安徽省合肥市中汇实验学校学年高二上期中物理试题解析版.docx
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安徽省合肥市中汇实验学校学年高二上期中物理试题解析版
2015-2016学年安徽省合肥市中汇实验学校高二（上）期中物理试卷
一、单项选择题（每题4分，共48分）
1．下述说法正确的是（ ）
A．根据E=
，可知电场中某点的场强与电场力成正比
B．根据E=
，可知点电荷电场中某点的场强与该点电荷的电量Q成正比
C．根据场强叠加原理，可知合电场的场强一定大于分电场的场强
D．电场线就是点电荷在电场中的运动轨迹
2．如图所示，三个完全相同的金属小球a、b、c位于等边三角形的三个顶点上．a和c带正电，b带负电，a所带电量的大小比b的小．已知c受到a和b的静电力的合力可用图中四条有向线段中的一条来表示，它应是（ ）
A．F1B．F2C．F3D．F4
3．如图，用绝缘细线将一个质量为m、带电量为q的小球悬挂在天花板下面，设空间中存在着沿水平方向的匀强电场．当小球静止时把细线烧断，小球将做（ ）
A．自由落体运动
B．曲线运动
C．沿悬线的延长线做匀加速直线运动
D．变加速直线运动
4．关于电势和电势能下列说法中正确的是（ ）
A．在电场中，电势高的地方，电荷在该点具有的电势能就大
B．在电场中，电势高的地方，放在该点的电荷的电量越大，它所具有的电势能也越大
C．在电场中的任何一点上，正电荷所具有的电势能一定大于负电荷具有的电势能
D．在负的点电荷所产生的电场中任何一点上，正电荷所具有的电势能一定小于负电荷所具有的电势能
5．如图所示，M、N两点分别放置两个等量种异电荷，A为它们连线的中点，B为连线上靠近N的一点，C为连线的中垂线上处于A点上方的一点，在A、B、C三点中（ ）
A．场强最小的点是A点，电势最高的点是B点
B．场强最小的点是A点，电势最高的点是C点
C．场强最小的点是C点，电势最高的点是B点
D．场强最小的点是C点，电势最高的点是A点
6．某电场中等势面分布如图所示，图中虚线表示等势面，过a、c两点的等势面电势分别为40V和10V，则a、c连线的中点b处的电势应（ ）
A．肯定等于25VB．大于25VC．小于25VD．可能等于25V
7．如图所示，让平行板电容器带电后，静电计的指针偏转一定角度，若不改变A、B两极板带的电量而减小两极板间的距离，同时在两极板间插入电介质，那么静电计指针的偏转角度（ ）
A．一定减小B．一定增大C．一定不变D．可能不变
8．一个带正电的质点，电量q=2.0×10﹣9C，在静电场中由A点移到B点．在这个过程中，除电场力外，其他力作的功为6.0×10﹣5J，质点的动能增加了8.0×10﹣5J，则a、b两点间的电势差Uab为（ ）
A．3×104VB．1×104VC．4×104VD．7×104V
9．如图所示，平行板电容器经开关S与电池连接，a处有一电荷量非常小的点电荷，S是闭合的，φa表示a点的电势，F表示点电荷受到的电场力．现将电容器的B板向下稍微移动，使两板间的距离增大，则（ ）
A．φa变大，F变大B．φa变大，F变小C．φa不变，F不变D．φa不变，F变小
10．如图所示，电子在电势差为U1的加速电场中由静止开始运动，然后射入电势差为U2的两块平行极板间的电场中，射入方向跟极板平行，整个装置处在真空中，重力可忽略，在满足电子能射出平行板区的条件下，下述四种情况中，一定能使电子的偏转角θ变大的是（ ）
A．U1变大、U2变大B．U1变小、U2变大
C．U1变大、U2变小D．U1变小、U2变小
11．A、B两个小球带同种电荷，放在光滑的绝缘水平面上，A的质量为m，B的质量为2m，它们相距为d，同时由静止释放，在它们距离到2d时，A的加速度为a，则（ ）
A．此时B的加速度为
B．此时B的加速度为
C．此时B的加速度也为aD．此时B的加速度无法确定
12．某电解电容器上标有“25V、470μF”的字样，对此，下列说法正确的是（ ）
A．此电容器只能在直流25V及以下电压才能正常工作
B．此电容器在交流电压的有效值为25V及以下也能正常工作
C．当工作电压是25V时，电容才是470μF
D．这种电容器使用时，不必考虑两个引出线的极性
二、填空题（共18分）
13．真空中有两个相同的金属小球，带电量分别为﹣1.0×10﹣8C和+3.0×10﹣8C，相距r时，相互作用为0.30N，现将两球相接触后再放回原处，则它们之间的相互作用力为 N．
14．在水深超过200m的深海，光线极少，能见度极低，有一种电鳗具有特殊的适应性，能通过自身发出生物电来获取食物并威胁敌害、保护自己．该电鳗的头尾相当于两个电极，它在海水中产生的电场强度达到104N/C时可击昏敌害，身长为50cm的电鳗，在放电时产生的瞬时电压大约可达 V．
15．一个初动能为Ek的电子，垂直电场线飞入平行板电容器中，飞出电容器的动能为2Ek，如果此电子的初速度增至原来的2倍，则当它飞出电容器时的动能变为 Ek．
16．如图所示，有三个质量相等，分别带正电、负电和不带电的粒子，从极板左侧中央以相同的水平速度v先后垂直地射入匀强电场中．分别落在正极板的a、b、c处，粒子所受重力不能忽略，则可知粒子a、b、c三个粒子在电场中的加速度有aa ab ac（填“＞”、“＜”或“=”）；c粒子 ；（填“带正电”、“带负电”或“不带电”）
三、计算题（必须有详细解答过程）
17．（12分）（2015秋•合肥校级期中）在电场中一条电场线上有A、B两点，如图所示．若将一负电荷q=2.0×10﹣7C，从A点移至B点，电荷克服电场力做功4.0×10﹣4J．试求：
（1）电场方向；
（2）A、B两点的电势差UAB为多大？
；哪一点电势高？
（3）求在这一过程中，电荷的电势能改变量？
（4）如在这一电场中有另一点C，已知UAC=500V，若把这一负荷从B移至C电场力做多少功？
是正功还是负功？
18．（10分）（2015秋•合肥校级期中）如图所示，两块长3cm的平行金属板AB相距1cm，并与300V直流电源的两极相连接，ϕA＜ϕB，如果在两板正中间有一电子（m=9×10﹣31kg，e=﹣1.6×10﹣19C），沿着垂直于电场线方向以2×107m/s的速度飞入，则
（1）电子能否飞离平行金属板正对空间？
（2）如果由A到B分布宽1cm的电子带通过此电场，能飞离电场的电子数占总数的百分之几？
19．（12分）（2012秋•江西期末）如图所示，平行金属板长为L，一个带电为+q，质量为m的粒子以初速度v0紧贴上板垂直射入电场，刚好从下板边缘射出，末速度恰与下板成30°角，粒子重力不计．求：
（1）粒子未速度大小；
（2）电场强度；
（3）两极间距离d．
2015-2016学年安徽省合肥市中汇实验学校高二（上）期中物理试卷
参考答案与试题解析
一、单项选择题（每题4分，共48分）
1．下述说法正确的是（ ）
A．根据E=
，可知电场中某点的场强与电场力成正比
B．根据E=
，可知点电荷电场中某点的场强与该点电荷的电量Q成正比
C．根据场强叠加原理，可知合电场的场强一定大于分电场的场强
D．电场线就是点电荷在电场中的运动轨迹
【考点】电场强度；点电荷的场强；电场的叠加．
【专题】电场力与电势的性质专题．
【分析】电场强度是反映电场本身的力的性质的物理量，不能简单从数学理解．E=k
是真空中点电荷Q产生的电场强度的计算式，E与Q成正比．场强的叠加遵守平行四边形定则，合电场的场强与几个分场强效果相同，但大小不一定比分场强大．电场线与运动轨迹不是一回事．
【解答】解：
A、E由电场本身决定，与F、q无关．故A错误．
B、E=k
是真空中点电荷Q产生的电场强度的计算式，E与Q成正比．故B正确．
C、场强的叠加遵守平行四边形定则，合电场的场强与几个分场强效果相同，但不一定比分场强大，也可能相等，也可能比分场强小．故C错误．
D、电场线表示电场的强弱和方向，与电荷的轨迹不一定重合．故D错误．
故选B．
【点评】本题考查对场强两个公式的理解能力，要注意区分试探电荷还是场源电荷，电场强度与场源电荷有关，与试探电荷无关．
2．如图所示，三个完全相同的金属小球a、b、c位于等边三角形的三个顶点上．a和c带正电，b带负电，a所带电量的大小比b的小．已知c受到a和b的静电力的合力可用图中四条有向线段中的一条来表示，它应是（ ）
A．F1B．F2C．F3D．F4
【考点】电场的叠加；库仑定律．
【专题】图析法．
【分析】对c球受力分析，受到a球的静电斥力和b球的静电引力，由于b球的带电量比a球的大，故b球的静电引力较大，根据平行四边形定则可以判断合力的大致方向．
【解答】解：
对c球受力分析，如图
由于b球的带电量比a球的大，故b球对c球的静电引力较大，根据平行四边形定则，合力的方向如图；
故选B．
【点评】本题关键分析出c球受到的各个静电力，然后根据平行四边形定则作图，从图象中可以判断合力的大致方向．
3．如图，用绝缘细线将一个质量为m、带电量为q的小球悬挂在天花板下面，设空间中存在着沿水平方向的匀强电场．当小球静止时把细线烧断，小球将做（ ）
A．自由落体运动
B．曲线运动
C．沿悬线的延长线做匀加速直线运动
D．变加速直线运动
【考点】带电粒子在匀强电场中的运动；力的合成与分解的运用；牛顿第二定律．
【专题】带电粒子在电场中的运动专题．
【分析】对小球受力分析，当把细线烧断后，小球只受到重力和电场力的作用，并且初速度为零，由此来判断小球的运动的情况．
【解答】解：
当把细线烧断后，小球只受到重力和电场力的作用，两个力都是恒力，根据原来小球处于平衡状态，由平衡条件可知，电场力与重力的合力沿绳向下，由于小球的初速度又为零，所以小球将沿着悬线的延长线做匀加速直线运动，故C正确，ABD错误．
故选：
C．
【点评】解决本题的关键要知道：
物体的运动的情况是由受力的情况和初速度，以及它们方向之间的关系决定，对物体受力分析，找出合力与初速度的方向之间的关系即可判断物体的运动的情况．
4．关于电势和电势能下列说法中正确的是（ ）
A．在电场中，电势高的地方，电荷在该点具有的电势能就大
B．在电场中，电势高的地方，放在该点的电荷的电量越大，它所具有的电势能也越大
C．在电场中的任何一点上，正电荷所具有的电势能一定大于负电荷具有的电势能
D．在负的点电荷所产生的电场中任何一点上，正电荷所具有的电势能一定小于负电荷所具有的电势能
【考点】电势能；电势．
【专题】电场力与电势的性质专题．
【分析】要熟练掌握从两个方面判断电势能的高低变化：
一是根据电势的高低利用公式Ep=φq进行判断，二是根据电场力做功判断电势能的变化，电场力做正功，电势能减小，电场力做负功电势能增大．
【解答】解：
A、根据公式Ep=φq可知，正电荷在电势高的地方电势能大，负电荷在电势高的地方电势能小，由于不知电荷的正负，因此无法判断它在电势高的地方电势能的高低，故A错误．
B、若放在同一点的电荷带电量为负值，电荷量大，则其具有电势能小，故B错误；
C、电势能Ep=qφ，在电势小于0的地方，正电荷的电势能为小于0，负电荷的电势能大于0，大于正电荷具有的电势能．故C错误．
D、如果取无穷远处为电势零点，则在负的点电荷所产生的电场中任何一点上，正电荷所具有的电势能一定小于负电荷所具有的电势能．故D正确．
故选：
D．
【点评】电势能是电场中的重要概念，要学会从多个角度进行理解，尤其注意的是电势能的大小和电荷带电量的正负有关．
5．如图所示，M、N两点分别放置两个等量种异电荷，A为它们连线的中点，B为连线上靠近N的一点，C为连线的中垂线上处于A点上方的一点，在A、B、C三点中（ ）
A．场强最小的点是A点，电势最高的点是B点
B．场强最小的点是A点，电势最高的点是C点
C．场强最小的点是C点，电势最高的点是B点
D．场强最小的点是C点，电势最高的点是A点
【考点】电势；电场强度．
【专题】电场力与电势的性质专题．
【分析】根据等量异种电荷电场线的分布去比较场强的大小，以及电势的高低．沿着电场线方向电势降低．
【解答】解：
根据等量异种电荷电场线的分布，知道EB＞EA＞EC，场强最小的是C点．等量异种电荷连线的垂直平分线是一条等势线，知ΦA=ΦC，沿着电场线方向电势逐渐降低，异种电荷间的电场线由正电荷指向负电荷，知ΦB＞ΦA，所以电势最高点是B点．故A、B、D错误，C正确．
故选C．
【点评】解决本题的关键是熟悉等量异种电荷周围电场线的分布以及知道等量异种电荷间连线的垂直平分线是等势线．
6．某电场中等势面分布如图所示，图中虚线表示等势面，过a、c两点的等势面电势分别为40V和10V，则a、c连线的中点b处的电势应（ ）
A．肯定等于25VB．大于25VC．小于25VD．可能等于25V
【考点】等势面；电势．
【专题】电场力与电势的性质专题．
【分析】电场线和等势线垂直，等势线密的地方电场线密，电场线密的地方等势面也密．由此可知是非匀强电场，可用电势差与场强的关系式U=Ed来定性分析电势差的大小．
【解答】解：
因为电场线与等势面垂直，根据等势面的形状可知，电场线从左向右由密变疏，即从a到c，电场逐渐变弱，所以等差等势面也由密变疏．故40V和10V一半的电势10V的等势面应在b点的左边．所以b点的电势应小于25V．
故选C
【点评】根据题意我们还应该知道：
因为过a、c两点的等势面电势分别为40V和10V，又沿着电场线电势降低，故电场线的方向为a→c．此题难度不大，属于基础题．
7．如图所示，让平行板电容器带电后，静电计的指针偏转一定角度，若不改变A、B两极板带的电量而减小两极板间的距离，同时在两极板间插入电介质，那么静电计指针的偏转角度（ ）
A．一定减小B．一定增大C．一定不变D．可能不变
【考点】电容器的动态分析．
【专题】电容器专题．
【分析】静电计测定电容器两板间的电势差，电势差越大，指针的偏转角度越大．由题，平行板电容器带电后电量不变，减小两极板间的距离，同时在两极板间插入电介质后，分析电容的变化，再由电容的定义式分析静电计指针的偏转角度的变化．
【解答】解：
由题，减小两极板间的距离，同时在两极板间插入电介质，根据电容的决定式C=
可知，电容增大，电容器的电量不变，由C=
得知，板间电势差减小，则静电计指针的偏转角度一定减小．故A正确，BCD错误．
故选A
【点评】对电容的定义式和决定式两个公式要熟练掌握，灵活应用，本题是常见题型．
8．一个带正电的质点，电量q=2.0×10﹣9C，在静电场中由A点移到B点．在这个过程中，除电场力外，其他力作的功为6.0×10﹣5J，质点的动能增加了8.0×10﹣5J，则a、b两点间的电势差Uab为（ ）
A．3×104VB．1×104VC．4×104VD．7×104V
【考点】电势差；电势能．
【专题】电场力与电势的性质专题．
【分析】质点在静电场中由A点移到B点的过程中，电场力和其他外力对质点做功，引起质点动能的增加．电场力做功为Wab=qUab，根据动能定理求解a、b两点间的电势差Uab．
【解答】解：
根据动能定理得
qUab+W其他=△Ek
看到Uab=
=
=1×104V
故选B
【点评】对于研究质点动能变化的问题，要首先考虑能否运用动能定理．基础题，比较容易．
9．如图所示，平行板电容器经开关S与电池连接，a处有一电荷量非常小的点电荷，S是闭合的，φa表示a点的电势，F表示点电荷受到的电场力．现将电容器的B板向下稍微移动，使两板间的距离增大，则（ ）
A．φa变大，F变大B．φa变大，F变小C．φa不变，F不变D．φa不变，F变小
【考点】电容器的动态分析．
【专题】电容器专题．
【分析】要求a点的电势如何变化，首先要确定电势为0的位置即零电势点，由于电容与电源相连故两极板之间的电压不变，而两极板之间的距离增大，故两极板之间的电场强度减小，所以Aa之间的电势差减小，所以aB之间的电压增大．由于两极板之间的场强减小故试探电荷所受的电场力减小．
【解答】解：
由于开关S闭合，且电容器两极板始终与电源的两极相连，故电容器两极板之间的电压UAB保持不变．随B极板下移两极板之间的距离增大，根据E=
可知两极板之间的电场强度E减小，由于UAa=EhAa，由于电场强度E减小，故UAa减小，由于UAB=UAa+UaB，所以UaB增大，由题图可知电源的负极接地，故B极板接地，所以B板的电势为0即ΦB=0，又UaB=Φa﹣ΦB，所以Φa=UaB增大．而点电荷在a点所受的电场力F=qE，由于E减小，所以电场力F减小．故B正确．
故选：
B．
【点评】本题难度较大，涉及知识面大，需要认真分析．方法是：
先找不变量（UAB），再找容易确定的物理量（E和UAa），最后求出难以确定的量（确定UaB不能用UaB=EhaB，因为E和haB一个变大另一个变小）．
10．如图所示，电子在电势差为U1的加速电场中由静止开始运动，然后射入电势差为U2的两块平行极板间的电场中，射入方向跟极板平行，整个装置处在真空中，重力可忽略，在满足电子能射出平行板区的条件下，下述四种情况中，一定能使电子的偏转角θ变大的是（ ）
A．U1变大、U2变大B．U1变小、U2变大
C．U1变大、U2变小D．U1变小、U2变小
【考点】带电粒子在匀强电场中的运动．
【专题】计算题．
【分析】电子在加速电场中，在电场力的作用下，做匀加速直线运动，可由电场力做功求出射出加速电场是的速度．电子在水平放置的平行板之间，因受到的电场力的方向与初速度的方向垂直，故电子做类平抛运动．运用平抛运动的竖直方向的速度与水平方向的速度的关系，可求出角度θ的变化情况．
【解答】解：
设电子被加速后获得初速为v0，则由动能定理得：
…①
又设极板长为l，则电子在电场中偏转所用时间：
…②
又设电子在平行板间受电场力作用产生加速度为a，由牛顿第二定律得：
…③
电子射出偏转电场时，平行于电场方向的速度：
vy=at…④
由①、②、③、④可得：
又有：
故U2变大或U1变小都可能使偏转角θ变大，故选项B正确，选项ACD错误．
故选B．
【点评】带电粒子在电场中的运动，可分为三类，第一类是在匀强电场中做匀变速速直线运动，此过程是电势能与带电粒子动能之间的转化．第二类是带电粒子在匀强电场中偏转，带电粒子垂直进出入匀强电场时做匀变速曲线运动，分解为两个方向的直线运动，分别用公式分析、求解运算，是这类问题的最基本解法．第三类是带电粒子在点电荷形成的电场中做匀速圆周运动，应用圆周运动的知识求解．
11．A、B两个小球带同种电荷，放在光滑的绝缘水平面上，A的质量为m，B的质量为2m，它们相距为d，同时由静止释放，在它们距离到2d时，A的加速度为a，则（ ）
A．此时B的加速度为
B．此时B的加速度为
C．此时B的加速度也为aD．此时B的加速度无法确定
【考点】库仑定律；牛顿第二定律．
【专题】电场力与电势的性质专题．
【分析】根据牛顿第三定律和第二定律分析两个电荷加速度的关系，得到A、B的加速度．
【解答】解：
根据牛顿第三定律得知两个电荷间的相互作用力大小相等，由牛顿第二定律得F=ma，
得：
=
=
=2，
因A的加速度为a，则得：
aB=
．故ACD错误，B正确；
故选：
B．
【点评】本题关键要抓住两个电荷间接作用力大小相等，分析加速度与质量的关系，是解题的关键．
12．某电解电容器上标有“25V、470μF”的字样，对此，下列说法正确的是（ ）
A．此电容器只能在直流25V及以下电压才能正常工作
B．此电容器在交流电压的有效值为25V及以下也能正常工作
C．当工作电压是25V时，电容才是470μF
D．这种电容器使用时，不必考虑两个引出线的极性
【考点】电容．
【专题】电容器专题．
【分析】电解电容器上标有“25V、470μF”的字样，知工作的安全直流电压，以及电容的大小，电容的大小与电容的电压无关，由电容本身的因素决定．
【解答】解：
A、由标称值可知，该电解电容器用于直流25V及以下电压时才能正常工作；故A正确，B错误．
C、电容器的电容值由其内部构造所决定，在不被击穿的条件下，与其工作电压无关；故C错误．
D、电解电容器两引线有正、负极之分，使用时极性不能接错，也不能接交流电．故D错误．
故选：
A
【点评】解决本题的关键知道电容的大小由本身因素决定，以及知道电解电容器和普通电容器的区别．
二、填空题（共18分）
13．真空中有两个相同的金属小球，带电量分别为﹣1.0×10﹣8C和+3.0×10﹣8C，相距r时，相互作用为0.30N，现将两球相接触后再放回原处，则它们之间的相互作用力为 0.1 N．
【考点】库仑定律．
【专题】电场力与电势的性质专题．
【分析】两个小球接触后分开，电荷先中和再平分，根据库仑定律
相互作用力．
【解答】解：
接触前库仑力
，接触后分开，两小球的电荷都为1×10﹣8C，则库仑力
．
故答案为：
0.1．
【点评】解决本题的关键掌握接触带电的原则，先中和再平分．以及掌握库仑定律
．
14．在水深超过200m的深海，光线极少，能见度极低，有一种电鳗具有特殊的适应性，能通过自身发出生物电来获取食物并威胁敌害、保护自己．该电鳗的头尾相当于两个电极，它在海水中产生的电场强度达到104N/C时可击昏敌害，身长为50cm的电鳗，在放电时产生的瞬时电压大约可达 5000 V．
【考点】匀强电场中电势差和电场强度的关系．
【专题】电场力与电势的性质专题．
【分析】解决本题可以根据电势差与电场强度的关系U=Ed求解两点间的电压
【解答】解：
根据电势差与电场强度的关系U=Ed得：
U=Ed=104×0.5V=5000V
故答案为：
5000
【点评】本题要建立模型，理解和掌握电场中各个物理量之间的关系，在具体题目中能熟练的应用
15．一个初动能为Ek的电子，垂直电场线飞入平行板电容器中，飞出电容器的动能为2Ek，如果此电子的初速度增至原来的2倍，则当它飞出电容器时的动能变为 4.25 Ek．
【考点】匀强电场中电势差和电场强度的关系．
【专题】电场力与电势的性质专题．
【分析】两个过程中带电粒子做类平抛运动，水平方向匀速直线，竖直方向做初速度为零的匀加速直线运动，两过程初速度不同故在磁场中运动时间不同，在竖直方向的位移不同，最后用动能定理求解．
【解答】解：
设粒子第一个过程中初速度为v，电场宽度为L，初动能为：
Ek=
mv2．
第一个过程中粒子沿电场线方向的位移为：
y=
at2=
（
）2=
第一个过程由动能定理：
qEy=2Kk﹣Ek=Ek；
第二个过程中沿电场线方向的位移为：
Y=
•（
）2=
y，
初动能为：
Ek′=
m（2v）2=4Ek；
根据动能定理得：
qEY=Ek末﹣4Ek
代入得：
qE•
y=Ek末﹣4Ek，
解得：
EK末=4.25Ek
故答案为：
4.25．
【点评】本题是动能定理和类平抛运动知识的综合应用，用相同的物理量表示电场力做功是解题的关键．
16．如图所示，有三个质量相等
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