2017-2018学年云南省玉溪市民族中学高二上学期期中考试物理试题 解析版 7页

‎2017-2018学年云南省玉溪市民族中学高二上学期期中考试 物 理 试 题 ‎ 出题人： ‎ 审题人： ‎ 一、选择题：（本大题共12小题，每小题4分，计48分。在每小题给出的四个选项中，第1-7题只有一项符合题目要求，第8~12题有2个选项符合题目要求。全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分）。‎ ‎1．关于电场强度，下列说法正确的是(　　)‎ A．以点电荷Q为球心，r为半径的球面上，各点的场强相同 B．正电荷周围的电场强度一定比负电荷周围的电场强度大 C．在电场中某点放入试探电荷q，该点的电场强度为E，取走q后，该点的场强不变 D．电荷所受到的电场力很大，即该点的电场强度很大 ‎2．下列关于电场线的说法中正确的是(　　)‎ A．人们可以用实验的方法表现出电场线，所以电场线是在电场中实际存在的线 B．电场线上任意一点电场方向总是跟该点的电荷所受的电场力的方向相同 C．沿着电场线方向电场强度越来越小 D．静电场中的任意两条电场线都不可能相交 ‎3．关于电势和电势能的说法正确的是(　　)‎ A．电荷在电场中电势越高的地方电势能也越大 B．电荷在电场中电势越高的地方，电荷量越大所具有的电势能也越大 C．在正点电荷电场中的任意一点处，正电荷具有的电势能一定小于负电荷具有的电势能 D．在负点电荷电场中的任意一点，正电荷所具有的电势能一定小于负电荷所具有的电势能 ‎4．关于电流，下列说法正确的是(　　)‎ A．只有正电荷的定向移动才能形成电流 B．把正电荷定向移动的方向规定为电流的方向 C．金属导体导电的时候，导体中电荷的定向移动方向和电流方向相同 ‎ D．方向不变的电流叫恒定电流 ‎ ‎5．关于电源的作用和电动势，下列说法中正确的是(　　)‎ A．电源的作用是为电路持续地提供自由电荷 B．电源的作用是能够直接释放出电能 ‎ C．电源的作用是使自由电荷运动起来 D．电动势E是由电源本身决定的，跟电源的体积和外电路均无关 ‎6．半径相同（大小为r）的金属球A、B带有相等电荷量q，相距一定距离d（d远大于r）时，A、B两球间存在库仑斥力且为F，今让第三个与A、B相同的不带电的金属球C先后与A、B接触，然后再移开，此时A、B间的相互作用力大小是(　　)‎ A． B． C． D．‎ ‎7．某导体中的电流随其两端的电压的变化图象如图所示，则下列说法中正确的是(　　)‎ A．加5 V的电压时，导体的电阻约是0.2Ω B．加11 V的电压时，导体的电阻约是1.4 Ω C．由图可知，随着电压增大，导体的电阻不断减小 D．由图可知，随着电压减小，导体的电阻不断减小 ‎8．下列说法不正确的是(　　)‎ A．法国物理学家库仑利用扭秤实验发现了电荷之间的相互规律——库仑定律 B．英国物理学家法拉第发现了万有引力定律 C．英国物理学家牛顿最早引入了场概念，并提出用电场线表示电场 D．美国物理学家密立根通过实验精确测定了元电荷e的电荷量，获得诺贝尔奖 ‎9．如图所示是两个等量异种点电荷，周围有1、2、3、4、5、6各点，其中1、2之间距离与2、3之间距离相等，2、5之间距离与2、6之间距离相等．两条虚线互相垂直且平分，那么关于各点电场强度和电势的叙述正确的是(　　)‎ A．1、3两点电场强度方向不相同 B．5、6两点电场强度相同 C．4、5两点电势相同 D．1、3两点电势相同 ‎10．为查明某地的地质灾害，在第一时间紧急调动了8颗卫星参与搜寻。“调动”卫星的措施之一就是减小卫星环绕地球运动的轨道半径，降低卫星运行的高度，以有利于发现地面(或海洋)目标。下面说法正确的是(　　)‎ A．轨道半径减小后，卫星的环绕速度减小 B．轨道半径减小后，卫星的环绕速度增大 C．轨道半径减小后，卫星的环绕周期减小 D．轨道半径减小后，卫星的环绕周期增大 ‎11．如图所示，是一个由电池、电阻R、开关S与平行板电容器组成的串联电路，开关闭合，在增大电容器两极板间距离的过程中(　　)‎ A．电阻R中没有电流 B．电容器的电容变小 C．电阻R中有从a流向b的电流 D．电阻R中有从b流向a的电流 ‎12．如图，在正点电荷Q的电场中有M、N、P、F四点，M、N、P为直角三角形的三个顶点，F为MN的中点，∠M＝30°.M、N、P、F四点处的电势分别用φM、φN、φP、φF表示，已知φM＝φN ，φP＝φF，点电荷Q在M、N、P三点所在平面内，则 (　　)‎ A．点电荷Q一定在MP的连线上 B．连接PF的线段一定在同一等势面上 C．将正试探电荷从P点搬运到N点，电场力做负功 D．φP大于φM 二、实验题（共小题3分，每空2分，共18分。桉要求作图、把答案填在题材中的横线上。）‎ ‎13．为了研究影响电荷间相互作用力的因素。如右图所示，O是一个带电的物体，若把系在丝线上的带电小球先后挂在横杆上的P1、P2、P3等位置，可以比较小球在不同位置所受带电物体的作用力的大小，这个力的大小可以通过丝线偏离竖直方向的角度θ显示出来．这种方法是应用了 ；若物体O 的电荷量用Q表示，小球的电荷量用q表示，物体与小球间距离用d表示，物体和小球之间的作用力大小用F表示，当保持Q、q不变，增大d，发现则θ变小，说明F与d （填：“正比”、“反比”、“有关”或“无关”）当保持Q、d不变，减小q，发现则θ变小，说明F与q （填：“正比”、“反比”、“有关”或“无关”）‎ ‎14．用如图所示研究电容器电容与哪些因素有关。A、B为平行板电容器的金属板，G为静电计，开始时开关S闭合，静电计指针张开一定角度；若保持开关S闭合，将A、B两极板正对面积变小些，指针张开角度将 ；若断开开关S后，将A、B两极板靠近些，指针张开角度将 。 若断开开关S后，将A、B两极板正对面积变小些，指针张开角度将 （以上均填：变大、变小、不变）。‎ ‎15．在“验证机械能守恒定律”的实验中，已知打点计时器所用电源的频率为50 Hz，查得当地重力加速度g=9.80 m/s2，测得所用的重物的质量为1.00 kg。实验中得到一条点迹清晰的纸带(如图所示)，把第一个点记作O，另选连续的四个点A、B、C、D作为测量的点．经测量知道A、B、C、D各点到O点的距离分别为62.99 cm，70.18 cm，77.76 cm，85.73 cm。根据以上数据，可知C点的速度是 m/s；可知重物由O点运动到C点，重力势能的减少量等于________ J，动能的增加量等于________J(取三位有效数字)．‎ 三、计算题 （9 +11 + 14 = 34分）要求写出必要的文字说明、方程式和演算步骤，有数值计算的题，答案中必须写出数值和单位。‎ ‎16．（9分）‎ 如图所示，平行金属带电极板A、B间可看作匀强电场，场强E=1.2×103 V/m，极板间距离d=5 cm，电场中C和D分别到A、B两板的距离均为0.5 cm，B极板接地，求：‎ ‎ (1) C、D两点的电势和两点间的电势差；‎ ‎(2) 点电荷q1=-2×10－3 C分别在C和D两点的电势能；‎ ‎(3) 将点电荷q2=2×10－3 C从C匀速移到D时外力所做的功。‎ ‎17．(11分) 如图所示，在绝缘光滑水平面的上方存在着水平方向的匀强电场，现有一个质量m=2.0×10-3 kg、电荷量q=2.0×10-6 C的带正电的物体(可视为质点)，从O点开始以一定的水平初速度向右做直线运动，其位移随时间的变化规律为x=6.0t -10t2，式中x的单位为m，t的单位为s。不计空气阻力，取g=10 m/s2。‎ ‎(1) 求匀强电场的场强大小和方向；‎ ‎(2) 求带电物体在0～0.5 s内电势能的变化量．‎ ‎18．(14分)‎ 电学中有些仪器经常用到下述电子运动的物理原理．某一水平面内有一直角坐标系xOy，x=0和x=L=10 cm的区间内有一沿x轴负方向的有理想边界的匀强电场E1=1.0×104 V/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E2=1.0×104 V/m，一电子(为了计算简单，比荷取为e/m =2×1011C/kg)从直角坐标系xOy平面内的坐标原点O以很小的速度进入匀强电场E1，计算时不计此速度且只考虑xOy平面内的运动．求：‎ ‎(1) 电子从O点进入到离开x=3L处的电场所需的时间；‎ ‎(2) 电子离开x=3L处的电场时的y坐标；‎ ‎(3) 电子离开x=3L处的电场时的速度大小和方向．‎ 参考答案 ‎1解析：在以点电荷Q为球心，以r为半径的球面上各处电场强度大小均相等，但方向不同，故选项A错误；公式E＝k，是点电荷的电场强度的计算式，E与Q成正比，与r2成反比，式中Q与r将决定E的大小，与电荷的正负无关，故选项B错误；E＝是电场强度的定义式，场强的大小是由电场本身决定的，故选项C正确；电场中同一电荷所受到的电场力很大，即该点的电场强度很大；不同的电荷，还与电荷量的多少有关，故选项D错误．答案：C ‎2解析：电场线实际上并不存在，A错．电场线上任意一点电场方向总是跟该点的正电荷所受的电场力的方向相同，与负电荷所受的电场力的方向相反，B错．沿着电场线方向电场强度的大小可能变大、变小，或是不变，C错．任意两条电场线都不会相交，D对．答案D ‎3解析：沿电场线方向电势越来越低，正电荷的电势能越来越小，负电荷的电势能却越来越大．答案：D ‎4解析：正、负电荷的定向移动都能形成电流，A错．人们规定正电荷定向移动的方向为电流的方向，B对，金属导体导电的时候，导体中定向移动的电荷是自由电子，定向移动方向和电流方向相反，C错．方向不变的电流叫直流电．方向和大小都不变的电流叫恒定电流，D错。答案：B ‎5解析：自由电荷是导体中自有的，不是由电源提供的，A错．电源是将其他形式能转化为电能，并不是直接释放电能，B错．电源的作用是为导体两端提供电压，在导体内产生电场，使自由电荷在电场力作用下做定向移动，使导体中形成持续的电流，C错．电动势是一个用比值定义的物理量，这个物理量与这两个相比的项没有关系，它是由电源本身决定的，是表征其他形式的能转化为电能本领大小的物理量，故选B。答案：B ‎6解析：若A、B间为斥力，则A、B带等量同种电荷，经C操作后，qA＝q/2，qB＝3q/4，此时相互作用力F1＝kqAqB/r2＝3F/8，A正确，答案：A ‎7解析：从导体的I-U曲线可知，加5 V的电压时，I=1A，电阻R==5Ω，A错；加11 V的电压时，，I=1.48A，导体的电阻约是7.43 Ω，B错；随着电压增大，斜率变小，电阻R变大，D正确；答案：D ‎8解析：AD选项符合物理学史实，正确．BC错误。答案：AD ‎ ‎9答案：BC 解析：两个等量异种点电荷的中垂线是等势线，所以2、4、5、6的电势相等，C正确；顺着电场线的方向电势降低，1、3电势不相等，D错误；1、2之间距离与2、3之间距离相等，由场强的矢量合成可以知道1、3两点电场强度方向相同，A错；2、5之间距离与2、6之间距离相等，由场强的矢量合成得5、6两点电场强度相同，B正确．‎ ‎10解析：由G＝m得v＝，卫星的环绕速度增大，B正确；由＝mr得T＝2π，所以轨道半径减小后，卫星的环绕周期减小，C正确。答案：BC ‎11解析：题图中电容器被充电，A极板带正电，B极板带负电。根据平行板电容器电容大小的决定因素C∝可知，当增大电容器两极板间距离d时，电容C 变小。由于电容器始终与电池相连，电容器两极板间电压UAB保持不变；根据电容的定义式C＝知，当C减小时，电容器两极板所带电荷量Q都要减少，即电阻R中有从a流向b的电流。所以选项B、C正确。答案：BC ‎12解析：电场是由正点电荷产生的，所以电场线由正点电荷指向无穷远处，并且跟点电荷距离相等的点，电势相等，场强大小相等．由于φM＝φN，φP＝φF，所以点电荷Q到M和N的距离相等，到P和F的距离相等，即过F作MN的中垂线，然后作FP的中垂线，两中垂线的交点为点电荷Q所在的位置，由几何知识得Q在MP上，如图所示，选项A正确；点电荷形成的电场中等势面是球面，故选项B错误；正试探电荷与Q同号，所以受斥力作用，故将其从P点搬运到N点时，电场力做正功，故选项C错误；由几何关系知点电荷Q距M的距离大，距P的距离小，所以φM<φP，故选项D正确．答案：AD ‎13答案：控制变量法，有关，有关 解析：本题考查库仑定律．根据库仑定律可知F＝k，保持Q、q不变，增大d，F将变小，则θ变小，说明F与d有关，但不能确定成反比关系；保持Q、d不变，减小q，则θ变小，说明F与q有关，但不能确定成正比关系。‎ ‎14答案：不变 变小 变大 解析：静电计指针张开角度与A、B两极板间的电压成正比。若保持开关S闭合，无论是将A、B两极板靠近些，还是将A、B两极板正对面积变小些，A、B两极板间的电压都等于电源电压，所以指针张开角度将不变；若断开开关S后，将A、B两极板靠近些，则两极板所带电荷量Q保持不变，而其电容C变大，所以U＝Q/C将变小，指针张开角度将变小；若断开开关S后，将A、B两极板正对面积变小些，则Q不变，C变小，所以U＝Q/C将变大，指针张开角度将变大 ‎ ‎15答案：3.89 7.62　 7.56（7.53 —7.58均给分）‎ 解析：根据实验情况，重物在O点的速度v0＝0，C点的速度vC等于重物从B点到D点这一 段时间Δt=2×=0.04 s内的平均速度，即vC==3.8875 m/s=3.89m/s；根据测量数据，重物从O点运动到C点下落的高度h=0.7776 m，故重力势能减少量ΔEp=mgh=1.00×9.80×0.7776 J=7.62 J；重物动能的增加量ΔEk==7.566 =7.57J.‎ ‎16解析：(1) 由E＝得UBC＝EdBC＝1.2×103×4.5×10－2 V＝54 V 又因φB＝0及UBC＝φB－φC，所以φC＝－54 V，同理可得φD＝－6 V 所以UCD＝φC－φD＝－48 V。‎ ‎(2) 由Ep＝qφ得 EpC＝q1φC＝－2×10－3×(－54) J＝0.108 J EpD＝q1φD＝－2×10－3×(－6) J＝0.012 J。‎ ‎(3) 把q2由C匀速移到D，电场力做负功，由于匀速移动，外力做功与电场力做功大小相等。W外＝－W电＝－q2UCD＝－2×10－3×(－48) J＝0.096 J。‎ ‎17解析：(1)由x=6.0t－10t2得加速度大小为a=20 m/s2‎ 根据牛顿第二定律得： Eq=ma 解得场强大小为 E=2.0×104 N/C 电场强度方向水平向左．‎ ‎(2) 由x=6.0t－10t2得初速度大小为v0=6.0 m/s 故减速时间：t1==0.3 s ‎0.3 s内经过的路程：x1=v0t1-at=0.9 m 后0.2 s物体做反向匀加速直线运动，经过的路程x2=at=0.4 m 物体在0.5 s内发生的位移为 Δx=0.9 - 0.4 =0.5 m，方向向右 故电场力做负功，电势能增加：ΔEp=qEΔx=2×10-2 J ‎18解析：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：‎ ‎(1) vP= =2×107m/s t1= =10-8s 运动到Q点时：t2==10-8s 所以总时间t=t1＋t2=2×10-8s.‎ ‎(2) 电子从P点运动到Q点时：‎ yQ=××t=0.1 m.‎ ‎(3) 电子离开x=3L处的电场时：‎ vx=vP=2×107m/s vy=×t2=2×107 m/s v==2×107 m/s tan θ=，解得θ=45° ‎