河北省武邑中学2019-2020学年高二物理上学期期中试题（含解析）

河北省武邑中学2019-2020学年高二物理上学期期中试题（含解析）一、选择题（1-9题单选，10-12题多选，每题4分，共48分）1.关于摩擦起电，下列说法正确的是 ( )a. 摩擦起电过程中电荷的总量增加b. 两种不同材料的绝缘体相互摩擦后，它们必将同时带上等量同种电荷c. 摩擦起电时，质子从一个物体转移到另一个物体d. 摩擦起电时，电子从一个物体转移到另一个物体【答案】d【解析】【详解】摩擦起电的实质是电子从一个物体转移到另一个物体，电荷的总量不变，它们同时带上等量异种电荷。a.由上分析可知，a不符合题意； b.由上分析可知，b不符合题意；c.由上分析可知，c不符合题意； d.由上分析可知，d符合题意。2.如下图所示的真空空间中，仅在正方体中的黑点处存在着电荷量大小相等的点电荷，则图中a、b两点电场强度和电势均相同的是a. b. c. d. 【答案】c【解析】【详解】a根据点电荷的电场强度公式，可得a、b两点电场强度大小相等，场强的方向相反，电势是标量，所以a、b两电势相等。故a错误。b根据点电荷的电场强度公式，可求得各个点电荷在a、b两点的电场场强大小，再根据矢量的合成，可得a、b两点的电场场强大小不等。故b错误。c根据点电荷的电场强度公式，得各个点电荷在a、b两点的电场场强大小相等，再根据矢量合成，求出合场强相等，场强的方向相同。a、b两电势相等。故c正确。d根据点电荷的电场强度公式，可得a、b两点的电场场强大小相等，再根据矢量合成，求出合场强相等，但场强的方向不同。故d错误。3.带电粒子仅在电场力作用下，从电场中a点以初速度v0进入电场并沿虚线所示的轨迹运动到b点，如图所示，下列说法正确的是a. 粒子可能带负电，在b点时速度较大b. 粒子的电势能在b点时较大c. 粒子的加速度在a点时较大d. 粒子一定带正电，动能先变小后变大【答案】d【解析】【详解】根据轨迹弯曲方向，知粒子所受的电场力方向沿电场线切线方向向右，所以该电荷是正电荷，电场线的疏密表示场强的大小，由图可知a点的电场强度比b点的小，则粒子在a所受的电场力小，所以粒子的加速度在a点时较小，故c错误；粒子从a点到b点，电场力先做负功，再做正功，电势能先增加后降低，动能先变小后变大，但从a点到b点的整个过程电场力做的总功是正功，所以a点的电势能大于b点，a点的动能小于b点，故ab错误，d正确。所以d正确，abc错误。4.如图所示a是带正电的球，b为不电的导体，ab、均放在绝缘支架上，m、n是导体b中的两点，以无限远处为电势零点，当导体b达到静电平衡后,说法错误的是（ ）a. m,n两点电场强度大小关系为em=en=0b. m,n两点电势高低关系为c. m,n两点电势高低关系为d. 感应电荷在m,n两点产生的电场强度【答案】c【解析】【详解】导体b达到静电平衡后，内部场强为零，所以，a正确；b达到静电平衡后变成一个等势体，即，b正确c错误；感应电荷在mn两点产生的电场强度大小等于a在mn两点产生的电场强度，根据点电荷电场公式可知，距离场源电荷越近，电场强度越大，故，故d正确。5.一平行板电容器充电后与电源断开，正极板接地，在两极板间有一正电荷(电量很小)固定在p点，如图所示.以e表示两极板间的场强，u表示电容器的电压，ep表示正电荷在p点的电势能，若保持负极板不动，将正极板移到图中虚线所示的位置，则（ ）a. u变小，e变小b. e变大，ep变大c. u变小，ep变大d. u不变，ep变大【答案】c【解析】【详解】ab.平行板电容器充电后与电源断开，则板上电荷量q不变，将正极板移到图中虚线所示的位置，板间距离减小，根据知电容c增大，根据可知电压u减小，根据 可知板间场强不变，故a b错误；cd. 板间距离减小，根据知电容c增大，根据可知电压u减小，板间场强不变，p点与上极板之间的电势差，减小，所以p点与上极板之间的电势差变小，上极板接地，则p点的电势增大，根据可知正电荷在p点的电势能增大，故c正确，d错误。6.如图所示，平行板电容器上极板带正电，从上极板的端点a点释放一个带电荷量为q(q0)的粒子，粒子重力不计，以水平初速度v向右射入，当它的水平速度与竖直速度的大小之比为12时，恰好从下端点b射出，则d与l之比为()a. 11b. 21c. 12d. 13【答案】a【解析】【详解】设粒子从a到b的时间为t，粒子在b点时，竖直方向的分速度为vy，由类平抛运动的规律可得l=v0t，又v0:vy=1:2，可得d：l=1：1。a.1:1。与结论相符，故a正确；b.2:1。与结论不符，故b错误；c.1:2。与结论不符，故c错误；d.1:3。与结论不符，故d错误；7.关于电功w和电热q的说法正确的是（）a. 在任何电路中都有wuit、qi2rt，且wqb. 任何电路中都有wuit、qi2rt，但w不一定等于qc. wuit、qi2rt均只有在纯电阻电路中才成立d. wuit在任何电路中都成立，qi2rt只在纯电阻电路中才成立【答案】b【解析】【分析】纯电阻电路，电功可用公式计算，也可用公式计算，非纯电阻电路，电功用公式计算，电热用公式计算【详解】非纯电阻中，用来求电功，用来求电热，但wq；只有在纯电阻电路，根据能量守恒电功和电热电相等，电功可用公式计算，也可用公式计算，可用于任何电路求总电功，而可以适用任何电路求热功，故b、d正确，a、c错误；故选bd。【点睛】关键是了解纯电阻电路、非纯电阻电路，对于电功、电热计算，注意灵活选取公式。8.通过电阻r的电流为i时，在t时间内产生的热量为q， 若电阻为r， 电流为2i， 则在时间内产生的热量为( )a. 4qb. 2qc. d. 【答案】b【解析】【分析】通过电阻r的电流为i，根据焦耳定律得出在时间t内产生的热量q=i2rt。【详解】通过电阻r的电流为i时，在t时间内产生的热量为q，则q=i2rt；若在t/2时间内，通过的电流为2i，根据焦耳定律：q=（2i）2rt=2i2rt=2q，故acd错误，b正确；故选b。9.图中的电容器c两板间有一负电荷q静止，使q向上运动的措施是（ ）a. 两板间距离增大b. 两板间距离减小c. 两板间相对面积减小d. 两板间相对面积增大【答案】b【解析】【详解】两极板间距离d增大，而电容器的电压u不变，则板间场强减小，电荷所受电场力减小，电荷将向下运动故a错误两极板间距离d减小，而电容器的电压u不变，则板间场强增大，电荷所受电场力增大，电荷将向上运动故b正确两极板正对面积s减小或变大时，电容器的电压u和距离d都不变，则板间场强不变，电荷并不运动故cd错误故选b【点睛】本题是简单的电容器动态变化分析问题，抓住板间电压不变是关键；熟练掌握匀强电场的场强公式。10.一横截面积为s的铜导线,流经其中的电流为i,设单位体积的导线中有n个自由电子,电子的电荷量为q此时电子的定向移动速率为v,在t时间内,通过铜导线横截面的自由电子数目可表示为 ( )a. nvstb. nvtc. d. 【答案】ac【解析】【详解】ab. 从微观角度来说，在t时间内能通过某一横截面的自由电子必须处于长度为vt的圆柱体内，此圆柱体内的电子数目为n=nv=nvst，故a正确，b错误；cd. 从电流的定义式来说，故在t时间内通过某一横截面的电荷量为it，通过横截面的自由电子数目为，故c正确，d错误；11.如图所示，在两个等量异种点电荷电场中，ab为中垂线，且ao=bo，则a. a、b两点场强相等b. 正电荷从a运动到b，电势能增加c. 负电荷从a运动到b，电势能增加d. a、b两点电势差零【答案】ad【解析】【详解】由等量异种电荷的电场线分布可知，a、b两点场强大小和方向距相同，故两点的场强相等，选项a正确；由于ab两点的电势相等，故无论是正电荷还是负电荷，从a运动到b，电场力均不做功，电势能不变，选项bc错误，d正确；故选ad.12.如图所示，在电场中任意取一条电场线，电场线上的a、b两点相距为d，则（ ）a. a点的场强一定大于b点的场强b. a点的电势一定大于b点的电势c. a、b两点电势差一定等于ed（e为a点场强）d. a、b两点电势差等与单位正电荷由a点沿任意路径移到b点的过程中电场力所做的功【答案】bd【解析】【详解】一条电场线无法判断场强的疏密，a错误；沿着电场线的方向电势逐渐降低，b正确；只有在匀强电场中a、b两点间的电势差等于ed，c错误；a、b两点间的电势差等于单位正电荷由a点沿任意路径移到b点的过程中静电力所做的功，d正确；故选bd二、填空题（9分，每空3分）13.如图所示，有一水平方向的匀强电场，场强大小为900 n/c，在电场内一水平面上作半径为10 cm的圆，圆上取a、b两点，ao沿e方向，booa，另在圆心处放一电量为109 c的正点电荷，则a处场强大小ea_ n/c，b处的场强大小eb_ n/c【答案】 (1). 0 (2). 1.27103【解析】【详解】12由ek，点电荷在a处产生的场强e1900 n/c方向向左，而水平方向的匀强电场，场强大小为e0=900 n/c，所以a处合场强为零点电荷在b处产生的场强e2900 n/c方向向下，根据矢量合成可知：b处合场强为=1.27103 n/c三、计算题（10+10+11+12=43）14.如图所示，平行板电容器两板间距0.1m，板间电压为1103v，一个质量为0.2g、带110-7c正电荷的小球用0.01m长的细线悬挂于板间o点，将球拉到a使线水平拉直，然后释放，g取10m/s2,问:（1）小球摆到最低点b时速度多大?（2）若小球经过b点时线突然断开，以后小球经过b点正下方c点处，则bc相距多远?【答案】（1）m/s（2）0.08m【解析】【详解】（1）小球由静止释放后到摆到最低点的过程，由动能定理得：，代入解得：（2）小球摆至b点时丝线突然断裂，小球水平方向做有往返的匀减速直线运动，加速度大小为：根据对称性得：小球在竖直方向做自由落体运动，则联立解得：h=0.08m15.如图所示，电子在电势差为u04 500 v的加速电场中，从左极板由静止开始运动，经加速电场加速后从右板中央垂直射入电势差为u45 v的偏转电场中，经偏转电场偏转后打在竖直放置的荧光屏m上，整个装置处在真空中，已知电子的质量为 ，电荷量为 ，偏转电场的板长为l110 cm，板间距离为d1 cm，光屏m到偏转电场极板右端的距离l215 cm.求： (1)电子从加速电场射入偏转电场的速度v0；(2)电子飞出偏转电场时的偏转距离(侧移距离)y；(3)电子飞出偏转电场时偏转角的正切值tan；(4)电子打在荧光屏上时到中心o的距离y.【答案】(1) (2)025 cm(3)0.05 (4)1 cm【解析】 (1)电子在加速电场中运动，由动能定理得eu0解得：v04107m/s(2)电子在偏转电场中运动沿初速度方向：l1v0t可得t2.5109s在垂直速度方向：yat2t22.5103m0.25 cm(3)偏转角的正切值tan；(4)电子离开偏转电场后做匀速直线运动：若沿电场方向的偏移距离为y，则 tan，所以y0.75 cm，所以yyy1 cm.16.已知如图, , , , 的变化范围是。求：(1) 上消耗的最大电功率？(2)电源的最大输出电功率？(3) 上消耗的最大电功率？【答案】(1) 4.5w；(2)4.5w；(3)2.25w【解析】【详解】（1）当r2=0时，电路中电流最大，则r1上功率最大，最大功率：；（2）当r1+r2=r=2，即r2=0时，电源输出功率最大,最大为：；（3）将r1视为电源的内电阻处理，则根据电源的输出功率随外电阻变化的特点，知道当r2=r1+r=4时电源的输出功率最大（即外电阻r2消耗的电功率最大），最大功率为：