解析：天津市和平区耀华中学2020-2021学年高二上学期期中物理试题（解析版）-A4

这是一份解析：天津市和平区耀华中学2020-2021学年高二上学期期中物理试题（解析版）-A4，共12页。试卷主要包含了选择题，多选题，填空题，计算题等内容，欢迎下载使用。
1. 两个半径均为1 cm的导体球，分别带上＋Q和－3Q的电量，两球心相距90 cm，相互作用力大小为F.现将它们碰一下后，放在两球心间相距3 cm处，则它们的相互作用力大小变为( )
A. 3000FB. 1200F
C. 900FD. 无法确定
【答案】D
【解析】
【详解】两球相距90厘米远大于小球的直径，所以可以把小球看做点电荷，根据，可以求出力的大小，当接触后再分开，距离3厘米小球不能看做点电荷，不能应用库仑定律的公式，所以无法计算库仑力的大小；
故选D。
2. 如图所示，带箭头的直线是某一电场中的一条电场线，在这条线上有A、B两点，用EA、EB表示A、B两处的场强，则（ ）
A. 正试探电荷只受电场力作用下一定沿A到B的方向运动
B. 因为A、B在一条电场线上，且电场线是直线，所以EA=EB
C. 电场线从A指向B，所以EA>EB
D. 电场线从A指向B，所以A点电势一定高于B点
【答案】D
【解析】
【分析】
【详解】A．电荷在电场中的运动还与电荷的初速度有关，不知道试探电荷的初速度的大小与方向情况，所以不能判断出试探电荷具体的运动轨迹以及方向，故A错误；
BC．只有一条电场线，无法判断电场线的疏密，也就无法判断A、B两点电场强度的大小，故BC错误；
D．沿电场线方向电势降低，可知A点电势一定高于B点电势，故D正确。
故选D。
3. 甲、乙两段导体由同种材料制成，长度相同，粗细均匀但横截面积不同，将其串联后接入电路，其上电压之比为3：2，则其内部的自由电子定向移动的速率之比为（ ）
A. 2：3B. 3：2C. 9：4D. 4：9
【答案】B
【解析】
【分析】
【详解】将其串联后接入电路，其上电压之比为3：2，所以两电阻之比为3：2，根据电阻定律
可知甲乙两段导体的横截面积之比为2：3，根据电流微观表达式
I=neSv
可知两导体串联，则二者电流相等，则其内部的自由电子定向移动的速率之比为3：2。
故选B。
4. 两个绝缘固定带等量正电点电荷，其连线的垂直平分线上有A、B两对称点，如图所示。另一个带正电质量不计的点电荷q从A点以速度v沿中垂线方向运动至B点，在这过程中，q的动能变化情况是（ ）
A. 可能一直增大B. 可能一直减小
C. 先减小，后增大D. 先增大，后减小
【答案】C
【解析】
【分析】
【详解】在两等量同种电荷两线的中点以上，根据平行四边形定则，q受到两电荷对它库仑力的合力竖直向上，在中点以下，受到库仑力的合力竖直向下，根据动能定理，合力先做负功，再做正功，动能先减小后增大。故C正确；ABD错误。
故选C。
5. 一个带正电的质点，电荷量q=2.0×10-9C，在静电场中由a点移动到b点，在这过程中，除电场力外，其他外力做的功为6.0×10-5J，质点的动能增加了8.0×10-5J，则a、b两点间的电势差Uab为（ ）
A 1×104V
B. -1×104V
C. 4×104V
D. -7×104V
【答案】A
【解析】
【分析】质点在静电场中由A点移到B点的过程中，电场力和其他外力对质点做功，引起质点动能的增加．电场力做功为Wab=qUab，根据动能定理求解a、b两点间的电势差Uab．
【详解】根据动能定理得：qUab+W其他=△Ek 得：Uab=，故A正确，BCD错误；故选A．
6. 如图所示，带正电的粒子以一定的初速度v0沿两板的中线进入水平放置的平行金属板内，恰好沿下板的边缘飞出，已知板长为L，平行板间距离为d，板间电压为U，带电粒子的电荷量为q，不计粒子的重力，则（ ）
A. 粒子动能增加量为qU
B. 粒子质量
C. 在粒子运动前一半时间和后一半时间的过程中，电场力做功之比为1：1
D. 粒子在竖直方向通过前和后的过程中，电场力做功之比为1：1
【答案】D
【解析】
【分析】
【详解】A．带正电的粒子以一定的初速度v0沿两板的中线进入水平放置的平行金属板内，恰好沿下板的边缘飞出，粒子动能增加量为
故A错误；
B．粒子在竖直方向做初速度为零的匀加速直线运动，则
粒子的加速度
粒子运动的时间
联立可得
故B错误；
C．设粒子在前一半时间内和在后一半时间内竖直位移分别为y1、y2，由于粒子竖直方向做初速度为零的匀加速直线运动，则
y1：y2=1：3
得
y1=d，y2=d
在前一半时间内，电场力对粒子做的功为
W1=U
在后一半时间内，电场力对粒子做的功为
W2=qU
电场力做功之比为1：3，故C错误；
D．根据公式
W=qEx
可知粒子在竖直方向通过前和后的过程中，电场力做功之比为1：1。故D正确。
故选D。
二、多选题（共4小题）
7. 如图所示的电路中，电压表和电流表的读数分别为10V和0.1A，电流表的内阻为0.2Ω，那么有关待测电阻Rx的下列说法正确的是（ ）
A. Rx的测量值比真实值大B. Rx的测量值比真实值小
C. Rx的真实值为99.8ΩD. Rx的真实值为100.2Ω
【答案】AC
【解析】
【详解】由欧姆定律可得
的真实值
则测量值偏大。
故选C。
8. 如图所示，虚线a、b、c代表电场中三个等势面，相邻两等势面之间的电势差相等，实线为一带正电的粒子只在电场力作用下通过该区域时的运动轨迹，P和Q是这条轨迹上两个点，P、Q相比（ ）
A. P点的电势高B. 带电微粒通过P点时的加速度大
C. 带电微粒通过P点时的速度大D. 带电微粒在P点时的电势能较大
【答案】ABD
【解析】
【分析】
【详解】A．粒子所受电场力指向轨迹内侧，由于粒子带正电，因此电场线指向右下方，根据沿电场线电势降低，可知P的电势最高，故A正确；
B．等势线密的地方电场线密电场强度大，故P点电场强度大，试探电荷受到的电场力大，根据牛顿第二定律，加速度也大，故B正确；
CD．根据质点受力情况可知，从P到Q过程中电场力做正功，电势能降低，动能增大，故P点的电势能大于Q点的电势能，P点的速度小于Q点的速度，故C错误；D正确。
故选ABD。
9. 一束带有等量电荷量的不同离子从同一点垂直电场线进入同一匀强偏转电场，飞离电场后打在荧光屏上的同一点，则（ ）
A. 离子进入电场的初速度相同B. 离子进入电场的初动能相同
C. 离子出电场的末动能相同D. 离子在电场中的运动时间相同
【答案】BC
【解析】
分析】
【详解】ABD．离子在偏转电场中做类平抛运动，由牛顿第二定律得离子的加速度
a=
穿越电场的时间
t=
通过电场时的偏转量
y=at2
联立得
y=
这些离子的电荷量q相等，L、E和y相等，说明mv2相等，离子进入电场的初动能为
Ek=mv2
则知初动能相同，而离子的质量不一定相等，所以初速度相同不一定相同，离子在电场中的运动时间不一定相等。故AD错误；B正确；
C．初动能相同，离子电荷量相等，由
W=qEy
知电场力做功相等，根据动能定理知离子出电场的末动能相同，故C正确。
故选BC。
10. 如图所示的电路中，电流表、电压表均为理想电表，若将滑动变阻器R1滑片下移，则下列说法中正确的是（ ）
A. 电流表示数变小B. 电压表示数变大
C. 电源内电路消耗的功率变大D. R3消耗的功率变大
【答案】BD
【解析】
【分析】
【详解】AB．将滑动变阻器R1滑片下移，电阻R1电阻值增大，外电路总电阻增大，根据闭合电路欧姆定律得知，电路中总电流I减小，内电压减小、路端电压U增大，由于R2和R3所在的支路电阻不变，由欧姆定律分析得知
IA=
通过电流表的电流增大，则电阻R2两端的电压增大，则电流表和电压表的示数都变大，故A错误；B正确；
C．电路中总电流减小，根据
P=I2r
得知，电源内电路消耗的功率变小，故C错误；
D．由上分析得知通过电流表的电流IA增大，通过R3的电流增大，则根据
P=IA2R3
可知R3消耗的功率变大，故D正确。
故选BD。
三、填空题（共3小题）
11. 如图所示，A、B是平行板电容器的两个极板，B板接地，A板带有电荷量+Q，板间电场中有一固定点P，若将B板固定，A板下移一些，则P点的电场强度___________（选填“变大”“变小”或者“不变”），P点电势___________（选填“升高”“降低”或者“不变”）。
【答案】 ①. 不变 ②. 不变
【解析】
【分析】
【详解】根据电容的决定式
C=
电容的定义式
C=
和
E=
联立解得
E=
因电容器两板所带电量不变，正对面积不变，A板下移时，d减小，根据
E=
可知，P点的电场强度E不变；因P点与下板的距离不变，根据公式
U=Ed
P点与下板间的电势差不变，则P点的电势不变。
12. 已知灵敏电流计的满偏电流为1mA，内阻为，若要将它改装成量程为3V的电压表，应串联一个___________的电阻，改装完成后，若某次测量电压时灵敏电流计指针指向位置，则对应电压测量值为___________V。（保留两位有效数字）
【答案】 ①. 2900 ②. 0.90
【解析】
【分析】
【详解】[1]要将它改装成量程为3V的电压表，应串联的电阻
[2]对应电压测量值为
13. 平行金属板与水平面成θ角放置，板间有匀强电场，一个带电量为q、质量为m的液滴以速度v0垂直于电场线方向射入两板间，如图所示，射入后液滴沿直线运动，已知重力加速度为g，则两板间的电场E=___________。若粒子恰好能飞出极板，则金属板长度L=___________。
【答案】 ①. ②.
【解析】
【分析】
【详解】[1]由题液滴做直线运动，合力与该直线在同一直线上，则电场力方向应垂直于虚线向上，液滴所受的合力方向沿虚线向下。如图所示：
根据平衡条件，有：
qE=mgcsα
解得
[2]因电场力与位移方向垂直，不做功，若粒子恰好能飞出极板，则v=0，根据动能定理得
解得
四、计算题（共2小题）
14. 如图所示，电源的电动势E=110V，定值电阻R1=20Ω，电动机内阻R0=1Ω，电键S1始终闭合。当电键S2断开时，通过电阻R1的电流为5A；当电键S2闭合时，电阻R1的电功率是320W。求：
（1）电源的内阻；
（2）当电键S2闭合时流过电源的电流和电动机的输出功率。
【答案】（1）2Ω；（2）15A，759W
【解析】
【分析】
【详解】(1)当电键S2断开时，通过电阻R1的电流为I1=5A，R1两端的电压
电源的内阻为
(2)当电键S2闭合时，电阻R1的功率
解得
此时流过电源的干路中电流为
通过R1的电流为
通过电动机的电流为
则电动机的机械功率为
15. 如图所示，带电微粒以v0=2m/s速度从水平放置的平行金属板A、B的中央飞入板间。已知板长L=10cm，板间距离d=2cm，当UAB=1000V时，带电微粒恰好沿直线穿过板间。已知重力加速度g=10m/s2，求：
（1）带电液滴的比荷；
（2）要是带电液滴能从板间飞出，AB间所加电压的范围。
【答案】（1）2×10﹣4C/kg；（2）200V＜U＜1800V
【解析】
【分析】
【详解】(1)由于带电微粒恰好沿直线穿过平行板，则微粒带负电，且受力平衡，由平衡条件可知
其中
解得带电液滴的比荷为
(2)微粒在板间做类平抛运动，水平方向
竖直方向
解得
当微粒刚好打在下极板右边缘时，在竖直方向上由牛顿第二定律可知
解得
当微粒刚好打在上极板右边缘时，在竖直方向上由牛顿第二定律可知
代入数据解得
要使带电微粒能穿出极板，则两极板间电压应满足