甘肃省庆阳市孟坝中学学年高二上学期期中物.docx
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甘肃省庆阳市孟坝中学学年高二上学期期中物
2016-2017学年甘肃省庆阳市孟坝中学高二（上）期中物理试卷
一、选择题（每小题分，共分）
1．下面关于点电荷的说法正确的是（ ）
A．点电荷是带电荷量很小的带电体
B．带电体体积很大时不能看成点电荷
C．点电荷的带电荷量可能是2.56×10﹣20C
D．大小和形状对作用力影响可以忽略的带电体可看做点电荷
2．真空中有相距为r的两个点电荷A、B，它们之间相互作用的静电力为F，如果将A的带电量增加到原来的4倍，B的带电量不变，要使它们的静电力变为
，则它们的距离应当变为（ ）
A．16rB．4rC．2
rD．2r
3．如图所示，M、N为两个等量同种电荷，在其连线的中垂线上的P点放一静止的点电荷q（负电荷），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，速度越来越大
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
4．在电场中A、B两点间的电势差为UAB=75V，B、C两点间的电势差为UBC=﹣200V，则A、B、C三点电势高低关系为（ ）
A．φA＞φB＞φCB．φA＜φC＜φBC．φC＞φA＞φBD．φC＞φB＞φA
5．下列公式适用于任何电场的是（ ）
A．W=qEdB．U=EdC．E=
D．E=k
6．一带负电荷的质点，在电场力作用下沿曲线abc从a运动到c，已知质点的速率是递减的．关于b点电场强度E的方向，下列图示中可能正确的是（虚线是曲线在b点的切线）（ ）
A．
B．
C．
D．
7．如图所示，平行板电容器的两个极板与水平地面成一角度，两极板与一直流电源相连．若一带电粒子恰能沿图中所示水平直线通过电容器，则在此过程中，该粒子（ ）
A．所受重力与电场力平衡B．电势能逐渐增加
C．动能逐渐增加D．做匀变速直线运动
8．如图所示，当滑动变阻器的活动触点P向上滑动时，则（ ）
A．A灯和B灯均变亮B．A灯和B灯均变暗
C．A灯变亮，B灯变暗D．A灯变暗，B灯变亮
9．如图所示，在水平放置的光滑金属板正上方有一带正电的点电荷Q，另一表面绝缘，带正电的金属小球（可视为质点，且不影响原电场），自左以初速度V0在金属板上向右运动，在运动的过程中（ ）
A．小球先减速运动，后加速运动
B．小球一直做匀速直线运动
C．合电场对小球的作用力为0
D．合电场对小球做的功为0
10．如图所示，Oxy坐标系中，将一负检验电荷Q由y轴上a点移至x轴上b点时，需克服静电力做功W；若从a点移至x轴上c点时，也需克服静电力做功W，那么关于此空间存在的静电场可能是（ ）
A．存在电场强度方向沿y轴负方向的匀强电场
B．存在电场强度方向沿y轴正方向的匀强电场
C．处于第I象限某一位置的正点电荷形成的电场
D．处于第IV象限某一位置的负点电荷形成的电场
二、实验探究题（）
11．用控制变量法，可以研究影响电荷间相互作用力的因素．如图所示，O是一个固定于绝缘支架上的带电物体，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时所受静电力的大小，通过调节细线的长度，使小球和带电物体始终在同一水平面内，则小球与带电物体间作用力的大小可以通过丝线偏离竖直方向的角度θ显示出来．若物体O带的电荷量用Q表示，小球的带电荷量用q表示，物体与小球间的距离用d表示，物体和小球之间的静电力大小用F表示．则以下对该实验现象的判断，正确的是（ ）
A．保持Q、q不变，增大d，则θ一定变大
B．保持Q、q不变，减小d，则θ一定变大
C．保持Q、d不变，减小q，则θ一定变小
D．保持q、d不变，减小Q，则θ一定变小
12．某物理学习小组要描绘一只小灯泡（2.5V0.5A）的伏安特性曲线，用到的器材有：
电源E（电动势为3．OV内阻不计），电压表V（量程为O～3．OV，内阻约为2kΩ），电流表A（量程为O～0.6A，内阻约为1Ω），滑动变阻器R（最大阻值10Ω），导线和开关等．
（1）将实验电路图画在图1方框中（要求尽量减小误差）．
（2）下表中的各组数据是此学习小组在实验中测得的，根据表格中的数据在图2方格纸上绘出该小灯泡的伏安特性曲线．
U（V）
0
0.5
1
1.5
2.0
2.5
I（A）
0
0.17
0.30
0.39
0.45
0.49
（3）由图象可知，该小灯泡灯丝温度升高时，电阻 （填“变大”或“变小”）．
三、计算题
13．如图所示，平行板电容器两极板M，N分别带等量异种电荷，其中N板接地，现将电荷量q=﹣5×10﹣6C的点电荷从A点移到M板，共克服电场力做功W=1×10﹣3J，若把该点电荷从A点移到N板，电场力做正功为5×10﹣4J，则
（1）A点的电势？
（2）两极板间的电势差？
14．在世界光伏市场的强力拉动下，中国太阳能电池制造业通过引进、消化、吸收和创新，获得了长足的发展，现测得一太阳能电池板开路时的路端电压为800mV．若将此电池板与一阻值为20Ω的电阻器连成一个闭合电路，则它的路端电压降为400mV．求太阳能电池板的电动势E和内阻r．
15．如图所示，有一个表头G，满偏电流Ig=500mA，内阻Rg=200Ω，用它改装为有1A和10A两种量程的电流表，求R1、R2的阻值各为多大？
16．如图所示，一对平行金属板相距d=2cm，两板间有方向竖直向下的匀强电场，电场强度的大小E=1.6×103V/m，下极板接地（电势为零）．A点距下板为h1=1.5cm，B点距下板为h2=0.5cm，已知电子电荷量为e=﹣1.6×10﹣19C．
（1）求两金属板之间电势差的绝对值及A、B两点的电势
（2）将一个电子从A点移到B点，电场力做的功为多少？
电子的电势能是增加还是减少？
17．如图所示，质量为m，电荷量为+q的小球从距地面一定高度的O点，以初速度v0沿着水平方向抛出，已知在小球运动的区域里，存在着一个与小球的初速度方向相反的匀强电场，如果测得小球落地时的速度方向恰好是竖直向下的，且已知小球飞行的水平距离为L，求：
（1）电场强度E为多大？
（2）小球落地点A与抛出点O之间的电势差为多大？
（3）小球落地时的动能为多大？
2016-2017学年甘肃省庆阳市孟坝中学高二（上）期中物理试卷
参考答案与试题解析
一、选择题（每小题分，共分）
1．下面关于点电荷的说法正确的是（ ）
A．点电荷是带电荷量很小的带电体
B．带电体体积很大时不能看成点电荷
C．点电荷的带电荷量可能是2.56×10﹣20C
D．大小和形状对作用力影响可以忽略的带电体可看做点电荷
【考点】元电荷、点电荷．
【分析】点电荷是没有大小的带电体，是一种理想模型，实际的带电体（包括电子、质子等）都有一定大小，都不一定能看成点电荷．当电荷间距离大到可认为电荷大小、形状不起什么作用时，可把电荷看成点电荷．
【解答】解：
A、点电荷是将带电物体简化为一个带电的点，是一种理想化的模型，与其体积的大小无关，实际的带电体（包括电子、质子等）都有一定大小，都不一定能看成点电荷．故A错误．
B、点电荷是将带电物体简化为一个带电的点，物体能不能简化为点，不是看物体的绝对大小，而是看物体的大小对于两个电荷的间距能不能忽略不计，故体积大的带电体有时也可以看成点电荷，故B错误；
C、点电荷的带电荷量一定是1.6×10﹣19C的整数倍，故C错误；
D、点电荷是将带电物体简化为一个带电的点，当带电体的大小和形状对作用力影响可以忽略的带电体可看做点电荷，故D正确．
故选：
D
2．真空中有相距为r的两个点电荷A、B，它们之间相互作用的静电力为F，如果将A的带电量增加到原来的4倍，B的带电量不变，要使它们的静电力变为
，则它们的距离应当变为（ ）
A．16rB．4rC．2
rD．2r
【考点】库仑定律．
【分析】对于这两种情况下分别根据库仑定律列方程即可求解．
【解答】解：
当距离为r时有F=k
①
当距离变化后依据题意有
=k
②
联立①②可得R=4r
所以选B．
3．如图所示，M、N为两个等量同种电荷，在其连线的中垂线上的P点放一静止的点电荷q（负电荷），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，速度越来越大
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
【考点】电场的叠加；电场强度．
【分析】M、N为两个等量的正点电荷，其连线中垂线上电场强度方向O→P，负点电荷q从P点到O点运动的过程中，电场力方向P→O，速度越来越大．但电场线的疏密情况不确定，电场强度大小变化情况不确定，则电荷所受电场力大小变化情况不确定，加速度变化情况不确定．越过O点后，负电荷q做减速运动，点电荷运动到O点时加速度为零，速度达最大值，加速度变化情况同样不确定．
【解答】解：
A、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、越过O点后，负电荷q做减速运动，速度越来越小，同理加速度的大小无法确定．故D错误．
故选：
C．
4．在电场中A、B两点间的电势差为UAB=75V，B、C两点间的电势差为UBC=﹣200V，则A、B、C三点电势高低关系为（ ）
A．φA＞φB＞φCB．φA＜φC＜φBC．φC＞φA＞φBD．φC＞φB＞φA
【考点】电势差．
【分析】本题根据电势差与电势的关系：
UAB=φA﹣φB，UBC=φB﹣φC，UAC=UAB+UBC，即可判断三点电势的高低关系．
【解答】解：
由题意，UAB=φA﹣φB=75V，则得：
φA＞φB；
UBC=φB﹣φC=﹣200V，则得：
φB＜φC；
又UAC=UAB+UBC=（75﹣200）V=﹣125V，则得：
φA＜φC；
故有：
φC＞φA＞φB；故ABD错误，C正确．
故选：
C．
5．下列公式适用于任何电场的是（ ）
A．W=qEdB．U=EdC．E=
D．E=k
【考点】电势能．
【分析】分别分析每个公式的适用范围，即可作出选择．
【解答】解：
A、公式W=qEd，用来计算匀强电场中电场力做功，所以只适用于匀强电场，故A错误．
B、公式U=Ed是匀强电场中电势差与电场强度的关系公式，只适用于匀强电场，故B错误．
C、公式E=
是电场强度的定义式，运用比值法定义，适用于任何电场，故C正确．
D、公式E=k
是点电荷场强公式，只适用点电荷的电场，故D错误．
故选：
C．
6．一带负电荷的质点，在电场力作用下沿曲线abc从a运动到c，已知质点的速率是递减的．关于b点电场强度E的方向，下列图示中可能正确的是（虚线是曲线在b点的切线）（ ）
A．
B．
C．
D．
【考点】电场强度；曲线运动．
【分析】根据物体做曲线运动的条件和受力特点分析电荷受的电场力方向，再由负电荷所受的电场力方向与场强方向相反进行选择．
【解答】解：
A、电荷做曲线运动，电场力与速度方向不在同一直线上，应指向轨迹弯曲的内侧，不可能沿轨迹的切线方向，则场强也不可能沿轨迹的切线方向．故A错误．
B、负电荷所受的电场力方向与场强方向相反，图中电场力方向与速度方向的夹角为锐角，电场力做正功，电荷的速率增大，与题不符．故B错误．
C、图中场强方向指向轨迹的内侧，则电场力指向轨迹的外侧，电荷的轨迹应向上弯曲，不可能沿如图的轨迹运动．故C错误．
D、图中场强方向指向轨迹的外侧，则电场力指向轨迹的内侧，而且电场力方向与电荷的速度方向成钝角，电场力做负功，电荷的速率减小，符合题意．故D正确．
故选D
7．如图所示，平行板电容器的两个极板与水平地面成一角度，两极板与一直流电源相连．若一带电粒子恰能沿图中所示水平直线通过电容器，则在此过程中，该粒子（ ）
A．所受重力与电场力平衡B．电势能逐渐增加
C．动能逐渐增加D．做匀变速直线运动
【考点】带电粒子在匀强电场中的运动．
【分析】带电粒子在场中受到电场力与重力，根据粒子的运动轨迹，结合运动的分析，可知电场力垂直极板向上，从而可确定粒子的运动的性质，及根据电场力做功来确定电势能如何变化．
【解答】解：
A、根据题意可知，粒子做直线运动，则电场力与重力的合力与速度方向反向，粒子做匀减速直线运动，因此A错误，D正确；
B、由A选项分析可知，电场力做负功，则电势能增加，故B正确；
C、因电场力做负功，则电势能增加，导致动能减小，故C错误；
故选：
BD
8．如图所示，当滑动变阻器的活动触点P向上滑动时，则（ ）
A．A灯和B灯均变亮B．A灯和B灯均变暗
C．A灯变亮，B灯变暗D．A灯变暗，B灯变亮
【考点】闭合电路的欧姆定律．
【分析】当滑动变阻器的滑动触点向上移动时，变阻器接入电路的电阻增大，外电路总电阻增大，由欧姆定律分析总电流和路端电压的变化，再分析流过变阻器电流的变化，来判断灯泡B的亮度变化情况．
【解答】解：
当滑动变阻器的滑动触点向上端移动时，变阻器接入电路的电阻增大，外电路总电阻R增大，由闭合电路欧姆定律可得总电流I减小，路端电压U=E﹣Ir增大，故灯泡A变亮，通过灯泡A的电流IA变大；故通过电阻R1的电路I′=I﹣IA减小；电阻R2的电压U2=U﹣IA（r+R1）增大，流过电阻R2的电流I2增大，则流过灯泡B的电流IB=I′﹣I2减小，故灯泡B变暗；
故选：
C．
9．如图所示，在水平放置的光滑金属板正上方有一带正电的点电荷Q，另一表面绝缘，带正电的金属小球（可视为质点，且不影响原电场），自左以初速度V0在金属板上向右运动，在运动的过程中（ ）
A．小球先减速运动，后加速运动
B．小球一直做匀速直线运动
C．合电场对小球的作用力为0
D．合电场对小球做的功为0
【考点】库仑定律；牛顿第二定律．
【分析】金属板在Q的电场中产生静电感应现象，达到静电平衡时，金属板是一个等势体，表面是一个等势面，表面的电场线与表面垂直．分析小球的受力情况，确定其运动情况，判断电场力是否做功．
【解答】解：
金属板在Q的电场中达到静电平衡时，金属板是一个等势体，表面是一个等势面，表面的电场线与表面垂直，小球所受电场力与金属板表面垂直，在金属板上向右运动的过程中，由于电场力与小球的速度方向垂直，电场力对小球不做功，根据动能定理得知，小球的动能不变，速度不变，所以小球做匀速直线运动．故AC错误，BD正确．
故选：
BD．
10．如图所示，Oxy坐标系中，将一负检验电荷Q由y轴上a点移至x轴上b点时，需克服静电力做功W；若从a点移至x轴上c点时，也需克服静电力做功W，那么关于此空间存在的静电场可能是（ ）
A．存在电场强度方向沿y轴负方向的匀强电场
B．存在电场强度方向沿y轴正方向的匀强电场
C．处于第I象限某一位置的正点电荷形成的电场
D．处于第IV象限某一位置的负点电荷形成的电场
【考点】电势差与电场强度的关系；电场强度．
【分析】将一负检验电荷Q由y轴上的a点移至x轴上的b点时，需克服电场力做功W，说明了a点的电势高于b点的电势；若将q从a点移至x轴上c点时，也需克服电场力做功W．说明了bc两点具有相同的电势．在题目给出的四个选项中，符合以上两点条件的电场即为可能的静电场．
【解答】解：
由题意，符合条件的电场应满足：
a点的电势高于b、c点的电势；b、c两点电势相等．
A、在沿y轴负方向的匀强电场中，a点的电势高于b、c点的电势；b、c两点电势相等，满足条件，故A正确；
B、在沿y轴正方向的匀强电场中，a点的电势低于b、c点的电势；b、c两点电势相等，不满足条件，故B错误；
C、处于第I象限某一位置的正点电荷形成的电场中，当点电荷的位置在bc连线的中垂线上，且点电荷到a的距离小于到bc的距离时，满足以上的条件，故C正确；
D、处于第Ⅳ象限某一位置的负点电荷形成的电场，当点电荷的位置在bc连线的中垂线上，满足以上的条件，故D正确．
故选：
ACD
二、实验探究题（）
11．用控制变量法，可以研究影响电荷间相互作用力的因素．如图所示，O是一个固定于绝缘支架上的带电物体，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时所受静电力的大小，通过调节细线的长度，使小球和带电物体始终在同一水平面内，则小球与带电物体间作用力的大小可以通过丝线偏离竖直方向的角度θ显示出来．若物体O带的电荷量用Q表示，小球的带电荷量用q表示，物体与小球间的距离用d表示，物体和小球之间的静电力大小用F表示．则以下对该实验现象的判断，正确的是（ ）
A．保持Q、q不变，增大d，则θ一定变大
B．保持Q、q不变，减小d，则θ一定变大
C．保持Q、d不变，减小q，则θ一定变小
D．保持q、d不变，减小Q，则θ一定变小
【考点】库仑定律．
【分析】根据库仑定律公式F=
判断物体与小球之间的作用力F与什么因素有关．丝线偏离竖直方向的角度θ越大，则作用力越大．
【解答】解：
A、保持Q、q不变，根据库仑定律公式F=
，增大d，库仑力变小，则θ变小，减小d，库仑力变大，则θ变大．故A错误、B正确．
C、保持Q、d不变，减小q，据库仑定律公式F=
，则库仑力变小，θ变小．故C正确．
D、保持q、d不变，减小Q，根据库仑定律公式F=
，则库仑力变小，θ变小．故D正确．
故选：
BCD
12．某物理学习小组要描绘一只小灯泡（2.5V0.5A）的伏安特性曲线，用到的器材有：
电源E（电动势为3．OV内阻不计），电压表V（量程为O～3．OV，内阻约为2kΩ），电流表A（量程为O～0.6A，内阻约为1Ω），滑动变阻器R（最大阻值10Ω），导线和开关等．
（1）将实验电路图画在图1方框中（要求尽量减小误差）．
（2）下表中的各组数据是此学习小组在实验中测得的，根据表格中的数据在图2方格纸上绘出该小灯泡的伏安特性曲线．
U（V）
0
0.5
1
1.5
2.0
2.5
I（A）
0
0.17
0.30
0.39
0.45
0.49
（3）由图象可知，该小灯泡灯丝温度升高时，电阻 变大 （填“变大”或“变小”）．
【考点】描绘小电珠的伏安特性曲线．
【分析】
（1）明确实验原理和实验要求，从而确定对应的电路接法；
（2）根据描点法可得出对应的I﹣U图象；
（3）明确I﹣U图象的性质，知道图象的斜率表示电阻的倒数，
【解答】解：
（1）本实验要求电压从零开始调节，故应采用滑动变阻器分压接法，同时因为灯泡内阻较小，故应采用电流表外接法；原理图如图所示；
（2）根据给出的数据利用描点法可得出对应的图象如图所示；
（3）I﹣U图象的斜率表示电阻的倒数，由图可知，图象斜率越来越小，则说明电阻越来越大；则说明灯泡电阻随温度的增大而增大
故答案为：
（1）如图所示；
（2）如图所示；（3）变大
三、计算题
13．如图所示，平行板电容器两极板M，N分别带等量异种电荷，其中N板接地，现将电荷量q=﹣5×10﹣6C的点电荷从A点移到M板，共克服电场力做功W=1×10﹣3J，若把该点电荷从A点移到N板，电场力做正功为5×10﹣4J，则
（1）A点的电势？
（2）两极板间的电势差？
【考点】匀强电场中电势差和电场强度的关系；电势能．
【分析】
（1）电场力做功电势能的减小量，求解出电势能后，根据公式φ=
求解电势；
（2）根据公式U=
求解电势差，注意沿着电场线电势降低．
【解答】解：
（1）将电荷量q=﹣5×10﹣6C的点电荷移到N板，电场力做功为5×10﹣4J，故电势能减小5×10﹣4J，在N点电势能为零，故电荷在A点的电势能为5×10﹣4J，故：
φA=
=
=﹣100V
（2）将电荷移到M板，电场力做功为﹣1×10﹣3J，故：
UAM=
=
=200V
故两板间的电势差为：
U=|UAM|+|φA﹣φN|=200V+100V=300V
答：
（1）A点的电势为﹣100V；
（2）两极板间的电势差为300V．
14．在世界光伏市场的强力拉动下，中国太阳能电池制造业通过引进、消化、吸收和创新，获得了长足的发展，现测得一太阳能电池板开路时的路端电压为800mV．若将此电池板与一阻值为20Ω的电阻器连成一个闭合电路，则它的路端电压降为400mV．求太阳能电池板的电动势E和内阻r．
【考点】闭合电路的欧姆定律；电源的电动势和内阻．
【分析】由开路电路等于电源的电动势，求出电动势，再根据欧姆定律求出电源的内阻．
【解答】解：
电源没有接入外电路时，路端电压值等于电动势，则电动势E=800mV
由闭合电路欧姆定律得
该电源与20Ω的电阻连成闭合电路时，电路中电流
I=
=
解得：
r=20Ω
答：
太阳能电池板的电动势800mV和内阻20Ω．
15．如图所示，有一个表头G，满偏电流Ig=500mA，内阻Rg=200Ω，用它改装为有1A和10A两种量程的电流表，求R1、R2的阻值各为多大？
【考点】把电流表改装成电压表．
【分析】把小量程电流表改装成大量程电流表，应并联小电阻，根据并联电路特点与欧姆定律可以求出并联电阻阻值．
【解答】解：
改装为1A电流表时，并联电阻的分流电流为：
IR=I﹣Ig=1﹣500×10﹣3=0.5A，
分流电阻的阻值为：
R1+R2=
=
=200Ω，
改装为10A电流表时：
R2=
=
，
则：
R1=180Ω，R2=20Ω；
答：
R1、R2的阻值分别为180Ω、20Ω．
16．如图所示，一对平行金属板相距d=2cm，两板间有方向竖直向下的匀强电场，电场强度的大小E=1.6×103V/m，下极板接地（电势为零）．A点距下板为h1=1.5cm，B点距下板为h2=0.5cm，已知电子电荷量为e=﹣1.6×10﹣19C．
（1）求两金属板之间电势差的绝对值及A、B两点的电势
（2）将一个电子从A点移到B点，电场力做的功为多少？
电子的电势能是增加还是减少？
【考点】电势能；电势．
【分析】
（1）平行金属极板之间存在匀强电场，由U=Ed求解两金属板之间的电势差大小；下极板接地，电势为零，根据U=Ed求解AB两点电势；
（2）A、B间沿电场方向的距离等于h1﹣h2，由公式W=qEd求解电场力做的功．并由电场力做功的正负来确定电子的电势能的增减．
【解答】解：
（1）两金属板之间的电势差大小：
U=Ed=1.6×103×2×10﹣2V/m=32V
下极板接地，电势为零，则
A点电势∅A=Eh1=1.6×103×0.015=24V，
B点电势∅B=Eh2=1.6×103×0.005=8V
（2）A、B两点间的电势差：
UAB=EdAB=1.6×103×（1.5﹣0.5）×10﹣2V/m=16V
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