河北省武邑中学2019-2020学年高二上学期期中考试物理试题

河北省武邑中学2019-2020学年高二上学期期中考试物理试题

河北武邑中学2019-2020学年上学期高二期中考试 物理试卷 一、选择题（1-9题单选，10-12题多选，每题4分，共48分）‎ ‎1.关于摩擦起电，下列说法正确的是 ( )‎ A. 摩擦起电过程中电荷的总量增加 B. 两种不同材料的绝缘体相互摩擦后，它们必将同时带上等量同种电荷 C. 摩擦起电时，质子从一个物体转移到另一个物体 D. 摩擦起电时，电子从一个物体转移到另一个物体 ‎【答案】D ‎【解析】‎ ‎【详解】摩擦起电的实质是电子从一个物体转移到另一个物体，电荷的总量不变，它们同时带上等量异种电荷。‎ A.由上分析可知，A不符合题意； ‎ B.由上分析可知，B不符合题意；‎ C.由上分析可知，C不符合题意； ‎ D.由上分析可知，D符合题意。‎ ‎2.如下图所示的真空空间中，仅在正方体中的黑点处存在着电荷量大小相等的点电荷，则图中a、b两点电场强度和电势均相同的是 A. B. C. D. ‎ ‎【答案】C ‎【解析】‎ ‎【详解】A．根据点电荷的电场强度公式，可得a、b两点电场强度大小相等，场强的方向相反，电势是标量，所以a、b两电势相等。故A错误。 ‎ B．根据点电荷的电场强度公式，可求得各个点电荷在a、b两点的电场场强大小，再根据矢量的合成，可得a、b两点的电场场强大小不等。故B错误。‎ C．根据点电荷的电场强度公式，得各个点电荷在a、b两点的电场场强大小相等，再根据矢量合成，求出合场强相等，场强的方向相同。a、b两电势相等。故C正确。‎ D．根据点电荷的电场强度公式，可得a、b两点的电场场强大小相等，再根据矢量合成，求出合场强相等，但场强的方向不同。故D错误。‎ ‎3.带电粒子仅在电场力作用下，从电场中a点以初速度v0进入电场并沿虚线所示的轨迹运动到b点，如图所示，下列说法正确的是 A. 粒子可能带负电，在b点时速度较大 B. 粒子的电势能在b点时较大 C. 粒子的加速度在a点时较大 D. 粒子一定带正电，动能先变小后变大 ‎【答案】D ‎【解析】‎ ‎【详解】根据轨迹弯曲方向，知粒子所受的电场力方向沿电场线切线方向向右，所以该电荷是正电荷，电场线的疏密表示场强的大小，由图可知a点的电场强度比b点的小，则粒子在a所受的电场力小，所以粒子的加速度在a点时较小，故C错误；粒子从a点到b点，电场力先做负功，再做正功，电势能先增加后降低，动能先变小后变大，但从a点到b点的整个过程电场力做的总功是正功，所以a点的电势能大于b点，a点的动能小于b点，故AB错误，D正确。所以D正确，ABC错误。‎ ‎4.如图所示A是带正电的球，B为不电的导体，AB、均放在绝缘支架上，M、N是导体B中的两点，以无限远处为电势零点，当导体B达到静电平衡后,说法错误的是（ ）‎ A. M,N两点电场强度大小关系为EM=EN=0‎ B. M,N两点电势高低关系为 C. M,N两点电势高低关系为 D. 感应电荷在M,N两点产生的电场强度 ‎【答案】C ‎【解析】‎ ‎【详解】导体B达到静电平衡后，内部场强为零，所以，A正确；B达到静电平衡后变成一个等势体，即，B正确C错误；感应电荷在MN两点产生的电场强度大小等于A在MN两点产生的电场强度，根据点电荷电场公式可知，距离场源电荷越近，电场强度越大，故，故D正确。‎ ‎5.一平行板电容器充电后与电源断开，正极板接地，在两极板间有一正电荷(电量很小)固定在P点，如图所示.以E表示两极板间的场强，U表示电容器的电压，Ep表示正电荷在P点的电势能，若保持负极板不动，将正极板移到图中虚线所示的位置，则（ ）‎ A. U变小，E变小 B. E变大，Ep变大 C. U变小，Ep变大 D. U不变，Ep变大 ‎【答案】C ‎【解析】‎ ‎【详解】AB.平行板电容器充电后与电源断开，则板上电荷量Q不变，将正极板移到图中虚线所示的位置，板间距离减小，根据 知电容C增大，根据 可知电压U减小，根据 ‎ ‎ 可知板间场强不变，故A B错误；‎ CD. 板间距离减小，根据 知电容C增大，根据 可知电压U减小，板间场强不变，P点与上极板之间的电势差 ‎，‎ 减小，所以P点与上极板之间的电势差变小，上极板接地，则P点的电势增大，根据 可知正电荷在P点的电势能增大，故C正确，D错误。‎ ‎6.如图所示，平行板电容器上极板带正电，从上极板的端点A点释放一个带电荷量为＋Q(Q＞0)的粒子，粒子重力不计，以水平初速度v向右射入，当它的水平速度与竖直速度的大小之比为1∶2时，恰好从下端点B射出，则d与L之比为(　　)‎ A. 1∶1 B. 2∶‎1 ‎C. 1∶2 D. 1∶3‎ ‎【答案】A ‎【解析】‎ ‎【详解】设粒子从A到B的时间为t，粒子在B点时，竖直方向的分速度为vy，‎ 由类平抛运动的规律可得L=v0t，，‎ 又v0:vy=1:2，可得d：L=1：1。‎ A.1:1。与结论相符，故A正确；‎ B.2:1。与结论不符，故B错误；‎ C.1:2。与结论不符，故C错误；‎ D.1:3。与结论不符，故D错误；‎ ‎7.关于电功W和电热Q的说法正确的是（　　）‎ A. 在任何电路中都有W＝UIt、Q＝I2Rt，且W＝Q B. 任何电路中都有W＝UIt、Q＝I2Rt，但W不一定等于Q C. W＝UIt、Q＝I2Rt均只有在纯电阻电路中才成立 D. W＝UIt在任何电路中都成立，Q＝I2Rt只在纯电阻电路中才成立 ‎【答案】B ‎【解析】‎ ‎【分析】‎ 纯电阻电路，电功可用公式计算，也可用公式计算，非纯电阻电路，电功用公式计算，电热用公式计算 ‎【详解】非纯电阻中，用来求电功，用来求电热，但W>Q；只有在纯电阻电路，根据能量守恒电功和电热电相等，电功可用公式计算，也可用公式计算，可用于任何电路求总电功，而可以适用任何电路求热功，故B、D正确，A、C错误；‎ 故选BD。‎ ‎【点睛】关键是了解纯电阻电路、非纯电阻电路，对于电功、电热计算，注意灵活选取公式。‎ ‎8.通过电阻R的电流为I时，在t时间内产生的热量为Q， 若电阻为R， 电流为2I， 则在时间内产生的热量为(    )‎ A. 4Q B. 2Q C. D. ‎ ‎【答案】B ‎【解析】‎ ‎【分析】‎ 通过电阻R的电流为I，根据焦耳定律得出在时间t内产生的热量Q=I2Rt。‎ ‎【详解】通过电阻R的电流为I时，在t时间内产生的热量为Q，则Q=I2Rt；若在t/2时间内，通过的电流为2I，根据焦耳定律：Q′=（2I）2•R•t=2I2Rt=2Q，故ACD错误，B正确；故选B。‎ ‎9.图中的电容器C两板间有一负电荷q静止，使q向上运动的措施是（ ）‎ A. 两板间距离增大 B. 两板间距离减小 C. 两板间相对面积减小 D. 两板间相对面积增大 ‎【答案】B ‎【解析】‎ ‎【详解】两极板间距离d增大，而电容器的电压U不变，则板间场强减小，电荷所受电场力减小，电荷将向下运动．故A错误．两极板间距离d减小，而电容器的电压U不变，则板间场强增大，电荷所受电场力增大，电荷将向上运动．故B正确．两极板正对面积S减小或变大时，电容器的电压U和距离d都不变，则板间场强不变，电荷并不运动．故CD错误．故选B．‎ ‎【点睛】本题是简单的电容器动态变化分析问题，抓住板间电压不变是关键；熟练掌握匀强电场的场强公式。‎ ‎10.一横截面积为S的铜导线,流经其中的电流为I,设单位体积的导线中有n个自由电子,电子的电荷量为q此时电子的定向移动速率为v,在t时间内,通过铜导线横截面的自由电子数目可表示为 (     )‎ A. nvSt B. nvt C. D. ‎ ‎【答案】AC ‎【解析】‎ ‎【详解】AB. 从微观角度来说，在t时间内能通过某一横截面的自由电子必须处于长度为vt的圆柱体内，此圆柱体内的电子数目为N=nV=nvSt，故A正确，B错误；‎ CD. 从电流的定义式来说，故在t时间内通过某一横截面的电荷量为It，通过横截面的自由电子数目为，故C正确，D错误；‎ ‎11.如图所示，在两个等量异种点电荷电场中，AB为中垂线，且AO=BO，则 A. A、B两点场强相等 B. 正电荷从A运动到B，电势能增加 C. 负电荷从A运动到B，电势能增加 D. A、B两点电势差零 ‎【答案】AD ‎【解析】‎ ‎【详解】由等量异种电荷的电场线分布可知，A、B两点场强大小和方向距相同，故两点的场强相等，选项A正确；由于AB两点的电势相等，故无论是正电荷还是负电荷，从A运动到B，电场力均不做功，电势能不变，选项BC错误，D正确；故选AD.‎ ‎12.如图所示，在电场中任意取一条电场线，电场线上的a、b两点相距为d，则（ ）‎ A. a点的场强一定大于b点的场强 B. a点的电势一定大于b点的电势 C. a、b两点电势差一定等于Ed（E为a点场强）‎ D. a、b两点电势差等与单位正电荷由a点沿任意路径移到b点的过程中电场力所做的功 ‎【答案】BD ‎【解析】‎ ‎【详解】一条电场线无法判断场强的疏密，A错误；沿着电场线的方向电势逐渐降低，B正确；只有在匀强电场中a、b两点间的电势差等于Ed，C错误；a、b两点间的电势差等于单位正电荷由a点沿任意路径移到b点的过程中静电力所做的功，D正确；‎ 故选BD 二、填空题（9分，每空3分）‎ ‎13.如图所示，有一水平方向的匀强电场，场强大小为900 N/C，在电场内一水平面上作半径为‎10 cm的圆，圆上取A、B两点，AO沿E方向，BO⊥OA，另在圆心处放一电量为10－‎ ‎9 C的正点电荷，则A处场强大小EA＝________ N/C，B处的场强大小EB＝________ N/C．‎ ‎【答案】 (1). 0 (2). 1.27×103‎ ‎【解析】‎ ‎【详解】[1][2]由E＝k，点电荷在A处产生的场强 E1＝900 N/C 方向向左，而水平方向的匀强电场，场强大小为E0=900 N/C，所以A处合场强为零．‎ 点电荷在B处产生的场强 E2＝900 N/C 方向向下，‎ 根据矢量合成可知：B处合场强为 ‎=1.27×103 N/C 三、计算题（10+10+11+12=43）‎ ‎14.如图所示，平行板电容器两板间距‎0.1m，板间电压为1×103V，一个质量为‎0.2g、带1×10‎-7C正电荷的小球用‎0.01m长的细线悬挂于板间O点，将球拉到A使线水平拉直，然后释放，g取‎10m/s2,问:‎ ‎（1）小球摆到最低点B时速度多大?‎ ‎（2）若小球经过B点时线突然断开，以后小球经过B点正下方C点处，则BC相距多远?‎ ‎【答案】（1）m/s（2）‎‎0.08m ‎【解析】‎ ‎【详解】（1）小球由静止释放后到摆到最低点的过程，由动能定理得：‎ ‎，‎ 代入解得：‎ ‎（2）小球摆至B点时丝线突然断裂，小球水平方向做有往返的匀减速直线运动，加速度大小为：‎ 根据对称性得：‎ 小球在竖直方向做自由落体运动，则 联立解得：‎ h=‎‎0.08m ‎15.如图所示，电子在电势差为U0＝4 500 V的加速电场中，从左极板由静止开始运动，经加速电场加速后从右板中央垂直射入电势差为U＝45 V的偏转电场中，经偏转电场偏转后打在竖直放置的荧光屏M上，整个装置处在真空中，已知电子的质量为 ，电荷量为 ，偏转电场的板长为L1＝‎10 cm，板间距离为d＝‎1 cm，光屏M到偏转电场极板右端的距离L2＝‎15 cm.求：‎ ‎ ‎ ‎(1)电子从加速电场射入偏转电场的速度v0；‎ ‎(2)电子飞出偏转电场时的偏转距离(侧移距离)y；‎ ‎(3)电子飞出偏转电场时偏转角的正切值tanθ；‎ ‎(4)电子打在荧光屏上时到中心O的距离Y.‎ ‎【答案】(1) 　(2)‎0‎‎25 cm　(3)0.05　 (4)‎‎1 cm ‎【解析】‎ ‎ (1)电子在加速电场中运动，由动能定理得 eU0＝‎ 解得：v0＝4×‎107m/s ‎(2)电子在偏转电场中运动 沿初速度方向：L1＝v0t可得t＝2.5×10－9s 在垂直速度方向：‎ y＝at2＝t2＝2.5×10－‎3m＝‎‎0.25 cm ‎(3)偏转角的正切值tanθ＝；‎ ‎(4)电子离开偏转电场后做匀速直线运动：若沿电场方向的偏移距离为y′，则 ‎ ＝tanθ，所以y′＝‎0.75 cm，所以Y＝y＋y′＝‎1 cm.‎ ‎16.已知如图, , , , 的变化范围是。求：‎ ‎(1) 上消耗的最大电功率？‎ ‎(2)电源的最大输出电功率？‎ ‎(3) 上消耗的最大电功率？‎ ‎【答案】(1) 4.5W；(2)4.5W；(3)2.25W ‎【解析】‎ ‎【详解】（1）当R2=0Ω 时，电路中电流最大，则R1上功率最大，最大功率：‎ ‎；‎ ‎（2）当R1+R2=r=2Ω，即R2=0时，电源输出功率最大,最大为：‎ ‎；‎ ‎（3）将R1视为电源的内电阻处理，则根据电源的输出功率随外电阻变化的特点，知道当R2=R1+r=4Ω时电源的输出功率最大（即外电阻R2消耗的电功率最大），最大功率为：‎ ‎17.如图所示，绝缘的水平面上静止着两个质量均为m，电荷量均为＋Q的物体A和B(A，B均可视为质点)，它们间的距离为r，A，B与平面间的动摩擦因数均为μ. ‎ ‎(1)A受到的摩擦力为多大？‎ ‎(2)如果将A的电荷量增至＋4Q，两物体开始运动，当它们的加速度第一次为零时，A，B各运动了多远的距离？‎ ‎【答案】（1） (2) ‎ ‎【解析】‎ ‎【详解】试题分析：（1）对A，由平衡条件可知，摩擦力方向水平向右．‎ ‎（2）当加速度a＝0时 得到二者相距 所以 ‎【点睛】解决本题的关键掌握库仑定律的公式，以及知道电荷所受的库仑力与摩擦力相等时，加速度为零。‎