物理卷·2018届河北省衡水市故城高中高二上学期期中物理试卷 （解析版） 15页

‎2016-2017学年河北省衡水市故城高中高二（上）期中物理试卷 ‎　‎ 一、选择题：本题共10小题，每小题4分，全部选对得4分，选对但不全得2分，有选错的或不答的给0分．‎ ‎1．两个点电荷放在真空中保持一定距离，若其中一个点电荷的电量增加了，但仍然保持它们之间的相互作用力不变，则另一个电荷的电量减少了（　　）‎ A． B． C． D．‎ ‎2．在真空中，两个等量异种电荷的电荷量均q，相距r，则两点电荷连线的中点处的场强大小为（　　）‎ A．0 B． C． D．‎ ‎3．一个点电荷，从静电场中a点移到b点，其电势能的变化为零，则（　　）‎ A．a，b两点的场强一定相等 B．该点电荷一定沿等势面移动 C．a，b两点的电势一定相等 D．作用于该点电荷的电场力与其移动的方向总是垂直的 ‎4．一带电粒子（重力不计）沿图中虚线穿过一匀强电场，则粒子由A处到B处的过程中一定是（　　）‎ A．电势能逐渐减小 B．动能逐渐减小 C．该粒子带负电 D．电势能和动能之和不变 ‎5．一节干电池的电动势为1.5V，这表示（　　）‎ A．电池中每通过1C的电荷量，该电池能将1.5J的化学能转变成电能 B．该电池接人电路工作时，电池两极间的电压恒为1.5V C．该电池存储的电能一定比电动势为1.2V的电池存储的电能多 D．在电池外部，将1C的电子由该电池负极移送到正极的过程中，非静电力做了1.5J的功 ‎6．一个阻值为R的电阻两端加上电压U后，通过电阻横截面的电量q随时间t变化的图象如图所示，此图象的斜率可表示为（　　）‎ A．U B． C．R D．‎ ‎7．三个电阻R1、R2 和R3分别加上相同的电压，已知通过它们的电流之比为1：2：3，则（　　）‎ A．R1、R2和R3的阻值依次增大 B．R1、R2和R3的阻值依次减小 C．R1、R2和R3的阻值之比为3：2：1‎ D．R1、R2和R3的阻值之比为6：3：2‎ ‎8．如图为某静电除尘器工作时内部电场线分布的俯视图，带负电的粉尘被吸附时由b点运动到a点，以下说法正确的是（　　）‎ A．该电场是匀强电场 B．a点电势高于b点电势 C．电场力对粉尘做负功 D．粉尘的电势能增大 ‎9．将一电荷量q=﹣2.0×10﹣6C的电荷从无穷远处移至电场中的A点，克服电场力做功3.0×10﹣4J，再将电荷从A点移至B点的过程中，电场力做功2.0×10﹣4J，规定无穷远处的电势能为零．则（　　）‎ A．电荷在A点的电势能为﹣3.0×10﹣4J B．A点的电势为﹣150V C．B点的电势为﹣50V D．将电荷量为+2.0×10﹣6的电荷从B点移到无穷远处的过程中，电荷的电势能将增加1.0×10﹣4J ‎10．如图所示虚线为空间电场的等势面，电荷量为﹣q的小球（重力不计），在恒定拉力F的作用下沿直线由A匀速运动到B，已知AB和等势面间的夹角为θ，AB间的距离为d，则（　　）‎ A．A、B两点的电势差为 B．匀强电场的电场强度大小为 C．带电小球由A运动到B的过程中，电势能减少了Fdsinθ D．若要使带电小球由B向A做匀速直线运动，则力F不变 ‎　‎ 二、填空题（本题包括2小题，共12分）‎ ‎11．要用伏安法测定一个阻值只有几欧的待测电阻Rx的阻值，请回答以下问题：‎ ‎（1）为使电阻的测量较为准确，除需要电流表、电压表、滑动变阻器、　　外，还需要开关和导线若干．‎ ‎（2）根据第（1）问所列举的实验器材，请在如图的方框内画出符合要求（电压表能从零值开始读数）的实验电路图．‎ ‎12．现用图甲所示电路测量一标有“6V 1.5W”的小灯泡的电阻，提供的器材除导线和开关外，还有以下器材：‎ A、直流电源6V（内阻不计）‎ B、直流电流表0～3A（内阻0.1Ω以下）‎ C、直流电流表0～300mA（内阻约为5Ω）‎ D、直流电压表0～6V（内阻约为8kΩ）‎ E、滑动变阻器10Ω，2A F、滑动变阻器1kΩ，0.5A ‎（1）实验中电流表应选用　　，滑动变阻器应选用　　．（用字母代号表示）‎ ‎（2）是按图甲电路将图乙所示器材连成电路．‎ ‎　‎ 三、计算题（本题共4小题，共48分．解答应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤，只写出答案的不能的分．有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位．）‎ ‎13．用一条绝缘轻绳悬挂一个带电小球，小球质量为1.0×10﹣2kg，所带电荷量为+2.0×10﹣8C，现加一水平向右的匀强电场，平衡时绝缘绳与铅垂线成30°夹角，求这个匀强电场的电场强度．‎ ‎14．某定值电阻两端加某电压后，通过该电阻的电流为I．若把该电阻两端电压加倍后，流过该电阻的电流增加1A．若把该电阻两端电压增加4V，流过该电阻的电流恰好变为原来的两倍，求：‎ ‎（1）原来该电阻两端电压？‎ ‎（2）该电阻的电阻值？‎ ‎15．如图所示，空间存在一放向竖直向下、大小为E的匀强电场．一质量为m、带电荷量为+q的小球，用长为L的绝缘细线悬于O点，现将小球向左拉至细线呈水平张紧状态并由静止释放，小球将在竖直平面内做圆周运动．求：‎ ‎（1）小球运动到最低点时的速度大小；‎ ‎（2）在最低点时，小球对细线的拉力．‎ ‎16．电学中有些仪器经常用到下述电子运动的物理原理．如图某一水平面内有一直角坐标系xoy，x=0和x=L=10cm的区间内有一沿x轴负方向的有理想边界的匀强电场．场强E1=1.0×104V/m，x=L和x=3L的区间内有一沿y轴负方向的有理想边界的匀强电场，场强E2=1.0×104V/m，一电子（为了计算简单，比荷取为=2×1011C/kg）从直角坐标系xoy平面内的坐标原点O以很小的速度沿xoy平面进入匀强电场，计算时不计此速度．求：电子从O点进入到离开x=3L处的电场所需的时间．‎ ‎　‎ ‎2016-2017学年河北省衡水市故城高中高二（上）期中物理试卷 参考答案与试题解析 ‎　‎ 一、选择题：本题共10小题，每小题4分，全部选对得4分，选对但不全得2分，有选错的或不答的给0分．‎ ‎1．两个点电荷放在真空中保持一定距离，若其中一个点电荷的电量增加了，但仍然保持它们之间的相互作用力不变，则另一个电荷的电量减少了（　　）‎ A． B． C． D．‎ ‎【考点】库仑定律．‎ ‎【分析】根据库仑定律F=，抓住它们之间的相互作用力不变，判断另一个电荷的电量的变化．‎ ‎【解答】解：根据库仑定律F=，知，一个电荷电量增加了，即变为原来的倍，保持它们之间的相互作用力不变，则另一个电荷电量变为原来的倍，则另一个电荷的电量减小了．故C正确，A、B、D错误．‎ 故选C．‎ ‎　‎ ‎2．在真空中，两个等量异种电荷的电荷量均q，相距r，则两点电荷连线的中点处的场强大小为（　　）‎ A．0 B． C． D．‎ ‎【考点】电场的叠加．‎ ‎【分析】根据点电荷场强公式E= 求出两个点电荷单独存在时的场强，再进行矢量合成．‎ ‎【解答】解：正负点电荷单独存在时，在中点处产生的电场强度都为E1=E2==，且方向沿着两者的连线，指向负电荷，故合场强为E=E1+E2=；‎ 故选：D．‎ ‎　‎ ‎3．一个点电荷，从静电场中a点移到b点，其电势能的变化为零，则（　　）‎ A．a，b两点的场强一定相等 B．该点电荷一定沿等势面移动 C．a，b两点的电势一定相等 D．作用于该点电荷的电场力与其移动的方向总是垂直的 ‎【考点】电势能；电场强度；电势．‎ ‎【分析】点电荷从静电场中a点移到b点，其电势能的变化为零，说明a、b两点的电势相等，但场强不一定相等．电势能的变化与电荷移动的路径无关，可知该点电荷不一定沿等势面移动．‎ ‎【解答】解：‎ A、C点电荷从静电场中a点移到b点，其电势能的变化为零，电场力做功为零，由公式W=qU得知，a、b两点的电势一定相等，而场强与电势没有直接关系，所以a，b两点的场强不一定相等．故A错误，C正确．‎ B、D电势能的变化只与电荷的初末位置有关，与电荷移动的路径无关，故该点电荷不一定沿等势面移动，作用于该点电荷的电场力与其移动的方向不一定总是垂直的．故BD错误．‎ 故选C ‎　‎ ‎4．一带电粒子（重力不计）沿图中虚线穿过一匀强电场，则粒子由A处到B处的过程中一定是（　　）‎ A．电势能逐渐减小 B．动能逐渐减小 C．该粒子带负电 D．电势能和动能之和不变 ‎【考点】电势能；动能定理的应用．‎ ‎【分析】由于带电粒子只受电场力作用，电场力将指向运动轨迹的内侧．则电场力一定竖直向上，同时注意电场线方向，由电场力做功判断电势能的变化．由能量守恒分析电势能和动能之和．‎ ‎【解答】解：A、带电粒子只受电场力作用，电场力将指向运动轨迹的内侧，则得知电场力一定竖直向上，电场力先做负功后做正功，则粒子的电势能先增大后减小．故A错误．‎ B、D由能量守恒得知，电势能和动能之和不变，粒子的电势能先增大后减小，则动能先减小后增大．故B错误，C正确．‎ C、电场力竖直向上，与场强方向相反，则知该粒子带负电．故D正确．‎ 故选CD ‎　‎ ‎5．一节干电池的电动势为1.5V，这表示（　　）‎ A．电池中每通过1C的电荷量，该电池能将1.5J的化学能转变成电能 B．该电池接人电路工作时，电池两极间的电压恒为1.5V C．该电池存储的电能一定比电动势为1.2V的电池存储的电能多 D．在电池外部，将1C的电子由该电池负极移送到正极的过程中，非静电力做了1.5J的功 ‎【考点】电源的电动势和内阻．‎ ‎【分析】电源是把其他形式的能转化为电能的装置，由电动势的定义式E=，可知，电源中每通过1C电量，电源把1.5J的化学能转变为电能．电动势由电源本身的特性决定，与电源的体积无关．电动势表征电源把其他形式的转化为电能的本领大小，电动势大，这种转化本领大．‎ ‎【解答】解：A、由电动势的定义式E=，可知，电源中每通过1C电量，非静电力做功为1.5J，电源把1.5J的化学能转变为电能，不是1s内将1.5J的化学能转变成电能．故A正确，B错误．‎ C、电动势由电源本身的特性决定，与电源电动势无关．故C错误；‎ D、在电池外部是非静电力不做功，是电场力做功将电子从负极移送到正极；故D错误；‎ 故选：A ‎　‎ ‎6．一个阻值为R的电阻两端加上电压U后，通过电阻横截面的电量q随时间t变化的图象如图所示，此图象的斜率可表示为（　　）‎ A．U B． C．R D．‎ ‎【考点】电流、电压概念．‎ ‎【分析】给出的图象是q﹣t图象，其斜率为I=，所以斜率代表的是电流，再由欧姆定律可得出正确答案．‎ ‎【解答】解：根据电流强度的定义公式I=；‎ 可知q﹣t图象的斜率代表的就是电流；‎ 根据欧姆定律，有：I=，故斜率也代表电流．‎ 故选：B．‎ ‎　‎ ‎7．三个电阻R1、R2 和R3分别加上相同的电压，已知通过它们的电流之比为1：2：3，则（　　）‎ A．R1、R2和R3的阻值依次增大 B．R1、R2和R3的阻值依次减小 C．R1、R2和R3的阻值之比为3：2：1‎ D．R1、R2和R3的阻值之比为6：3：2‎ ‎【考点】欧姆定律．‎ ‎【分析】明确欧姆定律的内容，知道电流与电压成正比，与电阻成反比；根据欧姆定律分别求出三个电阻的阻值表达式，即可求出对应的电阻之比．‎ ‎【解答】解：A、根据I=可知，电流与电阻成反比，则可知，它们的阻值依次减小，故A错误，B正确； ‎ C、设流过R1的电流为I，根据欧姆定律可知，R1=，R2=，R3=；则三个电阻的比值为：1：： =6：3：2； 故C错误，D正确．‎ 故选：BD．‎ ‎　‎ ‎8．如图为某静电除尘器工作时内部电场线分布的俯视图，带负电的粉尘被吸附时由b点运动到a点，以下说法正确的是（　　）‎ A．该电场是匀强电场 B．a点电势高于b点电势 C．电场力对粉尘做负功 D．粉尘的电势能增大 ‎【考点】电场线；电势．‎ ‎【分析】电场线的疏密反映电场的强弱．‎ 沿着电场线方向电势降低．根据电场力做功判断电势能的变化．‎ ‎【解答】解：A、该电场的电场线疏密不均匀，所以不是匀强电场．故A错误 B、沿着电场线方向电势降低．所以a点电势高于b点电势，故B正确 C、带负电粉尘受电场力向右，由b点运动到a点，电场力对粉尘做正功．故C错误 D、带负电粉尘被吸附时由b点运动到a点，电场力对粉尘做正功，电势能减小，故D错误 故选：B．‎ ‎　‎ ‎9．将一电荷量q=﹣2.0×10﹣6C的电荷从无穷远处移至电场中的A点，克服电场力做功3.0×10﹣4J，再将电荷从A点移至B点的过程中，电场力做功2.0×10﹣4J，规定无穷远处的电势能为零．则（　　）‎ A．电荷在A点的电势能为﹣3.0×10﹣4J B．A点的电势为﹣150V C．B点的电势为﹣50V D．将电荷量为+2.0×10﹣6的电荷从B点移到无穷远处的过程中，电荷的电势能将增加1.0×10﹣4J ‎【考点】电势差与电场强度的关系；电势能．‎ ‎【分析】根据电场力做功得出A点的电势能，从而得出A点的电势，结合电场力做功得出A、B的电势差，从而得出B点的电势．通过电场力做功求解电势能的变化．‎ ‎【解答】解：A、将一电荷量为q=﹣2.0×10﹣6C的点电荷从无穷远处移至电场中A点，克服电场力做功3.0×10﹣4J，其电势能增加了3.0×10﹣4J，可知电荷在A点的电势能 EpA=3.0×10﹣4J．故A错误．‎ B、A点的电势 φA==V=﹣150V，故B正确．‎ C、AB间的电势差 UAB==V=﹣100V ‎ 根据UAB=φA﹣φB知，φB=φA﹣UAB=﹣150﹣（﹣100）V=﹣50V．故C正确．‎ D、B点与无穷远处间的电势差 UB∞=﹣50V，则将电荷量为+2.0×10﹣6的电荷从B点移到无穷远处的过程中，电场力做功 WB∞=qUB∞=﹣2.0×10﹣6×（﹣50）J=1.0×10﹣4J，所以 电荷的电势能减少6×10﹣5J．故D错误．‎ 故选：BC ‎　‎ ‎10．如图所示虚线为空间电场的等势面，电荷量为﹣q的小球（重力不计），在恒定拉力F的作用下沿直线由A匀速运动到B，已知AB和等势面间的夹角为θ，AB间的距离为d，则（　　）‎ A．A、B两点的电势差为 B．匀强电场的电场强度大小为 C．带电小球由A运动到B的过程中，电势能减少了Fdsinθ D．若要使带电小球由B向A做匀速直线运动，则力F不变 ‎【考点】电势差与电场强度的关系；电势能．‎ ‎【分析】根据题设条件F、d、θ，功的公式求出力F做功，根据动能定理，可求出电场力做功，从而求出M、N间电势差；由公式U=Ed求出场强大小；电场力做负功，电势能增大；根据平衡条件，由N到M力F仍是原方向．‎ ‎【解答】解：A、小球受到的电场力与等势面垂直，匀速运动时，拉力应垂直于等势面向左，根据动能定理得：Fdsinθ﹣qUAB=0，解得A、B两点的电势差为：UAB=，故A正确．‎ B、电场线方向沿F方向，MN沿电场线方向距离为dsinθ，由公式 E=得，电场强度大小为 E==，故B错误．‎ C、小球M到N电场力做了﹣Fdsinθ的功，电势能增大Fdsinθ．故C错误．‎ D、小球在匀强电场中受到的电场力恒定不变，根据平衡条件，由N到M，F方向不变．故D正确．‎ 故选：AD ‎　‎ 二、填空题（本题包括2小题，共12分）‎ ‎11．要用伏安法测定一个阻值只有几欧的待测电阻Rx的阻值，请回答以下问题：‎ ‎（1）为使电阻的测量较为准确，除需要电流表、电压表、滑动变阻器、　电源　外，还需要开关和导线若干．‎ ‎（2）根据第（1）问所列举的实验器材，请在如图的方框内画出符合要求（电压表能从零值开始读数）的实验电路图．‎ ‎【考点】伏安法测电阻．‎ ‎【分析】（1）应用伏安法测电阻阻值，需要电源、电压表、电流表、滑动变阻器、导线与开关等实验器材．‎ ‎（2）根据题意与实验原理确定滑动变阻器与电流表的 接法，然后作出电路图．‎ ‎【解答】解：（1）应用伏安法测电阻，除电流表、电压表、滑动变阻器、开关和导线若干外，还需要电源．‎ ‎（2）实验要求电压表能从零开始读数，滑动变阻器应采用分压接法；‎ 待测电阻阻值只有几欧姆，电流表内阻很小，约为零点几欧姆，‎ 电压表内阻很大，约为几千欧姆甚至几万欧姆，电压表内阻远大于待测电阻阻值，‎ 电流表应采用外接法，实验电路图如图所示：‎ 故答案为：（1）电源；（2）电路图如图所示．‎ ‎　‎ ‎12．现用图甲所示电路测量一标有“6V 1.5W”的小灯泡的电阻，提供的器材除导线和开关外，还有以下器材：‎ A、直流电源6V（内阻不计）‎ B、直流电流表0～3A（内阻0.1Ω以下）‎ C、直流电流表0～300mA（内阻约为5Ω）‎ D、直流电压表0～6V（内阻约为8kΩ）‎ E、滑动变阻器10Ω，2A F、滑动变阻器1kΩ，0.5A ‎（1）实验中电流表应选用　C　，滑动变阻器应选用　E　．（用字母代号表示）‎ ‎（2）是按图甲电路将图乙所示器材连成电路．‎ ‎【考点】伏安法测电阻．‎ ‎【分析】（1）根据灯泡额定电流选择电流表，为方便实验操作应选择最大阻值较小的滑动变阻器．‎ ‎（2）根据电路图连接实物电路图．‎ ‎【解答】解：（1）灯泡额定电流：I===0.25A=250mA，电流表选择C；‎ 滑动变阻器采用分压接法，为方便实验操作，滑动变阻器应选择E；‎ ‎（2）根据电路图连接实物电路图，实物电路图如图所示：‎ 故答案为：（1）C；E；（2）实物电路图如图所示．‎ ‎　‎ 三、计算题（本题共4小题，共48分．解答应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤，只写出答案的不能的分．有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位．）‎ ‎13．用一条绝缘轻绳悬挂一个带电小球，小球质量为1.0×10﹣2kg，所带电荷量为+2.0×10﹣8C，现加一水平向右的匀强电场，平衡时绝缘绳与铅垂线成30°夹角，求这个匀强电场的电场强度．‎ ‎【考点】匀强电场中电势差和电场强度的关系．‎ ‎【分析】小球受重力、电场力和拉力处于平衡，根据共点力平衡求出电场力的大小，从而得出电场强度的大小．‎ ‎【解答】解：小球受力如图所示，根据共点力平衡有：qE=mgtan30°，‎ 解得电场强度为：E=．‎ 答：这个匀强电场的电场强度为．‎ ‎　‎ ‎14．某定值电阻两端加某电压后，通过该电阻的电流为I．若把该电阻两端电压加倍后，流过该电阻的电流增加1A．若把该电阻两端电压增加4V，流过该电阻的电流恰好变为原来的两倍，求：‎ ‎（1）原来该电阻两端电压？‎ ‎（2）该电阻的电阻值？‎ ‎【考点】欧姆定律．‎ ‎【分析】由题意可知三种不同电压和电流情况，分别根据欧姆定律列式，联立即可求得电流、电压和电阻．‎ ‎【解答】解：设电流为I时的电压为U，电阻为R，则由欧姆定律可知：‎ U=IR； ‎ 当电压加倍时，由欧姆定律得：‎ ‎2U=（I+1）R 电压增加4V时，由欧姆定律可得：‎ U+4=2IR； ‎ 联立以上三式，解得：U=4V，R=4Ω； I=1A 答：（1）原来该电阻两端电压为4V；‎ ‎（2）该电阻的电阻值为4Ω．‎ ‎　‎ ‎15．如图所示，空间存在一放向竖直向下、大小为E的匀强电场．一质量为m、带电荷量为+q的小球，用长为L的绝缘细线悬于O点，现将小球向左拉至细线呈水平张紧状态并由静止释放，小球将在竖直平面内做圆周运动．求：‎ ‎（1）小球运动到最低点时的速度大小；‎ ‎（2）在最低点时，小球对细线的拉力．‎ ‎【考点】匀强电场中电势差和电场强度的关系；向心力．‎ ‎【分析】（1）根据动能定理求小球运动到最低点时的速度大小；‎ ‎（2）由向心力公式求得在最低点时小球对细线的拉力 ‎【解答】解：（1）根据动能定理有：‎ 解得：…①‎ ‎（2）在最低点，对小球运用牛顿第二定律得：‎ ‎…②‎ 联立①②得：T=3（mg+qE）‎ 答：（1）小球运动到最低点时的速度大小；‎ ‎（2）在最低点时，小球对细线的拉力为3（mg+Eq）‎ ‎　‎ ‎16．电学中有些仪器经常用到下述电子运动的物理原理．如图某一水平面内有一直角坐标系xoy，x=0和x=L=10cm的区间内有一沿x轴负方向的有理想边界的匀强电场．场强E1=1.0×104V/m，x=L和x=3L的区间内有一沿y轴负方向的有理想边界的匀强电场，场强E2=1.0×104V/m，一电子（为了计算简单，比荷取为=2×1011C/kg）从直角坐标系xoy平面内的坐标原点O以很小的速度沿xoy平面进入匀强电场，计算时不计此速度．求：电子从O点进入到离开x=3L处的电场所需的时间．‎ ‎【考点】匀强电场中电势差和电场强度的关系．‎ ‎【分析】电子在E1中匀加速直线运动，由速度时间公式求出在E1中运动时间t1，在E2做类平抛运动，由水平方向匀速直线运动规律求出运动时间t2，t=t1+t2；‎ ‎【解答】解：设电子离开x=L的位置记为P点，离开x=3L的位置记为Q点，则：‎ 在E1的加速度a1=‎ 由速度位移公式：vp2﹣0=2a1L 解得：‎ 又：L=at12‎ 得：t1===10﹣8s；‎ 运动到Q点时：‎ 所以总时间为：t=t1+t2=2×10﹣8s；‎ 答：电子从O点进入到离开x=3L处的电场所需的时间 ‎　‎ ‎2016年12月5日