高二半期考試考試物理（學(xué)科）滿分：100分考試時(shí)間：75分鐘注意事項(xiàng)：1、答題前填寫好自己的姓名、班級、考號等信息2、請將答案正確填寫在答題卡上第I卷（選擇題）一、單項(xiàng)選擇題（本大題共7小題，每小題4分，共28分，給出的四個(gè)選項(xiàng)中有且只有一個(gè)正確答案）1.兩個(gè)分別帶有電荷量-Q和+3Q的相同金屬小球（均可視為點(diǎn)電荷），固定在相距為r的兩點(diǎn)處，它們間靜電力的大小為F。兩小球相互接觸后再分開并放到相距為2r的兩點(diǎn)處，則兩金屬小球間靜電力的大小變?yōu)椋ǎ〢. B. C. D.【答案】A【解析】【詳解】根據(jù)庫侖定律，初始時(shí)，兩金屬小球間靜電力大小為兩小球相互接觸后再分開并放到相距為2r的兩點(diǎn)處，此時(shí)兩金屬小球帶電量均為+Q，則此時(shí)靜電力大小為故選A。2.生活科技上處處存在靜電現(xiàn)象，有些是靜電的應(yīng)用，有些是要防止靜電，下列關(guān)于靜電的說法錯誤的是（）A.在地毯中夾雜的不銹鋼絲導(dǎo)電纖維，是防止靜電危害B.靜電復(fù)印機(jī)應(yīng)用了靜電吸附原理C.印染廠應(yīng)該保持空氣干燥，避免靜電積累帶來的潛在危害D.在超高壓帶電作業(yè)中，電工所穿的高壓工作服內(nèi)有編織的金屬絲，這樣做能起到靜電屏蔽的作用【答案】C【解析】【分析】【詳解】A．地毯中不銹鋼絲的作用是把鞋底與地毯摩擦產(chǎn)生的電荷傳到大地上，以免發(fā)生靜電危害，屬于防止靜電危害，故D正確；B．靜電復(fù)印機(jī)是利用靜電工作的，應(yīng)用了靜電吸附原理，故B正確；C．印刷車間中，紙張間摩擦產(chǎn)生大量靜電，所以印刷車間中保持適當(dāng)?shù)臐穸?，及時(shí)把靜電導(dǎo)走，避免靜電造成的危害，故C錯誤；D．在超高壓帶電作業(yè)中，電工所穿的高壓工作服內(nèi)有編織的金屬絲，這樣做能起到靜電屏蔽的作用，故D正確。本題選錯誤項(xiàng)，故選C。3.如圖所示，虛線a、b、c代表電場中一族等勢線，相鄰等勢線之間的電勢差相等，實(shí)線為一帶正電質(zhì)點(diǎn)（重力不計(jì)）僅在電場力作用下從P到Q通過該區(qū)域時(shí)的運(yùn)動軌跡，據(jù)此可知（）A.a、b、c三條等勢線中，a的電勢最高B.電場中Q點(diǎn)處的電場強(qiáng)度大小比P點(diǎn)處大C.該質(zhì)點(diǎn)在P點(diǎn)的速率比在Q點(diǎn)處大D.該質(zhì)點(diǎn)在P點(diǎn)具有的電勢能比在Q點(diǎn)具有的電勢能大【答案】C【解析】【詳解】A．質(zhì)點(diǎn)所受電場力指向軌跡凹側(cè)，大致方向斜向左上，且和電場強(qiáng)度方向一致，根據(jù)沿電場強(qiáng)度方向電勢降低可知a、b、c三條等勢線中，a的電勢最低，故A錯誤；B．等勢線越密的位置電場強(qiáng)度越大，所以電場中Q點(diǎn)處的電場強(qiáng)度大小比P點(diǎn)處小，故B錯誤；D．根據(jù)A項(xiàng)分析可知P點(diǎn)電勢低于Q點(diǎn)電勢，根據(jù)可知該質(zhì)點(diǎn)在P點(diǎn)具有的電勢能比在Q點(diǎn)具有的電勢能小，故D錯誤；C．質(zhì)點(diǎn)僅受電場力作用，能量守恒，結(jié)合D項(xiàng)分析可知該質(zhì)點(diǎn)在P點(diǎn)具有動能比在Q點(diǎn)具有動能大，即該質(zhì)點(diǎn)在P點(diǎn)的速率比在Q點(diǎn)處大，故C正確。故選C。4.某空間存在一靜電場，其沿軸方向的電勢隨變化的情況如圖所示，圖形關(guān)于過、垂直軸的直線對稱，圖中。下列說法中正確的是（）A.區(qū)域內(nèi)電場強(qiáng)度一定為零B.正電荷沿軸從移到的過程中，電勢能逐漸增大C.沿軸方向上，處的電場強(qiáng)度最大D.沿軸方向，正電荷從移到電場力做功不為零【答案】B【解析】【詳解】C．在圖像中，圖線的斜率表示電場強(qiáng)度，處的電場強(qiáng)度不是最大，C錯誤；A．在區(qū)域內(nèi)，可能存在垂直于軸向上的電場，A錯誤；B．由電勢能及題圖知，B正確；D．由電場力做功知沿軸方向，正電荷從移到電場力做功為零，D錯誤。故選B。5.如圖所示，平行放置的金屬板構(gòu)成電容器，兩板相距為d并與一電源相連，下列說法正確的是（）A.開關(guān)S閉合后，充電過程中，流過G表的電流方向?yàn)锽.若只將金屬板B下移，則電容器的電容增大C.若只將金屬板A右移，則電容器的電容增大D.若只在金屬板A、B間插入相對介電常數(shù)更大的電介質(zhì)，則電容器的電容減小【答案】A【解析】【詳解】A．開關(guān)S閉合后，充電過程中使B板帶正電荷，A板帶負(fù)電荷，流過G表電流方向?yàn)椋蔄正確；B．根據(jù)電容的決定式可知，若只將金屬板B下移，兩板間距離d增大，則電容減小，故B錯誤；C．根據(jù)電容的決定式可知，若只將金屬板A右移，面積減小，則電容減小，故C錯誤；D．根據(jù)電容的決定式可知，若只在金屬板A、B間插入相對介電常數(shù)更大的電介質(zhì)，即增大，則電容增大，故D錯誤。故選A。6.如圖所示，勻強(qiáng)電場場強(qiáng)，A、B兩點(diǎn)相距，A、B連線與電場線夾角為，則為（）A. B. C. D.【答案】C【解析】【詳解】根據(jù)沿電場方向電勢降低可知B點(diǎn)電勢低于A點(diǎn)電勢，則為負(fù)值。根據(jù)勻強(qiáng)電場中電勢差與場強(qiáng)的關(guān)系可得故選C。7.、、三個(gè)原子核，電荷量均為，質(zhì)量之比為。如圖所示，它們以相同的初速度由P點(diǎn)平行極板射入勻強(qiáng)電場，在下極板的落點(diǎn)分別為A、B、C，已知上極板帶正電，不計(jì)原子核所受重力，下列說法正確的是（）A.三個(gè)原子核剛到達(dá)下極板時(shí)的動能相等B.落在C點(diǎn)的原子核是C.、、的加速度大小滿足D.若將上極板向上移動較小的距離，原子核在電場中的運(yùn)動不受影響【答案】D【解析】【詳解】A．根據(jù)動能定理，粒子到達(dá)下級板時(shí)的動能為其中U1為射入點(diǎn)與下極板的電勢差，因三個(gè)原子核的質(zhì)量不同，則三個(gè)原子核剛到達(dá)下極板時(shí)的動能不相等，選項(xiàng)A錯誤；B．根據(jù)可得可知，質(zhì)量越大，則x越大，則落在A點(diǎn)的原子核是，選項(xiàng)B錯誤；C．根據(jù)可知，、、的加速度大小滿足選項(xiàng)C錯誤；D．根據(jù)可得因電容器帶電量不變，則若將上極板向上移動較小的距離，兩板間場強(qiáng)不變，原子核在電場中的運(yùn)動不受影響。選項(xiàng)D正確。故選D。二、多項(xiàng)選擇題（本題共3小題，每小題5分，共15分。在每小題給出的四個(gè)選項(xiàng)中，有多個(gè)選項(xiàng)正確，全部選對得5分，選對但不全得3分，有錯選得0分）8.如圖所示，A、、、、、為勻強(qiáng)電場中一個(gè)邊長為的正六邊形的六個(gè)頂點(diǎn)，A、、三點(diǎn)電勢分別為、、，正六邊形所在平面與電場線平行。下列說法正確的是（）A.通過和的直線應(yīng)為電場中的兩條等勢線B.勻強(qiáng)電場的電場強(qiáng)度大小為C.勻強(qiáng)電場的電場強(qiáng)度方向?yàn)橛葾指向D.將一個(gè)電子由點(diǎn)移到點(diǎn)，電子的電勢能將減少【答案】AD【解析】【分析】【詳解】A．連接AC，AC中點(diǎn)電勢為2V，由正六邊形對稱性，則EB、AF、CD均為電場中的等勢線，A正確；B．勻強(qiáng)電場的場強(qiáng)大小為B錯誤；C．電場線方向與EB垂直，即為C→A，C錯誤；D．將一個(gè)電子由E點(diǎn)移到D點(diǎn)，電場力做正功電子的電勢能減小D正確故選AD。9.四個(gè)帶電粒子的電荷量和質(zhì)量分別、、、它們先后以相同的速度從坐標(biāo)原點(diǎn)沿x軸正方向射入一勻強(qiáng)電場中，電場方向與y軸平行，不計(jì)重力，下列描繪這四個(gè)粒子運(yùn)動軌跡的圖像中，可能正確的是（）A. B.C. D.【答案】AD【解析】分析】【詳解】帶電粒子在勻強(qiáng)電場中做類平拋運(yùn)動，加速度為由類平拋運(yùn)動規(guī)律可知，帶電粒子的在電場中運(yùn)動時(shí)間為離開電場時(shí)，帶電粒子的偏轉(zhuǎn)角的正切為因?yàn)樗膫€(gè)帶電的粒子的初速相同，電場強(qiáng)度相同，極板長度相同，所以偏轉(zhuǎn)角只與比荷有關(guān)，前面三個(gè)帶電粒子帶正電，一個(gè)帶電粒子帶負(fù)電，所以一個(gè)粒子與另外三個(gè)粒子的偏轉(zhuǎn)方向不同；粒子與粒子的比荷相同，所以偏轉(zhuǎn)角相同，軌跡相同，且與粒子的比荷也相同，所以、、三個(gè)粒子偏轉(zhuǎn)角相同，但粒子與前兩個(gè)粒子的偏轉(zhuǎn)方向相反；粒子的比荷與、粒子的比荷小，所以粒子比、粒子的偏轉(zhuǎn)角小，但都帶正電，偏轉(zhuǎn)方向相同。故選AD10.如圖所示ABCD為豎直放置的光滑絕緣細(xì)管道，其中AB部分是半徑為R的圓弧形管道，BCD部分是固定的水平管道，兩部分管道恰好相切于B點(diǎn)．水平面內(nèi)的M、N、B三點(diǎn)連線構(gòu)成邊長為L的等邊三角形，M、N連線過C點(diǎn)且垂直于BCD.兩個(gè)帶等量異種電荷的點(diǎn)電荷分別固定在M、N兩點(diǎn)，電荷量分別為＋Q和－Q.現(xiàn)把質(zhì)量為m、電荷量為＋q的小球(小球直徑略小于管道內(nèi)徑，小球可視為點(diǎn)電荷)，由管道的A處靜止釋放，已知靜電力常量為k，重力加速度為g，則()A.小球運(yùn)動到B點(diǎn)時(shí)受到的電場力小于運(yùn)動到C點(diǎn)時(shí)受到的電場力B.小球在B點(diǎn)時(shí)的電勢能小于在C點(diǎn)時(shí)的電勢能C.小球在A點(diǎn)時(shí)的電勢能等于在C點(diǎn)時(shí)的電勢能D.小球運(yùn)動到C點(diǎn)時(shí)的速度為【答案】AC【解析】【詳解】A.根據(jù)等量異種點(diǎn)電荷的電場特征，B點(diǎn)電場強(qiáng)度小于C點(diǎn)，小球在B點(diǎn)時(shí)受到的電場力小于運(yùn)動到C點(diǎn)時(shí)受到的電場力，故A項(xiàng)正確．BC.根據(jù)等量異種點(diǎn)電荷的電場特征可知A、B、C三點(diǎn)處于同一個(gè)等勢面上，所以三點(diǎn)的電勢相等，小球在三點(diǎn)處的電勢能是相等的，故B項(xiàng)錯誤，C項(xiàng)正確．D.從A點(diǎn)到C點(diǎn)的運(yùn)動過程只有重力對小球做功，由動能定理可得：mgR＝，所以小球在C點(diǎn)時(shí)速度為，故D項(xiàng)錯誤．第II卷（非選擇題）三、實(shí)驗(yàn)題（共2個(gè)小題，共14分）11.如圖所示的實(shí)驗(yàn)裝置可用來探究影響平行板電容器電容的因素，使電容器帶電后與電源斷開，將電容器左側(cè)極板和靜電計(jì)外殼均接地，電容器右側(cè)極板與靜電計(jì)金屬球相連。（1）該實(shí)驗(yàn)使用的科學(xué)方法是________。A．類比法B．控制變量法C．假設(shè)法（2）影響平行板電容器電容的因素有________。A．極板的材料B．兩極板間距離和兩極板的正對面積C．電容器儲存的電荷量（3）在實(shí)驗(yàn)中觀察到的現(xiàn)象是________。A．將左極板向上移動一段距離，靜電計(jì)指針的張角變小B．向兩板間插入陶瓷片時(shí)，靜電計(jì)指針的張角變大C．將左極板右移，靜電計(jì)指針的張角變小D．將左極板拿走，靜電計(jì)指針的張角變?yōu)榱恪敬鸢浮竣?B②.B③.C【解析】【詳解】（1）[1]本實(shí)驗(yàn)中，若研究電容與其中一個(gè)變量的關(guān)系時(shí)，需要其他量保持不變，所以采用的科學(xué)方法是控制變量法。故選B。（2）[2]由平行板電容器的決定式可知影響平行板電容器電容的因素有兩極板間距離、兩極板的正對面積和兩極板之間的電介質(zhì)。故選B。（3）[3]A．本實(shí)驗(yàn)中，將左極板向上移動一段距離，即兩極板的正對面積減小，平行板電容器的電容減小。由于電容器的帶電荷量不變，根據(jù)電容的定義式即可知，兩極板之間的電勢差增大，故靜電計(jì)指針的張角變大，故A錯誤；B．向兩板間插入陶瓷片時(shí)，平行板電容器兩極板間的介電系數(shù)增大，故平行板電容器的電容增大。由于電容器的帶電荷量不變，故兩極板之間的電勢差減小，靜電計(jì)指針的張角變小，故B錯誤；C．將左極板右移，兩極板間的距離減小，故平行板電容器的電容增大。由于電容器的帶電荷量不變，故兩極板之間的電勢差減小，靜電計(jì)指針的張角變小，故C正確；D．將左極板拿走，相當(dāng)于兩極板間的距離很大，則平行板電容器的電容變得很小。由于電容器的帶電荷量不變，則兩極板之間的電勢差變大，靜電計(jì)指針的張角會變大，故D錯誤。故選C。12.某同學(xué)選用兩個(gè)完全相同的小球A、B來驗(yàn)證庫侖定律．使小球A和B帶上同種電荷，A球放在左右可移動且上下高度可調(diào)節(jié)的絕緣座上，B球用絕緣絲線懸掛于玻璃棒C點(diǎn)，如圖．實(shí)驗(yàn)時(shí)，保證A、B兩球球心在同一水平線上，待B球平衡后偏離豎直線的角度為θ，B球質(zhì)量為m，重力加速度為g；先保持兩球電荷量不變，使A球從遠(yuǎn)處逐漸向B球靠近，觀察到兩球距離越小，懸線的偏角越大；再保持兩球距離不變，改變小球所帶的電荷量，觀察到電荷量越大，B球懸線的偏角越大.(1)實(shí)驗(yàn)中需要用到_____________的科學(xué)方法．(2)根據(jù)平衡關(guān)系，A、B兩球之間的電場力F=________________（用m、g、θ表示）．（3）在閱讀教材后，該同學(xué)知道了庫侖定律的表達(dá)式，并知道了均勻分布的帶電球體可以等效為電荷量全部集中在球心處的一個(gè)點(diǎn)電荷．它將兩個(gè)半徑為R的金屬小球分別帶上了q1和q2的正電，并使其球心相距3R，應(yīng)用庫侖定律，計(jì)算了兩球之間的庫侖力，則該同學(xué)的計(jì)算結(jié)果__________（選填“偏大”“偏小”“正確”），原因是：_________________．【答案】①.（1）控制變量法②.（2）mgtanθ③.（3）偏大；④.兩電荷帶同種電荷，導(dǎo)致電量間距大于3R．【解析】【詳解】（1）做這個(gè)實(shí)驗(yàn)是時(shí)，“先保持兩球電荷量不變”和“再保持兩球距離不變”，可見，實(shí)驗(yàn)中需要用到控制變量法的科學(xué)方法．（2）A球受重力，繩的拉力和電場力三力平衡，根據(jù)平衡關(guān)系，A、B兩球之間的電場力F=mgtanθ．（3）當(dāng)兩球心相距為3R時(shí)，兩球不能看成點(diǎn)電荷，因帶同種電荷，導(dǎo)致電量間距大于3R，根據(jù)庫侖定律F=k，可知，它們相互作用的庫侖力大小F＜．即該同學(xué)的計(jì)算結(jié)果偏大，原因是：兩電荷帶同種電荷，導(dǎo)致電量間距大于3R．【點(diǎn)睛】本題應(yīng)知道控制變量法在實(shí)驗(yàn)中的應(yīng)用，明確當(dāng)兩球心相距為3R時(shí)，兩球不能看成點(diǎn)電荷，不能直接運(yùn)用庫侖定律解答，注意庫侖定律的成立條件，理解點(diǎn)電荷的含義．四、計(jì)算題（本大題共3個(gè)小題，共43分，解答時(shí)請寫出必要的文字說明、方程式和重要的演算步驟）13.如圖所示，一帶電荷量為，質(zhì)量為的小物塊放在一傾角為的光滑絕緣斜面上，當(dāng)整個(gè)裝置處在一水平向左的勻強(qiáng)電場中時(shí)，小物塊恰處于靜止?fàn)顟B(tài)。已知重力加速度，，。（1）求電場強(qiáng)度的大?。唬?）某時(shí)刻小物塊的電荷量突然減少了一半，求物塊下滑距離時(shí)的速度大小?！敬鸢浮浚?）；（2）【解析】【分析】【詳解】(1)小物塊恰處于靜止?fàn)顟B(tài)時(shí)，受力如圖根據(jù)平衡條件可得聯(lián)立并代入數(shù)據(jù)解得(2)由牛頓第二定律得根據(jù)速度位移公式解得代入數(shù)據(jù)得速度大小為14.一個(gè)電荷量為q=-2×10-8C，質(zhì)量為m=1×10-14kg的帶電粒子，由靜止經(jīng)電壓為U1=1600V的加速電場加速后，立即沿中心線O1O2垂直進(jìn)入一個(gè)電壓為U2=2400V的偏轉(zhuǎn)電場，然后打在垂直于O1O2放置的熒光屏上的P點(diǎn)，偏轉(zhuǎn)電場兩極板間距為d=8cm，極板長L=8cm，極板的右