甘肃省兰州第一中学2016-2017学年高二上学期期中考试物理(理)试题(解析版).doc.doc

兰州一中2016-2017-1学期高二年级期中考试物理试题说明：满分100分，考试时间100分钟。答案填写在答题卡上，考试结束只交答题卡。一、选择题：（本题有12小题，每小题4分，共48分。在每小题给出的四个选项中，第16题只有一项符合题目要求，第712题有多项符合题目要求。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下列说法中正确的是A元电荷就是电子B电场并不真实存在是人们假想出的C电场强度为零的地方电势也为零D电子在电势高的地方电势能小AB2如图所示，两个半径均为r的金属球放在绝缘支架上，两球面最近距离为r，A球电荷量为+Q，B球电荷量为-3Q，两球之间的静电力大小为F，将两球相互接触后放回原处， 此时两球之间的静电力变为 A B小于 C D大于3 有一条长L横截面S的银导线，银的密度为，银的摩尔质量为M，阿伏加德罗常数为N，若导线中每个银原子贡献一个自由电子，电子电量为e，自由电子定向移动的速率为v，通过导线的电流为 AI= BI= CI= DI= 4下列公式都符合a=的形式，能说a与b成正比，a与c成反比的是A加速度a= B电场强度E= C电容C= D电动势E=TT(a)(b)5示波管的内部结构如图所示，如果在电极YY之间加上图(a)所示的电压，在XX之间加上图 (b)所示电压，荧光屏上会出现的波形是XXYYABCDXXYY -QOABEAEBA-QOABEAEBB-QOABEAEBD-QOABEAEBC6在点电荷Q的电场中，一金属球处于静电平衡状态，A为球内一点，B为球外表面附近一点，则球上感应电荷在A点和B点所激发的附加场强EA和EB的方向在下图中最可能正确的是7平行板电容器的两个极板与水平地面成30角，两极板与一直流电源相连，上板接电源正极，若一带电微粒恰能沿图所示水平直线通过电容器，则在此过程中A微粒带负电B动能逐渐增加C电势能逐渐增加 D重力势能逐渐增加+abcdO8如图所示，实线为一对等量同种点电荷的连线，虚线正方形abcd的中心O在两电荷连线的中点，下列说法正确的是Aa、b两点的电场强度相同Ba、c两点的电场强度相同Ca、b两点的电势相等Da、c两点的电势相等9带正电的小球放在不带电的空心金属球的外部或内部，下列情况下放在P点的试探电荷受力为零的是10图中实线是电场线，虚线是某带电粒子通过该电场区域时的运动轨迹，a、b是轨迹上两点，若带电粒子只受电场力作用，根据此图可判断出 Eba A粒子带正电荷 B粒子在a点的速度大 C粒子在a点的加速度大 D粒子在a点的电势能大11如图所示，平行板电容器与直流电源连接，下极板接地两板间距为d，一带电油滴位于电容器中央的P点且恰好处于平衡状态现将平行板电容器的下极板竖直向上移动，已知重力加速度为g，则A带电油滴的加速度为0.5gBP点的电势将降低C带电油滴在P点的电势能将减小D电容器的电容减小，极板带电荷量将增大12如图所示，平行金属板A、B之间有加速电场，C、D之间有偏转电场，M为荧光屏。今有质子、氘核和粒子均由A板从静止开始被加速电场加速后垂直于电场方向进入偏转电场，最后打在荧光屏上。已知质子、氘核和粒子的质量之比为124，电荷量之比为112，则下列判断中正确的是A三种粒子从A板运动到荧光屏经历的时间相同B三种粒子打到荧光屏上的位置相同C加速电场的电场力对三种粒子做功之比为124D偏转电场的电场力对三种粒子做功之比为112二、填空题：（本题有3小题，每小题6分，共18分。）ABCAB13在静电感应实验中，取一对用绝缘柱支持的不带电导体A和B，使它们彼此接触，把毛皮摩擦过的橡胶棒C移近导体A。在下列不同操作后判断导体A和B的电性（填“带正电”、“带负电”、“不带电”）。把A和B分开，然后移去C，此时A ，B ；先移去C，然后把A和B分开，此时A ，B ；用手摸一下A，把A和B分开，然后移去C，此时A ，B 。ABC14在研究空腔导体表面的电荷分布实验中，取两个验电器A和B，在B上装一个上端开口的金属球壳，使B带电，A不带电。用带有绝缘柄的小球C跟B的外部接触，再让C与A的金属球接触，这样操作若干次，观察A的箔片的变化。重复上述操作，不过这一次让C在B的内表面与A之间反复接触，观察A的箔片的变化。通过这个实验可以得出结论： 。某同学用导线将B的内表面与A小球连接，可观察到A的箔片是 （填“张开”“不张开”）的。+-15在研究影响平行板电容器电容大小的因素的实验中，平行板电容器充电后断开电源，用导线将平行板电容器的一板与静电计小球相连，另一板与静电计外壳相连。（1）此时静电计直接测量的是 A电容C B电荷量Q C两板间的电势差U D两板间场强E （2）下述做法可使静电计张角减小的是 A增大两板间距 B减小正对面积C插入有机玻璃板 D插入金属板三、计算题：（本题有3小题，共34分。解答应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤，只写出最后答案的不能得分。）AB16（10分）如图所示，光滑水平面上相距为L的A、B两个带电小球，电荷量分别为+Q和-25Q,要引入第三个带电小球C（三小球半径都远小于L），使三个小球都只在电场力相互作用下而处于平衡，求：(1)小球C的具体位置；(2)小球C的电性及电荷量。 ABC6017（10分）如图所示，A、B、C三点都在匀强电场中，电场方向与平面ABC平行，已知ACBC，ABC60，20cm，把一个电荷量q2.0105C的正电荷从A移到B，克服静电力做功1.2103J；把一个电子从C移到B，电场力做功为30eV，求：(1)电势差UAB及UCB；(2)该匀强电场的电场强度大小和方向。18（14分）如图所示，在E103 V/m的水平向左匀强电场中，有一光滑半圆形绝缘轨道CPN竖直放置，轨道与一水平绝缘轨道MN平滑连接，半圆轨道所在竖直平面与电场线平行，其半径R40 cm，一带正电荷q3104 C的小滑块质量为m40 g，与水平轨道间的动摩擦因数0.5，小滑块运动过程中所带电荷量保持不变，取g10 m/s2。滑块在水平轨道上某点由静止释放后，恰好能运动到圆轨道的最高点C，问：(1) 小滑块是在水平轨道上离N点多远处释放的？ (2) 小滑块经过C点后落地，落地点离N点的距离多大？(3) 小球在半圆轨道上运动时，对轨道的最大压力有多大？ 兰州一中2016-2017-1学期期中考试高二物理答题卡一、选择题：（本题有12小题，每小题4分，共48分。在每小题给出的四个选项中，第16题只有一项符合题目要求，第712题有多项符合题目要求。全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分。）题号12345678910 1112答案二、填空题：（本题有3小题，每小题6分，共18分。）13 ， ； ， ； ， 。14 15(1) (2) 三、计算题：（本题有3小题，共34分。解答应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤，只写出最后答案的不能得分。）16（10分） ABC6017（10分）18（14分） 试题解析部分1.D【解析】本题考查了元电荷、电场、电场强度、电势、电势能等知识点，意在考查考生对这些知识点的理解。元电荷是的电荷量，电子是实物粒子，所以元电荷不是电子，只是电子上带了的电荷量，选项A错误；电场是一种看不到摸不着的特殊物质，不是人们假想出来，选项B错误；电势为零的位置由我们任意选择的，所以电场强度为零的地方电势不一定为零，选项C错误；根据电势能公式和电子带负电可知，在越高的地方，电子的电势能越小，选项D正确。综上本题选D。 2.B【解析】本题考查了库仑定律及其适用范围、电荷守恒定律等知识点，意在考查考生的理解和应用能力。最初时，因为两球带的是异种电荷，由于电荷间的吸引作用使电荷分布在两金属球的内侧，电荷间的平均距离，当两球相互接触后再放回原处时，根据电荷守恒定律和电荷分配特点可知两金属球所带电荷量均为-Q，由于是同种电荷，电荷间由于排斥作用使电荷分布在两金属球的外侧，电荷间的平均间距，根据库仑定律公式可知，两金属接触前电荷间的吸引力，两金属球接触后电荷间的排斥力，所以有，选项B正确，选项ACD错误。综上本题选B。 3.C【解析】本题考查了电流的微观概念，意在考查考生的理解和应用能力。由已知条件可知电子在单位时间内通过导体某一截面后向前定向移动通过导体的体积为，对应的导体质量为，质量为m的银的物质的量，质量为m的导体中的银原子的个数为，则对应导体中自由电子个数也为，则单位时间内通过某一截面的电量为，根据电流公式可得通过导线的电流为，选项C正确，选项ABD错误。综上本题选C。 4.A【解析】本题考查了加速度、电场强度、电容器的电容、电动势公式，意在考查考生对这些概念和公式的理解能力。物体的加速度由物体的合外力F和物体的质量m决定，即加速度公式是加速度的决定式，可以说a与F成正比，a与m成反比，选项A正确；电场强度公式是电场强度的定义式，不是电场强度的决定式，电场强度E与场源电荷有关，与电荷q受到的电场力F无关，与电荷的电量q无关，即不能说E与F成正比，E与q成反比，选项B错误；电容器的电容公式是电容的定义式，不是电容的决定式，电容器的电容C与电容器的结构、介电质等因素有关，电容C与电量Q无关，电容C与电压U无关，选项C错误；电源的电动势公式是电动势的定义式，不是电动势的决定式，电动势由电源中非静电力的特性决定，与非静电力做的功无关，与移动的电荷量q无关，选项D错误。综上本题选A。 5.C【解析】本题考查了电子在匀强电场中的偏转、类平抛运动、电容器中电场强度与电压的关系、牛顿第二定律、运动学位移时间公式等知识点，意在考查考生的理解和应用能力。电子在YY之间运动时，YY之间的电场强度，根据牛顿第二定律可得电子的加速度，电子在YY之间运动的时间为，根据运动学公式可知电子的偏移量，即电子在竖直方向的偏移量y与电压U成正比，当电子在XX之间运动时，XX之间的电场强度，由b中的图象可知XX之间电压大小不变，即XX之间的电场强度大小不变，电子在XX之间运动时的加速度大小不变，则电子在XX之间的偏量，所以电子的偏移量大小不变，但方向改变，由此可以判断出选项C正确，选项ABD错误。综上本题选C。 6.C【解析】本题考查了点电荷的电场、静电平衡状态的特点、电场叠加等知识点，意在考查考生的理解和应用能力。根据处于静电平衡状态的导体特点可知，点电荷-Q在A点的电场强度与球上感应电荷在A点的电场强度大小相等，方向相反，所以感应电荷在A点激发的电场强度EA背离-Q电荷，选项B错误；根据处于静电平衡状态的导体特点可知，导体表面附近的电场强度垂直导体表面，即电荷-Q在B点的电场强度与感应电荷在B点的电场强度EB的合场强垂直导体表面，根据平行四边形定则可以判断出，感应电荷的在B点的电场强度EB的方向应为C图中的电场强度方向，所以选项AD错误，选项C正确。综上本题选C。 7.AC【解析】本题考查了带电微粒在复合场中的运动、电场力、动能定理、牛顿第二定律等知识点，意在考查考生的理解和应用能力。由已知条件可知带电微粒在电场中受到有重力和电场力作用，因为微粒沿直线运动，所以对微粒受力分析可以判断出微粒受到的电场力垂直极板斜向左上方，微粒受到的合力与运动方向相反，因为电容器上极板带正电，所以微粒带负电，选项A正确；微粒受到的合力与运动方向相反，根据动能定理可知微粒的动能减小，选项B错误；微粒受到的电场力方向与运动方向夹角为钝角，电场力做负功，微粒的电势能逐渐增加，选项C正确；因为微粒沿水平方向运动，高度不变，微粒的重力势能不变，选项D错误。综上本题选AC。 8.CD【解析】本题考查了点电荷的电场、电场叠加、电场强度、电势等知识点，意在考查考生的理解和应用能力。 如图所示，点电荷的电场强度公式和平行四边形定则可知两个电荷在a点和b点处的分电场强度以及合电场的电场强度间的关系，所以有a点和c点处的电场强度大小相等方向不同，同理可以得出a点和b点处的电场强度大小相等方向不同，选项AB错误；根据等量同种点电荷的电场分布特点及电场的对称性可知，a、b、c三点的电势相等，选项CD正确。综上本题选CD。 9.ABD【解析】本题考查了静电感应现象、电场强度、电场力等知识点，意在考查考生的理解和应用能力。当带正电的小球放在金属球外部时，金属球处于静电平衡状态，根据处于静电平衡状态的导体的特点可知A图中的P点的电场强度为零，则在P点放试探电荷时，试探电荷受到的电场力为零，选项A正确；图B中空心金属球壳接地，带电小球放在空心金属球外部，由于静电感应现象，金属球、导线和大地处于静电平衡状态，根据处于静电平衡状态的导体的特点可知空心金属球内部电场强度为零，则在P点放试探电荷时，试探电荷受到的电场力为零，选项B正确；在C图中，将带正电的小球放在金属球内部时，由于静电感应现象，空心金属球的内表面带负电，外表面带正电，所以空心金属球外部空间电场强度不为零，则在P点放试探电荷时，试探电荷受到的电场力不为零，选项C错误；在D图中空心金属球接地，则由于静电感应现象，金属球内表面带负电，地球的远端带正电，金属球的外表面不带电，则空心金属球的内部电场强度不为零，外部电场强度为零，则在P点放试探电荷时，试探电荷受电场力为零，选项D正确。综上本题选ABD。 10.BC【解析】本题考查了电场强度、电场力、动能定理、电场力做功、电势能、牛顿第二定律等知识点，意在考查考生的理解和应用能力。根据图中粒子轨迹的弯曲方向可以判断出粒子受到的电场力方向与电场方向相反，即粒子带负电，选项A错误；从粒子运动轨迹可知，如果粒子从a向b运动，则电场力对粒子做负功，粒子的电势能增大，粒子在b点的电势能大，根据动能定理可得粒子的速度减小，则粒子在a点的速度大，如果粒子从b向a运动，则电场力对粒子做正功，粒子的电势能减小，粒子在b点的电势能大，根据动能定理可得粒子的速度增大，粒子在a点的速度大，选项B正确，选项D错误；由图可知a点处的电场强度大于b点处的电场强度，则粒子在a点处受到的电场力大于粒子在b处受到的电场力，根据牛顿第二定律可得粒子在a点的加速度大，选项C正确。综上本题选BC。 11.AB【解析】本题考查了电容器的电容、电场强度、电场力、牛顿第二定律、电势、电势能等知识点，意在考查考生的理解和应用能力。由已知条件可知，当电容器下极板向上移动时，电容器两极板间距变小，根据电容器电容公式可知，d减小，电容C增大，又电容器上电压不变，根据公式可知电容器极板的带电量Q增大，选项D错误；最初油滴处于平衡状态，由平衡条件可得： ，根据电场强度公式可知，当电容器下极板向上移动时，电容器极板间距变为，又电容器极板间的电压不变，所以极板间的电场强度变为原来的，油滴受到的电场力变为原来的，则根据牛顿第二定律可得： ，解得油滴的加速度，选项A正确；由于电容器下极板接地，所以P点和下极板间的电势差等于P点的电势，所以由公式和已知条件可得P点的电势，当下极板向上移动时，P点与下极板间的距离变为，由前述可知，电场强度变为，则P点的电势变为，所以P点的电势降低，选项B正确；因为电容器上极板接电源正极，油滴受电场力方向向上，所以油滴带负电，所以根据电势能公式和P点电势降低可知油滴在P点的电势能增大，选项C错误。综上本题选AB。 12.BD【解析】本题考查了粒子在匀强电场中的直线运动、粒子在匀强电场中的偏转、匀速直线运动、匀加速直线运动，牛顿第二定律、动能定理等知识点，意在考查考生的理解和应用能力。设AB间的电压为U1，AB间的距离为d1，粒子在AB间运动时根据牛顿第二定律可得粒子的加速度，根据匀变速直线运动公式可得粒子在AB间运动的时间为。设粒子运动到B板小孔时的速度为v0，由动能定理可得，解得粒子的速度，因为粒子速度垂直于CD间的电场，所以粒子在CD间电场中沿v0方向以v0大小做匀速直线运动，当粒子从偏转电场中射出后做匀速直线运动，在v0方向仍是以v0大小做匀速直线运动，设B和M间的距离为x，则粒子从B板到M板运动的时间为，则粒子从A板运动到荧炎屏M时的时间为，因为质子的比荷为1，氘核的比荷为，粒子的比荷为，所以质子、氘核和粒子在AB间运动时间之比为，选项A错误；设CD金属板的长度为L，CD间的电压为U2，极板间距为d2，则粒子在偏转电场中运动的时间，粒子在偏转电场中的偏移量，粒子射出偏转电场时的偏转的正切值，由此结论可以判断出三种粒子射出偏转电场时的位置和偏转方向相等，则三种粒子打在荧光屏上的位置相同，选项B正确；粒子在加速电场中运动时，电场力对粒子做的功为，因为质子、氘核和粒子的电荷量之比为，所以电场力对三种粒子做的功之比为，选项C错误；偏转电场对粒子做的功为，因为质子、氘核和粒子的电荷量之比为，三种粒子的偏移量y相等，所以偏转电场对三种粒子做的功之比为，选项D正确。综上本题选BD。 13.带正电，带负电；不带电，不带电；带正电，不带电【解析】本题考查了摩擦起电、感应起电等知识点，意在考查考生的理解和应用能力。因为毛皮摩擦过的橡胶棒C带负电，所以当橡胶棒移近A时，由于静电感应现象，A带正电，B带负电，把A和B分开，然后移去C，此时A上带正电，B上带负电；如果先移去C，则A和B上的电荷会发生中和现象，则A和B上不再带电，然后把A和B分开，此时A和B上不带电；如果用摸一下A，根据静电感应现象可知，B上的负电荷会转移到大地上，把A和B分开，则A上带正电，B上不带电，然后移去C，此时A上带正电，B上不带电。 14.电荷只分布在导体外表面 张开【解析】本题考查了静电平衡状态的导体的特点、验电器、接触起电等知识点，意在考查考生对静电平衡状态的导体的特点的理解和应用能力。用带有绝缘柄的小球C跟B的外部接触，再让C与A的金属球接触，这样操作若干次，此时会发现A的箔片张角逐渐变大，这说明B的外表面带电，C与B的外部接触时，C发生的接触起电现象，当C再与A接触时，验电器A也发生了接触起电现象，所以A的箔片会张开；当让C在B的内表面与A之间反复接触，此过程会观察到A的箔片没有张开，通过这个实验可以得出B上的电荷只分布在导体的外表面，导体的内表面没有电荷；当某同学用导线将B的内表面与A小球连接，此时A和B及导线组成一个新的导体，则原来B上的电荷会A和B及导线上重新分布，A的箔片上会带电，则会观察到A的箔片张开。 15.(1) C (2) CD【解析】本题考查了电容器的电容、电容与极板正对面积、电容与极板间距、电容与介电质的介电常数的关系等知识点，意在考查考生的理解和应用能力。(1)由已知条件可知，静电计与电容器是并联关系，所以静电计直接测量的是电容器两极板间的电势差，选项C正确，选项ABD错误，综上本题选C。(2)根据电容器的电容公式和可知，当增大两板间距时，d增大，则电容C减小，因为电容器上的带电量Q不变，所以电势差U增大，则静电计张角变大，选项A错误；当减小正对面积S时，电容C减小，电容器两极板电势差U增大，静电计张角增大，选项B错误；当插入有机玻璃板时，电容器两极板间的介电常数增大，电容C增大，两极板间电势差U减小，静电计张角减小，选项C正确；当插入金属板时，电容器两极板间距d变小，电容C增大，两极板间电势差U减小，静电计张角减小，选项D正确。综上本题选CD。 16.(1) A左侧处 (2)负电 q【解析】本题考查了库仑定律、共点力的平衡条件等知识点，意在考查考生的理解和应用能力。(1)要使小球C受到大小相等、方向相反的作用力， C必须放在A的左侧设C与A之间的距离为x，C的电荷量为q，对C根据库仑定律公式和平衡条件可得：，解得：x(2)要使小球A能二力平衡，C必须带负电对A球根据库仑定律公式和平衡条件可得：，解得：q 17. (2) 过B做CD的垂线右向上方向即场强方向【解析】本题考查了匀强电场、电场强度、电场力做功、电势差、等势面、电场强度与电势差的关系等知识点，意在考查考生的理解和应用能力。(1)根据电势差定义公式得：， (2)如图所示，设D点为AB中点，在匀强电场中，因为，所以，所以由此可判断出D点和B点的电势相等，即所以C与AB中点的连线CD即等势线，过B做CD的垂线即为电场线，因为B点电势比C点电势高，所以场强方向为垂线方向。设B点到CD的距离为d，由几何关系可得，根据电场强度与电势差的关系可得： 18.(1) 4 m(2) 0.2 m(3) 2.7N【解析】本题考查了动能定理、牛顿第二定律、牛顿第三定律、向心力、抛体运动、自由落体运动、匀变速直线运动等知识点，意在考查考生的理解和应用能力。(1)设滑块与N点的距离为L，由动能定理可得qELmgLmg2Rmv20小滑块在C点时，重力提供向心力，根据牛顿第二定律可得mg联立两个方程，代入数据解得v2 m/s，L4 m；(2)滑块从C点抛出后做类斜向上抛运动，在竖直方向上做自由落体运动，由自由落体运动公式可得2Req f