物理·甘肃省兰州第一中学2016-2017学年高二上学期期中考试物理（理）试卷 Word版含解析

物理·甘肃省兰州第一中学2016-2017学年高二上学期期中考试物理（理）试卷 Word版含解析

兰州一中 2016-2017-1 学期高二年级期中考试 物理试题 说明：满分 100 分，考试时间 100 分钟。答案填写在答题卡上，考试结束只交答题卡。 一、选择题：（本题有 12 小题，每小题 4 分，共 48 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 7~12 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．下列说法中正确的是 A．元电荷就是电子 B．电场并不真实存在是人们假想出的 C．电场强度为零的地方电势也为零 D．电子在电势高的地方电势能小 2．如图所示，两个半径均为 r 的金属球放在绝缘支架上，两球面最近距离为 r，A 球电荷量 为+Q，B 球电荷量为-3Q，两球之间的静电力大小为 F，将两球相互接触后放回原处， 此时 两球之间的静电力变为 A． B．小于 C． D．大于 3． 有一条长 L 横截面 S 的银导线，银的密度为 ρ，银的摩尔质量为 M，阿伏加德罗常数 为 N，若导线中每个银原子贡献一个自由电子，电子电量为 e，自由电子定向移动的速率为 v，通过导线的电流为 A．I= B．I= C．I= D．I= 4．下列公式都符合 a= 的形式，能说 a 与 b 成正比，a 与 c 成反比的是 A．加速度 a= B．电场强度 E= C．电容 C= D．电动势 E= 5．示波管的内部结构如图所示，如果在电极 YY′之间加上图(a)所示的电压，在 XX′之间加 上图 (b)所示电压，荧光屏上会出现的波形是 3 F 3 F 3 4F 3 4F L Nev N LeSvρ M NeSvρ S MNev ρ c b m F q F U Q q W非 【来.源：全,品…中&高*考*网】 6．在点电荷－Q 的电场中，一金属球处于静电平衡状态，A 为球内一点，B 为球外表面附 近一点，则球上感应电荷在 A 点和 B 点所激发的附加场强 EA′和 EB′的方向在下图中最 可能正确的是 7．平行板电容器的两个极板与水平地面成 30º 角，两极板与一直流电源相连，上板接电源 正极，若一带电微粒恰能沿图所示水平直线通过电容器，则在此过程中 A．微粒带负电 B．动能逐渐增加 C．电势能逐渐增加 D．重力势能逐渐增加 8．如图所示，实线为一对等量同种点电荷的连线，虚线正方形 abcd 的中心 O 在两电荷连 线的中点，下列说法正确的是 A．a、b 两点的电场强度相同 B．a、c 两点的电场强度相同 C．a、b 两点的电势相等 D．a、c 两点的电势相等 9．带正电的小球放在不带电的空心金属球的外部或内部，下列情况下放在 P 点的试探电荷 受力为零的是 10．图中实线是电场线，虚线是某带电粒子通过该电场区域时的运动轨迹，a、b 是轨迹上 两点，若带电粒子只受电场力作用，根据此图可判断出 A．粒子带正电荷 B．粒子在 a 点的速度大 C．粒子在 a 点的加速度大 D．粒子在 a 点的电势能大 11．如图所示，平行板电容器与直流电源连接，下极板接地．两板间距为 d，一带电油滴位 于电容器中央的 P 点且恰好处于平衡状态．现将平行板电容器的下极板竖直向上移动 ， 已知重力加速度为 g，则 A．带电油滴的加速度为 0.5g B．P 点的电势将降低 C．带电油滴在 P 点的电势能将减小 D．电容器的电容减小，极板带电荷量将增大 12．如图所示，平行金属板 A、B 之间有加速电场，C、D 之间有偏转电场，M 为荧光屏。 今有质子、氘核和 α 粒子均由 A 板从静止开始被加速电场加速后垂直于电场方向进入偏转 电场，最后打在荧光屏上。已知质子、氘核和 α 粒子的质量之比为 1∶2∶4，电荷量之比为 1∶1∶2，则下列判断中正确的是 A．三种粒子从 A 板运动到荧光屏经历的时间相同 B．三种粒子打到荧光屏上的位置相同 C．加速电场的电场力对三种粒子做功之比为 1∶2∶4 D．偏转电场的电场力对三种粒子做功之比为 1∶1∶2 二、填空题：（本题有 3 小题，每小题 6 分，共 18 分。） 13．在静电感应实验中，取一对用绝缘柱支持的不带电导体 A 和 B，使它们彼此接触，把 毛皮摩擦过的橡胶棒 C 移近导体 A。在下列不同操作后判断导体 A 和 B 的电性（填“带 正电”、“带负电”、“不带电”）。 ①把 A 和 B 分开，然后移去 C，此时 A ，B ； 3 d B ②先移去 C，然后把 A 和 B 分开，此时 A ，B ； ③用手摸一下 A，把 A 和 B 分开，然后移去 C，此时 A ， B 。 14．在研究空腔导体表面的电荷分布实验中，取两个验电器 A 和 B，在 B 上装一个上端开 口的金属球壳，使 B 带电，A 不带电。用带有绝缘柄的小球 C 跟 B 的外部接触，再让 C 与 A 的金属球接触，这样操作若干次，观察 A 的箔片的变化。重复上述操作，不过这 一次让 C 在 B 的内表面与 A 之间反复接触，观察 A 的箔片的变化。通过这个实验可以 得出结论： 。某同学用导线将 B 的内表面与 A 小球连接，可观察到 A 的箔片是 （填“张开”“不张开”）的。 15．在研究影响平行板电容器电容大小的因素的实验中，平行板电容器充电后断开电源， 用导线将平行板电容器的一板与静电计小球相连，另一板与静电计外壳相连。 （1）此时静电计直接测量的是 A．电容 C B．电荷量 Q C．两板间的电势差 U D．两板间场强 E【来.源：全,品…中&高*考*网】 （2）下述做法可使静电计张角减小的是 A．增大两板间距 B．减小正对面积 C．插入有机玻璃板 D．插入金属板 三、计算题：（本题有 3 小题，共 34 分。解答应写出必要的文字说明、方程式和重要演算 步骤，只写出最后答案的不能得分。） 16．（10 分）如图所示，光滑水平面上相距为 L 的 A、B 两个带电小球，电荷量分别为+Q 和-25Q,要引入第三个带电小球 C（三小球半径都远小于 L），使三个小球都只在电场力相互 作用下而处于平衡，求：(1)小球 C 的具体位置；(2)小球 C 的电性及电荷量。 17．（10 分）如图所示，A、B、C 三点都在匀强电场中，电场方向与平面 ABC 平行，已知 AC⊥BC，∠ABC＝60°，BC＝20cm，把一个电荷量 q＝2.0×10－5C 的正电荷从 A 移到 B， 克服静电力做功 1.2×10－3J；把一个电子从 C 移到 B，电场力做功为 30eV，求：(1)电势差 UAB 及 UCB；(2)该匀强电场的电场强度大小和方向。 18．（14 分）如图所示，在 E＝103 V/m 的水平向左匀强电场中，有一光滑半圆形绝缘轨道 CPN 竖直放置，轨道与一水平绝缘轨道 MN 平滑连接，半圆轨道所在竖直平面与电场线平行， 其半径 R＝40 cm，一带正电荷 q＝3×10－4 C 的小滑块质量为 m＝40 g，与水平轨道间的动 摩擦因数μ＝0.5，小滑块运动过程中所带电荷量保持不变，取 g ＝10 m/s2。滑块在水平轨道上某点由静止释放后，恰好能运动到 圆轨道的最高点 C，问： (1) 小滑块是在水平轨道上离 N 点多远处释放的？ (2) 小滑块经过 C 点后落地，落地点离 N 点的距离多大？ (3) 小球在半圆轨道上运动时，对轨道的最大压力有多大？ 兰州一中 2016-2017-1 学期期中考试 高二物理答题卡 一、选择题：（本题有 12 小题，每小题 4 分，共 48 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 7~12 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。） 题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10【来.源：全,品… 中&高*考*网】 11 12 答案 二、填空题：（本题有 3 小题，每小题 6 分，共 18 分。） 13 ． ① ， ； ② ， ； ③ ， 。 14． 15．(1) (2) 三、计算题：（本题有 3 小题，共 34 分。解答应写出必要的文字说明、方程式和重要演算 步骤，只写出最后答案的不能得分。） 16．（10 分） 【来.源：全,品…中&高*考*网】 17．（10 分） 18．（14 分） 【来.源：全,品…中&高*考*网】 试题解析部分 1.D 【解析】本题考查了元电荷、电场、电场强度、电势、电势能等知识点，意在考查考生对这 些知识点的理解。 元电荷是 的电荷量，电子是实物粒子，所以元电荷不是电子，只是电子上带了 的电荷量，选项 A 错误；电场是一种看不到摸不着的特殊物质，不是人们假 想出来，选项 B 错误；电势为零的位置由我们任意选择的，所以电场强度为零的地方电势 不一定为零，选项 C 错误；根据电势能公式 和电子带负电可知，在 越高的地方， 电子的电势能越小，选项 D 正确。综上本题选 D。 2.B 【解析】本题考查了库仑定律及其适用范围、电荷守恒定律等知识点，意在考查考生的理解 和应用能力。 最初时，因为两球带的是异种电荷，由于电荷间的吸引作用使电荷分布在两金属球的内侧， 电荷间的平均距离 ，当两球相互接触后再放回原处时，根据电荷守恒定律和电荷分 配特点可知两金属球所带电荷量均为-Q，由于是同种电荷，电荷间由于排斥作用使电荷分 布在两金属球的外侧，电荷间的平均间距 ，根据库仑定律公式 可知，两金 属接触前电荷间的吸引力 ，两金属球接触后电荷间的排斥力 ，所以有 ，选项 B 正确，选项 ACD 错误。综上本题选 B。 3.C 【解析】本题考查了电流的微观概念，意在考查考生的理解和应用能力。 由已知条件可知电子在单位时间内通过导体某一截面后向前定向移动通过导体的体积为 ，对应的导体质量为 ，质量为 m 的银的物质的量 ，质量 为 m 的导体中的银原子的个数为 ，则对应导体中自由电子个数也为 ，则单位时间内通过某一截面的电量为 ，根据电流公式 可得 通过导线的电流为 ，选项 C 正确，选项 ABD 错误。综上本题选 C。 4.A 【解析】本题考查了加速度、电场强度、电容器的电容、电动势公式，意在考查考生对这些 概念和公式的理解能力。 物体的加速度由物体的合外力 F 和物体的质量 m 决定，即加速度公式 是加速度的决定 式，可以说 a 与 F 成正比，a 与 m 成反比，选项 A 正确；电场强度公式 是电场强度的 定义式，不是电场强度的决定式，电场强度 E 与场源电荷有关，与电荷 q 受到的电场力 F 无关，与电荷的电量 q 无关，即不能说 E 与 F 成正比，E 与 q 成反比，选项 B 错误；电容 器的电容公式 是电容的定义式，不是电容的决定式，电容器的电容 C 与电容器的结构、 介电质等因素有关，电容 C 与电量 Q 无关，电容 C 与电压 U 无关，选项 C 错误；电源的电 动势公式 是电动势的定义式，不是电动势的决定式，电动势由电源中非静电力的特 性决定，与非静电力做的功 无关，与移动的电荷量 q 无关，选项 D 错误。综上本题选 A。 5.C 【解析】本题考查了电子在匀强电场中的偏转、类平抛运动、电容器中电场强度与电压的关 系、牛顿第二定律、运动学位移时间公式等知识点，意在考查考生的理解和应用能力。 电子在 YY′之间运动时，YY′之间的电场强度 ，根据牛顿第二定律 可得电子 的加速度 ，电子在 YY′之间运动的时间为 ，根据运动学公式 可 知电子的偏移量 ，即电子在竖直方向的偏移量 y 与电压 U 成正比，当电子在 XX′之 间运动时，XX′之间的电场强度 ，由b中的图象可知XX′之间电压大小不变，即XX′ 之间的电场强度大小不变，电子在 XX′之间运动时的加速度大小不变，则电子在 XX′之间 的偏量 ，所以电子的偏移量 大小不变，但方向改变，由此可以判断出选项 C 正 确，选项 ABD 错误。综上本题选 C。 6.C 【解析】本题考查了点电荷的电场、静电平衡状态的特点、电场叠加等知识点，意在考查考 生的理解和应用能力。 根据处于静电平衡状态的导体特点可知，点电荷-Q 在 A 点的电场强度与球上感应电荷在 A 点的电场强度大小相等，方向相反，所以感应电荷在 A 点激发的电场强度 EA′背离-Q 电 荷，选项 B 错误；根据处于静电平衡状态的导体特点可知，导体表面附近的电场强度垂直 导体表面，即电荷-Q 在 B 点的电场强度与感应电荷在 B 点的电场强度 EB′的合场强垂直导 体表面，根据平行四边形定则可以判断出，感应电荷的在 B 点的电场强度 EB′的方向应为 C 图中的电场强度方向，所以选项 AD 错误，选项 C 正确。综上本题选 C。 7.AC 【解析】本题考查了带电微粒在复合场中的运动、电场力、动能定理、牛顿第二定律等知识 点，意在考查考生的理解和应用能力。 由已知条件可知带电微粒在电场中受到有重力和电场力作用，因为微粒沿直线运动，所以对 微粒受力分析可以判断出微粒受到的电场力垂直极板斜向左上方，微粒受到的合力与运动方 向相反，因为电容器上极板带正电，所以微粒带负电，选项 A 正确；微粒受到的合力与运 动方向相反，根据动能定理可知微粒的动能减小，选项 B 错误；微粒受到的电场力方向与 运动方向夹角为钝角，电场力做负功，微粒的电势能逐渐增加，选项 C 正确；因为微粒沿 水平方向运动，高度不变，微粒的重力势能不变，选项 D 错误。综上本题选 AC。 8.CD 【解析】本题考查了点电荷的电场、电场叠加、电场强度、电势等知识点，意在考查考生的 理解和应用能力。 如图所示，点电荷的电场强度公式 和平行四边形定则可知两个电荷在 a 点和 b 点处 的分电场强度以及合电场的电场强度间的关系，所以有 a 点和 c 点处的电场强度大小相等方 向不同，同理可以得出 a 点和 b 点处的电场强度大小相等方向不同，选项 AB 错误；根据等 量同种点电荷的电场分布特点及电场的对称性可知，a、b、c 三点的电势相等，选项 CD 正 确。综上本题选 CD。 9.ABD 【解析】本题考查了静电感应现象、电场强度、电场力等知识点，意在考查考生的理解和应 用能力。 当带正电的小球放在金属球外部时，金属球处于静电平衡状态，根据处于静电平衡状态的导 体的特点可知 A 图中的 P 点的电场强度为零，则在 P 点放试探电荷时，试探电荷受到的电 场力为零，选项 A 正确；图 B 中空心金属球壳接地，带电小球放在空心金属球外部，由于 静电感应现象，金属球、导线和大地处于静电平衡状态，根据处于静电平衡状态的导体的特 点可知空心金属球内部电场强度为零，则在 P 点放试探电荷时，试探电荷受到的电场力为 零，选项 B 正确；在 C 图中，将带正电的小球放在金属球内部时，由于静电感应现象，空 心金属球的内表面带负电，外表面带正电，所以空心金属球外部空间电场强度不为零，则在 P 点放试探电荷时，试探电荷受到的电场力不为零，选项 C 错误；在 D 图中空心金属球接 地，则由于静电感应现象，金属球内表面带负电，地球的远端带正电，金属球的外表面不带 电，则空心金属球的内部电场强度不为零，外部电场强度为零，则在 P 点放试探电荷时， 试探电荷受电场力为零，选项 D 正确。综上本题选 ABD。 10.BC 【解析】本题考查了电场强度、电场力、动能定理、电场力做功、电势能、牛顿第二定律等 知识点，意在考查考生的理解和应用能力。 根据图中粒子轨迹的弯曲方向可以判断出粒子受到的电场力方向与电场方向相反，即粒子带 负电，选项 A 错误；从粒子运动轨迹可知，如果粒子从 a 向 b 运动，则电场力对粒子做负 功，粒子的电势能增大，粒子在 b 点的电势能大，根据动能定理可得粒子的速度减小，则粒 子在 a 点的速度大，如果粒子从 b 向 a 运动，则电场力对粒子做正功，粒子的电势能减小， 粒子在 b 点的电势能大，根据动能定理可得粒子的速度增大，粒子在 a 点的速度大，选项 B 正确，选项 D 错误；由图可知 a 点处的电场强度大于 b 点处的电场强度，则粒子在 a 点处 受到的电场力大于粒子在 b 处受到的电场力，根据牛顿第二定律可得粒子在 a 点的加速度大， 选项 C 正确。综上本题选 BC。 11.AB 【解析】本题考查了电容器的电容、电场强度、电场力、牛顿第二定律、电势、电势能等知 识点，意在考查考生的理解和应用能力。 由已知条件可知，当电容器下极板向上移动时，电容器两极板间距变小，根据电容器电容公 式 可知，d 减小，电容 C 增大，又电容器上电压不变，根据公式 可知电容器 极板的带电量 Q 增大，选项 D 错误；最初油滴处于平衡状态，由平衡条件可得： ，根据电场强度公式 可知，当电容器下极板向上移动 时，电容器极板间距变 为 ，又电容器极板间的电压不变，所以极板间的电场强度变为原来的，油滴受到的电场力 变为原来的，则根据牛顿第二定律可得： ，解得油滴的加速度 ， 选项 A 正确；由于电容器下极板接地，所以 P 点和下极板间的电势差等于 P 点的电势，所 以由公式 和已知条件可得 P 点的电势 ，当下极板向上移动 时，P 点与下极 板间的距离变为 ，由前述可知，电场强度变为 ，则 P 点的电势变为 ，所以 P 点的电 势降低，选项 B 正确；因为电容器上极板接电源正极，油滴受电场力方向向上，所以油滴 带负电，所以根据电势能公式 和 P 点电势降低可知油滴在 P 点的电势能增大，选项 C 错误。综上本题选 AB。 12.BD 【解析】本题考查了粒子在匀强电场中的直线运动、粒子在匀强电场中的偏转、匀速直线运 动、匀加速直线运动，牛顿第二定律、动能定理等知识点，意在考查考生的理解和应用能力。 设 AB 间的电压为 U1，AB 间的距离为 d1，粒子在 AB 间运动时根据牛顿第二定律可得粒 子的加速度 ，根据匀变速直线运动公式 可得粒子在 AB 间运动的时间为 。设粒子运动到 B 板小孔时的速度为 v0，由动能定理可得 ， 解得粒子的速度 ，因为粒子速度垂直于 CD 间的电场，所以粒子在 CD 间电场中 沿 v0 方向以 v0 大小做匀速直线运动，当粒子从偏转电场中射出后做匀速直线运动，在 v0 方向仍是以 v0 大小做匀速直线运动，设 B 和 M 间的距离为 x，则粒子从 B 板到 M 板运动 的时间为 ，则粒子从 A 板运动到荧炎屏 M 时的时间为 ，因为质子的比荷为 1，氘核的比荷为，α 粒子的比荷为，所以质子、氘核和α粒子在 AB 间运动时间之比为 ，选项 A 错误； 设 CD 金属板的长度为 L，CD 间的电压为 U2，极板间距为 d2，则粒子在偏转电场中运动 的时间 ，粒子在偏转电场中的偏移量 ，粒子射 出偏转电场时的偏转的正切值 ，由此结论可以判断出三种粒子射出偏转电 场时的位置和偏转方向相等，则三种粒子打在荧光屏上的位置相同，选项 B 正确；粒子在 加速电场中运动时，电场力对粒子做的功为 ，因为质子、氘核和α粒子的电荷量之 比为 ，所以电场力对三种粒子做的功之比为 ，选项 C 错误；偏转电场对粒子做 的功为 ，因为质子、氘核和α粒子的电荷量之比为 ，三种粒子的偏移量 y 相 等，所以偏转电场对三种粒子做的功之比为 ，选项 D 正确。综上本题选 BD。 13.①带正电，带负电；②不带电，不带电；③带正电，不带电 【解析】本题考查了摩擦起电、感应起电等知识点，意在考查考生的理解和应用能力。 ①因为毛皮摩擦过的橡胶棒 C 带负电，所以当橡胶棒移近 A 时，由于静电感应现象，A 带 正电，B 带负电，把 A 和 B 分开，然后移去 C，此时 A 上带正电，B 上带负电； ②如果先移去 C，则 A 和 B 上的电荷会发生中和现象，则 A 和 B 上不再带电，然后把 A 和 B 分开，此时 A 和 B 上不带电； ③如果用摸一下 A，根据静电感应现象可知，B 上的负电荷会转移到大地上，把 A 和 B 分 开，则 A 上带正电，B 上不带电，然后移去 C，此时 A 上带正电，B 上不带电。 14.电荷只分布在导体外表面 张开 【解析】本题考查了静电平衡状态的导体的特点、验电器、接触起电等知识点，意在考查考 生对静电平衡状态的导体的特点的理解和应用能力。 用带有绝缘柄的小球 C 跟 B 的外部接触，再让 C 与 A 的金属球接触，这样操作若干次，此 时会发现 A 的箔片张角逐渐变大，这说明 B 的外表面带电，C 与 B 的外部接触时，C 发生 的接触起电现象，当 C 再与 A 接触时，验电器 A 也发生了接触起电现象，所以 A 的箔片会 张开；当让 C 在 B 的内表面与 A 之间反复接触，此过程会观察到 A 的箔片没有张开，通过 这个实验可以得出 B 上的电荷只分布在导体的外表面，导体的内表面没有电荷；当某同学 用导线将 B 的内表面与 A 小球连接，此时 A 和 B 及导线组成一个新的导体，则原来 B 上的 电荷会 A 和 B 及导线上重新分布，A 的箔片上会带电，则会观察到 A 的箔片张开。 15.(1) C (2) CD 【解析】本题考查了电容器的电容、电容与极板正对面积、电容与极板间距、电容与介电质 的介电常数的关系等知识点，意在考查考生的理解和应用能力。 (1)由已知条件可知，静电计与电容器是并联关系，所以静电计直接测量的是电容器两极板 间的电势差，选项 C 正确，选项 ABD 错误，综上本题选 C。 (2)根据电容器的电容公式 和 可知，当增大两板间距时，d 增大，则电容 C 减 小，因为电容器上的带电量 Q 不变，所以电势差 U 增大，则静电计张角变大，选项 A 错误； 当减小正对面积 S 时，电容 C 减小，电容器两极板电势差 U 增大，静电计张角增大，选项 B 错误；当插入有机玻璃板时，电容器两极板间的介电常数 增大，电容 C 增大，两极板间 电势差 U 减小，静电计张角减小，选项 C 正确；当插入金属板时，电容器两极板间距 d 变 小，电容 C 增大，两极板间电势差 U 减小，静电计张角减小，选项 D 正确。综上本题选 CD。 16.(1) A 左侧处 (2)负电 q＝ 【解析】本题考查了库仑定律、共点力的平衡条件等知识点，意在考查考生的理解和应用能 力。 (1)要使小球 C 受到大小相等、方向相反的作用力， C 必须放在 A 的左侧． 设 C 与 A 之间的距离为 x，C 的电荷量为 q，对 C 根据库仑定律公式和平衡条件可得： ， 解得：x＝ (2)要使小球 A 能二力平衡，C 必须带负电．对 A 球根据库仑定律公式和平衡条件可得： ， 解得：q＝ 17. (2) 过 B 做 CD 的垂线右向上方向即场强方向 【解析】本题考查了匀强电场、电场强度、电场力做功、电势差、等势面、电场 强度与电势差的关系等知识点，意在考查考生的理解和应用能力。 (1)根据电势差定义公式得： ， (2)如图所示，设 D 点为 AB 中点，在匀强电场中，因为 ，所以 ， 所以 由此可判断出 D 点和 B 点的电势相等，即 所以 C 与 AB 中点的连线 CD 即等势线，过 B 做 CD 的垂线即为电场线，因为 B 点电势比 C 点电势高，所以场强方向为垂线方向。 设 B 点到 CD 的距离为 d，由几何关系可得 ， 根据电场强度与电势差的关系可得： 18.(1) 4 m (2) 0.2 m (3) 2.7N 【解析】本题考查了动能定理、牛顿第二定律、牛顿第三定律、向心力、抛体运动、自由落 体运动、匀变速直线运动等知识点，意在考查考生的理解和应用能力。 (1)设滑块与 N 点的距离为 L，由动能定理可得 qEL－μmgL－mg·2R＝mv2－0 小滑块在 C 点时，重力提供向心力，根据牛顿第二定律可得 mg＝ 联立两个方程，代入数据解得 v＝2 m/s，L＝4 m； (2)滑块从 C 点抛出后做类斜向上抛运动，在竖直方向上做自由落体运动，由自由落体运动 公式可得 2R＝eq f(1,2)gt2， 解得 t＝ ＝0.4 s 在水平方向上做匀减速运动，由牛顿第二定律可得：qE＝ma， 代入数据解得 a＝7.5 m/s2 由匀变速直线运动规律可得滑块在水平方向的位移为： x＝vt－at2，得 x＝0.2 m 即滑块的落点离 N 点的距离为 x＝0.2 m； (3)如图所示，对滑块受力分析，重力与电场力的合力 F 合=0.5N，F 合方向与 CN 的夹角为 37°， 当滑块运动到轨道上的 A 点，且∠NOA= 37°时速度最大对轨道压力最大。 由 A 到 C 过程根据动能定理可得： -qERsin37°-mg(R+Rcos37°)= 滑块在 A 点时，三个力的合力提供向心力，根据牛顿第二定律可得： 解得：FN=2.7N， 由牛顿第三定律可得滑块对轨道的压力 FN′=FN=2.7N。 兰州一中 2016-2017-1 学期期中考试高二物理答案 一、选择题：（本题有 12 小题，每小题 4 分，共 48 分。） 题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 答案 D B C A C C AC CD ABD BC AB BD 二、填空题：（本题有 3 小题，每小题 6 分，共 18 分。） 13．①带正电，带负电 ；②不带电，不带电 ；③带正电 ，不带电 14．电荷只分布在导体外表面； 张开 15．(1) C (2) CD 三、计算题：（本题有 3 小题，共 34 分。） 16．(1)要使小球 C 受到大小相等、方向相反的作用力， C 必须放在 A 的左侧． 设 C 与 A 之间的距离为 x，C 的电荷量为 q，对 C： ，解得：x＝ (2) 要使小球 A 能二力平衡， C 必须带负电．对 A 球： ，解得：q＝ 17．(1) ， (2) C 与 AB 中点的连线 CD 即等势线，过 B 做 CD 的垂线即场强方向 22 )( 25 Lx Qkq x kqQ + •= 4 L 22 25 L QkQ x kqQ •= 16 25Q V60-V102 102.1 5 3 =× ×−== − − q WU AB AB V30-== q WU CB CB 18．(1)设滑块与 N 点的距离为 L，由动能定理可得 qEL－μmgL－mg·2R＝1 2mv2－0 小滑块在 C 点时，重力提供向心力，所以 mg＝mv2 R 代入数据解得 v＝2 m/s，L＝4 m (2)在竖直方向上做自由落体运动，由 2R＝1 2gt2 可得 t＝ 4R g ＝0.4 s 在水平方向上做匀减速运动，由 qE＝ma 得 a＝7.5 m/s2 水平的位移为 x＝vt－1 2at2，得 x＝0.2 m (3)重力与电场力的合力 F 合=0.5N，F 合方向与 CN 的夹角为 37°， 当滑块运动到∠NOA= 37°时速度最大对轨道压力最大。 由 A 到 C 过程列动能定理：-qERsin37°-mg(R+Rcos37°)= 滑块在 A 点时，三个力的合力提供向心力， 解得：FN=2.7N，轨道压力 FN′=FN=2.7N V/m3100V/m 10310 30 2 = × == −d UE 22 2 1 2 1 AC mvmv − R vmFF A N 2 =− 合 B