1、2018 年下学期衡阳市第一中学期中考试高二物理（理）试卷一、选择题（每题 6 分，共 48 分。其中 1-5 题只有一个答案，6-8 题有多个答案）1.下列关于电场的说法正确的是：（ ）A. 在电场中电场强度为零的地方，电势不一定为零；B. 只受电场力的带电粒子一定沿电场线运动；C. 匀强电场中两点间的电势差与两点间的间距成正比；D. 电场力对正电荷做正功，电势能增大；对负电荷做正功，电势能减小。【答案】A【解析】【分析】电场线的疏密表示电场强度大小，电场线的方向反映电势的高低，则电场强度与电势没有直接关系。电场强度为零，电势不一定为零。电势为零，电场强度也不一定为零。电场强度越大的地方，电
2、势不一定高。顺着电场线方向，电势逐渐降低，但场强不一定减小。电场力做正功，电势能减小。【详解】A 项：电势为零，是人为选择的，所以电场强度为零的地方，电势不一定为零，故A 正确；B 项：如异号电荷，其中一个电荷绕另一固定电荷做圆周运动，故 B 错误；C 项：匀强电场中两点间的电势差与沿电场线两点间的间距成正比，故 C 错误；D 项：电场力对电荷做正功，电荷的电势能一定减小，对电荷做负功，电荷的电势能一定增大，故 D 错误。故应选：A。【点睛】电场强度和电势这两个概念非常抽象，可借助电场线可以形象直观表示电场这两方面的特性：电场线疏密表示电场强度的相对大小，切线方向表示电场强度的方向，电场线的方
3、向反映电势的高低。电场力做功与电势能的关系。2.如图是某一电场中的一簇电场线，现把一个负电荷分别放在 AB 两点，下列说法正确的是（ ）A. 此负电荷在 A 点受到的电场力比 B 点大B. 此负电荷在 A 点的电势能比 B 点大C. 电场中 A 点的电势高于 B 点的电势D. 若把此负电荷从 B 点由静止释放，它将沿电场线运动到 A 点【答案】C【解析】【分析】根据电场线疏密比较电场强度的大小，从而比较出电场力的大小。根据沿电场线方向电势逐渐降低比较出电势的高低，结合电势能公式比较电势能的高低。【详解】A 项：根据电场线的疏密知，A 点的场强小于 B 点，则负电荷在 A 点所受电场力小于 B
4、点，故 A 错误；B、C 项：沿着电场线方向电势逐渐降低，A 点电势高于 B 点，则负电荷在 A 点电势能比 B 点小，故 B 错误，C 正确；D 项：将负电荷从 B 点静止释放，运动轨迹不沿电场线方向，故 D 错误。故应选：C。【点睛】解决本题的关键知道电场线的疏密表示电场的强弱，沿电场线方向电势逐渐降低，掌握判断电势能高低的方法。3.测定压力变化的电容式传感器如图所示， 为固定电极， 为可动电极，组成一个电容大小可变的电容器可动电极两端固定，当待测压力施加在可动电极上时，可动电极发生形变，从而改变了电容器的电容现将此电容式传感器连接到如图所示的电路中，当待测压力增大时（ ）A. 电容器的电
5、容将减小 B. 电阻 中没有电流C. 电阻 中有从 流向 的电流 D. 电阻 中有从 流向 的电流【答案】D【解析】A、当待测压力增大时，电容器板间距离减小，根据电容的决定式 得知，电容 C 增大故 A 错误B、C、D、电容板间电压 U 不变，电容器所带电量为 Q=CU， C 增大，则 Q 增大，电容器处于充电状态，而 A 板带正电，则电路中形成逆时针方向的充电电流，电阻 R 中有从 b 流向 a 的电流故 B、C 错误，D 正确故选 AD【点睛】本题考查对传感器基本原理的理解，实质是电容器动态变化分析问题，电容的决定式 和定义式 结合进行分析4.四个相同的灯泡按如图所示连接，关于四个灯泡的亮
6、度，下列结论中正确的是（ ）A. A 与 B 灯一样亮 B. A 与 C 灯一样亮C. C 与 D 灯一样亮 D. B 与 D 灯一样亮【答案】D【解析】【分析】根据串联电路电流相等，由功率公式 P=I2R，分析功率关系；并联电压相等，由公式 ，分析四个灯实际功率关系，确定亮度关系。【详解】A 灯的电流大于 B 灯、C 灯的电流，则功率公式 P=I2R，A 灯比 B 灯、C 灯亮；B、D两灯串联，电流相等，一样亮；C 灯的电压大于 B、D 的电压，由公式 可知 C 灯比 B、D两灯亮，所以 A 灯最亮，C 灯次之，B 与 D 灯最暗且亮度相同。故应选：D。【点睛】对于纯电阻电路，功率公式的形式
7、较多，要能根据相等的条件灵活选择，电流相等时，由 P=I2R 分析功率关系，电压相等时，由公式 分析功率关系。5.如图甲所示，直线 AB 是某孤立点电荷电场中的一条电场线，一个电子仅在电场力作用下沿该电场线从 A 点运动到 B 点，其电势能随位置变化的关系如图乙所示.设 A、 B 两点的电势分别为 A、 B，电子在 A、 B 两点的动能分别为 EkA、 EkB.则关于该孤立点电荷的位置及电势、电子动能大小的说法正确的是( ) A. 孤立点电荷带负电，位于 B 点的右侧， A B， EkAEkBB. 孤立点电荷带正电，位于 A 点的左侧， A B， EkAEkBD. 孤立点电荷带负电，位于 A
8、点的左侧， A B， EkAEkB【答案】A【解析】【详解】由图看出电子从 A 点运动到 B 点，其电势能增加，电场力对电子做负功，所以电子所受的电场力方向从 BA电子带负电，所以电场线的方向从 AB根据顺着电场线的方向电势降低，则知 A B由能量守恒定律判断得知电子的动能减小，即有：E kAE kB。若孤立点电荷带负电，该电荷应位于 B 点的右侧，若孤立点电荷带正电，该电荷应位于 A 点的左侧，故 A 正确，BCD 错误。故选 A。【点睛】解决本题关键掌握电场力做功与电势能变化的关系，掌握电场线方向与电势变化的关系，能熟练运用能量守恒定律判断能量的变化，是常见的问题.6.欧姆定律不适用于下列
9、哪种情况( )A. 气体导电 B. 半导体导电C. 电解液导电 D. 金属导电【答案】AB【解析】【分析】欧姆定律为实验定律，只适用于金属导电及电解液导电；不适用于半导体及气体导电。【详解】欧姆定律不适用于半导体及气体导电，只适用于金属导体及电解液导电；故应选：AB。【点睛】本题考查欧姆定律的适用范围，明确欧姆定律为实验定律，不能用于半导体及气体导电。7.如图所示，真空中 M、N 处放置两等量异种电荷，a、b、c 为电场中的三点，实线 PQ 为M、N 连线的中垂线，a、b 两点关于 MN 对称，a、c 两点关于 PQ 对称，已知一带正电的试探电荷从 a 点移动到 c 点时，试探电荷的电势能减小
10、，则以下判定正确的是( )A. M 点处放置的是负电荷B. a 点的场强与 c 点的场强完全相同C. a 点的电势高于 c 点的电势D. 若将该试探电荷沿直线由 a 点移动到 b 点，则电场力先做负功，后做正功【答案】CD【解析】【分析】根据正电荷在电势高处电势能大，判断电势高低，即可确定 M 处电荷的电性；根据电场线的分布情况，分析场强关系；由电势的高低，判断电场力对正电荷做功正负。【详解】A、C 项：因正电荷由 a 到 c 电势能减小，则电场力做正功，则电势降低，故 c 点电势低于 a 点电势，则 M 点为正电荷，故 A 错误，C 正确；B 项：a 点与 c 点为关于两电荷的中垂线对称，则
11、场强大小相等但方向不同，故 B 错误；D 项：将该试探电荷沿直线由 a 点移动到 b 点，根据等势线分布图可知，电势先升高后降低，则电势能先增大后减小，电场力先做负功、后做正功，故 D 正确。故应选：CD。【点睛】在电场中跟据带电粒子运动轨迹和电场线关系判断电场强度、电势、电势能、动能等变化是对学生基本要求，也是重点知识，要重点掌握。8.如图所示，A 为带电量为 Q 的点电荷，中间竖直放置一带正电的介质板，B 为质量为 m、电量为q 的小球，用绝缘丝线悬挂于 O 点，平衡时丝线与竖直方向的夹角为 ，且 A、B 两个小球在同一水平面上，间距为 L，则介质板上的电荷在小球 B 处产生的电场强度大小
12、 E 可能是( )A. E B. EC. E D. E【答案】AD【解析】【分析】以小球为研究对象，分析受力情况，作出力图，根据共点力平衡条件和库仑定律列式，求解E 的大小。【详解】当 Q 为正点电荷时：以小球为研究对象，分析受力情况：重力、点电荷对小球的静电力 F、感应电荷的静电力 qE和细线的拉力，如图根据共点力平衡条件：F+qE=Tsinmg=Tcos又根据库仑定律得： 联立解得： 当 Q 为负点电荷时同理可得：qE=Tsin+Fmg=Tcos又根据库仑定律得：联立解得：故应选：AD。【点睛】本题是电场中的力平衡问题，要转换观念，当作力学问题去处理关键要知道感应电荷产生的电场强度方向。二
13、、填空题（每题 4 分，共 16 分）9.如图所示，导体 AB 与地面绝缘，将带正电的物体 C 靠近 AB，用手接触一下 B 端，放开手再移去 C，则此时 AB 带_ _电，若用手接触一下 A 端，放开手再移去 C，则此时 AB 带_ _电。【答案】负；负。【解析】试题分析：无论用手摸哪一端，只要用手摸导体 AB，则 AB 与人体就组成了一个新的导体，在这个导体中，AB 就变成了近端，人体变成了远端，故 AB 就带负电，人体就带正电。考点：感应起电。10.如右图所示对应两个电阻 和 的 曲线，则：（1）电阻之比 =_。（2）若两个导体中的电流相等（不为零）时，电压之比 =_。【答案】 (1).
14、 2:1 (2). 2:1【解析】（1） I-U 图象的斜率表示电阻，所以 A 的电阻为： ， B 的电阻为：，即电阻之比 RA： RB=2：1。（2）根据欧姆定律，若两个导体中的电流相等（不为零）时，电压之比UA： UB=RA： RB=2：1。11.一灵敏电流计，允许通过的最大电流为 Ig=1mA，表头电阻 Rg=500，若改装成量程为Um=5V 的电压表，应串联的电阻阻值为_。若将改装后的电压表再改装成量程为Um=50V 的电压表，应再串联一个阻值为_ 的电阻。【答案】 (1). 4500 (2). 49500【解析】【分析】把电流表改装成电压表需要串联分压电阻，应用串联电路特点与欧姆定律
15、可以求出串联电阻阻值。【详解】把电流表改装成 5V 的电压表需要串联电阻阻值：把电流表改装成 50V 的电压表需要串联电阻阻值：。【点睛】本题考查了电压表的改装，知道电压表的改装原理、应用串联电路特点与欧姆定律可以解题。12.密立根油滴实验首先测出了元电荷的数值，其实验装置如图所示，油滴从喷雾器喷出，以某一速度进入水平放置的平行板之间。若两板间加一电压，使板间形成向下的电场 E，今有一带负电的油滴，质量为 m，在两板间匀速下落的速率为 v。已知运动中油滴受到的阻力可由斯托克斯公式 f=6 rv 计算(其中 r 为油滴半径， 为空气粘滞系数)。实验时测出r、 v， E、 、m、g 为已知，则（1
16、）油滴的带电量 q=_。（2）经多次测量得到许多油滴的 Q 测量值如下表(单位 1019 C)Q1 Q2 Q3 Q4 Q5 Q66.41 8.01 9.65 11.23 12.83 14.48分析这些数据可得什么结论：_。【答案】 (1). (2). 电荷的最小电量即元电荷为 1.61019 C【解析】【分析】(1)两板间的电压为 U 时，带电油滴恰好能以速度 v 竖直向上匀速运动时，电场力与重力、阻力相平衡，列式可求解；(2)根据物体带电的本质，结合测量电量值，即可求解。【详解】(1) 当有电场时，则有重力等于阻力与电场力之和，即为：mg= +qE；解得： ；(2) 根据物体带电本质：电子的
17、得失，且由表格所测电量，可知：在误差范围内，可以认为油滴的带电量总是 1.610-19C 的整数倍，故电荷的最小电量即元电荷为 1.610-19C。【点睛】考查受力分析与平衡方程的应用，掌握带电本质，及最小电量的多少，注意电场力的方向是解题的关键。三、解答题（共 36 分）13.如图所示，匀强电场中 A、 B、 C 三点构成一个直角三角形， A=30，AC=2m，把电荷量 q=-210-10C 的点电荷由 A 点移动到 B 点，电场力做功 4.810-8J，若将该电荷由 C 点移到 B 点，克服电场力做功 1.610-8J，取 B 点的电势为零求（1） A、 C 两点的电势； （2）匀强电场的
18、场强【答案】(1) -240V 80V；(2)160N/C，方向：从 C 指向 A【解析】【分析】(1)根据电势差公式 求出 AB 间和 BC 间的电势差，再由电势差与电势的关系求 A、C 两点的电势；(2) 根据电场方向垂直于等势线，找出等势线，画出电场方向，根据 U=Ed 求解电场强度。【详解】(1)由题意可知，把电荷量 q=-210-10C 的点电荷由 A 点移到 B 点，电场力做功为：W1=4.810-8J；则 AB 间电势差为 ；电荷量为 q2=-210-10C 的正电荷由 C 点移动到 B 点，电荷克服电场力做功 1.610-8J，即电场力做功 W 2=-1.610-8JCB 间的
19、电势差根据 UAB= A- B，U BC= B- C， B=0，解得 ；(2)由于 B 点的电势为零，A 点电势为-240V，C 点电势为 80V，将 AC 连线分成四等分，设分别为 CD、DM、MN、NA，所以 D 点电势为零即与 B 点电势相等，连接 DB 即为等势线，由几何关系可知，AD 垂直 BD，所以电场线方向沿 CA 方向，由 C 指向 A。【点睛】解决本题的关键掌握电场力做功与电势差的关系，知道电场线与等势面垂直，掌握电势差与电场强度的关系，注意 d 为沿电场线方向上的距离。14.在如图所示的电路中， Rl、 R2为定值电阻， R3为滑动变阻器。已知电源电压 U 恒为8V， Rl
20、为 10，开始时滑动变阻器的滑片 P 处于某一位置。电键 S 断开时电流表的示数为0.4A，电键 S 闭合后电压表的示数为 5V，求：（1）电键 S 断开时电压表示数。（2）定值电阻 R2的阻值。（3）电键 S 闭合后电流表的示数。【答案】 （1）U 1=4V （2） R210 （3） IA0.3A【解析】试题分析：根据 即可求出电压表示数；电键 S 断开时，由欧姆定律可得定值电阻 R2的阻值；电键 S 闭合后根据电压关系即可求出电流表的示数。（1）电压表示数为：（2）电键 S 断开时，由欧姆定律得：（3）电键 S 闭合后电压表的示数为 5V，则 R2两端电压为：电流表示数为：点睛：本题主要考
21、查了串联电路的特点和欧姆定律的灵活应用，关键要正确分析电路的结构，知道各个部分的连接关系。15.如图，平行板电容器为 C，电荷量 Q0，极板长为 L，极板间距离为 d，极板与水平面成 夹角，现有一质量为 m 的带电液滴沿两极板的中线从 P 点由静出发到达 Q 点，P、Q 两点都恰在电容器的边缘处，忽略边缘效应，求：（1）液滴的电荷量；（2）液滴到达 Q 点时的速度大小【答案】 （1）液滴的电荷量为 ；（2）液滴到达 Q 点时的速度大小为【解析】试题分析：（1）带电液滴沿直线运动，重力和电场力的合力方向必沿 PQ 直线根据力的合成法，求解液滴的电荷量（2）根据动能定理求解液滴到达 Q 点时的速度
22、大小解：（1）带电液滴沿直线运动，重力和电场力的合力方向必沿 PQ 直线，可知电场力必定垂直于极板向上，如图则有：qE=mgcos又 E= =联立解得：液滴的电荷量为：q= ；（2）在此过程中，电场力不做功，根据动能定理得：mgLsin=解之得：液滴到达 Q 点时的速度大小为：v=答：（1）液滴的电荷量为 ；（2）液滴到达 Q 点时的速度大小为 【点评】本题关键要掌握物体做直线运动的条件：合外力与速度在同一条直线上，运用合成法求解电荷量16.如图甲所示， A、 B 为两块相距很近的平行金属板， A、 B 间电压为 UAB U0，紧贴 A 板有一电子源，不停地飘出质量为 m，带电荷量为 e 的电
23、子(可视为初速度为 0)。在 B 板右侧两块平行金属板 M、 N 间加有如图乙所示的电压，电压变化的周期 T L ，板间中线与电子源在同一水平线上。已知板间距 d L，极板长 L，距偏转板右边缘 S 处有荧光屏，经时间t 统计( tT)只有 50%的电子能打到荧光屏上。 (板外无电场)，求：(1)电子进入偏转板时的速度；(2) 时刻沿中线射入偏转板间的电子刚射出偏转板时与板间中线的距离；(3)电子打在荧光屏上的范围 Y。【答案】(1) (2)0 (3) 【解析】(1)设电子进入偏转板时的速度为 v，由动能定理有：eU0 mv2解得： v 。(2)由题意知，电子穿过偏转板所需时间： t L T故在 T/4 时刻沿中线射入偏转板间的电子在电场方向上先加速再减速，然后反向加速度再减速，各段位移大小相等，故一个周期内，侧移量为零。(3)电子应在一个周期的时间内射出偏转板，而有 50%的电子由于偏转量太大，不能射出，经分析知电子在 T T， T T(k0，1，2)时进入偏转极板，能射出。a ， Y因为电子射入偏转板时，竖直方向速度为 0，所以电子打在荧光屏上的范围 Y 。
