1、内蒙古通辽市科左后旗甘旗卡第二高级中学2020-2021学年高二物理下学期开学考试试题必要说明：1总分100分，考试时间90分钟，总计19题，共6页2答题前填写好自己的姓名、班级、考号等信息3试卷分为I卷和II卷，请将答案正确填写在答题卡上 第I卷（选择题）一、选择题（共14小题，共56分，其中1-8题每题中只有一个选项符合题目要求，每题4分；9-14题每题中有多项符合题目要求，全部选对得4分，选不全2分，有错选得0分）1下列说法正确的是（）A牛顿在前人的基础上于1687年发表万有引力定律并利用扭秤实验装置比较准确地测出了引力常量B法国物理学家库仑利用扭秤实验发现了电荷之间的相互作用规律库仑定
2、律，并通过油滴实验精确测定了元电荷e的电荷量C古希腊学者亚里士多德用科学推理和实验论证的方法，得出在忽略空气阻力的情况下轻重不同的物体下落快慢相同D英国物理学家法拉第最早引入了电场的概念，并提出用电场线表示电场2如图所示，光滑绝缘水平面上两个相同的带电小圆环A、B，电荷量均为q，质量均为m，用一根光滑绝缘轻绳穿过两个圆环，并系于结点O.在O处施加一水平恒力F使A、B一起加速运动，轻绳恰好构成一个边长为l的等边三角形，则()A小环A的加速度大小为 B小环A的加速度大小为 C恒力F的大小为 D恒力F的大小为 3如图所示，实线表示电场线，虚线表示等势线，a、b两点的电势分别为a=20 V，b=50
3、V。则a、b连线的中点c的电势 c可能为（）Ac =40 VBc =35 VCc = 30VDc = 15 V4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应带负电B极板X应带负电C极板Y应带正电D极板Y应带负电5如图甲所示，x轴上固定两个点电荷Q1、Q2（Q2位于坐标原点O）。轴上有M、N、P三点，MN=NP，Q1、Q2在轴上产生的电势随x变化关系如图乙（N为最低点），下列说法错误的是（）AM、N之间电场方向沿x轴正方向BN点电场场强大小为零CM点电场场强大小为零D乙正试探电荷从P移到M过程中，电场力做功6如图所
4、示，倾角为30的光滑斜面固定在水平面上，空间存在水平向左的匀强电场，若在斜面上放一电荷量为的带正电小球，小球刚好能够平衡。若把电场方向改为沿斜面向上，电场强度大小不变，在斜面上放一电荷量为的带正电小球，小球也刚好能够平衡。则两小球、质量、之间关系为（ ）ABCD7经过探究发现：点电荷和无限大的接地金属平板间的电场（如图甲所示）与等量异种点电荷之间的电场分布（如图乙所示）完全相同。如图所示，在水平放置的光滑金属板中点的正上方有带正电的点电荷Q，一表面绝缘带正电的金属球（可视为质点，且不影响原电场）自左以速度v0开始在金属板上向右运动，在运动过程中（）A小球做匀速直线运动B小球先做减速运动后做加速
5、运动C小球做匀变速运动D以上说法都不正确8如图所示，在光滑绝缘水平面上有三个孤立的点电荷Q1、Q、Q2，Q恰好静止不动，Q1、Q2围绕Q做匀速圆周运动，在运动过程中三个点电荷始终共线。已知Q1、Q2分别与Q相距r1、r2，不计点电荷间的万有引力，下列说法正确的是（）AQ1、Q2的电荷量之比为BQ1、Q2的电荷量之比为CQ1、Q2的质量之比为DQ1、Q2的质量之比为9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，则以下判定正确的是（
6、 ）AM点处放置的是负电荷Ba点的电势高于c点的电势Ca点的场强与c点的场强完全相同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10如图，一带正电的点电荷固定于O点，两虚线圆均以O为圆心，两实线分别为带电粒子M和N先后在电场中运动的轨迹，a、b、c、d、e为轨迹和虚线圆的交点不计重力下列说法正确的是AM带负电荷，N带正电荷BM在b点的动能小于它在a点的动能CN在d点的电势能等于它在e点的电势能DN在从c点运动到d点的过程中克服电场力做功11示波器是一种多功能电学仪器，它是由加速电场和偏转电场组成的。如图所示，不同的带负电粒子在电压为U1的电场中由静止开始加速，从M孔射出，
7、然后射入电压为U2的平行金属板间的电场中，入射方向与极板平行，在满足带负电粒子能射出平行板电场区域的条件下，则（）A若电荷量q相等，则带负电粒子在板间的加速度大小相等B若比荷相等，则带负电粒子从M孔射出的速率相等C若电荷量q相等，则带负电粒子从M孔射出的动能相等D若不同比荷的带负电粒子射入，偏转角度相同12如图所示，三条平行且等间距的虚线表示电场中的三个等势面，其电势分别为10V、20V、30V实线是一带电的粒子（不计重力）在该区域内运动的轨迹，已知带电粒子所带电荷量为0.01C，在a点处的动能为0.5J，则该带电粒子A该粒子一定带正电B在b点处的电势能为0.5JCb点是a、b、c三点中动能最
8、大的位置D在c点处的动能为0.4J13如图所示，在竖直平面内有水平向左的匀强电场，在匀强电场中有一根长为L的绝缘细线，细线一端固定在O点，另一端系一质量为m的带电小球。小球静止时细线与竖直方向成角，此时让小球获得初速度且恰能绕O点在竖直平面内做圆周运动，重力加速度为g。下列说法正确的是( )A匀强电场的电场强度EB小球动能的最小值为EkC小球运动至圆周轨迹的最高点时机械能最小D小球从初始位置开始，在竖直平面内运动一周的过程中，其电势能先减小后增大14一匀强电场的方向平行于平面，平面内三点的位置如图所示，三点的电势分别为、，下列说法正确的是（ ）A坐标原点处的电势为B电场强度的大小为C电子在a点
9、的电势能比在b点的电势能高D电子从b点运动到c点，克服电场力做功为第II卷（非选择题）二、填空题（共2题，每空2分，共20分）15在电场中把的负电荷从A点移到B点，静电力做功。再把这个电荷从B点移到C点，静电力做功为。(1)A、B、C三点中_点电势最高，_点电势最低。(2)求A、C间的电势差UAC_(3)把的电荷从A点移到C点，电势能升高还是降低_电势能变化了多少_16图示是“研究平行板电容器的电容与哪些因素有关”的实验装置。两块相互靠近的等大正对平行金属平板M、N组成电容器，板N固定在绝缘座上并通过导线与静电计中心杆相接，板M和静电计的金属壳都通过导线接地，板M上装有绝缘手柄，可以执手柄控制
10、板M的位置。(1)初步分析影响因素可能有两板间距大小、极板正对面积大小、电介质的介电常数的大小等，所以本实验所用的科学探究方法是_（选填“理想实验法”、“建立物理模型法”或“控制变量法”）(2)使电容器带电后与电源断开，此时静电计指针张开一定角度。再进行以下实验（每次保证其他条件不变化，以下空格均选填“变大”、“变小”或“不变”）若仅将M极适当左移，则静电计指针的偏角将_；若仅将N板适当上移，则静电计指针的偏角将_；若在两板板间插入云母片，则静电计指针的偏角将_；(3)下列关于实验中使用静电计的说法正确的是（_）A静电计可以用电压表代替B静电计可以用电流表代替C使用静电计的目的是测测量电容器电
11、荷量的变化情况D使用静电计的目的是观察电容器电压的变化情况六、解答题（3道大题共24分，要求必要的公式和文字说明）17如图所示，ABCD为竖直放在场强为E=104V/m的水平匀强电场中的绝缘光滑轨道，其中轨道的BCD部分是半径为R的半圆形轨道，轨道的水平部分与其半圆相切，A为水平轨道上的一点，而且AB=R=0.4m，把一质量m=0.1kg、带电荷量q=+1104C的小球放在水平轨道的A点由静止开始释放，小球在轨道的内侧运动（g取10m/s2）求：（1）小球到达C点时的速度是多大？（用根式表示）（2）小球到达C点时对轨道压力是多大？（3）若让小球安全通过D点，开始释放点离B点至少多远？18如图，
12、在足够长的光滑绝缘水平直线轨道上方h高度的P点，固定电荷量为+Q的点电荷，一质量为m、带电荷量为的物块（可视为质点），从轨道上的A点以初速度v0沿轨道向右运动，当运动到P点正下方B点时速度为v，已知点电荷产生的电场在A点的电势为（取无穷远处电势为零），PA连线与水平轨道的夹角为60，试求：(1)物块在A点时对轨道的压力；(2)点电荷+Q产生的电场在B点的电势。19如图所示，在一水平平台上相距处放置两个质量都是的滑块P和Q。现给滑块P一水平瞬时冲量，滑块P沿平台运动到平台右端与滑块Q发生碰撞后，二者黏合后抛出，恰好能无碰撞地沿圆弧切线从A点进入光滑固定竖直圆弧轨道，并沿轨道下滑，A、B为圆弧轨道
13、两端点且其连线水平。已知圆弧轨道半径，对应圆心角，光滑竖直圆弧轨道的最高点与平台之间的高度差，滑块P与平台之间的动摩擦因数，取重力加速度大小，两滑块均视为质点，不计空气阻力。求：(1)两滑块黏合后平抛的初速度大小和运动到圆弧轨道最低点O时对轨道的压力大小；(2)两滑块碰撞过程中损失的机械能参考答案1D【详解】A卡文迪许用扭称实验测出了万有引力常量G，故A错误；B法国物理学家库仑利用扭秤实验发现了电荷之间的相互作用规律-库仑定律，密立根通过油滴实验精确测定了元电荷e的电荷量，故B错误；C伽利略用科学推理和实验论证的方法，得出在忽略空气阻力的情况下轻重不同的物体下落快慢相同，故C错误；D英国物理学
14、家法拉第最早引入了电场概念，并提出用电场线表示电场，故D正确。故选D。2B【详解】AB设轻绳的拉力为T，则对A：TTcoskTcosmaA联立解得：aA故B正确，A错误；CD恒力F的大小为F2maA故CD错误3A【详解】由图看出，ac段电场线比bc段电场线密，所以ac段场强较大，根据公式U=Ed可知，ca间电势差Uca大于b、c间电势差Ubc，即得到故选A。4B【详解】电子受力方向与电场方向相反，因电子向X方向偏转则，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带负电，Y带正电，故B正确，ACD错误；故选B。5C【详解】AM点的电势为零，P点的电势小于零，因沿电场线方
15、向电势降低，故在MN间电场方向沿x轴正方向，故A不符合题意；BC-x图线的切线斜率表示电场强度的大小，可知N处场强为零，M处的场强不为零，故B不符合题意，C符合题意；D由图象可知UMNUNP故电场力做功qUMNqUNP从P移到M过程中，电场力做负功，故|WPN|WNM|故D不符合题意。故选C。6C【详解】对小球受力分析可知，小球受重力、水平向左的电场力和支持力，根据平衡条件可得对小球受力分析可知，小球受重力、沿着斜面向上的电场力和支持力，根据平衡条件可得联立解得故C正确，ABD错误。故选C。7A【详解】根据甲乙图可知，光滑金属板面上的场强方向处处与金属板垂直，小球在金属板面上移动时，电场力对小
16、球不做功，所以小球做匀速直线运动，故A正确，BCD错误。故选A。8C【详解】AB点电荷Q恰好静止不动，因此根据库仑定律和二力平衡有所以Q1、Q2的电荷量之比为AB错误；CDQ1、Q2围绕Q做匀速圆周运动，在运动过程中三个点电荷始终共线，Q1、Q2的角速度相同，根据牛顿第二定律有m12r1=m22r2所以Q1、Q2的质量之比为=C正确，D错误。故选C。9BD【解析】【详解】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，B正确。a点与c点为关于两电荷的中垂线对称，则场强大小相等但方向不同，故C错误；将该试探电荷沿直线由a点移动到b点，根据
17、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.10ABC【解析】试题分析：由粒子运动轨迹可知，M受到的是吸引力，N受到的是排斥力，可知M带负电荷，N带正电荷，故A正确M从a到b点，库仑力做负功，根据动能定理知，动能减小，则b点的动能小于在a点的动能，故B正确d点和e点在同一等势面上，电势相等，则N在d点的电势能等于在e点的电势能，故C正确D、N从c到d，库仑斥力做正功，故D错误故选ABC考点：带电粒子在电场中的运动【名师点睛】本题关键是根据曲线运动的条件判断出静电力的方向，掌握判断动能和电势能变化的方向，一般的解题思路是根据动能定理判断动能的变化
18、，根据电场力做功判断电势能的变化11BCD【详解】A设板间距离为，由牛顿第二定律得由于粒子的质量未知，所以无法确定带负电粒子在板间的加速度大小关系，故A错误；B由动能定理得可得所以当带负电粒子的比荷相等时，它们从孔射出的速度相等，故B正确；C从孔射出的动能所以当带负电粒子的电荷量相等时，它们从孔射出的动能相等，故C正确；D如图所示在偏转电场中有偏转角度与粒子的比荷无关，所以不同比荷的带负电粒子射入，偏转角度相同，故D正确；故选BCD。12AD【解析】A、场强方向向上，电场力向上，则为正电荷，则A正确；B、b点处的电势能EPq=0.0130=0.3J，则B错误；C、总能量守恒由a点处可知E=0.
19、0110+0.5=0.6J，则b点处的动能为：0.6-0.3=0.3J，b处是动能最小的位置，则C错误；D、C点处的动能为为0.6-0.0120=0.4J，则D正确，故选AD.【点睛】本题根据粒子的轨迹弯曲方向就能判断粒子所受的电场力方向，根据电场线与等势线的关系，判断出电场线方向负电荷在电势高处电势能小是一个重要推论，要学会应用13AB【详解】A小球静止时细线与竖直方向成角，受重力、拉力和电场力，三力平衡，根据平衡条件，有：mgtanqE解得E故A正确；B小球恰能绕O点在竖直平面内做圆周运动，在等效最高点A速度最小，拉力为零，根据牛顿第二定律，有：则最小动能故B正确；C运动过程中小球的机械能
20、和电势能之和不变，则小球运动至电势能最大的位置时机械能最小，小球带负电，则小球运动到圆周轨迹的最左端时机械能最小，故C错误；D小球从初始位置开始，若在竖直平面内逆时针运动一周，电场力先做正功后做负功再做正功，则其电势能先减小后增大再减小，同理，若顺时针运动一周，其电势能先增大后减小再增大，故D错误。故选AB。14ABC【详解】如图所示，在ac连线上，确定一点，电势为，将连线，即为等势线，那么垂直连线，则为电场线，再依据沿着电场线方向，电势降低，则电场线方向如下图：A根据，因a、b、c三点电势分别为、，解得：原点处的电势为，故A正确；B、根据上图，因为匀强电场，则有：，依据几何关系，则因此电场强
21、度大小为故B正确；C因电子从a点到b点电场力做功为因电场力做正功，则电势能减小，那么电子在a点的电势能比在b点的高，故C正确；D同理，bc间的电势差电子从b点运动到c点，电场力做正功为故D错误。故选ABC。【点睛】考查匀强电场中，电势之间的关系，掌握电场强度公式的应用以及几何关系的运用，并理解 中各量的正负值含义，注意在求解电功时各物理量要代入符号。15B A -100V 降低 【详解】（1）12AB间的电势差为BC间的电势差为知B点电势比A点电势高300V，B点电势比C点高200V，则B点的电势最高，A点的电势最低。（2）3AC间的电势差为（3）45把电量为的电荷从A点移到C点，静电力做功为
22、静电力做正功，故电势能降低，电势能变化了16控制变量法 变大 变大 变小 D 【详解】(1)1本实验中研究多个物理量间的关系，故采用了控制变量法。(2)2使电容器带电后与电源断开则电荷量不变，由电容的决定式和电容的定义式可得若仅将M板适当左移，d增大，电容减小，电荷量不变，则U增大，则静电计指针的偏角将变大。3若仅将N板适当上移，则正对面积S减小，电容减小，电荷量不变，则U增大，则静电计指针的偏角将变大。4若在两板板间插入云母片，则增大，电容增大，电荷量不变，则U减小，则静电计指针的偏角将减小。(3)5 AB静电计与电压表、电流表的原理不同，不能替代，电流表、电压表线圈中必须有电流通过时，指针
23、才偏转，故AB错误；CD静电计可测量电势差，根据指针张角的大小，观察电容器电压的变化情况，电容器的电荷量不变时，电容器两极板的电压也可能变化，则静电计指针张角也可能变化，所以无法判断电量的变化情况，故D正确，C错误。故选D。17（1）小球到达C点时的速度是2m/s； 3分（2）小球到达C点时对轨道压力是3N 3分（3）若让小球安全通过D点，开始释放点离B点至少1 m 3分【解析】试题分析：（1）设小球在C点的速度大小是对小球由AC的过程应用动能定理则有： 解得 （2）设小球在C点对轨道的压力大小为在C点的圆轨道径向，小球受到轨道对它的弹力和电场力，应用牛顿第二定律有： 解得 （3）设释放点离B
24、点为x时，小球恰好通过D点，速度为，沿半径方向只受重力，应用牛顿第二定律有： 对小球由释放点到D点的过程应用动能定理则有： 联立两式解得 考点：带电粒子在复合中的运动点评：本题中物体不仅受重力的作用，还有电场力，在解题的过程中，一定要分析清楚物体的受力和运动过程，根据动能定理和牛顿第二定律灵活列式求解18(1)，方向竖直向下 3分；(2)。 3分【解析】【详解】(1)带电体间的库仑力为： 其中 对物块受力分析可得： 由以上三式得：； 根据牛顿第三定律物块对轨道的压力为：，方向竖直向下 (2)从A运动到B点的过程中，由动能定理得： 又 解得：。 19(1)5m/s，129N； 5分(2)13.5J，12Ns 4分【详解】(1)由解得 设滑块黏合体平抛的初速度大小为，由于滑块黏合体无碰撞进入圆弧轨道，即落到A点时速度方向沿A点切线方向，则有解得滑块黏合体无碰撞进入圆弧轨道A点时速度大小设滑块黏合体运动到最低点的速度大小为，对滑块由A点到O点的过程，由机械能守恒定律，有在最低点O，根据牛顿第二定律，有解得由牛顿第三定律可知，滑块黏合体对轨道的压力大小为。(2)设滑块P与滑块Q碰撞前的速度大小为，滑块P与滑块Q碰撞，由动量守恒定律得解得两滑块碰撞过程中损失的机械能解得
