2017-2018学年四川省凉山木里中学高二上学期期中考试物理试题 解析版

2017-2018学年四川省凉山木里中学高二上学期期中考试物理试题 解析版

四川省凉山木里中学2017-2018学年高二上学期期中考试物理试卷 一、选择题： ‎ ‎1. 下面是某同学对电场中的一些概念及公式的理解，其中正确的是（　　）‎ A. 根据电场强度的定义式可知，电场中某点的电场强度与试探电荷所带的电荷量成反比 B. 根据电容的定义式可知，电容器的电容与其所带电荷量成正比，与两极板间的电压成反比 C. 根据真空中点电荷的电场强度公式可知，电场中某点的电场强度与场源电荷所带的电荷量无关 D. 根据电势差的定义式可知，带电荷量为1 C的正电荷，从A点移动到B点克服电场力做功为1 J，则A、B两点间的电势差为﹣1 V ‎【答案】D ‎【解析】试题分析：电场强度取决于电场本身，与有无试探电荷无关，所以不能理解成电场中某点的电场强度和试探电荷的电量成反比，故A错误；电容是描述电容器容纳电荷本领的物理量，取决于电容器本身，并不是电容器的电容与所带电荷量成正比，与两极板间的电压成反比，故B错误；根据点电荷的场强公式知：Q是场源电荷，所以电场中某点电场强度与场源电荷的电量成正比，与该点到场源电荷距离的平方成反比，故C正确；据电势差的定义式知，带电量为正电荷，从A点移动到B点克服电场力做功为，即电场力做功为，则A、B点的电势差为，故D错误。‎ 故选：C 考点：电场线；点电荷的场强；电容 ‎【名师点睛】本题关键抓住电场强度是描述电场本身性质的物理量，电场强度取决于电场本身，与有无试探电荷无关；点电荷电场强度公式中Q是场源电荷．用电容器和电势差的定义式即可求解。‎ ‎2. 某静电场的电场线分布如图所示，图中P、Q两点的电场强度的大小分别为EP和EQ，电势分别为φP和φQ，则（）‎ A. EP＞EQ，φP＞φQ B. EP＞EQ，φP＜φQ C. EP＜EQ，φP＞φQ D. EP＜EQ，φP＜φQj ‎【答案】A 考点：本题考查电场线和电势。‎ ‎3. 如图所示，M、N为两个固定的等量同种正电荷，在其连线的中垂线上的P点（离O点很近）由静止开始释放一电荷量为﹣q的点电荷，不计重力，下列说法中正确的是（）‎ A. 点电荷在从P到O的过程中，速度先逐渐增大后逐渐减小 B. 点电荷在从P到O的过程中，做匀速直线运动 C. 点电荷运动到O点时，加速度为零，速度达到最大值 D. 点电荷越过O点后，速度先逐渐增大，然后逐渐减小，直到粒子速度为零 ‎【答案】C ‎【解析】试题分析：M、N为两个等量的正点电荷，其连线中垂线上电场强度方向O→P，负点电荷q从P点到O点运动的过程中，电场力方向P→O，速度越来越大．但电场线的疏密情况不确定，电场强度大小变化情况不确定，则电荷所受电场力大小变化情况不确定，加速度变化情况不确定．越过O点后，负电荷q做减速运动，点电荷运动到O点时加速度为零，速度达最大值，加速度变化情况同样不确定．‎ 解：AB、点电荷﹣q在从P到O的过程中，所受的电场力方向竖直向下，做加速运动，所以速度越来越大，因为从O向上到无穷远，电场强度先增大后减小，所以P到O的过程中，电场强度大小是变化的，加速度是变化的，做的是非变加速运动，故A、B错误．‎ C、点电荷运动到O点时，所受的电场力为零，加速度为零，然后向下做减速运动，所以O点的速度达到最大值．故C正确．‎ D、根据电场线的对称性可知，越过O点后，负电荷q做减速运动，故D错误．‎ 故选：C．‎ ‎【点评】本题考查对等量同种电荷电场线的分布情况及特点的理解和掌握程度，要抓住电场线的对称性进行分析求解，注意从O点向上或向下的过程，电场强度都是先增大后减小．‎ ‎4. 如图所示，平行线代表电场线，但未标明方向，一个带正电、电量为10﹣6C的微粒在电场中仅受电场力作用，当它从A点运动到B点时动能减少了10﹣5J，已知A点的电势为﹣10V，则以下判断正确的是（ ）‎ A. 微粒的运动轨迹如图中的虚线1所示 B. 微粒的运动轨迹如图中的虚线2所示 C. B点电场强度为零 D. B点电势为﹣20V ‎【答案】A ‎【解析】试题分析：带正电的微粒仅受电场力的作用，从A点运动到B点时动能减少了10﹣5J，说明电场力做负功，可分析出电场力方向水平向左，根据曲线运动的合力指向轨迹的内侧，可知其轨迹为1，还可判断出电场线的方向．根据动能定理求出AB间的电势差，由UAB=φA﹣φB，可求出B点的电势．‎ 解：AB、由题，带正电的微粒仅受电场力的作用，从A点运动到B点时动能减少了10﹣5J，说明电场力做负功，则知电场力方向水平向左．‎ 根据曲线运动的合力指向轨迹的内侧，故微粒的运动轨迹是如图虚线1所示．故A正确，B错误．‎ CD、根据动能定理得：qUAB=△Ek，得A、B间的电势差 UAB==﹣V=﹣10V，又UAB=φA﹣φB，φA=﹣10V，则B的电势为 φB=0．场强与电势无关，B点的电场强度不为0，故C、D错误．‎ 故选：A．‎ ‎【点评】根据轨迹弯曲的方向要能判断出合力的方向，结合电场的性质，根据动能定理求出电势差，再求电势，都是常规的方法．‎ ‎5. 如图所示，平行板电容器两极板A和B分别与电源的正、负极相连且A板接地，P为两极板间的一点．现保持B板不动，将A板慢慢向上平移到图中虚线所示的位置，这时( )‎ A. 电容器两极板间的电势差减小 B. P点的场强增大 C. P点的电势降低 D. 固定在P点的负电荷的电势能将减小 ‎【答案】C ‎【解析】由题意可知，电容器始终与电源相连，电源器两端的电压不变，则电容器两端的电势差保持不变，故A错误；由U=Ed可知，d增大，U不变，则场强E减小；故B减小；因E减小，PB间的距离不变，由U=Ed知，故PB间的电势差减小，而板间总的电势差不变，所以PA间的电势差增大；因A板接地，板间场强向下，P点的电势低于A板的电势，所以P点的电势为降低；故C正确；因电势降低，而P点放置的为负电荷，故电荷的电势能将增大；故D错误；故选：C．‎ ‎6. 用控制变量法，可以研究影响平行板电容器电容的因素（如图所示）．设两极板正对面积为S，极板间的距离为d，静电计指针偏角为θ．实验中，极板所带电荷量不变，若（ ）‎ A. 保持S不变，增大d，则θ变大 B. 保持S不变，增大d，则θ变小 C. 保持d不变，减小S，则θ变小 D. 保持d不变，减小S，则θ不变 ‎【答案】A ‎【解析】试题分析：根据电容的决定式得知，电容与极板间距离成反比，当保持S不变，增大d时，电容减小，电容器的电量Q不变，由电容的定义式分析可知板间电势差增大，则静电计指针的偏角θ变大．故A正确，B错误．根据电容的决定式 得知，电容与极板的正对面积成正比，当保持d不变，减小S时，电容减小，电容器极板所带的电荷量Q不变，则由电容的定义式分析可知板间电势差增大，静电计指针的偏角θ变大，故C D错误．故选A．‎ 考点：电容器 ‎【名师点睛】本题是电容动态变化分析问题，关键抓住两点：一是电容器的电量不变；二是掌握电容的两个公式：电容的决定式和定义式。‎ ‎7. 一段粗细均匀的铝线，其横截面积直径是d，电阻为1欧．现将其拉制成直径为0.1d的均匀细线后，它的电阻值变成（ ）‎ A. 0.01千欧 B. 0.1千欧 C. 10千欧 D. 100千欧 ‎【答案】C ‎【解析】试题分析：铝线的横截面的直径为d，横截面积为S=πd2，根据数学知识确定直径是后横截面积的关系，根据体积不变，分析长度的关系，由电阻定律分析电阻的变化情况．‎ 解：铝线的横截面的直径为d，横截面积为S1=πd2，由数学知识得知，直径是后横截面积是S2=S1，由于铝线的体积不变，由长度变为原来的100倍，根据电阻定律R=得到，电阻是原来的10000倍，即为10000Ω=10KΩ．‎ 故选：C．‎ ‎【点评】本题要综合考虑电阻随导体横截面积和长度的变化，不能只考虑其一，不考虑其二．基础题．‎ ‎8. 如图所示，一价氢离子（）和二价氦离子（）的混合体，经同一加速电场U1同时加速后，垂直射入同一偏转U2电场中，偏转后，打在同一荧光屏上，则它们（ ）‎ A. 同时到达屏上同一点 B. 先后到达屏上同一点 C. 同时到达屏上不同点 D. 先后到达屏上不同点 ‎【答案】B ‎【解析】设加速电压为U1，偏转电压为U2‎ ‎，偏转极板的长度为L，板间距离为d．在加速电场中，由动能定理得：qU1=mv02 ；两种粒子在偏转电场中，水平方向做速度为v0的匀速直线运动，由于两种粒子的比荷不同，则v0不同，所以两粒子在偏转电场中运动的时间t=不同．两种粒子在加速电场中的加速度不同，位移相同，则运动的时间也不同，所以两粒子是先后离开偏转电场．在偏转电场中的偏转位移，联立得 同理可得到偏转角度的正切tanθ=，可见y和tanθ与电荷的电量和质量无关．所以出射点的位置相同，出射速度的方向也相同．故两种粒子打屏上同一点．故B正确，ACD错误．故选B．‎ 点睛：解决本题的关键知道带电粒子在加速电场和偏转电场中的运动情况，知道从静止开始经过同一加速电场加速，垂直打入偏转电场，运动轨迹相同．做选择题时，这个结论可直接运用，节省时间．‎ ‎9. 示波管是示波器的核心部件，它由电子枪、偏转电极和荧光屏组成，如图所示．如果在荧光屏上P点出现亮斑，那么示波管中的（）‎ A. 极板X应带正电 B. 极板X′应带正电 C. 极板Y应带正电 D. 极板Y′应带正电 ‎【答案】AC ‎【解析】试题分析：由亮斑位置可知电子偏转的打在偏向X，Y向，由电子所受电场力的方向确定电场的方向，再确定极板所带的电性由亮斑位置可知电子偏转的打在偏向X，Y向，由电子所受电场力的方向确定电场的方向，再确定极板所带的电性．‎ 电子受力方向与电场方向相反，因电子向X向偏转则，电场方向为X到X′，则X带正电，X′带负电；电子向方向偏转，电场方向为Y到，故Y应带正电，带负电，故AC正确．‎ ‎10. 一带电粒子射入固定在O点的点电荷的电场中，粒子轨迹如图虚线abc所示，图中实线是同心圆弧，表示电场的等势面，不计重力，可以判断（）‎ A. 粒子受到静电排斥力的作用 B. 粒子速度vb＞va C. 粒子动能Eka＜Ekc D. 粒子电势能Epb＞Epc ‎【答案】AD ‎【解析】试题分析：从粒子运动轨迹看出，轨迹向左弯曲，可知带电粒子受到了向左的力（排斥力）作用，从a到b过程中，电场力做负功，可判断电势能的大小和速度大小．a、c两点处于同一等势面上，由动能定理分析粒子在a、c两点的速度大小关系．‎ 解：A：如图所示，轨迹向左弯曲，带电粒子所受的电场力方向向左，则带电粒子受到了排斥力作用．故A正确．‎ B：从a到b过程中，带电粒子受到了排斥力作用，电场力做负功，可知电势能增大，动能减小，粒子在b点的速度一定小于在a点的速度．故B错误．‎ C：a、c两点处于同一等势面上，从a到c，电场力为零，则a、c两点动能相等，故C错误．‎ D：从b到c过程中，电场力做正功，可知电势能减小，粒子在b点的电势能一定大于在c点的电势能，故D正确．‎ 故选：AD ‎【点评】本题是轨迹问题，首先要根据弯曲的方向判断出带电粒子所受电场力方向，确定是排斥力还是吸引力．由动能定理分析动能和电势能的变化是常用的思路．‎ ‎11. 静电除尘器是目前普遍采用的一种高效除尘器，如图实线为除尘器内电场的电场线，虚线为带电粉尘的运动轨迹（不计重力作用），P、Q为运动轨迹上的两点，粉尘是从P运动到Q，下列关于带电粉尘的说法正确的是( )‎ A. 粉尘带负电 B. 粉尘带正电 C. 粉尘从P运动到Q过程，其加速度变大 D. 粉尘从P运动到Q过程，其速度变大 ‎【答案】ACD ‎【解析】试题分析：根据轨迹弯曲的方向判断电荷的正负，电场线的疏密表示场强大小，沿电场线方向电势逐渐降低，根据电场力做功判断电势能和加速度的变化．‎ 解：A、由图象知轨迹的弯曲方向即受电场力的方向与电场线方向相反，所以该粉尘颗粒带负电，A正确，B错误；‎ C、颗粒向电场线密的地方运动，该粉尘颗粒运动的加速度逐渐变大，故C正确；‎ D、电场力做正功，该粉尘颗粒的电势能逐渐变小，速度增大．故D正确；‎ 故选：ACD ‎【点评】本题考查了电场线的特点：电场线的疏密表示场强大小，沿电场线方向电势逐渐降低，属于容易题．‎ ‎12. 如图甲所示，在x轴上有一个点电荷Q（图中未画出），O、A、B为轴上三点．放在A、B两点的检验电荷受到的电场力与其所带电荷量的关系如图乙所示．以x轴的正方向为电场力的正方向，则( )‎ A. A点的电场强度大小为5×103N/C B. 点电荷Q在AB之间 C. 点电荷Q一定为正电荷 D. A点的电势比B点的电势低 ‎【答案】BD ‎【解析】由图线斜率表示场强，可知A点场强大小为：．故A错误．由图（乙），正检验电荷放在A点和负检验电荷放在B点所受电场力方向均沿x轴正方向，说明点电荷Q为负电荷且放在AB之间．故B正确，C错误．D、由图线斜率表示场强，可知B点场强大小为：‎ ‎．故说明B点距点电荷要远，因源电荷带负电，故A点的电势比B点的电势低；故D正确；故选BD.‎ 二、非选择题：‎ ‎13. 如图所示实验装置可用来探究影响平行板电容器电容的因素，其中电容器左侧极板和静电计外壳接地，电容器右侧极板与静电计金属球相连．‎ ‎（1）用丝绸摩擦过的玻璃棒接触______极板（选填左侧或右侧）使电容器带电．‎ ‎（2）下列关于实验中使用静电计的说法中正确的有________‎ A．使用静电计的目的是观察电容器电压的变化情况 B．使用静电计的目的是测量电容器电量的变化情况 C．静电计可以用电压表替代 D．静电计可以用电流表替代 ‎【答案】 (1). （1）右侧； (2). （2）A ‎【解析】（1）用丝绸摩擦过的玻璃棒带正电，接触右侧极板，使电容器带电．‎ ‎（2）静电计可测量电势差，根据指针张角的大小，观察电容器电压的变化情况，无法判断电量的变化情况．故A正确，B错误．静电计与电压表、电流表的原理不同，不能替代．电流表、电压表线圈中必须有电流通过时，指针才偏转．故CD错误．故选A．‎ ‎14. 图1为“验证牛顿第二定律”的实验装置示意图．砂和砂桶的总质量为m，小车和砝码的总质量为M．实验中用砂和砂桶总重力的大小作为细线对小车拉力的大小． ‎ ‎ ‎ ‎（1）实验中，为了使细线对小车的拉力等于小车所受的合外力，先调节长木板一端滑轮的高度，使细线与长木板平行．接下来还需要进行的一项操作是______． ‎ A．将长木板水平放置，让小车连着已经穿过打点计时器的纸带，给打点计时器通电，调节m的大小，使小车在砂和砂桶的牵引下运动，从打出的纸带判断小车是否做匀速运动． ‎ B．将长木板的一端垫起适当的高度，让小车连着已经穿过打点计时器的纸带，撤去砂和砂桶，给打点计时器通电，轻推小车，从打出的纸带判断小车是否做匀速运动． ‎ C．将长木板的一端垫起适当的高度，撤去纸带以及砂和砂桶，轻推小车，观察判断小车是否做匀速运动．‎ ‎（2）使小车质量远远 ______砝码和砝码盘的总质量（填“大于”或“小于”） ‎ ‎（3）右图2为某次实验得到的纸带，实验数据如图，图中相邻计数点之间还有4个点未画出，根据纸带可求出小车的加速度大小为______m/s2． ‎ ‎（4）该同学把砝码和砝码的总重量作为小车的拉力，并依次测出了小车的加速度．然后画出了如图3所示的图象，该图象虽是一条直线，但不通过坐标原点．原因是：______．‎ ‎【答案】 (1). （1）B； (2). （2）大于； (3). （3）0.51； (4). （4）没有平衡摩擦力或平衡摩擦力不足．‎ ‎【解析】（1）实验前将长木板的一端垫起适当的高度的目的是平衡摩擦力，为了使细线对小车的拉力等于小车所受的合外力，先调节长木板一端滑轮的高度，使细线与长木板平行．接下来还需要进行的一项操作是将长木板的一端垫起适当的高度，让小车连着已经穿过打点计时器的纸带，撤去砂和砂桶，给打点计时器通电，轻推小车，从打出的纸带判断小车是否做匀速运动，即平衡摩擦力，故选B． ‎ ‎（2）当小车质量远大于砝码与砝码盘的总质量时，可以近似认为小车所受的拉力等于砝码与砝码盘的重力． ‎ ‎（3）相邻的两个计数点之间还有四个点未画出，则计数点间的时间间隔：t=0.02×5=0.1s；‎ 由匀变速直线运动的推论：△x=at2可知，加速度：a==0.51m/s2；小车向左做加速运动，则加速度的方向向左；‎ ‎（4）由图3所示图象可知，a﹣F图象在F轴上有截距，即当拉力大到一定值时才产生加速度，说明小车所受合力小于砝码与砝码盘的重力，这由于没有平衡摩擦力或平衡摩擦力不足造成的．‎ 点睛：要提高应用匀变速直线的规律以及推论解答实验问题的能力，只要真正掌握了实验原理就能顺利解决此类实验题目，而实验步骤，实验数据的处理都与实验原理有关，故要加强对实验原理的学习和掌握．‎ 三、计算题 ‎15. 质量为m，电量为+q的带电小球用绝缘细线悬挂在O点，现加一竖直向下的匀强电场，悬线所受拉力为2mg．‎ ‎（1）求所加电场的场强E为多大？‎ ‎（2）若场强大小不变，方向变为水平向左，平衡时悬线的拉力T？‎ ‎【答案】（1）；（2）方向与水平方向成45°向右上 ‎【解析】（1）物体受力分析，由平衡条件：T=G+F 2mg=mg+Eq 解得： （2）平衡时受力分析如图：‎ ‎ 设T的方向与水平方向的夹角为θ，则tanθ=；解得：θ＝45°， 所以方向与水平方向成45°向右上．‎ ‎16. 如图所示，在匀强电场中，有A、B两点，它们间的距离为2cm，两点的连线与场强方向成60°角．将一个电荷量为﹣2×10﹣5 C的电荷由A移到B，其电势能增加了0.1J．求：‎ ‎（1）在此过程中，电场力对该电荷做了多少功？‎ ‎（2）若B点的电势为1000V，则A点的电势φA为多大？‎ ‎（3）匀强电场的场强为多大？‎ ‎【答案】（1）﹣0.1J（2）6000V.（3）5×105 V/m ‎...............‎ ‎（2）根据功的定义式知，该电荷应为负电荷．由W=qU可得：AB间的电势差 ‎ 据UAB=φA﹣φB， φB=1000V得：φA=6000V.‎ ‎（3）A、B两点间的沿电场线方向的距离为：‎ ‎ d=2×cos60°=1cm=1×10﹣2 m 由U=Ed得： ‎ 点睛：解题的关键要明确在电场中计算电势差时一定要所注意带着符号来运算，计算电场强度时，两点之间的距离一定是沿电场方向的距离．‎ ‎17. 如图所示，有一正粒子，质量为m，电荷量为q，由静止开始经电势差为U1的电场加速后，进入两块板间距离为d，板间电势差为U2的平行金属板间，若质子从两板正中间垂直电场方向射入偏转电场，并且恰能从下板右边缘穿出电场．求：‎ ‎（1）粒子刚进入偏转电场时的速度v0；‎ ‎（2）粒子在偏转电场中运动的时间和金属板的长度；‎ ‎（3）粒子穿出偏转电场时的动能．‎ ‎【答案】（1）（2） ；；（3）Ek=e（U1+U2）.‎ ‎【解析】试题分析：（1）质子在加速电场中有 ‎ ‎ ‎（2）质子在偏转电场中的运动可分解为水平方向的匀速直线运动和竖直方向的匀加速直线运动 水平方向 竖直方向 加速度 由以上各式解得极板长 运动时间 ‎（3）质子在整个运动过程中由动能定律得 质子射出电场时的动能 考点：带电粒子在电场中的运动，牛顿第二定律，动能定理 ‎【名师点睛】带电粒子在电场中的运动，综合了静电场和力学的知识，分析方法和力学的分析方法基本相同．先分析受力情况再分析运动状态和运动过程（平衡、加速、减速，直 线或曲线），然后选用恰当的规律解题．解决这类问题的基本方法有两种，第一种利用力和运动的观点，选用牛顿第二定律和运动学公式求解；第二种利用能量转化 的观点，选用动能定理和功能关系求解 ‎ ‎