2017-2018学年福建省惠安惠南中学高二上学期期中考试物理（理）试题（解析版）

2017-2018学年福建省惠安惠南中学高二上学期期中考试物理（理）试题（解析版）

‎2017-2018学年福建省惠安惠南中学高二上学期期中考试物理（理）试题（解析版） 命题人：‎ 考试时间：90分钟； 满分100分 2017.11.9‎ 学校:___________姓名：___________班级：__________流水考号：___________‎ 题号 一 二 三 总分 得分 一、单选题（本大题共11小题，共44分）‎ 1. 用电场线能很直观．很方便地比较电场中各点的强弱．如图，左边是等量异种点电荷形成电场的电场线，右边是场中的一些点：O是电荷连线的中点，E、F是连线中垂线上相对O对称的两点，B、C和A、D也相对O对称，则下列认识不正确的是（　　） ‎ A. B、C两点场强大小和方向都相同 B. A、D两点场强大小相等，方向相反 C. E、F两点场强大小和方向都相同 D. 从E到F过程中场强先增大后减小 2. A和B都是不带电的物体，它们互相摩擦后A带正电荷1.6×10-10C ，下列判断中正确的是（　　）‎ A. 在摩擦前A和B的内部没有任何电荷 B. 摩擦的过程中电子从A转移到了B C. A在摩擦后一定得到了1×109个电子 D. A在摩擦过程中一定失去了1.6×10-19C 电子 3. 如图所示是一场强大小为E、方向水平向右的匀强电场，现将一电子从A点移动到B点．已知电子的带电量为e，AB间距离为d，AB连线与电场线成37°角，则可知（　　）‎ A. 电子的电势能减小 B. 电场力做功为W=eEd C. 电场中A点的电势φA小于B点的电势φB D. AB两点的电势差为UAB=Edcos37°‎ 1. 在光滑绝缘的水平面上有两个带电小球A和B，A带正电且固定，B带负电由静止释放．某时刻，B球的速度是v0，分析此后B球与A球相碰前的运动，图中能正确反映其速度变化情况的图象是（　　）‎ A. ‎ B. ‎ C. ‎ D. ‎ 2. 如图所示，两个固定的等量异种电荷，在它们连线的垂直平分线上有a、b、c三点，则（　　）‎ A. a点电势比b点高 B. a、b两点场强方向相同 C. a、b、c三点与无穷远处电势不相等 D. 带电粒子（不计重力）在a点无初速释放，则它将在a、b连线上运动 3. 如图所示，被绝缘杆支撑的导体A带正电，当带负电的导体B靠近A时，A带的（　　） ‎ A. 正电荷增加 B. 负电荷增加 C. 电荷数不变 D. 正、负电荷均增加 4. 两个带等量正电的点电荷，固定在图中P、Q两点，MN为PQ连线的中垂线，交PQ于O点，A点为MN上的一点．取无限远处的电势为零，一带负电的试探电荷q，在静电力作用下运动，则（　　）‎ A. 若q从A点由静止释放，由A点向O点运动的过程中，加速度大小一定先变大再减小 B. 若q从A点由静止释放，其将以O点为对称中心做往复运动 C. q由A点向O点运动时，其动能逐渐增大，电势能逐渐增大 D. 若在A点给q一个合适的初速度，它可以做类平抛运动 1. 如图所示，充电后与电源分离的平行板电容器，其正极板接地，在极板间P点有一带电液滴处于静止状态．现将B板移至虚线处，则（　　）‎ A. 两板间电压变大 B. P点场强不变，但电势降低 C. 电荷q仍保持静止 D. 电荷q的电势能减小 2. 如图所示，A、B、C三点都在匀强电场中，已知AC⊥BC，∠ABC=60°，BC=20cm，若把一个电量q=10-5C的正电荷从A移到B时，电场力不做功；从B移到C时，电场力做的功为-1.73×10-3J，则该匀强电场的场强的大小和方向是（　　）‎ A. 865 V/m，垂直AC向左 B. 865 V/m，垂直AC向右 C. 1000 V/m，垂直AB斜向下 D. 1000 V/m，垂直AB斜向上 3. 安培提出了著名的分子电流假说，根据这一假说，电子绕核运动可等效为一环形电流．设带电荷量为e的电子以速率v绕原子核沿顺时针方向做半径为r的匀速圆周运动，其电流的等效电流强度I和方向为（　　）‎ A. 　顺时针 B. 　顺时针 C. 　逆时针 D. 　逆时针 4. 有两个同种材料制成的导体，两导体为横截面为正方形的柱体，柱体高均为h，大柱体柱截面边长为a，小柱体柱截面边长为b，则（　　）‎ A. 从图示电流方向看大柱体与小柱体的电阻之比为a：b B. 从图示电流方向看大柱体与小柱体的电阻之比为1：1‎ C. 若电流方向竖直向下，大柱体与小柱体的电阻之比为a：b D. 若电流方向竖直向下，大柱体与小柱体的电阻之比为a2：b2‎ 二、多选题（本大题共4小题，每题5分，答错0分，答不全3分，共20.0分）‎ 1. 某带电粒子只受电场力作用，从C向D运动，其轨迹如图中虚线所示，由此可判定（　　） ‎ A. 此粒子一定带正电 B. 此粒子在C处的加速度大于在D处的加速度 C. 此粒子在C处的电势能大于在D处的电势能 D. 此粒子在C处的动能大于在D处的动能 2. 如图所示，为正电荷Q的电场，A、B是电场中的两点，将电量为q=5×10-8库仑的正点电荷（试探电荷）置于A点，所受电场力为2×10-3牛，则下列判断正确的是（　　）‎ A. 将点电荷q从A点移走，则该点的电场强度为零 B. 将电量为q的负点电荷放于A点，A点场强大小为4.0×104N/C，方向指向B C. B点处的电场强度小于4.0×104N/C D. 将电量为2q的正点电荷放于A点，A点场强大小为8.0×104N /C，方向指向B 3. 如图所示，一电场的电场线分布关于 y 轴（沿竖直方向）对称， y 轴是一条电场线，O、M、N 是 y 轴上的三个点，且 OM=MN，P 点在 y 轴的右侧，MP⊥ON，则（　　）‎ A. 将负电荷由 O 点移动到 P 点，电场力做正功 B. M 点的电势比 P 点的电势高 C. M、N 两点间的电势差大于 O、M 两点间的电势 D. 在 O 点静止释放一带正电粒子，该粒子将沿 y 轴做直线运动 1. 如图，光滑绝缘细杆与水平面成θ角固定，杆上套有一带正电的小球，质量为m，带电荷量为q．为使小球静止在杆上，可加一匀强电场．所加电场的场强满足什么条件时，小球可在杆上保持静止（　　）‎ A. 垂直于杆斜向上，场强大小为 B. 竖直向上，场强大小为 C. 平行于杆斜向上，场强大小为 D. 水平向右，场强大小为 三、计算题（本大题共3小题，共36分）‎ 2. 在场强为E的匀强电场中，取O点为圆心，r为半径作一圆周，在O点固定一电荷量为+Q的点电荷，a、b、c、d为相互垂直的两条直线和圆周的交点．当把一试探电荷+q放在d点恰好平衡（如图所示，不计重力） （1）匀强电场场强E的大小、方向如何？ （2）试探电荷+q放在点c时，受力Fc的大小、方向如何？ （3）试探电荷+q放在点b时，受力Fb的大小、方向如何？ 如图所示，A为粒子源．在A和极板B间的加速电压为U1，在两水平放置的平行导体板C、D间加有偏转电压U2．C、D板长L，板间距离d．现从粒子源A发出质量为m，带电量为q的带电粒子，由静止开始经加速电场加速后进入偏转电场，最后穿出打在右侧的屏幕上，不计粒子的重力．求： （1）带电粒子穿过B板时的速度大小； （2）带电粒子从偏转电场射出时的侧移量（即竖直方向的偏转位移） （3）带电粒子从偏转电场射出时的速度大小与方向． ‎ 1. 在一个水平面上建立x轴，在过原点O垂直于x轴的平面的右侧空间有一个匀强电场，场强大小E=6×105N/C，方向与x轴正方向相同，在原点O处放一个质量m=0.01kg带负电荷的绝缘物块，其带电量q=-5×10-8C．物块与水平面间的动摩擦因数μ=0.2，给物块一个沿x轴正方向的初速度v0=2m/s．如图所示．试求： （1）物块沿x轴正方向运动离O点的最远距离； （2）物体运动的总时间为多长？ ‎ 解析 ‎【解析】‎ ‎1. 解：A、根据对称性看出，B、C两处电场线疏密程度相同，则B、C两点场强大小相同．这两点场强的方向均由B→C，方向相同．故A正确． B 、根据对称性看出，A、D两处电场线疏密程度相同，则A、D两点场强大小相同．由图看出，A、D两点场强方向相同．故B错误． C 、由图看出，E、F两点中，电场线疏密程度相同，两点场强方向相同．故C正确． D 、由图看出，电场线先变密，再变疏，所以场强先增大后减小．故D正确． 本题选错误的 故选：B． 根据电场线的疏密判断场强的大小，电场线越密，场强越大；电场线越疏，场强越小．根据等量异种点电荷形成电场的电场线分布的对称性分析对称点场强的大小关系．等量异种点电荷连线的中垂线是一条等势线．对于等量异种点电荷和等量同种点电荷的电场线、等势线的分布是考试的热点，要抓住对称性进行记忆．‎ ‎2. 解：A、摩擦起电的本质是电子的转移，说明在摩擦前A、B内部都有电荷，故A错误． B、互相摩擦后A带1.6×10-10C正电荷，故应该是A上的电子转移到B上，故B正确． CD、A原来是电中性，摩擦后带上1.6×10-10C的正电荷，故B在摩擦后一定带1.6×10-10C的正电荷，故A在摩擦过程中失去的电子数为： 个，故C错误，D错误． 故选：B 摩擦起电的本质是电子的转移，起电过程中总电荷量保持不变，得到电子的物体带负电，失去电子的物体带正电，由此可判定各个选项． 解答本题应明确起电的本质，明确不带电的物体呈现电中性，而带电的原因是失去或获得电子．‎ ‎3. 解：A、电场方向水平向右，电子受力逆着电场线方向，故在移动中电场力做负功，故电势能增大，故A错误； B、匀强电场电场力做功W=Eqlcosθ=eEdcos（180°-37°）=-eEdcos37°，故B错误； ‎ C、电场线向右，沿着电场线方向电势降低，故电场中A点的电势φA大于B点的电势φB，故C错误； D、由W=Uq可知，A、B两点的电势差为UAB==Edcos37°，故D正确； 故选：D． 电场方向水平向右，沿着电场线方向，电势逐渐降低；匀强电场电场力做功W=Eqlcosθ；匀强电场UAB=Ed；电场力做正功，电势能减小，做负功，电势能增加． 解决本题得关键是熟练掌握电场力做功与电势能的关系，电场强度与电势差的关系，明确电场线的性质，知道沿电场的方向电势降落．‎ ‎4. 解：由于异种电荷间存在相互作用的吸引力，两球将相互靠近，距离减小，根据库仑定律得知，相互作用力增大． 由牛顿第二定律得知它们的加速度变大． 随着两球间距离减小，电场力做功正功，电势能减少，总动能增加．所以速度增加，故速度变大，加速度变大． 故只有C符合要求，故C正确、ABD错误． 故选：C． 根据库仑定律判断两球的库仑力如何变化，根据功能关系判断速度如何变化，根据v-t图象的物理含义判断哪儿图正确． 本题中两球间存在引力，引力逐渐增大，根据功能关系的判断速度变化．‎ ‎5. 解：A、两个等量异种电荷的电场中，在它们连线的垂直平分线上的点的电势都是零，所以a、b、c三点的电势都相等为零，所以A错误． B、两个等量异种电荷的电场中，垂直平分线上所有的点的电场的方向都是平行的，所以B正确． C、无穷远处电势为零，而a、b、c三点的电势都相等为零，所以C错误． D、垂直平分线上所有的点的电场的方向都是平行的，电场的方向是在水平方向的，所以电荷不能在a、b连线上运动，所以D错误． 故选B． 根据等量异种电荷的电场和电势的分布情况可以知道，在它们连线的垂直平分线上的点的电势都是零，并且垂直平分线上所有的点的电场的方向都是平行的，由此可以判断电场和电势的变化的情况． ‎ 本题考查的就是点电荷的电场的分布，这要求同学对于基本的几种电场的情况要了解，本题看的就是学生的基本知识的掌握情况，比较简单．‎ ‎6. 解：根据电荷守恒定律，与外界没有电荷交换的情况下，一个系统所带的电量总是守恒的，A是一个孤立的系统，跟外界没有电荷交换，电荷数保持不变．故ABD错误、C正确． 故选：C 根据电荷守恒定律的内容，结合一个孤立的系统，跟外界没有电荷交换，电荷数保持不变就可以直接作出解答． 该题考查对电荷守恒定律的理解，解答本题关键是要知道感应起电的实质是电荷的转移，电荷是守恒的．‎ ‎7. 解：A、在射线OM上，O点电场强度微粒，无穷远处的电场强度也为零，故射线OM上有一个电场强度的最大的点，故将q从A点由静止释放，由A点向O点运动的过程中，加速度大小可能一直减小，也可能先增加后减小，故A错误； B、电场强度在MN上是对称分布的，故根据电场力做功可知，其将以O点为对称中心做往复运动；故B正确； C、从A到O过程，电场力做正功，动能增大，电势能逐渐减小，故C错误； D、类平抛运动要求合力恒定，该电场不是匀强电场，粒子不可能做类似平抛运动，故D错误； 故选：B 根据等量同种点电荷电场线的分布情况，抓住对称性，分析试探电荷q的受力情况，确定其运动情况，根据电场力做功情况，分析其电势能的变化情况． 本题考查静电场的基本概念．关键要熟悉等量同种点电荷电场线的分布情况，运用动能定理进行分析．‎ ‎8. 解：A、平行板电容器充电后与电源分离，电量保持不变．板间距离减小，由电容的决定式C=得到，电容增大，由公式C=分析得知，板间电压U减小．故A错误． B、根据推论可知：电容器电量、正对面积不变时，板间场强不变．P点与B板间电势差大小U=Ed，d减小，U减小，而P点的电势小于B板电势，则P点电势升高．故B错误． C、板间场强不变，电荷q所受电场力不变，仍保持静止．故C正确． D、由电荷静止可判断出来电荷带正电，P点电势升高，电荷q的电势能增大．故D错误． 故选：C 平行板电容器充电后与电源分离，电量保持不变．将B 板移至虚线处，板间距离减小，电容增大，根据电容的定义式分析板间电压的变化．根据推论分析板间场强的变化，确定电荷q能否保持静止．由U=Ed分析P点与B板间电势差的变化，再分析P点电势的变化． 本题是电容器动态分析问题，是电容的定义式和决定式的综合应用．常见问题．‎ ‎9. 解：由电场力做功的特点可知，AB两点电势相等，故AB应为等势面； 因电场线与等势面相互垂直，故过C做AB的垂线，一定是电场线； 因从B到C由W=Uq可知，BC两点的电势差U==-173V； 即C点电势高于B点的电势，故电场线垂直于AB斜向下； BC间沿电场线的距离d=BCsin60=0.173m； 由E=可知 电场强度E=V/m=1000V/m； 故选：C． 由题意可知AB两点电势相等，则可知等势面，由电场线可等势面的关系可知电场线；由电场力做功可求得BC两点的电势差，则可确定电场线的方向，由U=Ed可求得电场强度 电场线与等势面相互垂直而电场线由是由高电势指向低电势；匀强电场中U=Ed中的d应为沿电场方向的有效距离 ‎10. 解：电子绕核运动可等效为一环形电流，电子运动周期为T= 根据电流的定义式得：电流强度为I= 因为电子带负电，所以电流方向与电子定向移动方向相反，即沿逆时针方向，故C正确． 故选：C 电子绕核运动可等效为一环形电流，电子运动周期T=，根据电流的定义式I=求解电流强度．电子带负电，电流方向与电子定向移动的方向相反 本题是利用电流强度的定义式求解电流，这是经常用到的思路．要知道电流方向与正电荷定向移动方向相同，而与负电荷定向移动方向相反．‎ ‎11. 解：A、从图示方向看，则根据电阻定律可知，R1==，R2==，故两电阻相等，比值为1：1，故A错误，B正确． C、若电流竖直向下，则根据电阻定律有：R1=，R2=，故R1：R2=b2：a2；故CD错误． 故选：B． 根据电阻定律进行分析，注意明确导线长度和截面积的确定，从而求出各自的电阻，进而求出对应的比值． 本题考查电阻定律的应用，要注意本题可以作为电阻微型化的依据，注意电流方向不同，同一个电阻其阻值可能不同．‎ ‎12. 解：A、由电荷的运动轨迹可知，电荷的受力方向指向左下方，逆着电场线的方向，所以电荷为负电荷，所以A错误． B、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，由图可知，C点的场强大于D点的场强的大小，在C点的受力大于在D的受力，所以粒子在D点的加速度小于它在C点的加速度，所以B正确； C、D、由电荷的运动轨迹可知，电荷的受力方向指向左下方，粒子从C向D运动的过程中电场力做正功，电荷的电势能减小，动能增加，所以粒子在C处的电势能大于在D处的电势能，粒子在C点的动能小于它在D点的动能，所以C正确，D错误． 故选：BC 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；根据带电粒子轨迹弯曲的方向判断出受到的电场力的方向，然后判断粒子的电性；电场力做正功，电势能减小，电场力做负功，电势能增加． 根据物体做曲线运动的条件，掌握住电场线的特点，结合电场力做功与电势能的变化关系即可解决本题．‎ ‎13. 解：A、电场中的场强与放入电场中的试探电荷无关，将点电荷q从A点移走，则该点的电场强度不变，不为零．故A错误． B、A点的场强E=N/C=4.0×104N/C，方向由A指向B．故B正确． C、B点处的电场线比A点处疏，所以B点的场强比A点小，即小于4.0×104N/C．故C正确． D、将电量为2q的正点电荷放于A点，A点的场强不变，大小为4.0×104N/C，方向由A指向 B．故D错误． 故选：BC 电场中的场强与放入电场中的电荷无关，电场强度的定义式为E=．电场线的疏密表示场强的大小，电场线越密的地方，场强越强；电场线越疏的地方，场强越弱． 解决本题的关键理解电场强度的定义式E=，知道电场线越密的地方，场强越强；电场线越疏的地方，场强越弱．‎ ‎14. 解：A、将负电荷由O点移到P点，因OP间的电势差UOP＞0，所以W=-qUOP＜0，则电场力做负功，故A错误； B、过M、P、N做等势线，可得到过P点的等势线通过M、N之间，因顺着电场线电势降低，则有φM＞φP＞φN，M点的电势比P点的电势高，故B正确； C、由U=Ed可知，MN间的场强小于OM间的场强，故M、N两点间的电势差小于O、M两点间的电势差，故C错误； D、根据电场线的分布特点会发现，电场线关于y轴两边对称，故y轴上的场强方向在y轴上，所以在O点静止释放一带正电粒子，其所受电场力沿y轴正方向，则该粒子将沿y轴做直线运动，故D正确； 故选：BD． 电场力做功正负根据电势差正负和电场力做功公式W=qU分析．根据电场线与等势线垂直，且顺着电场线方向电势降低，判断M与P两点电势的高低．由U=Ed定性分析MN间和OM间电势差的大小．分析带电粒子的受力情况，判断其运动情况． 加强基础知识的学习，掌握住电场线的特点，知道公式U=Ed仅仅适用于匀强电场，本题虽不属于匀强电场，但是可以用U=Ed来定性判断电势差的大小．‎ ‎15. 解： A、若电场方向垂直于杆斜向上，小球受到的电场力方向也垂直于杆斜向上，在垂直于杆的方向小球受力能平衡，而在平行于杆方向，重力有沿杆向下的分力，没有力与之平衡，则小球将向下滑动，不能保持静止．故A错误． B、若电场方向竖直向上，此时球受两个力，竖直向上的电场力和竖直向下的重力，根据二力平衡可知，Eq=mg，故E=．故B正确． C ‎、如电场方向平行于杆斜向上，此时受三个力，重力、沿杆方向的电场力和支持力．重力和电场力垂直于杆方向的分力的合力和支持力等值反向，重力和电场力沿杆子方向的分力大小相等方向相反，有mgsinθ=Eq，故E=，故C正确； D、若电场方向向右，此时受三个力，重力、电场力和支持力．重力和电场力垂直于杆方向的分力的合力和支持力等值反向，重力和电场力沿杆子方向的分力大小相等方向相反，有mgsinθ=Eqcosθ，故E=，故D错误． 故选：BC． 当加一匀强电场时，小球将受到电场力作用，小球带正电，电场力方向与场强方向相同；当加电场后，小球所受的合力能为零时，就能在杆上保持静止状态． 判断物体能否静止，关键是正确分析物体的受力情况，根据利用平衡条件进行检验合力是否为零．‎ ‎16. （1）检验电荷+q放在d点恰好平衡，根据二力平衡，即可以求出匀强电场的场强和方向． （2）、（3）匀强电场的场强不变，求出匀强电场的电场力和点电荷的电场力，再根据矢量合成计算检验电荷受到的作用力大小和方向． 本题利用场强的合成法则，解决该题关键要掌握点电荷的电场分布特点，以及匀强电场的电场强度公式．‎ ‎17. （1）粒子先经过加速电场加速，后进入偏转电场偏转．由动能定理可以解得加速度获得的速度，即穿过B板时的速度． （2）粒子进入偏转电场做类平抛运动，把其分解为水平方向的匀速直线运动，竖直方向的匀加速直线运动．根据牛顿第二定律和运动学规律结合求解侧移距离． （3）对偏转过程，利用分运动公式列式求解末速度的大小，根据tanθ=确定方向． 本题要熟练运用运动的分解法研究类平抛运动，把类平抛运动分解成水平方向的匀速直线运动，竖直方向的匀加速直线运动，结合牛顿第二定律和匀变速直线运动规律解题．‎ ‎18. （1）带负电的物块以初速度v0沿x轴正方向进入电场中，受到向左的电场力和滑动摩擦力作用，做匀减速运动，当速度为零时运动到最远处，根据动能定理列式求解； （2）分三段进行研究：在电场中物块向右匀减速运动，向左匀加速运动，离开电场后匀减速运动．根据运动学公式和牛顿第二定律结合列式，求出各段时间，即可得到总时间．本题首先要理清物块的运动过程，运用动能定理、牛顿第二定律和运动学公式结合进行求解．‎