1、第 1 页（共 15 页）掌门 1 对 1 教育 高中物理2014-2015 学年陕西省榆林市佳县吴堡中学高二（上）期中物理试卷一、选择题：（本题共 6 小题，每小题 4 分，共 24 分）1一段粗细均匀的金属导体的横截面积是 S，导体单位长度内的自由电子数为 n，金属内的自由电子电荷量为 e，自由电子做无规则热运动的速率为 v0，导体中通过的电流为 I，以下说法中正确的有（ ）A 自由电子定向移动的速率为 v0B 自由电子定向移动的速率为 v=C 自由电子定向移动的速率为真空中的光速 cD 自由电子定向移动的速率为 v=2如图所示，a、b、c 是一条电场线上的三点，电场线的方向由 a 到 c
2、，a 、b 间距离等于 b、c 间距离，用 a、 b、 c 和 Ea、 Eb、E c 分别表示 abc 三点的电势和场强，可以判定（ ）A a b c B EaE bE c C a b=b c D Ea=Eb=Ec3如图，P 和 Q 为带电量分别为+q 和q 的两个等量异种电荷，两者相距为 L，O 为 PQ 连线的中点，M、N 为中垂线上关于 O 点对称的两个点，则（ ）A M、O、N 三点的场强都相等B M、N 两点的场强大小相等，方向相同C O 点的场强为零D M、O、N 三点的电势大小关系为 M N O4一带电油滴在匀强电场 E 中从 a 到 b 的运动轨迹如图中虚线所示，电场方向竖直向
3、下，不计空气阻力此带电油滴从 a 运动到 b 的过程中，能量变化情况是（ ）第 2 页（共 15 页）A 动能减小 B 电势能增加C 重力势能和电势能之和减小 D 动能和电势能之和增加5关于多用电表刻度盘上的刻度，下列说法正确的是（ ）A 测量电压、电流和电阻时，所用的刻度都是均匀的B 测电阻时，各挡位的测量范围都是 0，所以测量时不需要选择挡位C 电阻挡的零刻线与电压挡的零刻线重合D 电阻挡的零刻线与电流挡的满刻线重合6如图所示，在 O 点置一点电荷 Q，以 O 为圆心作一圆现将一电荷从 A 分别移到圆上的B、C、D 三点，则电场力做功最多的过程是（ ）A 移到 B 的过程 B 移到 C 的
4、过程C 移到 D 的过程 D 三个过程一样多二、计算题（本题 7 小题，共 76 分解答时应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤，只写出最后答案的不能得分，有数值运算的，答案中必须明确写出数值和单位 ）7A，B 两个点电荷相距 8 厘米，q 1=5108 C，q 2=5108 C求（1）它们之间相互作用力大小？（2）距 A、B 两点都为 10 厘米的 O点的场强大小和方向如何8如图所示，带正电荷量为 q、质量为 m 的滑块，沿固定绝缘斜面以速度 V 匀速下滑，现加一竖直向下的匀强电场，电场强度为 E，且 qEmg，已知下滑距离为 s 求滑块下滑的时间？第 3 页（共 15 页）9电流表的
5、内阻是 Rg=500，满刻度电流值是 Ig=1mA，现欲把这个电流表改装成量程为 3.0V 的电压表应串联还是并联多大电阻？10人体的细胞膜内外存在电势差（膜电位差）约 U=35mV，细胞膜厚度约 d=7.0109 m细胞膜有选择的让钾或钠离子通过，以保持细胞内、外的电势差和渗透压当一个一价的钠离子（电荷量q=1.61019 C） ，从如图中的 A 到 B 通过细胞膜时：（细胞膜内的电场看作匀强电场，且电势关系为 A B）（1）它受到的电场力多大？（2）电场力做功是多少？（3）电势能是增加还是减少？改变了多少？11如图，一圈粗细均匀的导线长 s，在两端点 A、B 间加上恒定电压时，测得通过导线
6、的电流为IA，如剪去 BC 段，在 A、C 两端加同样电压时，通过导线的电流变为 IB，则剪去的 BC 段多长？12带电量为 Q，质量为 m 的原子核由静止开始经电压为 U1 的电场加速后进入一个平行板电容器，进入时速度和电容器中的场强方向垂直已知：电容器的极板长为 L，极板间距为 d，两极板的电压为 U2，重力不计，求：（1）经过加速电场后的速度；（2）离开电容器电场时的位移偏转量第 4 页（共 15 页）13如图所示，光滑绝缘半球槽的半径为 R，处在水平向右的匀强电场中，一质量为 m 的带正电小球从槽的右端 A 处无初速沿轨道滑下，电场力为其重力的四分之三，求带电小球在滑动过程中的最大速度
7、14如图所示，水平放置的平行板电容器两板间距为 d=8cm，板长为 L=25cm，接在直流电源上，有一带电液滴以 v0=0.5m/s 的初速度从板间的正中点水平射入，恰好做匀速直线运动，当它运动到P 处时迅速将下板向上提起 cm，液滴刚好从金属板末端飞出，求：（1）下极板上提后液滴经过 P 点以后的加速度大小（g 取 10m/s2） ；（2）液滴从射入开始匀速运动到 P 点所用时间第 5 页（共 15 页）2014-2015 学年陕西省榆林市佳县吴堡中学高二（上）期中物理试卷参考答案与试题解析一、选择题：（本题共 6 小题，每小题 4 分，共 24 分）1一段粗细均匀的金属导体的横截面积是 S
8、，导体单位长度内的自由电子数为 n，金属内的自由电子电荷量为 e，自由电子做无规则热运动的速率为 v0，导体中通过的电流为 I，以下说法中正确的有（ ）A 自由电子定向移动的速率为 v0B 自由电子定向移动的速率为 v=C 自由电子定向移动的速率为真空中的光速 cD 自由电子定向移动的速率为 v=考点： 电流、电压概念专题： 恒定电流专题分析： 已知电流及电子的电量等，根据电流的微观表达式可求得电子定向移动的速率解答： 解：单位时间内通过的电量 q=vten由电流的定义可知电流的微观表达式为：I= = =nev；则 v= ；故 D 正确；故选：D点评： 本题要求能掌握电流的微观表达式，同时注意
9、区分电子的定向移动速率、无规则热运动的速率以及电能的传导速率2如图所示，a、b、c 是一条电场线上的三点，电场线的方向由 a 到 c，a 、b 间距离等于 b、c 间距离，用 a、 b、 c 和 Ea、 Eb、E c 分别表示 abc 三点的电势和场强，可以判定（ ）A a b c B EaE bE c C a b=b c D Ea=Eb=Ec第 6 页（共 15 页）考点： 电场强度；电势专题： 电场力与电势的性质专题分析： 本题根据顺着电场线方向电势逐渐降低，判断电势关系；电场线的疏密表示电场强度的相对大小根据匀强电场中场强与电势差的关系 U=Ed，定性分析电势差的关系解答： 解：A、沿电
10、场线方向电势降低，可以比较电势高低，根据电场线方向可知 a b c，故 A 正确B、D 只有一条电场线，不能确定电场线的分布情况，无法比较场强的大小，故 BD 错误C、对于匀强电场，两点间的电势差 U=Ed，由于电场线的疏密情况无法确定，两点间的电势差的公式 U=Ed 也不能适用，不能判断电势差的关系，故 C 错误；故选：A点评： 本题考查了电场线和电势、电场强度以及电势差之间的关系，尤其注意公式 U=Ed 的适用条件以及公式中各个物理量的含义3如图，P 和 Q 为带电量分别为+q 和q 的两个等量异种电荷，两者相距为 L，O 为 PQ 连线的中点，M、N 为中垂线上关于 O 点对称的两个点，
11、则（ ）A M、O、N 三点的场强都相等B M、N 两点的场强大小相等，方向相同C O 点的场强为零D M、O、N 三点的电势大小关系为 M N O考点： 电势；电场强度专题： 电场力与电势的性质专题分析： 该题考查常见电场的电场线特点，等量异种电荷的电场线具有对称性，上下对称，左右对称中垂线 MN 是一条等势线结合其电场线的图即可作答解答： 解：常见电场的电场线中，等量异种电荷的电场线特点如图，第 7 页（共 15 页）ABC：由等量异种电荷的电场线的特点图，可知：M、0、N 三点的场强方向都水平向右，O 点的场强最大，MN 两点的场强大小相等，故 A 错误，B 正确，C 错误；D：中垂线
12、MN 是一条等势线，故 M、0、N 三点的电势相等， D 错误故选：B点评： 该题考查常见电场（等量异种电荷的电场线）的电场线特点，题目简单，很容易选出正确的答案4一带电油滴在匀强电场 E 中从 a 到 b 的运动轨迹如图中虚线所示，电场方向竖直向下，不计空气阻力此带电油滴从 a 运动到 b 的过程中，能量变化情况是（ ）A 动能减小 B 电势能增加C 重力势能和电势能之和减小 D 动能和电势能之和增加考点： 电场线；动能定理的应用；电势能分析： 根据图中的运动轨迹情况，可以判断出重力和电场力的大小关系，然后根据功能关系求解即可解答： 解：A、由轨迹图可知，带电油滴所受重力小于电场力，故从 a
13、 到 b 的运动过程中合外力做正功，动能增加，故 A 错误；B、从 a 到 b 的运动过程电场力做正功，电势能减小，故 B 错误；C、根据功能关系可知，在从 a 到 b 的运动过程中只有重力、电场力做功，因此重力势能、电势能、动能三者之和保持不变，因该过程中动能增加，因此重力势能和电势能之和减小，故 C 正确；D、从 a 到 b 的运动过程中重力做负功，重力势能增加，因此动能和电势能之和减小，故 D 错误故选 C第 8 页（共 15 页）点评： 本题在电场和重力场的复合场中重点考察带电小球的功能关系转化在学习过程中要明确各种功能关系是解这类问题的关键5关于多用电表刻度盘上的刻度，下列说法正确的
14、是（ ）A 测量电压、电流和电阻时，所用的刻度都是均匀的B 测电阻时，各挡位的测量范围都是 0，所以测量时不需要选择挡位C 电阻挡的零刻线与电压挡的零刻线重合D 电阻挡的零刻线与电流挡的满刻线重合考点： 多用电表的原理及其使用专题： 恒定电流专题分析： 欧姆表零刻度线在最右侧，欧姆表的刻度线分布不均匀，右边稀疏，左边密集；用欧姆表测电阻时，应选择合适的挡位，使指针指在中央刻度线附近解答： 解：A、测量电压和电流时，刻度是均匀的；而电阻档刻度不均匀；故 A 错误；B、测电阻时要选择合适的档位，指针越接近刻度盘中央误差越小；故应正确选择档位；故 B 错误；CD、电阻档的零线与电压或电流档的满刻线重
15、合；故 C 错误，D 正确；故选：D点评： 本题考查多用电表的使用；知道欧姆表的刻度特点，欧姆表的使用方法即可正确解题，要注意基础知识的学习6如图所示，在 O 点置一点电荷 Q，以 O 为圆心作一圆现将一电荷从 A 分别移到圆上的B、C、D 三点，则电场力做功最多的过程是（ ）A 移到 B 的过程 B 移到 C 的过程C 移到 D 的过程 D 三个过程一样多考点： 电势能；电场强度专题： 电场力与电势的性质专题分析： 在 O 点置一点电荷 Q，以 O 为圆心作一圆，该圆是一条等势线，B 、C、D 三点这个圆上，则知三点的电势相等，根据电场力做功公式 W=qU，分析电场力做功关系第 9 页（共
16、15 页）解答： 解：在 O 点置一点电荷 Q，以 O 为圆心作一圆，根据等势线的分布情况知，该圆是一条等势线，B、C、D 三点这个圆上，则三点的电势相等， A 与 B、C 、D 三点间的电势差相等，将一电荷从 A 分别移到 B、C、D 的过程中，根据电场力做功公式 W=qU，得知，电场力做功相等故D 正确，ABC 错误故选 D点评： 本题关键要掌握点电荷等势线的分布情况，及电场力做功与电荷的路径无关，只与初末位置的电势差有关二、计算题（本题 7 小题，共 76 分解答时应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤，只写出最后答案的不能得分，有数值运算的，答案中必须明确写出数值和单位 ）7A，
17、B 两个点电荷相距 8 厘米，q 1=5108 C，q 2=5108 C求（1）它们之间相互作用力大小？（2）距 A、B 两点都为 10 厘米的 O点的场强大小和方向如何考点： 库仑定律；电场强度专题： 电场力与电势的性质专题分析： （1）直接根据库伦定律公式进行计算即可（2）由点电荷电场强度公式，结合矢量叠加法则，求解即可解答： 解：（1）由库仑定律得：F= =9.0109 N=3.52103 N（2）由点电荷电场强度的公式，q 1 在距 A 点为 10 厘米的 O点的场强：N/C同理 q2 在距 B 点为 10 厘米的 O点的场强： N/C结合矢量叠加法则，O点的场强的方向如图，则：由图可
18、知：E=E 1cos+E2cos其中：所以：cos=得：E=45000.917+45000.917=8.2510 3N/C第 10 页（共 15 页）方向沿 AB 的垂直平分线向外答：（1）这 q1 和 q2 之间的作用力为 3.52103 N；（2）距 A、B 两点都为 10 厘米的 O点的场强大小是 8.25103N/C，方向沿 AB 的垂直平分线向外点评： 本题很简单直接考查了库伦定律的应用和电场强度的定义式，对于公式一定要明确其适用条件和公式中各个物理量的含义8如图所示，带正电荷量为 q、质量为 m 的滑块，沿固定绝缘斜面以速度 V 匀速下滑，现加一竖直向下的匀强电场，电场强度为 E，
19、且 qEmg，已知下滑距离为 s 求滑块下滑的时间？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： 质量为 m 的滑块，沿固定绝缘斜面匀速下滑，没有电场时，应有重力沿下面向下的分量与摩擦力平衡；当加一竖直向上的匀强电场，电场强度为 E，且 qEmg，相当于增大了物体的重力，或相当于用质量大的物体更换质量小的物体，物体将仍保持匀速下滑解答： 解：在未加电场时，根据共点力平衡可知：mgsin=mgcos加上电场后，沿斜面方向受到的力为：F=mgsin+qEsin （mg+qE）cos联立解得 F=0 故加上电场后物体继续向下做匀速运动，经历时间为：t=答：滑块下滑的时
20、间为第 11 页（共 15 页）点评： 当加一竖直向上的匀强电场时，相当于减小了物体的重力，在摩擦因数不变的情况下，物体仍保持匀速下滑注意这种等效观点的应用9电流表的内阻是 Rg=500，满刻度电流值是 Ig=1mA，现欲把这个电流表改装成量程为 3.0V 的电压表应串联还是并联多大电阻？考点： 把电流表改装成电压表；欧姆定律专题： 恒定电流专题分析： 电流表改装成电压表要串联电阻分压，根据欧姆定律及串并联电路规律可进行分析，明确改状原理；由 U=Ig（R g+R）可求得电阻解答： 解：改装成电压表要串联电阻的 RX：则 Ig（ Rg+Rx）=U V即：110 3 （500+R x）=3解得：
21、R x=2500 答：应串联一个 2500 的电阻点评： 本题考查的电压表的改装原理，要明确串联电阻的分压作用，会用串并联电路的规律求串联电阻阻值10人体的细胞膜内外存在电势差（膜电位差）约 U=35mV，细胞膜厚度约 d=7.0109 m细胞膜有选择的让钾或钠离子通过，以保持细胞内、外的电势差和渗透压当一个一价的钠离子（电荷量q=1.61019 C） ，从如图中的 A 到 B 通过细胞膜时：（细胞膜内的电场看作匀强电场，且电势关系为 A B）（1）它受到的电场力多大？（2）电场力做功是多少？（3）电势能是增加还是减少？改变了多少？考点： 电势能；动能定理的应用专题： 电场力与电势的性质专题第
22、 12 页（共 15 页）分析： （1）匀强电场电场强度与电势差的关系是：E= ，可求 E（2）电场力做功与电势差的关系 w=qU 可求每个钠离子沿电场方向透过膜时电场力做功（3）电场力做正功多少时，电势能减少多少解答： 解：（1）细胞膜内的电场看作匀强电场，则电场强度为：钠离子受到的电场力为：F=Eq=510 61.61019 N=81013 N（2）电场力做功为：W=qU=1.610 19 3.5103 J=5.61021 J（3）因电场力做正功，所以钠离子的电势能减少，减少了 5.61021 J答：（1）它受到的电场力为 81013 N（2）电场力做功是 5.61021 J（3）电势能减
23、少了，减少了 5.61021 J点评： 本题考查了匀强电场的电场强度与与电势差的关系、电场力做功与电势差的关系，关键灵活选择公式11如图，一圈粗细均匀的导线长 s，在两端点 A、B 间加上恒定电压时，测得通过导线的电流为IA，如剪去 BC 段，在 A、C 两端加同样电压时，通过导线的电流变为 IB，则剪去的 BC 段多长？考点： 欧姆定律专题： 恒定电流专题分析： 根据欧姆定律求出电阻的变化，结合电阻定律得出导线长度的变化解答： 解：根据 R= 知，电压不变，电流变为原来的 倍，则电阻变为原来的 倍根据 R= 得：L= ，电阻变为原来的 倍，则导线的长度变为原来的 倍，第 13 页（共 15
24、页）剪去的 BC 段长度为：l=（1 ）s答：剪去的 BC 段的长度为（1 ）s点评： 解决本题的关键掌握欧姆定律和电阻定律的公式，并能灵活运用，基础题12带电量为 Q，质量为 m 的原子核由静止开始经电压为 U1 的电场加速后进入一个平行板电容器，进入时速度和电容器中的场强方向垂直已知：电容器的极板长为 L，极板间距为 d，两极板的电压为 U2，重力不计，求：（1）经过加速电场后的速度；（2）离开电容器电场时的位移偏转量考点： 带电粒子在匀强电场中的运动专题： 带电粒子在电场中的运动专题分析： 粒子先经过加速电场加速，由动能定理可以解得其速度，粒子进入偏转电场做类平抛运动，把其分解为水平方向
25、的匀速直线运动，竖直方向的匀加速直线运动解答： 解：（1）粒子在加速电场加速后，由动能定理得：QU1= mv2故速度为：v0=（2）进入偏转电场，粒子在平行于板面的方向上做匀速运动，故：L=v0t；在垂直于板面的方向做匀加速直线运动，加速度：a= = ；因此离开电容器电场时的偏转：y= at2= 答：（1）经过加速电场后的速度为 ；第 14 页（共 15 页）（2）原子核射出电场时，在垂直于板面方向偏移的距离为 点评： 把类平抛运动分解成水平方向的匀速直线运动，竖直方向的匀加速直线运动，结合牛顿第二定律和匀变速直线运动规律解题13如图所示，光滑绝缘半球槽的半径为 R，处在水平向右的匀强电场中，
26、一质量为 m 的带正电小球从槽的右端 A 处无初速沿轨道滑下，电场力为其重力的四分之三，求带电小球在滑动过程中的最大速度考点： 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： 速度最大时，合力与速度方向垂直，找到该点，根据定能定理求出经过该点时的速度就是最大速度解答： 解：速度最大时，合力与速度方向垂直，设此时重力和电场力的合力与竖直方向的夹角为则：mgRcosF 电 R（1sin）= mV2max0由图可知：tan= sin= cos=则：V max=答：带电小球在滑动过程中的最大速度为 点评： 求解最大速度是本题难点，重力场和电场共同作用时最大速度应在合力的最低点，类
27、比重力场中的运动情况理解，根据动能定理求解14如图所示，水平放置的平行板电容器两板间距为 d=8cm，板长为 L=25cm，接在直流电源上，有一带电液滴以 v0=0.5m/s 的初速度从板间的正中点水平射入，恰好做匀速直线运动，当它运动到P 处时迅速将下板向上提起 cm，液滴刚好从金属板末端飞出，求：（1）下极板上提后液滴经过 P 点以后的加速度大小（g 取 10m/s2） ；（2）液滴从射入开始匀速运动到 P 点所用时间第 15 页（共 15 页）考点： 带电粒子在匀强电场中的运动；电场强度专题： 带电粒子在电场中的运动专题分析： （1）液滴先做匀速运动，受到的重力和电场力平衡，当液滴运动到
28、 P 处时迅速将下板向上提起时，板间场强增大，液滴向上偏转做类平抛运动，根据平衡条件和牛顿第二定律可求出加速度大小（2）液滴向上偏转过程中，竖直方向做初速度为零的匀加速直线运动，水平方向做匀速直线运动，由运动学公式可求得液滴从射入开始匀速运动到 P 点所用时间解答： 解：（1）带电液滴在板间受重力和竖直向上的电场力，因为液滴做匀速运动，所以有：qE=mg，q =mg，即：qU=mgd当下板向上提后，d 减小，E 增大，电场力增大，故液滴向上偏转，在电场中做类平抛运动此时液滴所受电场力 F=q =此时加速度 a= = =g（ 1）= g=2m/s2（2）因液滴刚好从金属板末端飞出，所以液滴在竖直方向上的位移是 ，设液滴从 P 点开始在匀强电场中的飞行时间为 t1，则：= at ，解得 t1= = s=0.2 s，而液滴从刚进入电场到出电场时间 t2= = s=0.5s，所以液滴从射入开始匀速运动到 P 点的时间 t=t2t 1=0.3 s答：（1）下极板上提后液滴经过 P 点以后的加速度大小为 2m/s2 （2）液滴从射入开始匀速运动到 P 点的时间为 0.3s点评： 本题中液滴先做匀速运动后做类平抛运动，对其运动情况的分析是解答的基础和关键，再选择物理规律解决问题
