广东省蕉岭县蕉岭中学2019-2020学年高二上学期第一次段考物理试题

广东省蕉岭县蕉岭中学2019-2020学年高二上学期第一次段考物理试题

蕉岭中学2019—2020学年度高二级第一学期期中考试 理科物理试题 一、单项选择题 ‎1.在国际单位制中，电荷量的单位是　　‎ A. 安培 B. 库仑 C. 伏特 D. 特斯拉 ‎【答案】B ‎【解析】‎ ‎【分析】‎ 电学中各个物理量都有自己的国际单位；电荷量的国际单位是库仑，简称库，符号为C．‎ ‎【详解】电荷量的国际单位是库仑，简称库，符号为C．故B正确，ACD错误；故选B。‎ ‎2.电场强度的定义式为 A. 该定义式只适用于点电荷产生的电场 B. 是检验电荷所受到的力，是产生电场的电荷电量 C. 场强的方向与的方向相同 D. 场强与试探电荷无关 ‎【答案】D ‎【解析】‎ ‎【详解】电场强度的定义式为，该定义式适用于电场，电场强度与试探电荷所受电场力、试探电荷的电量无关，不能说和成正比，和成反比；根据物理学上规定可知，电场强度的方向与正电荷所受电场力方向相同，与负电荷所受电场力方向相反；‎ A. 与分析不符，故A错误；‎ B.与分析不符，故B错误； ‎ C. 与分析不符，故C错误；‎ D. 与分析相符，故D正确。‎ ‎3.在静电场中，下列有关电势能、电势判断正确的是（　　）‎ A. 电势能、电势都是仅有电场本身因素决定，与处于电场中的电荷无关 B. 电势高的地方，电荷的电势能一定大 C. 电势能等于两点的电势差 D. 某点电势的大小等于单位电荷在该点与在参考点的电势能差的大小 ‎【答案】D ‎【解析】‎ ‎【详解】电势仅有电场本身因素决定，电势能与电势和处于电场中的电荷都有关，选项A错误；电势高的地方，正电荷的电势能一定大，负电荷的电势能小，选项B错误；电势能等于电势与电量的乘积，选项C错误；某点电势的大小等于单位电荷在该点与在参考点的电势能差的大小，选项D正确；故选D.‎ ‎4.如图所示，三个点电荷q1、q2、q3固定在同一直线上，q2与q 3间距离为q 1与q 2间距离的2倍，每个电荷所受静电力的合力均为零，由此可以判定，三个电荷的电荷量之比为 A. （－9）∶4∶（－36） B. 9∶4∶36‎ C. （－3）∶2∶（－6） D. 3∶2∶6‎ ‎【答案】A ‎【解析】‎ ‎【详解】若q2为负电荷，假设q1带负电，要使q2平衡则q3也应带负电，但此时q1、q3因都受斥力而不平衡，故q1带正电，同理分析q3带正电。 若同理也可能是q1、q3带负电，q2带正电。 由于三个电荷均处于平衡状态，所以 对q1有：‎ ‎…①‎ 对q2有：‎ ‎ ②‎ 对q3有：‎ ‎…③‎ 联立①②③可解得：‎ ‎ ‎ 根据题意可知l2=2l1，所以 q1：q2：q3=：1：9‎ 由于q1、q3是同种电荷，故 q1：q2：q3=-9：4：-36或q1：q2：q3=9：-4：36；‎ A．（－9）∶4∶（－36），与结论相符，选项A正确；‎ B．9∶4∶36，与结论不相符，选项B错误；‎ C．（－3）∶2∶（－6），与结论不相符，选项C错误；‎ D．3∶2∶6，与结论不相符，选项D错误；‎ ‎5.a、b、c、d是匀强电场中的四个点，它们正好是一个矩形的四个顶点。电场线与矩形所在的平面平行。已知a点的电势是20V，b点的电势是24V，d点的电势是4V，如图。由此可知，c点的电势为（ ）‎ A. 4V B. 8V C. 12V D. 24V ‎【答案】B ‎【解析】‎ 试题分析：‎ 根据在匀强电场中将某一线段等分同时就将该线段两端的电势差等分将线段bd五等分，如图所示，则Ube=Ubd=×（24-4）=4v，故Ube=φb-φe=4v，故φf-φd=4v，故φe=24-4=20v．φf=8v．故φa=φe，连接cf，则cf∥ae，故c点的电势φc=φf=8v．故B正确．故选B。‎ 考点：电势 ‎【名师点睛】①在匀强电场中将某一线段等分同时就将该线段两端的电势差等分；②在匀强电场中电场线平行且均匀分布故等势线平行且均匀分布．以上两点是解决此类题目的金钥匙。‎ ‎6.A、B是一条电场线上的两个点，一带负电的微粒仅在静电力作用下以一定的初速度从A点沿电场线运动到B点，其速度v与时间t的关系图象如图所示。则此电场的电场线分布可能是选项图中的 A. B. C. D. ‎ ‎【答案】A ‎【解析】‎ ‎【详解】由v-t图象可知，微粒的速度在逐渐减小，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，由F=qE知，场强增大，电场线越来越密。电场力方向与其运动方向相反，电场力向左，所以电场线方向向右。‎ A．该图与结论相符，选项A正确；‎ B．该图与结论不相符，选项B错误；‎ C．该图与结论不相符，选项C错误；‎ D．该图与结论不相符，选项D错误；‎ ‎7.如图所示是两个不同电阻的I-U图象，则图象①②表示的电阻及两电阻串联或并联后的I-U图象所在区域分别是 （ ）‎ A. ①表示大电阻值的图象，并联后在区域III B. ①表示小电阻值的图象，并联后在区域Ⅱ C. ②表示大电阻值的图象，并联后在区域Ⅱ D. ②表示大电阻值的图象，串联后在区域III ‎【答案】D ‎【解析】‎ ‎【详解】由图线看出图线①斜率大于图线②的斜率，根据欧姆定律分析得知，图线①的电阻较小，图线②的电阻较大。两个电阻并联后，总电阻比任何一个电阻都小，图线的斜率比图线①还大，所以并联后图线在区域Ⅰ。两电阻串联后总比任何一个电阻都大，图线的斜率比图线②还小，所以串联后图线在区域Ⅲ。‎ ABC.由上分析可知，并联后在区域Ⅰ，故ABC错误；‎ D.由上分析可知，串联后在区域III，故D正确。‎ ‎8.分别将带正电、负电和不带电的三个等质量小球，分别以相同的水平速度由P点射入水平放置的平行金属板间，已知上板带负电，下板接地．三小球分别落在图中A、B、C三点，则正确的是（ ）‎ A. A带正电、B不带电、C带负电 B. 三小球在电场中加速度大小关系是：aA＞aB＞aC C. 三小球在电场中运动时间相等 D. 三小球到达下板时的动能关系是EkC＜EkB＜EkA ‎【答案】A ‎【解析】‎ ‎【详解】ABC.A、B、C三个小球在水平方向都做匀速直线运动，由图看出水平位移关系是：xA＞xB＞xC．三个小球水平速度v0相同，由x=v0t得，运动时间关系是：tA＞tB＞tC．竖直方向上三个小球都做匀加速直线运动，由图看出竖直位移y大小相等，由，得加速度关系为：aA＜aB＜aC．根据牛顿第二定律得到合力关系为：FA＜FB＜FC，三个小球重力相同，而平行金属板上板带负极，可以判断出来A带正电、B不带电、C带负电。故A正确，BC错误。‎ D.三个小球所受合力方向都竖直向下，都做正功，竖直位移大小相等，而合力FA＜FB＜FC，则合力做功大小关系为：WA＜WB＜WC，根据动能定理得，三小球到达下板时的动能关系是EkC＞EkB＞EkA．故D错误。‎ ‎9.如图所示，一平行板电容器的两极板与一电压恒定的电源相连，极板水平放置，极板间距为；在下极板上叠放一厚度为的金属板，其上部空间有一带电粒子 静止在电容器中。当把金属板从电容器中快速抽出后，粒子开始运动。重力加速度为。粒子运动的加速度为（ ）‎ A. B. C. D. ‎ ‎【答案】A ‎【解析】‎ ‎【详解】粒子受重力和电场力，开始时平衡，有：‎ ‎   ①‎ 当把金属板从电容器中快速抽出后，根据牛顿第二定律，有：‎ mg-q=ma  ②‎ 联立①②解得：‎ A. ，与结论相符，选项A符合题意；‎ B. ，与结论不相符，选项B不符合题意；‎ C. ，与结论不相符，选项C不符合题意；‎ D. ，与结论不相符，选项D不符合题意；‎ ‎10.如图所示，匀强电场水平向左，带正电的小物块沿绝缘水平面向右运动，经A点时动能为100J，经B点时动能减少了原来的4/5.在减小的动能中有3/5转化为电势能，则它再次经过B点时具有的动能大小为（）‎ A. 4J B. 6J C. 8J D. 12J ‎【答案】A ‎【解析】‎ ‎【分析】‎ 由题中“带正电的小物块沿绝缘水平面向右运动”可知，本题考查动能定理、摩擦力做功和电场力做功，运用动能定理，合外力做功等于动能的变化量可求解本题。‎ ‎【详解】设物体向右最终运动到C点，然后返回，AB间的距离为x1，BC间的距离为x2，则由动能定理可得 所以 又有 则 即由B到C，电势能增加12J，所以克服摩擦力做功，则得摩擦力小于电场力，则物块的速度能减小到零再返回，因此由B到C再到B的过程中有 解得：‎ A.4J，与计算结果相符，故A项正确；‎ B.6J，与计算结果不符，故B项错误；‎ C.8J，与计算结果不符，故C项错误；‎ D.12J，与计算结果不符，故D项错误。‎ 二、多项选择题 ‎11.两个半径相同的金属小球（视为点电荷），带电荷量之比为1∶7，相距为r，两者相互接触后再放回原来的位置上，则相互作用力可能为原来的 A. B. C. D. 1‎ ‎【答案】BC ‎【解析】‎ ‎【详解】由库仑定律可得两球接触前的库仑力为：‎ 当两球带同种电荷时，两球接触后平分电量，则两球的电量为：‎ 两球接触后的库仑力为：‎ 当两球带异种电荷时，两球接触中和后再平分电量，则两球的电量为：‎ ‎ ‎ 两球接触后的库仑力为：‎ ‎。‎ A．，与结论不相符，选项A错误；‎ B．，与结论相符，选项B正确；‎ C．，与结论相符，选项C正确；‎ D．1，与结论不相符，选项D错误；‎ ‎12.如图所示，虚线是某静电场的一簇等势线，边上标有电势的值，一带电粒子只在电场力作用下恰能沿图中的实线从A经过B运动到C，下列判断正确的是（ ）‎ A. 粒子一定带负电 B. A处场强大于C处场强 C. 粒子A处电势能小于在C处电势能 D. 粒子从A到B电场力所做的功大于从B到C电场力所做的功 ‎【答案】BC ‎【解析】‎ ‎【详解】A. 根据电场线与等势面垂直且由高电势指向低电势，可知电场线方向大致向左，根据粒子轨迹的弯曲方向可知，粒子所受的电场力方向大致向左，则知粒子一定带正电，故A错误；‎ B. 等差等势面的疏密反映电场强度的大小，处场强大于处场强，故B正确；‎ C. 从点运动到点，电场力方向与速度夹角大于，电场力做负功，电势能增大，故C正确；‎ D. 根据知电势差相同，电场力做功相同，所以粒子从到电场力所做的功等于从到电场力所做的功，故D错误。‎ ‎13.如图，在P板附近有一电子由静止开始向Q板运动．已知两极板间电势差为U，板间距为d，电子质量为m，电荷量为e.则关于电子在两板间的运动情况，下列叙述不正确的是 A. 若将板间距d增大一倍，则电子到达Q板的速率保持不变 B. 若将板间距d增大一倍，则电子到达Q板的速率也增大一倍 C. 若将两极板间电势差U增大一倍，则电子到达Q板的时间保持不变 D. 若将两极板间电势差U增大一倍，则电子到达Q板的时间减为一半 ‎【答案】BCD ‎【解析】‎ ‎【详解】AB．根据动能定理得 ‎ ‎ 知电子到达Q板的速度为：‎ 将板间距离增大一倍，因为电压不变，电子到达Q板的速率不变，故A正确，不符合题意；B错误，符合题意； CD．电子的加速度为：‎ 根据 得：‎ 若将两极板间电势差U增大一倍，则电子到达Q板的时间减为原来的 倍，故CD错误，符合题意；‎ ‎14.如图所示，截面积为S的导线中通有电流I.已知导线每单位体积有n个自由电子，每个自由电子的电荷量是e，自由电子定向移动的速率是v，则在时间Δt内通过导线截面的自由电子数是(　　) ‎ A. nSvΔt B. nvΔt C. D. ‎ ‎【答案】AC ‎【解析】‎ ‎【分析】‎ 由电流定义式和微观表达式可以得到时间t内通过导线横截面电量，再根据元电荷的性质可求得通过的电子数．‎ ‎【详解】电流，则时间内通过导线横截面的电量为：，则在时间内通过导线横截面的电子数为：，根据电流的微观表达式为：I=nevS，则有：，故选AC。‎ ‎【点睛】本题考查电流的定义，重点掌握电流的各种表达式，只要能灵活选取表达式并进行计算即可求解．‎ ‎15.两个等量同种点电荷固定于光滑水平面上，其连线中垂线上有A B、C三点，如图甲所示，一个电荷量为2C,质量为1 kg的物块从C点由静止释放，其运动的v-t图象如图乙所示，其中B点处为整条图线切线斜率最大的位置（图中标出了该切线）。则下列说法正确的是 A. B点为中垂线上电场强度最大的点，场强E= 1N/C B. 由C到A的过程中物块的电势能先减小后变大 C. 由C点到A点的电势逐渐升高 D. A,B两点间的电势差UAB=-5V ‎【答案】AD ‎【解析】‎ ‎【详解】A．据v-t图可知物块在B点的加速度最大，为 ‎ ‎ 所受的电场力最大为 ‎ F=ma=2N 据知，B点的场强最大为 故A正确。 B．据v-t图可知，由C到A的过程中物块的速度增大，电场力做正功，电势能减小，故B错误。 C．据两个等量的同种正电荷，其连线中垂线上电场强度方向由O点沿中垂线指向外侧，故由C点到A点的过程中电势逐渐减小，故C错误。 D．据v-t图可知A、B两点的速度，在根据动能定理得 ‎ ‎ 由图知，vA=6m/s，vB=4m/s，解得 UAB=-5V 故D正确。‎ 三、实验题 ‎16.下图是用打点计时器研究小车的匀变速直线运动时所打出的一条纸带。A、B、C、D、E 为我们在纸带上所选的计数点。已知相邻计数点间还有4个点未画出。则打点计时器打下C点时小车的瞬时速度为____________m/s，小车的加速度大小为___________ m/s2（保留两位有效数字）。‎ ‎【答案】 (1). 0.30m/s (2). 0.40m/s2‎ ‎【解析】‎ ‎【详解】[1]．根据匀变速直线运动规律有：‎ ‎[2]．由题意可知：x1=24mm=2.4cm，x2=52mm-24mm=2.8cm，x3=84mm-52mm=3.2cm，x4=120mm-84mm=3.6cm 根据△x=aT2，其中△x=0.4cm，T=0.1s，故代入数据解得：‎ a=0.40m/s2；‎ ‎17.用如图所示的实验装置验证机械能守恒定律，实验所用的电源为学生电源，输出电压有交流电和直流电两种，重锤从高处由静止开始下落，打点计时器在重锤拖着的纸带上打出一系列的点，对图中纸带上的点迹进行测量，即可验证机械能守恒定律．‎ ‎（1）下列几个操作步骤中：‎ A．按照图示，安装好实验装置；‎ B．将打点计时器接到电源的“交流输出”上；‎ C．用天平测出重锤的质量；‎ D．先释放重锤，后接通电源，纸带随着重锤运动，打点计时器在纸带上打下一系列点；‎ E．测量纸带上某些点间的距离；‎ F．根据测量的结果计算重锤下落过程中减少的重力势能是否等于增加的动能．‎ 没有必要的是________，操作错误的是___________．（填步骤前相应的字母）‎ ‎（2）在某次实验中,假设质量为m的重锤由静止自由下落，带动纸带打出一系列的点，如图所示。相邻计数点间的时间间隔为0.02s，距离单位为cm。（g＝9.8m/s2）（所有计算结果保留小数点后两位）‎ ‎①打点计时器打下计数点B时，物体的速度＝___________m/s；‎ ‎②从起点O到打下计数点B的过程中物体的动能增加量＝______，势能减少量＝_________。‎ ‎③通过计算，数值上小于，其主要原因为__________________。‎ ‎【答案】 (1). C (2). D (3). 3.11 (4). 4.84mJ (5). 4.86mJ (6). 下落过中纸带与打点计时器间有摩擦阻力，或有阻力的影响 ‎【解析】‎ ‎【详解】(1)[1]因为我们是比较mgh、的大小关系，所以m可约去比较，不需要用天平，故C没有必要.‎ ‎[2]开始记录时应先给打点计时器通电，然后再释放重锤，让它带着纸带一同落下，如果先放开纸带让重物下落再接通打点计时时器的电源，因为重物运动较快不利于数据的采集和处理，会对实验产生较大的误差，故D错误.‎ ‎(2)[3]利用中点时刻的速度等于平均速度可得：‎ ‎[4]从O到B动能增加量：‎ ‎.‎ ‎[5]从O到B重力势能减小量：‎ ‎[6]产生误差的主要原因是：纸带与打点计时器间有摩擦阻力，或有阻力的影响等.‎ 四、计算题 ‎18.如图所示，两平行金属板A、B间为一匀强电场，C、D为电场中的两点，且CD＝4cm，CD连线与竖直方向成60°角．已知电子从C点移到D点电场力做功为－3.2×10-17J，电子电荷量为，求：‎ ‎(1)C、D两点间的电势差。‎ ‎(2)若，求D点电势。‎ ‎(3)匀强电场的场强大小 ‎【答案】(1)；(2)；(3) ‎ ‎【解析】‎ ‎【详解】(1)、两点间电势差：‎ ‎(2)、两点间的电势差：‎ 点电势：‎ ‎(3)根据题意有：‎ 解得：‎ ‎19.在图所示的电路中，小量程电流表的内阻Rg＝100Ω，满偏电流Ig＝1mA，R1＝900Ω，R2＝‎ Ω。‎ ‎（1）当S1和S2均断开时，改装所成的表是什么表？量程为多大？‎ ‎（2）当S1和S2均闭合时，改装所成的表是什么表？量程为多大？‎ ‎【答案】（1）电压表 1 V （2）电流表 1 A ‎【解析】‎ ‎【分析】‎ 本题的关键是明确串联电阻具有分压作用，并联电阻具有分流作用，即电流表改装为电压表时，应将电流表与电阻串联，改装为电流表时，应将电流表与电阻并联。‎ ‎【详解】由图示电路图可知，当S1和S2均断开时，G与R1串联，此时为电压表，改装后电压流表量程为：U=Ig（R1+Rg）=0.001×（100+900）=1.0V；由图示电路图可知，当S1和S2均闭合时，G与R2并联，此时为电流表，改装后电流表量程为： I=Ig+IR2=Ig+=0.001+=1.0A；‎ ‎【点睛】明确串联电阻具有分压作用和并联电阻具有分流作用的含义，理解电压表与电流表改装的原理。‎ ‎20.如图所示，两平行金属板A、B长为L＝8cm，两板间距离d＝8cm，A板比B板电势高300V，一带正电的粒子电荷量为q＝1.0×10－10C，质量为m＝1.0×10－20kg，沿电场中心线RO垂直电场线飞入电场，初速度v0＝2.0×106m/s，粒子飞出电场后经过界面MN、PS间的无电场区域，然后进入固定在O点的点电荷Q形成的电场区域（设界面PS右侧点电荷的电场分布不受界面的影响）。已知两界面MN、PS相距为s1=12cm，D是中心线RO与界面PS的交点，O点在中心线上，距离界面PS为s2=9cm，粒子穿过界面PS做匀速圆周运动，最后垂直打在放置于中心线上的荧光屏bc上。（静电力常量k＝9.0×109N·m2/C2，粒子的重力不计）‎ ‎（1）求粒子穿过界面MN时偏离中心线RO的距离多远？到达PS界面时离D点多远？‎ ‎（2）在图上粗略画出粒子的运动轨迹。‎ ‎（3）确定点电荷Q的电性并求其电荷量的大小。‎ ‎【答案】（1）3cm，12cm；（2）；（3）Q带负电，1.04×10－8C ‎【解析】‎ ‎【详解】（1）粒子穿过界面MN时偏离中心线RO的距离（侧向位移）：‎ y＝at2‎ a＝＝‎ L＝v0t 则 y＝at2＝·（）2＝0.03m＝3cm 粒子在离开电场后将做匀速直线运动，其轨迹与PS交于H，设H到中心线的距离为Y，‎ 界面距离为则有解得 Y＝4y＝12cm ‎（2）第一段是抛物线、第二段是直线、第三段是圆弧；‎ ‎（3）粒子到达H点时，其水平速度 vx＝v0＝2.0×106m/s 竖直速度 vy＝at＝1.5×106m/s 则 v合＝2.5×106m/s 该粒子在穿过界面PS后绕点电荷Q做匀速圆周运动，所以Q带负电，根据几何关系可知半径r＝15 cm 解得 Q≈1.04×10－8C ‎ ‎