河北省石家莊市辛集市一中2019-2020學年高二下學期五月物理試題（一）

物理一、選擇題（共20小題每個3分）1.如圖所示，定滑輪通過細繩OO連接在天花板上，跨過定滑輪的細繩兩端連接帶電小球A、B，其質(zhì)量分別為m1、m2（m1m2）。調(diào)節(jié)兩小球的位置使二者處于靜止狀態(tài)，此時OA、OB段繩長分別為l1、l2，與豎直方向的夾角分別為、A.B.l1∶l2m2∶C.若僅增大B球的電荷量，系統(tǒng)再次靜止，則OB段變長D.若僅增大B球的電荷量，系統(tǒng)再次靜止，則OB段變短【答案】B【解析】【詳解】A.因滑輪兩邊繩子的拉力相等，可知=，選項A錯誤；B畫出兩球的受力圖，由三角形關系可知其中T1=T2則選項B正確；CD.由關系式可知，l1和l2的大小由兩球的質(zhì)量關系決定，與兩球電量關系無關，則若僅增大B球的電荷量，系統(tǒng)再次靜止，則OB段不變，選項CD錯誤。故選B。2.如圖所示，甲圖是真空中等量異種點電荷的電場線分布圖。乙圖中a、b、c、d四點是以等量異種點電荷為圓心、相同半徑的圓與兩點電荷連線的交點。關于該四點的電場強度和電勢的大小關系正確的是（）A. B.C. D.【答案】A【解析】【詳解】AB．根據(jù)場強疊加原理以及甲圖中電場線的疏密可得出則A正確，B錯誤。CD．將正電荷從a移到b處，正點電荷對其做功為零，而負點電荷對其做正功，則，。將正電荷從c移到d處，正點電荷對其做正功，而負點電荷對其做功為零，則，。沿電場線方向，其電勢降低，得，可得選項CD錯誤。故選A。3.如圖所示，由粗糙的水平桿AO與光滑的豎直桿BO組成的絕緣直角支架，在AO桿、BO桿上套有帶正電的小球P、Q，兩個小球恰能在某一位置平衡?，F(xiàn)將P緩慢地向左移動一小段距離，兩球再次達到平衡。若小球所帶電荷量不變，與移動前相比（）A.桿AO對P的彈力減小 B.桿BO對Q的彈力減小C.P、Q之間的庫侖力減小 D.桿AO對P的摩擦力增大【答案】D【解析】【詳解】A．對兩個小球作為整體分析可知，整體在豎直方向只受重力和AO的支持力，故桿AO對小球P的彈力不變，故A錯誤；BC．對Q受力如圖小球P向左移后，兩個小球P、Q間的庫侖力方向向圖中虛線處變化，則由力的合成和平衡條件可知桿BO對小球Q的彈力變大，兩小球P、Q之間的庫侖力變大，故B、C錯誤；D．對兩個小球作為整體受力分析，在水平方向則有桿BO對小球Q的彈力等于桿AO對小球P的摩擦力，所以可得桿AO對小球P的摩擦力變大，故D正確；故選D。4.如圖所示，一質(zhì)量為m、帶電荷量為q的小球，用絕緣細線懸掛在水平向右的勻強電場中，假設電場區(qū)域足夠大，靜止時懸線向左與豎直方向成60°角。線長為L，細線不可伸長。小球在運動過程中電荷量保持不變，重力加速度為g?，F(xiàn)將電場反向，則下列說法正確的是（）A.小球帶負電，電場強度E＝B.電場反向后，小球即做圓周運動，在最低點的速度最大，vm＝C.電場反向后，小球先做勻加速直線運動，然后做圓周運動，最大速度vm＝D.電場反向后，小球?qū)⒆鐾鶑瓦\動，能夠回到初始位置【答案】C【解析】【詳解】A．由平衡條件知小球受的電場力水平向左，而場強方向向右，故小球帶負電，根據(jù)平衡條件Tsin60°=mgTcos60°=qE得qE=mgtan60°故A錯誤；BC．電場反向后，小球受向右的電場力大小為mg，繩子松弛不再有拉力，則小球沿電場力與重力合力的方向做勻加速直線運動，當小球運動到最低點時繩子恰被拉直，拉直時由于重力做功獲得的豎直分速度變?yōu)?，保留水平方向分速度做圓周運動，當繩子方向與重力與電場力合力方向在一條直線上時，小球有最大速度，即當繩子到達右側與豎直方向夾角為60°時速度最大，根據(jù)動能定理得故C正確，B錯誤；D．由于繩子被拉直時小球的動能有所損失，所以小球無法回到初始位置，故D錯誤；故選C。5.如圖，一質(zhì)量為m、帶電量為q（q＞0）的滑塊靜止在傾角為30°的絕緣斜面上，斜面所在空間存在方向水平向右、電場強度為的勻強電場。則滑塊受到斜面的摩擦力大小是（）A.mg B.mg C.mg D.mg【答案】B【解析】【詳解】ABCD．由于滑塊靜止在斜面上，所以滑塊受力平衡，受到的摩擦力為靜摩擦力，受力分析如下圖所示列式解得故選B。6.如圖所示為密立根油滴實驗裝置，關于該實驗的意義下列說法正確的是()A.研究懸浮油滴所帶電性B.測量懸浮油滴的電荷量C.測出了基元電荷的值D.利用二力平衡測出勻強電場的場強大小【答案】C【解析】【詳解】此實驗的目的是要測量單一電子的電荷。方法主要是平衡重力與電力，使油滴懸浮于兩片金屬電極之間。并根據(jù)已知的電場強度，計算出整顆油滴的總電荷量。重復對許多油滴進行實驗之后，密立根發(fā)現(xiàn)所有油滴的總電荷值皆為同一數(shù)字的倍數(shù)，因此認定此數(shù)值為單一電子的電荷即元電荷，故C正確。故選C。7.如圖所示，在邊長為L正方形的每個頂點都放置一個點電荷。a、b、c三點的電荷量均為+q，d點的電荷量為2q，則正方形中點O的電場強度的大小和方向為（）A.，由O指向b B.，由O指向dC.，由O指向c D.，由O指向d【答案】B【解析】【詳解】a、c兩點對稱分布，電荷量相同，故在O點的電場強度相互抵消，b、d兩點對稱分布，但電荷量不等，在O點的電場強度不能抵消，b點在O點的電場強度為方向由b到O；d點在O點的電場強度為方向由O到d；則O點的電場強度大小為，方向由O指向d，故ACD錯誤，B正確。故選B。8.如圖所示，a、b兩點位于以負點電荷–Q（Q>0）為球心的球面上，c點在球面外，則A.a點場強的大小比b點大B.b點場強的大小比c點小C.a點電勢比b點高D.b點電勢比c點低【答案】D【解析】【詳解】由點電荷場強公式確定各點的場強大小，由點電荷的等勢線是以點電荷為球心的球面和沿電場線方向電勢逐漸降低確定各點的電勢的高低．由點電荷的場強公式可知，a、b兩點到場源電荷的距離相等，所以a、b兩點的電場強度大小相等，故A錯誤；由于c點到場源電荷的距離比b點的大，所以b點的場強大小比c點的大，故B錯誤；由于點電荷的等勢線是以點電荷為球心的球面，所以a點與b點電勢相等，負電荷的電場線是從無窮遠處指向負點電荷，根據(jù)沿電場線方向電勢逐漸降低，所以b點電勢比c點低，故D正確．9.如圖所示,真空中同一平面內(nèi)固定兩點電荷+2Q和Q,以點電荷+2Q為圓心的圓上有a,b,c,d四點,其中b點為兩點電荷連線與圓的交點,a,c兩點關于連線對稱,ad為圓的直徑,且d距Q較遠.關于a,b,c,d四點,下列說法正確的是A.b處電場場強最小 B.d處電場場強最大C.b處電場強度最大 D.a,c兩處電場強度相同【答案】C【解析】【詳解】ABC．因為a、b、c、d四點在以點電荷+2Q為圓心的圓上，所以a、b、c、d四點的電場強度的大小是相等的．b點離負電荷最近,而且b點的兩個點電荷產(chǎn)生的電場的方向相同，所以b點的合場強最大，C正確，AB錯誤；D.根據(jù)庫侖定律，故2Q和Q在a點的電場強度大小等于b點產(chǎn)生的電場前度大小，但是a點的合場強的方向是向右偏上；同理,兩個點電荷在c點產(chǎn)生的合場強的方向向右偏下，所以電子在a、c兩點受到的電場力的方向是不同的，故D錯誤．所以C選項是正確的．10.如圖所示，xoy坐標系中，將一負檢驗電荷Q由y軸上的a點移至x軸上的b點時，需克服電場力做功W；若將該檢驗電荷從a點移至x軸上的c點時，也需克服電場力做功W；那么關于此空間存在的靜電場的說法不正確的是（）A.可能是電場強度方向沿y軸負方向的勻強電場B.可能是電場強度方向沿x軸負方向的勻強電場C.可能是處于第Ⅰ象限某位置的正點電荷形成的電場D.可能是處于第Ⅳ象限某位置的負點電荷形成的電場【答案】B【解析】【詳解】由題意，符合條件的電場應滿足：a點的電勢高于b、c點的電勢；bc兩點具有相同的電勢。A．沿y軸負方向的勻強電場滿足：a點的電勢高于b、c點的電勢，bc兩點具有相同的電勢，故A正確；B．由題意可知bc兩點具有相同的電勢，而沿x軸正方向的勻強電場Ub＞Uc不滿足以上的條件，故B錯誤；C．處于第I象限某一位置的正點電荷形成的電場，當點電荷的位置在bc連線的中垂線上，且點電荷到a的距離小于到bc的距離時，滿足以上的條件，故C正確；D．處于第Ⅳ象限某一位置的負點電荷形成的電場，當點電荷的位置在bc連線的中垂線上，滿足以上的條件，故D正確。本題選擇不正確的，故選B。11.水平面上A、B、C三點固定著三個電荷量為Q的正點電荷，將另一質(zhì)量為m的帶正電的小球(可視為點電荷)放置在O點，OABC恰構成一棱長為L的正四面體，如圖所示．已知靜電力常量為k，重力加速度為g，為使小球能靜止在O點，小球所帶的電荷量為A. B. C. D.【答案】C【解析】試題分析：對其中小球受力分析，由共點力的平衡條件可得出小球所受重力的大小和小球受到的庫侖力，由庫侖力公式可得出小球所帶電荷量．對小球進行受力分析，小球受重力和A，B，C處正點電荷施加的庫侖力．將A，B，C處正點電荷施加的庫侖力正交分解到水平方向和豎直方向．設是A，B，C處正點電荷施加的庫侖力方向與豎直方向的夾角，將庫侖力分解到水平方向與豎直方向，根據(jù)豎直方向平衡條件得：在豎直方向，，根據(jù)幾何關系得，解得，A正確．12.如圖，在真空中，－Q1、+Q2為固定在x軸上A、B兩點的電荷且Q1=4Q2，，a、b、c為P點兩側的三點，且，取無限遠電勢為零，下說法正確的是（）A.將+q沿x軸從a移至b點，其電勢能先增大后減小B.b、c兩點電勢關系C.P點電場強度為零，電勢也為零D.a、c兩點電場關系【答案】D【解析】【詳解】ABC．某點的電場強度是正電荷Q2和負電荷Q1在該處產(chǎn)生的電場的疊加，是合場強，根據(jù)點電荷的場強公式可知，－Q1和+Q2在P點產(chǎn)生的電場方向相反，合場強所以合電場強度為零，設Pb之間的距離為L′，則b點的合場強可知b點場強的方向向左，同理可知，在P點右側各點的場強都向左，取無限遠電勢為零，根據(jù)沿電場線方向電勢降低可知，P點電勢小于0，且有由于P點場強為0，則aP段場強方向向右，將+q沿x軸從a移至b點，電場力先做正功后做負功，電勢能先減小后增大，故ABC錯誤；D．由電場的疊加原理可知，設，則a點的電場強度為同理b點電場強度為則即故D正確。故選D。13.圖甲所示為一對長度為L的平行金屬板，在兩板之間加上圖乙所示的電壓。現(xiàn)沿兩板間的中軸線從左端向右端連續(xù)不斷地射入初速度為v0＝的相同帶電粒子（重力不計），若所有粒子均能從兩極板間飛出，則粒子飛出時的最小偏轉(zhuǎn)位移與最大偏轉(zhuǎn)位移大小之比是（）甲乙A.1∶1 B.1∶2 C.1∶3 D.1∶【答案】C【解析】【詳解】由于v0＝，粒子在兩板之間的運動時間均為T，在t＝nT時刻進入的粒子的側移量最大，在豎直方向上前半個周期加速，后半個周期勻速在時刻進入的粒子，在前半個周期在水平方向上做勻速直線運動，豎直方向上速度為零，后半個周期在豎直方向上做勻加速運動，側移量最小故ymin∶ymax＝1∶3故選C．14.如圖所示，平行板電容器與恒定直流電源（內(nèi)阻不計）連接，下極板接地，一帶電油滴位于容器中的P點且恰好處于平衡狀態(tài)?，F(xiàn)將平行板電容器的上極板豎直向上移一小段距離，則下列說法錯誤的是（）A.油滴將豎直向下運動B.P點電勢降低C.電容減小，電量將減小D.若斷開電源與極板連接后再豎直向上移動上極板，帶電油滴電勢能變小【答案】D【解析】【詳解】A．將平行板電容器的上極板豎直向上移動一小段距離，由于電容器兩板間電壓不變，根據(jù)得知板間場強減小，油滴所受的電場力減小，則油滴將向下運動，故A正確，不符合題意；

B．場強E減小，而P點與下極板間的距離不變，則由公式U=Ed分析可知，P點與下極板間電勢差將減小，而P點的電勢高于下極板的電勢，則知P點的電勢將降低，故B正確，不符合題意；

C．根據(jù)平行板電容器的決定式可知：，d增大，電容減小，電荷量為：Q=CU，減小，故C正確，不符合題意；

D．若斷開電源，則極板間電荷量Q不變，豎直向上移動上極板，則d增大，C減小，，，則電場強度不變，P點與下極板的距離d'不變，則P點下極板的電勢差不變，帶電油滴電勢能不變，故D錯誤，符合題意。故選D15.三個質(zhì)量相等，分別帶正電、負電和不帶電的粒子，從帶電平行金屬板左側中央以相同的水平初速度先后垂直電場進入，并分別落在正極板的A、B、C三處，O點是下極板的左端點，且，，如圖所示，則下列說法正確的是（）A.三個粒子在電場中運動的時間之比B.帶正、負電荷的兩個粒子的電荷量之比為C.三個粒子在電場中運動的加速度之比D.三個粒子在電場中運動時動能的變化量之比【答案】ABD【解析】【詳解】A．三個粒子的初速度相等，在水平方向做勻速直線運動，水平位移之比為由，可知故A正確；BC．三個粒子在豎直方向的位移相等，由可得由可知，三個粒子所受合力大小關系為因三個粒子的重力相等，故可知A所受電場力方向向下，B不受電場力，C受電場力方向向上，由牛頓第二定律可知解得故B正確，C錯誤；D．由動能定理，合外力做功等于物體動能的增量，由于三個粒子在合外力方向發(fā)生的位移都相等，所以三個粒子在電場中運動時動能的變化量之比等于合外力之比，即故D正確。故選ABD。16.光滑絕緣水平面上固定兩個等量正電荷，它們連線的中垂線上有A、B、C三點，如圖甲。一質(zhì)量m=1kg的帶正電小物塊由A點靜止釋放，并以此時為計時起點，并沿光滑水平面經(jīng)過B、C兩點，其運動過程的vt圖象如圖乙，其中圖線在B點位置時斜率最大，則根據(jù)圖線可以確定（）A.A、B兩點間的距離B.中垂線上B點電場強度的大小C.A、C兩點間的電勢差D.A、B兩點間的電勢能的變化大小【答案】D【解析】【詳解】A．物塊從A運動到B，由圖可讀出A、B兩點的速度，已知物塊的質(zhì)量，根據(jù)動能定理得qUAB=mvB2?mvA2只能求得qUAB，不能求AB間的距離大小，故A錯誤；B．根據(jù)vt圖象的斜率等于加速度，可以求出物塊在B點的加速度，根據(jù)牛頓第二定律得qE=ma由于物塊的電荷量q未知，所以不能求出B點的電場強度E，故B錯誤；C．由A項同理知，根據(jù)動能定理只能求得qUAC，由于電荷量q未知，所以不能求A、C兩點間的電勢差UAC，故C錯誤；D．根據(jù)能量守恒定律知，由物塊的速度和質(zhì)量能求出A、B兩點間的動能的變化量，從而由能量守恒可求得A、B兩點間的電勢能的變化，故D正確．故選D。17.如圖所示，在與水平方向成θ角的勻強電場中有一絕緣光滑細桿，底端固定一帶正電的小球，上端有一帶正電的小環(huán)，在環(huán)由靜止釋放后沿桿向下運動的過程中，下列關于小環(huán)能量變化的說法中正確的是（）A.重力勢能與動能之和增加 B.電勢能與動能之和增加C.機械能守恒 D.動能一定增加【答案】B【解析】【詳解】ABC．在環(huán)由靜止釋放后沿桿向下運動的過程中，受向下的重力、斜向上的電場力和豎直向上的庫侖力，因電場力和庫侖力對環(huán)都做負功，可知環(huán)的機械能減小；而環(huán)的動能、重力勢能和電勢能之和守恒，則因電勢能變大，則重力勢能與動能之和減小；因重力勢能減小，則電勢能與動能之和增加；選項AC錯誤，B正確；D．環(huán)下滑過程中一定存在一個重力、電場力、庫侖力以及桿的彈力的四力平衡位置，在此位置時環(huán)的速度最大，動能最大，則環(huán)下滑時動能先增加后減小，選項D錯誤；故選B。二、多選題（共3小題每個4分）18.在電場方向水平向右的勻強電場中，一帶電小球從A點豎直向上拋出，其運動的軌跡如圖所示，小球運動的軌跡上A、B兩點在同一水平線上，M為軌跡的最高點，小球拋出時的動能為8.0J，在M點的動能為6.0J，不計空氣的阻力，則（）A.從A點運動到M點電勢能增加2JB.小球水平位移x1與x2的比值1：4C.小球落到B點時的動能32JD.小球從A點運動到B點的過程中動能有可能小于6J【答案】CD【解析】【詳解】將小球的運動沿水平和豎直方向正交分解，水平分運動為初速度為零的勻加速直線運動，豎直分運動為豎直上拋然后再做自由落體運動。A．從A點運動到M點的過程中，豎直速度減小到0，克服重力做功8J，在最高點只有水平速度，因此電場力做功6J，電勢能減少6J，A錯誤；B．由于豎直上拋和自由落體運動時間相同，水平方向從靜止開始的勻加速運動，相同時間內(nèi)水平位移之比x1：x2=1：3B錯誤；C．由于上升過程中電場力做功因此下降過程中電場力做功由于整個過程中，重力做功為0，只有電場力做功，根據(jù)動能定理小球落到B點時的動能C正確；D．由于電場力與重力的合力斜向右下方，如圖所示小球從A點運動到M點的過程中，合力先做負功后做正功，動能先減小后增加，到M點時，動能增加到6J，因此小球從A點運動到M點的過程中，某時刻，小球動能可能小于6J，D正確。故選CD。19.如圖，在直角坐標系xOy中有a、b、c、d四點，c點坐標為(－4cm，3cm)?，F(xiàn)加上一方向平行于xOy平面的勻強電場，b、c、d三點電勢分別為9V、25V、16V，將一電荷量為－2×10﹣5C的點電荷從a點沿abcd移動到dA.坐標原點O的電勢為－4VB.電場強度的大小為500V/mC.該點電荷在a點的電勢能為2×10﹣4JD.該點電荷從a點移到d點的過程中，電場力做的功為4.8×10﹣4J【答案】BD【解析】【詳解】A．由于是勻強電場，故沿著同一個方向前進相同距離電勢的降低相等，故代入數(shù)據(jù)解得φO=0V故A錯誤；B．做出輔助線，如圖所示x軸上f點的橫坐標為0.75cm，y軸上e點的縱坐標為1cm，同理，勻強電場中沿著同一個方向前進相同距離電勢的降低相等，則φf=φe=3V則ef連線為等勢線，根據(jù)幾何關系可知則O點到ef的垂直距離UeO=3V根據(jù)電勢差與電場強度的關系可知E==500V/m故B正確；C．同理φa=－8V該點電荷在a點的電勢能為故C錯誤；D．該點電荷從a點移到d點，電場中做功為故D正確。故選BD。20.如圖所示，實線為方向未知的三條電場線，虛線1和2為等勢線。a、b兩個帶電粒子以相同的速度從電場中M點沿等勢線1的切線飛出，粒子僅在電場力作用下的運動軌跡如圖中虛線所示，則在開始運動的一小段時間內(nèi)，以下說法正確的是（）A.a受到的電場力較小，b受到的電場力較大 B.a，b的速度都將增大C.a一定帶正電，b一定帶負電 D.a、b兩個粒子所帶電荷電性相反【答案】BD【解析】【詳解】A．電場線的疏密代表電場的強弱，故a運動一段時間后場強小于b的場強，但是a與b電荷量關系不清楚，因此電場力大小也無法比較，故A錯誤；B．由于出發(fā)后電場力始終對電荷做正功，故兩電荷的動能越來越大，故兩個電荷的速度都將越來越大，故B正確；CD．由于兩電荷所受的電場力的方向相反，故a、b兩粒子所帶的電荷的電性相反，由于不知道場強的方向，故不能確定電場力的方向與場強方向的關系，所以不能確定a、b兩電荷的電性，故C錯誤，D正確；故選BD。三、解答題（共3小題）21..將帶電荷量為q=－6×10－6C的電荷從電場中的A點移到B點，克服電場力做了3×10﹣5J的功，再從B移到C，電場力做了1.2×10﹣5J(1)A、C兩點間的電勢差UAC；(2)如果規(guī)定A點的電勢能為零，則該電荷在B點和C點的電勢能分別為多少？(3)在圖中已大概確定了三點的位置，請根據(jù)以上分析在括號中分別標出A、B、C?！敬鸢浮?1)3V；(2)、；(3)【解析】【詳解】(1)根據(jù)