天水實驗中學2020-2021學年高二物理上學期期中試題含解析

甘肅省天水實驗中學2020_2021學年高二物理上學期期中試題含解析甘肅省天水實驗中學2020_2021學年高二物理上學期期中試題含解析PAGEPAGE21甘肅省天水實驗中學2020_2021學年高二物理上學期期中試題含解析甘肅省天水實驗中學2020—2021學年高二物理上學期期中試題（含解析）選修（3-1)一、選擇題(共48分)1。關于點電荷、元電荷、檢驗電荷，下列說法正確的是(）A。點電荷是體積很小的帶電體，是一種理想化的物理模型B.點電荷所帶電荷量一定是元電荷的整數(shù)倍C.點電荷所帶電荷量一定很小D。點電荷、元電荷、檢驗電荷是同一種物理模型【答案】B【解析】【詳解】A．點電荷是一種理想模型，由帶電體看作點電荷的條件，當帶電體的形狀對它們間相互作用力的影響可忽略時，這個帶電體可看作點電荷,帶電體能否看作點電荷是由研究問題的性質決定，與自身大小形狀無具體關系，故A錯誤;B．帶電體的電量一定是元電荷的整數(shù)倍,故B正確;C．只要滿足條件即可以看作點電荷，點電荷的電量不一定小，故C錯誤;D．元電荷是指最小電荷量，檢驗電荷是指用來檢驗電場的電荷均不是物理模型，故D錯誤。故選B。(2018·全國卷Ⅰ）2.如圖，三個固定的帶電小球a、b和c，相互間的距離分別為ab=5cm,bc=3cm,ca=4cm．小球c所受庫侖力的合力的方向平行于a、b的連線．設小球a、b所帶電荷量的比值的絕對值為k,則（)A。a、b的電荷同號，B。a、b的電荷異號，C.a、b的電荷同號，D.a、b的電荷異號，【答案】D【解析】【詳解】根據同種電荷相斥，異種電荷相吸,且小球c所受庫侖力的合力的方向平行于a,b的連線，可知，a、b的電荷異號，對小球c受力分析,如下圖所示因ab=5cm,bc=3cm，ca=4cm，因此ac⊥bc，那么兩力的合成構成矩形,依據相似三角形之比,則有根據庫侖定律有，綜上所得故D正確，ABC錯誤。故選D。3.如圖所示，一個原來不帶電的半徑為r的空心金屬球放在絕緣支架上，右側放置一個電荷量為+Q的點電荷，點電荷到金屬球表面的最近距離為2r，則下列說法中正確的是：A。金屬球在達到靜電平衡后左側感應出的電荷帶正電B。由于靜電感應而在金屬球上出現(xiàn)感應電荷，這些感應電荷在球心處所激發(fā)的電場強度大小為，方向水平向右C.如果用導線的一端接觸金屬球的左側,另一端接觸金屬球的右側，金屬球兩側的電荷將被中和D.如果用導線一端接觸金屬球的右側，另一端與大地相連，則右側的感應電荷將流入大地【答案】AB【解析】A、金屬球在達到靜電平衡后左側感應出正電荷，故A正確;B、發(fā)生靜電感應時，內部合場強為零，所以感應電荷在內部產生的場強可以利用外部點電荷Q在內部產生的場強來求,兩者大小相等，方向相反，所以這些感應電荷在球心處所激發(fā)的電場強度大小為，方向水平向右,故B正確；C、如果用導線的一端接觸金屬球的左側,另一端接觸金屬球的右側，則導線和金屬球合成為一個導體，發(fā)生靜電感應時依然是左側感應正電荷右側感應負電荷，故C錯；D、如果用導線的一端接觸金屬球的右側,另一端與大地相連，則金屬球和大地相當于一個新的大導體，在靠近場源電荷的一端即右端感應出負電荷，在遠離場源電荷的一端即大地感應出正電荷，故D錯誤；綜上所述本題答案是：B4。兩根由同種材料制成的均勻電阻絲A、B串聯(lián)在電路中，A的長度為L,直徑為d；B的長度為2L,直徑為2dA。QA∶QB＝1∶1 B.QA∶QB＝2∶1C。QA∶QB＝1∶2 D。QA∶QB＝4∶1【答案】B【解析】【詳解】由電阻定律可得電阻絲A的電阻電阻絲B的電阻所以由焦耳定律可得代入數(shù)值可得QA∶QB＝2∶1故選B.5。如圖所示，A燈與B燈電阻相同，當滑動變阻器R的滑動片向下滑動時，兩燈的變化是（)A。A燈變亮,B燈變亮B.A燈變暗，B燈變亮C。A燈變暗，B燈變暗D。A燈變亮，B燈變暗【答案】C【解析】【詳解】由圖可知，燈泡A與滑動變阻器并聯(lián)后與電阻R0串聯(lián),然后再與B燈并聯(lián);滑動變阻器向下移動的過程中電阻減小，由串反并同的原理可知A燈和B燈都變暗,C正確，ABD錯誤6。下列關于電源和電源的電動勢、路端電壓說法錯誤的是（）A。鉛蓄電池能夠將化學能轉變?yōu)殡娔蹷.電源電動勢等于路端電壓與內電壓之和C.電源的電動勢等于電源沒有接入電路時兩極間的電壓D。純電阻電路中，若外電路總電阻增加，路端電壓則減小【答案】D【解析】【詳解】A.鉛蓄電池能夠將化學能轉變?yōu)殡娔?，此說法正確,選項A不符合題意；B。電源的電動勢等于路端電壓與內電壓之和，此說法正確,選項B不符合題意；C。電源的電動勢等于電源沒有接入電路時兩極間的電壓，此說法正確，選項C不符合題意；D.純電阻電路中，若外電路總電阻增加，則電路的總電阻增加，總電流減小,根據U=E—Ir可知，路端電壓增大，則選項D符合題意．7.一帶正電的粒子只在電場力作用下沿x軸正向運動,其電勢能Ep隨位移x變化的關系如圖所示，其中O~x2段是關于直線x＝x1對稱的曲線，x2~x3段是直線,則下列說法正確的是（）A.x1處電場強度最大B.x2～x3段是勻強電場C。x1、x2、x3處電勢φ1、φ2、φ3的關系為φ1〉φ2〉φ3D.粒子在O～x2段做勻變速運動，x2～x3段做勻速直線運動【答案】B【解析】【詳解】A．根據電勢能與電勢的關系Ep=qφ場強與電勢的關系E=得由數(shù)學知識可知Ep-x圖象切線的斜率等于Eq，x1處切線斜率為零，則x1處電場強度為零，故選項A錯誤；BD．x2～x3段斜率不變，場強不變，即電場強度大小和方向均不變，是勻強電場，粒子所受的電場力不變，做勻變速直線運動，故B正確，D錯誤；C．因為從x1到x3區(qū)域正電荷電勢能逐漸增加,可知電勢升高,所以有φ1<φ2<φ3故C錯誤。故選B。8。如圖所示,豎直向上的勻強電場中,絕緣輕質彈簧豎直立于水平地面上，上面放一質量為m的帶正電小球,小球與彈簧不連接，施加外力F將小球向下壓至某位置靜止．現(xiàn)撤去F，小球從靜止開始運動到離開彈簧的過程中,重力、電場力對小球所做的功分別為W1和W2，小球離開彈簧時速度為v，不計空氣阻力，則上述過程中（)A。小球與彈簧組成的系統(tǒng)機械能守恒B。小球的重力勢能增加W1C.小球的機械能增加W1+mv2D.小球的電勢能減少W2【答案】D【解析】【詳解】A．由于電場力做正功，故小球與彈簧組成的系統(tǒng)機械能增加，機械能不守恒，故A選項錯誤;B．重力做功是重力勢能變化的量度，由題意知重力做負功，重力勢能增加﹣W1，故B選項錯誤；C．小球增加的機械能在數(shù)值上等于重力勢能和動能的增量，即﹣W1+mv2，故C選項錯誤;D．根據電場力做功是電勢能變化量度,電場力做正功電勢能減少,則小球的電勢能減少W2,故D選項正確;故選D．9。如圖所示,兩塊平行金屬板正對著水平放置，兩板分別與電源正、負極相連.當開關閉合時,一帶電液滴恰好靜止在兩板間的M點，則（）A.當開關閉合時，若減小兩板間距，液滴仍靜止B。當開關閉合時,若增大兩板間距，液滴將下降C.開關再斷開后，若減小兩板間距，液滴仍靜止D.開關再斷開后，若增大兩板間距，液滴將下降【答案】BC【解析】【詳解】AB．帶電液滴受重力和向上的電場力而平衡,當開關閉合時，兩極板間的電壓U保持不變，若減小兩板間距d，由可知，兩板間電場強度增大，則帶電液滴受到的電場力增大，液滴將向上運動，反之,若增大兩板間距，液滴將下降，故A錯誤B正確；CD．開關再斷開后，極板帶電量Q保持不變,由聯(lián)立,可得即場強E與板間距離d無關，因此液滴仍保持靜止,故C正確D錯誤。故選BC。10.如圖所示,虛線同心圓是一簇某靜電場中的等勢面,其電勢分別是φa、φb和φc，一帶正電粒子射入電場中,運動軌跡如圖中實線KLMN所示。由圖可知（)A。粒子從K到L的過程中，靜電力做負功,電勢能增加B。粒子從L到M的過程中,靜電力做負功，電勢能增加C.φa〉φb〉φcD.φa<φb〈φc【答案】AD【解析】【詳解】ACD．正電荷受到的是斥力，所以是正電荷產生的電場,電勢關系為φa＜φb＜φc粒子從K到L的過程，電場力做負功，電勢增加.故AD正確，C錯誤；

B．從L到M的過程中，電場力先做負功，后做正功，電勢能先增加后減小。故B錯誤；

故選AD.11。如圖所示，M、N是豎直放置的兩平行金屬板，分別帶等量異種電荷,兩板間產生一個水平向右的勻強電場，場強為E，一質量為m、電荷量為＋q的微粒，以初速度v0豎直向上從兩極正中間的A點射入勻強電場中，微粒垂直打到N板上的C點．已知AB＝BC.不計空氣阻力，則可知A。微粒在電場中做勻變速曲線運動B.微粒打到C點時的速率與射入電場時的速率相等C。MN板間的電勢差為D。MN板間的電勢差為【答案】ABD【解析】【詳解】A．因電場力和重力均為恒力，其合力亦為恒力，且與v0有一定夾角，故微粒做勻變速曲線運動，故A正確；B．粒子水平方向做勻加速直線運動，豎直方向做勻減速度直線運動,因AB=BC，即水平方向與豎直方向位移相等，則有所以故B正確；CD．由動能定理，得即所以由于且AB=BC，由公式可知，水平方向和豎直方向加速度大小相等，所以mg=qE綜合解得：所以故C錯誤，D正確．12。內壁光滑、由絕緣材料制成圓軌道固定在傾角為θ=37°的斜面上，與斜面的交點是A，直徑AB垂直于斜面，直徑CD和MN分別在水平和豎直方向上，它們處在水平方向的勻強電場中。質量為m，電荷量為q的小球（可視為點電荷)剛好能靜止于圓軌道內的A點?，F(xiàn)對在A點的該小球施加一沿圓環(huán)切線方向的瞬時沖量,使其恰能繞圓環(huán)完成圓周運動.下列對該小球運動的分析，正確的是（）A。小球一定帶負電B。小球運動到B點時動能最小C。小球運動到M點時動能最小D.小球運動到D點時機械能最小【答案】ABD【解析】【詳解】A．小球原來處于靜止狀態(tài),分析受力可知，小球所受的電場力方向向左，與電場強度方向相反,所以小球帶負電，故A正確；BC．小球靜止時,受到重力、電場力和軌道的支持力作用，由平衡條件得知，重力與電場力的合力方向與支持力方向相反，與斜面垂直向下，則小球從A運動到B點的過程中,此合力做負功,動能減小,所以小球運動到B點時動能最小,故B正確,C錯誤；D．根據功能關系可知,電場力做負功越多，小球的機械能減小越大，可知，小球從A運動到D點時，電場力做負功最多，所以小球運動到D點時機械能最?。蔇正確。故選ABD。二、實驗題（每空3分，共18分)13.（1）在測定一根粗細均勻合金絲電阻率的實驗中，利用螺旋測微器測定合金絲直徑的過程如圖1所示，校零時的讀數(shù)為_____mm，合金絲的直徑為_____mm.（2)為了精確測量合金絲的電阻Rx，設計出如圖2所示的實驗電路圖，按照該電路圖完成圖3中的實物電路連接。___【答案】（1).0。007(2）。0。638(3)?！窘馕觥俊驹斀狻浚?）［1]圖1中，旋測微器的固定刻度為0，可動刻度為001×0。7mm=0。007mm所以最終讀數(shù)為0。007mm；［2］圖2旋測微器的固定刻度為0。5mm，可動刻度為0。01×14.5mm=0.145mm所以最終讀數(shù)為0.645mm；故合金絲的直徑為0.645mm﹣0.007mm=0.638mm（2）[3］根據電路圖可知，電流表是外接法，滑動變阻器是分壓式接法，連線實物圖如圖．【點評】（1）螺旋測微器的讀數(shù)方法，固定刻度讀數(shù)加上可動刻度讀數(shù)，在讀可動刻度讀數(shù)時需估讀；（2)連接實物圖時一般是從電源的正極出發(fā)依次連接,注意變阻器分壓式的連接方法，連接測量電路時，先連主干路，最后再連解并聯(lián)電路，注意電表正負極和量程。14.某同學利用伏安法測量某未知電阻Rx的精確電阻值（阻值恒定)，進行了如下實驗：(1)他先用萬用電表歐姆擋測該未知電阻的阻值。將開關置于“×10”擋位，指針偏角過小，若想更準確一些，下面操作正確的步驟順序是________（填序號）.A．將兩表筆短接進行歐姆調零B。將兩表筆短接進行機械調零C。將開關置于“×100”擋D.將兩表筆接未知電阻兩端，待指針穩(wěn)定后讀數(shù)（2）若多用電表測得待測電阻在1000Ω左右,利用以下器材用伏安法盡可能精確地測量該電阻：A。直流電源E：電動勢3V，內阻忽略B.電流表A1：量程0.3A，內阻約為0.1ΩC。電流表A2：量程3mA，內阻約為10ΩD.電壓表V1：量程3V，內阻約為3kΩE.滑動變阻器R1：最大阻值10ΩF.開關S,導線若干①為較準確測量該電阻的阻值，要求各電表指針能有較大的變化范圍，以上器材中電流表應選________（選填“B”或“C”）；②請在方框中畫出實驗電路原理圖________?！敬鸢浮?1）。CAD(2)。C(3)。【解析】【詳解】（1)[1]將開關置于“×10”擋位，指針偏角過小,說明倍率檔選擇的過低，應該換“×100”擋位；正確步驟是:先換擋，再歐姆調零，最后進行測量；正確步驟是：CAD；（2)［2]根據電源電動勢和待測電阻的阻值大致估算電路中的最大電流所以按要求電流表選量程為3mA的C；

(3)[3］由于所以電流表采用內接法，為使電流表的變化范圍大，滑動變阻器采用分壓接法，設計電路如圖所示三、計算題（34分）15。如圖所示,在真空中有兩個點電荷A和B，電荷量分別為﹣Q和+2Q，它們相距L．如果在兩點電荷連線的中點O有一個半徑為r(2r＜L）的空心金屬球，且球心位于O點，則球殼上的感應電荷在O點處的場強大小________方向________．【答案】(1).(2).B指向A【解析】由于靜電感應，球心O處合場強為零，即空心金屬球上感應電荷產生的電場與點電荷A和B產生的電場大小相等方向相反．點電荷A在球心O處產生的電場大小為k=4kQ/L2