2022-2022学年山西大学附中高二（上）月考物理试卷（10月份） 一、选择题：（不定项选择，每小题5分，满分50分）1．（5分）（2022秋•清河区校级期末）如图所示，A为空心金属球，B为靠近A的另一个原来不带电的枕形金属壳．将另一个带正电的小球C从A球开口处放入A球中央，但不触及A球．则B出现的情况是（ ） A．靠近A的一端带正电，远离A的另一端带负电 B．靠近A的一端带负电，远离A的另一端带正电 C．靠近A的一端带负电，远离A的另一端不带电 D．靠近A的一端带正电，远离A的另一端不带电考点：静电现象的解释．分析：一个带正电的小球C从A球开口处放入A球中央，但不触及A球．此时A的电子被吸引到内侧，外侧带正电，这时B靠近A的一端就会感应出负电．解答：解：带正电的小球C放在A球中央时，A的内侧感应出负电，外侧带正点，当B靠近A时，靠近A的一端就会感应出负电，另一端带正电．故选：B．点评：该题考查了感应起电的相关知识，难度不大，属于基础题． 2．（5分）（2022春•湖北校级期末）关于电场强度与电势的关系，下面各种说法中正确的是（ ） A．电场强度大的地方，电势一定高 B．电场强度不变，电势也不变 C．电场强度为零处，电势一定为零 D．电场强度的方向是电势降低最快的方向考点：电场强度；电势．专题：电场力与电势的性质专题．分析：-11-\n电场强度和电势这两个概念非常抽象，借助电场线可以形象直观表示电场这两方面的特性：电场线疏密表示电场强度的相对大小，切线方向表示电场强度的方向，电场线的方向反映电势的高低．解答：解：A、电场线密处，电场强度大，而电场线方向不确定，故无法判断电势高低，故A错误；B、在匀强电场中，电场强度不变，沿着电场线的方向，电势总是逐渐降低的，故B错误；C、电势为零，是人为选择的，电场强度为零的地方，电势不一定为零．故C错误．D、沿着电场方向电势降低最快，故D说法正确；故选：D．点评：电场线的疏密表示电场强度的相对大小，电场线的方向反映电势的高低，则电场强度与电势没有直接关系．顺着电场线方向，电势逐渐降低，但场强不一定减小． 3．（5分）（2022秋•淮阳县校级期末）三个点电荷电场的电场线分布如图所示，图中a、b两点的场强大小分别为Ea、Eb，电势分别为φa、φb，则（ ） A．Ea＞Eb，φa＞φbB．Ea＜Eb，φa＜φbC．Ea＞Eb，φa＜φbD．Ea＜Eb，φa＞φb考点：电场线．专题：电场力与电势的性质专题．分析：电场线密的地方电场强度大，电场线稀的地方电场强度小，沿电场线电势降低，据此可正确解答本题．解答：解：电场线密的地方电场强度大，电场线稀的地方电场强度小，故Ea＞Eb；根据电场线与等势线垂直，在b点所在电场线上找到与a点电势相等的，依据沿电场线电势降低，可知φa＜φb，故ABD错误，C正确．故选：C点评：本题考查了如何根据电场线的分布判断电场强度大小以及电势高低，对于不在同一电场线上的两点，可以根据电场线和等势线垂直，将它们转移到同一电场线上进行判断． 4．（5分）（2022秋•海曙区校级期末）在方向水平向左，大小E=100V/m的匀强电场中，有相距d=2cm的a、b两点，现将一带电荷量q=3×10﹣10C的检验电荷由a点移至b点，该电荷的电势能变化量可能是（ ） A．0B．6×10﹣11JC．6×10﹣10JD．6×10﹣8J考点：电势能．专题：电场力与电势的性质专题．分析：当电荷沿水平向左方向移动时，电场力做功最大，电势能变化量最大，当电荷沿竖直方向在等势面上移动时，电场力不做功，电势能变化量为零，即可得到电势能变化的范围，再进行选择．-11-\n解答：解：由于相距d=2cm的a、b两点在匀强电场的情况不详，所以应讨论；当两点沿着场强方向时，匀强电场方向水平向左，当电荷沿水平向左方向移动时，电场力做功最大，电势能变化量最大，最大值为△Epm=qEd=0.02×100×3×10﹣10J=6×10﹣10J．当两点垂直场强方向时，电荷沿竖直方向在等势面上移动时，电场力不做功，电势能变化量为零，故电荷的电势能变化量的范围为0≤△Epm≤6×10﹣10J．所以ABC正确，D错误．故选：ABC．点评：本题关键要掌握匀强电场中电场力做功公式W=qEd，明确d的含义，求出电场力做功的范围，即电势能变化量的范围． 5．（5分）（2022•和平区校级三模）如图所示，在匀强电场中有a、b、c、d四点，它们处于同一圆周上，且ac、bd分别是圆的直径．已知a、b、c三点的电势分别为ϕa=9V，ϕb=15V，ϕc=18V，则d点的电势为（ ） A．4VB．8VC．12VD．16V考点：电势．专题：电场力与电势的性质专题．分析：连接ac两点，在此直线上找出电势为15V的点：根据匀强电场中，沿电场方向相同距离，电势差相等，将ac连线分成三等分：ad、de、ec，如图，则图中e的电势为15V，连接eb，则eb为一条等势线．再过d点作直线df∥eb交ac于f点，根据f的电势确定d的电势．解答：解：连接ac两点，将ac连线分成三等分：ad、de、ec，如图，则图中e的电势为15V，连接eb，则eb为一条等势线．再过d点作直线df∥eb交ac于f点，则df也是一条等势线．根据匀强电场中，沿电场方向相同距离，电势差相等，可知f的电势为12V，则d的电势也为12V．故选C点评：本题关键是找等势点，作出等势线．要根据匀强电场的等势线平行，且沿电场方向相同距离，电势差相等进行分析． 6．（5分）（2022•南宁校级模拟）A、B是一条电场线上的两个点，一带负电的微粒仅在电场力作用下以一定初速度从A点沿电场线运动到B点，其速度﹣时间图象如图所示．则这一电场可能是下图中的（ ） A．B．C．D．-11-\n考点：匀变速直线运动的图像；电场线．分析：（1）速度﹣﹣时间图象中，图象的斜率表示加速度；（2）电场线分布密集的地方电场强度大，分布稀疏的地方，电场强度小；（3）负电荷受电场力的方向与电场强度方向相反；（4）对只受电场力作用的带电微粒，电场力越大，加速度越大，也就是电场强度越大，加速度越大．解答：解：由图象可知，速度在逐渐减小，图象的斜率在逐渐增大，故此带负电的微粒做加速度越来越大的减速直线运动，所受电场力越来越大，受力方向与运动方向相反．故选：A．点评：本题考查了速度﹣﹣时间图象的应用和电场线的相关知识，要明确斜率的含义，要能根据图象判断物体的运动情况，进而分析受力情况．能根据电场线的分布判断电场强度的大小．难度适中． 7．（5分）（2022秋•小店区校级月考）如图所示，在真空中有两个带等量负电的点电荷，分别置于P、Q两点，O点是他们连线的中点，A、B、C为P、Q连线的中垂线上的三点，且OA=OC，下列说法错误的是（ ） A．A点的电场场强一定大于B点的电场强度 B．C点的电势低于B点的电势 C．同一点电荷在A、C两点受电场力大小相同 D．同一负电荷在B点的电势能小于其在C点的电势能考点：匀强电场中电势差和电场强度的关系．专题：电场力与电势的性质专题．分析：场强是矢量，只有大小和方向都相同，场强才相同．根据电场线的分布情况，结合顺着电场线电势降低判断电势的高低．由场强的大小可判断电场力的大小，由电势关系可分析电势能的关系．解答：解：A、由于A、B两处电场线的疏密情况不能确定，所以不能判断A、B两点的场强大小，故A错误．B、根据对称性可知：A、C两点的电势相等．BO间电场方向从B到O，根据顺着电场线电势降低，可知A点的电势低于B点的电势，则知C点的电势低于B点的电势，故B正确．C、根据对称性可知：A、C两点场强大小相等，由F=qE知同一点电荷在A、C两点受电场力大小相同，故C正确．-11-\nD、C点的电势低于B点的电势，而负电荷在电势高处电势能小，则知同一负电荷在B点的电势能小于其在C点的电势能，故D正确．本题选错误的，故选：A．点评：常见电场的电场线分布及等势面的分布要求我们能熟练掌握，同时注意等量同号电荷形成电场的对称性．加强基础知识的学习，掌握住电场线的特点，即可解决本题． 8．（5分）（2022秋•滕州市校级期中）如图所示，O点为等量异种点电荷连线的中点，a、b两点的连线与两电荷连线垂直．今在外力作用下将带电荷量为+q的点电筒从a点移动到b点，关于点电荷的电势能下列说法中正确的是（ ） A．不变B．减小C．增大D．无法判断考点：电势能．专题：电场力与电势的性质专题．分析：根据正电荷在电势高处电势能大，在电势低处电势能小，只要判断电势的变化情况就行了．作出过b点的等势线，与等量异种点电荷连线交于c点，根据顺着电场线电势降低，判断电势的高低．解答：解：作出过b点的等势线，与等量异种点电荷连线交于c点，根据顺着电场线电势降低，则知a点的电势低于c点的电势，所以a点的电势低于b点的电势，则将带电量为+q从a点移动到b点，电势升高，而正电荷在电势高处电势能大，在电势低处电势能小，故其电势能增大．故C正确．故选：C点评：本题关键要知道等量异种电荷等势面分布情况，作出等势线，比较电势高低． 9．（5分）（2022秋•小店区校级月考）边长为a的正方形的四个顶点上放置如图所示的点电荷，以正方形中心O为原点建立坐标系，A、B、C、D为另一正方形的四个顶点，中心也为O．以下说法正确的是（ ） O点场强大小为零-11-\nA． B．O点场强大小为4k，方向沿﹣x轴方向 C．带正点的检验电荷沿y方向移动，电场力不做功 D．带负点的检验电荷从A点移到D点，电势能增大考点：匀强电场中电势差和电场强度的关系；电势能．专题：电场力与电势的性质专题．分析：根据电场的叠加原理分析O点的场强大小，确定方向．根据电势的高低，分析电场力做功情况和电势能如何变化．解答：解：AB、BC方向两个点电荷在O点产生的合电场强度大小为：E1=2k=，方向从B→C．AD方向两个点电荷在O点产生的合电场强度大小为：E2=2k=，方向从D→A，根据电场的叠加原理可得O点场强大小为E=E1=4k，方向沿﹣x轴方向，故A错误，B正确．C、在A、B两点的点电荷电场中y轴是一条等势线，在C、D两点的点电荷电场中y轴也是一条等势线，由电场的叠加原理可得y轴是一条等势线，则带正点的检验电荷沿y方向移动，电场力不做功，故C正确．D、从A点移到D点，电势升高，电场力对负电荷做正功，电势能减小，故D错误．故选：BC．点评：本题考查了电场强度问题，熟练应用点电荷的场强公式及平行四边形定则是正确解题的关键． 10．（5分）（2022•南开区一模）X轴上有两点电荷Q1和Q2，Q1和Q2之间各点对应的电势高低如图中曲线所示，从图中可看出（ ） A．Q1的电量一定大于Q2的电量 B．Q1和Q2一定是同种电荷，但不一定是正电荷 C．电势最低处P点的电场强度为0-11-\n D．Q1和Q2之间各点的电场方向都指向P点考点：匀强电场中电势差和电场强度的关系．专题：电场力与电势的性质专题．分析：φ﹣x图线的切线斜率表示电场强度的大小，从坐标x1到x2电势先减小后增大，根据沿电场线电势逐渐降低判断两电荷的电性，根据电场强度为零的位置比较两电荷的电量大小．解答：解：A、C：φ﹣x图线的切线斜率表示电场强度的大小，P点切线斜率为零，则P点的电场强度为零．两电荷在P点的合场强为零，P点距离Q1较远，根据点电荷的场强公式知，Q1的电量大于Q2的电量．故A正确，C正确；B：从坐标x1到x2电势先减小后增大，因为沿电场线方向电势逐渐降低，知Q1和Q2一定是同种电荷，且都为正电荷．故B错误；D：因为沿电场线方向电势逐渐降低，所以P点的左侧电场方向向右，P点的右侧电场方向向左，Q1和Q2之间各点的电场方向都指向P点．故D正确．故选：ACD．点评：解决本题的关键找到该题的突破口，即根据P点的切线斜率（即电场强度）为零入手分析，以及知道沿着电场线方向电势逐渐降低． 二、填空题（每空2分，共12分）11．（4分）（2022秋•小店区校级月考）如图所示，一个半径为R的绝缘球壳上均匀带有+Q的电荷，另一个电荷量为+q的电荷放在球心O上，由于对称性，点电荷受力为0．现在球壳上挖去半径为r（r≪R）的一个小圆孔，则此时置于球心的点电荷所受的力的大小为 （已知静电力恒量为k），方向 指向小孔 ．（球体表面积公式S=4πR2）考点：向心力；牛顿第二定律．专题：牛顿第二定律在圆周运动中的应用．分析：由题意可知，当不挖去时，点电荷的受力为零，则挖去的小圆电荷产生的电场强度与剩下的电荷产生的电场强度大小相等，因此根据库仑定律可知求出挖去小圆电荷在O点的电场强度，从而即可求解．解答：解：球壳上挖去半径为r（r≪R）的一个小圆孔的电荷量，为q′=则电量Q=，-11-\n根据库仑定律，可知点电荷量q′对在球心点电荷q处的电场力为：F=k，那么剩下的球壳电荷对球心处点电荷的电场力也为F=，库仑力的方向，即为指向小孔．故答案为：，指向小孔．点评：本题考查库仑定律的应用，并掌握如何巧用补全法来解题，同时注意被挖去的电荷符合库仑定律的条件，即点电荷． 12．（8分）（2022秋•小店区校级月考）有三个质量分别为5M、3M、2M的小球A、B、C，其中B球带正电Q，其余两球不带电，用足够长的不会伸长的绝缘线连接，均置于竖直向下的匀强电场中，场强大小为E，如图所示，释放A球，让三球由静止落下，下落一小段时间（球不相碰），此时三球的加速度大小分别为：aA g+ ，aB g+ ，aC g ；此时A、B间线的张力F= ．考点：匀强电场；牛顿第二定律．专题：牛顿运动定律综合专题．分析：A球被释放，由于电场力作用AB具有相同的向下加速度a，且加速度a大于重力加速度g，故BC段绳子松弛无弹力作用，采用整体法和隔离法及牛顿第二定律求加速度，处理AB间的相互作用力即可．解答：解：A释放时，由于B带电受向下的电场力作用，使AB向下加速运动，由于电场力作用加速度向下且大于g，故此时BC绳间无作用力，所以以AB整体为研究对象，整体所受合力F合=5mg+3mg+qEAB整体的加速度a==g+C只受重力，故加速度为g对A运用牛顿第二定律A球所受合力FA=5mg+TA球产生的加速度aA=g+根据牛顿第二定律有：FA=maA-11-\n代入得5mg+T=5m（g+）整理得：T=故答案为：g+，g+，g，点评：会采用整体法和隔离法求相互作用的物体间的作用力是解决本题的关键． 三、计算题13．（12分）（2022•辽宁）一匀强电场，场强方向是水平的（如图）．一个质量为m的带正电的小球，从O点出发，初速度的大小为v0，在电场力与重力的作用下，恰能沿与场强的反方向成θ角的直线运动．求小球运动到最高点时其电势能与在O点的电势能之差．考点：带电粒子在匀强电场中的运动；匀变速直线运动的速度与位移的关系；牛顿第二定律；物体做曲线运动的条件；电势能．专题：计算题；压轴题．分析：因物体受重力及电场力的作用而做直线运动，故物体所受力的合力一定在运动方向的直线上；则由力的合成可求得电场力，由牛顿第二定律可求得加速度；由位移公式求得位移，即可由功的公式求得电场力的功．解答：解：设电场强度为E，小球带电量为q，因小球做直线运动，它受的电场力qE和重力mg的合力必沿此直线，如图：mg=qEtanθ由此可知，小球做匀减速运动的加速度大小为：设从O到最高点的路程为s，由速度和位移的关系得：v02=2as物体运动的水平距离为：l=scosθ两点的电势能之差：△W=qEl由以上各式得：O点的电势能与在O点的电势能之差为．点评：-11-\n本题有两点需要注意，一是由运动情景应能找出受力关系；二是明确功是力与力的方向上发生的位移的乘积． 14．（12分）（2022•惠安县校级模拟）质量都是m的两个完全相同、带等量异种电荷的小球A、B分别用长l的绝缘细线悬挂在同一水平面上相距为2l的M、N两点，平衡时小球A、B的位置如图甲所示，线与竖直方向夹角α=30°，当外加水平向左的匀强电场时，两小球平衡位置如图乙所示，线与竖直方向夹角也为α=30°，求：（1）A、B小球电性及所带电荷量Q；（2）外加匀强电场的场强E．考点：共点力平衡的条件及其应用；力的合成与分解的运用；库仑定律．专题：共点力作用下物体平衡专题．分析：（1）根据小球在匀强电场中受电场力的方向可得出小球所带电性；因两球均受重力、拉力及库仑力而处于平衡，由共点力的平衡规律可得出小球的电性及电荷量；（2）外加匀强电场后，小球仍然处于平衡状态，则由共点力的平衡条件可得出电场强度的大小．解答：解析：（1）由乙图可知，A受电场力向左，沿电场方向，故A球带正电，故B球一定带负电两小球相距d=2l﹣2lsin30°=l由A球受力平衡可得：mgtanα=k解得：Q=．（2）外加电场时，两球相距d′=2l+2lsin30°=3l根据A球受力平衡可得：EQ﹣k=mgtanα解得：E=．答：（1）A带正电，B带负电；带电量Q=；（2）电场强度为．点评：小球在电场中的受力平衡和力学中物体的平衡处理方法类似，只要正确做好受力分析，可根据题意选用共点力的平衡或牛顿第二定律求解． -11-\n15．（14分）（2022秋•小店区校级月考）在匀强电场中建立一个直角坐标系，如图所示，从坐标原点沿+y方向前进0.346m到A点，电势降低34.6V；从坐标原点沿﹣x方向前进0.2m到B点，电势升高34.6V，求匀强电场的场强大小和方向．（取=1.73）考点：匀强电场中电势差和电场强度的关系；电场强度．专题：电场力与电势的性质专题．分析：根据题中的数据找出x轴方向上电势与A点相等的B′点，A、B′两点的电势相等，即AB′连线上的各点电势相等，并作其垂线OE，则从O→E的方向即场强方向．由匀强电场中电势差与电场强度的关系可得出电场强度的大小．通过几何关系，求出场强的方向．解答：解：令O点电势φO=0，则φA=﹣34.6V，φB=34.6V，再作点B关于点O的对称点B′，因为BO=OB′，则φB′=﹣34.6V．连接AB′，并作其垂线OE，则从O→E的方向即场强方向．tanθ===，所以θ=30°E===200V/m．答：匀强电场的场强大小为200V/m，方向与x轴正方向成30°角．点评：在匀强电场中，电场是处处相等的，电场强度，电势差与沿电场方向上的距离有关系E=，值得注意的是该关系式只适用于匀强电场． -11-
