四川省雅安市天全中学高二物理上学期第5周周考试题含解析

2022-2022学年四川省雅安市天全中学高二（上）第5周周考物理试卷　一、选择题（没有单独说明的题目为单选题，每题6分，共48分）1．如图所示，M、N两点分别放置两个等量种异电荷，A为它们连线的中点，B为连线上靠近N的一点，C为连线的中垂线上处于A点上方的一点，在A、B、C三点中（　　）A．场强最小的点是A点，电势最高的点是B点B．场强最小的点是A点，电势最高的点是C点C．场强最小的点是C点，电势最高的点是B点D．场强最小的点是C点，电势最高的点是A点　2．关于电势差的说法中，正确的是（　　）A．两点间的电势差等于电荷从其中一点移到另一点时，电场力所做的功B．1C电荷从电场中一点移动到另一点，如果电场力做了1J的功，这两点间的电势差就是1VC．在两点间移动电荷时，电场力做功的多少跟这两点间的电势差无关D．两点间的电势差的大小跟放入这两点的电荷的电量成反比　3．如图所示．在点电荷Q的电场中，已知a、b两点在同一等势面上，c、d两点在同一等势面上，甲、乙两个带电粒子的运动轨迹分别为曲线acb和adb，两粒子经过a点时具有相同的动能，由此判断（　　）A．甲粒子经过c点时与乙粒子经过d点时具有相同的动能B．甲、乙两粒子带异种电荷C．若取无穷远处为零电势，则甲粒子经过c点时的电势能小于乙粒子经过d点时的电势能D．两粒子经过b点时具有相同的动能　4．如图所示，一个绝缘光滑半圆环轨道放在竖直向下的匀强电场E中，在环与环圆心等高处有一个质量为m、带电量为+q的小球由静止开始沿轨道运动，则（　　）-14-\nA．小球运动过程中机械能守恒B．小球经过环的最低点时速度最大C．在最低点时球对环的压力为（mg+qE）D．在最低点时球对环的压力为3（mg+qE）　5．（6分）如图所示，一绝缘的长为L、两端分别带有等量异种电荷的轻杆，电量的绝对值为Q，处在场强为E的匀强电场中，杆与电场线夹角为60°，若使杆沿顺时针方向转过60°（以杆上某一点为圆心转动），则下列叙述正确的是（　　）A．电场力不做功，两电荷电势能不变B．电场力做的总功为QEL，两电荷的电势能减少C．电场力做的总功为QEL，两电荷的电势能增加D．电场力做的总功大小跟转轴位置有关　6．如图所示，电子在电势差为U1的加速电场中由静止开始运动，然后射入电势差为U2的两块平行极板间的电场中，射入方向跟极板平行，整个装置处在真空中，重力可忽略，在满足电子能射出平行板区的条件下，下述四种情况中，一定能使电子的偏转角θ变大的是（　　）A．U1变大、U2变大B．U1变小、U2变大C．U1变大、U2变小D．U1变小、U2变小　7．如图所示．平行板电容器两个极板为A、B，B板接地，A板带有电荷量+Q．板间电场有一固定点P．若将B板固定，A板下移一些，或者将A板固定，B板上移一些．在这两种情况下，以下说法正确的是（　　）-14-\nA．A板下移时，P点的电场强度不变，P点电势不变B．A板下移时，P点的电场强度不变．P点电势升高C．B板上移时，P点的电场强度不变．P点电势降低D．B板上移时，P点的电场强度减小．P点电势降低　8．（6分）如图所示，一水平放置的金属板正上方有一固定的正点电荷Q，一表面绝缘的带正电小球（可视为质点且不影响Q的电场）从左端以v滑上金属板的上表面，向右运动到右端，在此过程中（　　）A．小球受到的电场力做正功B．小球先减速运动，后加速运动C．小球受到的电场力方向始终沿两电荷连线斜向下D．小球做匀速直线运动　　二、填空题（每空4分，共24分）9．（12分）（2022秋•寿光市校级月考）如图，A、B、C三点是一直角三角形的三个顶点，∠B=30°现在A、B两点放置两点电荷qA、qB，测得C点的场强与BA平行，则qA带　　　　　　电，qB带　　　　　　电，qA：qB=　　　　　　．　10．如图所示是匀强电场中的一组等势面．若A、B、C、D相邻两点间的距离都是2cm，则该电场的场强为　　　　　　V/m，到A点距离为1.5cm的P点电势为　　　　　　V．　11．如图所示，水平平行金属板A、B间距为d，一带电质点质量为m，电荷量为q，当质点以速率v从两极板中央处水平飞入两极板间时，如两极板不加电压，则恰好从下板边缘飞出，若给A、B两极板加一电压U，则恰好从上板边缘飞出，那么所加电压U=　　　　　　．-14-\n　　三、计算题（共38分）12．（2022秋•宿迁期中）在电场中一条电场线上有A、B两点，如图所示．若将一负电荷q=﹣2.0×10﹣7C，从A点移至B点，电荷克服电场力做功4.0×10﹣4J．试求：（1）电场方向；（2）A、B两点的电势差多大？哪一点电势高？（3）在这一过程中，电荷的电势能怎样变化，变化了多少？（4）如在这一电场中有另一点C，已知UAC=500V，若把这一负荷从B移至C电场力做多少功？是正功还是负功？　13．一个电子以v0=4×107m/s的速度，方向与电场方向相同，射入电场强度E=2×105V/m的匀强电场中，如图所示，已知电子电量﹣e=﹣1.6×10﹣19C，电子质量m=9.1×10﹣31kg．试求：（1）从电子的入射点到达速度为0之点的两点间电势差是多少？两点间距离是多少？（2）电子速度减小为0所需的时间是多少？　14．如图所示，水平放置的A、B两平行板相距h，有一个质量为m，带电量为+q的小球在B板之下H处以初速度v0竖直向上进入两板间，欲使小球恰好打到A板，试讨论A、B板间的电势差是多大？　　2022-2022学年四川省雅安市天全中学高二（上）第5周周考物理试卷参考答案与试题解析　一、选择题（没有单独说明的题目为单选题，每题6分，共48分）1．如图所示，M、N两点分别放置两个等量种异电荷，A为它们连线的中点，B为连线上靠近N的一点，C为连线的中垂线上处于A点上方的一点，在A、B、C三点中（　　）-14-\nA．场强最小的点是A点，电势最高的点是B点B．场强最小的点是A点，电势最高的点是C点C．场强最小的点是C点，电势最高的点是B点D．场强最小的点是C点，电势最高的点是A点考点：电势；电场强度．专题：电场力与电势的性质专题．分析：根据等量异种电荷电场线的分布去比较场强的大小，以及电势的高低．沿着电场线方向电势降低．解答：解：根据等量异种电荷电场线的分布，知道EB＞EA＞EC，场强最小的是C点．等量异种电荷连线的垂直平分线是一条等势线，知ΦA=ΦC，沿着电场线方向电势逐渐降低，异种电荷间的电场线由正电荷指向负电荷，知ΦB＞ΦA，所以电势最高点是B点．故A、B、D错误，C正确．故选C．点评：解决本题的关键是熟悉等量异种电荷周围电场线的分布以及知道等量异种电荷间连线的垂直平分线是等势线．　2．关于电势差的说法中，正确的是（　　）A．两点间的电势差等于电荷从其中一点移到另一点时，电场力所做的功B．1C电荷从电场中一点移动到另一点，如果电场力做了1J的功，这两点间的电势差就是1VC．在两点间移动电荷时，电场力做功的多少跟这两点间的电势差无关D．两点间的电势差的大小跟放入这两点的电荷的电量成反比考点：电势差．专题：电场力与电势的性质专题．分析：根据电势差和电场力做功的公式UAB=，求解．两点间的电势差是由电场本身决定的与检验电荷无关．解答：解：A、根据电势差和电场力做功的公式UAB=，得：两点间的电势差等于从其中一点移到另一点时，电场力所做的功与电荷量的比值，故A错误．B、1C的电荷从电场中一点移到另一点，如果电场力做了1J的功，这两点间的电势差就是1V，故B正确．C、在两点间移动电荷时，电场力做功的多少与电荷量和两点间的电势差都有关，故C错误，D、两点间的电势差是由电场本身决定的与检验电荷无关．故D错误．故选：B．点评：解决该题关键要了解公式UAB=，的意义．　3．如图所示．在点电荷Q的电场中，已知a、b两点在同一等势面上，c、d两点在同一等势面上，甲、乙两个带电粒子的运动轨迹分别为曲线acb和adb，两粒子经过a点时具有相同的动能，由此判断（　　）-14-\nA．甲粒子经过c点时与乙粒子经过d点时具有相同的动能B．甲、乙两粒子带异种电荷C．若取无穷远处为零电势，则甲粒子经过c点时的电势能小于乙粒子经过d点时的电势能D．两粒子经过b点时具有相同的动能考点：电势能；电势．专题：电场力与电势的性质专题．分析：根据轨迹判定电荷甲受到中心电荷的引力，而电荷乙受到中心电荷的斥力，可知两粒子在从a向b运动过程中电场力做功情况．根据虚线为等势面，可判定沿着acb、adb曲线运动过程中电场力所做的总功为0．解答：解：A、粒子从a到c和乙粒子从a到d，Uac=Uad，但甲、乙两粒子带异种电荷，而且电量也不一定相等，所以甲粒子从a到c电场力做功与乙粒子从a到d电场力做功不一定相等，所以甲粒子经过c点时的动能不等于乙粒子经过d点时的动能，故A错误；B、由图可知电荷甲受到中心电荷的引力，而电荷乙受到中心电荷的斥力，故两粒子的电性一定不同，故B正确；C、取无穷远处电势为零（电势能也一定为零），将带电粒子甲从C移动到无穷远处，电场力做负功，电势能增加，故粒子甲在C点电势能为负值；将带电粒子乙从d移动到无穷远处，电场力做正功，电势能减小，故粒子乙在d点的电势能为正值，故甲粒子经过c点时的电势能小于乙粒子经过d点时的电势能，故C正确；D、据虚线为等势面，可判定沿着acb、adb曲线运动过程中电场力所做的总功为0，两粒子在a点时具有相同的动能，根据动能定理，两粒子经过b点时具有相同的动能，故D正确；故选BCD．点评：根据轨迹判定“电荷甲受到中心电荷的引力，而电荷乙受到中心电荷的斥力”是解决本题的突破口；同时要注意电场力做功等于电势能的减小量．　4．如图所示，一个绝缘光滑半圆环轨道放在竖直向下的匀强电场E中，在环与环圆心等高处有一个质量为m、带电量为+q的小球由静止开始沿轨道运动，则（　　）A．小球运动过程中机械能守恒B．小球经过环的最低点时速度最大C．在最低点时球对环的压力为（mg+qE）D．在最低点时球对环的压力为3（mg+qE）考点：带电粒子在匀强电场中的运动；牛顿第二定律；向心力．专题：带电粒子在电场中的运动专题．-14-\n分析：根据机械能守恒的条件判断小球运动过程中机械能是否守恒，通过动能定理判断小球在何位置速度最大，根据动能定理求出最低点的速度，结合牛顿第二定律求出支持力的大小，从而得出球对环的压力大小．解答：解：A、小球在运动的过程中除了重力做功以外，还有电场力做功，机械能不守恒．故A错误．B、根据动能定理知，在运动到最低点的过程中，电场力和重力一直做整个，到达最低点的速度最大．故B正确．C、根据动能定理得：mgR+qER=，解得：，根据牛顿第二定律得：N﹣qE﹣mg=m，解得：N=3（mg+qE），则球对环的压力为3（mg+qE）．故C错误，D正确．故选：BD．点评：本题考查了动能定理和牛顿第二定律的综合运用，知道小球在最低点向心力的来源是解决本题的关键．　5．（6分）如图所示，一绝缘的长为L、两端分别带有等量异种电荷的轻杆，电量的绝对值为Q，处在场强为E的匀强电场中，杆与电场线夹角为60°，若使杆沿顺时针方向转过60°（以杆上某一点为圆心转动），则下列叙述正确的是（　　）A．电场力不做功，两电荷电势能不变B．电场力做的总功为QEL，两电荷的电势能减少C．电场力做的总功为QEL，两电荷的电势能增加D．电场力做的总功大小跟转轴位置有关考点：匀强电场中电势差和电场强度的关系；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：杆沿顺时针方向转过60°，电场力对两电荷都做正功，电势能都减少．根据W=qEd计算电场力做功，其中d是沿电场方向两点间的距离．解答：解：A、+Q所受电场力水平向右，﹣Q所受电场力水平向左，当杆沿顺时针方向转过60°时，电场力对两个电荷都做正功，两电荷的电势能都减小．故A错误．B、C、电场力对正电荷所受的功W1=QE（1﹣cos60°）=QEL，电场力对正电荷所受的功W2=QE（1﹣cos60°）=QEL，电场力做的总功为W=W1+W2=．由于电场力做正功，两个电荷的电势能减少．故B正确，C错误．D、由上得到总功W=，可见，总功与跟转动轴无关．故D错误．故选：B-14-\n点评：本题是电偶极子，电场力对两个电荷做的总功大小跟转动轴无关．　6．如图所示，电子在电势差为U1的加速电场中由静止开始运动，然后射入电势差为U2的两块平行极板间的电场中，射入方向跟极板平行，整个装置处在真空中，重力可忽略，在满足电子能射出平行板区的条件下，下述四种情况中，一定能使电子的偏转角θ变大的是（　　）A．U1变大、U2变大B．U1变小、U2变大C．U1变大、U2变小D．U1变小、U2变小考点：带电粒子在匀强电场中的运动．专题：计算题．分析：电子在加速电场中，在电场力的作用下，做匀加速直线运动，可由电场力做功求出射出加速电场是的速度．电子在水平放置的平行板之间，因受到的电场力的方向与初速度的方向垂直，故电子做类平抛运动．运用平抛运动的竖直方向的速度与水平方向的速度的关系，可求出角度θ的变化情况．解答：解：设电子被加速后获得初速为v0，则由动能定理得：…①又设极板长为l，则电子在电场中偏转所用时间：…②又设电子在平行板间受电场力作用产生加速度为a，由牛顿第二定律得：…③电子射出偏转电场时，平行于电场方向的速度：vy=at…④由①、②、③、④可得：又有：故U2变大或U1变小都可能使偏转角θ变大，故选项B正确，选项ACD错误．故选B．点评：带电粒子在电场中的运动，可分为三类，第一类是在匀强电场中做匀变速速直线运动，此过程是电势能与带电粒子动能之间的转化．第二类是带电粒子在匀强电场中偏转，带电粒子垂直进出入匀强电场时做匀变速曲线运动，分解为两个方向的直线运动，分别用公式分析、求解运算，是这类问题的最基本解法．第三类是带电粒子在点电荷形成的电场中做匀速圆周运动，应用圆周运动的知识求解．　7．如图所示．平行板电容器两个极板为A、B，B板接地，A板带有电荷量+Q．板间电场有一固定点P．若将B板固定，A板下移一些，或者将A板固定，B板上移一些．在这两种情况下，以下说法正确的是（　　）-14-\nA．A板下移时，P点的电场强度不变，P点电势不变B．A板下移时，P点的电场强度不变．P点电势升高C．B板上移时，P点的电场强度不变．P点电势降低D．B板上移时，P点的电场强度减小．P点电势降低考点：电容器的动态分析；电势．专题：电容器专题．分析：由题，电容器两板所带电量不变，改变板间距离时，根据推论分析板间场强的变化．由U=Ed分析P点与下板间的电势差如何变化，结合电势的高低关系，判断P点电势的变化．解答：解：A、B，由题，电容器两板所带电量不变，正对面积不变，A板下移时，根据推论：E=可知，P点的电场强度E不变．P点与下板的距离不变，根据公式U=Ed，P点与下板的电势差不变，则P点的电势不变．故A正确，B错误．C、DB板上移时，同理得知，P点的电场强度不变，根据公式U=Ed，P点与下板的电势差减小，而P点的电势高于下板的电势，下板的电势为零，所以P点电势降低．故C正确，D错误．故选AC点评：本题是电容器的动态变化分析问题，板间的场强E=要在理解并会推导的基础上记住，这是一个很重要的结论．　8．（6分）如图所示，一水平放置的金属板正上方有一固定的正点电荷Q，一表面绝缘的带正电小球（可视为质点且不影响Q的电场）从左端以v滑上金属板的上表面，向右运动到右端，在此过程中（　　）A．小球受到的电场力做正功B．小球先减速运动，后加速运动C．小球受到的电场力方向始终沿两电荷连线斜向下D．小球做匀速直线运动考点：静电场中的导体．专题：电场力与电势的性质专题．分析：金属板在Q的电场中产生静电感应现象，达到静电平衡时，金属板是一个等势体，表面是一个等势面，表面的电场线与表面垂直．分析小球的受力情况，确定其运动情况，判断电场力是否做功．解答：解：金属板在Q的电场中达到静电平衡时，金属板是一个等势体，表面是一个等势面，表面的电场线与表面垂直，小球所受电场力与金属板表面垂直，在金属板上向右运动的过程中，电场力不做功，根据动能定理得知，小球的动能不变，速度不变，所以小球做匀速直线运动．故D正确，ABC错误．-14-\n故选：D．点评：本题关键抓住静电平衡导体的特点：整体导体是一个等势体，表面是一个等势面．基础题目．　二、填空题（每空4分，共24分）9．（12分）（2022秋•寿光市校级月考）如图，A、B、C三点是一直角三角形的三个顶点，∠B=30°现在A、B两点放置两点电荷qA、qB，测得C点的场强与BA平行，则qA带　负　电，qB带　正　电，qA：qB=　1：8．　．考点：电势差与电场强度的关系；库仑定律．专题：电场力与电势的性质专题．分析：通过假设法，根据C点合场强的方向判断出A电荷的电性，根据点电荷的场强公式，通过距离点电荷的距离，求出电荷量之比．解答：解：若A、B都为正电荷，都为负电荷，或A为正电荷，B为负电荷，C点合场强的方向不可能与AB平行．所以A为负电荷、B为正电荷，根据平行四边形定则，知A、B在C点的场强之比为．又点电荷的场强公式为E=，C点距离A、B两点间的距离比，可知．故答案为：负，正，1：8．点评：解决本题的关键掌握点电荷场强的公式，以及知道场强的叠加遵循平行四边形定则．　10．如图所示是匀强电场中的一组等势面．若A、B、C、D相邻两点间的距离都是2cm，则该电场的场强为　577　V/m，到A点距离为1.5cm的P点电势为　﹣2.5　V．考点：匀强电场中电势差和电场强度的关系；电势．专题：电场力与电势的性质专题．-14-\n分析：根据电场线与等势线垂直，并且由高电势指向低电势，即可判断场强的方向，作出电场线．由公式E=求解场强的大小；PB间的电势差等于P点的电势，由U=Ed公式求出P点的电势；解答：解：根据电场线与等势线垂直，并且由高电势指向低电势，作出电场线的分布情况如图所示．场强的大小E===V/m=577V/mP点到B点的距离为x=0.5cm=0.005m，P点的电势φp=﹣Exsin60°=﹣577×0.005×sin60°V≈﹣2.5V故答案为：577；﹣2.5点评：解决本题关键要理解电场线与等势线、场强与电势差的关系、电势与电势能的关系等基本关系，注意公式U=Ed中d是两点沿电场线方向的距离．　11．如图所示，水平平行金属板A、B间距为d，一带电质点质量为m，电荷量为q，当质点以速率v从两极板中央处水平飞入两极板间时，如两极板不加电压，则恰好从下板边缘飞出，若给A、B两极板加一电压U，则恰好从上板边缘飞出，那么所加电压U=　　．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：两极间不加电压时，粒子做平抛运动，根据平抛运动的特点即可求出金属板的长度L；当两极间加上电压U时，粒子做匀变速曲线运动，即类平抛运动，根据类平抛运动的特点结合牛顿第二定律即可求解U．解答：解：两极间不加电压时，粒子做平抛运动水平方向上：L=vt①竖直方向上：d=gt2②当两极间加上电压U时，粒子做匀变速曲线运动即水平方向上：L=vt′③-14-\n竖直方向上：d=at′2④由①、②、③、④得：a=g（方向向上）由牛顿运动定律得：q﹣mg=ma解得：U=故答案为：．点评：本题主要考查了带电粒子在电场中的运动情况，抓住两极间不加电压时，粒子做平抛运动，当两极间加上电压U时，粒子做类平抛运动列式即可求解，难度适中．　三、计算题（共38分）12．（2022秋•宿迁期中）在电场中一条电场线上有A、B两点，如图所示．若将一负电荷q=﹣2.0×10﹣7C，从A点移至B点，电荷克服电场力做功4.0×10﹣4J．试求：（1）电场方向；（2）A、B两点的电势差多大？哪一点电势高？（3）在这一过程中，电荷的电势能怎样变化，变化了多少？（4）如在这一电场中有另一点C，已知UAC=500V，若把这一负荷从B移至C电场力做多少功？是正功还是负功？考点：电场线；电势差；电势．专题：电场力与电势的性质专题．分析：根据电场力做功得出电场力的方向，再确定电场方向．沿着电场线方向电势降低．根据U=求出A、B两点的电势差．根据电场力做功量度电势能的变化求解．解答：解：（1）根据题意得一负电荷q=﹣2.0×10﹣7C，从A点移至B点，电荷克服电场力做功4.0×10﹣4J．即电场力做负功．所以电场力的方向是从B指向A，由于是负电荷，所以电场方向是A指向B．（2）由于电场方向是A指向B，所以A点电势较高．根据U=得A、B两点的电势差为：UAB===2000V（3）根据电场力做功量度电势能的变化得从A点移至B点，电荷克服电场力做功为4.0×10﹣4J，所以电势能增加4.0×10﹣4J．（4）已知UAC=500V，而UAB=2000V，所以UBC=﹣1500V，所以WBC=qUBC=﹣2.0×10﹣7C×（﹣1500V）=3×10﹣4J，即电场力做正功．-14-\n答：（1）电场方向是A指向B；（2）A点电势较高，A、B两点的电势差是2000V（3）在这一过程中，电荷的电势能增加4.0×10﹣4J．（4）如在这一电场中有另一点C，已知UAC=500V，若把这一负荷从B移至C电场力做正功，大小是3×10﹣4J．点评：本题要抓住电场力是一种力，具有力的共性，根据U=求出电势差，求电场力做功知道电势差也可以根据W=qU求解．　13．一个电子以v0=4×107m/s的速度，方向与电场方向相同，射入电场强度E=2×105V/m的匀强电场中，如图所示，已知电子电量﹣e=﹣1.6×10﹣19C，电子质量m=9.1×10﹣31kg．试求：（1）从电子的入射点到达速度为0之点的两点间电势差是多少？两点间距离是多少？（2）电子速度减小为0所需的时间是多少？考点：匀强电场中电势差和电场强度的关系；带电粒子在匀强电场中的运动．专题：电场力与电势的性质专题．分析：（1）根据动能定理求出两点间的电势差，再通过E=求出两点间的距离．（2）根据牛顿第二定律求出电子的加速度，再根据运动学公式求出电子速度为0所需的时间．解答：解：（1）根据动能定理得：eU=mv02﹣0，代入数据解得：U=4550V．由E=得：d===0.02275m=2.275cm；（2）加速度：a===3.5×1016m/s2，则电子速度为0所需的时间：t===1.14×10﹣9s．答：（1）从电子的入射点到达速度为0的两点间电势差是4550V．两点间距离是2.275cm．（2）电子到达速度为0的点所需的时间是1.14×10﹣9s．点评：本题可以用动能定理求解，也可以用动力学知识进行求解，掌握匀强电场电势差与电场强度的关系．　-14-\n14．如图所示，水平放置的A、B两平行板相距h，有一个质量为m，带电量为+q的小球在B板之下H处以初速度v0竖直向上进入两板间，欲使小球恰好打到A板，试讨论A、B板间的电势差是多大？考点：电势差与电场强度的关系；动能定理．专题：电场力与电势的性质专题．分析：小球刚好打到A板时，速度恰好为零，根据动能定理，对整个过程进行研究求解解答：解：当电场力方向向下时，UA＞UB，电场力做负功，由动能定理得：﹣qUAB﹣mg（H+h）=﹣解得：UAB=当电场力方向向上时，UA＜UB，电场力做正功，由动能定理得：qUBA﹣mg（H+h）=﹣解得：UBA=答：A、B板间的电势差是或点评：本题涉及两个过程，采用全程法运用动能定理研究，比较简洁，也可以分段研究，运用牛顿第二定律和运动学公式结合研究　-14-