【物理】安徽省蚌埠田家炳中学、五中2019-2020学年高二上学期期中考试试题（解析版）

【物理】安徽省蚌埠田家炳中学、五中2019-2020学年高二上学期期中考试试题（解析版）

蚌埠田家炳中学、五中联考期中试卷 高 二 物 理 第Ⅰ卷（选择题 共40分）‎ 一、选择题共10小题，每小题4分。在每小题给出的四个选项中，第1～6题只有一项符合题目要求，第7～10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.下列说法正确的是 A. 任何带电体所带的电荷量都是元电荷的整数倍 B. 电场线的方向即为带电粒子的运动方向 C. 在点电荷电场中，以点电荷为球心的同一球面上各点的场强都相同 D. 电场强度反映了电场力的性质，所以此电场中某点的场强与试探电荷在该点所受的电场力成正比 ‎【答案】A ‎【解析】‎ ‎【详解】A．任何带电体所带的电荷量都是元电荷的整数倍，选项A正确；‎ B．电场线的方向一般与带电粒子的运动方向是不相同的，为带电粒子的电场力方向，选项B错误；‎ C．在点电荷电场中，以点电荷为球心的同一球面上各点的场强大小都相同，但是方向不同，选项C错误；‎ D．电场强度反映了电场力的性质，其大小是由电场本身决定的，与放在电场中某点的试探电荷无关，选项D错误。‎ ‎2.A和B是两个不带电物体，它们互相摩擦后A带正电荷1.6×10-10C，下列判断错误的是 A. 在摩擦前A和B的内部没有“净电荷”‎ B. 摩擦的过程中电子从A转移到B C. B在摩擦后一定带负电1.6×10-10 C D. A在摩擦过程中失去1.6×10-10个电子 ‎【答案】D ‎【解析】‎ ‎【详解】A．在摩擦前A和B 均不带电，即其内部没有“净电荷”，选项A正确，不符合题意；‎ B．互相摩擦后A带正电荷1.6×10-10C，可知摩擦的过程中电子从A转移到B，选项B正确，不符合题意；‎ C．互相摩擦后A带正电荷1.6×10-10C ，由电荷守恒原理可知，B在摩擦后一定带负电1.6×10-10 C，选项C正确，不符合题意；‎ D． A在摩擦过程中失去个电子，选项D错误，符合题意。‎ ‎3.A、B是一条电场线上两个点，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；‎ ‎4.下列说法正确的是 A. 沿电场线方向电势降低，电场强度也逐渐变小 B. 电荷在电势高处电势能大，在电势低处电势能小 C. 电场力做功与重力做功相似，均与路径无关 D. 在电场强度为零处，电势也为零 ‎【答案】C ‎【解析】‎ ‎【详解】A．沿电场线方向电势降低，电场强度不一定逐渐变小，选项A错误；‎ B．正电荷在电势高处电势能大，在电势低处电势能小，选项B错误；‎ C．电场力做功与重力做功相似，均与路径无关，选项C正确；‎ D．在电场强度为零处，电势不一定为零，例如在等量同种电荷连线的中点处，选项D错误。‎ ‎5.如图所示为匀强电场的电场强度E随时间t变化的图象。当t＝0时，在此匀强电场中由静止释放一个带电粒子，设带电粒子只受电场力的作用，则下列说法中正确的是 A. 带电粒子将始终向同一个方向运动 B. 0～3 s内，电场力做的总功为零 C. 3 s末带电粒子的速度不为零 D. 2 s末带电粒子回到原出发点 ‎【答案】B ‎【解析】‎ ‎【详解】由牛顿第二定律可知，带电粒子在第1s内的加速度为，为第2s内加速度的，因此先加速1s再减小0.5s时速度为零，接下来的0.5s将反向加速，v-t图象如图所示：‎ A．带电粒子在前1秒匀加速运动，在第二秒内先做匀减速后反向加速，所以不是始终向一方向运动，故A错误。‎ BC．由图可知，粒子在第1s内做匀加速运动，第2s内做匀减速运动，3s末的瞬时速度刚减到0；根据动能定理知粒子只受电场力作用，前3s内动能变化为0，即电场力做的总功为零。故B正确，C错误。‎ D．根据速度时间图象与坐标轴围成的面积表示位移可知，在t=2s时，带电粒子没有回到出发点，故D错误。‎ ‎6.一金属容器置于绝缘板上，带电小球用绝缘细线悬挂于容器中，容器内的电场线分布如图所示.容器内表面为等势面，A、B为容器内表面上的两点，下列说法正确的是(　　)‎ A. A点的电场强度比B点的大 B. 小球表面的电势比容器内表面的低 C. B点的电场强度方向与该处内表面垂直 D. 将检验电荷从A点沿不同路径移到B点，电场力所做的功不同 ‎【答案】C ‎【解析】‎ 试题分析：依据电场线越疏，电场强度越弱，而电场线越密的，则电场强度越强，由图可知，则A点的电场强度比B点的小，故A错误；根据沿着电场线方向电势是降低的，可知，小球表面的电势比容器内表面的高，故B错误；因容器内表面为等势面，且电场线总垂直于等势面，因此B点的电场强度方向与该处内表面垂直，故C正确；因A、B在同一等势面上，将检验电荷从A点沿不同路径到B点，电场力所做的功相同，均为零，故D错误；故选C。‎ 考点：电场线；电场强度；电势 ‎【名师点睛】本题考查电场线的疏密与电场强度的强弱的关系，掌握电场线的方向与电势的高低的关系，理解电场线总垂直等势面，注意同一等势面上移送电荷时，电场力不做功。‎ ‎7.关于静电场的电场强度和电势，下列说法正确的是 A. 电场强度的方向处处与等电势面垂直 B. 电场强度为零的地方，电势也为零 C. 随着电场强度大小逐渐减小，电势也逐渐降低 D. 任一点的电场强度总是指向该点电势降落最快的方向 ‎【答案】AD ‎【解析】‎ 试题分析：电场线总和等势面垂直，所以电场方向也和等势面垂直，A正确；等量同种电荷的连线中点处，电场强度为零，但是电势不为零，B错误；沿电场方向电势降低，与电场强度大小无关，C错误；沿电场线的方向电势降低最快；故电场中任一点的电场强度的方向总是指向该点电势降落最快的方向，D正确 考点：考查了电场强度，电势，等势面 ‎【名师点睛】做本题的关键是知道电场强度与电势没有直接关系，电势是人为规定的，而电场强度和电场本身性质有关；电场强度的方向与等势面垂直，电场强度的方向是电势降低最快的方向；根据这些知识进行解答 ‎8.下列说法正确的是 A. 放电后的电容器电荷量为零，电容也为零 B. 带电粒子在电场中，只受电场力时，也可以做匀速圆周运动 C. 示波管屏幕上的亮线是由于电子束高速撞击荧光屏而产生的 D. 带电粒子在电场中运动时重力一定可以忽略不计 ‎【答案】BC ‎【解析】‎ ‎【详解】A．放电后的电容器电荷量为零，但是电容器的电容与是否带电无关，选项A错误；‎ B．带电粒子在电场中，只受电场力时，也可以做匀速圆周运动，例如电子可绕原子核做匀速圆周运动，选项B正确；‎ C．示波管屏幕上的亮线是由于电子束高速撞击荧光屏而产生的，选项C正确；‎ D．带电粒子在电场中运动时，重力并不是一定可以忽略不计，要根据具体的情况分析；例如液滴的重力在不做特殊说明情况下重力不能忽略；故D错误。‎ ‎9.如图所示，M、N是在真空中竖直放置的两块平行金属板，板间有匀强电场，质量为m、电荷量为－q的带电粒子(不计重力)，以初速度v0由小孔进入电场，当M、N间电压为U时，粒子刚好能到达N板，如果要使这个带电粒子能到达M、N两板间距的处返回，则下述措施能满足要求的是(　　)‎ A. 使初速度为原来 B. 使M、N间电压提高到原来的2倍 C. 使M、N间电压提高到原来的4倍 D. 使初速度和M、N间电压都减为原来的 ‎【答案】BD ‎【解析】‎ ‎【详解】A.在粒子刚好到达N板的过程中，由动能定理得－qEd＝0－，所以，令带电粒子离开M板的最远距离为x，则使初速度减为原来的，x＝，故A错误；‎ B.使M、N间电压提高到原来的2倍，电场强度变为原来的2倍，x＝，故B正确；‎ C.使M、N间电压提高到原来的4倍，电场强度变为原来的4倍，x＝，故C错误；‎ D.使初速度和M、N间电压减为原来的，电场强度变为原来的一半，x＝，故D正确。‎ ‎10.美国物理学家密立根通过研究平行板间悬浮不动的带电油滴，准确地测定了电子的电荷量。如图所示，平行板电容器两极板M、N与电压为U的恒定电源两极相连，板的间距为d。现有一质量为m的带电油滴在极板间匀速下落，则(　　)‎ A. 此时极板间的电场强度 B. 油滴带电荷量为 C. 减小极板间电压，油滴将加速下落 D. 将极板N向下缓慢移动一小段距离，油滴将向上运动 ‎【答案】AC ‎【解析】‎ ‎【详解】A．极板间电压为U，间距为d，是匀强电场，故场强为：，故A正确； B．油滴受重力和电场力，处于平衡状态，故： 解得：‎ ‎，故B错误； C．减小极板间电压，场强减小，电场力小于重力，合力向下，故油滴将加速下落，故C错误； D．将极板 N 向下缓慢移动一小段距离，板间距增大，场强减小，电场力减小，电场力小于重力，合力向下，故油滴将加速下降，故D错误。‎ ‎【点睛】本题关键是明确油滴的受力情况和运动情况，然后结合牛顿第二定律确定加速度的方向，从而判断油滴的运动情况。‎ 第Ⅱ卷（非选择题 共60分）‎ ‎11.（1）在探究两电荷间相互作用力的大小与哪些因素有关的实验中，一同学猜想可能与两电荷的间距和电荷量有关。他选用带正电的小球A和B，A球放在可移动的绝缘座上，B球用绝缘丝线悬挂于玻璃棒C点，如图所示。‎ 实验时，先保持两球电荷量不变，使A球从远处逐渐向B球靠近，观察到两球距离越小，B球悬线的偏角越大；再保持两球距离不变，改变小球所带的电荷量，观察到电荷量越大，B球悬线的偏角越大。‎ 实验表明：两电荷之间的相互作用力，随其距离的________而增大，随其所带电荷量的________而增大。‎ 此同学在探究中应用的科学方法是_________(选填“等效替代法”“控制变量法”或“演绎法”)。‎ ‎（2）如图，将带正电荷Q的导体球C靠近不带电的导体。若沿虚线1将导体分成A、B两部分，这两部分所带电荷量分别为QA、QB；若沿虚线2将导体分成两部分，这两部分所带电荷量分别为QA′和QB′。则电荷量为正的是___________（选填 QA、QB、QA′、QB′）；以上四个部分电荷量（绝对值）之间存在的等量关系是________________________‎ ‎【答案】 (1). 减小 增大 (2). 控制变量法 QA和QA′ QA=QB QA′=QB′‎ ‎【解析】‎ ‎【详解】（1）[1][2][3]．对小球B进行受力分析，可以得到小球受到的电场力：F=mgtanθ，即B球悬线的偏角越大，电场力也越大；所以使A球从远处逐渐向B 球靠近，观察到两球距离越小，B球悬线的偏角越大，说明了两电荷之间的相互作用力，随其距离的减小而增大；两球距离不变，改变小球所带的电荷量，观察到电荷量越大，B球悬线的偏角越大，说明了两电荷之间的相互作用力，随其所带电荷量的增大而增大。先保持两球电荷量不变，使A球从远处逐渐向B球靠近。这是只改变它们之间的距离；再保持两球距离不变，改变小球所带的电荷量。这是只改变电量所以采用的方法是控制变量法。 （2）[4]．根据静电感应现象可知，导体近端感应负电荷，远端感应正电荷，即QA和QA′带正电； [5]．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，因此无论从哪一条虚线切开，两部分的电荷量总是相等的，即QA=QB  QA′=QB′。‎ ‎12.长为l导体棒原来不带电，现将一个带正电的点电荷q放在棒的中心轴线上距离棒的左端R处，如图。当棒达到静电平衡后，棒上感应电荷在棒的中点O处产生的电场强度大小和方向如何？‎ ‎【答案】 沿Oq连线指向q ‎【解析】‎ ‎【详解】水平导体棒当达到静电平衡后，棒上感应电荷中点O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：‎ 由于O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，即沿Oq连线且指向+q。‎ ‎13.有一个平行板电容器，电容是1.5×10-4μF，所带电荷量为6×10-8 C。如果两板间的距离为1 mm，电容器两极板间的电场强度是多少？‎ ‎【答案】4×105 V/m ‎【解析】‎ ‎【详解】电容器的两极板间的电压为：‎ 则电场强度是 ‎14.先后让一束电子和一束氢核通过同一对平行板形成的偏转电场。进入时速度方向与板面平行，在下列两种情况下，分别求出离开时电子偏角的正切与氢核偏角的正切之比。（已知电子的质量me、氢核的质量mH）‎ ‎(1)电子与氢核的初速度相同 ‎(2)电子与氢核初动能相同 ‎【答案】(1)　 (2)1‎ ‎【解析】‎ ‎【详解】粒子在偏转电场中做类平抛运动，由动力学知识可得： 水平方向 ‎ L=v0t ‎ 加速度 ‎ ‎ 竖直分速度 vy=at 速度偏向角正切 ‎ ‎（1）如果电子和氢核的初速度相同，由上公式，可知偏转角的正切值与质量成反比，所以离开时电子偏角的正切和氢核偏角的正切之比为 ‎；‎ ‎（2）如果电子和氢核的初动能相同，由上公式，可知偏转角的正切值与电量成正比，所以离开时氦核偏角的正切和氢核偏角的正切之比为 ‎．‎ ‎15.A、B是两个电荷量都是Q的点电荷，相距l，AB连线中点为O。现将另一个电荷量为q的点电荷放置在AB连线的中垂线上，距O为x的C处（图甲）。‎ ‎（1）若此时q所受的静电力为F1，试求F1的大小。‎ ‎（2）若A的电荷量变为﹣Q，其他条件都不变（图乙），此时q所受的静电力大小为F2，求F2的大小。‎ ‎（3）为使F2大于F1，l和x的大小应满足什么关系？‎ ‎【答案】(1) (2) (3) ‎ ‎【解析】‎ ‎【详解】（1）设q为正电荷，在C点，A、B两电荷对q产生的电场力大小相同，为：‎ 方向分别为由A指向C和由B指向C，如图： ‎ ‎ 故C处的电场力大小为：‎ F1=2FAsinθ 方向由O指向C。‎ 其中： ‎ 所以：‎ ‎ ‎ ‎（2）若A的电荷量变为-Q，其他条件都不变，则C处q受到的电场力：‎ F2=2FAcosθ 其中：‎ ‎ ‎ 所以：‎ ‎ ‎ 方向由B指向A。‎ ‎（3）为使F2大于F1，则：‎ ‎＞‎ 即：‎ l＞2x