2021-2022学年浙江省绍兴鲁迅中学高二（上）第一次限时训练物理试题含解析

  绍兴鲁迅中学高二物理学科第一学期第一次

限时训练试卷

一、单项选择题（本题共10小题，共40分）

1. 在科研和生活中常用不同的单位来表示能量，下列属于能量单位的是（　　）

A.  B.  C.  D. eV

【答案】D

【解析】

【分析】

【详解】A．是电场强度单位，故A错误；

B．是电量的单位，故B错误；

C．是功率单位，故C错误；

D． eV是能量的单位，故D正确。

故选D。

2. 以下说法正确的是（　　）

A. 元电荷是指电量小的带电体，电量值为e＝1.60×10－19C

B. 电流的单位“安培”是国际单位制中的基本单位

C. 电流既有大小又有方向，所以电流是矢量

D. 由可知，导体电阻和其两端电压成正比，和电流成反比

【答案】B

【解析】

【分析】

【详解】A．元电荷是带电量的最小值，不是一个电荷，电量值为，故A错误；

B．电流的单位“安培”是国际单位制中的基本单位，故B正确；

C．电流既有大小又有方向，但电流是标量，故C错误；

D．导体的电阻由导体本身决定，与加在其两端的电压无关，与流过的电流无关，故D错误。

故选B。

3. 重粒子肿瘤治疗装置中的回旋加速器可发生+5价重离子束，其电流强度为，则在1s内发射的重离子个数为（）

A  B.  C.  D.

【答案】B

【解析】

【详解】根据公式，可得在单位时间内发射的粒子的电荷量为，故个数为个，D正确；

4. 如图所示，R1＝2Ω，R2＝10Ω，R3＝10Ω，A、B两端接在电压恒定的电源上，则（　　）

A. S断开时，R1与R2的电压之比为5：1

B. S闭合时，通过R1与R2的电流之比为2：1

C. S闭合时，R1与R2两端的电压之比为1：5

D. S断开与闭合两种情况下，电阻R1两端的电压之比为2：1

【答案】B

【解析】

【分析】

【详解】A．串联电路各电阻两端的电压与各电阻的阻值成正比，则S断开时

故A错误；

B．根据串、并联电路的特点可知

由于，所以

则

即S闭合时，通过R1与R2的电流之比为，故B正确；

C．由

结合S闭合时

可知S闭合时，R1与R2两端的电压之比为，故C错误；

D．S断开时

则

S闭合时

则

故S断开与闭合两种情况下，电阻R1两端的电压之比为，故D错误。

故选B。

5. 如图所示，电子以某一初速度沿两块平行板的中线方向射入偏转电场中，已知极板长度l，间距d，电子质量m，电荷量e。若电子恰好从极板边缘射出电场，由以上条件可以求出的是（    ）

A. 偏转电压 B. 偏转的角度 C. 射出电场速度 D. 电场中运动的时间

【答案】B

【解析】

【详解】AD．粒子在平行板电容器中做以初速度做类平抛运动，分解位移：

电场力提供加速度：

极板间为匀强电场，偏转电压和电场强度满足：

联立方程可知偏转位移满足：

结合上述方程可知，由于初速度未知，所以偏转电压和电场中运动的时间无法求出，故AD错误；

BC．偏转的角度满足：

解得：；初速度未知，粒子飞出电场时的竖直方向速度无法求出，所以粒子射出电场的速度无法求出，故B正确，C错误。

故选B．

6. 如图所示的同心圆是某正点电荷形成的电场中等间距的三条等势线，、、分别处在三个圆上，已知点的电势为，点的电势为，则点的电势（　　）

A.  B.  C.  D. 上述均不正确

【答案】B

【解析】

【分析】

【详解】正点电荷形成的电场不是匀强电场，越靠近场源电荷场强越强，又由

定性判断可知

则有

V

故选B。

7. 如图所示，一均匀带电荷量为+Q的细棒．在过中点c垂直于细棒的直线上有a、b、d三点，a和b，b和c，c和d之间的距离均为L，在a处有一电荷量为+的固定点电荷，已知b点处的电场强度为零，则d点处的电场强度大小为（k为静电力常量）（　　）

A.  B.  C.  D.

【答案】D

【解析】

【分析】由题意可知在b点处的场强为零，说明细棍和在b点的电场强度大小相等，方向相反，那么在d点处场强的大小即为两者之和，因此根据点电荷的电场强度为即可求解；

【详解】电荷量为的点电荷在b处产生电场强度为，方向向右
在b点处的场强为零，根据电场的叠加原理可知细棍与在b处产生电场强度大小相等，方向相反，则知细棍在b处产生的电场强度大小为，方向向左
根据对称性可知细棍在d处产生的电场强度大小为，方向向右
而电荷量为的点电荷在d处产生电场强度为，方向向右
所d点处场强的大小为，方向向右，故ABC错误，D正确．

【点睛】考查点电荷与细棍上电荷在某处的电场强度叠加，紧扣电场强度的大小与方向关系，从而为解题奠定基础．

8. 如图所示为两个固定在同一水平面上的点电荷，距离为d，电荷量分别为+Q和-Q。在它们的中垂线上水平固定一根内壁光滑的绝缘细管，一电量为+q的小球缓慢经过细管，则小球（　　）

A. 小球的电势能先增大后减小 B. 受到的库仑力先做负功后做正功

C. 受到的库仑力最大值为 D. 管壁对小球的弹力最大值为

【答案】C

【解析】

【详解】AB．小球受重力、库仑力和管壁弹力作用；根据等量异种电荷的电场分布可知，小球受库仑力水平向右，则库仑力对小球不做功，小球的电势能不变，选项AB错误；

C．当小球运动到两电荷连线的中点时，受库仑力最大，则最大值为

选项C正确；

D．管壁对小球的弹力最大值等于库仑力的最大值，大小为，故D错误。

故选C。

9. 如图所示，为某一点电荷所形成的一簇电场线，a、b、c三条虚线为三个带电粒子以相同的速度从O点射入电场的运动轨迹，其中b虚线为一圆弧，AB的长度等于BC的长度，且三个粒子的电荷量大小相等，不计粒子重力。则下列说法正确的是（　　）

A. a一定是正粒子的运动轨迹，b和c一定是负粒子的运动轨迹

B. a虚线对应的粒子的加速度越来越小，c虚线对应的粒子的加速度越来越大，b虚线对应的粒子的加速度大小不变

C. a粒子的动能减小，b粒子的动能不变，c粒子的动能增大

D. b虚线对应的粒子的质量小于c虚线对应的粒子的质量

【答案】B

【解析】

【分析】

【详解】A．由运动轨迹可知a粒子受向左的电场力，b、c粒子受到向右的电场力，由于不知道电场的方向，所以无法确定a、b、c三个带电粒子的电性，故A错误；

B．由于电场线的疏密表示电场强度的大小，粒子只受电场力，故a虚线对应的粒子的加速度越来越小，c虚线对应的粒子的加速度越来越大，b虚线对应的粒子的加速度大小不变，故B正确；

C．由题意可知：a粒子的运动方向和电场力的方向夹角为锐角，所以电场力对其做正功，a粒子的动能增大，b粒子的运动方向和始终和电场力垂直，电场力对其不做功，所以b粒子的动能不变，c粒子的运动方向和电场力的方向夹角为锐角，所以电场力对其做正功，c粒子的动能增大，故C错误；

D．a、b、c三条虚线为三个带电粒子以相同的速度从O点射入电场的运动轨迹；且三个粒子的电荷量大小相等，故静电力相等；由于b粒子做圆周运动，说明向心力等于静电力，c粒子做向心运动，故静电力大于所需的向心力，根据

可得c粒子质量较小，故D错误。

故选B。

10. 如图所示，长为L，倾角为的光滑绝缘斜面处于电场中，一带电量为+q，质量为m的小球，以初速度v0由斜面底端的A点开始沿斜面上滑，到达斜面顶端的速度仍为v0，则（　　）

A. A、B两点的电势差一定为

B. 小球在B点的电势能一定大于小球在A点的电势能

C. 若电场是匀强电场，则该电场的场强的最大值一定是

D. 若该电场是斜面中点正上方某点的点电荷Q产生的，则Q一定是正电荷

【答案】A

【解析】

【分析】

【详解】A．根据动能定理得

则A、B两点的电势差

故A正确；

B．从A到B的过程中，合外力做功为零，重力势能增加，则电势能减小，即B点的电势能小于小球在A点的电势能，故B错误；

C．若电场力与重力、支持力的合力为零时，小球做匀速直线运动，到达B点时小球速度仍为，小球的重力沿斜面向下的分力为一定，则当电场力沿斜面向上，大小为

时，电场力最小，场强最小，若电场强度与运动方向不共线，则电场力沿斜面向上的分力与重力沿斜面向下的分力相平衡时，电场力的范围如图

根据矢量的合成法则可知，电场的场强的可能大于，故C错误；

D．若该电场是斜边中点正上方的点电荷Q产生的，Q到A的距离大，到B点的距离小，由于B点的电势低于A点的电势，则Q一定是负电荷，故D错误。

故选A。

二、多项选择题（本题共4小题，共16分）

11. 目前，电容式触摸屏的技术广泛应用于一些手机触摸屏上。一层透明的薄膜导体层夹在两层绝缘玻璃层的中间，这就形成了触摸屏。在触摸屏四边均镀上狭长的电极，在导体层内形成一个较弱的交流电场。如图所示，在触摸屏幕时，由于人体是导体，手指与导体层之间被绝缘玻璃层隔开，形成一个电容，在四边电极与触点间会有电流流过，而电流强弱与手指到电极的距离成比例，位于触摸屏幕后的控制器便会计算电流的比例及强弱，准确算出触摸点的位置。关于电容式触摸屏，下列说法正确的是（　　）

A. 电容式触摸屏需要用力触摸才能产生信号

B. 电容式触摸屏的两极分别是导体层和手指

C. 手指与屏的接触面积越大，电容越大，准确度越高

D. 如果手上带了棉线手套，就不能工作了

【答案】BD

【解析】

【分析】

【详解】AB．由题意可知，在触摸屏幕时，由于人体是导体，手指与导体层之间被绝缘玻璃层隔开，形成一个电容，故不需要用力就可以形成一个电容，选项A错误，B正确；

C．如果手指与触摸屏的接触面积较大，则触摸点的位置就不容易确定，选项C错误；

D．如果手上带了棉线手套，手指就不能与导体层形成电容，所以就不能工作了，选项D正确。

故选BD。

12. 如图所示，空间存在两块平行的彼此绝缘的带电薄金属板A、B，间距为d，中央分别开有小孔O、P。现有甲电子以速率v0从O点沿OP方向运动，恰能运动到P点。若仅将B板向右平移距离d，再将乙电子从P′点由静止释放，则（　　）

A. 金属板A、B组成的平行板电容器的电容C不变

B. 金属板A、B间的电压增大

C. 甲、乙两电子在板间运动时的加速度相同

D. 乙电子运动到O点的速率为2v0

【答案】BC

【解析】

【详解】A． 将B板向右平移距离d时，金属板A、B组成的平行板电容带电量不变，根据电容的决定式分析知电容C减小，故A错误；

B． 根据电容的定义式，知Q不变，C减小，则U增大，故B正确；

C． 根据匀强电场电场强度的公式，电容的决定式 以及电容的定义式，可得

则知，在电量Q不变的情况下，仅改变两板间距离，场强不变，电子所受的电场力相同，加速度相同，故C正确；

D．甲电子从O到P过程有 0-v02=-2ad，乙电子从P'到O过程有 v2=2a•2d，解得乙电子运动到O点的速率为，故D错误；

故选：BC。

13. 某同学将满偏电流为，内阻为的小量程电流计G（表头），改装成和的双量程电流表，电路图如图所示。则（　　）

A. 改装后开关接1时量程为

B. 开关接2时，改装后电流表的内阻为

C. 若仅增加的阻值，电流表量程均将增大

D. 若仅增加的阻值，电流表量程均将减小

【答案】BD

【解析】

【分析】

【详解】A．分流电阻越小，改装后电流表的量程越大，所以接1时量程为0~10mA，接2时量程为0~ 1mA，故A错误；

B．开关接2时，表头的电压为

所以

改装后电流表的内阻为

故B正确；

CD．开关接1时

开关接2时则有

所以若仅增加的阻值，改装后电流表的量程都会变小，故C错误，D正确。

故选BD。

14. 有一静电场，其电势φ随x坐标的改变而改变，变化的图像如图所示。若将一带负电的粒子（重力不计）从坐标原点O由静止释放，电场中P、Q两点的横坐标分别为1mm、4mm，下列说法正确的是（　　）

A. 粒子将沿x轴正方向一直向前运动

B. 粒子在P点加速大于Q点加速度，方向相反

C. 粒子经过P点与Q点时，动能相等

D. 粒子经过P点与Q点时，电场力做功的功率相等

【答案】BC

【解析】

【分析】

【详解】A．根据顺着电场线方向电势降低可知，内，电场线沿x轴负方向，粒子所受的电场力方向沿x轴正方向做加速运动，在内电场线沿x轴正方向，粒子所受的电场力方向沿x负方向做减速运动，6mm处粒子的速度为零，然后粒子向左先做加速运动后做减速运动。即在间做往复运动，故A错误；

B．图象的斜率大小等于场强E，则知P点的场强大于Q点的场强，则粒子在P点的加速度大于在Q点的加速度，加速度方向相反，故B正确；

C．粒子经过P点与Q点时，电势相等，则其电势能相等，由能量守恒知动能相等，故C正确；

D．粒子经过P点与Q点时，速率相等，但电场力不同，则电场力做功的功率不等，故D错误。

故选BC。

三、实验题（本题共2小题，共20分）

15. 某同学通过实验测定一个阻值约为5Ω的电阻Rx的阻值。

（1）现有电源（4V，内阻可不计），滑动变阻器（0~20Ω，额定电流2A），开关和导线若干

A．电流表（0~3A，内阻约0.025Ω）

B．电流表（0~0.6A，内阻约0.125Ω）

C．电压表（0~3V，内阻约3kΩ）

D．电压表（0~15V，内阻约15kΩ）

为减小测量误差，在实验中，电流表应选用__________，电压表应选用__________（选填器材前的字母）；实验电路应采用下图中的__________（选填“甲”或“乙”）。

（2）接通开关，改变滑动变阻器滑片P的位置，并记录对应的电流表示数I、电压表示数U。某次电表示数如图所示，可得该电阻的测量值Rx=_______。（保留两位有效数字），测出Rx的比真实值__________（选填“偏大”、“偏小”或“相等”）

【答案】    ①. B    ②. C    ③. 甲    ④. 5.2    ⑤. 偏小

【解析】

【分析】

【详解】（1）[1][2][3]电源电动势为4V，所以电压表应选择量程为3V的C，（若选择电压表D时，电动势4V还不到电压表量程的），根据欧姆定律可知，通过待测电阻的最大电流为

所以电流表应选量程为0.6A的B；由计算可得

所以采用电流表外接法，故实验电路应采用甲图；

（2）[4][5]电流表读数为0.50A，电压表读数为2.60V，所以待测电阻阻值为

因为电压表的分流作用，导致电流表测量的电流值大于流过电阻的真实值，由

可知

所以测出Rx的比真实值偏小。

16. 用伏安法测量电阻R的阻值，进而求出电阻率ρ，某实验小组测出了6组电压、电流值，并在U－I图像中进行描点，如图所示。

（1）根据图像中描点情况，写出分析数据求解R值的步骤：____________________。

（2）求出的电阻值R＝________。（保留3位有效数字）

（3）待测电阻是由均匀材料制成的圆柱体，用50分度的游标卡尺测量其长度与直径，结果分别如图甲、乙所示。由图可知其长度为________ cm，直径为________ cm。

（4）由以上数据可求出ρ＝________。（保留1位有效数字）

【答案】    ①. 见解析    ②. 229 Ω（217~237 Ω均正确）    ③. 0.800    ④. 0.190    ⑤. 8×10－2 Ω·m

【解析】

【分析】

【详解】（1）[1]①作U－I图线，图线应为过原点的直线，使直线过尽可能多的点，不在直线上的点均匀分布在直线两侧，偏离直线较远的点（左起第2个点）应舍弃；②求该直线的斜率k，则

（2）[2]在图像中的直线上取两点，求出

（3）游标卡尺不需要估读，题图甲读数

题图乙读数

（4）由

得

三、计算题（本题共3小题，共24分）

17. 如图所示，电荷量分别为＋q、＋9q的两带电小球A、B，用两根不可伸长的绝缘细线悬挂于O点，静止时A、B两球处于同一水平线上。已知O点到A球的距离OA=2L，∠AOB=，∠OAB=，静电力常量为k，带电小球均可视为点电荷，求：

(1)A、B两球间的库仑力大小；

(2)A、B两球的质量之比。

【答案】(1)；(2)

【解析】

【详解】(1)由几何关系可知，A、B间距离r=4L，由库仑定律：

(2)对A球由平衡条件可得

对B球由平衡条件得

联立解得

18. 如图所示，用一不可伸长的绝缘细线拴一个质量为m=1.0×10－2 kg、电荷量q=+2.0×10－8 C的小球（可视为点电荷）后悬挂于O点，整个装置处于水平向右、区域足够大的匀强电场E中。现将小球向右拉至位置A，使细线刚好伸直且水平，由静止释放小球，小球做圆周运动到达位置B时速度恰好为零，此时细线与竖直方向的夹角为。取g=10m/s2，sin=0.6，cos=0.8。

(1)求电场强度E的大小；

(2)若小球运动到位置B时细线恰好断裂，求由B开始经过1s时小球的位移大小。（结果可用根式表示）

【答案】(1)；(2)

【解析】

【详解】(1)对小球从开始释放到B点，由动能定理得

解得

(2)若小球运动到位置B时细线恰好断裂，竖直方向的位移为

水平方向位移为

则小球的位移为

19. 如图所示为研究电子枪中电子在电场中运动的简化模型示意图。已知电子的质量为m，电量为e。在xOy平面的ABCD区域内，存在两个场强大小均为E的匀强电场Ⅰ和Ⅱ，两电场的边界如图所示（L为已知量）。不计电子所受重力。

(1)在该区域AB边中点处由静止释放一个电子，求该电子在刚进入电场区域Ⅱ时速度的大小；

(2)该电子在ABCD区域内运动经历时间和电子离开ABCD区域的位置坐标；

(3)若在电场Ⅰ区域内适当位置坐标由静止释放电子，电子恰能从ABCD区域右下角D处离开，求x与y应满足的关系。

【答案】(1)；(2)；(3)

【解析】

【详解】(1)电子在I区域，由动能定理，得

解得

(2) 若电子恰能从D点打出来，且水平分速度为则

解得

即如果从CD边飞出，需要较大的水平速度，由于，则电子一定能从HD边打出，飞出匀强电场Ⅱ时纵坐标

则电子在匀强电场Ⅱ中的竖直方向位移

在匀强电场Ⅱ中的水平方向位移

则横坐标为

故电子离开时坐标为。

(3)电子释放后，有

解得

故释放电子时的坐标应满足的关系为

【点睛】本题考核了带电粒子在简化的电子枪模型中的运动情况，是一道拓展型试题，与常见题所不同的是，一般试题是已知电子的出发点，然后求电子在电场作用下运动过程中的轨迹或离开电场的出射点位置，而本题则是反其道而行之，是规定了电子的出射点，要反推出在何处发出电子才能满足所述要求。从内容看，该题涉及的是电子在电场中的运动，这部分知识学生相对比较熟悉，也是经常训练的题型之一，只不过本题作了拓展。