江西省上饶市2019-2020学年高二上学期第一次联考物理试题（自主班） 17页

山江湖协作体联考高二自主班物理试卷 一、选择题 ‎1.下列叙述不符合史实的是( )‎ A. 库伦通过扭秤实验首先发现了点电荷之间相互作用的规律 B. 法拉第最早引入了电场的概念，并提出用电场线形象表示电场 C. 欧姆发现了欧姆定律，说明了热现象和电现象之间存在联系 D. 电荷e的数值最早是由密立根通过油滴实验测得的 ‎【答案】C ‎【解析】‎ 库伦通过扭秤实验首先发现了点电荷之间相互作用的规律，选项A正确；法拉第最早引入了电场的概念，并提出用电场线形象表示电场，选项B正确；欧姆发现了欧姆定律，焦耳发现焦耳定律，说明了热现象和电现象之间存在联系，选项C错误；电荷e的数值最早是由密立根通过油滴实验测得的，选项D正确；此题选择不符合史实的，故选C.‎ ‎2.如图所示竖直绝缘墙壁上的Q处由一固定的质点A，在Q的正上方的P点用细线悬挂一质点B，A、B两点因为带电而相互排斥，致使悬线与竖直方向成θ角，由于漏电使A、B两质点的电量逐渐减小，在电荷漏空之前悬线对悬点P的拉力T大小 A. T变小 B. T变大 C. T不变 D. T无法确定 ‎【答案】C ‎【解析】‎ ‎【详解】以小球为研究对象，球受到重力，的斥力和线的拉力三个力作用，作出力图，如图。‎ 作出、的合力，由三个共点力的平衡条件可知：和方向相反，大小相等，即 根据几何知识可知，可得：‎ 又，，可得：‎ 在、两质点带电量逐渐减少的过程中，、、均不变，则不变，悬线对悬点的拉力大小也不变。故C正确，ABD错误；‎ 故选：C。‎ ‎3.真空中相距3a的两个点电荷M、N分别固定于x轴上x1＝0和x2＝3a的两点上，在它们连线上各点的电场强度E随x变化关系如图所示，则以下判断中正确的是（） ‎ A. 点电荷M、N一定为异种电荷 B. 点电荷M、N一定为同种电荷 C. 点电荷M、N所带电荷量的绝对值之比为2:1‎ D. x＝2a处的电势一定为零 ‎【答案】B ‎【解析】‎ ‎【详解】AB. 若两电荷为异种电荷，在x=2a处，电场强度不可能为0‎ ‎，所以两电荷为同种电荷，故A项与题意不相符，B项与题意相符；‎ C. 根据点电荷的电场强度的表达式：‎ 解得:‎ qM=4qN 故C项与题意不相符；‎ D. x=2a处电场强度为0，但是电势是一个相对性的概念，即零电势的选择是任意的，人为的，故x=2a处的电势可以为零，也可以不为零，故D项与题意不相符。‎ ‎4.已知轴上固定着两个点电荷，如图为轴上各点电势关于其位置的变化规律。（设无穷远处电势为零）则下列说法正确的是 A. 两点电荷一定为同种电荷 B. 轴上x=5 m处的电场强度最大 C. 电子由2 m处沿x轴移动到5 m处，电场力做正功 D. 试探电荷由无穷远处沿x轴的负向运动，加速度先增大后减小 ‎【答案】C ‎【解析】‎ ‎【详解】A.由图象可知，无穷远处电势为零，在轴上有电势大于零的点，又有电势小于零的点，因此两点电荷一定为异种点电荷，故A错误；‎ B.在图象中，图线的斜率表示电场强度的大小，由图可知x=5m处的斜率最小，则该点的电场强度最小，故B错误；‎ C.电子在高电势点的电势能小，则电子由2m处沿x轴移动到5m处的过程中，电势能减小，电场力做正功，故C正确；‎ D.由于5m处的电场强度最小，因此试探电荷由无穷远处沿x轴的负向运动，电场强度先增大后减小再增大，电场力先增大后减小再增大，则加速度先增大后减小再增大，故D错误。‎ ‎5.如图所示，矩形的四个顶点a、b、c、d为匀强电场中的四个点，ab=2bc = 2 m，电场线与矩形所在的平面平行。已知a点电势为18 V，b点电势为10 V，c点电势为6 V。一带电粒子从以点以速度v0=1000 m/s射入电场，v0与ab边的夹角为，一段时间后粒子经过ab边的中点e。不计粒子的重力，下列判断正确的是 A. d点电势为12 V B. 粒子从a点到e点电势能增大 C. 电场强度大小为 D. 粒子从a点到e点所用时间 ‎【答案】C ‎【解析】‎ ‎【详解】由于匀强电场中等长度的平行线间电势差相等，，由，则，故A项错误； d点和e点的电势相等，两点连线为等势线，电场线垂直于等势线，由于以ab=2bc=2m，故△ade为等腰直角三角形，a点到直线如的距离为等，由U=Ed可得E，故C项正确；电场力方向与粒子运动方向垂直，粒子射入电场后做类平抛运动，运动到e点时，电场力正功，因此电势能减小，B错误；垂直于电场线方向的位移为，，解得所需时间为，故D项错误。‎ ‎6.如图所示为吹风机的工作电路图，其中M和A分别为电动机和电阻丝，且rm为吹风机的内阻、R为电阻丝A的电阻．已知该吹风机有两个挡位，电源电压恒为220 V，低挡消耗的电功率为120 W，高挡消耗的电功率为1 000 W．则下列关于对该电路的分析正确的是 A. 两电键均闭合时吹风机为低挡位 B. rM＝Ω C. R＝55 Ω D. 低挡位时，电阻丝每秒产生的焦耳热为880 J ‎【答案】C ‎【解析】‎ ‎【详解】A. 由图可知，两电键均闭合时，电阻丝接入电路，电阻丝发热，所以此时为高挡位，故A项与题意不相符；‎ B.当S1断开，S2闭合时，只有电动机接入电路，即为低挡位，流过电动机的电流为 由于电动机为非纯电阻电路，所以电动机的电阻 故B项与题意不相符；‎ C. 当S1，S2闭合时，为高挡位，由题意可知，电阻丝的功率为 所以电阻丝的电阻为 ‎ ‎ 故C项与题意相符；‎ D. 低挡位时，电阻丝末接入电路，所以电功率为0，故D项与题意不相符。‎ ‎7.如图所示的电路中，电源电动势为E，内电阻为r，闭合开关S，待电流达到稳定后，电流表示数为I，电压表示数为U，电容器C所带电荷量为Q．将滑动变阻器的滑动触头P从图示位置向a端移动一些，待电流达到稳定后，与P移动前相比（　　）‎ A. U变小 B. I变小 C. Q不变 D. Q减小 ‎【答案】B ‎【解析】‎ ‎【详解】当滑动变阻器P的滑动触头从图示位置向a端移动时，其接入电路的电阻值增大，外电路总电阻增大，由闭合电路的欧姆定律可知，干路的电流I减小；变阻器两端的电压U=E-I（R2+r），由I减小，可知U增大，即电容器C两端的电压增大，再据C=，得Q=CU，可判断出电容器的电荷量Q增大，故B正确，ACD错误。‎ 故选：B。‎ ‎8.某同学按如图电路进行实验，电压表和电流表均为理想电表，实验中由于电路发生故障，发现两电压表示数相同(但不为零)，若这种情况的发生是由用电器引起的，则可能的故障原因是（ ）‎ A. R3短路 B. R1短路 C. R3断开 D. R2断开 ‎【答案】D ‎【解析】‎ A：R3短路，两电压表均被短路，电压表示数相同(均为零)。故A项错误。‎ B：R1短路，由图可知RP与R2串联后与R3并联，然后接在电源上。电压表V1测并联部分电压，V2测R2两端的电压。两电压表示数不同。故B项错误。‎ C：R3断开，由图可知RP与R2串联，然后再与R1串联。电压表V1测RP与R2的电压，V2测R2‎ 两端的电压。两电压表示数不相同。故C项错误。‎ D：R2断开，R3与R1串联接在电源上，两电压表均测R3的电压。两电压表示数相同(但不为零)。故D项正确。‎ ‎9.如图所示，水平放置的平行板电容器，上板带负电，下板带正电，带电小球以速度v0水平射入电场，且沿下板边缘飞出．若下板不动，将上板上移一小段距离，小球仍以相同的速度v0从原处飞入，则带电小球(　　)‎ A. 将打在下板中央 B. 仍沿原轨迹由下板边缘飞出 C. 不发生偏转，沿直线运动 D. 若上板不动，将下板上移一段距离，小球可能打在下板的中央 ‎【答案】BD ‎【解析】‎ 试题分析：带电粒子在电场中运动问题。带电小球在两板间做类平抛运动，竖直方向，水平方向，由牛顿第二定律有，当下板不动，将上板上移一小段距离，不变，落到下板时相同，则t、L相同，可见A 选项错误，B选项正确，C选项错误，若上板不动，将下板上移一段距离不变，落到下板时减小，则t、L减小，小球可能打在下板的中央，D选项正确 故选BD 考点：带电粒子在电场中运动 点评：中等难度。此题带电粒子在电场中的偏转做类平抛运动，要注意电容器断开电源，改变两极板间的距离，两板间电场强度不变是解决问题的关键。‎ ‎10.如图所示，在匀强电场中有一直角三角形OBC，电场方向与三角形所在平面平行，若三角形三点处的电势分别为φO、φB、φC，已知φO=0V，φB =3V，φC =6V，OB=4cm，OC ‎=6cm。则下列说法中正确的是 A. 匀强电场中电场强度的大小为200V/m B. 匀强电场中电场强度的大小为125V/m C. 匀强电场中电场强度方向斜向下与OC夹角为37°‎ D. 一个电子由C点运动到O点再运动到B点的过程中电场力做功3eV ‎【答案】BC ‎【解析】‎ ‎【详解】ABC.如图，根据匀强电场的特点，OC中点D的电势为3V，则BD为一条等势线，电场方向如图，‎ 电场强度的方向斜向下与OC夹角，θ=37°；由几何关系得，O到BD的距离d＝2.4cm，在匀强电场中，故A错误，BC正确；‎ D．根据W=qU可知一个电子由C点运动到O点再运动到B点的过程中电场力做功为W=-e×3V=-3eV，故D错误；‎ ‎11.如图所示，和是同种材料、厚度相同、表面为正方形的导体，但的尺寸比的尺寸大，在两导体上加相同的电压，通过两导体的电流方向如图所示，则下列说法中正确的是（ ）‎ A. R1中的电流小于R2中的电流 B. R1中的电流等于R2中的电流 C. R1中自由电荷定向移动的速率大于R2中自由电荷定向移动的速率 D. R1中自由电荷定向移动的速率小于R2中自由电荷定向移动的速率 ‎【答案】BD ‎【解析】‎ ‎【详解】设材料厚度为h，正方形边长为a，根据：‎ 得电阻只与金属材料和厚度有关，所以两方片电阻相同，电压相同时，通过的电流相同，因为R1的横截面积大，在电流相同时，自由电荷的速率就小。‎ A．描述与分析不符，故A错误.‎ B．描述与分析相符，故B正确.‎ C．描述与分析不符，故C错误 D．描述与分析相符，故D正确.‎ ‎12.如图甲所示，一个电荷量为2C，质量为1kg的小物块从C点静止释放，其运动的v－t图象如图乙所示，其中B点处为整条图线切线斜率最大的位置(图中标出了该切线)．则下列说法正确的是( )‎ A. B点为中垂线上电场强度最大的点，电场强度E＝1N/C B. 由C到A的过程中物块的电势能先减小后变大 C. 由C点到A点的过程中，电势逐渐升高 D. AB两点的电势差UAB＝－5V ‎【答案】AD ‎【解析】‎ ‎【详解】A.据v－t图象的斜率等于加速度，可得物块在B点的加速度最大为m/s2＝2 m/s2，所受的电场力最大为F＝ma＝(1×2) N＝2 N，则电场强度的最大值为E＝N/C＝1 N/C，故A正确；‎ B.据v－t图象可知物块的速度增大，电场力做正功，则电势能减小，故B错误；‎ C.据两个等量的同种正电荷，其连线中垂线上电场强度方向由O点沿中垂线指向外侧，故由C点到A点的过程中电势逐渐减小，故C错误；‎ D.由v－t图象可知A、B两点的速度分别为：vA＝6 m/s，vB＝4 m/s，物块在A到B过程，根据动能定理得：×1×(42－62)J＝－10 J，得：V＝－5 V，故D正确．‎ 二、填空题 ‎13.如图所示，质量均为m的三个带电小球A、B、C，放在光滑的绝缘水平面上，A与B，B与C相距均为L，A带电QA=+2q，B带电QB=-q．若在C上施加一水平向右的恒力，能使A、B、C三球始终保持相对静止，则外力F的大小为______；C球带电量QC=______（用正、负号表示电性）。‎ ‎【答案】 (1). (2). ‎ ‎【解析】‎ ‎【详解】A、B、C三者作为整体为研究对象，有：F=3ma    ① 所以加速度方向向右，而A带正电，B带负电，B若要向右加速，则C带正电荷 以A为研究对象，有 ② 以B为研究对象，有③ 由①②③可解得：qc=q   ；‎ ‎14.如图所示，有一带电荷量为＋q的点电荷与均匀带电圆形薄板相距为2d，此点电荷到带电薄板的垂线通过板的圆心．若图中b点处的电场强度为零，则图中a点处的电场强度大小为________，方向________．(静电力恒量为k)‎ ‎【答案】 (1). (2). 水平向左 ‎【解析】‎ ‎【详解】q在b点形成的电场强度的大小为，方向向左；因b点场强为零，故薄板在a点的场强方向向右，大小也为，由对称性可知，薄板在a点的场强，方向向左；q在a处产生的场强大小为，方向向左，根据电场的叠加原理可得：a点处的电场强度大小为，方向水平向左．‎ ‎【点睛】题目中要求的是薄板形成的场强，看似无法解决； 但注意b点的场强是由薄板及点电荷的电场叠加而成，故可求得薄板在b点的电场强度，而薄板两端的电场是对称的，故由对称性可解．‎ ‎15.如图所示，ABCD为放在E＝1.0×103V/m的水平匀强电场中的绝缘光滑轨道，其中BCD部分是直径为20 cm的半圆环，AB＝15 cm，今有m＝10 g、q＝10－4C的小球从静止由A点沿轨道运动，它运动到图中C处时的速度是______ m/s，在C处时对轨道的压力是______ N；要使小球能运动到D点，开始时小球的位置应离B点________m.‎ ‎【答案】 (1). ； (2). 0.4； (3). 0.25；‎ ‎【解析】‎ ‎【分析】‎ 对A到C点的过程运用动能定理，求出C点的速度；根据径向的合力提供向心力，求出轨道对球的弹力，从而得知球对轨道的压力； 小球恰好到达D点时重力提供向心力，应用牛顿第二定律求出到达D点的速度，然后应用动能定理求出小球初位置到B的距离；‎ ‎【详解】小球从A经B到C的过程中，由动能定理得：， 代入数据解得：；‎ 在C点，牛顿第二定律得：，代入数据解得： 由牛顿第三定律可知，小球对轨边C点的压力：； 小球恰好运动到D点时，在D点，由牛顿第二定律得：， 从A点到D点过程，由动能定理得：， 代入数据解得：，开始时小球的位置应离B点。‎ ‎【点睛】本题考查了动能定理的应用，分析清楚小球的运动过程、知道向心力来源是解题的前提与关键，应用动能定理与牛顿第二定律可以解题。‎ ‎16.如图所示电路中，电源E的电动势为3.2V，电阻R的阻值为30Ω，小灯泡L的额定电压为3.0V，额定功率为4.5W．当电键S接位置1时，电压表的读数为3V．则电源内电阻大小____Ω，当电键S接到位置2时，小灯泡L的实际功率____W．（假设灯泡电阻不变）‎ ‎【答案】 (1). 2 (2). 1.28‎ ‎【解析】‎ ‎【详解】当电键S接位置1时，电压表的读数为3V，可知电源内阻上的电压为0.2V；电路中的电流：，则内阻：；小灯泡的电阻：； 当电键S接到位置2时，电路电流：‎ ‎；小灯泡L的实际功率.‎ 三、计算题 ‎17.如图所示，电源电动势E=10 V，内阻r=1 Ω，闭合开关S后，标有“8 V,12 W”的灯泡恰能正常发光，电动机M的内阻R0=4 Ω，求：‎ ‎(1)电源的输出功率P出；‎ ‎(2)10 s内电动机产生的热量Q；‎ ‎(3)电动机的机械功率．‎ ‎【答案】(1)16 W(2)10 J(3)3 W ‎【解析】‎ ‎【详解】(1)由题意知，并联部分电压：U=8 V，故内电压为：U内=E－U=2 V 总电流：I==2 A，‎ 电源的输出功率：P出=UI=16 W；‎ ‎(2)流过灯泡的电流：I1==1.5 A 则流过电动机的电流：I2=I－I1=0.5 A 电动机的热功率：P0=R0=1 W ‎10 s内电动机产生的热量：Q=P0t=10 J；‎ ‎(3)电动机的总功率：P=UI2=4 W 电动机的机械功率：P机=P－P0=3 W.‎ ‎18.如图所示，一根光滑绝缘细杆与水平面成α=的角倾斜固定。细杆的一部分处在场强方向水平向右的匀强电场中，场强E=2×104N/C。在细杆上套有一个带电荷量为 q=1.732×10−5C、质量为m=3×10−2kg的负电小球。现使小球从细杆的顶端A由静止开始沿杆滑下，并从B点进入电场，小球在电场中滑至最远处的C点。已知A、B间的距离x1=0.4m，g=10m/s2。求：‎ ‎(1)小球在B点的速度vB；‎ ‎(2)小球进入电场后滑行的最大距离x2；‎ ‎(3)小球从A点滑至C点所用的时间t。‎ ‎【答案】(1)2m/s(2)0.4m(3)0.8s ‎【解析】‎ ‎【详解】(1) 由A到B，根据动能定理列出等式：‎ 代入数据解得：‎ ‎(2) 小球从细杆的顶端A由静止开始沿杆滑下，并从B点进入电场，小球在电场中滑至最远处的C点，滑行到C点速度为零，对于小球的整个滑行过程，由动能定理得：‎ ‎ ‎ 解得：‎ ‎(3) 根据运动学公式得：‎ ‎ ，‎ 而总时间 ‎ t=tAB+tBC 解得：‎ t=0.8s ‎19.如图所示，在y轴竖直向上的直角坐标系中，质量为m、电荷量为q的带正电小球（视为质点）从y轴上的P点平行于x轴抛出，段时间后从Q点进入以直线y=x为边界的匀强电场中，小球在Q点的速度方向与电场方向垂直。电场的电场强度大小为E=，方向平行于边界斜向上，Q点与坐标原点O间距离OQ=L，重力加速度为g，空气阻力不计。求：‎ ‎（1）P点与坐标原点O间距离OP；‎ ‎（2）小球抛出时速度v0的大小；‎ ‎（3）小球经过x轴时的动能Ek。‎ ‎【答案】（1）；（2）；（3）‎ ‎【解析】‎ ‎【详解】（1）小球从P运动到Q的过程只受重力作用，小球做平抛运动，故有：x=OQsin45°=L=v0t，，‎ 根据小球在Q点速度垂直斜面可得：vy=gt=v0；‎ 所以，；‎ ‎（2）由（1）可得：，所以，；‎ ‎（3）小球进入电场后受重力和电场力的作用，故小球在水平方向做加速度的匀加速运动，竖直方向做加速度的匀加速运动；‎ 所以，，‎ 所以小球从Q运动到x轴的时间；‎ 故小球经过x轴时的水平分速度，‎ 竖直分速度；‎ 所以，小球经过x轴时的动能；‎ ‎ ‎