安徽省宿州市十三所重点中学2020学年高二物理上学期期中试题 理（含解析）

安徽省宿州市十三所重点中学2020学年高二物理上学期期中试题 理（含解析）

安徽省宿州市十三所重点中学2020学年高二（上） ‎ 期中物理试卷（理科）‎ 一、单选题 ‎1.下列关于物体带电的说法，正确的是( )‎ A. 元电荷就是指自然界中带电荷量最少的物体 B. 某物体所带的电荷量有可能为9.0×10–19C C. 摩擦起电是通过摩擦创造出了等量的异种电荷的过程 D. 感应起电是利用静电感应，使电荷从物体的一部分转移到物体的另一部分的过程 ‎【答案】D ‎【解析】‎ ‎【详解】元电荷是电量的基本单位，不是指自然界中带电荷量最少的物体，选项A错误；任何物体所带电量都是元电荷（1.6×10–19C）的整数倍，则某物体所带的电荷量不可能为9.0×10–19C，选项B错误；摩擦起电是电荷的转移，不是创造了电荷，选项C错误；感应起电是利用静电感应，使电荷从物体的一部分转移到物体的另一部分的过程，选项D正确；故选D.‎ ‎2.关于电场强度和电势，下列说法正确的是（ ）‎ A. 电场强度为零的地方，电势也一定为零 B. 随着电场强度的大小逐渐减小，电势也一定逐渐降低 C. 电场中某点电场强度的方向一定与经过该点的等势面垂直 D. 电场强度处处相同的区域内，电势也一定处处相等 ‎【答案】C ‎【解析】‎ ‎【详解】电场强度为零的地方，电势不一定为零，例如等量同种电荷连线的中点处，场强为零，电势大于零，选项A错误；随着电场强度的大小逐渐减小，电势不一定逐渐降低，例如距离负点电荷越远的位置，场强越小，电势越高，选项B错误；电场中某点电场强度的方向一定与经过该点的等势面垂直，选项C正确；电场强度处处相同的区域内，电势不一定处处相等，例如匀强电场中，选项D错误；故选C.‎ ‎3.使两个完全相同的金属小球(均可视为点电荷)分别带上－2Q和＋4Q的电荷后，将它们固定在相距为a的两点，它们之间库仑力的大小为F1．现用绝缘工具使两小球相互接触后，再将它们固定在相距为2a的两点，它们之间库仑力的大小为F2，则F1与F2之比为( )‎ A. 32∶1 B. 16∶1 C. 8∶1 D. 4∶1‎ ‎【答案】A ‎【解析】‎ ‎【详解】开始时由库仑定律得：；现用绝缘工具使两小球相互接触后，各自带电为：，因此：；可得：；故选A。‎ ‎4.如图所示，图线1表示的导体电阻为，图线2表示的导体的电阻为，则下列说法正确的是　　‎ A. ：：3‎ B. ：：1‎ C. 将与串联后接于电源上，则电流比：：3‎ D. 将与并联后接于电源上，则电流比：：3‎ ‎【答案】A ‎【解析】‎ ‎【详解】由图，，故A正确。与串联后接于电源上，则电流比：：故C错误。将与并联后接于电源上，电流比：：：1，故D错误。故选A。‎ ‎5.如图所示，实线是匀强电场的电场线，带电粒子q1、q2 分别从A、C 两点以初速度v垂直射入电场，其运动轨迹分别是图中的ABC、CDA．已知q1带正电，不计粒子的重力和其它阻力．则下列说法中正确的是( )‎ A. q2带负电 B. A点的电势低于C点的电势 C. 电场力对q1做正功，对q2做负功 D. q1的电势能增加、q2的电势能减小 ‎【答案】A ‎【解析】‎ ‎【详解】由物体做曲线运动的条件，且q1带正电，故电场力水平向右，电场方向向右，则q2 受的电场力向左，故q2 为负电荷，故A正确； 由A项知电场线水平向右，沿电场线的方向电势降低，故A点的电势高于C点的电势，故B错误  由图可知，电场力与运动方向夹锐角，则电场力对q1做正功，对q2也做正功，q1的电势能减小、q2的电势能也减小，故D错误；故选A。‎ ‎6.如图所示，匀强电场中的点A、B、C、D、E、F、G、H为立方体的8个顶点，已知A、B、C、F点的电势分别为-1 V、1 V、2 V、3 V，则H点的电势为( )‎ A. -1 V B. 1V C. 2V D. 3V ‎【答案】C ‎【解析】‎ ‎【详解】在匀强电场中，由公式U=Ed知，沿着任意方向前进相同距离，电势差必定相等。由于GH∥AB，且GH=AB，则有φG-φH=φB-φA；代入数据解得：φH=φG+φA-φB=φG -2V；同理，φB-φC=φF-φG；解得，φG=φF+φC-φB=3V+2V-1V=4V；解得φH=2V，故选C。‎ ‎【点睛】本题关键要明确匀强电场中沿着不与场强垂直的方向前进相同距离，电势降落相等，同时要熟悉匀强电场中等势面和电场线的关系，然后结合几何关系分析。‎ ‎7.两个带有等量正电荷的点电荷，固定在图中P、Q两点，MN为PQ连线的中垂线，交PQ连线于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运动到O点时电势能为零 B. q运动到O点时的动能最大 C. q由A向O的运动是匀加速直线运动 D. q由A向O运动的过程中电势能先逐渐减小后又逐渐增大 ‎【答案】B ‎【解析】‎ ‎【详解】取无限远处的电势为零，正电荷周围电势为正值，所以O点的电势大于0，根据电势能定义Ep＝qφ，电荷q带负电，则q运动到O点时电势能为负值，并不为零。故A错误。从A到O过程，电场力做正功，动能增大，从O到N相对于O点的对称点的过程中，电场力做负功，动能减小，故在O点试探电荷的动能最大，故B正确。两等量正电荷周围部分电场线如图所示，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C错误。‎ 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D错误。故选B。‎ ‎8.关于电源的电动势，下列说法中正确的是( )‎ A. 同一电源接入不同的电路，电动势会发生变化 B. 电动势公式E＝中的W与电势差公式U＝中的W是一样的，都是电场力做的功 C. 电动势是反映电源把其他形式的能转化为电能本领强弱的物理量 D. 通常1号干电池比7号干电池的体积大，所以1号干电池比7号干电池的电动势大 ‎【答案】C ‎【解析】‎ ‎【详解】同一电源的电动势是不变的，与外电路无关，选项A错误；电动势公式E＝中的W与电势差公式U＝中的W是不一样的，前者是非静电力做功，后者是电场力做的功，选项B错误； 电动势是反映电源把其他形式的能转化为电能本领强弱的物理量，选项C正确；1号干电池和7号干电池的电动势相同，都是1.5V，只不过是1号干电池的容量较大，选项D错误；故选C.‎ 二、多选题 ‎9.北京正负电子对撞机的储存环是周长为240m的近似圆形轨道．当环中电子以3×107m/s的速度流动而形成的电流是10mA时，则环中（已知电子的电荷量e= -1.6×10-19C）（ ）‎ A. 电流方向和负电子运动方向相同 B. 电流方向和正电子运动方向相同 C. 运行的电子数目为5×1011 个 D. 运行的电子数目为1×104个 ‎【答案】BC ‎【解析】‎ ‎【详解】电流方向和正电子运动方向相同，与负电子的运动方向相反，选项A错误，B正确；电子运动一周用的时间为：，而电流表达式为：I=q/t；则总电荷量为：Q=It=0.01×8×10-6C=8×10-8C，在整个环中运行的电子数目为：个，故C正确，D错误。故选BC。‎ ‎【点睛】本题的关键要建立模型，运用运动学公式求解电子运动的周期，要掌握电流的定义式，知道元电荷的定义，从而明确电荷量与电子电量的关系．‎ ‎10.如图所示，在光滑绝缘水平面上有A、B、C三个可视为点电荷的带电小球，位于同一条直线上，仅在它们之间的静电力作用下均处于静止状态，且距离关系满足：AB>BC，下列说法正确的是（ ）‎ A. A，C带同种电荷 B. A，B带异种电荷 C. B所带的电荷量最大 D. A，B在C处产生电场的合场强为零 ‎【答案】ABD ‎【解析】‎ ‎【详解】根据电场力方向来确定各自电性，从而得出“两同夹一异”，因此AB正确。同时根据库仑定律来确定电场力的大小，并由平衡条件来确定各自电量的大小，因此在大小上一定为“两大夹一小”， 即B所带的电荷量最小，选项C错误；因C处于静止状态，可知C处的场强为零，即A，B在C处产生电场的合场强为零，故D正确；故选ABD。‎ ‎【点睛】三个小球只受静电力而平衡时，三个小球所带的电性一定为“两同夹一异”，且在大小上一定为“两大夹一小”。‎ ‎11.如图所示，平行板电容器带有等量异种电荷，与静电计相连，静电计金属外壳和电容器下极板都接地。在两极板间有一个固定在P点的点电荷，以E表示两板间的电场强度，表示点电荷在P点的电势能，表示静电计指针的偏角。若保持下极板不动，将上极板向下移动一小段距离至图中虚线位置，则　　‎ A. 增大，E减小 B. 减小，不变 C. 增大，增大 D. 减小，E不变 ‎【答案】BD ‎【解析】‎ ‎【详解】电容器与电源断开，故电量不变；上极板向下移动时，两板间的距离减小，根据可知，电容C增大，则根据可知，电压U减小；故静电计指针偏角减小；两板间的电场强度；因此电场强度与板间距无关，因此电场强度不变；因电场强度不变，且P点离下极板间距不变，因此P点的电势不变，那么电荷在P点的电势能也不变，故BD正确，AC错误；故选BD。‎ ‎【点睛】本题考查电容器的动态分析问题，解题的关键在于正确掌握电容的决定式和定义式；同时注意要掌握相关结论的应用，如本题中可以直接应用结论：当充电后断开电源时，如果只改变两板间距离，则两板间的电场强度不变。‎ ‎12.如图所示为范围足够大的匀强电场的电场强度E随时间t周期性变化的图象。当t＝0时，在电场中由静止释放一个带电粒子，设带电粒子只受电场力作用，则下列说法中正确的是( )‎ A. 带电粒子将做往复运动 B. 2s末带电粒子回到原出发点 C. 带电粒子在3s末的速度为零 D. 在0～2.5s末的时间内，电场力对带电粒子所做的总功为零 ‎【答案】AC ‎【解析】‎ ‎【详解】带电粒子在前1秒处于负向匀加速，在第2秒内加速度大小是之前的2倍，则先沿负向做0.5s匀减速到速度为零，后反向向正向匀加速0.5s，第3s向正向匀减速到0，如此做往复运动，故AC正确；带电粒子在前1秒处于匀加速，在第二秒内由于加速度大小是之前的2倍，方向与之前相反，因此用去0.5秒先做匀减速接着0.5秒反向加速。所以2s末带电粒子不在出发点。故B错误；根据A的分析可知，2.5s时刻粒子的速度不为零，则根据动能定理可知，在0～2.5s末的时间内，电场力对带电粒子所做的总功不为零，故D错误；故选AC。‎ ‎【点睛】本题关键之处是电场强度大小不一，导致加速度不一，所以失去对称性．若电场强度大小相同，则带电粒子一直同一个方向运动．‎ 三、填空题 ‎13.一灵敏电流计，允许通过的最大电流(满偏电流)为Ig＝50μA，表头电阻Rg＝1kΩ，若改装成量程为Im＝5mA的电流表，应________（填“串联”或“并联”）的电阻阻值为___________Ω(保留三位有效数字).‎ ‎【答案】 (1). 并联； (2). 10.1；‎ ‎【解析】‎ ‎【详解】把电流表改装成5mA的电流表需要并联分流电阻，并联电阻阻值：；‎ 四、实验题探究题 ‎14.某同学用如图所示电路，测绘标有“3.8V,0.3A”的小灯泡的灯丝电阻R随电压U变化的图像.‎ ‎(1)除了导线和开关外,有以下一些器材可供选择:‎ 电流表A1(量程为100mA,内阻约为2Ω)；‎ 电流表A2(量程为0.6A,内阻约为0.3Ω)；‎ 电压表V1(量程为5V,内阻约为5kΩ)；‎ 电压表V2(量程为15V,内阻约为15kΩ)；‎ 滑动变阻器R(阻值范围为0～10Ω)；‎ 电源E(电动势为4V,内阻约为0.04Ω)。‎ 为了调节方便,测量准确,实验中电流表应选用__________，电压表应选用__________，(填器材符号)‎ ‎(2)在图中用笔画线代替导线,把实验仪器连接成完整的实验电路____________.‎ ‎(3)根据实验数据,计算并描绘出的R-U图像如图所示；由图像可知,此小灯泡在不工作时,灯丝电阻为_______Ω；当所加电压为3V时,灯丝电阻为_______Ω。‎ ‎【答案】 (1). ; (2). ; (3). (4). 1.5; (5). 11.5;‎ ‎【解析】‎ ‎【详解】（1）灯泡的额定电流为0.3A，可知实验中电流表应选用A2，灯泡的额定电压为3.8V，则电压表应选用V1；‎ ‎（2）灯泡的电阻，因，则应采用电流表外接法；滑动变阻器用分压电路，实物连线如图；‎ ‎（3）由图像可知，此小灯泡在不工作时，即U=0时，灯丝电阻为1.5Ω；当所加电压为3V时，灯丝电阻11.5Ω。‎ ‎【点睛】本题考查了实验器材的选择以及实验电路的确定等问题；关键是搞清实验原理；知道电表选择的原则：安全、准确、方便；为在灯泡上得到从0开始的连续可调电压，滑动变阻器必须用分压电路．‎ 五、计算题 ‎15.两个均标有“10V,20W”的线性元件L1和L2,与一个R=5Ω的电阻按图示电路相连。在电路两端加 上U=15V的电压后，求：‎ ‎(1)流经L1的电流；‎ ‎(2)两元件L1和L2的实际功率。‎ ‎【答案】（1）2A(2)20W,5W ‎【解析】‎ ‎【详解】（1）因，‎ 则R并=2.5Ω；R总=R并+RL1=7.5Ω 所以电流I =U/R总=2A ‎（2）L1的实际功率：P1=I2RL1=20W L2的实际功率：P2=(I/2)2RL2=5W ‎16.匀强电场中A、B、C三点依次在同一条直线上，与电场线成夹角。A、B两点间的距离，B、C两点间的距离。现将的点电荷从A点移动到B点，电场力做功，求：‎ ‎（1）电场强度的大小，并在图上标出电场强度方向 ‎（2）设B点电势为0，则A点、C点电势分别是多少？‎ ‎【答案】（1） （2）15V ‎【解析】‎ ‎【详解】（1）A到B过程，由W=qU可知：=-30V 又,所以 ，场强方向如图；‎ ‎ （2）φB=0，由UAB=φA-φB可知：φA=-30V ABC三点在同一直线上，所以：UBC=-15V 所以：φC=15V ‎17.如图所示，质量为m=2×10-13kg、电量q=9×10-5C的离子（重力不计）从静止状态开始，经过加速电场U1=100V加速后，水平进入两平行金属板正中间。已知两金属板相距d=5cm，板长L=10cm。试求：‎ ‎(1)该离子进入平行金属板之前的速度为多大？‎ ‎(2)若使离子能从两平行金属板间飞出，则两平行板间电压U2的取值范围是多少？‎ ‎【答案】(1) (2)‎ ‎【解析】‎ ‎【详解】（1）粒子在电场中加速，由动能定理可知：‎ 代入数值可得：‎ ‎（2）粒子恰好打出极板时： ‎ 在极板中偏转做类平抛运动，所以： ‎ 代入数值可得：‎ 所以U2的取值范围范围为：-50V～50V ‎18.如图所示，在沿水平方向的匀强电场中用一根长度L=0.8m的绝缘细绳把质量为m=0.20kg、带有正电荷的金属小球悬挂在固定点O点，小球静止在B点时细绳与竖直方向的夹角为θ=37º．现将小球拉至位置A使细线水平后由静止释放，（g=10m/s2，sin37º=0.6，cos37º=0.8）求：‎ ‎(1)从A到C静电力对小球做的功；‎ ‎(2)小球通过最低点C时的速度的大小；‎ ‎(3)小球在摆动过程中细线对小球的最大拉力。‎ ‎【答案】（1）-1.2J（2）2m/s（3）4.5N ‎【解析】‎ ‎【详解】（1）小球受到电场力qE,重力mg和绳的拉力F的作用下处于静止，‎ 根据共点力的平衡条件有：qE=mgtan37 º 小球从A到C的过程中，W=-qEL=-1.2J ‎（2）A到C的过程中，根据动能定理有：mgL-qEL=mvc2‎ 可得：vc=2m/s ‎（3）在摆动过程中，经B点时，细线的拉力最大，从A到B的过程中，‎ 根据动能定理可得：mgLcos37º-qEL（1-sin37 º）=‎ 在B点时，满足: ‎ 拉力:F=4.5N ‎【点睛】本题主要考查了动能定理及向心力公式的直接应用，注意小球在等效最低点受到的拉力最大是关键。‎