甘肃省陇南市武都实验中学2020_2021学年高二物理上学期期中试题含解析.docx

甘肃省陇南市武都实验中学2020-2021学年高二物理上学期期中试题（含解析）（共100分，考试用时90分钟）一、单选题（本题共8个小题，每小题4分，共32分，每小题只有一个选项符合题意）1. 处于静电平衡的导体，内部场强处处为零的原因是（ ）A. 导体内部无任何电场B. 外电场不能进入导体内部C. 所有感应电荷在导体内部产生的合场强为零D. 外电场和所有感应电荷的电场在导体内部叠加的结果为零【答案】C【解析】【详解】处于静电平衡的导体内部存在两个电场，一个是外加电场、一个是导体内部自己产生的感应电场，两电场叠加的合场强为零，故只有C正确2. 关于摩擦起电、接触起电、感应起电，下列说法错误的是（ ）A. 这是起电的三种不同方式B. 这三种起电方式的实质是一样的，都是电子在转移C. 这三种方式都产生了电荷D. 这三种方式都符合电荷守恒定律【答案】C【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，即说明了电荷可以从一个物体转移到另一个物体。摩擦起电现象说明机械能可以转化为电能，但并没有创造电荷。电荷只是发生转移。感应起电过程电荷在电场力作用下，从物体的一部分转移到另一个部分。感应起电是电荷从物体的一部分转移到另一个部分。电荷可以从带电的物体转移到原来不带电的物体是接触带电。A摩擦起电、接触起电、感应起电是起电的三种不同方式，故A正确；B这三种起电方式的实质是一样的，都是电子的转移，故B正确；C这三种方式都没有产生电荷，故C错误；D这三种方式都符合电荷守恒定律，故D正确故选C。3. 关于公式I=，下列说法中正确的是（）A. 式中的q表示单位时间内通过导体横截面的电荷量B. 式中的q表示通过导体单位横截面积的电荷量C. 比值能表示电流的强弱D. 该公式表明电流跟通过导体横截面电荷量成正比，跟通电时间成反比【答案】C【解析】【详解】Aq不是单位时间内通过截面的电量，是总电量，故A错误；Bq是通过导体截面的电量，不是单位截面的电量，故B错误；C比值是描述电流的强弱，故C正确；D公式I=可用来求解电流强度的大小，是电流强度的定义式，电流强度不是由电量和时间所决定的，故D错误。故选C。4. 如图为金属球放入匀强电场后电场线的分布情况。 设该电场中A、B两点的电场强度大小分别为、，则A、B两点（）A. ，电场方向相同B. ，电场方向相同C. ，电场方向不同D. ，电场方向不同【答案】C【解析】【详解】电场线的疏密表示电场强弱，由图可知，B点密集，A点稀疏，故有又电场方向在电场线的切线方向，A、B两点的电场方向不同，故A、B、D错误，C正确；故选C。5. 如图所示，实线是某电场中的电场线，虚线是该电场中的两条等势线，由图可以得出的正确结论是()A. M点的电势一定低于N点的电势B. M点的场强一定小于N点的场强C. 由M点向N点移动电荷时，电势能的改变量与零电势的选取无关D. 某电荷在M点或N点具有的电势能与零电势的选取无关【答案】C【解析】【详解】沿着电场线的方向电势在降低，所以M点的电势一定高于N点的电势，故A错误；电场线的疏密表示电场强度的相对大小，所以M点的场强一定大于N点的场强，故B错误；由M点向N点移动电荷时，电势能的改变量与零电势的选取无关,与两点的电势差有关，故C正确；某电荷在M点或N点具有的电势能 ，而是相对于零势点来说一个物理量，故D错误；故选C6. 如图所示，实线为电场线，虚线为等势面，相邻两等势面间的电势差相等。一个正电荷在等势面L3处的动能为20J，运动到等势面L1处的动能为0；现取L2为零电势参考平面，则当此电荷的电势能为5J时，它的动能为（不计重力及空气阻力）（）A. 16JB. 5JC. 10JD. 4J【答案】B【解析】【详解】根据动能定理得知从等势面L3处运动到L1处电势能增加20J，取L2为零势面，则L1处电势能与L3处电势能绝对值相等且一正一负，故L1处电势能为10J，L3处电势能为10J，则L3处电势能和动能之和为10J，在运动的过程中，电荷的电势能和动能之和保持不变，所以电荷的电势能为5J时它的动能为5J故选B。7. 如图所示，在某电场中画出了四条电场线，C、D两点是AB连线的三等分点。已知A点的电势为A=12V，B点的电势为B=0，则（）A. C点的电势>8VB. C点的电势<8VC. C点的电势=8VD. A、B、C都不正确【答案】B【解析】【详解】由图看出，AC段电场线比CD段、DB段电场线密，则AC段场强最大，根据公式U=Ed可知，A、C间电势差UAC大于C、D间电势差UCB和D、B间电势差UDB，所以即又A=12V，可知C8V故选B。8. 在一静止点电荷的电场中，任一点的电势与该点到点电荷的距离r的关系如图所示。电场中四个点a、b、c和d的电场强度大小分别为Ea、Eb、Ec和Ed。点a到点电荷的距离ra与点a的电势a已在图中用坐标（ra，a）标出，其余类推。现将一带正电的试探电荷由a点依次经b、c点移动到d点，在相邻两点间移动的过程中，电场力所做的功分别为、和。下列选项正确的是（）A. Ea：Eb=1：2B. Ec：Ed=2：1C. ：=3：1D. ：=1：3【答案】C【解析】【详解】A由点电荷场强公式可得故A错误；B由点电荷场强公式可得故B错误；C从a到b电场力做功为从b到c电场力做功为则故C正确，D错误。故选C。二、多选题（本题共4个小题，每小题5分，共20分，每小题有多个选项符合题意，全选对的得5分，选对但不全的得3分，有选错的得0分）9. 下列有关电压与电动势说法中正确的是（）A. 电压与电动势的单位都是伏特，所以电动势与电压是同一物理量的不同叫法B. 电动势越大，说明非静电力在电源内部把单位正电荷从负极向正极移送过程中做的功越多C. 电动势公式E=中W与电压公式U=中的W是一样的，都是电场力做的功D. 电动势是反映电源把其他形式的能转化为电能本领强弱的物理量【答案】BD【解析】【详解】A电压与电动势的单位相同，但物理意义不同，是两个不同的物理量，故A错误；B电动势反映电源把其他形式的能转化为电能本领大小，电动势越大，说明非静电力在电源内部把单位正电荷从负极向正极移送过程中做的功越多，故B正确；C电动势公式E=中W是非静电力做功，电压公式U=中的W是静电力做功。故C错误；D电源是把其他形式的能转化为电能的装置，电动势反映电源把其他形式的能转化为电能本领大小，故D正确。故选BD。10. 古时有“守株待兔”的寓言，设兔子的头部受到大小等于自身体重的打击力时即可致死。若兔子与树桩发生碰撞，作用时间为0.2s，则被撞死的兔子的奔跑的速度可能是（）A. 1m/sB. 1.5m/sC. 2m/sD. 2.5m/s【答案】CD【解析】【详解】取兔子奔跑的速度方向为正方向，根据动量定理得解得其中，则则被撞死的兔子其奔跑速度大于等于2m/s即可故选CD。11. 示波管是示波器的核心部件，它由电子枪、偏转电极和荧光屏组成，如图所示。如果在荧光屏上P点出现亮斑，那么示波管中的（）A. 极板X应带正电B. 极板X应带正电C. 极板Y应带正电D. 极板Y应带正电【答案】AC【解析】【详解】电子受力方向与电场方向相反，因电子向X方向偏转，电场方向为X到X，则X带正电，X带负电；同理电子向Y方向偏转，则可知Y带正电，Y带负电，故AC正确，BD错误。故选AC。12. 用控制变量法，可以研究影响平行板电容器电容的因素，如图，现将一正电泡沫板靠近极板，然后用手触碰板并迅速离开，再移开泡沫板，此时指针张开设两极板正对面积为，极板间的距离为，静电计指针偏角实验中，极板所带为电荷量不变，则（ ）A. 移动泡沫板后板带负电B. 移开泡沫板后板带正电C. 保持不变，增大，则变小D. 保持不变，减小，由变大【答案】AD【解析】【详解】AB正电泡沫板靠近极板后，根据静电感应原理可知A极板带负电荷，用手触碰A极板后，大地电子流向A极板带上更多的负电，移走正电泡沫板后，A极板上负电荷较多，所以带负电，A正确B错误；CD两极板所带电荷量恒定不变，所以保持不变，增大，根据可知C减小，根据可知U增大，即变大，C错误；保持d不变，减小S，根据可知C减小，根据可知U增大，即变大，D正确三、填空题（本题共1个小题，共12分）13. 某同学设计了一个用打点计时器验证动量守恒定律的实验：在小车A的前端粘有橡皮泥，推动小车A使之作匀速运动。然后与原来静止在前方的小车B相碰并粘合成一体，继续作匀速运动，他设计的具体装置如图所示。在小车A后连着纸带，电磁打点计时器电源频率为50Hz，长木板下垫着小木片用以平衡摩擦力。(1)若已得到打点纸带，并将测得各记数点间距标在下面（如图），A为运动起始的第一点，则应选_段来计算A车的碰前速度，应选_段来计算A车和B车碰后的共同速度。（以上两空填“AB”或“BC”，或“CD”或“DE”）(2)已测得小车A的质量m1=0.40kg，小车B的质量m2=0.20kg，由以上测量结果可得，碰前总动量=_ kg·m/s；碰后总动量=_kg·m/s。（结果保留小数点后3位）由上述实验结果得到的结论是：_。【答案】 (1). BC (2). DE (3). 0.420 (4). 0.417 (5). AB碰撞过程中，系统动量守恒【解析】【详解】(1)1小车A碰前运动稳定时做匀速直线运动，所以选择BC段计算A碰前速度。2两小车碰后连在一起仍做匀速直线运动，所以选择DE段计算A和B碰后的共同速度。(2)3 碰前小车A的速度为则碰前两小车的总动量为4碰后两小车的速度为则碰后两小车的总动量为5由上述实验结果得到的结论是：AB碰撞过程中，在误差允许范围内，系统动量守恒。三、计算题（本题共3小题，共36分）14. 如图所示，光滑水平直轨道上有三个滑块A、B、C，质量分别为mA=mC=2m，mB=m，A、B用细绳连接，中间有一压缩的轻质弹簧（弹簧与滑块不拴接）。开始时A、B以共同速度v0运动，C静止。某时刻细绳突然断开，A、B被弹开，然后B又与C发生碰撞并粘在一起，最终三滑块速度恰好相同。求B与C碰撞前B的速度。【答案】v0【解析】【详解】设共同速度为v，滑块A和B分开后B的速度为vB，由动量守恒定律有(mAmB)v0=mAvmBvBmBvB=(mBmC)v联立以上两式得，B与C碰撞前B的速度为vB=v015. 如图所示，在倾角为的光滑绝缘斜面上固定一个挡板，在挡板上连接一根劲度系数为k0的绝缘轻质弹簧，弹簧另一端与A球连接。A、B、C三小球的质量均为M，qA=q00，qB=q0，当系统处于静止状态时，三小球等间距排列。已知静电力常量为k，求：(1)弹簧伸长量x；(2)C球的电荷量qC和相邻小球间距离L。【答案】(1)；(2)q0；【解析】【详解】(1)以A、B、C整体为研究对象可得F弹=3Mgsin因此弹簧伸长量为x=(2)设相邻小球间距为L，根据平衡可知小球C带正电k=kMgsin对B球有k=kMgsin解得qC=q0，L=16. 如图所示，一对半径均为R1的金属板M、N圆心正对平行放置，两板距离为d，N板中心镀有一层半径为R2的圆形锌金属薄膜，两板之间电压为UMN，两板之间真空且可视为匀强电场N板受到某种单色光照射后锌金属薄膜表面会发射出最大速率为v，方向各异的电子，已知电子的电荷量为e，质量为m，每秒稳定发射n个电子电子在板间运动过程中无碰撞且不计电子的重力和电子间相互作用，电子到达M板全部被吸收M板右侧串联的电流表可以测量到通过M板的电流I试求： （1）当UMN取什么值时，I始终为零；（2）当UMN取什么值时，I存在一个最大值，并求这个最大值；【答案】（1） （2）【解析】试题分析：垂直N板发射速度为v的电子不能到达M板时，电流为零，根据动能定理，即可求解；根据从锌膜边缘平行N板射出的电子作类平抛运动刚好能到达M板边缘时，则所有电子均能到达M板，电流最大，结合类平抛运动处理规律，依据牛顿第二定律与运动学公式，即可求解（1）当垂直N板发射速度为v的电子不能到达M板时，电流为零 令此时两板间电压为UMN 根据动能定理： 可得：（2）当从锌膜边缘平行N板射出电子作类平抛运动刚好能到达M板边缘时，则所有电子均能到达M板，电流最大 I=ne 令此时两板间电压为根据运动学公式可得：水平方向：R1-R2=vt竖直方向：由牛顿第二定律得：联立以上可得：点睛：本题主要考查了带电粒子在电场中做类平抛运动，应用动能定理、牛顿第二定律和运动学公式即可解题