东方市2014-2015高二物理上学期期中试卷（含解析）
一、单项选择题（本题共6小题，每小题3分，共18分，在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的）
1．（3分）（2013秋•芗城区校级期末）有两个完全相同的金属小球A、B（它们的大小可忽略不计），A带电荷量为7Q，B带电荷量为﹣Q，当A、B在真空中相距为r时，两球之间的相互作用的库仑力为F；现用绝缘工具使A、B球相互接触后再放回原处，则A、B间的相互作用的库仑力是（ ）
A． F B． F C． F D． F
考点： 库仑定律．
专题： 电场力与电势的性质专题．
分析： 带有异种电荷的完全相同的金属小球，当它们接触的时候，它们的电荷量先中和，之后再把剩余的电荷量平分，由此可以求得每个小球的电荷量的多少，再根据库仑定律求解即可．
解答： 解：A带电荷量为7Q，B带电荷量为﹣Q，当它们接触之后，电荷量先中和再平分，所以接触之后每个球带的电荷量为3Q，
根据库仑定律可得，
原来没接触时作用力为，F=k=，
接触之后作用力为，F′=k=k=F，所以D正确．
故选D．
点评： 解决本题的关键就是掌握住电荷平分的原则，当完全相同的金属小球互相接触时，它们的电荷量将会平分．
2．（3分）（2012秋•湛江期末）下列关于电场线的说法中正确是（ ）
A． 电场线是从正电荷出发，终止于负电荷的曲线
B． 一对正、负点电荷的电场线不相交，但两对正、负点电荷的电场线可以相交
C． 电场线是电场中实际存在的线
D． 电场线就是带电粒子在电场中运动的轨迹
考点： 电场线．
专题： 电场力与电势的性质专题．
分析： 电场线从正电荷出发，到负电荷终止的曲线，是为了形象的描述电场强弱和方向引入的，并非实际存在的，电场线的疏密表示场强的强弱．与带电粒子在电场中的轨迹不同．
解答： 解：A、电场线从正电荷出发，到负电荷终止的曲线，是不闭合曲线．故A正确；
B、电场线的切线方向就是电场的方向，如果两条电场线在同一点相交，则有两个切线方向，而事实上电场中的每一点只有一个方向，故任意两条电场线都不会相交．故B错误；
C、电场线为了形象的描述电场强弱和方向引入的，并非实际存在的，故C错误；
- 13 -
D、电场线与运动轨迹是两码事，电场线是直线时，只有点电荷的初速度为零且只在电场力作用下运动，此时运动轨迹才与电场线重合．故D错误．
故选：A．
点评： 本题关键抓住电场线几个特点进行解答：不闭合、不存在，不相交，与电荷的运动轨迹不是一回事．
3．（3分）（2014秋•肇庆期末）由电场强度的定义式E= 可知，在电场中的同一点（ ）
A． 电场强度E跟F成正比，跟q成反比
B． 无论检验电荷所带的电量如何变化，始终不变
C． 电荷在电场中某点所受的电场力大，该点的电场强度强
D． 一个不带电的小球在P点受到的电场力为零，则P点的场强一定为零
考点： 电场强度．
分析： 公式E=是电场强度的定义式，运用比值法定义，电场强度反映本身的特性，与试探电荷无关．
解答： 解：A、C、电场强度的定义式E=，运用比值法定义，E由电场本身决定，与试探电荷所受的电场力F和电荷量q无关，所以不能说E跟F成正比，跟q成反比．故AC错误．
B、电场中同一点电场强度是一定的，与试探电荷无关，则在电场中的同一点，无论检验电荷所带的电量如何变化，始终不变．故B正确．
D、一个不带电的小球在P点受到的电场力为零，该点的场强可能为零，也可能不为零，故D错误．
故选：B．
点评： 解决本题的关键是运用比值法定义的共性来理解电场强度的物理意义，知道E由电场本身决定，与试探电荷所受的电场力F和电荷量q无关．
4．（3分）（2011秋•东方校级期末）对物体带电现象的叙述，正确的是（ ）
A． 物体带电一定是因为具有多余的电子
B． 摩擦起电实质上是电荷从一个物体转移到另一个物体的过程
C． 物体所带电荷量可能很小，甚至小于e
D． 电中和是等量异种电荷完全消失的现象
考点： 元电荷、点电荷．
专题： 电场力与电势的性质专题．
分析： 物体带电是具有多余的电子或失去电子的现象．摩擦起电是电子从一个物体转移到另一物体的过程．物体的所带电量一定e的整数倍，不可能小于e．电中和是等量异种电荷电性相反，电量相等，呈中性，而电荷没有消失．
解答： 解：A、物体带电现象是物体具有多余的电子或失去电子的现象．故A错误．
B、摩擦起电是电子从一个物体转移到另一物体的过程．故B正确．
C、物体的所带电量一定e的整数倍，不可能小于e．故C错误．
- 13 -
D、电中和是等量异种电荷电性相反，电量相等，呈中性，而电荷没有消失．故D错误．
故选B
点评： 本题考查对物体带电和摩擦起电实质的理解能力．摩擦起电、接触带电和感应起电实质都是电子的转移，在转移过程中，电荷守恒．
5．（3分）（2008•江苏模拟）如图所示，绝缘的细线上端固定，下端悬挂一个轻质小球a，a的表面镀有铝膜，在a的近旁有一绝缘金属球b，开始时，a、b都不带电，如图，现使b带电则（ ）
A． a、b间不发生相互作用
B． b将吸引a，吸住后不放开
C． b立即把a排斥开
D． b先吸引a，接触后又把a排斥开
考点： 库仑定律；电荷守恒定律．
专题： 电场力与电势的性质专题．
分析： 带电物体能够吸引轻小物体，a与b接触后，a球与b球带上了同种电荷，相互排斥而分开．
解答： 解：带电物体能够吸引轻小物体，故b会将a球吸引过来，a与b接触后，带同种电荷而分开；
故选D．
点评： 本题关键是带电物体能够吸引轻小物体，接触后，带同种电荷，又因为带同种电荷而分开．
6．（3分）（2011秋•东方校级期中）如图所示，实线是一簇未标明方向的由点电荷Q产生的电场线，若带电粒子q（|Q|＞＞q）由a运动到b，电场力做正功，已知在a、b两点粒子所受电场力分别为Fa、Fb，则下例判断正确的是（ ）
A． 若Q为正电荷，则q带正电，Fa＞Fb
B． 若Q为正电荷，则q带正电，Fa＜Fb
C． 若Q为负电荷，则q带正电，Fa＞Fb
D． 若Q为负电荷，则q带正电，Fa＜Fb
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考点： 电场线．
分析： 根据Q的正负以及电场力做的功判断带电粒子的电性，根据电场线的疏密比较场强的大小，从而得知电场力的大小．
解答： 解：AB、若Q为正电荷，带电粒子由a点到b点电场力做正功，则知该带电粒子带正电．由于Ea＞Eb，则Fa＞Fb．故A正确，B错误．
CD、若Q为负电荷，带电粒子由a点到b点电场力做正功，则知该带电粒子带负电．由于Ea＞Eb，则Fa＞Fb．故C、D错误．
故选：A．
点评： 解决本题的关键知道电场线的特点，知道电场线越密的地方场强越强，越疏的地方场强越弱．
二、多项选择题（本题共4小题，每小题4分，共16分．全部选对的得4分，选对但不全的，得2分，有选错或不选的0分）
7．（4分）（2011秋•东方校级期中）关于点电荷的说法中正确的是（ ）
A． 真正的点电荷是不存在
B． 点电荷是一种理想化的物理模型
C． 小的带电体就是点电荷
D． 形状和大小对所研究的问题的影响可以忽略不计的带电体
考点： 元电荷、点电荷．
专题： 常规题型．
分析： 带电体看作点电荷的条件，当一个带电体的形状及大小对它们间相互作用力的影响可忽略时，这个带电体可看作点电荷，是由研究问题的性质决定，与自身大小形状无具体关系．
解答： 解：A、点电荷是理想模型，实际不存在的，故A正确，B正确；
C、带电体看作点电荷的条件，当一个带电体的形状及大小对它们间相互作用力的影响可忽略时，这个带电体可看作点电荷，是由研究问题的性质决定，与自身大小形状及带电量的多少无具体关系．它是一种理想化的物理模型；故C错误；D正确；
故选：BD．
点评： 本题关键明确点电荷是一种理想模型，知道物体是否可以简化为点电荷，关键是看物体的尺度在所研究的问题中是否可以忽略不计．
8．（4分）（2014•盖州市校级学业考试）把两个完全相同的金属球A和B接触一下，再分开一段距离，发现两球之间互相排斥，则A、B两球原来的带电情况不可能是（ ）
A． 带等量异种电荷 B． 带等量同种电荷
C． 带不等量异种电荷 D． 一个带电，另一个不带电
考点： 库仑定律．
专题： 电场力与电势的性质专题．
分析： 两个小球接触后再分开，两球相互排斥，说明两球带同种电荷，将选项逐一代入，选出符合题意的选项．
解答： 解：A、两个小球原来分别带等量异种电荷，接触后电荷完全中和，两球不存在排斥力．故A不可能．
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B、两个小球原来分别带同种电荷，把两个完全相同的小球接触后电荷重新平分，带上等量同种电荷，存在排斥力．故B可能．
C、两个小球原来分别带不等量异种电荷，小球接触后电荷先中和再平分，带上等量同种电荷，存在排斥力．故C可能．
D、原来的其中一个带电，把两个完全相同的小球接触后电荷平分，带上等量同种电荷，存在排斥力．故D可能．
本题选不可能的，
故选：A．
点评： 本题考查应用基本规律分析、判断物理现象的能力，要知道两个小球接触后再分开，两球相互排斥，说明两球带同种电荷．
9．（4分）（2011秋•合浦县期中）关于电场，下列说法中正确的是（ ）
A． 只要有电荷存在，在其周围就一定存在电场
B． 电场是一种物质，与其他物质一样，是不依赖于我们的感觉而客观存在的东西
C． 电荷间的相互作用是通过电场而发生的，电场最基本的性质是对处在它里面的电荷有力的作用
D． 两电荷间通过电场发生相互作用不满足牛顿第三定律
考点： 电场．
分析： 电场是存在于电荷周围的、传递电荷间相互作用的物质．
解答： 解：A、电场由电荷产生，只要有电荷存在，在其周围就一定存在电场，故A正确；
B、电场是一种物质，与其他物质一样，是不依赖于我们的感觉而客观存在的东西，故B正确；
C、电荷间的相互作用是通过电场而发生的，电场最基本的性质是对处在它里面的电荷有力的作用，故C正确；
D、两电荷间通过电场发生相互作用满足牛顿第三定律，故D错误．
故选：ABC．
点评： 自然界的物质有两种，场物质和实物粒子，本题关键是明确场物质的特性，基础题目．
10．（4分）（2011秋•东方校级期中）如图两个等量异种点电荷电场，AB为中垂线，且AO=BO，则（ ）
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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． 正电荷从A运动到B，电势能减小
D． A、B两点电势差为零
考点： 电势能；电场线．
分析： 一对等量异号电荷的连线的中垂线是等势面，电荷从等势面上的一点移动到另一点，电场力做功为零，结合电势差的定义和电场力做功与电势能变化的关系进行分析即可．
解答： 解：A、一对等量异号电荷的电场强度关于两者的连线对称，故A、B两点的电场强度相同，故A正确，
BC、一对等量异号电荷的连线的中垂线是等势面，正电荷从等势面上的A点移动到另一点B，电场力做的功一定为零，故电势能不变，故B、C错误；
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D、一对等量异号电荷的连线的中垂线是等势面，故A、B两点的电势相等，电势差为零，故D正确；
故选：AD．
点评： 本题关键是明确一对等量异号电荷的电场线分布图和等势面分布图，要做到胸中有图；同时要特别注意两个电荷的连线和中垂线上的电场情况．
三、填空题（本题共3小题，每空2分，共10分，不要求写演算过程）
11．（6分）（2011秋•东方校级期中）有一电容器的电容为5.0×10﹣8F，带电量为1.0×10﹣5C，则两板间的电压为 200 V，如果使它的带电量再增加1.0×10﹣5C，这时它的电容是 5.0×10﹣8 F，两板间的电压是 400 V．
考点： 电容．
专题： 电容器专题．
分析： 已知电容的定义式，变形可求得两板间的电压；要注意明确电容与电量和电压无关，电量增加时，电容不变；
根据变化后的电量可求得电压．
解答： 解：由C=可知；
U==V=200V；
电容与电量无关；电量增加时，电容不变；仍为5.0×10﹣8F；
两板间的电压U'==400V；
故答案为：200；5.0×10﹣8；400．
点评： 本题考查电容的定义式，要注意明确电容是电容器本身的性质，其大小与电量和电压无关．
12．（8分）（2014秋•杨浦区校级期中）如图所示，质量为m的小球用绝缘细线悬挂在O点，放在匀强电场中，在图示位置处于平衡状态．匀强电场场强的大小为E，方向水平向右，那么小球的带电性质是 带正电 ，其带电量 ，此时，将细线剪断，小球在电场中的运动轨迹是 直线 ，小球的加速度为 2g ．
考点： 匀强电场中电势差和电场强度的关系；共点力平衡的条件及其应用．
专题： 电场力与电势的性质专题．
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分析： 细线向右偏离竖直方向，小球受到的电场力方向水平向右，根据电场力方向与场强方向间的关系判断小球的电性．将细线剪断后，小球受到重力和电场力两个恒力作用，将沿它们的合力方向做匀加速直线运动．
解答： 解：由图看出，细线向右偏离竖直方向，小球受到的电场力方向水平向右，场强方向也水平向右，则小球应带正电；
小球受到重力、电场力和绳子的拉力处于平衡状态，其中：，所以：；
将细线剪断后，小球受到重力和电场力两个恒力作用，将沿它们的合力方向做匀加速直线运动，即将细线剪断，小球在电场中的运动轨迹是直线．
加速度的大小：，g是重力加速度．
故答案为：带正电，，直线，a=2g
点评： 物体从静止开始将沿着合力方向运动，如合力是恒力，将做匀加速直线运动．
13．（6分）（2011秋•东方校级期中）如图所示，在竖直向上的匀强电场中有三个小球A、B、C，用不可伸长的绝缘丝线相连悬挂于O点，质量分别为5m，3m和2m，其中只有B球带负电﹣q，电场强度为E．现将AO线烧断，在烧断瞬间，aA= m/s2；aB= m/s2； aC= g m/s2．
考点： 牛顿第二定律；库仑定律．
分析： OA段被烧断，球被释放，由于电场力作用AB具有相同的向下加速度a，且加速度a大于重力加速度g，故BC段绳子松弛无弹力作用，C只受重力，采用整体法和隔离法处理即可．
解答： 解：烧断OA时，由于B带电受向下的电场力作用，使AB向下加速运动，以AB整体为研究对象，受力如图所示：
整体所受合力为：
F合=8mg+QE
则．
由于电场力作用，B球加速度向下且大于g，故此时BC绳间无作用力，所以C球只受重力，加速度为g．
故答案为：；；g
点评： 解决本题的关键能够正确地受力分析，运用牛顿第二定律进行求解，掌握整体法和隔离法的运用．
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四、实验题（本题共2小题，每空2分，共10分，不要求写演算过程）
14．（6分）（2010•西安一模）小灯泡灯丝的电阻会随温度的升高而变化，一研究性学习小组在实验室通过实验研究这一问题，实验室备有的器材是：电压表（3V，3kΩ）、电流表（0～0.6A，0.1Ω）、电池、开关、滑动变阻器、待测小灯泡、导线若干．实验时，要求小灯泡两端电压从零逐渐增大到额定电压以上．
（1）他们应选用甲图中所示的 A 电路进行实验；
（2）根据实验测得数据描绘出如图乙所示U﹣I图象，由图分析可知，小灯泡电阻随温度T变化的关系是 小灯泡的电阻的阻值随温度的升高而增大 ．
（3）已知实验中使用的小灯泡标有1.5V字样，请你根据上述实验结果求出小灯泡在1.5V电压下的实际功率是 0.18 W．
考点： 描绘小电珠的伏安特性曲线．
专题： 实验题．
分析： （1）根据实验要求可以确定滑动变阻器的分压接法，由电阻关系可得出电流表的接法；
（2）分析图示灯泡U﹣I图象，根据欧姆定律分析答题；
（2）在坐标轴作出电源的伏安特性曲线，两线的交点为为泡的工作点，由图可知灯泡的电流，由P=UI可求得灯泡的实际功率．
解答： 解：（1）由于电压电流需从零开始测起，所以滑动变阻器采用分压式接法，正常工作时灯泡的电阻远小于电压表的内阻，属于小电阻，电流表采用外接法．故电路原理图选A；
（2）在该曲线中，任意点的坐标的斜率表示该点对应的电阻，从图中可知，小灯泡的电阻的阻值随温度的升高而增大．
（3）在图象中做出电源的伏安特性曲线，两图的交点为灯泡的工作点；由图可知，此是灯泡两端的电压为0.6V，电流为0.3A；故功率P=UI=0.18W．
故答案为：（1）A；（2）电阻的阻值随温度的升高而增大；（3）0.18．
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点评： 解决本题的关键掌握器材选取的原则，以及知道滑动变阻器分压式和限流式接法的区别，电流表内外接的区别．
15．（4分）（2011秋•东方校级期中）如图所示，用伏安法测电阻Rx，电路电压恒定，当K接a时；电压表的示数为10V，电流表的示数为0.2A；当K接b时；电压表的示数为12V，电流表的示数为0.15A．那么，当K接 b 时，Rx的测量值较为准确；此时Rx的测量值为 66.7Ω ．
考点： 把电流表改装成电压表．
专题： 实验题；恒定电流专题．
分析： 根据电表示数变化关系确定电流表的接法，然后应用欧姆定律求出电阻的测量值，应用并联电路特点与欧姆定律求出电阻真实值，根据实验电路、应用欧姆定律分析实验误差．
解答： 解：由题意可知，==0.2，==0.25，＞，由此可知，电压表分流对实验影响较大，电流表应采用内接法，故S应接在b点．
而R0的测量值=Ω=80Ω；
则真实值为R真==66.7Ω
故答案：b；66.7Ω
点评： 采用“伏安法”测电阻时，只有内接法和外接法两种方法，若采用外接法时误差较大，则应用内接法；同理若采用内接法时误差较大，则应用外接法．
五.计算题（本题共4小题，第15小题9分，第16小题9分，17小题12分，第18小题12分，共20分．要求写出必要的文字说明、方程式和演算步骤）
16．（9分）（2011秋•东方校级期中）带电量为1.0×10﹣2C的粒子，在电场中先后飞经A，B两点，飞经A点时的动能为100J，飞经B点时的动能为40J，已知A点的电势为﹣700V，如图所示，求：
（1）电荷从A到B电场力做多少功？
（2）带电粒子在A点的电势能是多少？
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（3）B点的电势是多少？
考点： 等势面；电势能．
分析： （1）带电粒子从A点到B点的过程中电场力做功等于动能的增加．
（2）由Ep=qφ求解带电粒子在A点的电势能．
（3）由W=qUAB求出A、B两点的电势差．结合A点的电势为﹣700伏，求出B点的电势．
解答： 解：（1）根据动能定理得到，带电粒子从A点到B点的过程中电场力做功等于动能的增大，则电场力做功为：
W=EkB﹣EkA=40J﹣10J=30J，
（2）带电粒子在A点的电势能：
EpA=qφA=1.0×10﹣2×（﹣700）V=﹣7J
（3）A、B间的电势差为：
UAB===3000V
而 UAB=φA﹣φB得，B点的电势为：
φB=φA﹣UAB=﹣700V﹣3000V=﹣3700V
答：（l）电荷从A到B电场力做功为30J．
（2）带电粒子在A点的电势能是﹣7J．
（3）B点的电势是﹣3700V．
点评： 带电粒子在电场中运动时，若只有电场力，其电势能与动能的总量守恒．求解电势差时，公式中各量要代入符号一并计算．
17．（9分）（2011秋•东方校级期中）一根长为L=2m，横截面积S=1×10﹣3m2的铜棒，两端电势差为U=5.44×10﹣2V，铜棒的电阻R=2×10﹣5Ω，铜内自由电子的密度为n=8.5×1029个•m﹣3，求：
（1）通过铜棒的电流；
（2）铜棒内电场强度；
（3）自由电子定向移动速率．
考点： 电流、电压概念．
专题： 恒定电流专题．
分析： （1）由欧姆定律可求出通过铜棒的电流；
（2）由U=Ed可求得铜棒内的电场强度；
（3）设自由电子定向移动的速率为v和导线中自由电子从一端定向移到另一端所用时间为t，求出导线中自由电子的数目，根据电流的定义式推导出电流的微观表达式，解得自由电子定向移动的速率．
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解答： 解：（1）由I=
可得：
I==2770A；
（2）由U=Ed可得：
E=V/m；
（3）设铜导线中自由电子定向移动的速率为v，导线中自由电子从一端定向移到另一端所用时间为t．则导线的长度为l=vt，体积为V=Sl=Svt，在t时间内这些电子都能通过下一截面，
则电流为：I==envS，
所以：v==2.04×10﹣5m/s
答：（1）电流为2270A；（2）电场强度为2.77×10﹣2v/m；（3）电子的定向移动速度为2.04×10﹣5m/s
点评： 本题要知道铜棒内部建立匀强电场，电压与场强的关系为E=．掌握电流的微观表达式：I=envS，并能建立模型熟练推导．
18．（9分）（2011秋•东方校级期中）一平行板电容器，板间距离为d，电容为C，接在电源电压为U的电源上，充电完成后撤去电源，求：
（1）充电后电容器的带电量；
（2）充电后两极板间的电场强度；
（3）若再拉开两板，使板间距离增大为2d，则电容器的电容变为多少？电量变为多少？电压变为多少？板间电场强度变为多大？
考点： 电容器的动态分析．
专题： 电容器专题．
分析： （1）由电容的定义式C=求解带电量．
（2）根据公式E=求解板间的电场强度．
（3）由电容的决定式C=分析电容C减小，而电量Q不变，再由C=分析电压的变化，由E=分析电场强度的变化．
解答： 解：（1）由电容的定义式C=得：
充电后电容器的带电量为 Q=CU；
（2）充电后两极板间的电场强度为；
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（3）使板间距离增大为2d，则由电容的决定式C=分析得知电容器的电容变为C
电量不变，仍为CU，则由C=分析可知：电压变为2U；
由E=分析可知板间电场强度不变，仍为．
答：
（1）充电后电容器的带电量为CU；
（2）充电后两极板间的电场强度为；
（3）电容器的电容变为C，电量变为CU，电压变为2U，板间电场强度仍为．
点评： 解决本题的关键要掌握电容的定义式C=、电容的决定式C=和场强公式E=，并能综合应用．
19．（9分）（2011秋•东方校级期中）水平放置的两块平金属板长L，两板间距d，两板间电压为U，且上板为正，有一带负电粒子（重力不计）电量为q，沿水平方向以速度v0从两板中间射入，如图所示，求：
（1）粒子飞离金属板时侧位移（竖直方向位移）是多少？
（2）粒子飞出电场时的速度是多少？
（3）粒子离开电场后，打在屏上的P点，若屏到 两板距离为s，求OP的长度是多少？
考点： 带电粒子在匀强电场中的运动．
专题： 带电粒子在电场中的运动专题．
分析： （1）粒子进入金属板间做类平抛运动，水平方向做匀速直线运动，竖直方向做初速度为零的匀加速直线运动，根据类平抛运动规律求粒子偏离金属板时侧位移Y．
（2）由类平抛运动的规律求出粒子飞出电场时竖直分速度，再进行合成，即可求解v1．
（3）求出粒子飞出电场时偏向角的正切，由数学知识求解OP之长．
解答： 解：（1）粒子进入金属板间做类平抛运动，水平方向做匀速直线运动，竖直方向做初速度为零的匀加速直线运动，则得：
水平方向：L=v0t
竖直方向：Y=at2
由牛顿第二定律得 a=
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联立解得：Y=，即粒子偏离金属板时侧位移Y=．
（2）粒子飞出电场时竖直分速度 vy=at=
所以电子飞出电场时的速度为 v1==．
（3）设粒子飞出电场时速度的偏向角为θ，则 tanθ=
根据数学知识得：OP=Y+stanθ==
答：（1）粒子飞离金属板时侧位移（竖直方向位移）是；
（2）粒子飞出电场时的速度是；
（3）OP的长度是．
点评： 带电粒子在匀强电场中的运动是考试的热点，关键是做好受力分析，明确粒子的运动情景，然后运用分解的观点或动能定理等逐步求解．
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