精品解析：北京巿人大附中二分校2019-2020学年高一（下）期末物理试题

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北京人大附中二分校2019-2020学年第二学期高一年级物理学科期末练习卷Ⅰ（共52分）一、单项选择题（本题共13小题，在每小题给出的选项中，只有一个选项是符合题意的，每小题4分，共52分）1. A点为已知电场中的一个固定点，在A点放一个电荷量为+q的点电荷，其所受电场力为F，A点的场强为E，则（　　）A. 若将A点的点电荷移去，A点的场强变为零B. 若在A点换上电荷量为+2q的点电荷，A点的场强大小将发生变化C. 若在A点换上电荷量为-q的点电荷，A点的场强方向将发生变化D. A点场强的大小、方向与放在该处的点电荷的大小、正负、有无均无关【答案】D【解析】【分析】【详解】电场中某点的电场强度是由电场本身决定的，与试探电荷的有无、电量的大小、电性等都无关，则选项ABC错误，D正确。故选D。2. 在真空中有两个点电荷，它们之间的静电力为F。如果保持它们各自所带的电荷量不变，将它们之间的距离减小到原来的一半，那么它们之间静电力的大小等于（　　）A.  B.  C. 2F D. 4F【答案】D【解析】【分析】【详解】由点电荷库仑力的公式可以得到，电荷量不变，当距离减小到原来的一半，库仑力将变为原来的4倍，即故ABC错误，D正确。故选D。3. 某电场的电线颁布如图所示，电场中有A、B两点，则以下判断正确的是（　　）A. A点的场强大于B点的场强，B点的电势高于A点的电势B. 若将一个电荷由A点移到B点，电荷克服电场力做功，则该电荷一定为负电荷C. 一个负电荷处于A点的电势能小于它处于B点的电势能D. 若将一个正电荷由A点释放，该电荷将在电场中做加速度减小的加速运动【答案】A【解析】【分析】【详解】A．电场线的疏密表示电场的强弱，由图可知，A点的电场线密，所以A点的电场强度大。眼电场线的方向电势降低，由图可知，B点的电势高与A点的电势，故A正确；B．由于B点的电势高于A点的电势，若将一个电荷由A点移到B点，电荷克服电场力做功，电势能增大，则该电荷一定为正电荷，故B错误；C．B点的电势高于A点的电势，由于负电荷在电势高处的电势能小，所以一个负电荷处于A点的电势能大于它处于B点的电势能，故C错误；D．将一个正电荷由A点释放，该电荷受到的电场力方向与电场的方向相同，所以电荷将向左做加速运动，即向电场线密的地方运动，所以该电荷将在电场中做加速度增大的加速运动，故D错误。故选A。4. 关于静电场的电场强度和电势，下列说法正确的是（　　）A. 电场强度的方向处处与等电势面垂直B. 电场强度为零的地方，电势也为零C. 随着电场强度的大小逐渐减小，电势也逐渐降低D. 任一点的电场强度方向总是与该点电荷的受力方向相同【答案】A【解析】【分析】【详解】A．电场强度的方向处处与等电势面垂直，选项A正确；B．电场强度为零的地方，电势不一定为零，例如等量同种电荷连线的中点，选项B错误；C．随着电场强度的大小逐渐减小，电势不一定逐渐降低，例如负的点电荷电场，选项C错误；D．任一点的电场强度方向总是与该点正电荷的受力方向相同，选项D错误。故选A。5. 电场线分布如图所示，以下说法正确的是（　　）A a点电势低于b点电势B. c点场强大于b点场强C. 若将一检验电荷+q由b点移至a点，它的电势能增大D. 若在d点再固定一点电荷﹣Q，将一检验电荷+q由a移至b的过程中，电势能增大【答案】C【解析】【分析】【详解】A．沿电场线电势逐渐降低，则a点电势高于b点电势，选项A错误；B．因为b点的电场线较c点密集，可知c点场强小于b点场强，选项B错误；C．若将一检验电荷+q由b点移至a点，电场力做负功，它的电势能增大，选项C正确；D．若在d点再固定一点电荷-Q，将一检验电荷+q由a移至b的过程中，-Q对+q的静电力做正功，可知合电场对+q做正功，它的电势能减小，故D错误。故选C。6. 如图，在点电荷Q产生的电场中，将两个带正电的试探电荷q1、q2分别置于A、B两点，虚线为等势线，取无穷远处为零电势点。若将q1、q2移动到无穷远的过程中克服电场力做的功相等，则下列说法正确的是（　　）A. A点电势高于B点电势B. A点场强低于B点场强C. q1电荷量小于q2的电荷量D. q1在A点的电势能小于q2在B点的电势能【答案】C【解析】【分析】【详解】A．由题，将两个带正电的试探电荷q1、q2移动到无穷远的过程中外力克服电场力做功，则知Q与两个试探电荷之间存在引力，说明Q带负电，电场线方向从无穷远处指向Q，则A点电势小于B点电势。故A错误；
B．由点电荷场强公式分析可知，A点的场强大于B点的场强。故B错误；
C．由图分析可知：A与无穷远间的电势差大于B与无穷远间的电势差，将q1、q2移动到无穷远的过程中外力克服电场力做的功相等，根据电场力做功公式W=qU，得知，q1的电荷量小于q2的电荷量。故C正确；D．将q1、q2移动到无穷远的过程中外力克服电场力做的功相等，两个试探电荷电势能的变化量相等，无穷远处电势能为零，则q1在A点的电势能等于q2在B点的电势能。故D错误。
故选C。7. 如图所示，平行板电容器两极板A和B分别与电源的正、负极相连且A板接地，P为两极板间的一点，在P点有一带负电的油滴恰好平衡。现保持B板不动，将A板慢慢向上平移到图中虚线所示的位置，这时（　　）A. 电容器两极板间的电势差减小 B. P点的场强增大C. P点的电势降低 D. 固定在P点的负电荷的电势能将减少【答案】C【解析】【分析】【详解】A．电容器两极板分别于电源连接，可知两板间的电势差不变，选项A错误；    B．根据，因U不变，d变大，可知P点的场强减小，选项B错误；C．两板场强减小，根据U=Ed可知，P点与B板的电势差减小，可知P点的电势降低，选项C正确；    D．P点的电势降低，则固定在P点的负电荷的电势能将变大，选项D错误。故选C。8. 如图，在正电荷Q的电场中有M、N、P和F四点，M、N、P为直角三角形的三个顶点，∠M=30°，F为MN的中点，M、N、P、F四点处的电势分别用φM、φN、φP、φF表示。已知φM=φN，φP=φF，点电荷Q在M、N、P三点所在平面内，则（　　）A. 点电荷Q一定不在MP连线上B. 连线PF一定在同一个等势面上C. 将正试探电荷从P点搬运到N点，电场力做正功D. φP小于φM【答案】C【解析】【分析】【详解】A．点电荷的等势面是一系列的同心圆，对于圆、圆弧上任意两点的连线的中垂线一定通过圆心，故场源电荷在MN的中垂线和FP的中垂线的交点上，在MP的连线上，如下图所示故A错误；B．因故线段PF是P、F所在等势面的一个弦，故B错误；C．在正的点电荷的电场中，离场源越远，电势越低，将正试探电荷从P点搬运到N点，电势能降低，故电场力做正功，故C正确；D．在正的点电荷的电场中，离场源越远，电势越低，故故D错误。故选C。9. 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【答案】B【解析】【分析】【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。10. 如图所示，A、B两导体板平行放置，在t=0时将电子从A板附近由静止释放（电子的重力忽略不计）．分别在A、B两板间加四种电压，它们的UAB﹣t图线如下列四图所示．其中可能使电子到不了B板的是 A.  B.  C.  D. 【答案】B【解析】【分析】【详解】A．加A图电压，电子从A板开始向B板做匀加速直线运动一定能到达B板．故A错误；B．加B图电压，开始向B板匀加速，再做相同大小加速度的匀减速，但时间是2倍，然后为相同加速度大小的匀加速，做出一个周期的v-t图，可知一个周期内位移为0，有可能到不了B板，故B正确；C．加C图电压，可知电子一直向前运动，可知一定能到达B板．故C错误；D．加D图电压，可以知道电子在一个周期内速度方向不变，一直向前运动，一定能到达，故D错误．11. 如图所示，平行板电容器的两极板A、B接于电池两极，一带正电的小球悬挂在电容器内部，闭合S，电容器充电，这时悬线偏离竖直方向的夹角为θ，则下列说法正确的是（   ）．A. 保持S闭合，将A板向B板靠近，则θ不变B. 保持S闭合，将A板向B板靠近，则θ变小C. 断开S，将A板向B板靠近，则θ增大D. 断开S，将A板向B板靠近，则θ不变【答案】D【解析】【分析】保持开关S闭合，电容器两端间的电势差不变，由E=和F=qE可判断出电场力的变化，即可判断的变化；开关S断开，电容器的带电量Q不变，由电容的决定式和定义式可推导出板间的电场强度E的变化，进而可知的变化．【详解】A、保持开关S闭合，电容器两端间的电势差不变，将A板向B板靠近，极板间距离减小，由电场强度E=可知，电场强度增大，小球所受的电场力变大，增大，故A、B错误．C、开关S断开，电容器的带电量Q不变，将A板向B板靠近，极板间距离减小，由电容器电容的决定式C=可知，电容器电容C增大，而电容器电容的定义式C=，所以板间的电场强度E===，可以判断电场强度E不变，故带正电的小球受的电场力不变，则不变，故C错误，D正确．故选D12. 如图所示为研究决定平行板电容器电容大小因素的实验装置。两块相互靠近的等大正对平行金属板M、N组成电容器，板N固定在绝缘座上并与静电计中心杆相接，板M和静电计的金属壳都接地，板M上装有绝缘手柄，可以执手柄控制板M的位置。在两板相距一定距离时，给电容器充电，静电计指针张开一定角度。在之后的实验过程中，保持电容器所带电荷量不变，对此实验过程的描述正确的是（　　）A. 只将板M从图示位置沿垂直纸面向纸内的方向稍微平移，静电计指针张角变小B. 只将板M从图示位置稍向下平移，静电计指针张角减小C. 只将板M从图示位置稍向右平移，静电计指针张角减小D. 只在M、N之间插入云母板，静电计指针张角变大【答案】C【解析】【分析】【详解】A．只将板M从图示位置沿垂直纸面向里的方向稍微平移，两板正对面积S减小，由电容的决定式分析得知，电容减小，电量Q不变，则由分析得到板间电势差U增大，静电计指针张角变大，故A错误；B．只将板M从图示位置稍向下平移，正对面积S减小，由电容的决定式分析得知，电容减小，电量Q不变，则由分析得到板间电势差U增大，静电计指针张角变大，故B错误；
C．只将板M从图示位置稍向右平移，两板间距d减小，由电容的决定式分析得知，电容变大，电量Q不变，则由分析得到板间电势差U减小，静电计指针张角变小，故C正确。
D．只在M、N之间插入云母板板，由电容的决定式分析得知，电容增大，电量Q不变，则由分析得到板间电势差U减小，静电计指针张角变小。故D错误。
故选C。13. 如图所示，A、B、C三个小球（可视为质点）的质量分别为m、2m、3m，B小球带负电，电荷量为q，A、C两小球不带电（不考虑小球间的静电感应），不可伸长的绝缘细线将三个小球连接起来悬挂在O点，三个小球均处于竖直向上的匀强电场中，电场强度大小为E，以下说法正确的是（　　）A. 静止时，A、B两小球间细线的拉力为6mg+qEB. 静止时，A、B两小球间细线的拉力为5mg-qEC. 剪断O点与A小球间细线的瞬间，A、B两小球间细线的拉力为D. 剪断O点与A小球间细线的瞬间，B、C两小球间细线的拉力为【答案】C【解析】【分析】【详解】AB．静止时，对B球进行受力分析，则有AB错误；C．剪断O点与A小球间细线的瞬间，对A、B球整体，根据牛顿第二定律可得解得，C球以加速度g保持自由下落，BC间绳子拉力为零，以A球为研究对象可得A、B球间细线的拉力为，由牛顿第二定律，则有解得D错误C正确故选C。卷Ⅱ（共48分）二、实验题（每空3分，共21分）14. 在“测定金属的电阻率”的实验中，需要用刻度尺测出被测金属丝的长度l．用螺旋测微器测出金属丝的直径d，用电流表和电压表测出金属丝的电阻Rx．(1)请写出测金属丝电阻率的表达式：ρ＝_________(用上述测量的字母表示)．(2)若实验中测量金属丝的长度和直径时，刻度尺和螺旋测微器的示数分别如图所示，则金属丝长度的测量值为l＝______cm，金属丝直径的测量值为d＝________mm．(3)如图，要用伏安法测量Rx的电阻，已知电压表内阻约几kΩ，电流表内约lΩ，若用图甲电路，Rx的测量值比真实值_________(填“偏大”或“偏小”)，若Rx的阻值约为10Ω，应采用________(填“甲”或“乙”)图的电路，误差会较小．【答案】(1) (2)36．50(36．48～36．50) 0．795(0．794～0．797) (3)偏小 甲【解析】试题分析：（1）根据电阻定律可得，解得(2)螺旋测微器的读数为：，金属丝的长度为：（3）若用图甲，由于电压表的分流，电流的测量值比真实值大，故电阻的测量值偏小，Rx的阻值约为10Ω，则与电流表的内阻非常接近，所以采用电流表的外接法，即采用甲图，考点：考查了“测定金属的电阻率”的实验点评：做此类型的难度在于误差的分析，关键是对电流表内外接时，电表的分压分流情况理解15. 如图所示是探究影响平行板电容器电容大小因素的实验装置．①关于此实验装置中的静电计，下列说法中正确的是______．（选填选项前面的字母）A．静电计指针张角的大小反映了平行板电容器所带电荷量的多少B．静电计指针张角的大小反映了平行板电容器两板间电压的大小C．静电计的外壳与A板相连接后可不接地 D．可以用量程为3V的电压表替代静电计②让平行板电容器正对的两极板带电后，静电计的指针偏转一定角度．不改变A、B两板所带电荷量，且保持两板在竖直平面内．现要使静电计指针偏转角变大，下列做法中可行的是_____．（选填选项前面的字母）A．保持B板不动，A板向上平移B．保持B板不动，A板向右平移C．保持A、B两板不动，在A、B之间插入一块绝缘介质板【答案】    (1). BC    (2). A【解析】【分析】【详解】①静电计指针张角可表示出两板间电势差的大小，所以A错误B正确因为目的就是为了让两板间电势差与静电计两铂片上电势差相等，所以静电计的外壳与A板相连接后可不接地，故C正确电压表有示数必须有电源，所以不可以用量程为3V的电压表替代静电计，故D错误故选BC②现要使静电计指针偏角变大，即电势差增大，，电荷量不变，所以电容减小，，保持B板小动，A板向上平移，正对面积减小，电容减小，符合题意，故A正确保持B板不动，A板向右平移，板间距离减小，电容增大，不符合题意，故B错误保持A、B两板不动，在A、B之间插入一块绝缘介质板，增大介电常数，电容增大，不符合题意，故C错误故选A三、计算题（本题共3小题，共27分。请写出必要的文字说明、公式和演算步骤）16. 如图所示，空间存在宽度为d的竖直向下的匀强电场，电场强度大小为E，现将一质量为m、电荷量为q的带正电的粒子，从O点以初速度v0垂直于电场方向射入电场，最终从电场右边界穿出．粒子重力不计，求：（1）粒子在电场中运动的时间；（2）粒子在垂直方向的偏转距离．【答案】（1）；（2）【解析】【分析】【详解】（1）粒子在水平方向做匀速运动，则有：d=v0t得（2）粒子在竖直方向做初速度为零的匀加速直线运动y=at2又根据牛顿第二定律得Eq=ma解得粒子在垂直方向的偏转距离17. 如图所示为真空示波管的示意图，电子从灯丝K发出（初速度不计），经灯丝与A板间的加速电压U1加速，从A板中心孔沿中心线KO射出，然后进入由两块平行金属板M、N形成的偏转电场中（偏转电场可视为匀强电场），电子进入偏转电场时的速度与电场方向垂直，电子经过偏转电场偏转打在荧光屏上的P点，已知M、N两板间的电压为U2，两板间的距离为d，板长为L1，板右端到荧光屏的距离为L2，电子的质量为m，电荷量为e。求：(1)电子穿过A板时的速度大小；(2)电子从偏转电场射出时的侧移量y1；(3)荧光屏上P点到中心位置O点的距离。【答案】(1)；(2)；(3)【解析】【分析】【详解】(1)电场加速完成之后，进入偏转电场的速度为v，根据动能定理，则求得(2)电子进入偏转电场后类平抛运动，则且，则(3)粒子出电场时速度反向延长线交于偏转电场的中点，如图即利用相似三角形则且，代入则18. 如图所示，ABD为竖直平面内的光滑绝缘轨道，其中AB段是水平的，BD段为圆心在O点、半径R=2m的半圆，两段轨道相切于B点，整个轨道处在水平向左的匀强电场中，场强大小E=5.0×103V/m。一个带电荷量q=+1.5×10-5C、质量为m=1.0×10-2kg的小球，从A点由静止开始，在一个水平向右的恒力F=0.1N的作用下向B运动。当小球运动到B点时撤去F。之后小球刚好能通过圆轨道，并从D点抛出，落到轨道AB的C点（图中未画出）。已知水平轨道足够长，g=10m/s2。求：(1)小球通过轨道的最高点D时的速度大小vD；(2)A点到B点的距离AB；(3)小球落到轨道AB段上的C点到B点的距离BC。【答案】(1)；(2)；(3)【解析】【分析】【详解】(1)恰能通过轨道的最高点的情况下，到达最高点的速度为，则在最高点有解得(2)从B到D过程中有解得由题意得小球在AB做加速运动，则有联立解得(3)小球在最高点水平抛出，水平方向受电场作用，竖直方向受重力作用，设小球从抛出到落到轨道的时间为t，BC距离为x，则有联立解得