河北省涞水波峰中学2016-2017学年高二上学期期中考试物理试卷

波峰中学2016-2017学年度第一学期高二年级期中考试

物理试题

命题人：卢超 审核人：张晓杰

一、选择题(每小题4分，共48分，其中1-8题为单选，9-12题为多选)

1.下列说法中正确的是(　　)

A．点电荷就是体积很小的带电体

B．点电荷就是体积和带电荷量都很小的带电体

C.根据F=k设想当r→0时得出F→∞

D．静电力常量的数值是由实验得出的

2．半径为R的两个较大金属球放在绝缘桌面上，若两球都带等量同种电荷Q时它们之间的静电力为F₁，两球带等量异种电荷Q与－Q时静电力为F₂，则(　　)

A．F₁>F₂　　　　　　　B．F₁₂

C．F₁＝F₂D．不能确定

3．关于电势和电势能的说法正确的是(　　)

A．电荷在电场中电势越高的地方电势能也越大

B．电荷在电场中电势越高的地方，电荷量越大所具有的电势能也越大

C．在正点电荷电场中的任意一点处，正电荷具有的电势能一定小于负电荷具有的电势能

D．在负点电荷电场中的任意一点，正电荷所具有的电势能一定小于负电荷所具有的电势能

4. 一带电粒子沿图中曲线穿过一匀强电场中的等势面，且四个等势面的电势关系满足φ_a>φ_b>φ_c>φ_d，若不计粒子所受重力，则(　　)

A．粒子一定带正电

B．粒子的运动是匀变速运动

C．粒子从A点到B点运动的过程中动能先减小后增大

D．粒子从A点到B点运动的过程中电势能增大

5. 如图所示，电子由静止开始从A板向B板运动，到达B板的速度为v，保持两板间的电压不变，则(　　)

A．当增大两板间的距离时，速度v增大

B．当减小两板间的距离时，速度v减小

C．当减小两板间的距离时，速度v不变

D．当减小两板间的距离时，电子在两板间运动的时间增大

6．某电解池中，若在2 s内各有1.0×10¹⁹个二价正离子和2.0×10¹⁹个一价负离子通过某横截面，那么通过这个截面的电流是(　　)

A．0B．0.8 A C．1.6 A D．3.2 A

7．关于电源的电动势，下列说法正确的是(　　)

A．在某电池的电路中每通过2 C的电荷量，电池提供的电能是4 J，那么这个电池的电动势是0.5 V

B．电源的电动势越大，电源所提供的电能就越多

C．电源接入电路后，其两端的电压越大，电源的电动势也越大

D．无论电源接入何种电路，其电动势是不变的

8．如图所示，三个点电荷q₁、q₂、q₃固定在一条直线上，q₂与q₃间距离为q₁与q₂间距离的2倍，每个点电荷所受静电力的合力均为零，由此可以判定，三个电荷的电荷量之比q₁∶q₂∶q₃为(　　)

A．(－9)∶4∶(－36)B．9∶4∶36

C．(－3)∶2∶(－6)D．3∶2∶6

9．位于A、B处的两个带有不等量负电的点电荷在平面内电势分布如图所示，图中实线表示等势线，则(　　)

A．a点和b点的电场强度相同

B．正电荷从c点移到d点，电场力做正功

C．负电荷从a点移到c点，电场力做正功

D．正电荷从e点沿图中虚线移到f点电势能先减小后增大

10．如图所示，平行板电容器的两个极板为A、B，B极板接地，A极板带有电荷量＋Q，板间电场有一固定点P，若将B极板固定，A极板下移一些，或者将A极板固定，B极板上移一些，在这两种情况下，以下说法正确的是(　　)

A．A极板下移时，P点的电场强度不变，P点电势不变

B．A极板下移时，P点的电场强度不变，P点电势升高

C．B极板上移时，P点的电场强度不变，P点电势降低

D．B极板上移时，P点的电场强度减小，P点电势降低

11.空间某一静电场的电势φ在x轴上分布如图8所示，x轴上两点B、C的电场强度在x方向上的分量分别是E_Bx、E_Cx，下列说法中正确的有(　　)

A．E_Bx的大小大于E_Cx的大小

B．E_Bx的方向沿x轴正方向

C．电荷在O点受到的电场力在x方向上的分量最大

D．负电荷沿x轴从B移到C的过程中，电场力先做正

功，后做负功

12.如图所示，有两个相同的带电粒子A、B，分别从平行板间左侧中点和贴近上极板左端处以不同的初速度垂直于电场方向进入电场，它们恰好都打在下极板右端处的C点，若不计重力，则可以断定(　　)

A．A粒子的初动能是B粒子的2倍

B．A粒子在C点的偏向角的正弦值是B粒子的

2倍

C．A、B两粒子到达C点时的动能可能相同

D．如果仅将加在两极板间的电压加倍，A、B两粒子到达下极板时仍为同一点D(图中未画出)

二、填空题(本题共2个小题，满分12分)

13. 如图所示的图象所对应的两个导体：

1. 电阻关系R₁∶R₂为____________；

(2)若两个导体中的电流相等(不为零)时，电压之比

U₁∶U₂为______；

(3)若两个导体的电压相等(不为零)时，电流之比

I₁∶I₂为________．

14．如图所示，E板上发射的电子初速度为零，两电源的电压

分别为45 V、30 V，A、B两板上有小孔O_A、O_B，则电子

经过O_A、O_B孔以及到达C板的动能分别为：

E_kA＝________eV，E_kB＝________eV，E_kC＝________eV.

三、计算题(10＋10＋10＋10＝40分)

15．某电路两端电压保持不变，当电路电阻为20 Ω时，其电流强度为0.3 A，电阻增加到30 Ω 时，其电路中的电流强度要减小多少？电路两端的电压为多大？

16．如图所示，一个挂在绝缘细线下端的带正电的小球B，静止在图示位置，若固定的带正电的小球A的电荷量为Q，B球的质量为m，带电荷量为q，θ＝30°，A和B在同一条水平线上，整个装置处于真空中，求A、B两球间的距离．

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17．匀强电场中场强为40 N/C，在同一条电场线上有A、B两点，把质量为2×10^－9kg，带电荷量为－2×10^－9C的微粒从A点移到B点，电场力做了1.5×10^－7J的正功．求：

(1)A、B两点间的电势差U_AB是多少？

(2)A、B两点间距离是多少？

(3)若微粒在A点具有与电场线同向的速度为10 m/s，在只有电场力作用的情况下，求经过B点的速度．

18．（10分）如图所示，在水平方向的匀强电场中有一表面光滑、与水平面成45°角的绝缘直杆AC，其下端（C端）距地面高度h＝0.8 m。有一质量为500 g的带电小环套在直杆上，正以某一速度沿杆匀速下滑。小环离开杆后正好通过C端的正下方P点。（g取10 m/s²）求：

（1）小环离开直杆后运动的加速度大小和方向；

（2）小环从C运动到P过程中的动能增量；

（3）小环在直杆上匀速运动速度的大小v₀。

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波峰中学2016-2017学年度第一学期期中调研考试

高二物理试题答题纸

一、选择题(每小题4分，共48分，其中1-8题为单选，9-12题为多选)

二、填空题(本题共2个小题，满分12分)

13.(1)R₁∶R₂为____________；

(2)U₁∶U₂为____________；

(3)I₁∶I₂为____________．

14． E_kA＝________eV，E_kB＝________eV，E_kC＝________eV.

三、计算题(10＋10＋10＋10＝40分)

15.(10分)

16.(10分)

17(10分)

18.(10分)

波峰中学2016-2017学年度第一学期期中调研考试

参考答案

一、选择题(每小题4分，共48分，其中1-8题为单选，9-12题为多选)

1.答案　D

解析 由点电荷的概念知，A、B均错.当两电荷间距离r→0时，两电荷已不能看作点电荷,库仑定律不再适用，C错.而静电力常量是由实验测出的，故D项正确.0时，两电荷已不能看作点电荷，库仑定律不再适用，C错．而静电力常量是由实验测出的，故D项正确．

2.答案　B

解析　因为两个金属球较大，相距较近，电荷间的相互作用力使电荷分布不均匀，故不能简单地把两球看成点电荷．带同种电荷时，两球的电荷在距离较远处分布得多一些，带异种电荷时，在距离较近处分布得多一些，可见带同种电荷时两球电荷中心间距离大于带异种电荷时电荷中心间距离，所以有F₁₂故B项正确．

3.答案　D

解析　沿电场线方向电势越来越低，正电荷的电势能越来越小，负电荷的电势能却越来越大．

点拨　正电荷在电势高的地方电势能大，负电荷在电势高的地方电势能小．

4.答案　B

解析　由于φ_a>φ_b>φ_c>φ_d，所以电场线垂直于等势面由a指向d，根据电荷运动规律可知其受力由d指向a，即该粒子带负电，动能在变大，电势能在减小．

点拨　由轨迹判断受力情况，进而得到做功情况及能量的变化．

5.答案　C

解析　由动能定理得eU＝mv².当改变两极板间的距离时，U不变，v就不变，故C项正确；粒子做初速度为零的匀加速直线运动，＝，＝，即t＝，当d减小时，电子在板间运动的时间变小，故D选项不正确．

6.答案　D

解析　电荷的定向移动形成电流，但正、负电荷同时向相反方向定向移动时，通过某截面的电荷量应是两者绝对值的和．故由题意可知，电流由正、负离子定向运动形成，则在2 s内通过某横截面的总电荷量应为

q＝1.6×10^－19×2×1.0×10¹⁹C＋1.6×10^－19×1×2.0×10¹⁹ C＝6.4 C

由电流的定义式知：I＝＝ A＝3.2 A

点评　电流的大小等于单位时间内通过导体横截面的电荷量，正电荷定向移动形成的电流与负电荷定向移动形成的电流是等效的，只不过负电荷定向移动形成的电流的方向与负电荷定向移动的方向相反而已．

7.答案　D

解析　由电动势的定义可知，当通过单位电荷时转化的电能为2 J，即电源的电动势为2 V，故A错误；电源所能提供的电能与电动势无关，它是由电源中贮存的可转化能量的多少决定的，故B错误；电源的电动势与外电路无关，故C错误．

8.答案　A

解析　每个点电荷所受静电力的合力为零，由口诀“三点共线，两大夹小，两同夹异”，可排除B、D选项．考虑q₂的平衡：由r₁₂∶r₂₃＝1∶2，据库仑定律得q₃＝4q₁；考虑q₁的平衡：r₁₂∶r₁₃＝1∶3，同理得q₃＝9q₂，即q₂＝q₃＝q₁，故q₁∶q₂∶q₃＝1∶∶4＝9∶4∶36.考虑电性后应为(－9)∶4∶(－36)或9∶(－4)∶36.只有A正确．

9．答案　CD

解析　a点和b点所在处的等势线疏密程度不同，故两处的电场强度不同，方向也不同，A错；从c点到d点电势升高，正电荷的电势能增大，电场力做负功，B错；从a点到c点、电势升高，负电荷的电势能减小，电场力做正功，C对；从e点沿虚线到f点，电势先减小后增大，则正电荷的电势能先减小后增大，D对．

10．答案AC　[

解析本题属于平行板电容器充电后与电源断开这一典型问题，该类问题的特点是：(1)Q为常数；(2)C∝；(3)U∝；(4)E∝.

设电容器两极板A和B间的距离为d，P点与B极板间的距离为d₁.

无论A极板下移，还是B极板上移，产生的结果都是电容器两极板A和B间距离d减小．由于E∝，与d无关，所以当两极板间d减小时，电场强度E的大小和方向都保持不变．

因为P点固定不动，当A极板下移时，P点与B极板间的距离d₁保持不变，由U_PB＝Ed₁可知，P点与B极板间的电势差U_PB保持不变，P点的电势也不变．但当B板上移时，P点与B板间的距离d₁减小，虽然E保持不变，由U_PB＝Ed₁可知，P点与B板间的电势差U_PB将减小，所以P点的电势也降低．则正确答案为A、C.]

11.答案　AD

解析　在φ—x图中，图象斜率表示场强大小．结合题中图象特点可知E_Bx>E_Cx，E_Ox＝0，故A对，C错．根据电场中沿着电场线的方向电势逐渐降低可知E_Bx沿x轴负方向，B项错．负电荷在正x轴上受电场力沿x轴负向，在负x轴上受电场力沿x轴正向，故可判断负电荷从B移到C的过程中，电场力先做正功后做负功，D项正确．

12答案　ACD

解析　粒子在水平方向上做匀速直线运动，则有v_At_A＝v_Bt_B，竖直方向上对A有＝at，对B有h＝at，通过计算可知v_A＝v_B，A选项正确；A粒子的偏向角的正切值tanα_A＝＝，B粒子的偏向角的正切值tanα_B＝＝2，即tanα_B＝2tanα_A，B选项错误；对B用动能定理有qU＝E_kB－mv，对A用动能定理有q＝E_kA－m(v_B)²，当qU＝mv时，A、B两粒子到达C点时的动能相同，C选项正确；两极板间的电压加倍，粒子的加速度加倍，由x′_A＝v_A＝x_A，同理x′_B＝x_B，原来打在同一点，加倍后仍打在同一点，D选项正确．

二、填空题(本题共2个小题，满分12分)

13答案　(1)3∶1　(2)3∶1　(3)1∶3

解析　(1)因为在I—U图象中，电阻等于斜率的倒数，即R＝，所以

R₁＝Ω＝2Ω

R₂＝Ω＝Ω，

故R₁∶R₂＝2∶()＝3∶1.

(2)由欧姆定律得U₁＝I₁R₁，U₂＝I₂R₂，由于I₁＝I₂，则

U₁∶U₂＝R₁∶R₂＝3∶1.

(3)由欧姆定律得I₁＝，I₂＝，

由于U₁＝U₂，则I₁∶I₂＝R₂∶R₁＝1∶3.

14．45　45　15

解析　在整个运动过程中，电子经历了两个电场作用，一个是E、A之间的电场，使电子向右加速，另一个是B、C之间的电场，使电子向右运动时减速；而A、B之间是等势区域，没有静电力做功．

根据题目给出的条件，分析出电子在EA、AB、BC各段的运动情况，由于已知各段的电压，所以可以利用动能定理求出动能．因A点电势高于E点，所以电子在E、A间加速，静电力做正功，动能增加，由eU＝E_kA－0得E_kA＝45 eV.

因为A、B间电势差为零，即A、B间无电场，所以电子在A、B间做匀速直线运动，故E_kB＝E_kA＝45 eV.

因为C点电势低于B点电势，所以电子在B、C间做减速运动，即克服静电力做功，动能减少，由eU′＝E_kB－E_kC得E_kC＝E_kB－eU′＝(45－30) eV＝15 eV.

三、计算题(10＋10＋10＋10＝40分)

15.答案　0.1 A　6 V

解析　电路两端电压不变，根据欧姆定律I＝得＝，ΔI＝0.1 A

U＝20×0.3 V＝6 V.

方法总结　①运用欧姆定律，应注意U、R和I三者是在同一段电路同一时刻的三个物理量．

②由I＝可得：＝，因此在电阻不变的情况下可用比例式求解．

16.答案　

解析　对小球B受力分析，如图所示，小球B受竖直向下的重力mg，沿绝缘细线的拉力F_T，A对它的库仑力F_C.

由力的平衡条件，可知F_C＝mgtan θ

根据库仑定律F_C＝k

解得r＝＝

17.答案　(1)－75 V　(2)1.875 m　(3)5m/s，方向与电场线反向

解析　(1)W_AB＝U_AB·q

U_AB＝＝ V＝－75 V.

(2)U_AB＝E·d，d＝＝ m＝1.875 m.

(3)W_AB＝mv－mv

1．5×10^－7＝×2×10^－9v－×2×10^－9×10²

解之得v_B＝5m/s，方向与电场线相反．

18.

解：

（1）小环沿AC杆匀速下滑，受力分析如图所示，由图可知

qEcos45°＝mgsin45°

即qE＝mg

小环离开直杆后，只受重力和电场力，F_合＝mg＝ma

a＝g＝10m/s² （2分） 方向垂直于杆向下

（2）设小环从C运动到P的过程中，根据动能定理

W_重＋W_电＝ΔE_k

其中W_重＝mgh＝4 J，W_电＝0，

所以ΔE_k＝4 J

（3）环离开杆做类平抛运动：

平行杆方向匀速运动：h＝v₀t

垂直杆方向匀加速运动：h＝at²

解得v₀＝2 m/s。