黑龙江省哈尔滨六中2017-2018学年高二上学期月考物理试卷(10月份) Word版含解析

2017-2018学年黑龙江省哈尔滨六中高二（上）月考物理试卷（10月份）一、选择题：本题共16小题，每小题4分．在每小题给出的四个选项中，第1～8题只有一项符合题目要求，第9～16题有多项符合题目要求．全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分．1．一个电量为10﹣6C的负电荷从电场中A点移动到B点，电场力做功2×10﹣6J，从C点移动到D点电场力做功﹣7×10﹣6J，已知C点比B点电势高3V，且A、B、C、D四点在同一条电场线上，则图中正确的是( )A．B．C．D．2．一带负电荷的质点，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）( )A．B．C．D．3．如图所示，有三个质量相等的分别带正电、负电和不带电的粒子从两水平放置的金属板左侧中央以相同的水平初速度v0先后射入电场中，最后在正极板上打出A、B、C三个点，则( )A．三种粒子在电场中运动时间相同B．三种粒子到达正极板时速度相同C．三种粒子到达正极板时落在A、C处的粒子机械能增大，落在B处粒子机械能不变D．落在C处的粒子带正电，落在B处的粒子不带电，落在A处的粒子带负电4．如图所示，一质量为m、电荷量为q的带电液滴以速度v沿与水平面成θ角的方向斜向上进入匀强电场，在电场中做直线运动，则液滴向上运动过程中( )A．电场力不可能小于mgcosθB．液滴的动能一定不变C．液滴的机械能一定变化D．液滴的电势能一定不变5．如图所示A、B为两块水平放置的金属板，通过闭合的开关S分别与电源两极相连，两板中央各有一个小孔a和b，在a孔正上方某处一带电质点由静止开始下落，不计空气阻力，该质点到达b孔时速度恰为零，然后返回．现要使带电质点能穿出b孔，可行的方法是( )A．保持S闭合，将A板适当上移B．保持S闭合，将B板适当下移C．先断开S，再将A适当上移D．先断开S，再将B适当下移6．如图所示，在一绝缘斜面C上有一带正电的小物体A处于静止状态．现将一带正电的小球B沿以A为圆心的圆弧缓慢地从P点转至A正上方的Q点处，已知P、A在同一水平线上，且在此过程中物体A和C始终保持静止不动，A、B可视为质点．关于此过程，下列说法正确的是( )A．物体A受到斜面的支持力先增大后减小B．物体A受到斜面的支持力一直增大C．地面对斜面C的摩擦力先增大后减小D．地面对斜面C的摩擦力先减小后增大7．质量为m的物块，带电荷量为+Q，开始时让它静止在倾角α=60°的固定光滑绝缘斜面顶端，整个装置放在水平方向、大小为E=的匀强电场中，如图所示，斜面高为H，释放物块后，物块落地时的速度大小为( )A．2B．C．2D．28．某同学研究电子在匀强电场中的运动时，得到了电子由a点运动到b点的轨迹（虚线所示），图中一组平行实线可能是电场线，也可能是等势面，下列说法正确的是( )A．不论图中实线是电场线还是等势面，a点的电势都比b点的电势低B．不论图中实线是电场线还是等势面，a点的场强都比b点的场强小C．如果图中实线是电场线，电子在a点动能较大D．如果图中实线是等势面，电子在b点动能较小9．在光滑绝缘水平面的P点正上方0点固定一电荷量为+Q的点电荷，在水平面上的N点，由静止释放质量为m，电荷量为﹣q的检验电荷，该检验电荷经过P点时速度为v，图中θ=60°．则在+Q形成的电场中（规定P点的电势为零）( )A．N点电势低于P点电势B．N点电势为﹣C．P点电场强度大小是N点的2倍D．检验电荷在N点具有的电势能为﹣mv210．如图所示，虚线框的真空区域内存在着沿纸面方向的匀强电场（具体方向未画出），一质子从bc边上的M点以速度垂直于bc边射入电场，从cd边上的Q点飞出电场，不计重力．下列说法正确的是( )A．质子到Q点时的速度方向可能与cd边垂直B．不管电场方向如何，若知道a、b、c三点的皂势，一定能确定d点的电势C．电场力一定对电荷做了正功D．M点的电势一定高于Q点的电势11．两个点电荷Q1，Q2固定于x轴上，将一带正电的试探电荷从足够远处沿x轴负方向移近Q2（位于坐标原点O），在移动过程中，试探电荷的电势能随位置的变化关系如图所示．则下列判断正确的是( )A．M点电势为零，N点场强为零B．M点场强为零，N点电势为零C．Q1带负电，Q2带正电，且Q2电荷量较小D．Q1带正电，Q2带负电，且Q2电荷量较小12．如图所示，A板发出的电子经加速后，水平射入水平放置的两平行金属板间，金属板间所加的电压为U，电子最终打在光屏P上，关于电子的运动，则下列说法中正确的是( )A．滑动触头向右移动时，其他不变，则电子打在荧光屏上的位置上升B．滑动触头向左移动时，其他不变，则电子打在荧光屏上的位置上升C．电压U增大时，其他不变，则电子从发出到打在荧光屏上的时间不变D．电压U增大时，其他不变，则电子打在荧光屏上的速度大小不变13．如图所示，在O点放置正点电荷Q，a、b两点的连线过O点，且Oa=ab．以下说法正确的是( )A．将质子从a点由静止释放，质子向b点做匀加速运动B．将质子从a点由静止释放，质子运动到b点时的速率为v，则将α粒子从a点由静止释放后运动到b点时的速率为C．若电子以Oa为半径绕O点做匀速圆周运动的线速度为v，则电子以Ob为半径绕O点做匀速圆周运动的线速度为2vD．若电子以Oa为半径绕O点做匀速圆周运动的线速度为v，则电子以Ob为半径绕O点做匀速圆周运动的线速度为14．如图所示，竖直放置的光滑绝缘圆环穿有一带正电的小球，匀强电场方向水平向右，小球绕O点做圆周运动，那么( )A．在A点小球电势能最大B．在B点小球重力势能最大C．在C点小球机械能最大D．在D点小球动能最大15．如图所示，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板向上平移一小段位移，则油滴向下加速运动，G中有b→a的电流B．若将A板向左平移一小段位移，则油滴仍然静止，G中有b→a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板向下平移一小段位移，则油滴向上加速运动，G中有b→a的电流16．如图，质量分别为m A和m B的两小球带有同种电荷，电荷量分别为q A和q B，用绝缘细线悬挂在天花板上．平衡时，两小球恰处于同一水平位置，细线与竖直方向间夹角分别为θ1与θ2（θ1＞θ2）．两小球突然失去各自所带电荷后开始摆动，最大速度分别为v A和v B，最大动能分别为E kA和E kB．则( )A．m A一定小于m BB．q A一定大于q BC．v A一定大于v BD．E kA一定大于E kB二、实验题17．用传感器观察电容器的放电过程：按图（甲）连接电路，电源电动势E=8V，电容器选用几百微法的电解电容器．先使开关S与1端相连，电源向电容器充电，这个过程瞬间完成．然后把开关S掷向2端，电容器通过电阻R放电，传感器将电流信息传入计算机，屏幕上显示出电流随时间变化的I﹣t曲线，如图（乙）．（1）估算电容器在全部放电过程中释放的电荷量q=__________ C；（2）根据以上数据估算电容为C=__________ μF．二、计算题（共40分，要求写出必要的文字说明、方程式或重要的演算步骤，只写出最后答案的不得分．有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位．）18．如图，匀强电场中有一半径为r的光滑绝缘圆轨道，轨道平面与电场方向平行．a、b为轨道直径的两端，该直径与电场方向平行．一电荷量为q（q＞0）的质点沿轨道内侧运动，经过a点和b点时对轨道压力的大小分别为N a和N b．不计重力，求电场强度的大小E、质点经过a点和b点时的动能．19．（14分）如图所示，一根长为L=1.5m的绝缘细直杆MN，竖直固定在场强为E=1.0×105N/C、与水平方向成θ=37°角的倾斜向上的匀强电场中．杆的下端M固定一个带电小球A，电荷量Q=+4.5×10﹣6C；另一带电小球B穿在杆上可自由滑动，电荷量q=+1.0×10﹣6C，质量m=1.0×10﹣2kg，与杆之间的动摩擦因数μ=0.1．现将小球B从杆的上端N静止释放，小球B开始运动．（静电力常量k=9.0×109N•m2/C2．取g=10m/s2，sin37°=0.6，cos37°=0.8）（1）小球B开始运动时的加速度为多大？（2）小球B的速度最大时，距M端的高度h为多大？（3）若小球B在下落过程的最大速度为0.77m/s，则从开始下落到速度达到最大的过程中，小球B的电势能改变了多少？20．（14分）如图所示，ABCD为固定在竖直平面内的轨道，AB段光滑水平，BC段为光滑圆弧，对应的圆心角θ=37°，半径r=4.0m，CD段平直倾斜且粗糙，各段轨道均平滑连接，倾斜轨道所在区域有场强大小为E=2×105N/C、方向垂直于斜轨向下的匀强电场．质量m=5×10﹣2kg、电荷量q=+1×10﹣6C的小物体（视为质点）被弹簧枪发射后，沿水平轨道向左滑行，在C点以速度v0=4m/s冲上斜轨．以小物体通过C点时为计时起点，0.1s以后，场强大小不变，方向反向．已知斜轨与小物体间的动摩擦因数μ=0.25．设小物体的电荷量保持不变，取g=10m/s2，sin37°=0.6，cos37°=0.8．（1）求弹簧枪对小物体所做的功；（2）在斜轨上小物体能到达的最高点为P，求CP的长度．（结果保留两位有效数字）2017-2018学年黑龙江省哈尔滨六中高二（上）月考物理试卷（10月份）一、选择题：本题共16小题，每小题4分．在每小题给出的四个选项中，第1～8题只有一项符合题目要求，第9～16题有多项符合题目要求．全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分．1．一个电量为10﹣6C的负电荷从电场中A点移动到B点，电场力做功2×10﹣6J，从C点移动到D点电场力做功﹣7×10﹣6J，已知C点比B点电势高3V，且A、B、C、D四点在同一条电场线上，则图中正确的是( )A．B．C．D．考点：电势；电场线．专题：电场力与电势的性质专题．分析：根据电势差公式U=，分别求出AB间和CD间的电势差，即可判断出A、B间电势和C、D电势高低，根据顺着电场线方向电势降低，即可进行判断．解答：解：A、B间的电势差为 U AB===﹣2V＜0，则A的电势低于B的电势；C、D间的电势差为 U CD==7V＞0，则C的电势高于D的电势；又由题，C点比B点电势高3V，所以电势从高到低的顺序是：C、B、A、D．根据根据顺着电场线方向电势降低，故C正确，ABD错误．故选：C点评：本题关键掌握电势差定义式，并能正确求解两点间的电势差，通过电场线，直观即能反映各点电势的高低．2．一带负电荷的质点，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）( )A．B．C．D．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．3．如图所示，有三个质量相等的分别带正电、负电和不带电的粒子从两水平放置的金属板左侧中央以相同的水平初速度v0先后射入电场中，最后在正极板上打出A、B、C三个点，则( )A．三种粒子在电场中运动时间相同B．三种粒子到达正极板时速度相同C．三种粒子到达正极板时落在A、C处的粒子机械能增大，落在B处粒子机械能不变D．落在C处的粒子带正电，落在B处的粒子不带电，落在A处的粒子带负电考点：带电粒子在混合场中的运动．专题：电场力与电势的性质专题．分析：因为上极板带负电，所以平行板间有竖直向上的电场，正电荷在电场中受到向上的电场力，负电荷受到向下的电场力．则不带电的小球做平抛运动，带负电的小球做类平抛运动，加速度比重力加速度大，带正电的小球做加速度比重力加速度小的类平抛运动．由此根据平抛和类平抛运动规律求解．解答：解：A、根据题意，三小球在竖直方向都做初速度为0的匀加速直线运动，球到达下极板时，在竖直方向产生的位移h相等：h=at2，解得：t=；由于平行板间有竖直向上的电场，正电荷在电场中受到向上的电场力，向下的合力最小，向下的加速度最小，负电荷受到向下的电场力，向下的合力最大，向下的加速度最大，不带电的小球做平抛运动，加速度为重力加速度g，根据t=得到正电荷运动时间最长，负电荷运动时间最短，不带电的小球所用时间处于中间；故A错误．BC、3种粒子下落过程有重力和电场力做功，它们的初动能相同，根据动能定理合力做功越多则末动能越大，而重力做功相同，A粒子带负电，电场力做正功；B粒子不带电，电场力不做功；C粒子带正电电场力做负功；所以动能E kC＜E kB＜E kA，故BC错误．D、三粒子水平方向做匀速直线运动，水平位移：x=v0t，由于初速度相同，所用时间越长则水平位移越大，所用A粒子带负电，B粒子不带电，C粒子带正电，故D正确．故选：D．点评：确认不带电小球做平抛运动，带电小球做类平抛运动，分水平和竖直方向分析小球的运动，水平方向匀速直线运动，竖直方向初速度为0的匀加速直线运动，由运动的合成与分解进行分析．4．如图所示，一质量为m、电荷量为q的带电液滴以速度v沿与水平面成θ角的方向斜向上进入匀强电场，在电场中做直线运动，则液滴向上运动过程中( )A．电场力不可能小于mgcosθB．液滴的动能一定不变C．液滴的机械能一定变化D．液滴的电势能一定不变考点：电势能；动能定理的应用．专题：电场力与电势的性质专题．分析：根据液滴做直线运动的条件：合力方向与速度方向在同一直线上或合力为零，分析液滴所受的电场力可能方向．根据电场力方向与速度方向的关系，判断电场力做功正负，分析机械能和电势能的变化．当电场力与速度方向垂直时，电场力最小，可求出最小值．解答：解：A、当电场力与速度方向垂直时，电场力最小，由几何知识求得最小值为mgcosθ，故A正确；B、液滴做直线运动，电场力可能竖直向上，与重力相平衡，液滴做匀速直线运动，动能不变；电场力也可能不在竖直向上，合力与速度方向相同时，液滴做匀加速直线运动，动能增大；合力与速度方向相反时，液滴做匀减速直线运动，动能减小，故B错误；C、D、电场力方向可能与速度方向垂直，电场力不做功，电势能不变，机械能不变，电场力也可能与速度不垂直，电场力做功，电势能改变，机械能也改变，故C错误，D错误；故选A．点评：本题关键是掌握质点做直线运动的条件：合力方向与速度方向在同一直线上或合力为零，要考虑匀速直线运动和变速直线运动两种情形，全面分析，不能遗漏．5．如图所示A、B为两块水平放置的金属板，通过闭合的开关S分别与电源两极相连，两板中央各有一个小孔a和b，在a孔正上方某处一带电质点由静止开始下落，不计空气阻力，该质点到达b孔时速度恰为零，然后返回．现要使带电质点能穿出b孔，可行的方法是( )A．保持S闭合，将A板适当上移B．保持S闭合，将B板适当下移C．先断开S，再将A适当上移D．先断开S，再将B适当下移考点：电容器的动态分析；带电粒子在混合场中的运动．专题：电容器专题．分析：由题质点到达b孔时速度恰为零，根据动能定理列式．若保持S闭合时，将A板适当上移，重力做功和电场做功没有变化，质点恰好到达b孔速度为零，不能穿过b孔；将B板适当下移，重力做功大于电场力做功，质点到达b孔的速度大于零，能穿过b孔．若断开S时，将A板或B板适当移动，根据动能定理分析研究．解答：解：设质点距离A板的高度h，A、B两板原来的距离为d，电压为U．质点的电量为q．A、由题质点到达b孔时速度恰为零，根据动能定理得mg（h+d）﹣qU=0．若保持S闭合，将A板适当上移，设质点到达b时速度为v，由动能定理得mg（h+d）﹣qU=mv2，v=0，说明质点到达b孔时速度恰为零，然后返回，不能穿过b孔．故A错误．B、若保持S闭合，将B板适当下移距离△d，由动能定理得mg（h+d+△d）﹣qU=mv2，则v ＞0，质点能穿过b孔．故B正确．C、若断开S时，将A板适当上移，板间电场强度不变，设A板上移距离为△d，质点进入电场的深度为d′时速度为零．由动能定理得mg（h﹣△d）﹣qEd′=0，又由原来情况有mg（h+d）﹣qEd=0．比较两式得，d′＜d，说明质点在到达b孔之前，速度减为零，然后返回．故C错误．D、若断开S，再将B板适当下移，根据动能定理，并由C选项分析可知，质点在到达b孔之前，速度减为零，然后返回．故D错误．故选：B．点评：本题应用动能定理分析质点的运动情况，其中用到一个重要推论：对于平行板电容器，当电量、正对面积不变，改变板间距离时，板间电场强度不变．6．如图所示，在一绝缘斜面C上有一带正电的小物体A处于静止状态．现将一带正电的小球B沿以A为圆心的圆弧缓慢地从P点转至A正上方的Q点处，已知P、A在同一水平线上，且在此过程中物体A和C始终保持静止不动，A、B可视为质点．关于此过程，下列说法正确的是( )A．物体A受到斜面的支持力先增大后减小B．物体A受到斜面的支持力一直增大C．地面对斜面C的摩擦力先增大后减小D．地面对斜面C的摩擦力先减小后增大考点：电势差与电场强度的关系；摩擦力的判断与计算．专题：电场力与电势的性质专题．分析：先对A分析受力，运用共点力平衡条件进行分析支持力的变化．分析地面对斜面C的摩擦力可以以A和C整体为研究对象，运用平衡条件列式分析．解答：解：A、B、对A研究：P对A的库仑力垂直于斜面方向的分力，先逐渐增大后逐渐减小，当库仑力与斜面垂直时最大，设该分力为F′，根据平衡条件：斜面对A的支持力N=mgcosα+F′，可知N先增大后减小，故A正确，B错误．C、D、以A和C整体为研究对象，分析受力情况如图所示．设P对A的库仑力大小为F，与竖直方向的夹角为θ．根据平衡条件得：f=Fsinθ由于F大小不变，θ减小，则知地面对斜面C的摩擦力逐渐减小．故C、D错误．故选：A．点评：本题首先要灵活选择研究对象，再对物体进行受力分析，运用共点力平衡条件求解．当几个物体的加速度相同时，可以考虑整体法．7．质量为m的物块，带电荷量为+Q，开始时让它静止在倾角α=60°的固定光滑绝缘斜面顶端，整个装置放在水平方向、大小为E=的匀强电场中，如图所示，斜面高为H，释放物块后，物块落地时的速度大小为( )A．2B．C．2D．2考点：动能定理的应用；电场强度．专题：动能定理的应用专题．分析：对物块进行受力分析，找出力的关系，判断合外力的方向，判断物体的运动，运用动能定理或牛顿第二定律和运动学公式解决问题．解答：解：对物块进行受力分析，物块受重力和水平向左的电场力．电场力F=QE=mg重力和水平向左的电场力合力与水平方向夹角β=30°运用动能定理研究从开始到落地过程，mgH+F•H=mv2﹣0可得 v=2故选：C．点评：了解研究对象的运动过程是解决问题的前提，根据题目已知条件和求解的物理量选择物理规律解决问题．8．某同学研究电子在匀强电场中的运动时，得到了电子由a点运动到b点的轨迹（虚线所示），图中一组平行实线可能是电场线，也可能是等势面，下列说法正确的是( )A．不论图中实线是电场线还是等势面，a点的电势都比b点的电势低B．不论图中实线是电场线还是等势面，a点的场强都比b点的场强小C．如果图中实线是电场线，电子在a点动能较大D．如果图中实线是等势面，电子在b点动能较小考点：带电粒子在匀强电场中的运动；等势面．专题：带电粒子在电场中的运动专题．分析：由电子的轨迹弯曲方向判断电子所受的电场力方向，确定电场线的方向，判断电势高低．匀强电场中场强处处大小相等．根据电场力方向与电子速度方向的夹角，判断电场力对电子做正功还是负功，确定电子在a点与b点动能的大小．解答：解：A、若图中实线是电场线，电子所受的电场力水平向右，电场线方向水平向左，则a点的电势比b点低；若实线是等势面，由于电场线与等势面垂直，电子所受电场力方向向下，则电场线方向向上，则a点的电势比b点高．故A错误．B、不论图中实线是电场线还是等势面，该电场是匀强电场，a点和b点的场强大小相等．故B错误．C、如果图中实线是电场线，电子所受的电场力水平向右，电场力对电子做正功，则由动能定理得知，电子在a点动能较小．故C错误．D、如果图中实线是等势面，电子所受电场力方向向下，电场力对电子做负功，则电子在b点动能较小．故D正确．故选D．点评：物体做曲线运动时，所受合力指向轨迹弯曲的内侧，根据轨迹的弯曲方向要能判断出物体合力的大致方向．9．在光滑绝缘水平面的P点正上方0点固定一电荷量为+Q的点电荷，在水平面上的N点，由静止释放质量为m，电荷量为﹣q的检验电荷，该检验电荷经过P点时速度为v，图中θ=60°．则在+Q形成的电场中（规定P点的电势为零）( )A．N点电势低于P点电势B．N点电势为﹣C．P点电场强度大小是N点的2倍D．检验电荷在N点具有的电势能为﹣mv2考点：电势；电场强度；电势能．专题：电场力与电势的性质专题．分析：解答本题应抓住：顺着电场线方向电势降低，判断出M点电势高于N点的电势，M、P 两点的电势相等，即可知N、P两点电势关系；由真空中点电荷产生的电场强度公式E=k，分析P点与N点电场强度的大小关系；根据动能定理研究电荷由N到P的过程，求解N点的电势；由E P=﹣qφN求出检验电荷在N点具有的电势能．解答：解：A、根据顺着电场线方向电势降低可知，M点的电势高于N点的电势，而M、P两点的电势相等，则N点电势低于P点电势．故A正确．B、根据动能定理得：检验电荷由N到P的过程：﹣q（φN﹣φP）=mv2，由题，P点的电势为零，即φP=0，解得，N点的电势φN=﹣．故B正确．C、P点电场强度大小是E P=k，N点电场强度大小是E N=k，则E P：E N=4：1．故C错误．D、检验电荷在N点具有的电势能为E P=﹣qφN=mv2．故D错误．故选：AB．点评：本题关键要掌握电场线方向与电势高低的关系，即顺着电场线方向电势降低，以及点电荷场强公式E=k、电势能公式E P=﹣qφN．10．如图所示，虚线框的真空区域内存在着沿纸面方向的匀强电场（具体方向未画出），一质子从bc边上的M点以速度垂直于bc边射入电场，从cd边上的Q点飞出电场，不计重力．下列说法正确的是( )。