河北省唐山市迁安一中2020-2021学年高二物理上学期期中试题（含解析）

河北省唐山市迁安一中 2021-2021 学年高二物理上学期期中试题（含 解析） 注意事项： 1. 答题前填写好自己的姓名、班级、考号等信息 2. 请将答案正确填写在答题卡上 一、单项选择 1. 在研究微观粒子时常用的“电子伏特(eV)”是下列哪个物理量的单位( ) A. 能量 B. 电荷量 C. 电势 D. 电压 【答案】A 【解析】 电子伏特是能量的单位，电荷具有和电子一样的电荷量，在电场中经过一伏特的电压作用， 得到的能量即为一电子伏特 2. 电场中有一点 P，下列说法正确的是（） A. 若放在 P 点的电荷量减半，则 P 点的场强减半 B. 若 P 点没有检验电荷，则 P 点场强为零 C. P 点的场强越大，则同一电荷在 P 点受到的电场力越大 D. P 点的场强方向为放在该点负电荷的受力方向 【答案】C 【解析】 【详解】AB场强是电场本身的固有属性，与试探电荷所带电荷量的多少没有关系，故 AB 错误； C由 F=Eq 可知，如果 q 不变， E 越大， F 越大，故 C 正确； D P 点的场强方向就是放在该点的正电荷所受电场力的方向，与放入该点负电荷所受电场力 方向相反，和其他力无关，故 D 错误。 故选 C。 3. A、 B 是一条电场线上的两个点，一带负电的微粒仅在电场力作用下以一定初速度从 A 点 沿电场线运动到 B 点，其速度一时间图像如图所示。则这一电场可能是（） A. B. C. D. 【答案】A 【解析】 【详解】由图象可知，速度在逐渐减小，图象的斜率在逐渐增大，故此带负电的微粒做加速 度越来越大的减速直线运动，所受电场力越来越大，受力方向与运动方向相反；故选 A。 4. 如图所示，在一匀强电场区域中，有 A、 B、 C、 D 四点恰好位于一平行四边形的四个顶点 上，已知 A、 B、 C 三点电势分别为 A1 V， B4 V， C2V，则 D 点电势 D的大小为 () A. 3 V B. 0 C. 2 V D. 1 V 【答案】D 【解析】 在匀强电场中，根据 U=Ed 知，沿电场方向相同距离电势差相等，根据平行四边形的特点知， AB 与 DC 平行且相等，所以 AB 边与 DC 边沿电场方向的距离相等，AB 间的电势差与 DC 间的 电势差相等，即有 A- B= D- C，解得 D= A- B+ C=1V-4V+2V=-1V，故选 D 点睛：本题的技巧是由匀强电场中沿着任意方向每前进相同的距离，电势变化相等，得到 A- D= B- C 5. 如图所示，真空中等量同种正点电荷放置在 M、N 两点，在 MN的 连线上有对称点 a、c，MN 连线的中垂线上有对称点 b、d，则下列说法正确的是( ) A. 正电荷+q 在 c 点电势能大于在 a 点电势能 B. 正电荷+q 在 c 点电势能小于在 a 点电势能 C. 在 MN 连线的中垂线上，O 点电势最高 D. 负电荷-q 从 d 点静止释放，在它从 d 点运动到 b 点的过程中，加速度先减小再增大 【答案】C 【解析】 试题分析：因为 MN 两点放置等量同种正点电荷，故 ac 两点的电势相等，正电荷+q 在 c 点电 势能等于在 a 点电势能，选项 AB 错误；根据电势的叠加原理，则在 MN 连线的中垂线上，O 点电势最高，选项 C 正确；因为在 Ob 和 Oa 方向上电场强度都是先增加后减小，故负电荷-q 从 d 点静止释放，在它从 d 点运动到 b 点的过程中，加速度可能先增后减，然后再增加再减 小，故选项 D 错误；故选 C. 考点：等量同种电荷 的 电场；电势能. 6. 如图所示，三条虚线表示某电场中的三个等势面，其电势分别为 =10V， =20V， = 123 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，则下列说法中不 正确的是 A. 粒子带负电 B. 粒子在 A 点的速度大于在 B 点的速度 C. 粒子在 A 点的加速度大于在 B 点的加速度 D. 粒子在 A 点的电势能大于在 B 点的电势能 【答案】B 【解析】 【分析】 做曲线运动物体所受合外力指向曲线内侧，本题中粒子只受电场力，由此可判断电场力向右， 根据电场力做功可以判断电势能的高低和动能变化情况，加速度的大小的判断可以根据电场 线的疏密进行 【详解】A 项：由图象可知带电粒子的轨迹向右偏转，得出粒子所受力的方向向右；又由电 场线指向电势降低的方向，得出电场线方向大致向左因为带电粒子受力与电场的方向相反， 所以粒子带负电故 A 正确； B 项：由动能定理得，合外力（电场力）做正功，动能增加，故选 B 错误； C 项：由于等势面密的地方电场线也密、电场线密的地方粒子受到的力也大，力越大加速度 也越大，所以粒子从 A 点运动到 B 点，加速度在变小，故选 C 正确； D 项：由电场力做功的公式 WAB=qUAB得，粒子从 A 点运动到 B 点，电场力做正功，电势能减 小，故 D 正确 故应选 B 【点睛】本题以带电粒子在电场中的运动为背景考查了带电粒子的电性以及粒子的速度、加 速度、电势能等物理量的变化情况 7. 如图所示 的 示波管，当两偏转电极 XX、YY电压为零时，电子枪发射的电子经加速电 场加速后会打在荧光屏上的正中间（图示坐标系的 O 点，其中 x 轴与 XX电场的场强方向重 合，x 轴正方向垂直于纸面向里，y 轴与 YY电场的场强方向重合，y 轴正方向竖直向上） 若要电子打在图示坐标系的第象限，则 A. X、Y 极接电源的正极，X、Y接电源的负极 B. X、Y极接电源的正极，X、Y 接电源的负极 C. X、Y 极接电源的正极，X、Y接电源的负极 D. X、Y极接电源的正极，X、Y 接电源的负极 【答案】D 【解析】 试题分析：根据示波管的工作物理可知，电子打在第 III 象限，说明电子水平方向上向 偏转，故 接电源正极，同理可知，电子在竖直方向上向 偏转，接正极，故可知， 只有选项 C 正确，其它均错误； 考点：示波管的工作原理 8. 如图所示，a、b、c 为不同材料做成的电阻，a 与 b 的长度相等，b 的横截面积是 a 的 3 倍；a 与 c 的横截面积相等，c 的长度是 a 的 2 倍当开关闭合后，三个理想电压表的示数 关系是 U1 U2 U3 = 212则三种材料的电阻率 a、 b、 c的比值为 A. 3:2:6 B. 2:2:1 C. 1:2:3 D. 2:3:1 【答案】D 【解析】 【详解】三个理想电压表的示数关系是 U1 U2 U3 = 212，因串联电流相同，可知电阻 之比： R1 R2 R3 = 212； 三段电阻的长度之比为：1:1:2；横截面积之比：1:3:1；根据 可知 可得： LRS=R a b c = 231； A3:2:6，与结论不相符，选项 A 错误； B2:2:1，与结论不相符，选项 B 错误； C1:2:3，与结论不相符，选项 C 错误； D2:3:1，与结论相符，选项 D 正确； 9. 如图所示，在水平放置的已经充电的平行板电容器之间，有一带负电的油滴处于静止状 态，若某时刻油滴的电荷量开始减小，为维持该油滴原来的静止状态，应（） A. 给平行板电容器充电，补充电荷量 B. 给平行板电容器放电，减小电荷量 C. 使两金属板相互靠近些 D. 使两金属板正对面积增大些 【答案】A 【解析】 【详解】A给平行板电容器继续充电，电量增大，电容不变，根据 QUC 知电势差增大，根据 Ed 知电场强度增大，根据 Fq 则电场力增大，A 正确； B让电容器放电，电量减小，电容不变，根据 QUC 知电势差减小，根据 Ed 知电场强度减小，根据 Fq 则电场力减小，B 错误； C因为 QUC4Skd 所以电场强度 ES 与电容器两极板间的距离无关，所以电容器两极板靠近时，电场强度不变，电荷的电量减小， 则电场力减小，电荷不能平衡，C 错误； D使两金属板正对面积增大些，根据 4SCkd 电容增大，电量不变，则由 QU 知电势差减小，根据 Ed 知电场强度减小，根据 Fq 则电场力减小，D 错误。 故选 A。 10. 如图所示的匀强电场场强为 103N/C， ab=dc=4cm， bc=ad=3cm。则下述计算结果正确的是 （） A. a、 b 之间的电势差为 40V B. a、 c 之间的电势差为 50V C. 将 q=5103 C 的点电荷沿矩形路径 abcd 移动一周，电场力做功0.25J D. 将 q=5103 C 的点电荷沿 abc 或 adc 从 a 点移动到 c 点，电场力做功都是0.2J 【答案】AD 【解析】 【详解】A由电场强度与电势差的关系，由 U=可求 Uab Ed10 30.04V40V 故 A 正确； B由图可知 bc 与电场线垂直，则 bc 间电势相等，则故 ac 间的电势差 Uac Uab40V 故 B 错误； C电荷 q=-510-3C 沿矩形路径 abdca 移动一周，点荷的电势不变，电势能也不变，由电场 力做功与电势能变化的关系得电场力做功为零，故 C 错误； D根据电场力做功与路径无关，故 q=-510-3C 的点电荷沿 abd 或 acd 从 a 移动到 c，电场 力做功相同等，由 W=qUac=-510-340J=-0.2J 故 D 正确。 故选 AD。 二、多项选择 11. 以点电荷为球心、 r 为半径的球面上，各点相同的物理量有（） A. 电势 B. 同一电荷所受电场力 C. 电场强度 D. 同一电荷所具有的电势能 【答案】AD 【解析】 【详解】A以点电荷为球心的球面是一个等势面，即各点的电势相等，A 正确； C 以点电荷为球心的球面各点的电场强度大小相等，方向不同，故电场强度不同，C 错误； B由 FqE 可知，同一电荷受到的电场力大小相等，方向不同，故电场力不同，B 错误。 D由 Pq 电势相同，同一电荷具有相同的电势能， D 正确。 故选 AD。 12. 两个相同的金属小球，带电荷量之比为 17，相距为 r，两者相互接触后再放回原来的 位置上，则它们间的库仑力可能为原来的（） A. B. C. D. 473797167 【答案】CD 【解析】 【详解】ABCD设两金属球带异种电荷，电荷量分别为 q 和-7 q，两者间库仑力大小为227kFr 将两者接触后再放回原来的位置上，两球所带电荷量均为-3 q，库仑力大小为2239qkkr 是原来的 ； 97 设两金属球带同种电荷，电荷量分别为 q、7 q，由库仑定律有 22kFr 将两者接触后再放回原来的位置上，两球所带电荷量均为 4q，库仑力大小为22416qkkr 是原来的 ，故 AB 错误，CD 正确。 167 故选 CD。 13. 如图所示，实线表示某静电场的电场线，虚线表示该电场的等势面，1、2、3 为电场中 的三个点，则各点的场强 E 和电势 的大小关系为（ ） A. E1 E2 B. E1 E3 C. 1 2 D. 2= 3 【答案】ACD 【解析】 电场线的疏密表示电场的强弱，由图可得，1 与 2 比较，1 处的电场线密，所以 1 处的电场 强度大，则 ，2 和 3 处的电场线疏密程度一样，故 ，即 ，A 正1E32E132E 确 B 错误；顺着电场线方向电势降低，所以 2 与 3 处于同一条等势线上，所以1 ，CD 正确23 【点睛】本题是要掌握电场线的两个物理意义：电场线越密，场强越大；顺着电场线方向电 势降低 14. 如图所示，电阻 R 和电动机 M 串联接到电路中，已知电阻 R 跟电动机线圈的电阻值相等， 开关接通后，电动机正常工作。设电阻 R 和电动机 M 两端的电压分别为 U1和 U2，经过时间 t，电流通过电阻 R 做功为 W1，产生热量为 Q1，电流通过电动机做功为 W2，产生热量为 Q2。 则有（） A. ， Q1=Q2 B. U1=U2， Q1=Q21U C. ， D. ，WW 【答案】AC 【解析】 【详解】设开关接通后，电路中电流为 I。对于电阻 R，由欧姆定律得 U1=IR 对于电动机 U2 IR 则有 U1 U2 电功 W1=U1I W2=U2I 则有 W1 W2 根据焦耳定律得 Q1=I2Rt Q2=I2Rt 则有 Q1=Q2 故 AC 正确，BD 错误 故选 AC。 15. 如图甲所示为老式收音机里的可变电容器，它是通过改变可变电容器的电容来调谐从而 达到调台的目的。其中固定不动的一组为定片，能转动的一组为动片，动片与定片之间以空 气作为电介质。把它接在如图乙所示的电路中，下列说法正确的是（） A. 当动片从定片中旋出时，电容器的电量减少，电流由 a 流向 b B. 当动片从定片中旋出时，电容器的电量增加，电流由 b 流向 a C. 当动片旋进定片时，电容器的电量增加，电流由 b 流向 a D. 当动片旋进定片时，电容器的电量减少，电流由 b 流向 a 【答案】AC 【解析】 【详解】AB由电容的公式 QCU4Skd 解得 Q 电容器和电源相连 U 不变，当动片从定片中旋出时， S 减小，电容器的电量减少，电容器顺 时针放电，电流由 a 流向 b，A 正确，B 错误； CD电容器和电源相连 U 不变，当动片从定片中旋进时， S 增大，电容器的电量增加，电容 器逆时针充电，电流由 b 流向 a，C 正确，D 错误。 故选 AC。 三、填空题 16. 电场线是从_电荷发出到无限远处或负电荷终止的一系列曲线，是用来形象直观地 表示电场的物理模型。它的疏密程度表示电场强度的_，各点的切线方向都跟该点电场 强度的_一致。 【答案】 (1). 正 (2). 强弱 (3). 方向 【解析】 【详解】123电场线是从正电荷发出到无限远处或负电荷终止的一系列曲线，是用来 形象直观地表示电场的物理模型。它的疏密程度表示电场强度的强弱，各点的切线方向都跟 该点电场强度的方向一致。 17. 如图（ a）所示，在 x 轴上有一个点电荷 Q（图中未画出） ，A、B 两点的坐标分别为 0.2 m 和 0.5 m放在 A、B 两点的检验电荷 q1、 q2受到的电场力跟检验电荷所带电量的关系如图 （ b）所示则 A 点的电场强度大小为_ N/C，点电荷 Q 的位置坐标为 x=_m 【答案】 (1). 2000 (2). 0.3 【解析】 【详解】从 b 图中可得 A 点受到静电力大小为 时电荷量大小为 ，故3410N 6210Cq 电场强度大小 36/C2/210AFEq 方向指向 x 轴正向 同理 36210N/C50/4BE 方向指向 x 轴负向 即在 AB 之间，设点电荷 Q 的位移坐标为 x 则 224(0.5)(0.)Qkx 解得 0.3mx 18. 现有一个电流表 G，内阻 Rg=30 ，满偏电流 Ig=1mA。 (1)把它改装成量程为 03V 的电压表，要_（填“串联”或“并联” ）一个_ 的电阻。 (2)把它改装成量程为 00.6A 的电流表，要_（填“串联”或“并联” ）一个_ 的电阻。 【答案】 (1). 串联 (2). (3). 并联 (4). 0.0532.9710 【解析】 【详解】(1)12把它改装成量程为 03V 的电压表，要串联一个分压电阻，电阻大小为 3302.9711gURI (2)34把它改装成量程为 00.6A 的电流表，要并联一个分流电阻，其大小为 30.50.61gI 四、计算题 19. 如图所示，在正点电荷 Q 的电场中， A 点处的电场强度为 81 N/C， C 点处的电场强度为 16 N/C， B 点是在 A、 C 连线上距离 A 点为五分之一 AC 长度处，且 A、 B、 C 在一条直线上， 则 B 点处的电场强度为多大？ 【答案】51.84N/C 【解析】 【详解】设 A、 B、 C 三点到 Q 的距离分别为 RA、 RB、 RC，三点的场强大小分别为 EA、 EB、 EC。 由点电荷场强的公式 2QEkR 得 2CA816E 则得 CA94R 由题意知： B 点是在 A、 C 连线上距离 A 点为 AC 长度处，则得 15BCA4R 故 2BA165E 解得 B29N/C=1.84/ 20. 如图所示，用一根绝缘体轻绳悬挂一个带电小球，小球的质量为 ，所带电 210kg. 荷量为 ，现加一水平方向的匀强电场，平衡时绝缘线与竖直线成 ，求：82.01C 3 （ ）该匀强电场的场强 E 的大小及方向1 （ ）若剪断细线，小球将做什么运动要写出小球速度随时间的变化关系式并说明运动方2 向 【答案】 （ ）电场方向水平向右 （ ）剪短绳子后小球做匀加速直线运动1 3mgq2 ，与竖直方向呈 23vgt30 【解析】 （ ）对小球受力分析如图1 根据平衡知： tan30Eqmg 得： ，方向水平向右 3q （ ）剪断细线小球做匀加速直线运动，且与竖直方向呈 2 30 由： 23cosmgFgma合 得： 3 a 则： 与竖直向下方向成 斜向下 2vtgt30 综上所述本题答案是：（1） （1） ，方向水平向右 mgEq （2）剪断细线小球做匀加速直线运动，速度大小 ， 且与竖直方向成 斜向下 23vgt30 21. 一个电荷量为 ,质量为 的带电粒子,由静止经电压为 8210Cq140km U1=1600V 的加速电场加速后,立即沿中心线 O1O2垂直进入一个电压为 U2=2400V 的偏转电场, 然后打在垂直于 O1O2放置的荧光屏上的 P 点，偏转电场两极板间距为 d=8cm,极板长 L=8cm, 极板的右端与荧光屏之间的距离也为 L=8cm整个装置如图示(不计粒子的重力)求： (1)粒子出加速电场时的速度 v0； (2)粒子出偏转电场时的偏移距离 y； (3)P 点到 O2的距离 y 【答案】 （1）810 4m/s （2）0.03m （3）0.09m 【解析】 【详解】(1)由动能定理可得： 210qUmv 代入数据解得 4081m/sv (2)进入 U2后做类平抛运动，水平方向上： 0Lvt 在竖直方向上： 21yatqEm2Ud 联立代入数据解得 ； 2310y (3)粒子出偏转电场后做匀速直线运动，打在屏上时间为： 20Ltv 平行于屏方向速度： yat 出偏转电场后沿屏方向位移 2ysvt 代入数据解得 s=006m P 点到 距离为：2O 0.3m+.6=0.9ys 答：(1)粒子出加速电场时的速度为 8104m/s； (2)粒子出偏转电场时的偏移距离 y 为 ；. (3)P 点到 的距离 为 2Oy0.9