山西省祁县二中2019-2020高二物理上学期期中试题（带解析Word版）

祁县二中高二物理期中考试卷 2019 11 一、单选题 1.下列说法中，正确 是：（ ） A. 由 可知电场中某点的电场强度 E 与 q 成反比 B. 由公式 可知电场中某点的电势 与 q 成反比 C. 由 可知，匀强电场中的任意两点 、 间的距离越大，则两点间的电势差也一定 越大 D. 公式 ，其中电容器的电容 与电容器两极板间电势差 无关 【答案】D 【解析】 【详解】A．电场中某点的电场强度只和电场本身的性质有关，与外界因素无关，A 错误； B．电场中某点的电势大小是人为规定的，B 错误； C．公式 中的 d 是沿电场方向间的距离，ab 的距离大，但 不一定沿电场方向间的距 离大，C 错误； D．电容器的电容是由电容器本身的性质决定的，与外界因素无关，D 正确。 2.如图所示，实线表示电场线，虚线表示只受电场力作用的带电粒子的运动轨迹．粒子先经 过 M 点，再经过 N 点．可以判定(　　) A. 粒子在 M 点受到的电场力大于在 N 点受到的电场力 B. M 点的电势高于 N 点的电势 C. 粒子带负电 D. 粒子在 M 点的动能大于在 N 点的动能 【答案】B 的 PE q ϕ = ϕ abU Ed= a b QC U = C U abU Ed=【解析】 试题分析：场线的疏密反映电场的强弱，M 点的场强小于 N 点的场强，所以粒子在 M 点受到的 电场力小于在 N 点受到的电场力，故 A 错误；沿电场方向电势降低，从图中可知：M 点电势比 N 点高，所以 B 正确；由图看出，粒子的轨迹向下弯曲，粒子所受电场力方向和电场线切线方 向一致，说明粒子带正电．故 C 错误；粒子从 M 运动到 N 的过程中，电场力做正功，粒子的 电势能减小，动能增大，粒子在 M 点的动能小于在 N 点的动能．故 D 错误. 考点： 电场线，电势，电势能 3.如图所示 实验装置中，极板 A 接地，平行板电容器的极板 B 与一个灵敏的静电计相接。 将 A 极板向左移动，增大电容器两极板间的距离时，电容器所带的电量 Q、电容 C、两极间的 电压 U，电容器两极板间的场强 E 的变化情况是 ( ) A. Q 不变，C 变小，U 变大，E 不变 B. Q 不变，C 变小，U 变大，E 变小 C. Q 变小，C 不变，U 不变，E 变小 D. Q 变小，C 变小，U 不变，E 不变 【答案】A 【解析】 【分析】 题中电容器的带电量不变； 先由电容的决定式 分析电容的变化，再由电容的定义 式 分析极板间电压的变化。 【详解】当增大电容器两极板间的距离时，电容器所带的电量 Q 不变，根据电容的决定式： 由于 d 增大，所以电容减小， 由公式 可知板间电压 U 增大， 的 4 SC kd ε π= QC U = 4 SC kd ε π= QC U =由公式 ，所以板间场强不变，故 A 正确。 【点睛】解决本题的关键要掌握电容的决定式 和电容的定义式 并能结合进 行分析。 4.如图所示，电子在电势差为 U1 的加速电场中由静止开始运动，然后射入电势差为 U2 的两块 平行板间的电场中，入射方向跟极板平行，整个装置处于真空中，重力可忽略.在满足电子能 射出平行板的条件下，下述四种情况中，一定能使电子的偏角 φ 变大的是： A. U1 变大，U2 变大 B. U1 变小，U2 变大 C. U1 变大，U2 变小 D. U1 变小，U2 变小 【答案】B 【解析】 【详解】设电子被加速后获得初速为 v0，则由动能定理得： …① 又设极板长为 l，则电子在电场中偏转所用时间： …② 又设电子在平行板间受电场力作用产生加速度为 a，由牛顿第二定律得： …③ 电子射出偏转电场时，平行于电场方向的速度：vy=at…④ 由①、②、③、④可得： 又有： ，故 U2 变大或 U1 变小都可能使偏转角 φ 变大，故选项 B 正确． 5.甲、乙两根同种材料制成的电阻丝，长度相等，甲横截面的半径是乙的两倍，将其并联后 接在电源上 A. 甲、乙的电阻之比是 1：2 4 4 U Q Q kQE Sd Cd Sdkd π ε ε π = = = = × 4 SC kd ε π= QC U = 2 1 0 1 2qU mv= 0 lt v = 2U qEqa m dm = = 2 0 y qU lv dmv = 2 2 2 0 0 1 tan 2 yv qU l U l v dmv dU ϕ = = =B. 甲、乙中的电流强度之比是 2：1 C. 甲、乙电阻丝上产生的热量之比是 4：1 D. 甲、乙电阻丝两端的电压之比是 1：2 【答案】C 【解析】 【详解】A. 两根长度相同，甲的横截面的圆半径是乙的 2 倍，根据电阻定律 得： R 甲：R 乙=1：4， 故 A 错误； B. 并联电路电压相等，由 可知，甲乙中的电流强度之比为 I 甲：I 乙=4：1， 故 B 错误； C. 由电阻丝产生的热量： 可得： Q 甲：Q 乙=4:1， 故 C 正确； C. 两电阻并联，则两电阻两端的电压相等，故 D 错误。 6.如图所示是电阻 R 的 I－U 图象，图中 α＝45°，由此得出 A. 导体的电阻与与电阻两端的电压成正比 B. 电阻 R＝0.5 Ω C. 因 I－U 图象的斜率表示电阻的倒数，故 R＝ ＝1.0 Ω 2 L LR S r ρρ π= = UI R = 2UQ tR = 1 tanαD. 在 R 两端加上 6.0 V 的电压时，每秒通过电阻横截面的电荷量是 3.0 C 【答案】D 【解析】 【详解】A.电阻的大小是由电阻本身决定的，与电流的大小、电压的大小无关。故 A 错误； BC.根据电阻的定义式可知，I−U 图象斜率的倒数等于电阻 R，则得： ， 故 B 错误，C 错误； D.当 U=6V 时，电流： 则每秒通过电阻横截面的电荷量： q=It=3×1C=3.0C， 故 D 正确。 7.在场强为 的匀强电场中，取 点为圆心， 为半径作一圆周，在 点固定一带 电荷量为 的正点电荷， 为相互垂直的两条直径，其中 bd 与电场线平行，不计 试探电荷的重力，如图所示。则 （ ） A. 把一正试探电荷 放在 点, 试探电荷恰好处于平衡 B. 把一负试探电荷 放在 点, 试探电荷恰好处于平衡 C. 把一负试探电荷 放在 点 试探电荷恰好处于平衡 D. 把一正试探电荷 放在 点, 试探电荷恰好处于平衡 【答案】B 【解析】 点电荷+Q 在 a 点产生的电场方向为水平向右，大小为 ，与电场 E 叠加后合电场指向 , 10 25 UR I = = Ω = Ω 6 A 3A2 UI R = = = 2 QE k r = O r O Q+ ac bd、 q+ a q− b q− c q+ d 2a QE k r =右斜上方，故正试探电荷受力不平衡，A 错误；点电荷在 b 点产生的电场强度方向水平向下， 大小为 ，与电场 E 叠加后合场强为零，试探电荷正好受力平衡，B 正确；在 c 点的 合场强方向为斜向左上方，电场不为零，试探电荷不能平衡，C 错误；在 d 点的合场强方向竖 直向上，电场不为零，试探电荷不能平衡，D 错误； 8.把两个相同的电灯分别接在图中甲、乙两个电路里，调节滑动变阻器，使两灯都正常发光， 两电路中消耗的总功率分别为 和 ，可以断定 A. > B. < C. = D. 无法确定 【答案】C 【解析】 根据两电路灯泡正常，可得甲电路中的电流是乙电路中的 2 倍，而甲电路两端所加的电压乙 电路两端的一半，由 P=UI 可知 = ，选项 ABD 错误、C 正确。 故选：C。 9.四个相同的小量程电流表（表头）分别改装成两个电流表 A1、A2 和两个电压表 V1、V2.已知 电流表 A1 的量程大于 A2 的量程，电压表 V1 的量程大 V2 的量程，改装好后把它们按图示接入 电路，则（ ） A. 电流表 A1 的读数小于电流表 A2 的读数 B. 电流表 A1 的偏转角小于电流表 A2 的偏转角 C. 电压表 V1 的读数小于电压表 V2 的读数 D. 电压表 V1 的偏转角等于电压表 V2 的偏转角 【答案】D 【解析】 2b QE k r = P甲 P乙 P甲 P乙 P甲 P乙 P甲 P乙 P甲 P乙试题分析：据题意，由于四个小量程电流表完全相同，改装后接成上图，要改装成电流表需 要并联一个定值电阻，要改装成电压表，需要串联一个定值电阻，由于电流表 A1 量程大于 A2 的量程，则 A1 的内阻小于 A2 的内阻， 据上图可知由于电压相同则通过 A1 的电流较大，所以 A 选项正确；但由于 A1 和 A2 的表头相同，两者又并联，所以两个表头的指针偏角相同，B 选项 错误；由于电压表 V1 的量程大于 V2，则电压表 V1 的内阻大于 V2 的，当两者串联时，通过的电 流相同，所以 V1 的读数较大，而两个表头的偏角相同，故 C 选项错误而 D 选项正确。 考点：本题考查电表 改装。 二、多选题 10.如图所示，在 x 轴相距为 L 的两点固定两个等量异种点电荷+Q、-Q，虚线是以+Q 所在点为 圆心、L/2 为半径的圆，a、b、c、d 是圆上的四个点，其中 a、c 两点在 x 轴上，b、d 两点关 于 x 轴对称。下列判断正确的是（ ） A. b、d 两点处的电势相同 B. 四点中 c 点处的电势最低 C. b、d 两点处的电场强度相同 D. 将一试探电荷+q 沿圆周由 a 点移至 c 点，+q 的电势能减小 【答案】ABD 【解析】 A、该电场为等量异种点电荷的电场，将等量异种点电荷的电场线与等势面的图画出如图，与 该题的图比较可得： 该电场中的电势关于 x 轴上下对称，所以 b、d 两点的电势相等，故 A 正确； B、c 点在两个电荷连线的中点上，也是在两个电荷连线的中垂线上，所以它的电势和无穷远 处的电势相等。而正电荷周围的电场的电势都比它高，即 c 点的电势在四个点中是最低的， 的故 B 正确； C、该电场中的电场强度关于 x 轴对称，所以 bd 两点场强大小相等，方向是对称的，不相同 的，故 C 错误； D、c 点的电势低于 a 点的电势，试探电荷+q 沿圆周由 a 点移至 c 点，电场力做正功，+q 的电 势能减小，故 D 正确。 故选：ABD。 点睛： 该电场中的电势、电场强度都关于 x 轴对称，所以 bd 两点的电势相等，场强大小相等，方向 是对称的；c 点在两个电荷连线的中点上，也是在两个电荷连线的中垂线上，所以它的电势和 无穷远处的电势相等，最低。 11.某静电场中 一条电场线与 x 轴重合，其电势的变化规律如图所示。在 O 点由静止释放一 电子，电子仅受电场力的作用，则在- x0～x0 区间内（ ） A. 该静电场是匀强电场 B. 该静电场是非匀强电场 C. 电子将沿 x 轴正方向运动，加速度逐渐减小 D. 电子将沿 x 轴正方向运动，加速度逐渐增大 【答案】BC 【解析】 【详解】试题分析： AB．由图象可知电势与距离不成正比，由公式 ，可知该静电场是非匀强电场，A 错误 B 正确； CD．根据沿着电场线方向电势降低，由图象可知电场线的方向为 x 轴负方向， 图像的 斜率表示电场强度大小，故当电子沿 x 轴正方向运动，则电场强度减小，所以电场力也减小， 的 U Ed= xφ−故加速度大小减小，C 正确 D 错误． 考点：考查了电场强度，电势 【名师点睛】本题考查了匀强电场中电势与电场强度的关系，要加强识别图象并从图象中获 取信息的能力．同时还可根据电场力做功来确定电子的电势能如何变化． 12.两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 与 O 点， A 为 MN 上的一点，一带负电的试探电荷 q，从 A 点由静止释放，只在静电力作用下运动，取 无限远处的电势为零，则（　　） A. q 由 A 向 O 的运动是匀加速直线运动 B. q 由 A 向 O 运动的过程电势能逐渐减 小 C. q 运动到 O 点时的动能最大 D. q 运动到 O 点时电势能为零 【答案】BC 【解析】 试题分析：本题要根据等量同种点电荷电场线的分布情况，抓住对称性，分析试探电荷的受 力情况，分析其运动情况，根据电场力做功情况，分析其电势能的变化情况． 解：A、两等量正电荷周围部分电场线如右图所示，其中 P、Q 连线的中垂线 MN 上，从无穷远 到 O 过程中电场强度先增大后减小，且方向始终指向无穷远方向． 故试探电荷所受的电场力是变化的，q 由 A 向 O 的运动做非匀加速直线运动，故 A 错误． B、电场力方向与 AO 方向一致，电场力做正功，电势能逐渐减小；故 B 正确． C、从 A 到 O 过程，电场力做正功，动能增大，从 O 到 N 过程中，电场力做负功，动能减小， 故在 O 点试探电荷的动能最大，速度最大，故 C 正确． D、取无限远处的电势为零，从无穷远到 O 点，电场力做正功，电势能减小，则 q 运动到 O 点 时电势能为负值．故 D 错误． 故选 BC【点评】本题考查静电场的基本概念．关键要了解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． 13.如图，平行板电容器的两个极板与水平地面成一角度，两极板与一直流电源相连。若一带 电粒子恰能沿图中所示水平直线通过电容器，则在此过程中，该粒子 A. 所受重力与电场力平衡 B. 电势能逐渐增加 C. 动能逐渐增加 D. 做匀变速直线运动 【答案】BD 【解析】 试题分析：根据题意可知，粒子做直线运动，则电场力与重力的合力与速度方向反向，粒子 做匀减速直线运动，因此 A 错误，D 正确；由 A 选项分析可知，电场力做负功，则电势能增加， 故 B 正确；因电场力做负功，则电势能增加，导致动能减小，故 C 错误。 考点：带电粒子在电场中的运动 【名师点睛】考查根据运动情况来确定受力情况，带电粒子在场中受到电场力与重力，根据 粒子的运动轨迹，结合运动的分析，可知电场力垂直极板向上，从而可确定粒子的运动的性 质，及根据电场力做功来确定电势能如何变化。 二、计算题 14.如图所示，长 l＝1m 的轻质细绳上端固定，下端连接一个可视为质点的带电小球，小球静止在水平向右的匀强电场中，绳与竖直方向的夹角 θ＝37°.已知小球所带电荷量 q＝ 1.0×10－6C，匀强电场的场强 E＝3.0×103N/C，取重力加速度 g＝10m/s2，sin 37°＝0.6，cos 37°＝0.8.求： (1)小球所受电场力 F 的大小； (2)小球的质量 m； (3)将电场撤去，小球回到最低点时速度 v 的大小． 【答案】(1)F=3.0×10－3N　(2)m=4.0×10－4kg　(3)v=2.0m/s 【解析】 【 详 解 】 (1) 根 据 电 场 力 的 计 算 公 式 可 得 电 场 力 ； (2)小球受力情况如图所示： 根据几何关系可得 ，所以 ； (3)电场撤去后小球运动过程中机械能守恒，则 ，解得 v=2m/s． 15.如图所示，有一电子（电荷量为 e，质量为 m）经电压 U0 加速后，进入两块间距为 d，电 压为 U 的平行金属板间。若电子从两板正中间垂直电场方向射入，且正好能穿过电场， 6 3 31.0 10 3.0 10 N 3.0 10 NF qE − −= = × × × = × tan qEmg θ= 3 43 10 kg 4 10 kgtan 10 tan37 qEm g θ − −×= = = ×× ° 21(1 cos37 ) 2mgl mv− ° =求：（1）金属板 AB 的长度 L； （2）电子穿出电场时的动能 Ek。 【答案】（1） （2） 【解析】 【详解】（1）设电子离开加速电场瞬间的速度为 v0，由动能定理，有： 在偏转电场中偏转时，有： 而： 解得： （2）电子在偏转电场中偏转时，由动能定理，得： 解得 16.如图所示是一提升重物用的直流电动机工作时的电路图．电动机的内阻 r=0.8 Ω，电路中 另一电阻 R=10 Ω，直流电压 U=160 V，电压表示数 UV=110 V．试求： (1)通过电动机的电流； (2)输入电动机的电功率； 02Ud U 0 1 2eU eU+ 2 0 0 1 -02eU mv= Ue mad = 21 2 2 d at= 0L v t= 02UL d U = 2 0 1-2 2k Ue E mv= 0 1 2kE eU eU= +(3)若电动机以 v=1 m/s 匀速竖直向上提升重物，求该重物的质量．(g 取 10 m/s2)． 【答案】（1）5A（2）550W（3）53kg 【解析】 【分析】 考查了电功率的计算 【详解】（1）通过 R 的电流： ； （2）电动机的输入功率： ， （3）电动机内电阻的发热功率： ， 输出的机械功率： ； 而 解得： 17.一个电流表 G 的内阻 =l k ，满偏电流为 =500uA，现要把它改装成量程为 15 V 的电 压表，求： （1）串联的分压电阻； （2）50uA 刻度处对应的电压值为多少？ 【答案】（1） ；（2）1.5V 【解析】 【分析】 本题（1）的关键是根据串联电路规律和欧姆定律解出分压电阻阻值即可；题（2）的关键是 明确电压表表盘刻度是均匀的，然后按比例求解即可． 【 详 解 】（ 1 ） 根 据 欧 姆 定 律 可 知 ， 需 要 串 联 的 分 压 电 阻 为 ： . （2）由改装原理可知，500μA 刻度对应的电压为 15V，由于电压表的刻度是均匀的，所以 50μA 刻度对应的电压应是 【点睛】电压表或电流表的改装原理是欧姆定律和串并联规律，可以先画出电路图，然后求 解即可；应明确直流电表的表盘刻度是均匀的． 1 2 160 110 A 5A10 U UI R − −= = = 1 2 110 5W 550WP U I= = × = 2 2 2 5 0.8W 20WP I r= = × = 3 1 2 550 20 W 530WP P P= − = − =（ ） 3P Fv mgv= = 530 kg 5.3kg10 10m = =× gr Ω gI 42.9 10 Ω× 6 15 1000 29500 10g g UR r kI −= − = − = Ω× 15 50 1.5500U V V= × =′