1、鹤壁高中2020-2021学年高二上学期阶段性检测（二）物理试卷考生注意：1 本试卷第卷（选择题）和第卷（非选择题）两部分。2 作答时，将答案写在本试卷上无效。第卷每小题选出答案后，用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑；第卷请用直径0.5毫米黑色签字笔在答案题卡上的各题的答题区域内作答，超出答题区域书写的答案无效，在试题卷、草稿纸上作答无效。第卷 选择题（共65分）一、单项选择题（在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的，每小题4分，共40分）1.如图1所示，在一半径为R的圆周上均匀分布有N个绝缘带电小球(可视为质点)无间隙排列，其中A点的小球带电荷量为4q，其余小球带电荷量为
2、q，此时圆心O点的电场强度大小为E，现仅撤去A点的小球，则O点的电场强度为()A大小为E，方向沿AO连线斜向下B大小为，方向沿AO连线斜向下图1C大小为，方向沿AO连线斜向上D大小为，方向沿AO连线斜向上2如图2所示，一带电小球悬挂在竖直放置的平行板电容器内，当开关S闭合，小球静止时，悬线与竖直方向的夹角为，则()A当开关S断开时，若减小平行板间的距离，则夹角增大B当开关S断开时，若增大平行板间的距离，则夹角增大图2C当开关S闭合时，若减小平行板间的距离，则夹角增大D当开关S闭合时，若减小平行板间的距离，则夹角减小3 如图3，两电荷量分别为Q(Q0)和Q的点电荷对称地放置在x轴上原点O的两侧，
3、a点位于x轴上O点与点电荷Q之间，b位于y轴O点上方取无穷远处的电势为零，下列说法正确的是()AO点的电势为零，电场强度也为零Ba点的电势高于b点电势，a点电场强度大于b点电场强度图3C正的试探电荷在b点的电势能大于零，所受电场力方向指向O点D将负的试探电荷从O点移到a点，必须克服电场力做功4.如图4所示，以O点为圆心、R0.20 m为半径的圆处于匀强电场(图中未画出)中，电场平行于圆面，ac、bd为圆的两条相互垂直的直径已知a、b、c三点的电势分别为2 V、2 V、2 V，则下列说法正确的是()Ad点电势为2 VB电子从d点运动到a点电势能增加图4C电场方向由b点指向c点D该匀强电场的场强大
4、小为20 V/m5如图5甲所示，两个点电荷Q1、Q2固定在x轴上距离为L的两点，其中Q1带正电荷位于原点O，a、b是它们的连线延长线上的两点，其中b点与O点相距3L.现有一带正电的粒子q以一定的初速度沿x轴从a点开始经b点向远处运动(粒子只受电场力作用)，设粒子经过a、b两点时的速度分别为va、vb，其速度随坐标x变化的图象如图乙所示，则以下判断正确的是()AQ2带负电且电荷量大于Q1Bb点的场强一定为零图5Ca点的电势比b点的电势高D粒子在a点的电势能比在b点的电势能大6如图6所示，水平轻质弹簧的一端固定在墙上，另一端与质量为m的物体A相连，物体A放在光滑水平地面上有一质量与物体A相同的物体
5、B，从高h处由静止开始沿光滑曲面滑下，与物体A相碰(碰撞时间极短)后一起将弹簧压缩，弹簧恢复原长后物体B与物体A分开且沿原曲面上升下列说法正确的是()A弹簧被压缩时所具有的最大弹性势能为mghB弹簧被压缩时所具有的最大弹性势能为mgh图6C物体B能达到的最大高度为hD物体B能达到的最大高度为h7如图7所示，在平面直角坐标系xOy内，固定有A、B、C、D四个带电荷量均为Q的点电荷，它们关于两坐标轴对称，其中A、B带正电，C、D带负电，它们产生电场的等势面如图中虚线所示，坐标轴上abcd是图中正方形的四个顶点，则()Ab、d两点电势相等，场强不相等Bb、d两点场强相同，电势不相等C将电子沿路径aO
6、c移动，电场力做正功图7D将电子沿路径abc移动，电场力先做负功，后做正功8.如图8所示，实线为方向未知的三条电场线，虚线1、2、3为等势线，已知MNNQ，a、b两带电粒子从等势线2上的O点以相同的初速度飞出.仅在电场力作用下，两粒子的运动轨迹如图所示，则()A.a一定带正电，b一定带负电B.a加速度逐渐减小，b加速度逐渐增大图8C.M、N两点间电势差|UMN|等于N、Q两点间电势差|UNQ|D.a粒子到达等势线3的动能变化量比b粒子到达等势线1的动能变化量小9在电场中，以 O 为原点，沿电场方向建立坐标轴r.将带正电的试探电荷放入电场中，其电势能Ep随r变化的关系如图9所示，其中r2对应图线
7、与横轴的交点，r0对应图线的最低点若电荷只受电场力的作用，则下列说法正确的是()A从r1处释放电荷，电荷将先向r正方向运动B从r2处释放电荷，电荷将保持静止图9C从r0处释放电荷，电荷将先向r负方向运动D从r3处释放电荷，电荷将先向r正方向运动10.如图10所示，A、B两点固定两个等量异种点电荷Q和Q，O点为AB连线的中点，OD是AB连线的中垂线，BC与OD平行，AOBOBC，下列说法正确的是()AO点的场强和D点的场强大小相等BD点的场强方向由D指向C图10C负电荷在O点的电势能比在D点的电势能低D将一负电荷由D点移动C点，电荷的电势能增加二、多项选择题（在每小题给出的四个选项中，不只有一项
8、是符合题目要求的，每小题5分，选错得0分，选不全得3分，共25分）11.如图11所示为竖直平面内的直角坐标系，其中x轴沿水平方向，y轴沿竖直方向质量为m、带电荷量为q的小球，在重力和恒定电场力F作用下，在竖直平面内沿与y轴方向成角(9045)斜向下方向做直线运动，重力加速度为g，则下列说法正确的是()A若Fmgsin ，则小球的速度不变B若Fmgsin ，则小球的速度可能减小图11C若Fmgtan ，则小球的速度可能减小D若Fmgtan ，则小球的电势能可能增大12.(多选)如图12甲所示，两水平金属板间距为d，板间电场强度的变化规律如图乙所示t0时刻，质量为m的带电微粒以初速度v0沿中线射入
9、两板间，0时间内微粒匀速运动，T时刻微粒恰好经金属板边缘飞出微粒运动过程中未与金属板接触重力加速度的大小为g.关于微粒在0T时间内运动的描述，正确的是()A末速度大小为v0B末速度沿水平方向图12C重力势能减少了mgdD克服电场力做功为mgd13(多选)如图13所示，A、B为两块平行带电金属板，A带负电，B带正电且与大地相接，两板间P点处固定一负电荷，设此时两极间的电势差为U，P点场强大小为E，电势为P，负电荷的电势能为Ep，现将A、B两板水平错开一段距离(两板间距不变)，下列说法正确的是()图13AU变大，E变大 BU变小，P变小CP变小，Ep变大 DP变大，Ep变小14. (多选)如图14
10、所示，一电荷量大小为q的带电粒子以一定的初速度由P点射入匀强电场，入射方向与电场线垂直.粒子从Q点射出电场时，其速度方向与电场线成30角.已知匀强电场的宽度为d，P、Q两点的电势差为U，不计重力作用，设P点的电势为零.则下列说法正确的是()A.带电粒子带正电B.带电粒子在Q点的电势能为UqC.此匀强电场的电场强度大小为E图14D.此匀强电场的电场强度大小为E15. (多选)如图15所示，水平光滑长杆上套有小物块A，细线跨过位于O点的轻质光滑定滑轮，一端连接A，另一端悬挂小物块B，物块A、B质量相等C为O点正下方杆上的点，滑轮到杆的距离OCh，重力加速度为g.开始时A位于P点，PO与水平方向的夹
11、角为30，现将A、B由静止释放，下列说法正确的是()图15A物块A由P点出发第一次到达C点过程中，速度先增大后减少B物块A经过C点时的速度大小为C物块A在杆上长为2的范围内做往复运动D在物块A由P点出发第一次到达C点过程中，物块B克服细线拉力做的功小于B重力势能的减少量第卷 非选择题（共45分）三、计算题（本大题共45分）16（10分）如图所示，充电后的平行板电容器水平放置，电容为C，极板间的距离为d，上极板正中有一小孔质量为m、电荷量为q的小球从小孔正上方高h处由静止开始下落，穿过小孔到达下极板处速度恰为零(空气阻力忽略不计，极板间电场可视为匀强电场，重力加速度为g)求：(1)小球到达小孔处
12、的速度；(2)极板间电场强度的大小和电容器所带电荷量；(3)小球从开始下落运动到下极板处的时间17.（9分）如图17所示，一带电荷量为q、质量为m的小物块处于一倾角为37的光滑斜面上，当整个装置被置于一水平向右的匀强电场中时，小物块恰好静止重力加速度取g，sin 370.6，cos 370.8.求：(1)水平向右电场的电场强度；图17(2)若将电场强度减小为原来的，物块的加速度是多大？(3)电场强度变化后物块下滑距离L时的动能18（11分）如图所示，区域、分别存在着有界匀强电场E1、E2，已知区域宽L10.8 m，区域宽L20.4 m，E110 V/m且方向与水平方向成45角斜向右上方，E22
13、0 V/m且方向竖直向下带电荷量为q1.6103 C质量m1.6103 kg的带电小球(可视为质点)在区域的左边界由静止释放g取10 m/s2，求：(1)小球在电场区域中运动的加速度大小和时间；(2)小球离开电场区域的速度大小和方向19.（15分）.如图，一质量为m11 kg，带电荷量为q0.5 C的小球以速度v03 m/s，沿两正对带电平行金属板(板间电场可看成匀强电场)左侧某位置水平向右飞入，极板长0.6 m，两极板间距为0.5 m，不计空气阻力，小球飞离极板后恰好由A点沿切线落入竖直光滑圆弧轨道ABC，圆弧轨道ABC的形状为半径R|UNQ|，由于两个粒子所带电荷量的大小关系未知，所以不能
14、判断电场力做功的多少及动能变化量大小，故D错误.9答案A解析由题图知，从r1到无穷远处，正电荷的电势能先减小后增加，则电势先减小后增加，在r0左侧电场线沿r正方向，r0右侧电场线沿r负方向，则从r1处释放电荷，电荷先向 r 正方向运动，选项A正确；从r2处释放电荷，电荷将先向r正方向运动，选项B错误；Epx图象切线斜率大小等于电场力大小，r0处切线斜率为0，故所受电场力为0，故从r0处释放电荷，电荷将静止，选项C错误；从r3处释放电荷，电荷将先向r负方向运动，选项D正确10答案D解析等量异种点电荷连线的中垂面是等势面，根据场强的叠加，可知O点和D点的电场强度方向相同，均由A指向B，所以D点的场
15、强方向水平向右，故B错误；根据等量异种电荷产生的电场的特点知，在O点产生的场强比在D点产生的场强大，故A正确；因为在同一等势面上运动，电场力不做功，所以将一负电荷由O点移到D点，电场力不做功，电势能不变，故C错误；D点电势等于零，C点电势小于零，将一负电荷由D点移到C点，电场力做负功，电荷的电势能增大，故D正确11答案CD解析小球只受重力G和电场力F作用，小球做直线运动，则合力为零或合力方向与运动方向在同一直线上；若Fmgsin ，则F方向与运动方向垂直，如图，力F不做功，只有重力做功，所以小球的速度增大，A、B错误；若Fmgtan ，力F与小球运动方向可能成锐角，力对小球做正功，小球速度增大
16、，电势能减小，力F也可能与运动方向成钝角，合力对小球做负功，小球速度减小，电势能增大，故C、D正确12答案BC解析因0时间内微粒匀速运动，故E0qmg；在时间内，微粒只受重力作用，做平抛运动，在t时刻的竖直速度为vy1，水平速度为v0；在T时间内，由牛顿第二定律得2E0qmgma，解得ag，方向向上，则在tT时刻，vy2vy1g0，粒子的竖直速度减小到零，水平速度为v0，选项A错误，B正确；微粒的重力势能减小了Epmgmgd，选项C正确；从射入到射出，由动能定理得mgdW电0，可知克服电场力做功为mgd，选项D错误13答案AC解析根据题意可知两极板间电荷量保持不变，当正对面积减小时，则由C可知
17、电容减小，由U可知极板间电压增大，由E可知，电场强度增大，故A正确；设P点的电势为P，则由题可知0PEd是增大的，则P一定减小，由于负电荷在电势低的地方电势能一定较大，所以可知电势能Ep是增大的，故C正确14.AC由运动轨迹向上偏转可知粒子带正电，A正确；由PQ，电场力做功为WPQEpPEpQqU，P0，则EpP0，EpQqU，B错；对Q点速度分解v0vsin 30，则v2v0对PQ过程，WPQqUqExm(v2v02)xt2dv0t由求得E，C对，D错.15答案BC解析物块A由P点出发第一次到达C点过程中，细线拉力对A做正功，动能不断增大，速度不断增大，A错误；设物块A经过C点时的速度大小为
18、v，此时B的速度为0，根据系统的机械能守恒得：mgmv2，得v，B正确；由几何知识可得h，由于A、B组成的系统机械能守恒，由对称性可得物块A在杆上长为2h的范围内做往复运动，C错误；到C点时B的速度为零，则根据功能关系可知，在物块A由P点出发第一次到达C点过程中，物块B克服细线拉力做的功等于B重力势能的减少量，D错误16答案(1)(2)C(3) 解析(1)由v22gh（1分），得v （1分）(2)在极板间带电小球受重力和电场力作用，由牛顿运动定律知：mgqEma （1分）由运动学公式知：0v22ad（1分）整理得电场强度E（1分）由UEd，QCU，（1分）得电容器所带电荷量QC（1分）(3)由
19、hgt，0vat（1分）2，tt1t2（1分）整理得t （1分）17答案(1)(2)0.3g(3)0.3mgL解析(1)小物块静止在斜面上，受重力、电场力和斜面支持力，受力分析如图所示，则有FNsin 37qE（1分）FNcos 37mg（1分）解得E（1分）(2)若电场强度减小为原来的，即E（1分）由牛顿第二定律得mgsin 37qEcos 37ma（1分）解得a0.3g（1分）(3)电场强度变化后物块下滑距离L时，重力做正功，电场力做负功，由动能定理得mgLsin 37qELcos 37Ek0（2分）解得Ek0.3mgL.（1分）18答案(1)10 m/s20.4 s(2)5 m/s速度方
20、向与水平方向夹角为37斜向右下方解析(1)小球在电场区域受到电场力F1qE1，小球在电场区域受到的电场力和重力的合力方向水平向右，大小为F合F1 cos 451.6102 N，（1分）则小球向右做匀加速直线运动，其加速度a110 m/s2，（1分）小球运动时间t1 0.4 s.（1分）（2）小球离开电场区域的水平速度v0a1t14 m/s，（1分）小球在电场区域中受到电场力和重力的合力竖直向下，其加速度a2g30 m/s2，（2分）小球在电场区域中做类平抛运动，其运动时间t20.1 s（1分）小球在竖直方向的分速度vya2t23 m/s，（1分）小球离开电场区域的速度v5 m/s，（1分）设小
21、球离开电场区域的速度方向与水平方向夹角为，则tan ，（1分）得37.（1分）19答案(1)10 V(2)3 mR m或R m解析(1)在A点，竖直分速度vy v0tan 534 m/s（1分）带电粒子在平行板中运动时间t0.2 s（1分）vyat（1分），得a20 m/s2 （1分）又mgEqma（1分）E（1分），得U10 V（1分）(2)在A点速度vA5 m/s（1分）若小球不超过圆心等高处，则有mv(mgqE)Rcos 53（1分）得R m故3 mR m（1分）若小球能到达最高点C，则有mv(mgqE)R(1cos 53)mv（1分）在C点：mgEqm（1分）可得vC（1分）联立解得：R m（1分）故圆弧轨道半径R的取值条件为：3 mR m或R m（1分）