甘肃省兰州市市区片2020学年高二物理上学期期中试卷（含解析）

甘肃省兰州市市区片2020学年高二物理上学期期中试卷（含解析）

‎2020学年第一学期高二期中物理试卷 ‎ 一、单项选择题（每小题4分，共52分）‎ ‎1.关于电场强度与电势的关系，下面各种说法中正确的是（ ）‎ A. 电场强度大的地方，电势一定高 B. 电场强度不变，电势也不变 C. 电场强度为零处，电势一定为零 D. 电场强度的方向是电势降低最快的方向 ‎【答案】D ‎【解析】‎ 试题分析：电场线密处，电场强度大，而电场线方向不确定，故无法判断电势高低，故A错误；在匀强电场中，电场强度不变，沿着电场线的方向，电势总是逐渐降低的，故B错误；电势为零，是人为选择的，电场强度为零的地方，电势不一定为零．故C错误．沿着电场方向电势降低最快，故D说法正确；故选D．‎ 考点：电场强度；电势 ‎【名师点睛】此题是对电场强度和电势概念的考查；要知道电场线的疏密表示电场强度的相对大小，电场线的方向反映电势的高低，则电场强度与电势没有直接关系．顺着电场线方向，电势逐渐降低，但场强不一定减小。‎ ‎2.如图所示，空间有一电场，电场中有两个点a和b.下列表述正确的是 ‎......‎ A. 该电场是匀强电场 B. a点的电场强度比b点的大 C. a点的电势比b点的高 D. 正电荷在a、b两点受力方向相同 ‎【答案】BC ‎【解析】‎ 电场线疏密表示电场强度的大小，切线方向表示电场强度的方向，正电荷的受力方向和场强方向相同。沿着电场线电势降低。答案选BC。‎ ‎3.一金属容器置于绝缘板上，带电小球用绝缘细线悬挂于容器中，容器内的电场线分布如图所示.容器内表面为等势面，A、B为容器内表面上的两点，下列说法正确的是(　　)‎ A. A点的电场强度比B点的大 B. 小球表面的电势比容器内表面的低 C. B点的电场强度方向与该处内表面垂直 D. 将检验电荷从A点沿不同路径移到B点，电场力所做的功不同 ‎【答案】C ‎【解析】‎ 试题分析：依据电场线越疏，电场强度越弱，而电场线越密的，则电场强度越强，由图可知，则A点的电场强度比B点的小，故A错误；根据沿着电场线方向电势是降低的，可知，小球表面的电势比容器内表面的高，故B错误；因容器内表面为等势面，且电场线总垂直于等势面，因此B点的电场强度方向与该处内表面垂直，故C正确；因A、B在同一等势面上，将检验电荷从A点沿不同路径到B点，电场力所做的功相同，均为零，故D错误；故选C。‎ 考点：电场线；电场强度；电势 ‎【名师点睛】本题考查电场线的疏密与电场强度的强弱的关系，掌握电场线的方向与电势的高低的关系，理解电场线总垂直等势面，注意同一等势面上移送电荷时，电场力不做功。‎ 视频 ‎4.如图所示，、、为电场中同一条水平方向电场线上的三点，为的中点，、电势分别为、．下列叙述正确的是(　　)‎ A. 该电场在点处的电势一定为 B.点处的场强一定大于点处的场强 C. 一正电荷从点运动到点电势能一定减少 D. 一正电荷运动到点时受到的静电力由指向 ‎【答案】C ‎【解析】‎ ‎【详解】当该电场是匀强电场时，由于沿电场方向相同距离电势差相等，则电场在c点处的电势一定为4V．当该电场不是匀强电场时，在c点处的电势不一定为4V．故A错误。一条电场线无法比较电场线的疏密，就无法比较场强的大小，则a点处的场强Ea不一定大于b点处的场强Eb．故B错误。由题，c点的电势高于b点的电势，根据正电荷在电势高处电势能大可知，正电荷从c点运动到b点电势能一定减少。故C正确。由题可判断电场线方向从a指向b，正电荷运动到c点时受到的电场力由c指向b。故D错误。故选C。‎ ‎【点睛】本题要抓住电场线的物理意义：电场线的疏密表示电场的强弱，电场线的方向表示电势的高低．‎ ‎5.‎ ‎ 空间存在甲、乙两相邻的金属球，甲球带正电，乙球原来不带电，由于静电感应，两球在空间形成了如图所示稳定的静电场．实线为其电场线，虚线为其等势线，A、B两点与两球球心连线位于同一直线上，C、D两点关于直线AB对称，则（ ）‎ A. A点和B点的电势相同 B. C点和D点的电场强度相同 C. 正电荷从A点移至B点，电场力做正功 D. 负电荷从C点沿直线CD移至D点，电势能先增大后减小 ‎【答案】C ‎【解析】‎ 试题分析:A点与B点不在同一等势面上，故它们的电势不同，A错；由电场的对称性知，C点和D点的电场强度的大小相同，但方向不同，故B错；从A点移动至B点，电势降低，所以正电荷从A点移动至B点，电场力做正功，C对；C点和D点在同一等势面上，电势能不变，负电荷从C点沿直线CD移至D点，电势能先减小后增大，故D错。‎ 考点: 电场线、功能关系、电场的叠加、电势能。‎ ‎【名师点睛】电场线的应用 ‎（1）判断电场力的方向——正电荷的受力方向和电场线在该点切线方向相同，负电荷的受力方向和电场线在该点切线方向相反；‎ ‎（2）判断电场强度的大小（定性）——电场线密处电场强度大，电场线疏处电场强度小，进而可判断电荷受力大小和加速度的大小；‎ ‎（3）判断电势的高低与电势降低的快慢——沿电场线的方向电势逐渐降低，电场强度的方向是电势降低最快的方向；‎ ‎（4）判断等势面的疏密——电场越强的地方，等差等势面越密集；电场越弱的地方，等差等势面越稀疏．‎ ‎6.如图所示，一半径为R的圆盘上均匀分布着电荷量为Q的电荷，在垂直于圆盘且过圆心c的轴线上有a、 b、d三个点，a和b、b和c、 c和d间的距离均为R，在a点处有一电荷量为q (q>0)的固定点电荷．已知b点处的场强为零，则d点处场强的大小为(k为静电力常量)(　　)．‎ A. B. C. D. ‎ ‎【答案】B ‎【解析】‎ 因为圆盘上电荷分布均匀，并且形状规则，故可圆盘可等效看做为电荷集中在c点，带电量为Q的点电荷，q在b点产生的电场强度大小为，Q在b点产生的电场强度大小为，因为b点电场强度为零，所以，解得，Q带正电，q在d处此时的电场强度大小为，方向向右；Q在d处产生的电场强度大小为，方向向右，故d点的合场强为，B正确．‎ ‎7.下面是某同学对电场中的一些概念及公式的理解，其中正确的是(　　)‎ A. 根据电场强度的定义式E＝可知，电场中某点的电场强度与试探电荷所带的电荷量成反比 B. 根据电容的定义式C＝可知，电容器的电容与其所带电荷量成正比，与两极板间的电压成反比 C. 根据真空中点电荷的电场强度公式E＝k可知，电场中某点的电场强度与场源电荷所带的电荷量无关 D. 根据电势差的定义式UAB＝可知，带电荷量为‎1 C的正电荷，从A点移动到B点克服电场力做功为1 J，则UAB=－1 V ‎【答案】CD ‎【解析】‎ 试题分析：A、电场强度为电场本身的性质与试探电荷的电荷量无关；故A错误；‎ B、在真空中有两个点电荷间的作用力遵守库仑定律，要强调点电荷，故B错误；‎ C、根据点电荷的场强公式得E=，Q为场源电荷的电量，电场中某点电场强度和场源电荷的电量有关，故C正确；‎ D、由电势差的定义可知，U=-1×10−51×10−5V=1V；故D正确；‎ 考点：电场强度；电势差；库仑定律．‎ ‎8.、、三点在同一直线上，，点位于、之间，在处固定一电荷量为的点电荷．当在处放一电荷量为的点电荷时，它所受到的电场力为；移去处电荷，在处放一电荷量为的点电荷，其所受电场力为（ ）‎ A. B. C. D. ‎ ‎【答案】B ‎【解析】‎ 试题分析：据题意，设AB的距离为r，在A处放电荷量为＋q的点电荷，在B出放电荷量为Q的点电荷，据库仑定律有：，移去A处电荷，在C处放－2q的点电荷，该电荷受到的电场力为：，故选项B正确。‎ 考点：库仑定律 ‎【名师点睛】本题分析的关键是抓住库仑定律进行分析，首先分析AB之间两个点电荷之间的库仑力，找出表达式；再分析BC之间的库仑力，但需要注意BC间的距离是AB距离的两倍，所以有：。‎ 视频 ‎9.如图，在粗糙绝缘水平面上固定一点电荷Q，在M点无初速释放一带有恒定电量的小物块，小物块在Q的电场中运动到N点静止，则从M点运动到N点的过程中 A. 小物块所受电场力逐渐减小 B. 小物块具有的电势能逐渐减小 C. M点的电势一定高于N点的电势 D. 小物块电势能变化量的大小一定等于克服摩擦力做的功 ‎【答案】ABD ‎【解析】‎ 小物块在从M运动到N的过程中，一定受到向右的摩擦力，所以库仑力一定向左.随着由M运动到N，离电荷Q距离越来越大，所以小物块受到的静电力即库仑力一定减小，A正确；由动能定理可得μmgx－WE＝0，即WE＝μmgx，静电力做正功，小物块具有的电势能减小，其减少量等于克服滑动摩擦力做的功值，B、D正确；因点电荷Q的电性未知，不能判断M、N两点电势的高低，C错误.此题选择错误的选项，故选C.‎ ‎10.如图所示，真空中有两个等量的正电荷和，分别固定于、两点，为连线的中垂线，为、两点连线的中点，将一正电荷由点沿着中垂线移至无穷远处的过程中，下列结论正确的有（ ）‎ A. 电势能逐渐减小 B. 电势能逐渐增大.‎ C. 受到的电场力逐渐减小 D. 受到的电场力逐渐增大 ‎【答案】A ‎【解析】‎ ‎【分析】‎ 由题可知，q1、q2是两个等量的正电荷，DC为A、B连线的中垂线，作出CD线上的电场线，根据电场线方向判断正电荷q3由C点沿CD移至无穷远的过程中，电势的变化，由电场力做功正负判断其电势能的变化，运用极限法判断场强的变化，确定电场力的变化。‎ ‎【详解】AB、两个等量正电荷产生的电场如图所示：‎ 由此可见，正电荷由点沿着中垂线移至无穷远处的过程中，电场力做正功，电势能减小，故A正确，B错误；‎ CD、由上图可以得知，点电场强度为零，由点沿中垂线至无穷远的过程中，电场强度先增大后减小，所以受到的电场力先增大后减少，故C、D错误；‎ 故选A。‎ ‎11.如图所示，、、、是真空中一正四面体的四个顶点.现在在、两点分别固定两个点电荷和，则关于、两点的场强和电势，下列说法正确的是(　　)‎ A. 若和是等量异种电荷，则、两点的电场强度不同，电势相同 B. 若和是等量异种电荷，则、两点电场强度和电势均相同 C. 若和是等量同种电荷，则、两点电场强度和电势均不相同 D. 若和是等量同种电荷，则、两点电场强度和电势均相同 ‎【答案】B ‎【解析】‎ ‎【详解】若Q1和Q2是等量异种电荷，通过AB的中垂面是一等势面，C、D在同一等势面上，电势相等。C、D两点的场强都与等势面垂直，方向指向B一侧，方向相同，根据对称性可知，场强大小相等，故C、D两点的场强、电势均相同。故A错误，B正确。若Q1和Q2是等量同种电荷，由电场的分布情况和对称性可知，C、D两点电场强度大小相等，方向不同，则电场强度不同。电势相等，故CD错误。故选B。‎ ‎12.如图所示，电源两端的电压恒为，电源两端的电压恒为，当开关从板到时，通过电流计的电荷量为，则电容器的电容约为（ ）‎ A. B. C. D. ‎ ‎【答案】D ‎【解析】‎ 当开关S接A时，电容器上极板带正电，所带电荷量Q＝CUA，当开关S扳到B时，电容器上极板带负电，所带电荷量Q′＝CUB，该过程中通过电流计的电荷量 ΔQ＝Q＋Q′＝C(UA＋UB)＝1.2×10－‎5 C，解得电容C≈8.6×10－‎7 F，选项D正确.故选D.‎ 点睛：本题的关键是分析通过电流计的电荷量与电容器电量的关系，掌握电容器电量公式Q=CU是基础．‎ ‎13.如图5所示，A、B、C、D、E、F为匀强电场中一个边长为‎10cm的正六边形的六个顶点，A、C、D三点电势分别为1.0V、2.0V、3.0V，正六边形所在平面与电场线平行.则(　　)‎ A. E点的电势与C点的电势相等 B. UEF与UBC相同 C. 电场强度的大小为V/m D. 电场强度的大小为V/m ‎【答案】C ‎【解析】‎ A、D两点电势分别为1.0 V和3.0 V，则AD中点O的电势为2.0 V，C点与O点等势，C与E不等势，A错误；UEF和UBC大小相同，但正负不同，B错误；电场强度，C正确，D错误.故选C.‎ 二、多项选择题（每小题4分，共16分）‎ ‎14.下列各量中，与检验电荷无关的物理量是（ ）‎ A. 电场力F B. 电场强度E C. 电势差U D. 电场力做的功W ‎【答案】BC ‎【解析】‎ 试题分析：电场力 与检验电荷的电荷量有关，A错误；电场强度只和电场本身的性质有关，与检验电荷无关，B正确；电势是人为规定的，电势差是相对的，与检验电荷无关，C正确；电场力做功与检验电荷有关，D错误 考点：考查了电场力，电场强度，电势差，电场力做功 ‎15.带电粒子M只在电场力作用下由P点运动到Q点，在此过程中带电粒子克服电场力做了2.6×10-6J 的功，那么 A. M在P点的电势能一定小于它在Q点的电势能 B. P点的场强一定小于Q点的场强 C. P点的电势一定高于Q点的电势 D. M在P点的动能一定大于它在Q点的动能 ‎【答案】AD ‎【解析】‎ 略 视频 ‎16.如图所示的电路中，AB是两金属板构成的平行板电容器．先将电键K闭合，等电路稳定后再将K断开，然后将B板向下平移一小段距离，并且保持两板间的某点P与A板的距离不变．则下列说法正确的是(　　)‎ A. 电容器的电容变小 B. 电容器内部电场强度大小变大 C. 电容器内部电场强度大小不变 D. P点电势升高 ‎【答案】ACD ‎【解析】‎ ‎【详解】根据 ，当B板向下平移一小段距离，间距d 增大，其它条件不变，则导致电容变小，故A正确；根据E=U/d与相结合可得，由于电量不变，场强大小不变，故B错误，C正确；B板接地，场强不变，所以P点与地间的电势差增大，即P点电势升高，故D正确；故选ACD。‎ ‎【点睛】做好电容器的题目要把电容的定义式、决定式和场强的推导式结合应用；搞清是电容器两板电压一定还是带电量一定，若电量一定，则两板场强与间距无关．‎ ‎17.如图，一带负电荷的油滴在匀强电场中运动，其轨迹在竖直面(纸面)内，且相对于过轨迹最低点P的竖直线对称．忽略空气阻力．由此可知(　　)‎ A. Q点的电势比P点高 B. 油滴在Q点的动能比它在P点的大 C. 油滴在Q点的电势能比它在P点的大 D. 油滴在Q点的加速度大小比它在P点的小 ‎【答案】AB ‎【解析】‎ 试题分析：根据粒子的弯折方向可知，粒子受合力一定指向上方；同时因轨迹关于P点对称，则可说明电场力应竖直向上；粒子带负电，故说明电场方向竖直向下；则可判断Q点的电势比P点高；故A正确；粒子由P到Q过程，合外力做正功，故油滴在Q点的动能比它在P点的大；故B正确；因电场力做正功，故电势能减小，Q点的电势能比它在P点的小；故C错误；因受力为恒力；故PQ两点加速度大小相同；故D错误；故选AB。‎ 考点：电势及电势能；电场力的功 ‎【名师点睛】本题考查带电粒子在匀强电场中的运动，要注意本题中油滴受到重力和电场力作用，这里应先考虑合力，再去分析电场力的性质；同时注意掌握物体做曲线运动的条件应用。‎ 视频 三、填空题（每空2分，共10分）‎ ‎18.如图所示虚线为电场中的一簇等势面，、两等势面间的电势差为10，且的电势高于的电势，相邻两等势面电势差相等，一个电子在电场中通过的轨迹如图中实线所示，电子过点的动能为8，它经过点时的动能为________，电子在点的电势能比在点的电势能________．‎ ‎【答案】0.5；小 ‎【解析】‎ A、B间电势差为10V，根据图可知相邻的两个等势面间的电势差为2.5伏，由M到N电场力做功为，动能减少所以N点动能为0.5ev,因为电场力做负功所以电势能增加。‎ 思路分析：根据等势线的分布判断相邻等上面的电势差，根据电场力做功判断电势能的变化。‎ 试题点评：考查电场能的性质 ‎19.如图所示，为固定的正点电荷，、两点在的正上方与相距分别为和0.25，将另一点电荷(重力不可忽略)从点由静止释放，运动到点时速度正好又变为零．若此电荷在点处的加速度大小为，此电荷在点处的加速度大小为______；方向________；、两点间的电势差(用和表示)＝______.‎ ‎【答案】 (1). ‎3g (2). 竖直向上 (3). ‎ ‎【解析】‎ ‎【详解】这一电荷必为正电荷，设其电荷量为q，由牛顿第二定律，‎ 在A点时有 mg-k=m•g 在B点时有 k-mg=maB；‎ 解得 aB=‎3g，方向竖直向上 点电荷从A到B过程，由动能定理得： mg（h-0.25h）+qUAB=0‎ 得 UAB=-．‎ ‎【点睛】本题的关键要正确分析电荷的受力情况，运用库仑定律与牛顿第二定律研究加速度．电势差与电场力做功有关，常用动能定理求电势差．‎ 四、计算题(20题5分，21题8分，22题9分，共22分)‎ ‎20.用一条绝缘轻绳悬挂一个带电小球，小球质量为，所带电荷量为．现加一水平方向的匀强电场，平衡时绝缘轻绳与竖直方向成30°角（如图所示）．求这个匀强电场的电场强度(g取10 N/kg)。‎ ‎【答案】E=5×106N/C 方向水平向右 ‎【解析】‎ 试题分析：由于小球处于平衡状态，据平衡条件得：‎ F=Eq ①‎ ‎②‎ 联立①②式得匀强电场的电场强度为：‎ E=③‎ 代入数据，得 E=5×106N/C ④‎ 方向水平向右 ⑤‎ 考点：本题考查物体的平衡条件和电场力。‎ ‎21.根据下图解答以下题目，然后进行小结：如何根据电场线来判断电场中两点电势的高低?‎ ‎（1）,是同一条电场线上的两点,哪点电势高?‎ ‎（2）,是同一电场中不再同一条电场线上的两点,哪点电势高?‎ ‎【答案】（1）点电势高（2）点的电势高 ‎【解析】‎ ‎【详解】（1）沿电场线电势逐渐降低，则M、N两点，M点电势高；（2）M、P是同一电场中不在同一条电场线上的两点，根据顺着电场线方向电势逐渐降低，可知M所在等势面电势比P所在等势面电势高，所以M点的电势比P点高．‎ ‎22.带有等量异号电荷，相距的平行板和之间有一个匀强电场，电场强度，方向向下，电场中电距板3，点距板2.‎ ‎（1）、两点哪点电势高？两点的电势差等于多少？‎ ‎（2）如果令板接地（即电势），则和的电势和各是多少？如果令板接地，则电势和各是多少？在这两种情况下.相同吗？‎ ‎(3)一个电子从点移动到点，静电力做多少功？如果使电子先移动到点.再移到点.静电力做的功是否会发生变化.‎ ‎【答案】（1）D点；-1000V（2）如果令B板接地，则φC=600V，φD=1600V；如果令A板接地，则φC=-1400V，φD=-400V；UCD相同；（3）1.6×10-16 J，不会发生变化 ‎【解析】‎ ‎【详解】（1）沿着电场线电势降低，故点的电势大于点的电势；‎ ‎（2）如果令板接地（即电势），则：‎ 故；‎ 如果令板接地，则：‎ 故；‎ 即电势差与零电势点的选择无关；‎ ‎（3）‎ 如果使电子先移动到点，再移到点，由于静电力做的功与路径无关，不会发生变化；‎ ‎【点睛】本题考查的是电势、电势差、匀强电场中E与U的关系、电场力做功公式等内容，在应用这些公式时，要特别注意所有公式中的物理量都包含有正、负号。还要注意的是U=Ed中的d是沿着场强方向的距离，不是两点间的距离。‎