【校级联考】甘肃省兰州市市区片2020-2021学年高二上学期期中考试物理试题含答案解析

【校级联考】甘肃省兰州市市区片【最新】高二上学期期中
考试物理试题
学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________
一、单选题
1．关于电场强度与电势的关系，下面各种说法中正确的是：（）
A．电场强度大的地方，电势一定高B．电场强度不变，电势也不变
C．电场强度为零处，电势一定为零D．电场强度的方向是电势降低最快的方向
2．如图所示，空间有一电场，电场中有两个点a和b．下列表述正确的是
A．该电场是匀强电场
B．a点的电场强度比b点的大
C．a点的电势比b点的高
D．正电荷在a、b两点受力方向相同
3．一金属容器置于绝缘板上，带电小球用绝缘细线悬挂于容器中，容器内的电场线分布如图所示.容器内表面为等势面，A、B为容器内表面上的两点，下列说法正确的是( )
A．A点的电场强度比B点的大
B．小球表面的电势比容器内表面的低
C．B点的电场强度方向与该处内表面垂直
D．将检验电荷从A点沿不同路径移到B点，电场力所做的功不同
4．如图所示，a、b、c为电场中同一条水平方向电场线上的三点，c为ab的中点．a、b电势分别为φa＝5 V，φb＝3 V，下列叙述正确的是()
A ．该电场在c 点处的电势一定为4 V
B ．a 点处的场强E a 一定大于b 点处的场强E b
C ．一正电荷从c 点运动到b 点电势能一定减少
D ．一正电荷运动到c 点时受到的电场力由c 指向a
5．如图，半径为R 的圆盘均匀分布着电荷量为Q 的电荷，在垂直于圆盘且过圆心c 的轴线上有a 、 b 、d 三个点，a 和b 、b 和c 、 c 和d 间的距离均为R ，在a 点处有一电荷量为q （q >0）的固定点电荷，已知b 点处的场强为零，则d 点处场强的大小为（k 为静电力常量）
A ．k 23q R
B ．k 2109q R
C ．k 2Q q R +
D ．k 299Q q R
+ 6．下面是某同学对电场中的一些概念及公式的理解，其中正确的是（ ）
A ．根据电场强度的定义式F E q =
可知，电场中某点的电场强度与试探电荷所受的电场力成正比
B ．根据电容的定义式Q
C U =
可知，电容器的电容与其所带电荷量成正比，与两极板间的电压成反比
C ．根据真空中点电荷的场强公式2Q E k
r =可知，电场中某点的场强与场源电荷所带电荷量成正比
D ．根据电势差的定义式AB AB W U q
=可知，如果将一个正点电荷从A 点移动到B 点，电场力做功为1J ，则A 、B 两点间的电势差为1V
7．A 、B 、C 三点在同一直线上，AB :BC =1:2，B 点位于A 、C 之间，在B 处固定一电荷量为Q 的点电荷．当在A 处放一电荷量为＋q 的点电荷时，它所受到的电场力为F ；移去A 处电荷，在C 处放电荷量为-2q 的点电荷，其所受电场力为 （ ） A ．-F /2 B ．F /2 C ．-F D ．F
8．如图所示，在粗糙的水平面上固定一点电荷Q ，在M 点无初速度释放一带有恒定电量的小物块，小物块在Q 的电场中运动到N 点停止，则从M 到N 的过程中，下列说法错误的是（ ）
A．小物块所受的电场力逐渐减小
B．小物块具有的电势能逐渐减小
C．M点的电势一定高于N的电势
D．小物块电势能的减小量一定等于克服摩擦力做的功
9．如图所示，真空中有两个等量的正电荷1q和2q，分别固定于A、B两点，DC为AB 连线的中垂线，C为A、B两点连线的中点，将一正电荷3q由C点沿着中垂线移至无穷远处的过程中，下列结论正确的有（）
A．电势能逐渐减小B．电势能逐渐增大.
C．3q受到的电场力逐渐减小D．3q受到的电场力逐渐增大
10．如图所示，A、B、C、D是真空中一正四面体的四个顶点.现在在A、B两点分别固定两个点电荷Q1和Q2，则关于C、D两点的场强和电势，下列说法正确的是( )
A．若Q1和Q2是等量异种电荷，则C、D两点的电场强度不同，电势相同
B．若Q1和Q2是等量异种电荷，则C、D两点电场强度和电势均相同
C．若Q1和Q2是等量同种电荷，则C、D两点电场强度和电势均不相同
D．若Q1和Q2是等量同种电荷，则C、D两点电场强度和电势均相同
11．如图所示，电源A两端的电压恒为6 V，电源B两端的电压恒为8 V，当开关S从A扳到B时，通过电流计的电荷量为1.2×10－5C，则电容器的电容约为（）
A．2×10－5F B．1.5×10－6F C．6×10－6F D．8.6×10－7F
12．如图所示，A 、B 、C 、D 、E 、F 为匀强电场中一个边长为10cm 的正六边形的六个顶点，A 、C 、D 三点电势分别为1.0V 、2.0V 、3.0V ，正六边形所在平面与电场线平行。

则( )
A ．E 点的电势与C 点的电势相等
B ．EF U 与B
C U 相同
C ．电场强度的大小为3
V /m D ．电场强度的大小为V /m 13．某带电粒子M 只在电场力作用下由P 点运动到Q 点，在此过程中克服电场力做了
2.6×10-6J 的功。

那么（ ）
A ．M 在P 点的电势能一定小于它在Q 点的电势能
B ．P 点的场强一定小于Q 点的场强
C ．P 点的电势一定高于Q 点的电势
D ．M 在P 点的动能一定小于它在Q 点的动能
二、多选题
14．空间存在甲、乙两相邻的金属球，甲球带正电，乙球原来不带电，由于静电感应，两球在空间形成了如图所示稳定的静电场.实线为其电场线，虚线为其等势线，A 、B 两点与两球球心连线位于同一直线上，C 、D 两点关于直线AB 对称，则( ）
A ．A 点和
B 点的电势相同
B ．
C 点和
D 点的电场强度相同
C ．正电荷从A 点移至B 点，静电力做正功
D ．负电荷从C 点沿直线CD 移至D 点，电势能先减小后增大
15．下列各量中，与检验电荷无关的物理量是（ ）
A ．电场力F
B ．电场强度E
C ．电势差U
D ．电场力做的功W
16．如图所示的电路中，AB是两金属板构成的平行板电容器．先将电键K闭合，等电路稳定后再将K断开，然后将B板向下平移一小段距离，并且保持两板间的某点P与A 板的距离不变．则下列说法正确的是（）
A．电容器的电容变小
B．电容器内部电场强度大小变大
C．电容器内部电场强度大小不变
D．P点电势升高
17．如图，一带负电荷的油滴在匀强电场中运动，其轨迹在竖直面(纸面)内，且相对于过轨迹最低点P的竖直线对称．忽略空气阻力．由此可知( )
A．Q点的电势比P点高
B．油滴在Q点的动能比它在P点的大
C．油滴在Q点的电势能比它在P点的大
D．油滴在Q点的加速度大小比它在P点的小
三、填空题
18．如图所示虚线为电场中的一簇等势面，A、B两等势面间的电势差为10V，且A 的电势高于B的电势，相邻两等势面电势差相等，一个电子在电场中通过的轨迹如图中实线所示，电子过M点的动能为8eV，它经过N点时的动能为________eV，电子在M点的电势能比在N点的电势能________．
19．如图所示，Q为固定的正点电荷，A、B两点在Q的正上方与Q相距分别为ℎ和0.25ℎ，将另一点电荷(重力不可忽略)从A点由静止释放，运动到B点时速度正好又变为零．若此
A 、
B 两点间的电势差(用Q 和ℎ表示)U AB ＝______.
20．用一条绝缘轻绳悬挂一个带电小球，小球质量为1.0×10-2 kg ，所带电荷量为
+2.0×10-8 C ．现加一水平方向的匀强电场，平衡时绝缘轻绳与竖直方向成30°角（如图所示）．求这个匀强电场的电场强度为__________N/C(g 取10 N/kg)。

四、解答题
21．根据下图解答以下题目，然后进行小结：如何根据电场线来判断电场中两点电势的高低?
（1）M ,N 是同一条电场线上的两点,哪点电势高?
（2）M ,P 是同一电场中不再同一条电场线上的两点,哪点电势高?
22．带有等量异号电荷，相距10cm 的平行板A 和B 之间有一个匀强电场，电场强度4210/E V m =⨯，方向向下，电场中C 电距B 板3cm ，D 点距A 板2cm .
（1）C 、D 两点哪点电势高？两点的电势CD U 差等于多少？
（2）如果令B 板接地（即电势0B ϕ=），则C 和D 的电势C ϕ和D ϕ各是多少？如果令A 板接地，则电势C ϕ和D ϕ各是多少？在这两种情况下.CD U 相同吗？
(3)一个电子从点C移动到点D，静电力做多少功？如果使电子先移动到点P.再移到点
D.静电力做的功是否会发生变化.
参考答案
1．D
【详解】
电场线密处，电场强度大，而电场线方向不确定，故无法判断电势高低，电势就不一定高，故A错误；在匀强电场中，电场强度不变，沿着电场线的方向，电势总是逐渐降低的，故B 错误；电势为零，是人为选择的，电场强度为零的地方，电势不一定为零，故C错误；沿着电场方向电势降低最快，故D正确．
2．C
【详解】
电场线疏密表示电场强度的大小，切线方向表示电场强度的方向，正电荷的受力方向和场强方向相同．沿着电场线电势降低．答案选C．
3．C
【解析】
试题分析：依据电场线越疏，电场强度越弱，而电场线越密的，则电场强度越强，由图可知，则A点的电场强度比B点的小，故A错误；根据沿着电场线方向电势是降低的，可知，小球表面的电势比容器内表面的高，故B错误；因容器内表面为等势面，且电场线总垂直于等势面，因此B点的电场强度方向与该处内表面垂直，故C正确；因A、B在同一等势面上，将检验电荷从A点沿不同路径到B点，电场力所做的功相同，均为零，故D错误；故选C．
考点：电场线；电场强度；电势
【名师点睛】本题考查电场线的疏密与电场强度的强弱的关系，掌握电场线的方向与电势的高低的关系，理解电场线总垂直等势面，注意同一等势面上移送电荷时，电场力不做功．
4．C
【详解】
A、当该电场是匀强电场时，由于沿电场方向相同距离电势差相等，则场在c点处的电势一定为4V，当该电场不是匀强电场时，在c点处的电势不一定为4V，故A错误；
B、一条电场线无法比较电场线的疏密，就无法比较场强的大小，则a点处的场强a E不一定大于b点处的场强b E，故B错误；
CD 、由题可判断电场线方向从a 指向b ，正电荷运动到c 点时受到的电场力由a 指向c ，根据沿着电场线方向电势降低可知c 点的电势高于b 点的电势，根据正电荷在电势高处电势能大可知，正电荷从c 点运动到b 点电势能一定减少，故C 正确，D 错误；
故选C ．
5．B
【详解】
电荷量为q 的点电荷在b 处产生电场强度的大小为：
2q E k R
= 而半径为R 均匀分布着电荷量为Q 的圆盘上电荷，与在a 点处有一电荷量为q （q ＞0）的固定点电荷，在b 点处的场强为零，则圆盘在此处产生电场强度大小也为：
2q E k R
= 根据对称性原理可知，圆盘在d 产生电场强度大小也为： 2
q E k R = 电荷量为q 的点电荷在d 处产生电场强度的大小为： ()2293q kq E k R R '==
由于都在d 处产生电场强度方向相同，即为两者大小相加．所以两者这d 处产生电场强度的大小为：
2109k q R
故选B ．
6．C
【详解】
A. 电场强度由电场本身决定，与试探电荷受到的电场力和电荷量都无关，选项A 错误；
B. 电容器的电容由电容器本身结构决定，与电容器所带的电荷量和两板之间的电压无关，选项B 错误；
C. 公式2Q E k r
=是真空中点电荷产生场强的决定式，即电场中某点的场强与场源电荷所带电荷量成正比，与该点到场源电荷的距离的平方成反比，选项C 正确；
D. 根据电势差的定义式AB AB W U q
=可知，如果将一个电荷量为1C 的正点电荷从A 点移动到B 点，电场力做功为1J ，则A 、B 两点间的电势差为1V ，即表述中少了“电荷量为1C” 的条件，选项D 错误。

故选C 。

7．B
【详解】
设AB 的距离为r ，在A 处放电荷量为＋q 的点电荷，在B 处放电荷量为Q 的点电荷，据库仑定律有：2
Qq F k r =；移去A 处电荷，在C 处放－2q 的点电荷，该电荷受到的电场力为：222(2)22
Qq Qq F F k k r r '===，据同种电荷相斥，异种电荷相吸可知，两力方向相同．故选项B 正确．
8．C
【解析】
小物块在从M 运动到N 的过程中，一定受到向右的摩擦力，所以库仑力一定向左.随着由M 运动到N ，离电荷Q 距离越来越大，所以小物块受到的静电力即库仑力一定减小，A 正确；由动能定理可得μmgx －W E ＝0，即W E ＝μmgx ，静电力做正功，小物块具有的电势能减小，
其减少量等于克服滑动摩擦力做的功值，B 、D 正确；因点电荷Q 的电性未知，不能判断M 、N
两点电势的高低，C 错误.此题选择错误的选项，故选C.
9．A
【分析】
由题可知，q 1、q 2是两个等量的正电荷，DC 为A 、B 连线的中垂线，作出CD 线上的电场线，
根据电场线方向判断正电荷q 3由C 点沿CD 移至无穷远的过程中，电势的变化，由电场力做功正负判断其电势能的变化，运用极限法判断场强的变化，确定电场力的变化．
【详解】
AB 、两个等量正电荷产生的电场如图所示：
由此可见，正电荷3q 由C 点沿着中垂线移至无穷远处的过程中，电场力做正功，电势能减小，故A 正确，B 错误；
CD 、由上图可以得知，C 点电场强度为零，由C 点沿中垂线至无穷远的过程中，电场强度先增大后减小，所以3q 受到的电场力先增大后减少，故C 、D 错误；
故选A ．
10．B
【解析】
【详解】
若Q 1和Q 2是等量异种电荷，通过AB 的中垂面是一等势面，C 、D 在同一等势面上，电势相等。

C 、D 两点的场强都与等势面垂直，方向指向B 一侧，方向相同，根据对称性可知，场强大小相等，故C 、D 两点的场强、电势均相同。

故A 错误，B 正确。

若Q 1和Q 2是等量同种电荷，由电场的分布情况和对称性可知，C 、D 两点电场强度大小相等，方向不同，则电场强度不同。

电势相等，故CD 错误。

故选B 。

11．D
【详解】
当开关S 接A 时，电容器上极板带正电，所带电荷量Q ＝CU A ，当开关S 扳到B 时，电容器上极板带负电，所带电荷量Q ′＝CU B ，该过程中通过电流计的电荷量
ΔQ ＝Q ＋Q ′＝C (U A ＋U B )＝1.2×10－5 C
解得电容C ≈8.6×10－7 F ，选项D 正确。

故选D 。

12．C
【详解】
A ．根据题意可知CF 在同一等势面上，所以E 点的电势与C 点的电势不等，选项A 错误；
B ．EF U 与CB U 相等，则选项B 错误；
CD ． BC 两点沿场强方向的距离为
3
d=
0.1cos30=m
U
==
E
d
所以C正确，D错误。

故选C。

13．A
【详解】
A．带电粒子M在由P点运动到Q点电场力做-2.6×10－6J的功，电势能增大，M在P点的电势能一定小于在Q点的电势能，故A正确；
B．因不知道带电粒子在P、Q两点电场力的大小，无法确定两点场强大小，故B错误；C．因不知带电粒子电性，无法确定P、Q两点的电势大小关系，故C错误；
D．合外力对带电粒子做负功，动能减小，所以在P点的动能一定大于它在Q点的动能，故D错误。

故选A。

14．CD
【详解】
A．A点和B点不在同一个等势面上，所以它们的电势不同，故A不符合题意；
B．根据电场的对称性可知，C点和D点的电场强度的大小相同，但是它们的方向不同，故B不符合题意；
C．从A点移至B点，电势降低，所以正电荷从A点移至B点，电场力做正功，故C符合题意；
D．C点和D点在同一个等势面上，在等势面上移动电荷时，电场力不做功，电势能不变，故D符合题意。

故选CD。

15．BC
【解析】
=与检验电荷的电荷量有关，A错误；电场强度只和电场本身的性试题分析：电场力E Fq
质有关，与检验电荷无关，B正确；电势是人为规定的，电势差是相对的，与检验电荷无关，
C 正确；电场力做功W Fqs =与检验电荷有关，
D 错误
考点：考查了电场力，电场强度，电势差，电场力做功
16．ACD
【解析】
试题分析：当平行板电容器充电稳定后，两板间存在匀强电场，当开关断开后，两极板的电量不变，当变化极板间距，从而改变电容器的电容，但极板间的电场强度却不变化．
A 、将
B 板向下平移一小段距离，由4S
C kd
επ=
可知电容器的电容变小，故A 正确； B 、由4S C kd επ=、Q C U =、U E d =可知，4kQ E S πε=，只改变极板间距，没有改变电荷分布密度，板间场强不变，故B 错误，C 正确；
D 、板间场强不变U Ed =，故D 错误．
故选ACD ．
考点：电容器的动态分析．
点评：电容器的电容由两板间距、正对面积与电介质决定；而两板间的电场强度则由电容器的电量、电介质及正对面积决定．当开关断开时，电容器的电量不变；而开关闭合时，电容器的电压却不变．
17．AB
【详解】
根据粒子的弯折方向可知，粒子受合力一定指向上方；同时因轨迹关于P 点对称，则可说明电场力应竖直向上，粒子带负电，故说明电场方向竖直向下，则可判断Q 点的电势比P 点高，故A 正确；粒子由P 到Q 过程，合外力做正功，故油滴在Q 点的动能比它在P 点的大，故B 正确；因电场力做正功，故电势能减小，Q 点的电势能比它在P 点的小，故C 错误；因受力为恒力，故PQ 两点加速度大小相同，故D 错误．
18．0.5；小
【解析】
A 、
B 间电势差为10V ，根据图可知相邻的两个等势面间的电势差为2.5伏，由M 到N 电场力做功为7.5W Uq ev ==-电，动能减少所以N 点动能为0.5ev,因为电场力做负功所以电势能增加．
思路分析：根据等势线的分布判断相邻等上面的电势差，根据电场力做功判断电势能的变化．
试题点评：考查电场能的性质
19．3g 竖直向上 −
3kQ ℎ 【解析】
【详解】
这一电荷必为正电荷，设其电荷量为q ，由牛顿第二定律，
在A 点时有 mg-k Qq ℎ2=m•34g
在B 点时有 k Qq (0.25ℎ)2-mg=ma B ；
解得 a B =3g ，方向竖直向上
点电荷从A 到B 过程，由动能定理得： mg （h-0.25h ）+qU AB =0
得 U AB =-3kQ ℎ．
【点睛】
本题的关键要正确分析电荷的受力情况，运用库仑定律与牛顿第二定律研究加速度．电势差与电场力做功有关，常用动能定理求电势差．
20．5√33×106N/C
【解析】
【详解】
对小球进行受力分析如下图
可知小球所受电场力水平向右，因为小球带正电，可知电场强度水平向右；小球受重力、绳的拉力和水平向右的电场力以及重力三个力作用．由图可知，小球所受电场力
F=mgtan30°=√33mg ；根据F=qE 可知，电场强度E =F q ＝√3mg 3q =√3×1×10−2×103×2×10−8＝5√33×106N/C
21．（1）M 点电势高（2）M 点的电势高
【解析】
【详解】
（1）沿电场线电势逐渐降低，则M 、N 两点，M 点电势高；（2）M 、P 是同一电场中不在同一条电场线上的两点，根据顺着电场线方向电势逐渐降低，可知M 所在等势面电势比P 所在等势面电势高，所以M 点的电势比P 点高．
22．（1）D 点；-1000V （2）如果令B 板接地，则φC =600V ，φD =1600V ；如果令A 板接地，
则φC =-1400V ，φD =-400V ；U CD 相同；（3）1.6×
10-16 J ，不会发生变化 【详解】
（1）沿着电场线电势降低，故D 点的电势大于点C 的电势；
4210/(0.05)1000CD CD U Ed V m m V ==⨯⨯-=-
（2）如果令B 板接地（即电势0B ϕ=），则：
42210/(0.03)610C CB CB U Ed V m m V ϕ===⨯⨯=⨯
43210/(0.08) 1.610D DB DB U Ed V m m V ϕ===⨯⨯=⨯
故1000CD C D U V ϕϕ=-=-；
如果令A 板接地，则：
43210/(0.07) 1.410C CA CA U Ed V m m V ϕ===⨯⨯-=-⨯
42210/(0.02)410D DA DA U Ed V m m V ϕ===⨯⨯-=-⨯
故1000CD C D U V ϕϕ=-=-；
即电势差与零电势点的选择无关；
（3）1916( 1.610)(1000) 1.610CD CD W qU C V J --==-⨯⨯-=⨯
如果使电子先移动到点P ，再移到点D ，由于静电力做的功与路径无关，不会发生变化；
【点睛】
本题考查的是电势、电势差、匀强电场中E 与U 的关系、电场力做功公式等内容，在应用这些公式时，要特别注意所有公式中的物理量都包含有正、负号．还要注意的是U=Ed 中的d 是沿着场强方向的距离，不是两点间的距离．。