1、1河北省武邑中学 2018-2019 学年高二上学期期中考试物理试题一、选择题1.法拉第是 19 世纪最伟大的实验物理学家之一，他在电磁学研究方面的卓越贡献如同伽利略、牛顿在力学方面的贡献一样，具有划时代的意义，正是他提出了电场的概念。 关于静电场场强的概念，下列说法正确的是（ ）A. 由 E=F/q 可知，某电场的场强 E 与 q 成反比，与 F 成正比B. 正、负检验电荷在电场中同一点受到的电场力方向相反，所以某一点场强方向与放入检验电荷的正负有关C. 电场中某一点的场强与放入该点的检验电荷的正负无关D. 电场中某点不放检验电荷时，该点场强等于零【答案】C【解析】试题分析：电场强度是一个比
2、值定义，与放入的检验电场受到的大小与 F 和及带电量 q 无关，是由电场本身的性质决定的，A 错误，C 正确；电场强度的方向规定与正电荷受力的方向相同，负电荷受力的方向与电场强度方向相反，因此与正负电荷无关，B 错误；一旦通过检验电荷测出了该点的电场强度，把检验电荷移走，该点的电场强仍不变，与是否有检验电荷无关，D 错误。考点：电场强度2.关于曲线运动下列叙述正确的是（ ）A. 物体受到恒定外力作用时，就一定不能做曲线运动B. 物体只有受到一个方向不断改变的力，才可能做曲线运动C. 物体受到不平行于初速度方向的外力作用时，就做曲线运动D. 平抛运动是一种非匀变速曲线运动【答案】C【解析】【详解
3、】物体受到恒定外力作用时，也可能做曲线运动，例如平抛运动，选项 A 错误；当物体受到一个与速度方向不共线的力时，即物体受到不平行于初速度方向的外力作用时，物体就做曲线运动，选项 B 错误，C 正确；平抛运动的加速度恒定为 g，则是一种匀变速曲线运动，选项 D 错误；故选 C.23.将悬挂在细线上的带正电的小球 A 放在不带电的金属空心球 C 内(不与球接触)，另有一个悬挂在细线上的带负电的小球 B 向 C 靠近，如图所示，于是有( )A. .A 向左偏离竖直方向， B 向右偏离竖直方向B. A 的位置不变， B 向右偏离竖直方向C. .A 向左偏离竖直方向， B 的位置不变D. .A 和 B
4、的位置都不变【答案】B【解析】A 在空心金属球内，由于静电感应，使得 C 外表面带正电，B、C 相互吸引，所以 B 向右偏；而金属空腔 C 可以屏蔽外部的 B 的电场，所以 B 的电荷对空腔 C 的内部无影响，所以 A 位置不变故 B 正确，ACD 错误；故选 B点睛：考查静电感应现象，掌握同种电荷相互排斥，异种电荷相互吸引并理解外部电场对空心球内部没有影响，即为静电屏蔽4.如图，三个固定的带电小球 a、 b 和 c，相互间的距离分别为 ab=5 cm， bc=3 cm， ca=4 cm。小球 c 所受库仑力的合力的方向平衡于 a、 b 的连线。设小球 a、 b 所带电荷量的比值的绝对值为 k
5、，则（ ）A. a、 b 的电荷同号， k=169B. a、 b 的电荷异号， k=1693C. a、 b 的电荷同号， k=6427D. a、 b 的电荷异号， k=6427【答案】D【解析】本题考查库仑定律、受力分析及其相关的知识点。对小球 c 所受库仑力分析，画出 a 对 c 的库仑力和 b 对 c 的库仑力，若 a 对 c 的库仑力为排斥力， ac 的电荷同号，则 b 对 c 的库仑力为吸引力，bc 电荷为异号， ab 的电荷为异号；若 a 对 c 的库仑力为引力，ac 的电荷异号，则 b 对 c 的库仑力为斥力，bc 电荷为同号，ab 的电荷为异号，所以 ab 的电荷为异号。设 ac
6、 与 bc 的夹角为 ，利用平行四边形定则和几何关系、库仑定律可得， Fac=k ， Fbc=k ，tan =3/4，tan = Fbc / Fac，abqaqc42 qcqb32电荷量的比值 k= ，联立解得： k=64/27，选项 D 正确。qaqb【点睛】此题将库仑定律、受力分析、平行四边形定则有机融合，难度不大。5.平行板间加如图所示的周期性变化的电压，重力不计的带电粒子静止在平行板中央，从t 时刻开始将其释放，运动过程无碰板情况，则能定性描述粒子运动的速度图象的是( T2)A. B. C. D. 【答案】A【解析】4【详解】从 t 时刻开始释放粒子，则粒子向极板做加速运动，在 t=T
7、 时刻，电场反向，T2可知加速度反向，粒子做减速运动，根据运动的对称性可知，t=3T/2 时刻，速度减到零，以后粒子重复原来的运动，即不断的向一个方向加速、减速、加速、减速，故选项 A正确，BCD 错误；故选 A.6.两个可自由移动的点电荷分别放在 A、 B 两处，如图所示。 A 处为带电荷量为 的正电+Q1荷， B 处为带电荷量为 的负电荷，且 ，另取一个可以自由移动的点电荷 P，放-Q2 Q1=4Q2在 AB 直线上，欲使整个系统处于平衡状态，则 A. P 为负电荷，且放于 A 左方B. P 为负电荷，且放于 B 右方C. P 为正电荷，且放于 B 右方D. P 为正电荷，且放于 A、 B
8、 之间【答案】C【解析】假设 P 放在 Q1Q2之间，那么 Q1对 P 的电场力和 Q2对 P 的电场力方向相同，P 不能处于平衡状态假设 P 放在 Q1左边，那么 Q1对 P 的电场力大于 Q2对 P 的电场力，P 不能处于平衡状态则 P 只能放在 Q2右边，要使整个系统处于平衡状态，则 P 只能带正电；故选 C.点睛：我们可以去尝试假设 P 带正电或负电，根据平衡条件求解它应该放在什么地方，能不能使整个系统处于平衡状态，不行再继续判断7.如图所示，六面体真空盒置于水平面上，它的 ABCD 面与 EFGH 面为金属板，其他面为绝缘材料。 ABCD 面带正电， EFGH 面带负电。从小孔 P
9、沿水平方向以相同速度射入三个质量相同的带正电液滴 A、 B、 C，最后分别落在 1、2、3 三点。则下列说法正确的是( )A. 三个液滴在真空盒中都做平抛运动B. 三个液滴的运动时间不一定相同5C. 三个液滴落到底板时的速率相同D. 液滴 C 所带电荷量最多【答案】D【解析】A三个液滴具有水平速度，但除了受重力以外，还受水平方向的电场力作用，不是平抛运动，故 A 错误；B在竖直方向上三个液滴都做自由落体运动，下落高度又相同，运动时间必须相同，故 B错误；C因为重力做功相同，而电场力对液滴 做功最多，它落到底板时的速率最大，故 C 错误；CD在相同的运动时间内，液滴 水平位移最大，说明它在水平方
10、向的加速度最大，它受到C的电势力最大，根据 可知电荷量也最大，故 D 正确F=qE故选 D。【点睛】真空盒内有水平向右的电场，正电荷在电场中受到向右的电场力，不可能做平抛运动；根据液滴的受力情况，运用运动的分解法，由牛顿第二定律和运动学公式结合进行分析。8.地面附近处的电场的电场线如图所示,其中一条方向竖直向下的电场线上有 a、 b 两点,高度差为 h。质量为 m、电荷量为- q 的检验电荷，从 a 点由静止开始沿电场线运动，到 b 点时速度为 。下列说法中正确的是( )ghA. 质量为 m、电荷量为+ q 的检验电荷，从 a 点由静止起沿电场线运动到 b 点时速度为 2ghB. 质量为 m、
11、电荷量为+2 q 的检验电荷，从 a 点由静止起沿电场线运动到 b 点时速度为2ghC. 质量为 m、电荷量为-2 q 的检验电荷，从 a 点由静止起沿电场线运动到 b 点时速度仍为gh6D. 质量为 m、电荷量为-2 q 的检验电荷，在 a 点由静止开始释放，点电荷将沿电场线在a、 b 两点间来回运动【答案】D【解析】【详解】A、从 a 到 b 的过程中，运用动能定理，对 q 有： ，对于 q 有：mghUq=12mv21，两式相加化简得 ，故 A 错误；mgh+Uq=12mv22 v2=4ghv21=4ghgh=3ghB、对+2 q 运用动能定理： ，联立解得 ，故 B 错误；mgh+2U
12、q=12mv23 v3=2(3ghv21)=2ghC. 对2 q 运用动能定理： ，联立解得 ，故 C 错误；mgh2Uq=12mv24 v4=2(v21gh)=0D、由以上分析可知，电荷量为-2 q 的检验电荷，到达 b 点时，速度为零，说明电场力大于重力，故接下来向上运动，根据电场线的分布可知，越向上，电场力越小，最终会小于重力，当速度减为零后，又会向下运动，如此往复，故 D 正确；故选 D。【点睛】粒子在电场力与重力共同做功下，导致重力势能、电势能与动能间相互转化，但它们的之和不变；电场力做功，导致电势能变化，重力做功，导致重力势能变化。9.关于电动势，下列说法正确的是( )A. 电源两
13、极间的电压等于电源电动势B. 电动势越大的电源，将其他形式的能转化为电能就越多C. 电源电动势的数值等于内、外电压之和D. 电源电动势由电源本身决定，与外电路的组成无关【答案】CD【解析】【分析】电动势是描述电源把其它形式的能量转化为电能本领的物理量；电源电动势等于电源没有接入电路前两极间的电压，等于电路内外电压之和；【详解】A、电源没有接入电路时两极间的电压等于电源电动势，在闭合电路中电源两极间的电压是路端电压，电源电动势的数值等于内、外电压之和，故 A 错误，C 正确；B、电动势越大的电源，将其他形式的能转化为电能的本领越大，但不是将其他形式的能转化为电能就越多，故 B 错误；7D、电动势
14、是描述电源把其它形式的能量转化为电能本领的物理量，大小由电源本身决定，与外电路的组成无关，故 D 正确。【点睛】本题考查了电动势的概念、电源工作时能量的转化等问题，重点掌握电动势的物理意义，需要熟练掌握基础知识即可正确解题。10.如图所示，在区域 I 和区域 II 内分别存在着与纸面垂直的匀强磁场，一带电粒子沿着弧线 apb 由区域 I 运动到区域 II已知圆弧 ap 与圆弧 pb 的弧长之比为 21，下列说法正确的是( )A. 粒子在区域 I 和区域 II 中的速率之比为 21B. 粒子通过圆弧 ap、 pb 的时间之比为 21C. 圆弧 ap 与圆弧 pb 对应的圆心角之比为 21D. 区
15、域 I 和区域 II 的磁场方向相反【答案】BD【解析】由于洛伦兹力不做功，所以粒子在两个磁场中的运动速度大小不变，即粒子在区域 I 和区域 II 中的速率之比为 1：1，A 错误；根据 ，v 相同，则时间之比等于经过的弧长之比，t=lv即粒子通过圆弧 ap、pb 的时间之比为 2：1，B 正确；圆心角 ， ，由于磁场的磁=lr r=mvqB感应强度之比不知，故半径之比无法确定，则转过的圆心角之比无法确定，故 C 错误；根据曲线运动的条件，可知洛伦兹力的方向与运动方向的关系，再由左手定则可知，两个磁场的磁感应强度方向相反，故 D 正确；故选 BD点睛：此题考查粒子在洛伦兹力作用下做匀速圆周运动
16、，掌握半径与周期公式，理解运动时间与圆心角及周期关系，同时知道洛伦兹力对粒子不做功11.四个电荷量大小相同的点电荷位于正方形四个角上，电性与各点电荷附近的电场线分布如图所示ab、cd 分别是正方形两组对边的中垂线，O 为中垂线的交点，P、Q 分别为ab、cd 上的两点，OPOQ，下列说法中正确的是（ ）A. P、Q 两点电势相等，场强也相同8B. P 点的电势比 M 点的高C. PM 两点间的电势差大于 QM 间的电势差D. 带负电的试探电荷在 Q 点时比在 M 点时电势能小【答案】BD【解析】【详解】A、电场线的疏密表示场强的大小，电场线越密，电场强度越大，根据图象知 P 点的电场强度比 Q
17、 点的小。根据电场线与等势面垂直，可知 ab 与 cd 是两条等势线，则 P 与O 的电势相等， Q 与 O 的电势也相等，所以 P、 Q 两点的电势相等;故 A 错误.B、 ab 连线上各点的电势相等， M 点比 ab 连线上各点的电势低，则 M 点的电势比 P 点的低;故 B 正确.C、由于 P、 Q 两点电势相等，所以 PM 两点间的电势差等于 QM 间的电势差;故 C 错误.D、 P、 Q 两点的电势相等，则 Q 点的电势高于 M 点的电势，而负电荷在电势高处电势能小，所以带负电的试探电荷在 Q 点的电势能比在 M 点小;故 D 正确.故选 BD.【点睛】本题的关键要掌握电场线的分布情
18、况，理解电场的叠加原理，掌握电场线的两个物理意义：电场线的疏密表示场强的大小，电场线方向表示电势的高低12.如图所示，一个内壁光滑的绝缘细直管竖直放置在管子的底部固定一电荷量为 Q 的正点电荷在距离底部点电荷为 h2的管口 A 处，有一电荷量为 q、质量为 m 的点电荷由静止释放，在距离底部点电荷为 h1的 B 处速度恰好为零现让一个电荷量为 q、质量为 3m 的点电荷仍在 A 处由静止释放，已知静电力常量为 k，重力加速度为 g，则该点电荷运动过程中（ ）A. 速度最大处与底部点电荷的距离是 2kQq3mg9B. 速度最大处与底部点电荷的距离是kQq3mgC. 运动到 B 处的速度是233g
19、(h2h1)D. 运动到 B 处的速度是133g(h2h1)【答案】BC【解析】当点电荷的质量为 m 时，则在下落过程中受重力和电库仑力，下落到 B 点时速度为零，由动能定理可得： ，即 ，当点电荷的质量变为 3m 时，下mg(h2h1)+WE=0 WE=mg(h2h1)落到 B 点时库仑力不变，故库仑力做功不变，由动能定理得，解得 ；当重力等于库仑力时，合3mg(h2h1)+WE=2mg(h2h1)=123mv2 v=233g(h2h1)力为零，此时速度最大， ，解得 ，F库 =kQqr2=3mg r= kQq3mg故 BC 正确，AD 错误，故选 BC.【点睛】由题意可知，电荷在下落过程中
20、受重力、库仑力，由动能定理可得出两力做功的关系；同理可应用动能定理求出当质量变化时 B 点的速度；通过对过程的分析可得出速度最大处的位置；并通过电场力做功的正负，来判定电势能增加还是降低二、实验题13.某同学设计如图所示电路研究电源电流和内电压的关系，用伏特表测内电压 U，用电流表测电流 I，通过活塞改变内电阻 r，做出如图所示 U-I 图线。若电池的电动势为 E，外电路阻值 R 一定，则 UM=_，斜率 k=_。 U 随 I 变化的表达式为_， IM表示 r 趋近_（选“无限大”或“0” ）的电流且 IM=_。 （用 E、 R、 U、 I、 r 表示）（2）如图所示为欧姆表原理示意图，电流表
21、满偏电流 3mA，变阻器 R0电阻调节范围为05000 ，内部电源标称值为 6V，但实际电动势为 5.4V，且内阻增大，但仍能调零，调零后测得电阻读数比实际值_（填“偏大” 、 “偏小” ） 。10【答案】 (1). （1） E (2). R (3). U=E-IR (4). 0 (5). (6). ER（2）偏大【解析】（1）根据闭合电路欧姆定律可知，内压 U=E-IR，则可知图象与纵坐标的交点为电源的电动势；故 UM=E；图象的斜率表示外电阻 R；图象与横坐标交点表示内电压为零，故说明内阻为零；此时电流 ；I=ER（2）欧姆表内阻 ，电流表满偏电流 Ig不变，电源电动势 E 变小，则欧姆表
22、总内阻要R=EIg变小，由闭合电路欧姆定律可得： ，R 测 = -R，由于内阻 R 变小，则待测电阻阻值I=ER+R测 EIR 测 偏大，电池内阻增大，故 R0的阻值调零时一定偏小，所以测量电阻读数比实际值大.14.如图所示，一半径为 R 的光滑圆环，竖直放在水平向右的匀强电场中，匀强电场的电场强度大小为 E环上 a、c 是竖直直径的两端，b、d 是水平直径的两端，质量为 m 的带电小球套在圆环上，并可沿环无摩擦滑动，已知小球自 a 点由静止释放，沿 abc 运动到 d 点时速度恰好为零，可得小球所受重力_（选填“大于” 、 “小于”或“等于” ）带电小球所受的静电力。小球在_（选填“a” 、
23、 “b”、 “c”或“d” ）点时的电势能最小。【答案】 (1). 等于 (2). b【解析】根据动能定理，从 a 到 d 过程，有：mgR-qER=0，解得：qE=mg，即电场力与重力大小相等，故重力场和电场的复合场中的最低点在 bc 段圆弧的中点处，小球运动此处时动能最大；根据功能关系，除重力外其余力做功等于机械能的增加量；小球受到重力、电场力和环的弹力作用，弹力沿径向，速度沿着切向，故弹力一直不做功，除重力外只有电场力做功，11由于电场力水平向左，故运动到 b 点时，电场力做的功最多，机械能增量最大，电势能最小.15.一平行板电容器板长为 ，两板间距离为 d 将其倾斜放置，如图所示，两板
24、间形成一匀强电场。现有一质量为 m， 电量为 + 的油滴以初速度 v自左侧下板边缘处水平进入两板之间，沿水平方向运动并恰从右侧上板边缘处离开电场那么，两板间电势差的大小为_.【答案】 ；mgdL2+d2/QL【解析】【分析】微粒在电场中受到重力和电场力，而做直线运动，电场力与重力的合力方向与速度方向在同一直线上，否则就做曲线运动根据几何关系求出电场强度，再根据 U=Ed 求解电势差。【详解】微粒在电场中受到重力和电场力，而做直线运动，电场力与重力的合力方向与速度方向在同一直线上，所以电场力方向必定垂直极板向上，则cos=mgEQ解得： E= mgQ LL2+d2两板间电势差的大小 U=Ed=
25、。mgdQ LL2+d2=mgdL2+d2QL【点睛】本题是带电粒子在电场中运动的问题，关键是分析受力情况，判断出粒子做匀加速直线运动，根据几何关系求出电场强度。三、计算题16.如图所示电路中，电源电动势 E12V，内电阻 r1.0，电阻 R19.0， R215，电流表 A 的示数为 0.4A，求电阻 R3的阻值和它消耗的电功率12【答案】电阻 R3的阻值为 30，它消耗的电功率为 1.2W【解析】R2两端电压为： U2=I2R2=0.415V=6V内阻 r 及 R1两端电压为： U=E-U2=12V-6V=6V干路中电流为： I=Ur+R1= 61+9A=0.6AR3中电流为： I3=I-I
26、2=0.6A-0.4A=0.2AR2和 R3并联，电压相等即 U2=U3=6VR3阻值为： R3=U3I3=60.2=30R3功率为： P3=U3I3=60.2W=1.2W【点睛】对于直流电路的计算问题，关键理清电路结构，然后结合串并联电路电流与电压的关系、闭合电路欧姆定律列式求解17.两物块 A、B 用轻弹簧相连，质量均为 2 kg，初始时弹簧处于原长，A、B 两物块都以v6 m/s 的速度在光滑的水平地面上运动，质量 4 kg 的物块 C 静止在前方，如图所示B与 C 碰撞后二者会粘在一起运动则在以后的运动中：（1）当弹簧的弹性势能最大时，物块 A 的速度为多大？（2）系统中弹性势能的最大
27、值是多少？【答案】 （1） （2）12J3m/s【解析】（1）当 A、B、C 三者的速度相等时弹簧的弹性势能最大由 A、B、C 三者组成的系统动量守恒， （m Am B）v（m Am Bm C）v ABC解得 vABC m/s3 m/s（2）B、C 碰撞时 B、C 组成的系统动量守恒，设碰后瞬间 B、C 两者速度为 vBC，13则 mBv（m Bm C）v BC，v BC m/s2 m/s设物块 A、B、C 速度相同时弹簧的弹性势能最大为 Ep，根据能量守恒Ep （m Bm C） mAv2 （m Am Bm C） （24）22J 262J （224）3 2J12 J18.如图所示，质量 m5.
28、010 -8千克的带电粒子，以初速 v0=2m/s 的速度从水平放置的平行金属板 A、 B 的中央，水平飞入电场，已知金属板长 0.1m，板间距离 d210 -2m，当UAB=1000V 时，带电粒子恰好沿直线穿过电场，若两极板间的电势差可调，要使粒子能从两板间飞出， UAB的变化范围是多少?( g 取 10m/s2)【答案】 200VUAB1800V【解析】试题分析：（1）当 UAB=103V 时，带电粒子恰能做匀速直线运动，则有 Eq=qU/d=mg得 q =mgd/U=11011 C。（2）当微粒正好从 B 出去，带电粒子在电场中受到竖直向上的电场力和竖直向下的重力，在电场中做类平抛运动
29、，有水平方向 L=v 0t1竖直方向 d/2=a1t12/2 mgqU 1/d=ma1联立、代入数据得 U1=200V。（3）当粒子正好从 A 出去，带电粒子在电场中受到竖直向上的电场力和竖直向下的重力，在电场中做类平抛运动，水平方向 L=v0t2竖直方向 d/2=a2t22/2 qU2/dmg =ma 2联立、代入数据得 U2=1800V。综上所述，AB 间电压在 200V，1800V 之间考点：带电粒子在电场中的偏转。1419.如图所示，连接在电路中的电阻大小分别为 , ,电容器的电容为R1=R2=6R3=R4=2,电流表的内阻不计.若电路中接入电动势 E=3V、内阻 的直流电源，则闭合开
30、关30F r=1S，待电路稳定后，试求：（1）电路稳定后电流表的示数；（2）电路稳定后电容器两端的电压；（3）在断开电源时通过 的电荷量【答案】 （1）0.6A；（2）1.2V；（3）1.810 -5C；【解析】（1）由于闭合开关 S，待电路稳定后 R1、R 2被短路，电容器支路断路，故由闭合电路欧姆定律得：由于闭合开关 S，待电路稳定后 R1、R 2中均无电流通过，即 R1、R 2两端的电压都为零，即：故电容器两端的电压 再断开电源后，电容器通过电阻 R1、R 2、R 3进行放电.由于放电电路为 R1、R 2并联后再与R3串联，故通过 R1的电荷量为电容器带电荷量的一半. 而原来电容器所带的电荷量 故通过 R1的电荷量
