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1、甘肃省武威市第一中学2020-2021学年高二物理上学期期中试题（含解析）一、单项选择题（103分=30分）1. 关于静电场下列说法中正确的是A. 将负电荷由电势低的地方移到电势高的地方，电势能一定增加B. 无论是正电荷还是负电荷，从电场中某点移到无穷远处时，静电力做的正功越多，电荷在该点的电势能越大C. 在同一个等势面上的各点，场强的大小必然是相等的D. 电势下降的方向就是电场场强的方向【答案】B【解析】试题分析：将负电荷由电势低的地方移到电势高的地方，电势能一定减小，选项A错误；无论是正电荷还是负电荷，从电场中某点移到无穷远处时，静电力做的正功越多，电荷在该点的电势能越大，选项B正确；在同
2、一个等势面上的各点，场强的大小不一定是相等的，例如等量异种电荷连线的中垂线上各点，选项C错误；沿场强的方向电势一定下降，但是电势下降的方向不一定是电场场强的方向，选项D错误；故选B考点：场强与电势【名师点睛】对于电势与场强的理解，要抓住电势与场强没有直接的关系，匀强电场中，场强处处相等，电势不是处处相等匀强电场中的等势面与电场线垂直匀强电场中，各点的场强都相等，各点的电势可能相等，也可能不等电势降低的方向不一定电场强度方向电势降低最快的方向一定是电场强度的方向2. 一个半径为r的细橡胶圆环上均匀地带有电荷量为Q的负电荷，当圆环以角速度绕中心轴线顺时针匀速转动时，橡胶环中等效电流的大小为A. Q
3、B. C. D. 【答案】D【解析】【详解】负电荷运动的周期T=，任取一截面，一个周期内通过截面的电量为Q，则电流I=q/t=Q/T=，故D正确,ABC错误故选D3. 根据科学研究表明，地球是一个巨大的带电体，而且表面带有大量的负电荷如果在距离地球表面高度为地球半径一半的位置由静止释放一个带负电的尘埃，恰好能悬浮在空中，若将其放在距离地球表面高度与地球半径相等的位置时，则此带电尘埃将()A. 仍处于悬浮状态B. 远离地球向太空运动C. 向地球表面下落D. 无法判断【答案】A【解析】【详解】在距离地球表面高度为地球半径一半的位置，恰好能悬浮在空中，令地球的质量为M，则此处的库仑力与万有引力相等，
4、则有：当在距离地球表面高度与地球半径相等的位置时，即在距地面高度为R处，此处万有引力为而此处的库仑力为：由上等式可知，库仑力仍等于万有引力，则此带电尘埃仍将处于悬浮状态A由上分析可知，A正确； BCD由上分析可知，BCD错误4. 如图所示，空间有一正三棱锥OABC，点A、B、C分别是三条棱的中点。现在顶点O处固定一正点电荷，下列说法中正确的是（ ）A. A、B、C三点的电场强度相同B. 所在平面等势面C. 若A点的电势为，A点的电势为，则AA连线中点D处的电势等于D 将一正试探电荷从A点沿直线AB移到B，静电力对该试探电荷先做负功后做正功【答案】D【解析】【详解】A因为A、B、C三点离顶点O处
5、的正电荷的距离相等，故三点处的场强大小均相等，但其方向不同，故A错误；B由于ABC所在平面上各点到O点的距离不完全都相等，由等势面的概念可知，ABC所在平面不是等势面。故B错误；C设AD间的平均电场强度和电势差分别为E1、U1，DA间的平均电场强度和电势差分别为E2、U2，定性分析则有U1E1AD U2E2DA由点电荷周围的场强关系可知E1E2又因为AD= DA所以可得出U1U2即 解得故C错误；D由电势的概念可知，沿直线AB的电势先增大后减小，当沿此直线从A到B移动正电荷时，电场力对该正电荷先做负功后做正功，故D正确。故选D。5. 如图所示，M、N为两个固定的等量同种正电荷，在其连线的中垂线
6、上的P点（离O点很近）由静止开始释放一电荷量为-q的点电荷，不计重力，下列说法中正确的是（）A. 点电荷在从P到O的过程中，加速度越来越大，速度也越来越大B. 点电荷在从P到O的过程中，加速度越来越小，速度也越来越小C. 点电荷运动到O点时加速度为零，速度达最大值D. 点电荷越过O点后，速度越来越小，加速度越来越大，直到粒子速度为零【答案】C【解析】【详解】AB 点电荷在从P到O的过程中，所受的电场力方向竖直向下，做加速运动，所以速度越来越大，因为从O向上到无穷远，电场强度先增大后减小，P到O的过程中，电场强度大小变化不能确定，所以电场力无法确定，加速度不能确定。故A错误，B错误；C 点电荷运
7、动到O点时，所受的电场力为零，加速度为零，然后向下做减速运动，所以O点的速度达到最大值。故C正确；D 根据电场线的对称性可知，越过O点后，负电荷q做减速运动，加速度的变化情况无法判断。故D错误。故选C。6. 如图所示，实线表示某电场的电场线（方向未标出），虚线是一带负电的粒子只在电场力作用下的运动轨迹，设M点和N点的电势分别为，粒子在M和N时加速度大小分别为，速度大小分别为，电势能分别为下列判断正确的是A. B. C. D. 【答案】D【解析】试题分析：将粒子的运动分情况讨论：从M运动到N；从N运动到M，根据电场的性质依次判断；电场线越密，电场强度越大，同一个粒子受到的电场力越大，根据牛顿第二
8、定律可知其加速度越大，故有；若粒子从M运动到N点，则根据带电粒子所受电场力指向轨迹弯曲的内侧，可知在某点的电场力方向和速度方向如图所示，故电场力做负功，电势能增大，动能减小，即，负电荷在低电势处电势能大，故；若粒子从N运动到M，则根据带电粒子所受电场力指向轨迹弯曲的内侧，可知在某点的电场力方向和速度方向如图所示，故电场力做正功，电势能减小，动能增大，即，负电荷在低电势处电势能大，故；综上所述，D正确；【点睛】考查了带电粒子在非匀强电场中的运动；本题的突破口是根据粒子做曲线运动时受到的合力指向轨迹的内侧，从而判断出电场力方向与速度方向的夹角关系，进而判断出电场力做功情况7. 如图所示，平行板电容
9、器与恒压电源连接，且下极板接地（设大地电势为零），静电计所带电荷量很少，可被忽略，一带负电油滴被固定于电容器中的P点。现将平行板电容器的下极板竖直向下移动一小段距离，则（）A. 平行板电容器的电容将变大B. 静电计指针张角变小C. 带电油滴电势能将减少D. 若先将上极板与电源正极的导线断开，再将下极板向下移动一小段距离，则带电油滴所受电场力变大【答案】C【解析】详解】A根据可知，下极板竖直向下移动一小段距离，d增大，则电容减小，故A错误；B静电计测量的是电容器两端的电势差，因为电容器始终与电源相连，则电势差不变，所以静电计指针张角不变。故B错误；C电势差不变，d增大，则电场强度减小，P点与上极
10、板的电势差减小，则P点的电势增大，因为该电荷为负电荷，则电势能减小。故C正确；D电容器与电源断开，则电荷量不变，d改变，根据知电场强度不变，则油滴所受电场力不变。故D错误。故选C。8. 如图所示为A、B两电阻的伏安特性曲线，关于两电阻的描述正确的是（ ）A. 电阻A的阻值随电流的增大而减小，电阻B的阻值不变B. 在两图线交点处，电阻A的阻值等于电阻B的阻值C. 在两图线交点处，电阻A的阻值大于电阻B的阻值D. 在两图线交点处，电阻A的阻值小于电阻B的阻值【答案】B【解析】【详解】A由题图可知，电阻A的I-U图像的割线斜率越来越小， A的电阻随电流的增大而增大，电阻B的阻值不变，故A错误；BCD
11、两图像的交点处，电流和电压均相同，则由欧姆定律可知，两电阻的阻值相等，故B正确，CD错误。故选B。9. 如图所示，静止的电子在加速电压为U1的电场作用下从O经P板的小孔(位于P板的中点)射出，又垂直进入平行金属板间的电场，在偏转电压为U2的电场作用下偏转一段距离现使U1加倍，要想使电子的运动轨迹不发生变化，应该( )A. 使U2加倍B. 使U2变为原来的4倍C. 使U2变为原来的倍D. 使U2变为原来的【答案】A【解析】试题分析：电子先经过加速电场加速，后经偏转电场偏转，根据结论，分析要使U1加倍，想使电子的运动轨迹不发生变化时，两种电压如何变化设偏转电极的长度为L，板间距离为d，则根据推论可
12、知，偏转距离，要使U1加倍，想使电子的运动轨迹不发生变化时，y不变，则必须使U2加倍，故选项A正确本题考查了带电粒子在电场中的运动，可以根据动能定理和牛顿第二定律、运动学公式结合推导出考点：带电粒子在电场中的运动 动能定理和牛顿第二定律、运动学公式10. 两根材料相同的均匀导线A和B，其长度分别为L和，串联在电路中时，其电势的变化如图所示，下列说法正确的是（）A. A和B导线两端的电压之比为2：3B. A和B导线两端的电压之比为1：2C. A和B导线的横截面积之比为2：3D. A和B导线的横截面积之比为1：3【答案】D【解析】【详解】AB由图可知UA=6V，UB=4V，则A和B导线两端的电压之
13、比为3:2，故A、B错误；CD因为两导线串联，故电流相等，则有根据电阻定律，可得则A和B导线的横截面积之比为故C错误，D正确。故选D。二、多项选择题（54分=20分）11. 如图，同一平面内的a、b、c、d四点处于匀强电场中，电场方向与此平面平行，M为a、c连线的中点，N为b、d连线的中点一电荷量为q（q0）的粒子从a点移动到b点，其电势能减小W1：若该粒子从c点移动到d点，其电势能减小W2，下列说法正确的是（ ）A. 此匀强电场的场强方向一定与a、b两点连线平行B. 若该粒子从M点移动到N点，则电场力做功一定为C. 若c、d之间的距离为L，则该电场的场强大小一定为D. 若W1=W2，则a、M
14、两点之间的电势差一定等于b、N两点之间的电势差【答案】BD【解析】试题分析：利用电场力做功 ，可以找到两点之间电势差的关系，要知道中点电势和两端点电势之间的关系A、选项根据题意无法判断，故A项错误B、由于电场为匀强磁场，M为a、c连线的中点，N为b、d连线的中点，所以 若该粒子从M点移动到N点，则电场力做功一定为 ,故B正确；C、因为不知道匀强电场方向，所以场强大小不一定是，故C错误；D、若W1=W2，说明 由因为；解得： ，故D正确；故选BD点睛： 对匀强电场的电场特征要了解，利用电场力做功与电势差之间的关系求解12. 如图所示，半圆槽光滑、绝缘、固定，圆心是O，最低点是P，直径MN水平，a
15、、b是两个完全相同的带正电小球（视为点电荷），b固定在M点，a从N点静止释放，沿半圆槽运动经过P点到达某点Q（图中未画出）时速度为零则小球aA. 从N到Q的过程中，重力与库仑力的合力先增大后减小B. 从N到P的过程中，速率先增大后减小C. 从N到Q的过程中，电势能一直增加D. 从P到Q的过程中，动能减少量小于电势能增加量【答案】BC【解析】【详解】Aa球从N点静止释放后，受重力mg、b球的库仑斥力FC和槽的弹力N作用，a球在从N到Q的过程中，mg与FC的夹角由直角逐渐减小，不妨先假设FC的大小不变，随着的减小mg与FC的合力F将逐渐增大；由库仑定律和图中几何关系可知，随着的减小，FC逐渐增大，
16、因此F一直增加，故选项A错误；B从N到P的过程中，重力沿曲面切线的分量逐渐减小到零且重力沿曲面切线的分量是动力，库仑斥力沿曲面切线的分量由零逐渐增大且库仑斥力沿曲面切线的分量是阻力，则从N到P的过程中，a球速率必先增大后减小，故选项B正确；C在a球在从N到Q的过程中，a、b两小球距离逐渐变小，电场力(库仑斥力)一直做负功，a球电势能一直增加，故选项C正确；D在从P到Q的过程中，根据能的转化与守恒可知，其动能的减少量等于电势能增加量与重力势能增加量之和，故选项D错误13. 空间某一静电场的电势在轴上分布如图所示，轴上两点B、C点电场强度在方向上的分量分别是、，下列说法中正确的有A. 的大小大于的
17、大小B. 的方向沿轴正方向C. 电荷在点受到的电场力在方向上的分量最大D. 负电荷沿轴从移到的过程中，电场力先做正功，后做负功【答案】AD【解析】【详解】A本题的入手点在于如何判断和的大小，由图象可知在x轴上各点的电场强度在x方向的分量不相同，如果在x方向上取极小的一段，可以把此段看做是匀强磁场，用匀强磁场的处理方法思考，从而得到结论，此方法为微元法；需要对电场力的性质和能的性质由较为全面的理解在B点和C点附近分别取很小的一段d，由图象，B点段对应的电势差大于C点段对应的电势差，看做匀强电场有，可见，A正确；BD沿电场方向电势降低，在O点左侧，的方向沿x轴负方向，在O点右侧，的方向沿x轴正方向
18、，负电荷从B移到C的过程中，电场力先做正功，后做负功，B错误D正确C由图可知，O点处图象的斜率为零，故说明该点水平方向的场强最小，故电场力在水平方向上的分量最小，C错误；14. 如图所示，带电平行金属板A，B，板间的电势差为U，A板带正电，B板中央有一小孔一带正电的微粒，带电量为q，质量为m，自孔的正上方距B板高h处自由落下，若微粒恰能落至A，B板的正中央c点，则() A. 微粒进入电场后，电势能和重力势能之和不断增大B. 微粒下落过程中重力做功为，电场力做功为C. 微粒落入电场中，电势能逐渐增大，其增加量为D. 若微粒从距B板高2h处自由下落，则恰好能达到A板【答案】ACD【解析】【详解】微
19、粒从进入电场至C点过程中，做减速运动，动能减小，根据能量守恒可知电势能和重力势能之和一直增大，故A正确微粒下降的高度为h+，重力做正功，为WG=mg（h+），电场力向上，位移向下，电场力做负功为故B错误微粒落入电场中，电场力做负功，电势能逐渐增大，其增加量等于微粒克服电场力做功EP=qU根据能量守恒，还应等于整个过程的重力势能减小量，即EPWGmg(h+)，故C正确；由题微粒恰能落至A，B板的正中央C点过程，由动能定理得： ；若微粒从距B板高2h处自由下落，设达到A板的速度为v，则由动能定理得：，由两式联立得v=0，即恰好能达到A板故D正确15. 如图所示，有三个质量相等，分别带正电、负电和不
20、带电的小球，从平行板电场的中点以相同的初速度v0垂直于电场方向进入电场，最后落在A、B、C三点，可以判断（ ）A. 小球A带正电，小球B不带电，小球C带负电B. 三个小球在电场中运动的时间相等C. 三个小球到达极板时的动能关系为EkC EkB EkAD. 三个小球在电场中运动时的加速度关系为aAaBaC【答案】ACD【解析】【详解】在平行金属板间不带电小球、带正电小球和带负电小球的受力如图所示由此可知不带电小球做平抛运动带正电小球做类平抛运动带负电小球做类平抛运动根据题意，三小球在竖直方向都做初速度为0的匀加速直线运动，球到达下极板时，在竖直方向产生的位移h相等，据得三小球运动时间，正电荷最长
21、，不带电小球次之，带负电小球时间最短。A三小球在水平方向都不受力，做匀速直线运动，则落在板上时水平方向的距离与下落时间成正比，故水平位移最大的A是带正电荷的小球，B是不带电的小球，C带负电的小球。故A正确；B由于三小球在竖直方向位移相等，初速度均为0，由于电场力的作用，三小球的加速度不相等，故它们的运动时间不相等，故B错误；C根据动能定理，三小球到达下板时的动能等于这一过程中合外力对小球做的功。由受力图可知，带负电小球合力最大为，做功最多动能最大，带正电小球合力最小为，做功最少动能最小；故C正确；D因为A带正电，B不带电，C带负电，所以aA=a2，aB=a1，aC=a3，所以aAaBaC。故D
22、正确。故选ACD。三、实验题16. 现有一合金制成的圆柱体，用螺旋测微器测量该圆柱体的直径，用游标卡尺测量该圆柱体的长度螺旋测微器和游标卡尺的示数如图（a）和图（b）所示（1）由图（a）读得圆柱体的直径为_mm （2）由图（b）读得圆柱体的长度为_mm【答案】 (1). 1.847 0.002 (2). 42.40【解析】【详解】（1）由图（a）读得圆柱体的直径为：1.5mm+0.01mm34.7=1.847mm； （2）由图（b）读得圆柱体的长度为：4.2cm+0.05mm8=42.40mm.17. 某同学用伏安法测定待测电阻的阻值（约为），除了、开关S、导线外，还有下列器材供选用：A.电压
23、表（量程，内阻约为）B.电压表（量程，内阻约为）C.电流表（，内阻约为）D.电流表（，内阻约为）E.电源（电动势，额定电流，内阻不计）F.电源（电动势，额定电流，内阻不计）G.滑动变阻器（阻值范围，额定电流）(1)为使测量尽量准确，电压表选用_，电流表选用_，电源选用_；（填器材的字母代号）(2)实验电路设计：电流表采用_（填“内”或“外”）接法，滑动变阻器采用_（填“限流式”或“分压式”）接法；(3)该同学选择器材、连接电路和操作均正确，从实验原理上看，待测电阻测量值会_其真实值（填“大于”“小于”或“等于”）。【答案】 (1). B (2). C (3). F (4). 内 (5). 分压
24、式 (6). 大于【解析】【详解】(1)123因待测电阻阻值约为，为准确测量，应采用较大电动势的电源，故选电动势为12V的电源，对应的电压表要选择量程的，电路中最大电流约为故电压表用B，电流表用C，电源用F。(2)4因，待测电阻是大电阻，为减小误差准确测量，电流表采用内接法；5因滑动变阻器总阻值较小，所以采用分压式接法。(3)6因实验采用电流表内接法，由于电流表分压影响，电压表测量值将大于真实值，由欧姆定律可知，待测电阻测量值会大于真实值。四、计算题（共32分）18. 如图所示是一提升重物用的直流电动机工作时的电路图，电动机内阻，电路中另一电阻，直流电压，电压表示数，试求：(1)通过电动机的电
25、流；(2)电动机的输出功率；(3)若电动机以匀速竖直向上提升重物，求该重物的质量？（g取）【答案】(1)5A；(2)530W；(3)53kg【解析】【详解】(1)电动机和电阻串联，所以电流相等。电阻R两端电压为U1=U-UV=160V-110V=50V通过电动机的电流大小为(2)电动机输入的电功率为P=UI=1105W=550W电动机输出功率(3)电动机的机械功率为530W，由功率公式得P=Fv=mgv可得19. 如图所示是一个示波管工作原理图，电子经电压V加速后以速度沿两极板的中线进入电压V,间距为,板长的平行金属板组成的偏转电场，离开电场后打在距离偏转电场的屏幕上的点，（e=1.610-1
26、9C ，m=0.910-30kg）求：（1）电子进入偏转电场时的速度 （2）射出偏转电场时速度的偏角（3）打在屏幕上的侧移位移【答案】(1) v0=4107m/s (2) (3) 1.25cm【解析】【详解】(1) 电子在加速电场中加速，由动能定理得：代入数据解得：v0=4107m/s(2) 电子在偏转电场中做类平抛运动，在水平方向：l=v0t1，在竖直方向上由牛顿第二定律得：电场方向的速度：vy=at1设射出偏转电场时速度的偏角为，则代入数据解得：(3) 飞出电场时偏转量为：代入数据解得：y1=0.25cm，电子从偏转场穿出时，沿y方向的速度为vy，穿出后到达屏S所经历的时间为t2，在此时间
27、内电子在y方向移动的距离为y2，则运动时间：竖直位移：y2=vyt2故电子到达屏上时，它离O点的距离：y=y1+y2代入数据解得：y=1.25cm20. 如图所示，在竖直平面内，AB为水平放置的绝缘粗糙轨道，CD为竖直放置的足够长绝缘粗糙轨道，AB与CD通过四分之一绝缘光滑圆弧形轨道平滑连接，圆弧的圆心为O，半径R=0.50m，轨道所在空间存在水平向右的匀强电场，电场强度的大小E=1.0104N/C，现有质量m=0.20kg，电荷量q=8.0104C的带电体（可视为质点），从A点由静止开始运动，已知SAB=1.0m，带电体与轨道AB、CD间的动摩擦因数均为0.5，假定带电体与轨道之间的最大静摩擦力和滑动摩擦力相等求：（取g=10m/s2）(1)带电体运动到圆弧轨道C点时的速度大小？(2)带电体运动到圆弧轨道C点时对轨道的压力的大小？(3)带电体能上升的高度。【答案】(1)10m/s；(2)48N；(3)2.17m【解析】【详解】(1)设带电体到达C点时的速度为v，从A到C由动能定理得解得(2)设在C点时轨道对带电体支持力为FN，由向心力公式得到解得根据牛顿第三定理可知带电体对C点的压力为48N。(3)设带电体沿竖直轨道CD上升的最大高度为h，从C到D由动能定理得解得在最高点，带电体受到的最大静摩擦力重力因为GFfmax，则离地面高度2.17米