1、2016-2017学年内蒙古集宁一中高二（上）期中物理试卷一、选择题：（本题共8小题，每小题6分，共48分1-5题为单选，6-8题为多选，全部选对得6分，选对但不全得3分，有选错的得0分）1有三个相同的金属小球A、B、C，其中A、B两球带电情况完全相同，C球不带电将A、B两球相隔一定距离固定起来，两球间的库仑力是F，若使C球先和A接触，再与B接触，移去C，则A、B间的库仑力变为（）ABCD2在点电荷Q形成的电场中有一点A，当一个q的检验电荷从电场的无限远处被移到电场中的A点时，电场力做的功为W，则检验电荷在A点的电势能及电场中A点的电势分别为（）AA=W，UA=BA=W，UA=CA=W，UA=
2、DA=W，UA=3宇航员在探测某星球时发现：该星球带负电，而且带电均匀；该星球表面没有大气；在一次实验中，宇航员将一个带电小球（其带电量远远小于星球电量）置于离星球表面某一高度处无初速释放，恰好处于悬浮状态如果选距星球表面无穷远处的电势为零，则根据以上信息可以推断（）A小球一定带正电B小球的电势能一定小于零C只改变小球的电量，从原高度无初速释放后，小球仍处于悬浮状态D只改变小球离星球表面的高度，无初速释放后，小球仍处于悬浮状态4如图所示，虚线表示等势面，相邻两等势面间的电势差相等，有一带电的小球在该电场中运动，不计小球所受的重力和空气阻力，实线表示该带正电的小球的运动轨迹，小球在a点的动能等于
3、20eV，运动到b点时的动能等于2eV，若取C点为零电势点，则这个带电小球的电势能等于6eV，它的动能等于（）A16eVB14eVC6eVD4eV5如图所示，真空中有一个固定的点电荷，电荷量为+Q图中的虚线表示该点电荷形成的电场中的四个等势面有两个一价离子M、N（不计重力，也不计它们之间的电场力）先后从a点以相同的速率v0射入该电场，运动轨迹分别为曲线apb和aqc，其中p、q分别是它们离固定点电荷最近的位置M一定是正离子，N一定是负离子M在p点的速率一定大于N在q点的速率M在b点的速率一定大于N在c点的速率M从pb过程电势能的增量一定小于N从aq电势能的增量以上说法中正确的是（）A只有B只有
4、C只有D只有6如图所示，用绝缘细线拴一个带负电的小球，让它在竖直向下的匀强电场中绕O点做竖直平面内的圆周运动，a、b两点分别是圆周的最高点和最低点，则（）A小球经过a点时，线中的张力最小B小球经过b点时，电势能最小C小球经过a点时，电势能最小D小球经过b点时，机械能最小7在静电场中，将一电子由a点移到b点，电场力做功5eV，则下列结论错误的是（）A电场强度的方向一定是由b到aBa、b两点间的电压是5VC电子的电势能减少了5eVD因零电势点未确定，故不能确定a、b两点的电势8如图所示，在等量异种电荷形成的电场中，有A、B、C三点，A为两点电荷连线的中心，B为连线上距A为d的一点，C为连线中垂上距
5、A也为d的一点，关于三点的场强大小、电势高低比较，正确的是（）AEBEAECBEAEBECCUA=UCUBDUB=UCUA二、填空题（每空3分，共24分）9带电量为+3106C的粒子先后经过电场中的A、B两点，克服电场力做功6104J，已知B点电势为50V，则（l）A、B间两点间的电势差是UAB=v；A点的电势A=v；电势能的变化EP=J；把电量为3106C的电荷放在A点的电势能EPA=J10有一个电流表G，内阻Rg=30，满偏电流Ig=1mA，要把它改装为量程03V的电压表，要联阻值为的电阻，改装后电压表的内阻为11有一个电流表G，内阻Rg=30，满偏电流Ig=1mA要把它改装为量程00.6
6、A的电流表，要并联的电阻，改装后电流表的内阻是三、计算题：（三小题，共38分）解答应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤，只写出最后的答案的不能得分，有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位12如图所示，质量为m，带电量为+q的小球，在P点具有沿PQ方向的初速度v0，为使小球能沿PQ方向运动，所加的最小匀强电场方向如何？场强大小多大？加上最小的电场后，小球经多长时间回到P点？13如图所示，匀强电场中A、B、C三点构成一个直角三角形，把电荷量q=21010C的点电荷由A点移到B点，电场力做功4.8108J，再由B点移到C点，电荷克服电场力做功4.8108J，取B点的电势为零，求A、C两点
7、的电势及场强的方向14如图所示，半径为r的绝缘细圆环的环面固定在水平面上，场强为E的匀强电场与环面平行一电量为+q、质量为m的小球穿在环上，可沿环作无摩擦的圆周运动，若小球经A点时，速度vA的方向恰与电场垂直，且圆环与小球间沿水平方向无力的作用，试计算：（1）速度vA的大小；小球运动到与A点对称的B点时，对环在水平方向的作用力2016-2017学年内蒙古集宁一中高二（上）期中物理试卷参考答案与试题解析一、选择题：（本题共8小题，每小题6分，共48分1-5题为单选，6-8题为多选，全部选对得6分，选对但不全得3分，有选错的得0分）1有三个相同的金属小球A、B、C，其中A、B两球带电情况完全相同，
8、C球不带电将A、B两球相隔一定距离固定起来，两球间的库仑力是F，若使C球先和A接触，再与B接触，移去C，则A、B间的库仑力变为（）ABCD【考点】库仑定律【分析】理解库仑定律的内容知道带电体相互接触后移开，同种电荷电量平分，异种电荷电量先中和再平分【解答】解：假设A带电量为Q，B带电量也为Q，两球之间的相互吸引力的大小是F=第三个不带电的金属小球C与A接触后，A和C的电量都为C与B接触时带电量平分，则C、B分开后电量均为这时，A、B两球之间的相互作用力的大小F=故选C【点评】要清楚带电体相互接触后移开，同种电荷电量平分，异种电荷电量先中和再平分根据库仑定律的内容，找出变化量和不变量求出问题2在
9、点电荷Q形成的电场中有一点A，当一个q的检验电荷从电场的无限远处被移到电场中的A点时，电场力做的功为W，则检验电荷在A点的电势能及电场中A点的电势分别为（）AA=W，UA=BA=W，UA=CA=W，UA=DA=W，UA=【考点】电势；电势能【分析】根据电场力做功多少，电荷的电势能就减小多少分析电荷在A点与无限远间电势能的变化量，确定电荷在A点的电势能，由公式UA=求解A点的电势【解答】解：依题意，q的检验电荷从电场的无限远处被移到电场中的A点时，电场力做的功为W，则电荷的电势能减小W，无限处电荷的电势能为零，则电荷在A点的电势能为A=W，A点的电势UA=故选A【点评】电场中求解电势、电势能，往
10、往先求出电势能改变量、该点与零电势的电势差，再求解电势和电势能公式UA=一般代入符号计算3宇航员在探测某星球时发现：该星球带负电，而且带电均匀；该星球表面没有大气；在一次实验中，宇航员将一个带电小球（其带电量远远小于星球电量）置于离星球表面某一高度处无初速释放，恰好处于悬浮状态如果选距星球表面无穷远处的电势为零，则根据以上信息可以推断（）A小球一定带正电B小球的电势能一定小于零C只改变小球的电量，从原高度无初速释放后，小球仍处于悬浮状态D只改变小球离星球表面的高度，无初速释放后，小球仍处于悬浮状态【考点】电势能；共点力平衡的条件及其应用【分析】小球处于受力平衡状态，说明库仑力和万有引力大小相等
11、，所以小球和星球一定是互相排斥的，必定是带同种电荷，再由库仑力和万有引力的公式分析可以改变高度和电荷量后的受力情况【解答】解：小球处于悬浮状态，一定是库仑力和万有引力二力平衡，故小球一定带负电，小球的电势能一定大于零；只改变电量，库伦力变化，而万有引力不变，小球不会再悬浮；又由于库仑力与万有引力都是与距离的平方成反比，所以改变小球的高度对库仑力和万有引力的二力平衡没有影响，由以上分析可知只有D正确故选D【点评】库仑力和万有引力二力平衡，并且库仑力与万有引力都是与距离的平方成反比，所以小球的平衡状态与高度无关，这是解本题的关键4如图所示，虚线表示等势面，相邻两等势面间的电势差相等，有一带电的小球
12、在该电场中运动，不计小球所受的重力和空气阻力，实线表示该带正电的小球的运动轨迹，小球在a点的动能等于20eV，运动到b点时的动能等于2eV，若取C点为零电势点，则这个带电小球的电势能等于6eV，它的动能等于（）A16eVB14eVC6eVD4eV【考点】电势能；动能定理的应用【分析】解决本题需掌握：小球只受电场力时，小球的动能和电势能之和保持不变；正确判断小球在电场中所受电场力方向以及电场力做功情况【解答】解：小球自a点运动到b时，电场力做负功：Wab=2eV20eV=18eV 由于相邻两等势面的电势差相等，故电势差的大小关系有：Uab=3Ubc 从b到c电场力做正功，根据动能定理有：Wbc=
13、EkcEkb 联立可得Ekc=8eV由于只有电场力做功，电势能和动能和保持不变，故在c点：E=Ep+Ek=8eV即电势能和动能之和为8eV，因此当电势能等于6eV时动能为14eV，故ACD错误，B正确故选B【点评】学习电场中的功能关系时可以类比在重力场的功能关系，如只有重力做功，动能和重力势能之和保持不变；那么只有电场力做功，电势能和动能之和保持不变5如图所示，真空中有一个固定的点电荷，电荷量为+Q图中的虚线表示该点电荷形成的电场中的四个等势面有两个一价离子M、N（不计重力，也不计它们之间的电场力）先后从a点以相同的速率v0射入该电场，运动轨迹分别为曲线apb和aqc，其中p、q分别是它们离固
14、定点电荷最近的位置M一定是正离子，N一定是负离子M在p点的速率一定大于N在q点的速率M在b点的速率一定大于N在c点的速率M从pb过程电势能的增量一定小于N从aq电势能的增量以上说法中正确的是（）A只有B只有C只有D只有【考点】电势能；等势面【分析】根据轨迹判定电荷N受到中心电荷的斥力，而电荷M受到中心电荷的引力，可知两粒子在从a向b、c运动过程中电场力做功情况根据abc三点在同一等势面上，可判定从a到b和从a到c过程中电场力所做的总功为零【解答】解：由图可知电荷N受到中心电荷的斥力，而电荷M受到中心电荷的引力，故两粒子的电性一定不同由于中心电荷为正电，则M一定是负离子，N一定是正离子，故错误；
15、由图可判定M电荷在运动过程中，电场力做正功，导致动能增加；而N电荷在运动过程中，电场力做负功，导致动能减小所以在p点的速率一定大于N在q点的速率，故正确；D由于abc三点在同一等势面上，故粒子M在从a向b运动过程中电场力所做的总功为0，N粒子在从a向c运动过程中电场力所做的总功为0由于两粒子以相同的速率从a点飞入电场故两粒子的分别经过b、c两点时的速率一定相等故错误由图可知N粒子在从a向q运动过程中电场力做负功的值大于粒子M在从p向b运动过程中电场力做负功的值，故M从pb过程电势能的增量一定小于N从aq电势能的增量故正确故选B【点评】根据轨迹判定“电荷N受到中心电荷的斥力，而电荷M受到中心电荷
16、的引力”是解决本题的突破口6如图所示，用绝缘细线拴一个带负电的小球，让它在竖直向下的匀强电场中绕O点做竖直平面内的圆周运动，a、b两点分别是圆周的最高点和最低点，则（）A小球经过a点时，线中的张力最小B小球经过b点时，电势能最小C小球经过a点时，电势能最小D小球经过b点时，机械能最小【考点】电势能；牛顿第二定律；向心力；电场强度【分析】分析小球所受重力与电场力的大小关系：当重力大于电场力时，小球运动到最高点a时，线的张力一定最小，到达最低点b时，小球的速度最大；当重力等于于电场力时，小球做匀速圆周运动当重力小于电场力时，小球运动到最高点a时，线的张力一定最大，到达最低点b时，小球的速度最小；根
17、据电场力做功判断电势能的高低根据除重力以外其它力做功判断机械能的大小【解答】解：A、当电场力大于重力，小球运动到a点时，速度最大，根据牛顿第二定律知，拉力最大故A错误B、小球从a点运动到b点的过程中，电场力做负功，电势能增加所以小球过b点时，电势能最大故B错误C、从a到b，电势能增加，所以a点电势能最小故C正确D、从a到b，除重力以外，电场力做负功，机械能减小，所以b点机械能最小故D正确故选CD【点评】解决本题的关键要讨论重力和电场力的大小关系，从而确定在竖直平面内圆周运动的等效最高点和最低点以及知道电场力做正功，电势能减小，电场力做负功，电势能增加知道除重力以外其它力做的功等于机械能的增量7
18、在静电场中，将一电子由a点移到b点，电场力做功5eV，则下列结论错误的是（）A电场强度的方向一定是由b到aBa、b两点间的电压是5VC电子的电势能减少了5eVD因零电势点未确定，故不能确定a、b两点的电势【考点】电势能；电场强度；电势【分析】根据电场力做功与电势差的关系，求出a、b两点间的电势差根据电场力做功与电势能变化的关系，判断电势能的变化【解答】解：A、电子从a点移到b点，电场力做正功，但不能确定电场强度的方向就一定是由b指向a故A错误B、根据Wab=qUab得，a、b间电压为5V故B错误确C、电场力做了5eV的正功，则电势能减小5eV故C正确D、可以根据电场力做功求出a、b两点间的电势
19、差，因为零电势点未确定，则无法确定a、b两点的电势故D正确本题选错误的，故选AB【点评】解决本题的关键知道电场力做功与电势差的关系，以及掌握电场力做功与电势能的变化关系8如图所示，在等量异种电荷形成的电场中，有A、B、C三点，A为两点电荷连线的中心，B为连线上距A为d的一点，C为连线中垂上距A也为d的一点，关于三点的场强大小、电势高低比较，正确的是（）AEBEAECBEAEBECCUA=UCUBDUB=UCUA【考点】电场的叠加；电场强度；电势【分析】电场线越密的地方，电场强度越强沿着电场线方向电势降低通过电场线的分布进行判断【解答】解：A、B、根据电场线的疏密分布知，A点的电场线比C点密，B
20、点的电场线比A点密，则EBEAEC；故A正确，B错误；C、D、等量的异种电荷的中垂线为等势线，则A点的电势与C点的电势相等，沿着电场线方向电势逐渐降低，则A点的电势大于B点电势所以UA=UCUB故C正确，D错误；故选：AC【点评】虽然电场线不是实际存在的，但电场线的疏密可以体现电场强度的强弱；可以根据电场线方向来确定电势的高低；同时还考查了等量异种点电荷的电场线的分布，电场线与等势线相互垂直二、填空题（每空3分，共24分）9带电量为+3106C的粒子先后经过电场中的A、B两点，克服电场力做功6104J，已知B点电势为50V，则（l）A、B间两点间的电势差是UAB=200v；A点的电势A=150
21、v；电势能的变化EP=6104J；把电量为3106C的电荷放在A点的电势能EPA=4.5104J【考点】电势能【分析】（1）A、B间两点间的电势差是UAB=由UAB=AB，求出A点的电势A克服电场力做功多少等于电荷电势能的增加A点电势与所放试探电荷无关，保持不变由公式EP=q求出把电量为3106C的电荷放在A点的电势能EPA【解答】解：（1）A、B间两点间的电势差是UAB=200V由UAB=AB，B点电势B=50V，则A点的电势A=150V由题，电荷克服电场力做功6104J，电势能的变化EP=6104J把电量为3106C的电荷放在A点时，A点电势仍为A=150V，电势能EPA=qA=3106（
22、150）J=4.5104J故答案为：（1）200V150V6104J4.5104J【点评】电势差等于电势之差，UAB=AB，电势差反映电场的能的性质，常常根据电场力做功求解10有一个电流表G，内阻Rg=30，满偏电流Ig=1mA，要把它改装为量程03V的电压表，要串联阻值为2970的电阻，改装后电压表的内阻为3000【考点】把电流表改装成电压表【分析】电流表改装成电压表要串联电阻分压，串联的阻值为，U为改装后的量程总电阻为【解答】解：电流表改装成电压表要串联电阻，所串阻值为： = 改装后的电压表的内阻为：答案为：串，2970，3000【点评】考查的电压表的改装原理，明确串联电阻的分压作用，会求
23、串联电阻阻值11有一个电流表G，内阻Rg=30，满偏电流Ig=1mA要把它改装为量程00.6A的电流表，要并联0.05的电阻，改装后电流表的内阻是0.05【考点】把电流表改装成电压表【分析】把电流表改装成大量程电流表需要并联分流电阻，应用并联电路特点与欧姆定律分析表头中的满偏电流和总电流之间的关系，从而分析分流电阻中的电流，再由欧姆定律即可以求出并联电阻阻值【解答】解：把电流表改装成0.6A的电流表需要并联电阻阻值：R=0.05，改装后电流表内阻：R内=0.05；故答案为：0.050.05【点评】本题考查了电流表的改装，知道电流表改装原理，应用并联电路特点与欧姆定律即可正确解题，注意在改装中表
24、头的电流、电压和电阻均是不变的，变化的是流过并联电路的总电流，要掌握根据并联电路分析总电流与表头中电流的分析方法三、计算题：（三小题，共38分）解答应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤，只写出最后的答案的不能得分，有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位12如图所示，质量为m，带电量为+q的小球，在P点具有沿PQ方向的初速度v0，为使小球能沿PQ方向运动，所加的最小匀强电场方向如何？场强大小多大？加上最小的电场后，小球经多长时间回到P点？【考点】带电粒子在匀强电场中的运动；匀变速直线运动的位移与时间的关系；牛顿第二定律；电场强度【分析】1、属于已知合力方向和其中一个分力的大小方向，求
25、另一个力最小值的问题，这一类问题由已知大小的力向已知方向的力作垂线，即由重力向PQ方向作垂线（把PQ反向延长），然后根据直角三角形的知识求出这个最小值这个最小的力就是要求的电场力，再根据电场强度的定义求场强2、求出合力，由牛顿第二定律求出加速度，根据匀变速直线运动的位移公式，可求得时间【解答】解：1、球只受重力和电场力重力的大小方向都不变为使小球能沿PQ方向运动，应让小球所受合力方向沿PQ方向用三角形定则，由重力向PQ方向作垂线，垂线段最短，最短的力为电场力F如图所示则电场力F=mgcos30=场强大小=，正电荷受电场力方向与场强方向一致，故场强方向垂直于PQ方向2、上最小场强后，由图可知小球
26、受合力大小为，方向沿QP方向根据牛顿第二定律，故a=所以物体作初速度为V0，加速度为的匀减速运动运用匀变速直线运动的位移公式，物体再回到P点时，位移为零，故有解得=答：为使小球能沿PQ方向运动，所加的最小匀强电场方向应垂直于PQ向上，场强大小为加上最小的电场后，小球经又回到P点【点评】本题关键在于把握物体做直线运动的条件：合力与速度共线分析受力情况是解决带电粒子在电场中运动问题的基础13如图所示，匀强电场中A、B、C三点构成一个直角三角形，把电荷量q=21010C的点电荷由A点移到B点，电场力做功4.8108J，再由B点移到C点，电荷克服电场力做功4.8108J，取B点的电势为零，求A、C两点
27、的电势及场强的方向【考点】匀强电场中电势差和电场强度的关系；电场强度【分析】根据电势差公式U=分别求出A、B间，B、C间电势差，B点的电势为零，再求解A、C两点的电势在AC边上找出与B点电势相等的点，作出等势线，根据电场线与等势线垂直，而且由高电势指向低电势，判断场强的方向【解答】解：A、B间电势差为UAB=V=240V，B、C间电势差为UBC=V=240V又UAB=AB，UBC=BC，B=0，得到A=240V，C=240V，所以AC电势相等，场强方向垂直AC连线指向左上方答：A、C两点的电势都是240V，场强的方向垂直AC连线指向左上方【点评】运用电势差公式U=时，三个量U、W、q都要代入符
28、号进行计算，同时还要注意电荷移动的方向；灵活应用场强方向与等势面的垂直14如图所示，半径为r的绝缘细圆环的环面固定在水平面上，场强为E的匀强电场与环面平行一电量为+q、质量为m的小球穿在环上，可沿环作无摩擦的圆周运动，若小球经A点时，速度vA的方向恰与电场垂直，且圆环与小球间沿水平方向无力的作用，试计算：（1）速度vA的大小；小球运动到与A点对称的B点时，对环在水平方向的作用力【考点】牛顿第二定律；牛顿第三定律；向心力；动量定理；电场强度【分析】（1）小球受重力、支持力、电场力，小球受到的电场力提供向心力，根据牛顿第二定律列式求解；先对从A到B过程运用动能定理列式求解，得出小球经过B点时的速度，然后受力分析，根据支持力和电场力的合力提供向心力列式求解支持力【解答】解：（1）在A点，小球在水平方向只受电场力作用，根据牛顿第二定律得：所以小球在A点的速度在小球从A到B的过程中，根据动能定理，电场力做的正功等于小球动能的增加量，即 ，小球在B点时，根据牛顿第二定律，在水平方向有解以上两式，得到：NB=6qE故根据牛顿第三定律，小球在B点对环的水平作用力为：NB=NB=6qE【点评】本题关键是找出向心力来源，根据牛顿第二定律列方程求解；同时可以对小球的运动过程运用动能定理列式