河南省周口中英文学校2019-2020学年高二上学期期中考试物理试题

河南省周口中英文学校2019-2020学年高二上学期期中考试物理试题

周口中英文学校2019-2020学年度期中考试 高二物理试题 一、选择题（共12小题，1—8为单选题，9—12为多选题，漏选得2分，错选、多选均不得分，每题4分，共48分）‎ ‎1.两个分别带有电荷量－Q和＋3Q的相同金属小球(均可视为点电荷)，固定在相距为r的两处，它们间库仑力的大小为F.两小球相互接触后将其固定距离变为，则两球间库仑力的大小为(　　)‎ A. F　　　　　　　B. F　　　　　　　C. F　　　　　　　D. 12 F ‎2.平行金属板水平放置，板间距为0.6cm，两板接上6×103V电压，板间有一个带电液滴质量为4.8×10-10 g，处于静止状态，则油滴上有元电荷数目是（g取10m/s2）（ ）‎ ‎　 A.3×106 B.30 C.10 D.3×104‎ ‎3.如图所示，仅在电场力作用下，一带电粒子沿图中虚线从A运动到B，则 A．电场力对粒子做正功        B．粒子动能减小 C．粒子电势能减少          D．粒子加速度减小 ‎4.一带负电荷的质点，在匀强电场中仅在电场力作用下沿曲线abc从a运动到c，已知质点的速率是逐渐增大的。关于此匀强电场的电场强度E的方向，下列图示中可能正确的是（虚线是曲线在b点的切线）‎ A. B. ‎ C. D. ‎ ‎5.孤立点电荷电场中的一簇等势面如图中虚线所示，其电势分别为φ1、φ2、φ3，其中A、B、C是某电场线与这簇等势面的交点，且AB＝BC．现将一负电荷由A移到B，电场力做正功W1；由B移到C，电场力做正功W2，则(　　)‎ A．W1＝W2，φ1＜φ2＜φ3 B．W1＝W2，φ1＞φ2＞φ3‎ C．W1＞W2，φ1＜φ2＜φ3 D．W1＜W2，φ1＞φ2＞φ3‎ ‎6.如图所示，a、b、c为电场中同一条水平方向电场线上的三点，c为ab的中点，a、b电势分别为φa=5V、φb=3V．下列叙述正确的是（　　）‎ A. 该电场在c点处的电势一定为4 V B. a点处的场强Ea一定大于b点处的场强Eb C. 一正电荷从c点运动到b点电势能一定减少 D. 一正电荷运动到c点时受到的静电力由c指向a ‎7．图中虚线是某电场中的一簇等势线。两个带电粒子从P点均沿等势线的切线方向射入电场，粒子运动的部分轨迹如图中实线所示。若粒子仅受电场力的作用，下列说法中正确的是（ ）‎ A．a、b两点的电场强度大小关系Ea>Eb B．a、b两点的电势关系Ua>Ub C．粒子从P运动到a的过程中，电势能增大 D．粒子从P运动到b的过程中，动能增大 ‎8.如图所示，平行板电容器带有等量异种电荷，与静电计相连，静电计金属外壳和电容器下级板都接地．在两极板间有一固定在P点的点电荷，以E表示两极板间的电场强度，EP表示点电荷在P点的电势能，θ表示静电计指针的偏角．若保持下极板不动，将上极板向下移动一小段距离至图中虚线位置，则（　　）‎ A. θ增大，E增大 ‎ B. θ增大，EP不变 C. θ减小，EP增大 ‎ D. θ减小，E不变 ‎9.下列各量中，与检验电荷无关的物理量是（ ）‎ A. 电场力F B. 电场强度E C. 电势差U D. 电场力做的功W ‎10.如图所示，有一带电物体处在一个斜向上的匀强电场E中，由静止开始沿天花板向左做匀速直线运动，下列说法正确的是（ ）‎ A. 物体一定带正电 B. 物体一定带负电 C. 物体不一定受弹力的作用 D. 物体一定受弹力的作用 ‎11.下列说法中，正确的是( )‎ A. 沿着电场线的方向场强一定越来越弱 B.‎ ‎ 沿着电场线的方向电势一定越来越低 C. 匀强电场中，各点的场强一定大小相等，方向相同 D. 匀强电场中，各点的电势一定相等 ‎12.如图所示，三条虚线表示某电场的三个等势面，其中φ1=10V，φ2=20V，φ3=30V一个带电粒子只受电场力作用，按图中实线轨迹从A点运动到B点，由此可知( ) ‎ A. 粒子带负电 ‎ B. 粒子的速度变大 C. 粒子的加速度变大 ‎ D. 粒子的电势能减小 一、实验题(每空2分，共16分)‎ ‎13．如图所示的实验装置可用来探究影响平行板电容器电容的因素，其中电容器左侧极板和静电计外壳接地，电容器右侧极板与静电计金属球相连，使电容器带电后与电源断开。‎ ‎（1）仅将左极板上移，电容______（选填“变大”、“变小”或“不变”），静电计指针偏转角____（选填“变大”、“变小”或“不变”）；‎ ‎（2）仅将极板间距离减小时，可观察到静电计指针偏转角__（选填“变大”、“变小”或“不变”）；‎ ‎（3）仅在两板间插入一块玻璃，可观察到静电计指针偏转角___（选填“变大”、“变小”或“不变”）。‎ ‎14．某同学选用两个完全相同的小球A、B来验证库仑定律。使小球A和B带上同种电荷，A球放在左右可移动且上下高度可调节的绝缘座上，B球用绝缘丝线悬挂于玻璃棒C点，如图。实验时，保证A、B两球球心在同一水平线上，待B球平衡后偏离竖直线的角度为θ，B球质量为m，重力加速度为g；先保持两球电荷量不变，使A球从远处逐渐向B 球靠近，观察到两球距离越小，悬线的偏角越大；再保持两球距离不变，改变小球所带的电荷量，观察到电荷量越大，B球悬线的偏角越大。‎ ‎（1）实验中需要用到_____的科学方法。‎ ‎（2）根据平衡关系，A、B两球之间的电场力F=__________（用m、g、θ表示）。‎ ‎（3）在阅读教材后，该同学知道了库仑定律的表达式，并知道了均匀分布的带电球体可以等效为电荷量全部集中在球心处的一个点电荷。它将两个半径为R的金属小球分别带上了q1和q2的正电，并使其球心相距3R，应用库仑定律，计算了两球之间的库仑力，则该同学的计算结果______（选填“偏大” “偏小”“正确”），原因是：___________________。‎ 三、计算题（15题10分，16题12分，17题14分，共36分）‎ ‎15．（8分）在电场中把C的负电荷从A点移到B点，静电力做功J。再把这个电荷从B点移到C点，静电力做功J-求;‎ ‎（1）A、B间，B、C间电势差各是多少？‎ ‎（2）A、C间电势差是多少？‎ ‎（3）把C的电荷从A点移到C点，静电力做多少功？‎ ‎16．如图所示，一带电荷量为＋q、质量为m的小物块处于一倾角为37°的光滑斜面上，当整个装置被置于一水平向右的匀强电场中，小物块恰好静止．重力加速度取g，sin37°＝0.6，cos37°＝0.8.求：‎ ‎（1）水平向右电场的电场强度的大小；‎ ‎（2）若将电场强度减小为原来的1/2，小物块的加速度是多大；‎ ‎17.如图，在竖直平面内，一半径为R的光滑绝缘圆弧轨道ABC和水平绝缘轨道PA在A点相切，BC为圆弧轨道的直径，O为圆心，OA和OB之间的夹角为α，sinα=，整个装置处于水平向右的匀强电场中。一质量为m、电荷量为q（q＞0）的带电小球在电场力的作用下沿水平轨道向右运动，经A点沿圆弧轨道通过C点，落至水平轨道。已知小球在C点所受合力的方向指向圆心，且此时小球对轨道的压力恰好为零，重力加速度大小为g。求 （1）匀强电场的场强大小； （2）小球到达A点时速度的大小；小球从C点落至水平轨道上的位置与A点的距离。‎ 一选择题1.C 2.B 3.B 4.B 5.C 6.C 7.D 8.D 9.BC 10.AD 11. BC 12.ABD 二实验题 ‎13 (1)变小，变大 (2)变小 (3)变小 ‎14 (1) 控制变量法 (2) mg tan⁡θ ‎(3)偏大 两电荷带同种电荷导致电量间距大于3R ‎15‎ ‎16‎ ‎17.【答案】解：（1）设小球所受的电场力为，电场强度大小为E，由力的合成，得：‎ F_0/mg=tanα…①‎ 又F0=qE…②‎ 联立①②解得：‎ E=3mg/4q ‎（2）小球到达C点时所受合力大小为F，由力的合成有：‎ F^2=(mg)^2+F_0^2…③‎ 设小球到达C点时的速度大小为vC，利用牛顿第二定律得：‎ F=m(v_C^2)/R…④‎ 联立③④解得：‎ vC=√5gR/2‎ 设小球到达A点的速度大小为vA，做CD⊥PA，角PA于D点，由几何关系得：‎ DA=Rsinα…⑤‎ CD=R（1+cosα）…⑥‎ 根据动能定理，有：‎ ‎-mg•CD-qE•DA=1/2 mv_C^2-1/2 mv_A^2…⑦‎ 联立③④⑤⑥⑦，得小球在A点的速度大小为：‎ vA=√23gR/2‎ 小球离开C点后在竖直方向做初速度不为零的匀加速运动，加速度大小为g，‎ 设小球在竖直方向的初速度为v⊥，从C点落至水平轨道上所用时间为t，由运动学公式有：‎ v⊥t+1/2 gt^2=CD…⑧‎ v⊥=vsinα…⑨‎ 故有：t=3/5 √(5R/g)‎ 小球水平方向上，做匀变速直线运动，设加速度大小为a，小球落至水平轨道的位置到A点的距离为d，由运动学公式得：‎ d=vCtcosα-1/2 gt^2+AD 在水平方向上由牛顿第二定律，得：‎ qE=ma 联立以上各式，解得：‎ d=9/8 R 答：（1）匀强电场的场强大小为3mg/4q；‎ ‎（2）小球到达A点时速度的大小为√23gR/2；小球从C点落至水平轨道上的位置与A点的距离为9/8 R。‎ ‎【解析】（1）先受力分析，再利用场强和力的关系，可以求出场强大小；‎ ‎（2）根据牛顿第二定律，结合动能定理，可以求出在A点的速度；‎ 根据动能定理结合牛顿第二定律，利用运动的分解可以求出小球从C点落至水平轨道上的位置与A点的距离。‎ 本题考查带电粒子在匀强电场中的运动，关键要注意动能定理和牛顿第二定律的结合，注意在处理问题时等效重力的应用。‎