2017-2018学年福建省福建师范大学第二附属中学高二上学期期中考试物理试题（解析版）

2017-2018学年福建省福建师范大学第二附属中学高二上学期期中考试物理试题（解析版）

福建省福建师范大学第二附属中学2017-2018学年高二 上学期期中考试物理试题 一、单项选择题 ‎1. 把一个带电量为+q的检验电荷放在电场中的P点，测得P点的电场强度大小为E，场强的方向向东，有关P点的场强的说法，正确的是( )‎ A. 若把-q的检验电荷放在P，则测得P点的场强大小仍为E，方向向西 B. 若把电量为+2q的点电荷放在P点，则测得P点的场强大小为2E，方向向东 C. 若在P点不放电荷，那么P点的场强为零 D. 只要P点在电场中的位置确定，它的场强应是一个确定值 ‎【答案】D ‎ 2. 如图两个等量异种点电荷电场，AB为中垂线，且AO=BO，则( )‎ A. A、B两点场强相等 B. 正电荷从A运动到B，电势能增加 C. 负电荷从A运动到B，电势能增加 D. A点电势高于B点电势 ‎【答案】B ‎【解析】一对等量异号电荷的电场强度关于两者的连线对称，故A、B两点的电场强度相同，故A正确，一对等量异号电荷的连线的中垂线是等势面，故无论是正电荷还是负电荷从等势面上的A点移动到另一点B，电场力做的功一定为零，故电势能不变，故BC错误；一对等量异号电荷的连线的中垂线是等势面，故A、B两点的电势相等，电势差为零，故D错误；故选A．‎ 点睛：本题关键是明确一对等量异号电荷的电场线分布图和等势面分布图，要做到胸中有图；同时要特别注意两个电荷的连线和中垂线上的电场情况．‎ ‎3. 如图所示点电荷电场中，将检验电荷从A点分别移到以点电荷为中心的同一圆周上的B、C、D、E各点，则电场力做的功（ ）‎ A. 从A到B做功最多．‎ B. 从A到C做功最多．‎ C. 从A到E做功最多．‎ D. 做功一样多．‎ ‎【答案】C ‎【解析】试题分析：因为虚线所示的圆面是等势面，则AE、AD、AC、AB之间的电势差相等，所以根据W=Uq可知将检验电荷从A点分别移到以点电荷为中心的同一圆周上的B、C、D、E各点，则电场力做的功相等，故选D.‎ 考点：电场力的功.‎ ‎4. 如图所示，实线是一个电场中的电场线，虚线是一个负试探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处电势能小 C. b处电势高 D. 电荷在b处速度小 ‎【答案】B ‎【解析】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，所以粒子在b点的加速度大，故A错误；‎ B、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，故B错误；‎ 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，故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，故D正确．‎ 故选D．‎ ‎【点评】加强基础知识的学习，掌握住电场线的特点，即可解决本题．‎ ‎5. 如图，是某电场中的一条直电场线，一电子（重力不计）从a点由静止释放，它将沿直线向b点运动，则可判断( )‎ ‎ ‎ A. 该电场一定是匀强电场 B. 场强Ea一定小于Eb C. 电子具有的电势能EPa一定大于EPb D. 两点的电势φa一定高于φb ‎【答案】B ‎【解析】试题分析：电场线的疏密代表电场的强弱，电场线越密，场强越大，电场线越疏，场强越小．电场力F=qE．‎ 负电荷由静止释放，且由a向b运动，则说明负电荷所受的电场力一定是由a指向b．而负电荷所受的电场力方向与场强方向相反，确定出电场线的方向．由于不知负电荷由a运动到b的过程中电场力的变化情况，因此无法确定场强大小关系．‎ 解：A、据题，负电荷由静止释放，且由a向b运动，则负电荷所受的电场力一定是由a指向b．因为负电荷所受的电场力方向与场强方向相反，说明电场线的方向一定是由b指向a．由于不知负电荷由a运动到b的过程中电场力的变化情况，因此无法确定场强大小关系，故AB错误；‎ C、由题意知，电场力对电子做正功，电势能减小，所以电子具有的电势能EPa一定大于EPb，故C正确；‎ D、由A可知电场方向由b指向a，而沿着电场线方向电势降低，所以电势φa一定低于φb，故D错误．‎ 故选：C 点评：本题考查判断推理能力，抓住电场强度方向与负电荷所受电场力方向相反是关键．基础题．‎ ‎6. 一平行板电容器充电后与电源断开，正极板接地，在两极板间有一正电荷(电量很小)固定在P点，如图所示.以E表示两极板间的场强，U表示电容器的电压，ε表示正电荷在P点的电势能，若保持负极板不动，将正极板移到图中虚线所示的位置，则：‎ A. U变小，E不变 B. E变大，ε变大 C. U变小，ε变大目 D. U不变，ε变大 ‎【答案】D ‎【解析】平行板电容器充电后与电源断开后所带电量Q不变，根据电容的决定式，由电容的定义式及可得，则板间场强E不变．由电容的决定式 得到电容C增大，由电容的定义式分析得知，电压U变小．由U=Ed得知，P点与上板间的电势差变小，而P点的电势低于上板电势，则P点的升高，正电荷的电势能ɛ变大．故选AC.‎ ‎7. 一根阻值为R的均匀电阻丝，长为L，横截面积为S，设温度不变，在下列哪些情况下其电阻值仍为R A. 当L不变，S增大一倍时 B. 当S不变，L增大一倍时 C. L和S都缩小为原来的1/2‎ D. 当L和横截面的半径都增大一倍时。‎ ‎【答案】C ‎【解析】试题分析：根据可知，当L不变，S增大一倍时，电阻变为原来的一半，选项A错误；当S不变，L增大一倍时，电阻变为原来的2倍，选项B错误；当L和S都缩短为原来的1/2时，电阻不变，选项C正确；当L和横截面的半径都增大一倍时，S变为原来的4倍，则电阻变为原来的一半，选项D错误；故选C．‎ 考点：电阻定律 ‎【名师点睛】此题是对电阻定律的考查；关键是掌握电阻定律的表达式，并理解式中各个物理量的物理意义；基础题，比较简单．‎ ‎8. 电子在电势差为U1的加速电场中由静止开始运动，然后射入电势差为U2的两块平行极板间的电场中。在满足电子能射出平行板区的条件下，下列四种情况下，一定能使电子的偏转角变大的是 A. U1变大，U2变大 B. U1变小，U2变大 C. U1变大，U2变小 D. U1变小，U2变小 ‎【答案】C ‎【解析】在加速电场U1中，，进入偏转电场，一定能使电子的偏转角变大的是U1变小, U2变大，B对。‎ ‎9. 如图所示，在平行板电容器正中有一个带电微粒.电键闭合后，该微粒恰好能保持静止.现将电键断开，能使该带电微粒向上运动打到上极板的做法是( )‎ ‎ ‎ A. 上移上极板M B. 上移下极板N C. 左移上极板M D. 把下极板N接地 ‎【答案】B ‎【解析】微粒恰好能保持静止，表明微粒受到的竖直向上的电场力等于重力，要使该带电微粒向上运动打到上极板，可以将极板间的场强增大，在S闭合情况下，极板间电势差不变，可以减小极板间的距离，B正确、ACD错误。 ‎ 故选：B。‎ ‎【名师点睛】‎ 保持K闭合时电容板间电压保持不变，根据公式E=U/d，分析板间场强的变化，判断能否使带电微粒向上加速运动。‎ 二、多项选择题 ‎10. a、b、c三个α()粒子由同一点垂直场强方向同时进入偏转电场，其轨迹如图所示，其中b恰好飞出电场，由此可以肯定（ ）‎ ‎ ‎ A. 在b飞离电场的同时，a刚好打在负极板上 B. b和c同时飞离电场 C. 进入电场时，c的速度最大，a的速度最小 D. 动能的增量相比，c的最小，a和b的一样大 ‎【答案】C ‎【解析】A、三个粒子所受的电场力相等，加速度大小相等，在竖直方向上有：，知a、b的偏转位移相等，大于c的偏转位移，知a、b的运动时间相等，大于c的时间，故A正确，B错误； C、因为a的水平位移小于b的水平位移，时间相等，则a的速度小于b的速度，b的水平位移和c的水平位移相等，b的时间大于c的时间，则b的速度小于c的速度，所以进入电场时，c的速度最大，a的速度最小，故C正确； D、根据动能定理知，a、b的偏转位移相等，则电场力做功相等，大于c电场力做功，所以a、b的动能增量相等，大于c的动能增量，故D错误。‎ 点睛：解决本题的关键掌握处理类平抛运动的方法，在沿电场方向上做匀加速直线运动，垂直电场方向上做匀速直线运动，结合运动学公式抓住等时性进行分析求解。‎ ‎11. 在静电场中：‎ A. 电场强度处处为零的区域内,电势也一定处处为零;‎ B. 电场强度处处相同的区域内,电势也一定处处相同;‎ C. 电场强度的方向总是跟等势面垂直的;‎ D. 沿着电场强度的方向,电势总是不断降低的 ‎【答案】ACD ‎【解析】试题分析：电场强度与电势没有必然联系，电场强度为零的地方，电势不一定为零，如等量同种电荷连线的中点处，场强为零，电势不为零，故A错；B选项中，若电场为匀强电场，电场处处相同，电势不一定相等，B错；C选项中，电场强度的方向总是跟等势面垂直，C对；沿着电场强度的方向，电势总是不断降低，D对。‎ 考点：电场强度与电势的关系。‎ ‎【名师点睛】电场线、电场强度、电势、等势面之间的关系 ‎1．电场线与电场强度的关系：电场线越密的地方表示电场强度越大，电场线上每点的切线方向表示该点的电场强度方向．‎ ‎2．电场线与等势面的关系：电场线与等势面垂直，并从电势较高的等势面指向电势较低的等势面．‎ ‎3．电场强度数值与电势数值无直接关系：电场强度大（或小）的地方电势不一定大（或小），零电势可人为选取，而电场强度是否为零则由电场本身决定．‎ ‎12. 下列说法中，正确的是( )‎ A. 当两个正点电荷互相靠近时，它们之间的库仑力增大，它们的电势能也增大 B. 当两个负点电荷互相靠近时，它们之间的库仑力增大，它们的电势能也增大 C. 一个正电荷与一个负点电荷互相靠近时，它们之间的库仑力增大，它们的电势能也增大 D. 一个正点电荷与一个负点电荷互相靠近时，它们之间的库仑力减小，它们的电势能也减小 ‎【答案】CD ‎【解析】当两个正点电荷互相靠近时，它们之间的库仑力增大，由于要克服斥力做负功，则它们的电势能增大；同理当两个负点电荷互相靠近时，它们之间的库仑力增大，它们的电势能也增大，选项AB正确；一个正电荷与一个负点电荷互相靠近时，它们之间的库仑力增大，由于库仑力做正功，则它们的电势能减小，选项CD错误；故选AB. ‎ ‎13. 对于某个给定的电容器来说，在图中哪些图线恰当地描述了其带电量Q、两端的电压U、电容量C之间的相互关系（ ）‎ A. B. ‎ C. D. ‎ ‎【答案】AD ‎【解析】对于给定的电容器，其电容C一定，C-Q图象及C-U图线均平行于横轴．故A错误，B正确．对于给定的电容器，其电容C一定，电量Q=CU，Q与U成正比，Q-U图象是过原点的倾斜的直线．故C 正确；对于给定的电容器，其电容C一定，Q-C图象平行于纵轴，故D正确．故选BCD．‎ 点睛：本题考查识别、理解物理图象的能力．要抓住电容定义的方法：比值定义法，定义出来C与Q、U无关，反映电容器本身的性质．‎ ‎14. 如图所示，虚线表示电场的一族等势面且相邻等势面电势差相等，一个带正电的粒子以一定的初速度进入电场后，只在电场力作用下沿实线轨迹运动，粒子先后通过M点和N点．在这一过程中，电场力做负功，由此可判断出(　　)‎ A. a点的电势高于d点的电势 B. 粒子在N点的电势能比在M点的电势能大 C. 粒子在M点的速率小于在N点的速率 D. 粒子在M点受到的电场力比在N点受到的电场力大 ‎【答案】AD 点睛：本题关键要知道电场线与等势面垂直，等差等势面的疏密程度也反映电场的强弱，电场力做正功，电势能减小，电场力做负功，电势能增加．‎ ‎15. 用控制变量法，可以研究影响平行板电容器电容的因素．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变大 ‎【答案】BC ‎【解析】试题分析：静电计测定电容器极板间的电势差，电势差越大，指针的偏角越大．根据电容的决定式C=分析极板间距离、正对面积变化时电容的变化情况，由于极板所带电荷量不变，再由电容的定义式C=分析板间电势差的变化，即可再确定静电计指针的偏角变化情况．‎ 解：A、B、根据电容的决定式C=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C=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．‎ C、D、根据电容的决定式C=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C=分析可知板间电势差增大，静电计指针的偏角θ变大．故C错误，D正确．‎ 故选：AD ‎【点评】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C=和C=．‎ 三、计算题 ‎16. 沿水平方向的场强为E=6×103V/m的足够大的匀强电场中，用绝缘细线系一个质量m=8.0g的带电小球，线的另一端固定于O点，平衡时悬线与竖直方向成α角，α=37°，如图所示，求 ‎（1）小球所带电的种类及电量；‎ ‎（2）剪断细线小球在3秒内的位移。（g取10m/s2）‎ ‎【答案】负电；10-5C；56.25m ‎【解析】（1‎ ‎）如图，小球受到的电场力水平向右，与场强方向相反，则小球带负电．小球受力如图，据受力平衡得：‎ ‎ 代入得，小球的电荷量为 ． （2）剪断细线后，小球受到重力和电场力，小球做匀加速直线运动，根据牛顿第二定律得，小球的加速度 剪断细线小球在3秒内的位移： ‎ ‎17. 在匀强电场中如图中所示分布着 A、B、C三点．当把一个电量q=10-5C的正电荷从A沿AB线移到B时，电场力做功为零；从B移到C时，电场力做功为-1.73×10-3 J．试在图中标出该电场的方向，算出场强的大小。‎ ‎【答案】1000V/m ‎【解析】试题分析：正电荷从A 沿AB 线移到B 点时，电场力做的功为零，则A、B两点电势相等，AB连线为等势线．电荷从B 移到C 时，电场力做功为﹣1.73×10﹣3J，则B点电势比C点电势低．根据这两点，连接AB作出等势线，再作出电场线．根据电势差公式U=求出AB间的电势差，由E=求出场强．‎ 解：（1）连接AB，即为一条等势线．过C点作AB的垂线，标出箭头：斜向右下方，即为一条电场线．‎ 根据W=qU，可得UBC==﹣173V 则C、B间电势差为UCB=173V．‎ 又由匀强电场中场强与电势差的关系E===1000V/m 答：电场的E的方向与AB垂直斜向下（如图），大小为1000v/m．‎ ‎【点评】本题考查对电势差与电场强度关系的理解能力．还要抓住电场线与等势面垂直，并由电势高的等势面指向电势低的等势面．‎ ‎18. 如图所示，一个质量为 m＝2.0×10-11 kg，电荷量 q＝＋1.0×10-5 C 的带电微粒(重力忽略不计)，从静止开始经 U1＝100 V 电压加速后，水平进入两平行金属板间的偏转电场，偏转电场的电压 U2＝100 V．金属板长L＝20 cm，两板间距d＝10cm.求：‎ ‎（1）微粒进入偏转电场时的速度 v0 大小；‎ ‎（2）微粒射出偏转电场时的偏转角θ.‎ ‎（3）屏离偏转电场距离为L＝20 cm，求微粒落到屏A点到屏中点O的距离。‎ ‎【答案】（1）1.0×104m/s；（2）300（3）2.5×10-2m ‎【解析】（1）微粒在加速电场中做加速运动，由动能定理得：qU1=mv02-0， 代入数据解得：v0=1.0×104m/s； （2）微粒在偏转电场中做类平抛运动， 水平方向：L=v0t， 竖直方向：vy=at， 由牛顿第二定律得：， 飞出电场时，速度偏转角的正切为： 代入数据解得：，θ=45°‎ ‎（3）粒子出离偏转电场时的偏转距离 ‎ 解得y=10cm 由类平抛运动的规律及几何关系可知： ‎ 解得 ‎ ‎19. 如图，匀强电场中有一半径为r的光滑绝缘圆轨道，轨道平面与电场方向平行。a、b为轨道直径的两端，该直径与电场方向平行。一电荷量为ｑ（q> 0）的质点沿轨道内侧运动，经过a点和b点时对轨道压力的大小分别为Na和Ｎb。不计重力，求：‎ ‎（1）电场强度的大小E、‎ ‎（2）质点经过a点和b点时的动能。‎ ‎【答案】 ；；‎ ‎【解析】试题分析：质点所受电场力的大小为f=qE ①‎ 设质点质量为m，经过a点和b点时的速度大小分别为va和vb，由牛顿第二定律有 ‎②‎ ‎③‎ 设质点经过a点和b点时的动能分别为Eka和Ekb，有 ‎④‎ ‎⑤‎ 根据动能定理有： Ekb-Eka="2rf" ⑥‎ 联立①②③④⑤⑥式得⑦‎ ‎⑧‎ ‎⑨‎ 考点：牛顿第二定律及动能定理的应用 ‎【名师点睛】此题是牛顿第二定律及动能定理的应用问题；关键是知道物体做圆周运动的向心力由电场力和支持力的合力提供，根据牛顿定律和动能定理列出方程联立解答．‎