电场线、元电荷、点电荷的概念，是基础概念的理解，应重点掌握。电场是人们假想的，是客观存在的物质；点电荷在电场中的运动轨迹取决于初始条件与受力情况；元电荷是指带电量最小的电荷，比如电子和质子所带电荷量就等于元电荷；当两个带电体的形状和大小对它们的
10、相互作用力的影响可忽略时，这两个带电体就能看作点电荷。【解答】A.电场是一种特殊的物质，不是人们假想的，是客观存在的，故A错误；B.点电荷在电场中的运动轨迹取决于初始条件与受力情况，电场线是为形象的描述电场而在电场中画的一些曲线，故不能讲电场线就点电荷在电场中的运动轨迹，故B错误；C.元电荷是指带电量最小的电荷，是一个电荷量，不是实物粒子，比如电子和质子所带电荷量等于这个数值，故C错误；D.当两个带电体的形状和大小对它们的相互作用力的影响可忽略时，这两个带电体就能看作点电荷，故D正确。故选D。2.【答案】C【解析】【分析】本题考查库仑定律和力的平衡知识，关键是运用平衡条件列式分析，克服主观臆测
11、。【解答】A.两球相互吸引必定是异种电荷，故A错误；两球间的库仑力为相互作用力，由牛顿第三定律可知，无论电荷量是否相等都有库仑力大小相等，故无法判断电量的大小，故BD错误；C.设两球间库仑力大小为F，对研究，得到，同理，对研究，得到，则，因，得到，故C正确。故选C3.【答案】D【解析】【分析】B球受重力、电场力和绳子的拉力处于平衡，根据共点力平衡求出B球所受的电场力，从而根据求出B点的电场强度。【解答】小球处于平衡状态，受力如图，根据合成法，知电场力。，故ABC错误，D正确。故选D。4.【答案】B【解析】解：A、a、b两点处于同一等势线上，电势相等，电场强度大小相等，但方向不同。故A错误。B、
12、两等量异种电荷连线的中垂线是一条等势线，则a、b两点的电势相等，根据对称性和电场线的分布可知，a、b两点的电场强度大小相等、方向相同。故B正确。C、带电平板表面是一个等势面，则a、b两点的电势相等，由电场线的疏密看出，a点的场强小于b点的场强。故C错误。D、平行金属板内部是匀强电场，a、b两点的电场强度相同，但b点的电势高于a点的电势。故D错误。故选：B。电场强度是矢量，只有大小和方向都相同时，场强才相同根据电场线的分布情况，判断场强的大小和方向关系，由等势线分布情况，确定电势关系掌握电场线和等势面的分布情况是解答本题的关键要注意电场强度是矢量，只有大小和方向都相同时，场强才相同5.【答案】C
13、【解析】解：根据公式：得： 根据电场强度的公式：得： 故选：C。根据公式，将公式变形即可得出电压的表达式，根据：即可得出电场强度的表达式本题主要根据电容的定义式和决定式去分析对于场强，也可根据推论：当电容器的电量、正对面积不变时，改变板间距离，板间场强不变确定6.【答案】A【解析】解：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，由于电场线方向不明，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、由a到b，电场力做负功，动能减小，故b处的速度小，故C正确。D、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
14、据牛顿第二定律得a点加速度的大，D正确本题选不能判断的故选：A。先由粒子的运动轨迹，判断粒子所受电场力的大体方向，即粒子受到的电场力大体向左，电场线方向不明，无法判断粒子的电性根据电场线疏密程度，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ab点加速度的大小本题是电场中粒子的轨迹问题，首先要能根据轨迹的弯曲方向判断粒子受力方向7.【答案】D【解析】解：a处的和d处的在O点处产生的场强大小均为，方向O指向d，由于b处与e处负电荷在O点处产生的场强大小相等、方向相反，相互抵消；c处与f处负电荷在O点处产生的场强大小相等、方向相反，相互抵消；所以根据电场的叠加原理可知O处
15、的场强为，方向O指向d，故ABC错误，D正确。故选：D。根据电场的叠加原理分析O点的场强大小，并确定出电场强度的方向本题要知道点电荷的电场的分布，掌握点电荷场强公式，充分利用对称性，由电场的叠加原理来解题8.【答案】B【解析】解：氢核、氘核、氚核的电荷量相同，根据动能定理，有：故动能相同，速度v不同，动量mv不同；故选：B。带电粒子在电场中加速过程只有电场力做功，根据动能定理列式分析即可动能定理较易掌握，但是氢核，氘核，氚核三种原子核的电荷数与质量数用的较少，应当加强记忆9.【答案】C【解析】【分析】带电粒子在电场中运动时，电场力会对带电粒子做功，如果电场力做正功，那么电势能减小，如果做负功，
16、那么电势能会增大，在能量转换的同时，如果只有电场力一个力在做功，那么电势能和带电粒子的动能之间进行相互转化就满足机械能守恒。本题主要考察电势能变化与电场力做功的关系，属于比较基础的题目，主要对基本公式和概念充分理解，即可解题。【解答】由题意可知一个带正电的粒子在等势面a以300eV的初动能沿垂直等势面方向向等势面c运动，到达等势面c时速度刚好为零，所以，所以从a到c电场力做功，因为abc是匀强电场中距离相等的三个等势面，所以电场力做功，又因为，所以，因为在电场中只有势能和动能的相互转化，因此满足机械能守恒，取等势面b的电势，所以，所以当电势能为50eV时，动能为100eV，故ABD错误，故C正
17、确。故选C。10.【答案】C【解析】【分析】感应起电的实质是在带电体上电荷的作用下，导体上的正负电荷发生了分离，使电荷从导体的一部分转移到了另一部分，既然是转移，那么电荷必然守恒。同种电荷相互排斥，异种电荷相互吸引。本题考查电荷的转移，有一定的难度，关键知道由于异种电荷相互吸引，大地的负电荷自由电子会转移到导体上。【解答】枕型导体在带正电的小球附近时，枕型导体上的自由电子会向右边运动，导体的右端因有了多余的电子而带负电，左端因缺少电子而带正电，而当闭合任何开关时，导体就会与大地连接，会使大地的电子流入枕形导体，当处于静电平衡时，枕形导体是个等势体，故C正确，ABD错误。故选C。11.【答案】A
18、【解析】解：小球从A到B过程，受重力、拉力和静电力，只有重力做功，运用动能定理得到解得 在最低点，重力、拉力和静电力的合力提供向心力，假设静电力向下，根据牛顿第二定律，有 解得故B滴点的场强为：故选：A。小球从A到B过程，受重力、拉力和静电力，由于拉力和静电力与速度垂直，不做功，故只有重力做功，运用动能定理求解出B点速度；在B点，重力、拉力和静电力的合力提供向心力，根据牛顿第二定律列式分析求解出静电力的大小和方向，最后根据电场强度的定义得到B点的电场强度的大小。本题关键是对小球从A到B过程运用动能定理列式求出最低点速度，然后对最低点位置运用牛顿第二定律和向心力公式求解静电力，最后根据场强定义得
19、到电场强度。12.【答案】B【解析】解：对于质量，它们的库仑力提供其向心力。即对于质量，它们的库仑力提供其向心力。即则它们总的动能为：故选：B。两异种点电荷能绕圆心各自做匀速圆周运动，其向心力是由它们间的库仑力提供，则可以求出它们的总动能虽然由库仑力提供向心力，但值得注意的是库仑力的间距与它们做圆周运动的半径不是相等的13.【答案】AC【解析】【分析】本题意在考查对电容器的动态分析等所学知识的识记能力和综合应用能力，及熟记和理解基础知识是解答此题的关键。【解答】A.闭合S瞬间，平行板电容器C充电，故电流计G中有方向的电流，故A正确；B.闭合S后，电压不变，增大C两极板间距离的过程中，电容变小，
20、可知，电容器所带的电荷量变小，故B错误；C.根据、和结合得：板间场强，可见E与d无关，当平行板间距拉大，则知E不变，故C正确；D、闭合S后再断开，电容器两板上的电量不变，在C两极板间插入电介质时电容C增大，则由可以知道，U变小，故D错误。故选AC。14.【答案】BC【解析】【分析】根据等量异号电荷的电场线分布特点，分析各点的场强大小，由电场线性质及电场的对称性可知ab及bc两点间的电势差，由电势能的定义可知点电荷在a、c两点电势能的大小关系。本题考查了等量异种电荷的电场线分布情况，根据对称性分析求解。【解答】在等量异种电荷连线上，中点的电场强度最小，在等量异种电荷的中垂线上，两电荷连线中点的电
21、场强度最大，d点的场强大于两电荷连线中点的场强，而b点的场强小球电荷连线中点的场强，所以b点场强小于d点场强，故A错误，B正确；C.根据对称性可知，a、b两点的电势差等于b、c两点间的电势差，故C正确；D.因a点的电势高于c点的电势，故试探电荷在a点的电势能大于在c点的电势能，故D错误。故选BC。15.【答案】AB【解析】解：球形金属空腔导体处在匀强电场中，处于静电平衡状态，其内部场强处处为零，所以a点和b点的电场强度都是零，故AB正确，CD错误。故选：AB。处于静电平衡状态下的导体内部场强处处为零。处于静电平衡状态下的导体是个等势体，内部场强处处为零，是指合场强为零，是感应电荷的电场与外电场
22、的合场强为零。16.【答案】CD【解析】【分析】本题主要考查库仑定律和接触带电特点。两电荷间存在库仑力，其大小可由库仑定律求出，当两电荷相互接触后再放回原处，电荷量可能相互中和后平分，也可能相加再平分，所以库仑力的变化是由电荷量变化导致的。解决本题的关键掌握库仑定律的公式，注意两个金属小球可能带同种电荷，可能带异种电荷。【解答】由库仑定律可得：得，当两相同金属小球带同种电荷时，两者相互接触后再放回原来的位置上，它们的电荷量变为4：4，所以库仑力是原来的16：7；当两相同金属小球带异种电荷时，两者相互接触后再放回原来的位置上，它们的电荷量是先中和后平分，电量变为3：3，所以库仑力是原来的9：7，
23、故CD正确，AB错误；故选CD。17.【答案】BD【解析】解：A：由于a、b两点所在的电场线是直线，电场线的大小由电场线的疏密表示，一条电场线无法判断疏密，就无法确定a、b两处场强的大小。故A错误；B：沿电场线的方向，是电势降落最快的方向，故B正确；C：从b点由静止释放的负电荷，电荷能否做匀加速：只有在匀强电场中，才做匀加速运动。故C错误；D：负电荷从a点移到b点，电场力做负功，电荷的电势能一定增大，故D正确。故选：BD。由于a、b两点所在的电场线是直线，a、b两点电场强度方向相同电场线的大小由电场线的疏密表示，一条电场线无法判断疏密，就无法确定a、b两处场强的大小从b点由静止释放的负电荷，根
24、据电场力分析电荷能否做匀加速：只有在匀强电场中，才做匀加速运动负电荷从a点移到b点，电场力做负功，电荷的电势能一定增大本题考查电场线的两个物理意义：疏密表示电场强度的大小、方向反映电势的高低18.【答案】解：匀强电场的电场强度为：。电场力所做的功为：。答：匀强电场的电场强度E的大小为；该点电荷从A点移至B点的过程中，电场力所做的功W为。【解析】该电场是匀强电场，已知AB间的电势差和两点沿电场方向的距离，由公式求出电场强度E。点电荷在匀强电场中的电场力是恒定不变的，其做功为。本题要抓住电场力是恒力的特点，把电场力当作一般的力，根据功的计算公式求解电场力做功，也可以根据求电场力做功。19.【答案】
25、解：在小球从A运动到B的过程中，对小球由动能定理有：，由于小球在电场中受到的静电力大小为重力的一半，即 代入数据可得：小球运动到管口B时的速度大小为小球离开B点后，设水平方向的加速度为a，位移为s，在空中运动的时间为t，水平方向有：，竖直方向有：，由式，并代入数据可得：故小球着地点与管的下端口B的水平距离为【解析】小球从A运动到B的过程中，重力和电场力做功，由动能定理列式求解；小球离开B点后，水平方向只受电场力恒力，故做匀加速直线运动，竖直方向只受重力，故做自由落体运动，两个分运动同时发生，时间相等，根据竖直分位移求出时间，再求出水平分位移本题关键对小球各个过程的运动情况分析清楚，对A到B过程
26、，由于为曲线运动，可用动能定理，对离开B后的运动，根据运动的合成与分解，化曲为直研究20.【答案】解：小球未进电场前做平抛运动，则小球到达左板上边缘时的竖直分速度：设小球此时速度方向与竖直方向之间的夹角为，则：小球在电场中沿直线运动，所受合力方向与运动方向相同，设板间距为d，则：根据动能定理得：进入电场前：电场中运动过程：解得答：金属板的长度；小球飞出电场时的动能。【解析】本题考查带电粒子在电场中的运动和重力作用下的平抛运动，小球在电场中做直线运动的条件是：合力方向与速度方向在同一直线上第2问也可对全过程列出下列方程求解：。小球未进电场前做平抛运动，根据高度和初速度，求出小球刚进入电场时速度方向与竖直方向的夹角在电场中沿直线运动，所受的合力方向与运动方向相同，由平行四边形定则求出板间距离，由数学知识求出板长；根据动能定理分析研究平抛运动和电场中直线运动两个过程，求解小球飞出电场时的动能。
