甘肃省武威市第六中学2019-2020学年高二上学期第一次段考物理试题

甘肃省武威市第六中学2019-2020学年高二上学期第一次段考物理试题

武威六中2019-2020学年度第一学期第一次学段考试 高二物理试卷 一、选择题（每小题4分，共14小题，共计56分。其中1～10题为单项选择题；11～14题为多项选择题，全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有错选得0分）‎ ‎1. 下列说法正确的是（ ）‎ A. 若电荷在电场中某点受到的电场力大，则该点的电场强度就大 B. 负电荷受到的电场力的方向跟电场强度的方向相反 C. 电场强度方向总跟电场力的方向一致 D. 在匀强电场中，不同的带电粒子受到的电场力一定相同 ‎【答案】B ‎【解析】‎ 试题分析：A、电场强度的大小由电场本身的性质决定，与试探电荷无关；错误 B、规定正电荷受电场力的方向为电场场强的方向，则负电荷受到的电场力的方向跟电场强度的方向相反；正确 C、电场强度的方向与正电荷受力方向相同，与负电荷受力方向相反；错误 D、由可知在匀强电场中，不同的带电粒子受到的电场力不一定相同；错误 故选B 考点：电场强度 点评：注意是电场强度的定义式，电场强度由电场本身的性质决定，与F、q无关。‎ ‎2.在静电场中 A. 电场处处为零的区域内，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. 如果是负点荷产生的电场，沿着电场强度的方向，电势升高 ‎【答案】C ‎【解析】‎ 电场和电势没有直接的联系，在电场为零的区域，电势是由零势点的选取而决定的，A错误；匀强电场中，场强处处相同，但沿着电场线方向电势逐渐降低，B错误；根据电场性质，电场强度的方向总是跟等势面垂直，C正确；不论哪种电荷产生的电场，都是沿着电场线的方向电势逐渐降低的，D错误。‎ ‎3.真空中有两个相同的可以看成点电荷的带电金属小球A、B，两小球相距L固定，A小球所带电荷量为-2Q、B所带电荷量为+4Q，两小球间的静电力大小是F，现在让A、B两球接触后，使其距离变为‎2L．此时，A、B两球之间的库仑力的大小是（　　）‎ A. B. C. D. ‎ ‎【答案】B ‎【解析】‎ 根据库仑定律，两球间的库仑力：,将它们接触后再分开，然后放在距离为‎2L，则电荷量中和，再进行平分，因此电量均为+Q，则库仑力为： ，故B正确。‎ 故选：B。‎ ‎4.如图所示，是某电场的电场线的分布情况，下列说法中正确的是 A. 点电场强度比点电场强度小 B. 点电势比点电势高 C. 正电荷从点移动到点过程中，静电力做负功 D. 同一负电荷点电势能比在点电势能大 ‎【答案】D ‎【解析】‎ ‎【详解】A.电场线越密的地方电场强度越大，由图可知A处的电场线较B处密，有；故A错误.‎ B.沿着电场线方向电势降低，结合等势线与电场线垂直，可得；故B错误.‎ C.正电荷从B运动到A，受力方向和电场线方向相同，电场力与运动方向成锐角，则电场力做正功；故C错误.‎ D.由，结合电势能，而，可得；故D正确.‎ ‎5. 如图所示，R 是一个定值电阻，A、B 为水平正对放置的两块平行金属板，两板间带电微粒 P 处于静止状态，则下列说法正确的是 A. 若增大A、B两金属板的间距，则有向右的电流通过电阻R B. 若增大A、B两金属板的间距，P将向上运动 C. 若紧贴A板内侧插入一块一定厚度的金属片，P将向上运动 D. 若紧贴B 板内侧插入一块一定厚度的陶瓷片，P 将向上运动 ‎【答案】C ‎【解析】‎ 试题分析：和电源相连，则两极板间的电压恒定，若增大A、B两金属板的间距，根据公式可知，电容减小，根据公式以及电容减小，电压不变可得电容器两极板上所带电荷量减小，故电容器放电，R中有向左的电流，A错误；由于两极板间的电压不变，若增大A、B两金属板的间距，根据公式可得两极板间的电场强度减小，电场力小于重力，将向下运动，B错误；若紧贴A板内侧插入一块一定厚度的金属片，相当于两极板间的距离减小，电场强度增大，则电场力大于重力，P向上运动，C正确；若紧贴B 板内侧插入一块一定厚度的陶瓷片，相当于增大，两极板间的电场强度恒定不变，所以电场力不变，P仍静止，D错误；‎ 考点：考查了电容器的动态变化 ‎【名师点睛】在分析电容器动态变化时，需要根据判断电容器电容变化情况，然后结合，等公式分析，需要注意的是，如果电容器和电源相连则电容器两极板间的电压恒定，如果电容器充电后与电源断开，则电容器两极板上的电荷量恒定不变 ‎6.两个带等量正电荷的点电荷，O点为两电荷连线的中点，a点在连线的中垂线上，若在a点由静止释放一个电子，如图1所示，关于电子的运动，下列说法正确的是(　　)‎ A. 电子在从a向O运动的过程中，加速度越来越大，速度越来越大 B. 电子在从a向O运动的过程中，加速度越来越小，速度越来越大 C. 电子运动到O时，加速度为零，速度最大 D. 电子通过O后，速度越来越小，加速度越来越大，一直到速度为零 ‎【答案】C ‎【解析】‎ ‎【详解】在等量同种电荷连线中垂线上电场强度方向O→a，电子从a点到O点运动的过程中，电场力方向a→O，故加速度向下，与速度同向，故速度越来越大；但电场线的疏密情况不确定，O点上方的电场强度最大点位置不确定，故电场强度大小变化情况不确定，则电荷所受电场力大小变化情况不确定，加速度变化情况无法判断。故AB错误；越过O点后，电子做减速运动，则点电荷运动到O点时速度最大。电场力为零，加速度为零。故C正确。根据电场线的对称性可知，越过O点后，电子做减速运动，加速度的变化情况无法判断。故D错误。故选C。‎ ‎【点睛】本题考查对等量同种电荷电场线的分布情况及特点的理解和掌握程度，要抓住电场线的对称性；同时要能够结合力与运动的关系进行分析．‎ ‎7.如图所示,取一对用绝缘柱支撑的导体A 和B,使它们彼此接触,起初它们不带电，分别贴在导体A、B 下部的金属箔都是闭合的。现将带正电的物体C 移近A,下列描述正确的是 A. 稳定后只有A 下部的金属箔张开 B. 稳定后只有B 下部的金属箔张开 C. C移近A后,再把B与A 分开,稳定后A、B下部的金属箔都张开 D. C移近A后,再把B与A分开，稳定后A、B下部的金属箔都闭合 ‎【答案】C ‎【解析】‎ A、带正电的物体C靠近A附近时，由于静电感应，A端带上负电，B端带上正电；所以金属箔都张开．故A B错误；把带正电荷的物体C移近导体A后，把A和B分开，A带负电，B带正电，金属箔还是张开，选项C正确，D错误．故选C.‎ 点睛：此题体现了物体静电感应起电的实质；静电平衡状态时，带电体的电荷只分布在外表面，内部电场强度为零，且导体的电势处处相等．‎ ‎8.一带电粒子射入固定在O点的点电荷的电场中，粒子轨迹如图虚线abc所示，图中实线是同心圆弧，表示电场的等势面，不计重力，可以判断（ ）‎ A. 粒子受到静电引力的作用 B. 粒子速率增大 C. 粒子动能减小 D. 粒子电势能先增大后减小 ‎【答案】D ‎【解析】‎ ‎【详解】A.有图可知，轨迹向左弯曲，带电粒子所受的电场力方向向左，则带电粒子受到了排斥力的作用，故A错误。‎ B C.从到的过程，电场力做做负功，可知电势能增大，动能减小，从到的过程，电场力做正功，可知电势能减小，动能增大，所以粒子的动能先减小后增大，速度也先减小后增大，故BC错误。‎ D.由上面的分析可知，粒子的电势能先增大后减小，故D正确。‎ ‎.‎ ‎9.某空间存在一电场，电场中的电势φ在x轴上的分布如图所示，下列说法正确的是( )‎ A. 在x轴上，从x1到x2电场强度方向向左 B. 在x轴上，从x1到x2电场强度先增大后减小 C. 把一负电荷沿x轴正向从x1移到x2，电场力先减小后增大 D. 把一负电荷从x1移到x2，电场力做负功 ‎【答案】C ‎【解析】‎ ‎【详解】A. 由图象知从x1到x2电势逐渐降低后增大，电场强度方向先向右又向左，故A项与题意不相符；‎ BC. 根据φ-x图线上某点切线的斜率等于该点的电场强度，从x1到x2的这段范围内斜率先变小后增大，场强大小先减小后增大，电场力先减小后增大，故B项与题意不相符，C项与题意相符；‎ D. 负电荷在电势低处电势能大，所以把一负电荷从x1移到x2，电势能先增大后减小，电场力先做负功后正功，故D项与题意不相符。‎ ‎10.如图所示是一个说明示波管工作原理示意图，电子经电压U1加速后垂直进入偏转电场，离开电场时的偏转量是h，两平行板间的距离为d，电势差为U2，板长为L.为了提高示波管的灵敏度(每单位电压引起的偏转量为)可采用的方法是(　　)‎ A. 增大两板间的电势差U2‎ B. 尽可能使板长L短些 C. 使加速电压U‎1升高些 D. 尽可能使板间距离d小些 ‎【答案】D ‎【解析】‎ ‎【分析】‎ 本题的关键是根据动能定理和类平抛运动规律求出示波管灵敏度的表达式，然后讨论即可求解。‎ ‎【详解】带电粒子加速时，由动能定理得：qU1=mv2‎ 带电粒子偏转时，由类平抛运动规律，得：L=vt，h=at2‎ 又由牛顿第二定律得：‎ 联立得 由题意，灵敏度为：‎ 可见，灵敏度与U2无关，要提高示波管的灵敏度，可使板长L长些、板间距离d小一些、加速电压U1降低一些，故A、B、C错误，D正确．‎ ‎【点睛】本题主要考查带电粒子在匀强电场中的运动，结合动能定理和类平抛规律与电场知识可解。‎ ‎11.下列静电学公式中，F、q、E、U、r和d 分别表示电场力、电荷量、场强、电势差及距离，①，②，③，④U＝Ed，有关四个公式的说法中正确的是(　　)‎ A. 它们都只对点电荷或点电荷的电场成立 B. ①②③只对点电荷或点电荷电场成立，④对任何电场都成立 C. ①②只对点电荷成立，③对任何电场成立，④只对匀强电场成立 D. ①②只对点电荷成立，③④对任何电场成立 ‎【答案】C ‎【解析】‎ ‎【分析】‎ 本题应明确四个公式的公式①是库仑定律，公式②根据定义及库仑定律求出的公式得到的点电荷场强公式，公式③电场强度的定义式，公式④为匀强电场中得出的场强与电势差的关系式；‎ ‎【详解】公式①是库仑定律，只适用于真空中点电荷；‎ 公式②是根据定义及库仑定律求出的公式得到的点电荷场强公式，只适用真空中点电荷的电场；‎ 公式③是场强的定义式，适用于任何电场；‎ 公式④为匀强电场中得出的场强与电势差的关系式，只适用于匀强电场。故ABD错误，C正确。‎ ‎【点睛】每一个物理公式都有其适用的范围，在学习中要注意抓住其适用范围，以免错用了公式，注意电场强度的定义式与决定式的不同。‎ ‎12.如图所示，虚线 a 、b 、c 代表电场中三个等势面，相邻等势面之间的电势差相等，即Uab=Ubc,实线为一带负电的离子仅在电场力作用下通过该区域时的运动轨迹， P、Q 是这条轨迹上的两点，据此可知 ‎ A. 三个等势面中， b的电势最低 B. 带电离子通过P点时的电势能较大 C. 带电离子通过P点时的动能较大 D. 带电离子通过P点时的加速度较大 ‎【答案】BD ‎【解析】‎ ‎【详解】电荷所受电场力指向轨迹内侧，由于电荷带负电，因此电场线指向左上方，沿电场线电势降低，故c等势线的电势最低，a等势线的电势最高，故A错误；根据质点受力情况可知，从P到Q过程中电场力做正功，电势能降低，故P点的电势能大于Q点的电势能，故B正确；从P到Q过程中电场力做正功，电势能降低，动能增大，故P点的动能小于Q点的动能，故C错误；等势线密的地方电场线密场强大，故P点位置电场强，电场力大，根据牛顿第二定律，加速度也大，故D正确。故选BD。‎ ‎【点睛】解决这类带电粒子在电场中运动的思路是：根据运动轨迹判断出所受电场力方向，然后进一步判断电势、电场强度、电势能、动能等物理量的变化．‎ ‎13.如图所示,同一直线上的三个点电荷q1、q2、q3,恰好都处在平衡状态,除相互作用的静电力外不受其他外力作用.已知q1、q2间的距离是q2、q3间距离的2倍.下列说法正确的是( )‎ A. 若q1、q2为正电荷,则q3为负电荷 B. 若q1、q3为负电荷,则q2为正电荷 C. q1︰q2︰q3=36︰4︰9‎ D. q1︰q2︰q3=9︰4︰36‎ ‎【答案】BC ‎【解析】‎ ‎【详解】AB.三个自由电荷在同一直线上处于平衡状态，则一定满足“两同夹异，两大夹小，近小远大”，所以和是同种电荷，是异种电荷，故B正确，A错误。‎ CD.根据库仑定律和适量的合成，则有：，化简可得：，故C正确，D错误。‎ ‎14.如图所示，一电场的电场线分布关于y轴（沿竖直方向）对称，O、M、N是y轴上的三个点，且OM=MN。P点在y轴右侧，MP⊥ON。则 A. M点的电势比P点高 B. 将负电荷由O点移动到P点，电场力做正功 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 ‎【答案】AD ‎【解析】‎ ‎【详解】A．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，故A正确．‎ B．将负电荷由O点移到P点，因UOP＞0，所以W=-qUOP＜0，则负电荷电场力做负功，故B错误；‎ C．由U=Ed可知，MN间的平均场强小于OM间的平均场强，故MN两点间的电势差小于OM两点间的电势差，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；‎ ‎【点睛】考点：电场线；电势及电势能 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，电场力做正功，电势能减小，电场力做负功，电势能增加。‎ ‎【此处有视频，请去附件查看】‎ 二、实验题 （每空3分，共6分）‎ ‎15. 如图所示为“研究影响平行板电容器电容的因素”的实验装置 ‎（1）以下说法不正确的是______‎ A．A板与静电计的指针的电势相等 B．甲图中将B板上移，静电计的指针偏角增大 C．乙图中将B板左移，静电计的指针偏角不变 D．丙图中将电介质插入两板之间，静电计的指针偏角减小 ‎（2）下列关于实验中使用静电计的说法正确的是有______‎ A、使用静电计的目的是观察电容器电压的变化情况 B、使用静电计的目的是测量电容器电量的变化情况 C、静电计可以用电压表替代 D、静电计可以用电流表替代 ‎【答案】（1）C （2）A ‎【解析】‎ 试题分析：（1）A板与静电计相连，静电平衡后电势相等，A正确；将B板向上平移，两极板正对面积减小，根据电容的决定式得知，电容C减小，而电容器的电量Q不变，由电容的定义式分析得到，板间电势差U增大，则静电计指针张角增大，B正确；乙图中将B板左移，板间距离增大，根据电容的决定式得知，电容C减小，而电容器的电量Q不变，由电容的定义式分析得到，板间电势差U增大，则静电计指针张角增大，C错误；将电介质插入两板之间，根据电容的决定式 得知，电容C增大，而电容器的电量Q不变，由电容的定义式分析得到，板间电势差U减小，则静电计指针张角减小，D正确；本题选不正确的，故选C。‎ ‎（2）静电计是用来测量电容器两极板的电势差，从而研究电容器电容随电容器正对面积、两板距离、介电常数等因素的变化．如果用电压表、电流表来替代则构成电容器的放电回路，两电表都没有示数，故选A．。‎ 考点：研究平行板电容器。‎ ‎【名师点睛】静电计是测量电势差的仪器，根据张角可以得出两板间的电压高低；根据静电计的原理可知其使用方法．先根据电容的决定式分析电容的变化，再根据电容的定义式分析板间电势差的变化，判断静电计指针张角的变化。‎ 三、计算题（共38分。要求写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤。只写出最后答案，而未写出主要演算过程的，不能得分。有关物理量的数值计算问题，答案中必须明确写出数值和单位）‎ ‎16.如图，A、B、C为一等边三角形的三个顶点，某匀强电场其电场线平行该三角形平面，现将正点电荷10‎-8C从A点移到C点，静电力做功3×10-6J ，将另一负点电荷10‎-8C从A点移到B点，克服静电力做功3×10-6J；‎ ‎（1）试画出电场线的方向，UAB、UAC、UBC各为多少？ ‎ ‎（2）若AB边长为2cm ，求电场强度 ‎【答案】（1）UAB= UAC=300(V) UBC=0；（2）10000（v/m）‎ ‎【解析】‎ ‎【详解】（1）由正点电荷10‎-8C从A点移到C点，静电力做功3×10-6J，可得：‎ 由负点电荷10‎-8C从A点移到B点，克服静电力做功3×10-6J，可得：‎ 因为，所以BC两点的电势相等，即 由电场线与等势线的关系，可得电场线与BC垂直，方向向右向上，如图所示：‎ ‎（2）A到BC的距离为：‎ 所以电场强度为：‎ ‎17.一匀强电场，场强方向是水平的（如图）.一个质量为m的带正电的小球，从O点出发，初速度的大小为v0，在电场力与重力的作用下，恰能沿与场强的反方向成θ角的直线运动.求：‎ ‎（1）小球作什么运动？‎ ‎（2）匀强电场的电场强度？‎ ‎（3）小球运动到最高点时其电势能变化了多少？.‎ ‎【答案】（1）匀减速直线运动 （2） （3）‎ ‎【解析】‎ 试题分析：（1）因物体受重力及电场力的作用而做直线运动，故物体所受力的合力一定在运动方向的直线上，由合力方向与速度方向的关系判断小球的运动性质，（2）由力的合成可求得电场强度，（3‎ ‎）由动能定理求得位移，即可由功的公式求得电场力的功，电场力做的功等于电势能的变化量．‎ ‎（1）设小球的电荷量为q，因小球做直线运动，则它受到的电场力Eq和重力mg的合力方向必与初速度方向在同一直线上，电场力必定水平向左，如图所示 由力的合成可知合力恒定且与速度方向相反，所以小球做匀减速直线运动．‎ ‎（2）结合平行四边形定则作图，有：‎ 得：‎ ‎（3）设小球从O到最高点的路程为s，合力 根据动能定理得：，‎ 得：‎ 物体运动的水平距离为：‎ 电场力做功为：‎ 根据功能关系可知：小球的电势能变化为：‎ ‎【点睛】本题有两点需要注意，一是由运动情景应能找出受力关系；二是明确功是力与力的方向上发生的位移的乘积．‎ ‎18.有一电子经电压U1加速后，进入两块间距为d，电压为U2的平行金属板间，若电子从两板正中间垂直电场方向射入，且正好能穿出电场，设电子的电量为e．求：‎ ‎（1）电子离开加速场的速度 ‎（2）金属板AB的长度． ‎ ‎（3）电子穿出电场时的动能．‎ ‎【答案】（1）（2）（3）‎ ‎【解析】‎ ‎【详解】（1）电子在加速电场中，由动能定理得：‎ 解得：‎ ‎（2）电子在偏转电场中做类平抛运动 水平方向：‎ 竖直方向：‎ 解得：‎ ‎（3）整个过程中，由动能定理可得：‎ 解得：‎