1、山东省枣庄市滕州第一中学2020-2021学年高二物理上学期10月试题（含解析）一、单项选择题（本题共有8小题，每小题3分，共24分。在每小题给出的4个选项中，只有一项是正确的）1. 下列说法是对电学中相关概念及公式的理解，其中正确的是（）A. 电场强度公式E=只适用于匀强电场，即在匀强电场中E与U成正比B. 根据电容定义式，电容器极板上的电荷量每增加1 C，电压就增加1VC. 根据电场力做功公式W=qU，一个电子在1V电压下加速，电场力做功为1eVD. 电场线实际并不存在，只是初速度为零的正电荷在仅有电场力作用下运动的轨迹【答案】C【解析】【详解】A电场强度公式E=只适用于匀强电场，但电场强
2、度E是电场本身的属性，与U、d无关，故不能说在匀强电场中E与U成正比，A错误；B根据电容定义式，电容器极板上的电荷量与电压成正比，故B错误；C根据电场力做功公式W=qU，电子带电量为e，故一个电子在1V电压下加速，电场力做功为1eV，故C正确；D电场线是用来形象描述电场分布情况的，实际并不存在，也不是带电粒子在电场中运动的轨迹，故D错误。故选C。2. 下列说法错误的是（）A. 在匀强电场中，电势降低的方向一定是电场的方向B. 无论是正电荷还是负电荷，电场力做负功时电势能一定增加C. 电场力做功与电荷经过路径无关，仅与运动始末位置的电势有关D. 将电荷由电势低的地方移到电势高的地方，电势能可能增
3、加、也可能减小【答案】A【解析】【详解】A电势降低的方向不一定电场强度方向，电势降低最快的方向一定是电场强度的方向，故A错误，符合题意；B不论是正电荷还是负电荷，只要电场力做负功时，电势能一定增加，故B正确，不符合题意；C根据可知，移动电荷时，电场力做功与初末位置的电势差有关，而与电荷移动的路径无关，故C正确，不符合题意；D根据负电荷在电势低处电势能大，正电荷在电势高处电势能大，由于不知电荷的电性，则将电荷由电势低的地方移到电势高的地方，电势能可能增加、也可能减小，故D正确，不符合题意。故选A。3. 关于电动势，下列说法正确的是（）A. 电源电动势与电压的单位相同，所以电动势就是电源两极间的电
4、压B. 对于给定电源，移动正电荷，非静电力做功越多，电动势就越大C. 电源电动势在数值上总等于内、外电路上的电压之和，即它的数值与外电路的组成有关D. 电源电动势在数值上总等于在电源内部从负极向正极移动1C的正电荷时，电源提供的能量的大小【答案】D【解析】【详解】A电动势表示电源将其他形式得能转化为电能得本领，而电压是电势差，两者物理意义不同，在数值上电动势等于内外电压之和，故A错误；BC电动势是电源本身的性质，与移送电荷的多少无关、与外电路的组成无关，故BC错误；D根据电动势定义式可知电源电动势在数值上总等于在电源内部从负极向正极移动1C的正电荷时，电源提供的能量的大小，故D正确。故选D。4
5、. 如图所示，图中K、L、M为静电场中的3个相距较近的等势面。一带电粒子射入此静电场中后，沿abcde轨迹运动。已知KLM，且粒子在ab段做减速运动。下列判断中正确的是（）A. 粒子带负电B. 粒子在a点与e点的速度大小相等C. 粒子在a点的加速度大于在c点的加速度D. 粒子在a点的电势能大于在d点的电势能【答案】B【解析】【详解】A因为KLM，则电场线大致向左，且带电粒子在ab段做减速运动，则电场力的方向也大致向左，因此粒子带正电，A错误；Ba点和e点处在同一等势面上，因此该粒子在该两点的动能、电势能都相等，B正确；C由电场线分布情况可知a点场强小于c点场强，因此粒子在a点的加速度小于在c点
6、的加速度，C错误； Db点和d点处在同一等势面上，b、d两点的电势能相等，由于带电粒子在ab段做减速运动即该阶段电场力做负功，电势能增加，即a点的电势能小于d点的电势能，故D错误。故选B。5. 粗细均匀的金属环上A、B、C、D四点把其周长分成四等份，如图所示。当A、B点接入电路中时，圆环消耗的电功率为P；当A、D点接入电路中时，圆环消耗的电功率为（电源内阻不计）（ ）A. B. PC. D. 3P【答案】C【解析】【详解】设电源的电动势为E，设金属环的每一等分电阻为R，则当A、B点接入电路中时总电阻。当A、D点接入电路中时总电阻由功率公式得到又得到。故选C。【点睛】电源内阻不计，路端电压等于电
7、动势，保持不变。设金属圆环的每一等分的电阻为R，根据串并联电路的特点求出当A、B点接入电路中时总电阻及当A、D点接入电路中时总电阻，由功率公式，利用比例法求解当A、D点接入电路中时，圆环消耗的电功率。本题是串并联电路知识与电功率的综合，关键之处在于应用比例法研究两种情况功率关系。6. 如图所示，在直角三角形所在的平面内存在匀强电场，其中A点电势为0，B点电势为3V，C点电势为6V己知ACB30，AB边长为m，D为AC的中点，将一点电荷放在D点，且点电荷在C点产生的场强为1.5N/C，则放入点电荷后，B点场强为（ ）A. 2.5N/CB. 3.5N/CC. 2N/CD. N/C【答案】A【解析】
8、在匀强电场中，D点电势为，因此BD连线即为等势线，画出电场线如图所示：因，则AB两点沿电场线方向的距离为，BA间的电势差U=B-A=3V，则匀强电场的场强，由于点电荷在C点产生的场强为1.5N/C，则点电荷在B点产生的场强也为1.5N/C，方向与匀强电场的电场强度方向垂直因此B点场强为，故A正确， B、C、D错误故选A.【点评】考此题的关键要找出等势点，来确定等势线，并掌握电势线与电场线垂直，理解公式中d的含义为两点沿电场线方向的距离7. 在显像管的电子枪中，从炽热的金属丝不断放出的电子进入电压为U的加速电场，设其初速度为零，经加速后形成横截面积为S、电流为I的电子束。已知电子的电荷量为e、质
9、量为m，则在刚射出加速电场时，一小段长为l的电子束内的电子个数是（）A. B. C. D. 【答案】B【解析】【详解】在加速电场中有得在刚射出加速电场时，一小段长为l的电子束内电荷量为则电子个数ACD错误，B正确。故选B。8. 如图所示，空间正四棱锥型的底面边长和侧棱长均为a，水平底面的四个顶点处均固定着电量为+q的小球，顶点P处有一个质量为m的带电小球，在库仑力和重力的作用下恰好处于静止状态若将P处小球的电荷量减半，同时加竖直方向的匀强电场强度E，此时P处小球仍能保持静止重力加速度为g，静电力常量为k，则所加匀强电场强度大小为（）A. B. C. D. 【答案】D【解析】【详解】设P处带电小
10、球电量为Q，根据库仑定律可知，则P点小球受到各个顶点电荷的库仑力大小为：；根据几何关系，可知，正四棱锥型的侧棱与竖直线的夹角为45；再由力的分解法则，可有：；若将P处小球的电荷量减半，则四个顶点的电荷对P的小球的库仑合力为：；当外加匀强电场后，再次平衡，则有：；解得：E=，故D正确，ABC错误；故选D二、多项选择题（本题共有4小题，每小题4分，共16分。在每小题给出的4个选项中，有多个项是正确的。全部选对的给4分，选对但不全的得2分，有选错的或不选的得0分）9. 如图甲所示，AB是电场中的一条直线，电子零时刻以某一初速度从A点出发，仅在电场力作用下沿直线经过运动到B点，其v-t图像如图乙所示。
11、关于A、B两点的电场强度EA、EB和电势A、B的关系，下列判断正确的是（）A. EAEBB. EAEBC. ABD. AB【答案】AC【解析】【详解】AB由图可知，电子做加速度逐渐减小减速运动，速度减至为零后再反向做加速度增大的加速运动到达B点，且在B点的加速度小于在A点时的加速度，说明受到的电场力逐渐减小，根据可知，电场强度逐渐减小，即B错误，A正确；CD由图看出，在B点的速度小于在A点时的速度，则动能减小，电场力做负功，则电子受到的电场力的方向由B指向A，电子带负电，所以电场线的方向是由A指向B，A点的电势高，D错误，C正确。故选AC。10. 如图所示，两块较大的金属板A、B平行放置并与一
12、个电源相连，其中A板接地（取大地电势）。S闭合后，两板间P点有一质量为m、电荷量为q的油滴恰好处于静止状态。以下说法正确的是（）A. 保持S闭合，若将A板向上平移一小段位移，则油滴向下加速运动，G中有ba的电流B. 保持S闭合，若将A板向左平移一小段位移（油滴仍处于两极板之间），则油滴仍然静止，G中有ba的电流C. 若将S断开，油滴与A板间插入一金属板（厚度小于PA间距）则油滴立即向下做匀加速直线运动D. 若将S断开，再将B板向下平移一小段位移，则油滴仍然保持静止，但油滴的电势能减小【答案】AB【解析】【详解】A开始时，重力和电场力平衡，故将A板上移，由可知，E变小，故油滴应向下加速运动；根据
13、 、，有故电容器电量减小，放电，故G中有的电流；故A正确； B若将A板向左平移一小段位移，由可知，E不变，油滴仍静止；根据上述结论故电容器电量减小，放电，故G中有ba的电流；故B正确；C若将S断开，油滴与A板间插入一金属板，Q不变，根据， ，得可知两板间场强不变，则油滴仍静止，故C错误；D若将S断开，Q不变，再将B板向下平移一小段位移，根据，可得可知场强E不变，则油滴仍静止；油滴所在位置与A极板的距离不变，则根据可知与A极板的电势差不变，则油滴所在位置的电势不变，油滴的电势能不变，故D错误。故选AB。11. 静电场方向平行于x轴，其电势随x的分布变化规律如图所示，图中0和d为已知量。一个带负电
14、的粒子在电场中以沿x轴方向做周期性运动，最大速度。已知该粒子质量为m、电量为-q，忽略重力。则（）A. 粒子的运动区间为到B. 粒子的运动区间为到C. 粒子的运动周期为D. 粒子的运动周期为【答案】BC【解析】【详解】AB由x图像可知，原点与d(或0.5d)两点间的电势差是0，且电势从原点到d（或0.5d）随x均匀减小，所以原点与d(或0.5d)两点间的电场为匀强电场，原点到d之间电场强度大小原点到0.5d之间电场强度大小设粒子在区间内运动，则从到处，粒子做匀减速直线运动，由牛顿第二定律得粒子的加速度大小因为带负电的运动粒子在电势越高的地方电势能越小，动能越大，所以粒子在x=0处动能最大，速度
15、最大，由运动学公式有解得粒子从到处，粒子做匀减速直线运动，因粒子的加速度大小为则有所以粒子的运动区间为到，A错误，B正确；CD粒子从x=0到x=x0的运动时间则粒子从x=0到的运动时间粒子的运动周期为C正确，D错误。故选BC。12. 如图所示，半径为R的环形塑料管竖直放置，AB为该环的水平直径，且管的内径远小于环的半径，环的A、B及其以下部分处于水平向左的匀强电场中，管的内壁光滑。现将一质量为m，带电荷量为+q的小球从管中A点由静止释放，已知qE=mg，以下说法正确的是（）A. 小球释放后，到达最低点D时速度最大B. 小球释放后，到达B点时速度为零，并在BDA间往复运动C. 小球第一次经过最低
16、点D和最高点C时对管壁的压力大小之比为51D. 小球第一次和第二次经过最高点C时对管壁的压力大小之比为15，且方向相同【答案】CD【解析】【详解】A小球的平衡位置满足即平衡位置与圆环的中心O的连线与竖直方向的夹角为45，此位置为“最低点”，在此位置小球的速度最大，选项A错误； B小球运动过程中，只有重力和电场力做功，带电小球到达B点，根据动能定理得显然B的速度大于零，可见小球不在BDA间往复运动，B错误；C设小球第一次到达C点时速度为从A到C，根据动能定理得据题则得所以小球能通过C点，根据向心力公式有故第一次过D点时，根据动能定理有在D点，根据向心力公式，有解得即小球第一次经过最低点D和最高点
17、C时对管壁的压力大小之比为51， 选项C正确；D从A点释放到第二次到C点过程，根据动能定理，有解得据向心力公式，有解得即小球第一次和第二次经过最高点C时对管壁的压力大小之比为15，且方向相同均向上，选项D正确。故选CD。三、填空题（本大题共12分，把答案填在题中的横线上）13. 关于电流表、电压表的改装：（1）有一个满偏电流为100mA的毫安表，电表内阻为9，现将该毫安表的量程扩大至0.6A，则应并联一个阻值为_的电阻。（2）如图所示为一双量程电压表的示意图，已知电流表G的量程为010mA，内阻为60，图中串联的分压电阻R1=440，则R2=_。【答案】 (1). 1.8 (2). 1000【
18、解析】【详解】（1）1根据电表的改装原理可知，应并联的电阻（2）2根据电表的改装原理可知，R2的阻值为14. 电流传感器可以捕捉到瞬间的电流变化，它与计算机相连，可以显示出电流随时间变化的图像。如图甲连接电路。直流电源电动势 9V，内阻可忽略，电容器选用电容较大的电解电容器。先使开关S与1端相连，电源向电容器充电。然后把开关S掷向2端，电容器通过电阻 R放电，传感器将电流信息传入计算机。屏幕上显示出电流随时间变化的 It 图像如图乙所示。(1)将开关S接通1，电容器的_（填“左”或“右”）极板带正电，再将S接通2，通过R的电流方向向_（填“左”或“右”） (2)根据 It 图像估算当电容器开始
19、放电时所带的电量 q0_，并计算电容器的电容 C_。（均保留两位有效数字）(3)如果不改变电路其他参数，只减小电阻 R，充电时曲线与横轴所围成的面积将_（填“增大”“不变”或“变小”）充电时间将_（填“变长”“不变”或“变短”）。【答案】 (1). 左 (2). 右 (3). 1.610-3 (4). （1.71.8）10-4 F (5). 不变 (6). 变短【解析】【详解】(1)1将开关S接通1，电容器的左边和电源正极相连，左极板带正电。2将S接通2，电容器放电，通过R的电流方向向右。(2)3电容器在全部放电过程中释放的电荷量在数值上等于图象与坐标轴所包围的面积；具体的做法是首先以坐标纸上
20、的一个小正方形作为一个面积计量单位，数出图象与坐标轴有多少个完整的小正方形，对于曲线下的部分超过半格一半面积的记为一个，不足一半的则舍去不计，这样既可以得到曲线下包含的小正方形的个数为40个（格数为都正确）；其次确定每个小方格所对应的电荷量值，纵坐标的每个小格为0.2mA，横坐标的每个小格为0.2s，则每个小格所代表的电荷量数值为根据图像估算当电容器开始放电时所带的电量 4电容器的电容(3)56只减小电阻R，由闭合电路欧姆定律知，将开关掷向1时电容器开始充电的电流增大，则曲线与纵轴交点的位置将向上移动，而充电时曲线与横轴所围成的面积将不变，所以充电时间将变短。四、计算题（本大题共48分， 解答
21、应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤。只写出最后答案的不能得分。有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位） 15. 滕州市区出现越来越多的新型、环保的电动自行车，这种轻便的交通工具受到许多上班族和青年学生的喜爱。下列是一辆电动自行车铭牌上的技术参数表：若质量为M=70kg的人骑此电动自行车沿平直公路行驶，所受阻力f恒为车和人总重的k倍（k=0.06），取g=10m/s2，求：(1)此车永磁毂电机的输入功率是多少？电机效率是多少？(2)在永磁毂电机额定输出功率的情况下，人骑车行驶的最大速度是多少？规 格后轮驱动直流永磁毂电机车型XLII电动自行车额定输出功率480W整车质量30kg额定
22、电压48V最大载重120kg额定电流12.5A【答案】(1)600W，80%；(2)8m/s【解析】【详解】（1）由，得由，得（2）由且得最大速度16. 把带电荷量2108C的正点电荷从无限远处移到电场中A点，要克服电场力做功2106J，若把该电荷从电场中B点移到无限远处，电场力做功8106J，取无限远处电势为零。求：(1)A点电势；(2)A、B两点的电势差；(3)若把2105C的负电荷由A点移到B点的过程中所做的功。【答案】(1)100V；(2)-300V；(3)【解析】【详解】(1)由公式 解得又有 得 (2)由 又有则 且 得 (3)由公式 17. 如图所示为研究电子枪中电子在电场中运动
23、的简化模型示意图。在Oxy平面的ABCD区域内，存在两个匀强电场，I区场强大小均为E， II区场强未知，两电场的边界均是边长为L的正方形，方向如图（不计电子所受重力）。已知电子的质量为m，电量为e。在该区域AB边的中点处由静止释放电子，已知电子仅从CD边射出。求：（1）II区电场强度应该满足的条件；（2）粒子最终离开ABCD区域时速度的最大值及该状态下速度方向的正切值。【答案】（1） ；（2），【解析】【详解】（1）设电子的质量为m，电量为e，电子在电场I中做匀加速直线运动，出区域I时的为v0，根据动能定理有此后电场II做类平抛运动，假设电子从D点射出，则出射时偏转量为即 根据牛顿第二定律有水
24、平方向为匀速运动，则可以得到要使电子仅从CD边射出，所以 II 区的电场强度为（2）设粒子从D点射出时速度最大，此时的速度方向与y轴负方向夹角为，由竖直方向则整理可以得到设从CD边飞出的速度为 ，此时速度最大，根据动能定理可以得到 整理得到18. 如图所示，均可视为质点的三个物体A、B、C在倾角为30的光滑绝缘斜面上，A绝缘，A与B紧靠在一起，C紧靠在固定挡板上，质量分别为mA=0.43 kg，mB=0.20 kg，mC=0.50 kg，其中A不带电，B、C的电荷量分别为qB=+210-5 C、qC=+710-5 C且保持不变，开始时三个物体均能保持静止。现给A施加一平行于斜面向上的力F，使A
25、做加速度a=2.0 m/s2的匀加速直线运动，经过时间t，力F变为恒力。已知静电力常量k=9.0109 Nm2/C2，g取10 m/s2。求(1)开始时BC间的距离L；(2)F从变力到恒力需要的时间t；(3)若该过程中拉力F所做的功，则电势能如何变化，变化了多少？【答案】(1) 2.0 m；(2)1.0 s；(3)减少了2J【解析】【详解】（1）A、B、C静止时，以AB为研究对象有(mA+mB)gsin 30=解得L=2.0 m。（2）给A施加力F后，AB沿斜面向上做匀加速运动，AB分离时两者之间弹力恰好为零，对B用牛顿第二定律得-mBgsin 30=mBa解得l=3.0 m，由匀加速运动规律得l-L=at2解得t=1.0 s。（3）对AB系统动能定理得由电场力做功时的功能关系得得 ，即电势能减少了2J。
