黑龙江省安达市田家炳高级中学2020学年高二物理上学期期中试题（含解析）

黑龙江省安达市田家炳高级中学2020学年高二物理上学期期中试题（含解析）

‎2020学年第一学期期中考试 ‎ 高二物理试卷 一、选择题 ‎1.关于电势和电势能下列说法中正确的是( )‎ A. 在电场中，电势高的地方，电荷在该点具有的电势能就大；‎ B. 在电场中，电势高的地方，放在该点的电荷的电量越大，它所具有的电势能也越大；‎ C. 在电场中的任何一点上，正电荷所具有的电势能一定大于负电荷具有的电势能；‎ D. 在负的点电荷所产生的电场中任何一点上，正电荷所具有的电势能一定小于负电荷所具有的电势能.‎ ‎【答案】D ‎【解析】‎ ‎【分析】‎ 要熟练掌握从两个方面判断电势能的高低变化：一是根据电势的高低利用公式进行判断，二是根据电场力做功判断电势能的变化，电场力做正功，电势能减小，电场力做负功电势能增大；‎ ‎【详解】A、根据公式可知，正电荷在电势高的地方电势能大，负电荷在电势高的地方电势能小，由于不知电荷的正负，因此无法判断它在电势高的地方电势能的高低，故A错误；‎ B、若放在同一点的电荷带电量为负值，电荷量大，则其具有电势能小，故B错误；‎ C、电势能，正电荷在负电势处的电势能为负值小于负电荷在该处的电势能，故C错误；‎ D、取无穷远处电势为零，根据顺着电场线方向电势降低，可知在负的点电荷所产生的电场中的任何一点上电势均为负，正电荷具有的电势能为负值，而负电荷具有的电势能为正值，说明正电荷所具有的电势能小于负电荷具有的电势能，故D正确。‎ ‎【点睛】电势能是电场中的重要概念，要学会从多个角度进行理解，尤其注意的是电势能的大小和电荷带电量的正负有关。‎ ‎2.真空中有两个固定的带正电的点电荷，其电量Q1＞Q2，点电荷q置于Q1、Q2连线上某点时，正好处于平衡，则 ( )‎ A. q一定是正电荷 B. q一定是负电荷 C. q离Q2比离Q1远 D. q离Q2比离Q1近 ‎【答案】D ‎【解析】‎ 试题分析：因为为固定的正电荷，只要放入的电荷受到的合力为0即可，通过受力分析可知，既可以放入正电荷，也可以放入负电荷，故A错误；由库仑定律，对q有①，因②，由①②得，所以该点电荷离近些，根据电量大小关系，q可能在连线上某点，也可能在的右侧某点，D正确 考点：考查了库仑定律的应用 ‎【名师点睛】本题考察了库仑定律在电荷平衡中的应用，本题的难点在于计算，学生列出方程容易，但是计算正确难．‎ ‎3.如图，a、b、c是一条电场线上的三个点，电场线的方向由a到c，a、b间的距离等于b、c间的距离。用φa、φb、φc和Ea、Eb、Ec分别表示a、b、c三点的电势和场强。下列哪个正确？ （ ）‎ A. φa＞φb＞φc B. Ea＞Eb＞Ec C. φa－φb=φb－φc D. Ea=Eb=Ec ‎【答案】A ‎【解析】‎ 沿电场线方向电势降低，可以比较电势高低，根据电场线方向可知φa＞φb＞φc ‎，故A正确．只有一条电场线，不能确定电场线的分布情况，无法比较场强的大小，故BD错误．对于匀强电场，两点间的电势差U=Ed，由于电场线的疏密情况无法确定，两点间的电势差的公式U=Ed也不能适用，不能判断电势差的关系，故C错误；故选A．‎ 点睛：本题根据顺着电场线方向电势逐渐降低，判断电势关系；电场线的疏密表示电场强度的相对大小．根据匀强电场中场强与电势差的关系U=Ed，定性分析电势差的关系．‎ ‎4.A为已知电场中的一固定点，在A点放一电量为q的电荷，所受电场力为F，A点的场强为E，则（ ）‎ A. 若在A点换上－q，A点场强方向发生变化 B. 若在A点换上电量为2q的电荷，A点的场强将变为2E C. 若在A点移去电荷q，A点的场强变为零 D. A点场强的大小、方向与q的大小、正负、有无均无关 ‎【答案】D ‎【解析】‎ ‎【详解】电场强度E=F/q是通过比值定义法得出的，电场强度取决于电场本身，与试探电荷无关，故在A点换上-q或2q或把q移去，A点的场强都不变，故ABC错误，D正确。故选D。‎ ‎【点睛】比值定义法是物理学中常用方法，但要注意所定义的量不一定与式中的物理有比例关系．例如此问题中，电场强度取决于电场本身，与试探电荷无关．‎ ‎5.如图所示，一带电小球用丝线悬挂在水平方向的匀强电场中，当小球静止后把悬线烧断，则小球在电场中将作（    ）‎ A. 自由落体运动 B. 曲线运动 C. 沿着悬线的延长线作匀加速运动 D. 变加速直线运动 ‎【答案】C ‎【解析】‎ ‎【分析】‎ 当物体所受的合力与速度在同一条直线上，物体做直线运动，所受的合力与速度不在同一条直线上，物体做曲线运动；‎ ‎【详解】悬线烧断前，小球受重力、拉力、电场力平衡，重力和电场力的合力与拉力等值反向。烧断细线，物体受重力、电场力，两个力合力恒定，沿细线方向，合力方向与速度方向在同一条直线上，所以物体沿着悬线的延长线做匀加速直线运动，故C正确，ABD错误。‎ ‎【点睛】解决本题的关键是要掌握物体做直线运动还是曲线运动的条件，当物体所受的合力与速度在同一条直线上，物体做直线运动，所受的合力与速度不在同一条直线上，物体做曲线运动。‎ ‎6.如图所示，M、N两点分别放置两个等量种异电荷，A为它们连线的中点，B为连线上靠近N的一点，C为连线中垂线上处于A点上方的一点，在A、B、C三点中（ ）‎ A. 场强最小的点是A点，电势最高的点是B点 B. 场强最小的点是A点，电势最高的点是C点 C. 场强最小的点是C点，电势最高的点是B点 D. 场强最小的点是C点，电势最高的点是A点 ‎【答案】C ‎【解析】‎ ‎【详解】根据等量异种电荷电场线的分布，知 ‎，场强最小的点是C点。等量异种电荷连线的垂直平分线是一条等势线，则；异种电荷间的电场线由正电荷指向负电荷，顺着电场线电势降低，则；电势最高的点是B点。故C项正确，ABD三项错误。‎ ‎7.如图所示，将带电棒移近两个不带电的导体球，两个导体球开始时互相接触且对地绝缘，下述几种方法中能使两球都带电的是 ( )‎ A. 先把两球分开，再移走棒 B. 先移走棒，再把两球分开 C. 先将棒接触一下其中的一个球，再把两球分开 D. 棒的带电荷量不变，两导体球不能带电 ‎【答案】AC ‎【解析】‎ 靠近两不带电的小球后，由于静电感应，所以甲球带正电，乙球带负电，先把两小球分开后，在移走棒，过程中由于静电作用还存在，所以最后甲球仍带正电，乙球仍带负电，A正确，但是如果先移走棒的话，静电作用消失，甲乙上的电荷重新中和，所以在分开两小球，此时都不带电，B错误，先将棒接触一下其中的一球，则根据接触起电，甲乙都带上了负电荷，所以把两球分开后，仍带负电，C正确，棒的带电荷量不变，两导体球不能带电D错误，‎ 思路分析：根据静电感应以及接触起电规律分析，需要注意的是操作步骤顺序不同，得出的结果不同，‎ 试题点评：本题考查了静电感应，特别是先分还后移走，还是先移走后分开得出的结果是不同的，需要学生注意 ‎8.两个相同的金属小球，带电量之比为1∶7，相距为r,两者相互接触后在放回原来的位置上，则它们间的库仑力可能为原来的（ ）‎ A. 4/7 B. 3/7 C. 9/7 D. 16/7‎ ‎【答案】CD ‎【解析】‎ 试题分析：由库仑定律可得：得，当两相同金属小球带同种电荷时，两者相互接触后再放回原来的位置上，它们的电荷量变为4：4，所以库仑力是原来的16/7；当两相同金属小球带异种电荷时，两者相互接触后再放回原来的位置上，它们的电荷量是先中和后平分，电量变为3：3，所以库仑力是原来的9/7．故CD正确，AB错误．故选CD。‎ 考点：库仑定律 ‎9.如图所示，把一个架在绝缘支架上的枕形导体放在正电荷形成的电场中，导体处于静电平衡时，下叙说法正确的是 （ ）‎ A. A、B两点场强相等，且都为零 B. A、B两点的场强不相等 C. A、B两点的电势相等 D. 当电键K闭合时，电子从大地沿导线向导体移动．‎ ‎【答案】ACD ‎【解析】‎ ‎【分析】‎ 枕形导体在点电荷附近，出现静电感应现象，导致电荷重新分布．因此在枕形导体内部出现感应电荷的电场，正好与点电荷的电场叠加，只有叠加后电场为零时，电荷才不会定向移动移动，当点电荷移走后，电荷恢复原状；‎ ‎【详解】A、B枕形导体在点电荷附近，出现静电感应现象，导致电荷重新分布，因此在枕形导体内部出现感应电荷的电场，正好与点电荷的电场叠加，内部电场强度处处为零，故A正确，B错误；‎ C、处于静电平衡状态的导体是等势体，表面为等势面，即A、B两点的电势相等，故选项C正确；‎ D、当电键S闭合时，电子从大地沿导线移向导体中和枕形导体右端的正电荷，相当于右端正电荷流向远端，故D正确。‎ ‎【点睛】处于静电感应现象的导体，内部电场强度处处为零，电荷全部分布在表面，且导体是等势体。‎ ‎10.下图中实线条是一个电场中的电场线，虚线是一个负试验电荷在这个电场中运动的轨迹。如果电荷是从图中a处运动到b处，则以下判断中正确的是（ ）‎ A. 电荷从a到b，运动的加速度变小 B. 电荷在b处的电势能大 C. b处的电势高 D. 电荷在b处的速度小 ‎【答案】BD ‎【解析】‎ ‎【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；‎ ‎【详解】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，则知b处电场强度大，粒子在b点处所受的电场力大，加速度就大，则电荷从a到b运动的加速度增大，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正确；‎ 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点的电势高，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。‎ ‎【点睛】加强基础知识的学习，掌握住电场线的特点，以及电场力做功和电势能的关系即可解决本题。‎ 二、填空题 ‎11.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____V．‎ ‎【答案】5000‎ ‎【解析】‎ 试题分析：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：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 ‎12.如图所示，A、B是电场中两点，一个带负电的点电荷Q在A点所受的电场力要比它在B点所受的电场力__________，该负电荷在A点的电势能要比它在B点的电势能___________，A点的电场强度要_______B点的电场强度，A点的电势要__________于B点的电势.‎ ‎【答案】 (1). 大， (2). 小， (3). 大， (4). 高 ‎【解析】‎ ‎【分析】‎ 根据电场线越密，场强越大，分析A、B两点的电场强度的大小关系；‎ 根据顺着电场线电势降低，比较A、B两点的电势高低；‎ 根据电场力的公式和电势能的表达式进行比较；‎ ‎【详解】从电场线分布看出，A处电场线较密，则电场强度，顺着电场线电势降低，则电场强度；‎ 根据电场力得：‎ 一个带负电的点电荷Q在A点所受的电场力要比它在B点所受的电场力大．‎ 根据电势能得：‎ 负电荷在电势高处电势能小，在电势低处电势能大，所以该负电荷在A点的电势能要比它在B点的电势能小。‎ ‎【点睛】要抓住电场线的两个物理意义：电场线的方向反映电势的高低，电场的疏密表示场强的相对大小，本题也可以利用功能关系判断电势能的大小。‎ ‎13.带正电1.0×10-3C的粒子，不计重力,在电场中先后经过A、B两点，飞经A点时动能为10J，飞经B点时动能为4J，则带电粒子从A点到B点过程中电势能增加了______，AB两点电势差为_______．‎ ‎【答案】 (1). 6J (2). 6000V ‎【解析】‎ 根据能量守恒定律得到，带电粒子从A点到B点的过程中电势能的增加等于动能的减小，即△EP=10J-4J=6J．电场力做功为W=-△EP=-6J，AB两点的电势差.‎ ‎【点睛】带电粒子在电场中运动时，若只有电场力，其电势能与动能的总量守恒．求解电势差和电势时，公式中各量要代入符号一并计算．‎ 三、计算题 ‎14.如图所示，空间存在沿水平方向的匀强电场，绝缘细线一端固定于O点，另一端连接一带电荷量为q，质量为m的带正电小球，静止时细线与竖直方向成а角，求电场强度的大小和方向。‎ ‎【答案】，水平向右 ‎【解析】‎ ‎【分析】‎ 对小球进行受力分析，根据平衡状态和电场力公式，列方程求解即可；‎ ‎【详解】小球受力如图所示：‎ 小球处于平衡状态，重力mg和电场力qE的合力与绳子拉力T大小相等、方向相反，所以由平衡条件有：，得：，因为小球带正电，所受的电场力方向与场强方向相同，所以场强方向水平向右。‎ ‎【点睛】本题实质上考查了物体平衡问题，对于这类问题只要正确进行受力分析，然后根据平衡方程求解即可。‎ ‎15.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）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？‎ ‎（2）求A、C两点间的电势差 ‎【答案】（1）-3×10-5J，-1.2×10-5J；（2）3V ‎【解析】‎ ‎【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；‎ ‎（2）根据电场做功的公式，代入数据计算电势差；‎ ‎【详解】（1）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，可知A点的电势能为；‎ 电荷从B点到C点，电势能减小，则C点的电势能为；‎ ‎（2）从A经B到C的过程中，电场力做的功是　‎ 而，所以：　‎ 代入数据可知A C间的电势差为。‎ ‎【点睛】电荷的电势能增加还是减少是由电场力做功的正负决定，要知道和重力做功与重力势能的变化一样，电场力做功与路径无关，只与初末位置有关，在运用W=qU时，要注意各个量均要代符号计算。‎ ‎16.如图所示，平行金属板AB水平放置，两板间距离为d，所加电压为U（A高B低），一质量为m，电量为q的带负电的小球用丝线悬于两板之间，组成一个摆长为L的单摆，原来静止于图示位置（悬线竖直），现将单摆摆线拉至与竖直成60°角的位置（图中虚线位置）由静止释放，求它摆到竖直位置时小球的动能为多少？‎ ‎【答案】‎ ‎【解析】‎ ‎【分析】‎ 小球向下摆动过程重力与电场力做功，应用动能定理可以求出小球摆到竖直位置时的动能；‎ ‎【详解】小球下摆过程，由动能定理得：，‎ 小球的动能：。‎ ‎【点睛】本题考查了求小球的动能问题，分析清楚小球的运动过程与受力情况是解题的前提，应用动能定理可以解题。 ‎