贵州省毕节地区赫章一中2015_2016学年高二物理上学期期中试卷(含解析)

贵州省毕节地区赫章一中2015-2016学年高二（上）期中物理试卷一、选择题（共40分，每小题4分，其中第3、5、6、8为多选题，其余为单选题，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．关于静电场，下列结论普遍成立的是（）A．电场强度大的地方电势高，电场强度小的地方电势低B．电场中任意两点之间的电势差只与这两点的场强有关C．在正电荷或负电荷产生的静电场中，场强方向都指向电势降低最快的方向D．在电场强度越大的地方，电荷的电势能也越大2．下列说法正确的是（）A．千克、牛顿、库仑均是中学物理中涉及的国际单位制的基本单位B．质点、点电荷、匀速直线运动均属于理想化物理模型C．卡文迪许利用扭秤实验测出了静电力常量D．a=，E=k、B=分别是加速度、电场强度、磁感应强度的定义式3．如图所示，MN是负点电荷产生的电场中的一条电场线．一个带正电的粒子（不计重力）从a到b穿越这条电场线，轨迹如图中虚线所示．下列结论正确的是（）A．负点电荷一定位于N点右侧B．a点的电势高于b点的电势C．粒子在a点的电势能小于在b点的电势能D．粒子在a点的加速度大小小于在b点的加速度大小4．如图所示，将平行板电容器两极板分别与电池正、负极相接，两极板间一带电液滴恰好处于静止状态，现贴着下极板插入一定厚度的金属板，则在插入过程中下列选项正确的是（）A．电容器的带电荷量不变B．电路将有逆时针方向的短暂电流C．带电液滴仍将静止D．带电液滴将向上做加速运动5．2012年12月27日，我国自行研制的“北斗导航卫星系统”（BDS）正式组网投入商用．2012年9月采用一箭双星的方式发射了该系统中的两颗轨道半径均为21332km的“北斗﹣M5”和“北斗﹣M6”卫星，其轨道如图所示．关于这两颗卫星，下列说法正确的是（）A．两颗卫星的向心加速度大小相同B．两颗卫星速度大小均大于7.9km/sC．北斗﹣M6的速率大于同步卫星的速率D．北斗﹣M5的运行周期大于地球自转周期6．如图所示，一个绝缘光滑半圆轨道放在竖直向下的匀强电场中，场强为E，在其上端与圆心等高处有一个质量为m，带电荷量为+q的小球由静止开始下滑，则（）A．小球运动过程中机械能守恒B．小球经过最低点时速度最大C．小球在最低点对环的压力大小为（mg+qE）D．小球在最低点对环的压力大小为3（mg+qE）7．如图所示，100个大小相同，质量均为m且光滑的小球，静止放置于两互相垂直且光滑的平面上，平面AB与水平面夹角为30°．则第二个球对第三个球的作用力大小为（）A．49mg B．48mg C．D．98mg8．如图所示用三根长度相同的绝缘细线将三个带电小球连接后悬挂在空中．三个带电小球质量相等，A球带正电，平衡时三根绝缘细线都是直的，但拉力都为零．则（）A．B球和C球都带负电荷B．B球带负电荷，C球带正电荷C．B球和C球所带电量不一定相等D．B球和C球所带电量一定相等9．如图所示，在正方形ABCD区域内有平行于AB边的匀强电场，E、F、G、H是各边中点，其连线构成正方形，其中P点是EH的中点．一个带正电的粒子（不计重力）从F点沿FH 方向射入电场后恰好从D点射出．以下说法正确的是（）A．粒子的运动轨迹一定经过P点B．粒子的运动轨迹一定经过PH之间某点C．若将粒子的初速度变为原来的一半，粒子会由ED之间某点从AD边射出D．若将粒子的初速度变为原来的一半，粒子恰好由E点从AD边射出10．竖直面内固定一个V字形光滑绝缘支架如图所示，直杆AO、BO与水平面夹角都是θ，各套着一个质量均为m的小球，AO杆上小球带正电，电荷量为2q，BO杆上小球带正电，电荷量为q．让两个小球从同一高度自由释放，问下滑到离水平面多高时，两小球的速度达到最大？（静电力常量为k，两小球始终能看作点电荷）（）A．q B．q C．qk D．qk二、填空题（共20分）11．平行板电容器所带量Q=4×l0﹣8C，它的两极板之间电压U=2v，如果两板电量各减少一半，则两板间电势差变为V，两板间的电场强度将变为原来的．12．长为L的导体棒原来不带电，现将一带电量为+q的点电荷放在距棒左端R处，如图所示．当棒达到静电平衡后，棒上感应电荷在棒内中点产生的场强大小等于，方向为．13．如图为一小球做平抛运动的闪光照片的一部分，图中背景方格的边长均为5cm．若取g=10m/s2，那么：（1）小球平抛运动的初速度的大小是m/s．（2）小球经过B时的速度大小是m/s．14．有两个质量分别为3m、2m的小球A、B，其中B球带正电q，A球不带电，用足够长的不会伸长的绝缘线连接，均置于竖直向下的匀强电场中，场强大小为E，如图所示，释放A 球，让两球由静止落下，下落一小段时间，此时B球的加速度大小为：；此时A、B间线的张力F= ．15．带电荷量为Q的正电荷距一很大的接地金属棒的距离为a，如图所示，试求金属板对点电荷的作用力．三、计算题（本题共4个小题，共40分．要求解答时应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤，有数值计算的题，解答过程必须明确写出数值和单位，只写出最后答案不得分）16．一个质量为m的物体，从倾角为θ，高为h的斜面上端A点，由静止开始下滑，到B 点时的速度为v，然后又在水平面上滑行s位移后停止在C点，求：（1）物体从A点开始下滑到B点的过程中克服摩擦力所做的功；（2）物体与水平面间的动摩擦因数为多大？17．如图所示是说明示波器工作原理的示意图，已知两平行板间的距离为d、板长为l．电子经电压为U1的电场加速后从两平行板间的中央处垂直进入偏转电场，设电子质量为m、电量为e．求：（1）经电场加速后电子速度v的大小；（2）要使电子离开偏转电场时的偏转角度最大，两平行板间的电压U2应是多大？18．如图所示，空间存在着电场强度E=2.5×102N/C，方向竖直向上的匀强电场，在电场内一长为L=0.5m的绝缘细线一端固定于O点，另一端拴着质量m=0.5kg，电荷量q=4×10﹣2C 的小球．现将细线拉至水平位置，将小球由静止释放，当小球运动到最高点时细线受到的拉力恰好达到它能承受的最大值而断裂，取g=10m/s2．求：（1）小球带何种电荷；（2）小球运动到圆周最高点的速度；（3）细线能承受的最大拉力值．19．如图所示，位于竖直平面内的光滑轨道，由一段水平的直轨道和与之相切的圆弧轨道ABC连接而成，OC连线与竖直方向夹角为θ=30°．空间中存在一与与水平面成θ=30°且斜向下的电场，电场强度为E，圆形轨道的半径为R=m．一质量为m=1kg的小物块带正电，所带电荷量q，且满足Eq=mg．物块在A点获得一初速度，可使得物块恰能在ABC段不离开圆轨道．求：（1）物块在C点的速度；（2）物块在A点对轨道的压力；（3）滑块从C点飞出后到达水平轨道所经历的时间t．2015-2016学年贵州省毕节地区赫章一中高二（上）期中物理试卷参考答案与试题解析一、选择题（共40分，每小题4分，其中第3、5、6、8为多选题，其余为单选题，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．关于静电场，下列结论普遍成立的是（）A．电场强度大的地方电势高，电场强度小的地方电势低B．电场中任意两点之间的电势差只与这两点的场强有关C．在正电荷或负电荷产生的静电场中，场强方向都指向电势降低最快的方向D．在电场强度越大的地方，电荷的电势能也越大【考点】电场．【专题】电场力与电势的性质专题．【分析】在静电场中场强方向就是电势降低最快的方向；两点之间的电势差与场强及两点间沿电场线方向的距离有关；电场强度与电势无关；根据电场力做功公式W=qU分析电场力做功情况．【解答】解：A、电势与电场强度没有直接关系，所以电场强度大的地方电势不一定高，电场强度小的地方电势不一定低，故A错误．B、由公式U=Ed可知，两点之间的电势差与场强和两点间沿电场线方向的距离都有关，故B 错误．C、在正电荷或负电荷产生的静电场中，沿场强方向电势降低最快，故C正确．D、电势能的高低根据电场力做功的正负判断，与场强的大小没有关系，故D错误．故选：C．【点评】解决本题关键要理解电场中几对关系：场强与电势、场强与电势差、电场力做功与电势差等等，可结合电场线的物理意义和相关公式加深理解．2．下列说法正确的是（）A．千克、牛顿、库仑均是中学物理中涉及的国际单位制的基本单位B．质点、点电荷、匀速直线运动均属于理想化物理模型C．卡文迪许利用扭秤实验测出了静电力常量D．a=，E=k、B=分别是加速度、电场强度、磁感应强度的定义式【考点】物理学史．【专题】常规题型．【分析】国际单位制中，基本物理量的单位有：米、秒、千克、安培、开尔文、摩尔、坎德拉．明确理想化模型的概念即可正确解答，注意理想化模型是指从客观存在的事物或过程中抽象出来的一种简单、近似、直观的模型．【解答】解：A、牛顿、库仑不是中学物理中涉及的国际单位制的基本单位，故A错误；B、质点、点电荷、匀速直线运动均属于理想化物理模型，故B正确；C、卡文迪许利用扭秤实验测出了万有引力常量，故C错误；D、a=，E=、B=分别是加速度、电场强度、磁感应强度的定义式，故D错误；故选：B．【点评】本题考查物理学史，是常识性问题，对于物理学上重大发现、发明、著名理论要加强记忆，这也是考试内容之一．3．如图所示，MN是负点电荷产生的电场中的一条电场线．一个带正电的粒子（不计重力）从a到b穿越这条电场线，轨迹如图中虚线所示．下列结论正确的是（）A．负点电荷一定位于N点右侧B．a点的电势高于b点的电势C．粒子在a点的电势能小于在b点的电势能D．粒子在a点的加速度大小小于在b点的加速度大小【考点】电场线；电势能．【分析】解答本题的突破口是根据粒子的运动轨迹确定其所受电场力方向，从而确定电场线MN的方向以及负点电荷的位置，然后根据负点电荷周围电场分布情况，进一步解答．【解答】解：A、由于该粒子只受电场力作用且做曲线运动，电场力指向轨迹内侧，电场力方向大致向左，电场线由N指向M，则负点电荷一定位于M点左侧，故A错误．B、离负点电荷越近，电势越低，则a点的电势高于b点的电势，故B正确．C、粒子从a到b，电场力对带电粒子做正功，电势能减小，则带电粒子在a点的电势能大于在b点的电势能，故C错误；D、a点离点电荷较远，a点的电场强度小于b点的电场强度，根据牛顿第二定律得知，带电粒子在a点的加速度小于在b点的加速度，故D正确；故选：BD．【点评】依据带电粒子的运动轨迹确定其所受电场力方向是解决带电粒子在电场中运动问题的突破口，然后可进一步根据电场线、电场力做功等情况确定电势、电势能的高低变化情况．4．如图所示，将平行板电容器两极板分别与电池正、负极相接，两极板间一带电液滴恰好处于静止状态，现贴着下极板插入一定厚度的金属板，则在插入过程中下列选项正确的是（）A．电容器的带电荷量不变B．电路将有逆时针方向的短暂电流C．带电液滴仍将静止D．带电液滴将向上做加速运动【考点】带电粒子在混合场中的运动．【专题】带电粒子在复合场中的运动专题．【分析】电容器的定义式C=，和电容器的决定式C=可以逐项分析电容器的变化的情况．【解答】解：A、插入一金属板相当于极板，导致间距离变小了，由C=可知，电容C变大，而极板间电压不变，所以Q=CU变大，故A错误．B、Q变大，电容器充电，有逆时针方向电流，故B正确，C、因场强变大，所以带电液滴向上加速运动，故C错误，D正确．故选：BD．【点评】电容器的分析有两种情况，与电源相连时，电容器的电压不变，当与电源断开时，电容器的电荷量不变．5．2012年12月27日，我国自行研制的“北斗导航卫星系统”（BDS）正式组网投入商用．2012年9月采用一箭双星的方式发射了该系统中的两颗轨道半径均为21332km的“北斗﹣M5”和“北斗﹣M6”卫星，其轨道如图所示．关于这两颗卫星，下列说法正确的是（）A．两颗卫星的向心加速度大小相同B．两颗卫星速度大小均大于7.9km/sC．北斗﹣M6的速率大于同步卫星的速率D．北斗﹣M5的运行周期大于地球自转周期【考点】人造卫星的加速度、周期和轨道的关系；万有引力定律及其应用．【专题】人造卫星问题．【分析】根据万有引力提供向心力得出线速度、周期、加速度与轨道半径的关系，并进行比较．【解答】解：A、根据知，轨道半径相等，则向心加速度大小相等．故A正确．B、根据知，轨道半径越大，线速度越小，第一宇宙速度的轨道半径等于地球的半径，是做匀速圆周运动的最大速度，所以两颗卫星的速度均小于7.9km/s．故B错误．C、北斗﹣M6的轨道半径小于同步卫星的轨道半径，则线速度大于同步卫星的速率．故C正确．D、因为北斗﹣M6的轨道半径小于同步卫星的轨道半径，根据T=知，北斗﹣M6的周期小于同步卫星的周期，即小于地球自转的周期．故D错误．故选AC．【点评】解决本题的关键掌握万有引力提供向心力这一理论，并能灵活运用．6．如图所示，一个绝缘光滑半圆轨道放在竖直向下的匀强电场中，场强为E，在其上端与圆心等高处有一个质量为m，带电荷量为+q的小球由静止开始下滑，则（）A．小球运动过程中机械能守恒B．小球经过最低点时速度最大C．小球在最低点对环的压力大小为（mg+qE）D．小球在最低点对环的压力大小为3（mg+qE）【考点】带电粒子在混合场中的运动．【专题】带电粒子在复合场中的运动专题．【分析】小球运动过程中电场力做功，机械能不守恒．根据动能定理知小球经过环的最低点时速度最大．根据动能定理求出小球经过在最低点时的速度，由牛顿第二定律求出环对球的支持力，得到球对环的压力．【解答】解：A、小球运动过程中电场力做功，机械能不守恒．故A错误．B、小球从最高点到最低点的过程中，合力做正功，则根据动能定理得知，动能增加，速率增大，所以小球经过环的最低点时速度最大．故B正确．C、D小球从最高点到最低点的过程，根据动能定理得：（mg+qE）R=又由N﹣mg﹣qE=m，联立解得N=3（mg+qE）．故C错误，D正确．故选：BD．【点评】本题是带电体在匀强电场中做圆周运动的问题，由动能定理和牛顿运动定律结合求解是常用的思路．7．如图所示，100个大小相同，质量均为m且光滑的小球，静止放置于两互相垂直且光滑的平面上，平面AB与水平面夹角为30°．则第二个球对第三个球的作用力大小为（）A．49mg B．48mg C．D．98mg【考点】共点力平衡的条件及其应用；物体的弹性和弹力．【专题】受力分析方法专题．【分析】将第3个球到第100个球96个球看成整体研究，分析受力情况，由平衡条件即可求解第2个球对第3个球的作用力大小．【解答】解：以第3个球到第100个球共98个球整体为研究对象，由于无摩擦力，由平衡条件得知，第二个球对第三个球的作用力大小等于整体的重力沿AB平面向下的分力大小，即有F=98mgsin30°=49mg．故选：A．【点评】本题中物体很多，解题的关键是研究对象的选择，采用整体法，不考虑系统内物体间的内力，比较简单方便．8．如图所示用三根长度相同的绝缘细线将三个带电小球连接后悬挂在空中．三个带电小球质量相等，A球带正电，平衡时三根绝缘细线都是直的，但拉力都为零．则（）A．B球和C球都带负电荷B．B球带负电荷，C球带正电荷C．B球和C球所带电量不一定相等D．B球和C球所带电量一定相等【考点】共点力平衡的条件及其应用；力的合成与分解的运用；库仑定律．【分析】由题意可知三个小球均处于共点力平衡状态，则对B、C中的任一小球进行受力分析，由共点力的平衡条件可得出B、C所带的电性及B、C电量的大小关系．【解答】解：B球受重力及A、C对B球的库仑力而受于平衡状态；则A与C球对B球的库仑力的合力应与重力大小相等，方向相反；而库仑力的方向只能沿两电荷的连线方向，故可知A对B的库仑力应指向A，C对B的作用力应指向B的左侧；则可知B、C都应带负电；故A正确、B错；由受力分析图可知，A对B的库仑力应为C对B库仑力的2倍，故C带电量应为A带电量的一半；同理分析C可知，B带电量也应为A带电量的一半，故B、C带电量应相同；故C错误，D正确；故选：AD．【点评】库仑定律考查一般都是结合共点力平衡进行的，因此解题的关键在于做出受力分析图，明确库仑力的方向；则可利用共点力的平衡条件进行解答．9．如图所示，在正方形ABCD区域内有平行于AB边的匀强电场，E、F、G、H是各边中点，其连线构成正方形，其中P点是EH的中点．一个带正电的粒子（不计重力）从F点沿FH 方向射入电场后恰好从D点射出．以下说法正确的是（）A．粒子的运动轨迹一定经过P点B．粒子的运动轨迹一定经过PH之间某点C．若将粒子的初速度变为原来的一半，粒子会由ED之间某点从AD边射出D．若将粒子的初速度变为原来的一半，粒子恰好由E点从AD边射出【考点】带电粒子在匀强电场中的运动．【专题】带电粒子在电场中的运动专题．【分析】由题意可知电场方向在竖直方向上，粒子做的是类平抛运动，把图翻过来看，和平抛运动的规律是一致的，只不过平抛时受到重力，这个题受的是电场力．仿照平抛运动的研究方法，水平方向做匀速直线运动，竖直方向做初速为零的匀加速直线运动，根据平抛运动的规律分析即可．【解答】解：A、B、粒子从F点沿FH方向射入电场后恰好从D点射出，其轨迹是抛物线，则过D点做速度的反向延长线一定与水平位移交于FH的中点，而延长线又经过P点，所以粒子轨迹一定经过PE之间某点，故AB错误；C、D、由平抛知识可知，当竖直位移一定时，水平速度变为原来的一半，则水平位移也变为原来的一半，粒子恰好由E点从AD边射出．故C错误、D正确．故选：D．【点评】本题运用运动的分解，研究类平抛运动，根据运动学公式和推论，分析时间和竖直关系，即可进行求解．10．竖直面内固定一个V字形光滑绝缘支架如图所示，直杆AO、BO与水平面夹角都是θ，各套着一个质量均为m的小球，AO杆上小球带正电，电荷量为2q，BO杆上小球带正电，电荷量为q．让两个小球从同一高度自由释放，问下滑到离水平面多高时，两小球的速度达到最大？（静电力常量为k，两小球始终能看作点电荷）（）A．q B．q C．qk D．qk【考点】库仑定律．【分析】当合力等于零时，速度达到最大，对球受力分析，结合库仑定律，从而即可求解．【解答】解：对A受力分析，如图所示；当合力为零时，速度达到最大，则有：；而库仑定律，则有：F=k；设下滑到离水平面为h，则有：；综上解得：h=q；故选：A．【点评】考查库仑定律的应用，掌握受力平衡的条件，注意两球的库仑力大小相等，方向相反，是解题的关键．二、填空题（共20分）11．平行板电容器所带量Q=4×l0﹣8C，它的两极板之间电压U=2v，如果两板电量各减少一半，则两板间电势差变为 1 V，两板间的电场强度将变为原来的．【考点】匀强电场中电势差和电场强度的关系；电容．【专题】电场力与电势的性质专题．【分析】根据电容的定义式求出电容的大小．根据Q=CU求出两板间电势差，结合匀强电场的场强公式判断电场强度的变化．【解答】解：电容C==2×l0﹣8F．当电量减小一半，电容不变，则电势差U′==1V．电势差变为原来的一半，根据E=知，电场强度变为原来的．故答案为：1，．【点评】解决本题的关键掌握电容的定义式，知道匀强电场的场强公式．12．长为L的导体棒原来不带电，现将一带电量为+q的点电荷放在距棒左端R处，如图所示．当棒达到静电平衡后，棒上感应电荷在棒内中点产生的场强大小等于，方向为沿pq连线且指向+q ．【考点】电场强度；静电场中的导体．【专题】电场力与电势的性质专题．【分析】当棒达到静电平衡后，棒内各点的合场强为零，即感应电荷产生的电场强度与+q 产生的电场强度大小相等、方向相反，根据静电平衡的特点和点电荷场强公式E=k结合求解．【解答】解：水平导体棒当达到静电平衡后，棒上感应电荷中点P处产生的场强大小与点电荷+q在该处产生的电场强度大小相等，方向相反．则棒上感应电荷在棒内中点产生的场强大小为：E=，由于P处的合场强为零，所以感应电荷产生的场强方向与点电荷+q在该处产生的电场强度的方向相反，即沿pq连线且指向+q．故答案为：，沿pq连线且指向+q．【点评】感应带电的本质是电荷的转移，当金属导体处于电场时会出现静电平衡现象，关键要理解并掌握静电平衡的特点．13．如图为一小球做平抛运动的闪光照片的一部分，图中背景方格的边长均为5cm．若取g=10m/s2，那么：（1）小球平抛运动的初速度的大小是 1.5 m/s．（2）小球经过B时的速度大小是 2.5 m/s．【考点】研究平抛物体的运动．【专题】实验题．【分析】正确应用平抛运动规律：水平方向匀速直线运动，竖直方向自由落体运动；解答本题的突破口是利用在竖直方向上连续相等时间内的位移差等于常数解出闪光周期，然后进一步根据匀变速直线运动的规律、推论求解．【解答】解：（1）在竖直方向上有：△h=gT2，其中△h=10cm，代入求得：T=0.1s，水平方向匀速运动，有：s=v0t，其中s=3l=15cm，t=T=0.1s，代入解得：v0=1.5m/s．（2）根据匀变速直线运动中，时间中点的瞬时速度等于该过程的平均速度，在B点有：以B点速度为：故答案为：（1）1.5；（2）2.5．【点评】对于平抛运动问题，一定明确其水平和竖直方向运动特点，尤其是在竖直方向熟练应用匀变速直线运动的规律和推论解题．14．有两个质量分别为3m、2m的小球A、B，其中B球带正电q，A球不带电，用足够长的不会伸长的绝缘线连接，均置于竖直向下的匀强电场中，场强大小为E，如图所示，释放A球，让两球由静止落下，下落一小段时间，此时B球的加速度大小为：；此时A、B间线的张力F= ．【考点】带电粒子在匀强电场中的运动；牛顿第二定律．【专题】带电粒子在电场中的运动专题．【分析】将AB看做整体，根据牛顿第二定律研究B的加速度，隔离法分析内部张力【解答】解：把AB作为整体研究，竖直方向受重力和电场力作用根据牛顿第二定律，（3m+2m）g+qE=（3m+2m）a解得：a=隔离A分析，A受重力和绳子的张力则：3mg+F=3ma故F=3ma﹣3mg=3m（）﹣3mg=故答案为：g+，【点评】本题考查整体法和隔离法在实际题目中的应用，基础题．15．带电荷量为Q的正电荷距一很大的接地金属棒的距离为a，如图所示，试求金属板对点电荷的作用力．【考点】电势差与电场强度的关系．【专题】电场力与电势的性质专题．【分析】根据该电场与等量异号电荷的电场分布特点的相似性，由库仑定律进行求解．【解答】解：由于接地金属板很大，因此点电荷Q发出的电场线会全部终止并垂直于金属板，可见板左侧的电场和相距2a的等量异种点电荷产生的电场完全一致，则可用求相距为2a的等量异种点电荷间的相互作用力来“等效”代替求金属板对Q的作用力，故金属板对Q的作用力F=k=k，方向由+Q垂直指向金属板．答：金属板对点电荷的作用力大小为k，方向由+Q垂直指向金属板．。