四川省宜宾市南溪中学2014-2015学年高二上学期第一次质检物理试卷
一、单项选择题（本大题共5小题，共30分）
1．下列说法正确的是( )
A．元电荷就是质子
B．点电荷是很小的带电体
C．摩擦起电说明电荷可以创生
D．库仑定律只适用于在真空中两个点电荷之间相互作用力的计算
考点：元电荷、点电荷；库仑定律．
专题：电场力与电势的性质专题．
分析：点电荷是当两个带电体的形状对它的相互作用力的影响可忽略时，这两个带电体可看作点电荷．而元电荷是带电量的最小值，它不是电荷，所有带电电荷量均是元电荷的整数倍．摩擦起电过程是得到和失去电子的过程，因此其实质是电子的转移．
解答： 解：A、元电荷是自然界最小的电量，在数值上等于质子或电子的带电量，不是实物粒子．故A错误；
B、点电荷是当两个带电体的形状对它的相互作用力的影响可忽略时，这两个带电体可看作点电荷．不是以电荷量的大小和体积大小来确定是否是点电荷，故B错误；
C、摩擦起电过程是得到和失去电子的过程，因此其实质是电子的转移，电荷不可以创生，故C错误；
D、库仑定律只适用于在真空中两个点电荷之间相互作用力的计算，故D正确；
故选：D．
点评：对于元电荷要注意理解，它不是质子也不是电子．只是在数值上等于质子或电子的带电量．任何带电体的电量均为元电荷的整数倍．
点电荷是电荷，有电荷量与电性．摩擦起电不是创造了电，而是电的转移，相互摩擦的两种物质，一种物质失去了多少电子，另一种物质一定得到了多少电子．
2．如图所示，实线是一个电场中的电场线，虚线是一个负检验电荷在这个电场中的轨迹，若电荷是从a处运动到b处，以下判断正确的是( )
A．电荷从a到b加速度减小 B．b处电势能比a处电势能小
C．b处电势比a处电势高 D．电荷在b处速度达到最小
考点：电场线；电势．
分析：电场线是从正电荷或者无穷远出发出，到负电荷或无穷远处为止，沿电场线的方向，电势降低，电场线密的地方电场的强度大，电场线疏的地方电场的强度小．
8
解答： 解：A、电场线密的地方电场的强度大，电场线疏的地方电场的强度小，根据F=qE，电荷在a点受到的电场力小，在b点受到的电场力大，结合牛顿第二定律可知粒子在b点的加速度大，所以A错误；
B、C、根据粒子的运动的轨迹可以知道，负电荷受到的电场力的方向向下，所以电场线的方向向上，所以a点的电势大于b点的电势，从a到b的过程中，电场力做负功，电势能增加，所以b处电势能大．所以B错误，C错误；
D、由B的分析可知，电场力做负功，电势能增加，速度减小，所以电荷在b处速度小，所以D正确．
故选：D．
点评：电场线是电场中的重要概念，要根据电场线的分布正确判断电势的高低和电场强度的强弱．加强基础知识的学习，即可解决本题．
3．一个带正电的质点，电荷量q=3.0×10﹣5C，在静电场中由a点移到b点，在这过程中，除电场力外，其他力作的功为9.0×10﹣5J，质点的动能增加了1.5×10﹣4J则a、b两点间的电势差为( )
A．3V B．2 V C．5V D．8 V
考点：电势能．
分析：质点在静电场中由a点移到b点的过程中，电场力和其他外力对质点做功，引起质点动能的增加．电场力做功为Wab=qUab，根据动能定理求解a、b两点间的电势差Uab．
解答： 解：根据动能定理得：
qUab+W其他=△Ek
看到：Uab==V=2V
故选：B．
点评：对于研究质点动能变化的问题，要首先考虑能否运用动能定理．公式Wab=qUab运用时各个量要代符号运算．
4．在静电场中，下列说法中正确的是( )
A．电场强度为零的点，电势也一定为零
B．电场强度处处相等的区域内，电势也一定处处相等
C．只在电场力作用下，负电荷可能从电势低的地方向电势高的地方移动
D．只在电场力作用下，电荷一定从电势能高的地方向电势能低的地方移动
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：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，电场强度与电势没有直接关系．电荷的移动方向与合外力和初速度都有关．
解答： 解：A、电势为零，是人为选择的，而电场强度是由电场决定的，故A错误．
B、电场强度处处相等的区域内，电势不一定处处相等．因为电场线的疏密表示电场强度的大小，但是沿着电场线的方向电势是降低的，比如在匀强电场中，电场强度处处相同的区域内，但是电势沿着电场线的方向电势是降低的，故B错误．
C、如果负电荷有初速度，负电荷可以从电势低的地方向电势高的地方移动，故C正确．
8
D、如果正电荷有初速度，正电荷能从低电势的地方向高电势的地方移动，电场力做负功，电势能增大，故D错误．
故选：C．
点评：本题关键要明确电势与场强无关，带电粒子的运动情况不仅与电场力有关，还与初速度有关．
5．将一带电量为﹣q的检验电荷从无限远处移到电场中的A点，该过程中电场力做功为W，则检验电荷在A点的电势能及电场中A点的电势分别为( )
A．EP=﹣W，φA= B．EP=W，φA=﹣ C．EP=W，φA= D．EP=﹣W，φA=﹣
考点：电势能；电场强度．
分析：根据电场力做功多少，电荷的电势能就减小多少，分析电荷在A点与无限远间电势能的变化量，由公式EA=﹣W确定电荷在A点的电势能，由公式φA=﹣求解A点的电势．
解答： 解：依题意，﹣q的检验电荷从电场的无限远处被移到电场中的A点时，电场力做的功为W，则电荷的电势能减小W，无限处电荷的电势能为零
则电荷在A点的电势能为 EPA=﹣W
A点的电势 φA===．
故选：A
点评：电场中求解电势、电势能，往往先求出电势能改变量、该点与零电势的电势差，再求解电势和电势能．一般代入符号计算．
二、填空题（每空2分，共18分）
6．把带正电的球C移近金属导体AB的A端时，由于同种电荷相互排斥，异种电荷相互吸引，使导体上的自由电子向A端移动，因此导体A端和B端带上了异种电荷．
考点：电荷守恒定律．
分析：带正电荷的球C移近不带电的枕形金属导体时，发生了静电感应现象，金属导电的实质是自由电子的移动，正电荷不移动；电荷间的相互作用，同种电荷相互排斥，异种电荷相互吸引．
解答： 解：把带正电的球C移近金属导体A和B时，由于同种电荷相互排斥，异种电荷相互吸引，使导体上的自由电子向在外电场的作用下向A移动，正电荷不移动，因此导体A端和B端带上了异种电荷．
故答案为：排斥；吸引；A；异．
点评：考查了静电感应时，电荷的移动，重点是金属导电的实质是自由电子的移动，正电荷不移动，难度不大，属于基础题．
8
7．长为L的导体棒原来不带电，现将一带电量为+q的点电荷放在距棒左端R处，如图所示．当棒达到静电平衡后，棒上感应电荷在棒内中点产生的场强大小等于，方向为向左．（填向左或向右）
考点：电场强度．
分析：当棒达到静电平衡后，棒内各点的合场强为零，即感应电荷产生的电场强度与+q产生的电场强度大小相等、方向相反，根据静电平衡的特点和点电荷场强公式E=k结合求解．
解答： 解：水平导体棒当达到静电平衡后，棒上感应电荷中点P处产生的场强大小与点电荷+q在该处产生的电场强度大小相等，方向相反．
则棒上感应电荷在棒内中点产生的场强大小为：E=k，
由于P处的合场强为零，所以感应电荷产生的场强方向与点电荷+q在该处产生的电场强度的方向相反，即向左．
故答案为：，向左
点评：感应带电的本质是电荷的转移，当金属导体处于电场时会出现静电平衡现象，关键要理解并掌握静电平衡的特点．
8．如图所示，左边是一个原先不带电的导体，右边C是后来靠近的带正电的导体球，若用绝缘工具沿图示某条虚线将导体切开，分导体为A、B两部分，这两部分所带电荷量的数值分别为QA、QB，则沿虚线d切开，A带正电，B带负电）（填“正”或“负”），且QA=QB（填“＞”或“＜”或“=”）
考点：静电现象的解释．
分析：根据静电感应现象，在正点电荷的电场作用下，导体AB自由电荷重新分布，不论沿着哪条虚线切开，都有A带正电，B带负电，且电量总是相等．
解答：
8
解：由题意可知，由于C带正电，导体原来不带电，只是在C的电荷的作用下，导体中的自由电子向B部分移动，使B部分多带了电子而带负电；A部分少了电子而带正电．根据电荷守恒可知，A部分转移的电子数目和B部分多余的电子数目是相同的，但由于电荷之间的作用力与距离有关，距离越小，作用力越大，因此更多的电子容易转移到最接近C的位置，导致电子在导体上分布不均匀，从B端到A端，电子分布越来越稀疏，所以从不同位置切开时，QA、QB的值不同．但是不论从哪一个位置切开，吧、两部分的电荷量都相等．
故答案为：正，负，=
点评：考查静电感应的原理，理解带电本质是电子的转移，掌握电荷守恒定律的应用，注意两部分的电量总是相等是解题的突破口．
9．在水深超过200m的深海，光线极少，能见度极低，有一种电鳗具有特殊的适应性，能通过自身发出生物电来获取食物并威胁敌害、保护自己．该电鳗的头尾相当于两个电极，它在海水中产生的电场强度达到104N/C时可击昏敌害，身长为50cm的电鳗，在放电时产生的瞬时电压大约可达5000V．
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：解决本题可以根据电势差与电场强度的关系U=Ed求解两点间的电压
解答： 解：根据电势差与电场强度的关系U=Ed得：U=Ed=104×0.5V=5000V
故答案为：5000
点评：本题要建立模型，理解和掌握电场中各个物理量之间的关系，在具体题目中能熟练的应用
三、计算题（共4小题，共62分）
10．如图所示，在真空中相距0.3m的光滑水平面上，分别放置电量为﹣Q、+4Q的两点电荷A、B，在何处放点电荷C，C的电量多大时，可使三个电荷都处于平衡状态．
考点：库仑定律；共点力平衡的条件及其应用．
分析：A、B、C三个点电荷都处于静止状态，对电荷受力分析，每个电荷都处于受力平衡状态，故根据库仑定律可分别对任意两球进行分析列出平衡方程即可求得结果．
解答： 解：设C的电量为qC ，那么qA、qB如图放置，为保证三个电荷都平衡，并根据同种电荷相吸，异种电荷相斥，那么qC应当为正电荷，且应在qA、qB延长线的左侧，
以qA为对象，受qB、qC的吸引力，二力大小相等，方向相反，有：
=
以qB为对象，有：=
以qC为对象，有：=
联立上式，可解得：qC=4Q，
8
r′=r=0.3m
答：在A左侧0.3m处放点电荷qC，qC的电量+4Q时，可使三个电荷都处于平衡状态．
点评：我们可以去尝试假设C带正电或负电，它应该放在什么地方，能不能使整个系统处于平衡状态．不行再继续判断．
11．（18分）将带电量为6×10﹣6C的负电荷从电场中的A点移到B点，克服电场力做了3×10﹣5J的功，再从B移到C，电场力做了1.2×10﹣5J的功，则
（1）电荷从A移到B，再从B移到C的过程中电势能共改变了多少？
（2）A、B两点间的电势差UAB和B、C两点间的电势差UBC分别为多少？
（3）如果规定A点的电势能为零，则该电荷在B点和C点的电势能分别为多少？如果规定B点的电势能为零，则该电荷在A点和C点的电势能分别为多少？
考点：匀强电场中电势差和电场强度的关系；电势能．
分析：（1）负电荷在电场力作用下发生位移，电场力做负功，则电荷的电势能增加．做多少功，电势能就增加多少．相反，电场力做功多少，电荷的电势能就减少多少．根据电场力做功与电势能变化的关系求解．先求出电场力做功，再求解电势能的变化量．
（2）根据电势能的变化量，确定出电荷在B点和C点的电势能．根据电场做功的公式WAB=qUAB，代入数据计算电势差；
（3）WAB=EpA﹣EpB由选择的势能零点和电势差求解各点的电势能．
解答： 解：（1）负电荷从电场中的A点移动到B点，克服电场力做了3×10﹣5J的功，即电场力做功为 WAB=﹣3×10﹣5J，电势能增加△EPAB=3×10﹣5J；
从B点移动到C点，电场力做了 WBC=1.2×10﹣5J的功，电荷的电势能减少△EPBC=1.2×10﹣5J，所以电荷从A点移到B点，再从B点移到C点的过程中电势能增加
△EPAC=△EPAB﹣△EPBC=3×10﹣5J﹣1.2×10﹣5J=1.8×10﹣5J．
（2）AB两点间的电势差为：=．
BC两点间的电势差为：=
（3）规定A点的电势能为零，从A点到B点，负电荷的电势能增加△EPAB=3×10﹣5J，可知B点的电势能为 EPB=3×10﹣5J；
电荷从A点到C点，电势能增加△EPAC=1.8×10﹣5J，则C点的电势能为 EPC=1.8×10﹣5J；
（3）规定B点的电势能为零，从A点到B点，负电荷的电势能增加△EPAB=3×10﹣5J，可知A点的电势能为 EPA=﹣3×10﹣5J；
电荷从B点到C点，电势能减小△EPBC=1.2×10﹣5J，则C点的电势能为 EPC=﹣1.2×10﹣5J；
答：（1）电荷从A移到B，再从B移到C的过程中电势能共改变了1.8×10﹣5J；
（2）A、B两点间的电势差UAB和B、C两点间的电势差UBC分别为5V和﹣2V；
（3）如果规定A点的电势能为零，则该电荷在B点和C点的电势能分别为3×10﹣5J、1.8×10﹣5J；如果规定B点的电势能为零，则该电荷在A点和C点的电势能分别为﹣3×10﹣5J、﹣1.2×10﹣5J．
点评：电荷的电势能增加还是减少是由电场力做功的正负决定．就像重力做功与重力势能一样，求电势能，往往先求电势能的变化量，再求解某点的电势能．
8
12．（19分）如图所示，光滑绝缘的细圆管弯成半径为R的半圆形，固定在竖直面内，管口B，C的连线水平．质量为m的带正电小球从B点正上方的A点自由下落A，B两点间距离为4R．从小球（小球直径小于细圆管直径）进人管口开始，整个空间中突然加上一个斜向左上方的匀强电场，小球所受电场力在竖直方向上的分力方向向上，大小与重力相等，结果小球从管口 C处离开圆管后，又能经过A点．设小球运动过程中电荷量没有改变，重力加速度为g，求：
（1）小球到达B点时的速度大小；
（2）小球受到的电场力大小；
（3）小球经过管口C处时对圆管壁的压力．
考点：动能定理的应用；牛顿第三定律；机械能守恒定律；电场强度．
专题：动能定理的应用专题．
分析：（1）小球从A开始自由下落到到达管口B的过程中，只有重力做功，机械能守恒，可求出小球到达B点时的速度大小；
（2）将电场力分解为水平和竖直两个方向的分力，小球从B到C的过程中，水平分力做负功，根据动能定理得到水平分力与B、C速度的关系．小球从C处离开圆管后，做类平抛运动，竖直方向做匀速运动，水平方向做匀加速运动，则两个方向的位移，由运动学公式和牛顿第二定律结合可水平分力．竖直分力大小等于重力，再进行合成可求出电场力的大小．
（3）小球经过管口C处时，由电场力的水平分力和管子的弹力的合力提供向心力，由牛顿运动定律求解球对圆管壁的压力．
解答： 解：（1）小球从A开始自由下落到到达管口B的过程中，只有重力做功，机械能守恒，则有：
mg•4R=
解得，
（2）设电场力的水平分力和竖直分力分别为Fx和Fy，则 Fy=mg，方向竖直向上．小球从B到C的过程中，电场力的水平分力Fx做负功，根据动能定理得
﹣Fx•2R=
小球从C处离开圆管后，做类平抛运动，竖直方向做匀速运动，水平方向做匀加速运动，则：
y=4R
x=2R==
8
t=
联立解得，Fx=mg
故电场力的大小为 F=qE==mg
（3）小球经过管口C处时，由电场力的水平分力和管子的弹力的合力提供向心力，由牛顿运动定律得
Fx+N=m 得 N=3mg，方向向左
根据牛顿第三定律可知，小球经过管口C处时对圆管壁的压力大小N′=N=3mg，方向水平向右．
答：
（1）小球到达B点时的速度大小是2；
（2）小球受到的电场力大小；
（3）小球经过管口C处时对圆管壁的压力大小为3mg，方向水平向右．
点评：本题运用动能定理、牛顿第二定律和运动学公式结合研究圆周运动和类平抛运动，并采用正交分解求解电场力，常规方法，难度适中．
13．大小相同的金属小球，带异种电荷，所带电量的值分别为Q1、Q2，且Q1=，把Q1，Q2放在相距较远的两点，它们间的作用力大小为F，若使两球相接触后再分开放回原位置，求它们间作用力的大小．
考点：库仑定律．
分析：由库仑定律可得出两球在接触前后的库仑力表达式，则根据电量的变化可得出接触后的作用力与原来作用力的关系．
解答： 解：大小相同带同种电荷的金属小球，所带电量的值分别为Q1、Q2，且Q1=Q2，
把Q1、Q2放在相距较远的两点，它们之间作用力的大小为F，
由库仑定律可得F=
因带异种电荷，则使两球相接触后再分开放回原位置，两球接触后再分开平分总电量，故分开后两球的带电量为2Q1；
它们之间作用力的大小等于F′==F，
答：它们间作用力的大小F．
点评：解决本题的关键掌握接触带电的原则，以及掌握库仑定律的应用，注意电荷的正负．
8
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