2022-2023學(xué)年福建省寧德市重點中學(xué)高二（上）期末物理試卷（含解析）

第=page11頁，共=sectionpages11頁2022-2023學(xué)年福建省寧德市重點中學(xué)高二（上）期末物理試卷一、單選題：本大題共6小題，共24分。1.如圖所示，將三個電荷量均為Q(Q>0)的正點電荷分別固定在菱形的三個頂點a、b、c上，∠abc=120°，它們在菱形的第四個頂點d處產(chǎn)生的合電場強(qiáng)度為E?，F(xiàn)只將c

A.E B.23E C.22.如圖所示，以點電荷+Q為球心的兩個球面1和2，a點位于球面1上，b點、c點位于球面2上，下列說法正確的是(

)A.b、c兩點場強(qiáng)相同

B.b點電勢比c點高

C.將正電荷從a點移到b點，電勢能增加

D.同一電荷在a點受到的電場力比在b點大

3.若在一半徑為r，單位長度帶電荷量為q(q>0)的均勻帶電圓環(huán)上有一個很小的缺口Δl(A.kΔlqr

B.kqr4.均勻帶電的球殼在球外空間產(chǎn)生的電場等效于電荷集中于球心處產(chǎn)生的電場。如圖所示，在半球面AB上均勻分布著正電荷，總電荷量為q，球面半徑為R，CD為通過半球頂點與球心O的軸線，在軸線上有M、N兩點，OM=ON=2R，已知N點的電場強(qiáng)度大小為A.kq2R2?E B.k5.已知均勻帶電球體在球的外部產(chǎn)生的電場與一個位于球心的、電荷量相等的點電荷產(chǎn)生的電場相同。如圖所示，半徑為R的球體上均勻分布著電荷量為Q的電荷，在過球心O的直線上有A、B兩個點，O和B、B和A間的距離均為R.現(xiàn)以O(shè)B為直徑在球內(nèi)挖一球形空腔，若靜電力常量為k，球的體積公式為V=43πr3，則A.5kqQ36πR2 B.6.圖中虛線a、b、c、d、f代表勻強(qiáng)電場內(nèi)間距相等的一組等勢面，已知平面b上的電勢為4V。一電子經(jīng)過a時的動能為10eV，從a到d的過程中克服電場力所做的功為6eV

A.平面c上的電勢為零

B.該電子可能到達(dá)不了平面f

C.該電子經(jīng)過平面d時，其電勢能為4eV

D.該電子經(jīng)過平面b時的速率是經(jīng)過d時的二、多選題：本大題共6小題，共24分。7.某帶電體周圍的電場線和等勢面如圖所示，設(shè)A點的電場強(qiáng)度為EA，電勢為φA，B點的電場強(qiáng)度為EB，電勢為φB，則有A.EA>EB

B.EA<

8.如圖所示，一勻強(qiáng)電場的方向平行于xOy平面，平面內(nèi)a、b、c三點的位置如圖所示，三點的電勢分別為10V、17V、26VA.電場強(qiáng)度的大小為2.5V/cm

B.坐標(biāo)原點處的電勢為2V

C.電子在a點的電勢能比在b點的低7eV

D.

9.如圖所示，正六棱柱上下底面的中心為O和O′，A、D兩點分別固定等量異號的點電荷，下列說法正確的是(

)A.F′點與C′點的電場強(qiáng)度大小相等

B.B′點與E′點的電場強(qiáng)度方向相同

C.A′點與F′點的電勢差小于O′點與D′點的電勢差

D.

10.如圖所示，正三角形三個頂點固定三個等量電荷，其中A、B帶正電，C帶負(fù)電，O、M、N為AB邊的四等分點，下列說法正確的是(

)A.M、N兩點電場強(qiáng)度相同

B.M、N兩點電勢相同

C.負(fù)電荷在M點電勢能比在O點時要小

D.負(fù)電荷在N點電勢能比在O點時要大11.如圖為兩點電荷Q、Q′的電場等勢面分布示意圖，Q、Q′位于x軸上，相鄰等勢面的電勢差為3V。若x軸上的M點和N點位于0V等勢面上，P為某等勢面上一點，則(

)

A.N點的電場強(qiáng)度大小比M點的大 B.Q為正電荷

C.M點的電場方向沿x軸負(fù)方向 D.P點與M點的電勢差為1212.如圖，兩對等量異號點電荷+q、?qq>0固定于正方形的4個頂點上。L、N是該正方形兩條對角線與其內(nèi)切圓的交點，O為內(nèi)切圓的圓心，M為切點。則A.L和N兩點處的

電場方向相互垂直

B.M點的電場方向平行于該點處的切線，方向向左

C.將一帶正電的點電荷從M點移動到O點，電場力做正功

D.將一帶正電的點電荷從L點移動到N點，電場力做功為零三、填空題：本大題共2小題，共8分。13.如圖所示，兩平行板相距10cm，板間有A、B兩點相距

4cm，現(xiàn)將一帶電量q=?3×10?4c的電荷，從A點移到B點，電場力做了7.2×10?3J的正功，則A14.如圖所示，一個α粒子(氦核)在電勢差為U1=100V的電場中由靜止開始加速運(yùn)動，然后射入電勢差為U2=10V的兩塊平行板的偏轉(zhuǎn)電場中，偏轉(zhuǎn)電場極板長L=20cm，間距d=5cm.若α四、實驗題：本大題共2小題，共16分。15.如圖甲所示的實驗裝置可用來探究影響平行板電容器電容的因素，其中電容器左側(cè)極板和靜電計外殼均接地，電容器右側(cè)極板與靜電計金屬球相連，使電容器帶電后與電源斷開。

(1)影響平行板電容器電容的因素有______。

A.兩極板的正對面積

B.兩板間距離

C.電介質(zhì)的介電常數(shù)

D.極板的材料

(2)下列關(guān)于實驗中使用靜電計的說法正確的是有______。

A.使用靜電計的目的是觀察電容器電壓的變化情況

B.使用靜電計的目的是測量電容器電量的變化情況

C.靜電計可以用電壓表替代

D.靜電計可以用電流表替代

(3)某位同學(xué)用如圖乙所示研究電容器電容與哪些因素有關(guān)。A、B為平行板電容器的金屬板，G為靜電計，開始時開關(guān)S閉合，靜電計指針張開一定角度；若保持開關(guān)S閉合，將A、B兩極板間距變大些，指針張開角度將______；若斷開開關(guān)S后，將A、B兩極板正對面積變小些，指針張開角度將______(16.某同學(xué)利用如圖甲所示電路觀察電容器的充、放電現(xiàn)象，電流傳感器與計算機(jī)相連，可以顯示出電流I隨時間t變化的圖像。

(1)為使電源向電容器充電，應(yīng)將開關(guān)S與______(填“1”或“2”)端相連。

(2)在充電過程中，測繪的充電電流I隨時間t的圖像可能是圖乙中的______。

(3)圖丙為傳感器中電容器放電時的電流I隨時間t的圖像，圖中每一小方格面積相同。根據(jù)圖像估算電容器在t0～2t0時間內(nèi)，釋放電荷量的表達(dá)式為______(用Io、t0表示)。

(4)圖丁中實線是實驗得到的放電時的I?t圖像，如果不改變電路的其他參數(shù)，只減小阻箱R的阻值，則得到的I五、簡答題：本大題共2小題，共18分。17.如圖所示，光滑絕緣細(xì)桿豎直放置，它與以正點電荷+Q為圓心的某一個圓周交于B、C兩點，質(zhì)量為m、電荷量為?q的小環(huán)從A點由靜止下滑，當(dāng)小環(huán)運(yùn)動到B點時速度大小為3gL，已知A、B兩點和B、C兩點間的距離均為L，重力加速度大小為g，不計空氣阻力。求：

(1)A、B兩點間的電勢差UAB；

18.如圖所示，Q為固定的正點電荷，A、B兩點在Q的正上方和Q相距分別為h和0.25h，將一帶電小球從A點由靜止釋放，運(yùn)動到B點時速度正好又變?yōu)?。若此帶電小球在A點的加速度大小為34g，g取10m/s2，靜電力常量為k，試求：

(1)此帶電小球在B點的加速度大?。?/p>

(2)A、B

六、計算題：本大題共1小題，共10分。19.如圖所示，BC是半徑為R的14圓弧形光滑絕緣軌道，軌道位于豎直平面內(nèi)，其下端與水平絕緣軌道平滑連接，整個軌道處在水平向左的勻強(qiáng)電場中，電場強(qiáng)度為E.現(xiàn)有一質(zhì)量為m的帶電小滑塊(體積很小可視為質(zhì)點)，在BC軌道的D點釋放后靜止不動，已知OD與豎直方向的夾角為α=37°.隨后把它從C點靜止釋放，滑到水平軌道上的A點時速度減為零．若滑塊與水平軌道間的動摩擦因數(shù)為μ=0.25，且tan37°=0.75.求：

(1)滑塊的帶電量q和帶電性質(zhì)；

答案和解析1.【答案】A

【解析】解：設(shè)邊長為x，由已知可得d的場強(qiáng)Ed=Ea+Eb+Ec=E=2×kQx2。當(dāng)c點的電荷換成等量的?Q時，此時2.【答案】D

【解析】解：A、根據(jù)點電荷電場線的分布規(guī)律可知，+Q產(chǎn)生的電場線是放射性形狀的，在離+Q距離相同遠(yuǎn)的不同地方，電場強(qiáng)度的大小是相同的，但是方向不同，故b、c兩點場強(qiáng)大小相等，方向不同，則b、c兩點場強(qiáng)不相同，故A錯誤；

B、沿電場線電勢降低，根據(jù)正點電荷電場線的分布規(guī)律可知，b點電勢等于c點電勢，故B錯誤；

C、沿電場線電勢降低，根據(jù)正點電荷電場線的分布規(guī)律可知

φa>φb

則有

Wab=qUab=q(φa?φb)>0

可知將正電荷從a點移到b3.【答案】C

【解析】解：把缺口處填補(bǔ)為完整的圓，則填補(bǔ)上的小圓弧帶電荷量q′=Δlq

由于Δl?r，故可視為點電荷，它在O點產(chǎn)生的場強(qiáng)為：

E′=kΔlqr2

由對稱性可知整個圓環(huán)在O點的場強(qiáng)

E合=0

則存在缺口時在O4.【答案】A

【解析】解：設(shè)有一個以O(shè)點為球心的完整的帶電荷量為2q的帶電球殼，設(shè)完整球殼在M點產(chǎn)生的場強(qiáng)大小為E0，左半球殼在M點產(chǎn)生的電場強(qiáng)度大小為E左，右半球殼在M點產(chǎn)生的電場強(qiáng)度大小為E右，根據(jù)電場疊加原理得：E左+E右=E0

由題意可知，均勻帶電的球殼在球外空間產(chǎn)生的電場等效于電荷集中于球心處產(chǎn)生的電場，根據(jù)題意得：E0=k?2q(2R)2

根據(jù)對稱性可得：E右=E

聯(lián)立解得：5.【答案】C

【解析】解：由題意知，半徑為R的均勻帶電體在A點產(chǎn)生場強(qiáng)為：E整=kQ(2R)2=kQ4R2

割出的小球半徑為R2，因為電荷均勻分布，其帶電荷量為：Q′=43π(R2)343πR3Q=Q8

則割出的小球在未割前在A點產(chǎn)生的場強(qiáng)為：E割=kQ′(32R)6.【答案】B

【解析】解：A.電子從a到d的過程中克服電場力所做的功為6eV，則電勢能增加6eV，且ad間的電勢差為Uad=W克e=6eVe=6V

虛線a、b、c、d、f代表勻強(qiáng)電場內(nèi)間距相等的一組等勢面，則a、b、c、d、f相鄰兩個等勢面間的電勢差為U=13Uad=13×6V=2V

平面b上的電勢為4V，由于電勢能增加，等勢面電勢由a到f是降低的，因此平面c上電勢為2V，平面d上電勢為0，故A錯誤；

B.af面的電勢差為Uaf=4U=4×2V=8V

當(dāng)電子垂直等勢面由a向f方向運(yùn)動，電子從a運(yùn)動到f過程中，克服電場力做功為W克′=eUaf=8eV

由動能定理得：?W克′=Ekf?107.【答案】BD【解析】解：AB、電場線的疏密程度表示電場強(qiáng)度的大小，B點電場線更密集，場強(qiáng)更大，故A錯誤，B正確；

CD、電場線從電勢高的等勢面指向電勢低的等勢面，由圖可知，B點所在的等勢面電勢更高，則φA<φB，故C錯誤，D正確；

故選：8.【答案】AD【解析】解：A、如圖所示，在ac連線上，確定一點b′，b′處電勢為17V，將bb′連線，即為等勢線，那么垂直bb′的連線則為電場線，再依據(jù)沿著電場線方向電勢降低，則電場線方向如圖

因為是勻強(qiáng)電場，所以有E=Ucbd

由比例關(guān)系可知b′c=26?1726?10×8cm=4.5cm

依據(jù)幾何關(guān)系，c到bb′的距離：d=b′c×bcbb′=4.5×64.52+62cm=3.6cm

因此電場強(qiáng)度大?。篍=Ucbd=26?173.6V/cm=2.5V/c9.【答案】AC【解析】解：D.將六棱柱的上表面的一半拿出

如圖所示，由幾何條件可知正電荷在OF中點K的場強(qiáng)方向垂直O(jiān)F，則K點的合場強(qiáng)與OF的夾角為銳角，D在F點產(chǎn)生的場強(qiáng)大小為A點在F點產(chǎn)生的場強(qiáng)大小的13，合場強(qiáng)方向斜相右上角且與水平面的夾角大于三十度，所以在F點的場強(qiáng)和OF的夾角為鈍角，因此將正電荷從F移到O點過程中電場力先做負(fù)功后做正功，電勢能先增大后減小，故D正確；

C.設(shè)A′點電勢為φ，由等量異種電荷的電勢分布可知

φA′=φ>0

φD′=?φ<0

φO′=0

φF′>0

因此

φA′?φF′=φ?φF′<φO′?φD′=φ10.【答案】BC【解析】解：A.根據(jù)場強(qiáng)疊加的特點以及對稱性可知，MN兩點的場強(qiáng)大小相同，不過方向不同，故A錯誤；

B.因在AB處的正電荷在MN兩點的合電勢相等，在C點的負(fù)電荷在MN兩點的電勢也相等，由此可分析出MN兩點電勢相等，故B正確；

CD.根據(jù)題意可知，負(fù)電荷從M到O，因AB兩電荷的合力對負(fù)電荷的庫侖力從O指向M，則該力對負(fù)電荷做負(fù)功，C點的負(fù)電荷也對該負(fù)電荷做負(fù)功，可知三個電荷對該負(fù)電荷的合力對其做負(fù)功，根據(jù)功能關(guān)系可知該負(fù)電荷的電勢能增加，即負(fù)電荷在M點的電勢能比在O點??；同理可知負(fù)電荷在N點的電勢能比在O點小。故C正確，D錯誤。

故選：BC。

根據(jù)場強(qiáng)疊加的特點和對稱性得出11.【答案】AD【解析】解：A、等差等勢線的疏密程度體現(xiàn)場強(qiáng)的大小，由圖可知N點的等差等勢線比M點更密，則N點的電場強(qiáng)度大小比M點的大，故A正確；

B、沿著電場線電勢逐漸降低，由圖可知電場線由N指Q，則Q為負(fù)電荷，故B錯娛；

C、沿者電場線電勢逐漸降低，結(jié)合各等勢線的電勢高低關(guān)系可知M點的電場方向沿x軸正方向，故C錯誤；

D、M點與N點等勢均為0V，P點與N點的等勢線間隔四個，而相鄰等勢面的電勢差為3V，則P點與M點的電勢差為12V，故D正確。

故選：AD。

根據(jù)等差等勢面的疏密程度得出場強(qiáng)的大小；沿著電場線方向電勢逐漸降低，由此分析出電荷的電性；根據(jù)等勢面的數(shù)值關(guān)系得出P點和12.【答案】AB【解析】解：A、兩個正電荷在N點產(chǎn)生的場強(qiáng)方向由N指向O，N點處于兩負(fù)電荷連線的中垂線上，則兩負(fù)電荷在N點產(chǎn)生的場強(qiáng)方向由N指向O，則N點的合場強(qiáng)方向由N指向O，同理可知，兩個負(fù)電荷在L處產(chǎn)生的場強(qiáng)方向由O指向L，L點處于兩正電荷連線的中垂線上，兩正電荷在L處產(chǎn)生的場強(qiáng)方向由O指向L，則L處的合場方向由O指向L，由于正方形兩對角線垂直平分，則L和N兩點處的電場方向相互垂直，故A正確；

B、正方形底邊的一對等量異號電荷在M點產(chǎn)生的場強(qiáng)方向向左，而正方形上方的一對等量異號電荷在M點產(chǎn)生的場強(qiáng)方向向右，由于M點離上方一對等量異號電荷距離較遠(yuǎn)，則M點的場方向向左，故B正確；

C.由圖可知，M和O點位于兩等量異號電荷的等勢線上，即M和O點電勢相等，所以將一帶正電的點電荷從M點移動到O點，電場力做功為零，故C錯誤；

D.由圖可知，L點的電勢低于N點電勢，則將一帶正電的點電荷從L點移動到N點，電場力做功不為零，故D錯誤。

故選：AB。

電場強(qiáng)度是矢量，每個位置的電場強(qiáng)度為各個點電荷在該點產(chǎn)生電場的矢量合；電勢是標(biāo)量，每個地方的電勢是各個點電荷在此的電勢的代數(shù)和，正電荷，電勢降低，電勢能減小，電場力做正功。

13.【答案】?24；1200；120【解析】解：根據(jù)電場力做功WAB=qUAB得：UAB=WABq=7.2×10?3?3×10?4V=?24V．

則電場強(qiáng)度為：14.【答案】200

0.02

【解析】解：對直線加速過程根據(jù)動能定理，有：

qU1=Ek?0

解得：

Ek=qU1=2e×100V=200eV

對直線加速過程根據(jù)動能定理，有：

qU1=12mv2

①

對類似平拋運(yùn)動過程，有：15.【答案】ABC

AC

不變【解析】解：(1)根據(jù)C=εS4πkd，可知影響平行板電容器電容的因素有：兩極板的正對面積、兩板間距離、電介質(zhì)的介電常數(shù)，故ABC正確，D錯誤，故選：ABC；

(2)靜電計由驗電器改裝而成，是測量電勢差的，即測量電壓的，可以用電壓表代替，這樣看，AC正確，BD錯誤，故選：AC

(3)用圖乙所示的電路進(jìn)行實驗：若保持開關(guān)S閉合，則兩板間電壓U一定，則指針張開角度將不變；

若斷開開關(guān)S后，將A、B兩極板正對面積變小些，根據(jù)C=εS4πkd可知C變小，根據(jù)Q=CU16.【答案】(1)1；(2)A【解析】【分析】

本題考查電容的性質(zhì)以及圖象的含義，知道如何通過圖象求電量，掌握電容器的電容公式，理解放電電流隨時間的變化特點。

【解答】

(1)充電時必須將電容器接電源，故將單刀雙擲開關(guān)連接1；

(2)電容器充電時，隨著電荷的增加，由于電容電壓升高，所以電流逐漸減小且電流減小得越來越慢，充滿電荷之后，電流為零。故選：A

(3)從圖丙中可以看出放電在t0～2t0完成，i?t圖象與坐標(biāo)軸共圍有8小