衡水中学20162017学年高一下学期期末考试物理试题解析版

一．选择题（每小题至少有一个选项正确）1、在静电场中下列说法正确的是A.沿电场线方向，场强一定越来越小B.沿电场线的方向，电势一定越来越低C.沿电场线的方向，电势能逐渐减小D.在电场力作用下，正电荷一定熊高电势处向低电势处移动2.如图所示，两个相互接触的导体A和B不带电，现将带正电的导体C靠近A端放置，然后分开A、B，三者均有绝缘支架，则AB的带电情况为：A.A带正电，B带负电B.A带负电，B带正电C.A、B都带正电D.A、B都带负电3.如图所示，图中五点均在匀强电场中，它们刚好是一个圆的四个等分点和圆心；已知电场线与圆所在平面平行．下列有关圆心O和等分点a的电势、电场强度的相关描述正确的是（）A．a点的电势为6VB．a点的电势为-2VC．O点的场强方向指向a点D．O点的场强方向指向电势为2V的点4.在静电场中，将一电子由a点移到b点，电场力做功5eV，则下列结论错误的是：A．电场强度的方向一定是由b到aB．a、b两点间的电势差大小为5VC．电子的电势能减少了5eVD．因零电势点未确定，故不能确定a、b两点的电势5.如图所示，图中实线表示某匀强电场的电场线，一带负电荷的粒子射入电场，虚线是它的运动轨迹，a、b是轨迹上的两点，若粒子所受重力不计，则下列判断正确的是（）A．电场强度方向向下B．粒子一定从a点运动到b点C．a点电势比b点电势高D．粒子在a点的电势能大于在b点的电势能6、如图所示，一水平放置的平行板电容器带上一定量的电荷后与电源断开，将下极板B接地，一带负电油滴静止于两极板间的P点．现将平行板电容器的上极板A竖直向下移动一小段距离，下列说法正确的是（）A．P点的电势将增大，带电油滴将向上运动B．P点的电势将增大，带电油滴将向下运动C．P点的电势不变，带电油滴仍然静止D．P点的电势不变，带电油滴将向上运动7、如图所示，平行板电容器两极板间电压恒为U，在A极板附近有一电子由静止开始向B板运动，现仅调节两板间距，则关于电子从A板到B板的运动时间以及到达B板时的速率，下列分析正确的是（）A．两板间距越大，则时间长，速率越小B．两板间距越小，则时间短，速率越小C．两板间距越小，则时间短，速率不变D．两板间距越小，则时间不变，速率不变8、有一电子束焊接机，焊接机中的电场线如图中虚线所示；其中K为阴极，A为阳极，两极之间的距离为d．在两极之间加上高压U，有一电子从K极由静止开始在K、A之间被加速．不考虑电子重力，电子的质量为m,元电荷为e，则下列说法正确的是（）A．由K沿直线到A电势逐渐降低B．由K沿直线到A场强逐渐减小C．电子在由K沿直线到达A的过程中电势能减小了eUD．电子由K沿直线运动到A的时间为22mdteU9.如图所示，ab为某孤立点电荷产生的电场中的两点，a点的场强方向与ab连线的夹角为600，b点的场强方向与连线ab的夹角为30°．则下列说法正确的是A.a点的场强小于b点的场强B.B.a点的电势高于b点的电势C.将一电子沿ab连线从a点移到b点，电子的电势能先增大后减小D.将一电子沿ab连线从a点移到b点，电子受到的电场力先减小后增大10、在空间某区域存在一电场，x轴上各点的电势随位置变化情况如图所示；-x1-x1之间为曲线，其余均为直线，且关于纵轴对称．下列关于该电场的论述正确的是（）A．图中A点对应的场强大于B点对应的场强B．正电荷沿x轴从x2运动至-x1电场力做正功C．一个带正电的粒子在x1点的电势能等于在-x1点的电势能D．一个带负电的粒子在-x1点的电势能大于在-x2点的电势能11、美国物理学家密立根（R.A.Millikan）于20世纪初进行了多次试验，比较准确地测定了电子的电荷量，其实验原理可以简化为如下模型：两个相距为d的平行金属板A、B水平放置，两板接有可调电源．从A板上的小孔进入两板间的油滴因摩擦而带有一定的电荷量，将两板间的电势差调节到U时，带电油滴恰好悬浮在两板间；然后撤去电场，油滴开始下落，由于空气阻力，下落的油滴很快达到匀速下落状态，通过显微镜观测这个速度的大小为v，已知这个速度与油滴的质量成正比，比例系数为k，重力加速度为g．则计算油滴带电荷量的表达式为（）A．qkvdUB．qvdgkUC．qkvUdD．qvgkUd12、如图所示，可视为质点的带电小球AB的电荷量分别为QA、QB，都用长为L的轻质绝缘细线悬挂在O点，静止时A、B相距为d．为使再次平衡时A、B间距离减为2d，以下采用的方法是（）A．将小球A、B的质量都增加为原来的2倍B．将小球A、B的电荷量都减小为原来的一半C．将小球B的质量增加为原来的8倍D．将小球A、B的电荷量都减小为原来一半，同时将小球A、B的质量增加为原来的2倍13、如图所示，ab两个带电小球分别用绝缘细线系住，并悬挂在A点，当两小球静止时，它们恰好在同一水平面上，此时两细线与竖直方向夹角为α、β，α＜β．若同时剪断两细线，在下落过程中下列说法正确的是（）A．两球始终处在同一水平面上B．a、b两球系统的电势能增大C．任一时刻，a球速率小于b球速率D．a球水平位移始终大于b球水平位移14、图所示，空间有一正三棱锥OABC，点A′、B′、C′分别为三条棱的中点；现在顶点O处固定一正点电荷，下列说法正确的是A．A′、B′、C′三点的电场强度相同B．△ABC所在平面为等势面C．将一正的试探电荷从A′点沿直线A′B′移到B′点，静电力对该试探电荷先做正功后做负功D．若A′点的电势为φA′，A点的电势为φA，则A′A连线中点D处的电势φD一定小于2AA15、质量为m的带正电小球由空中A点无初速度自由下落，在t秒末加上竖直向上，范围足够大的匀强电场，再经过t秒小球又回到A点，不计空气阻力且小球从未落地，重力加速度为s，下列说法正确的是A．整个过程中小球电势能变化了2223mgtB．整个过程中小球动量增量的大小为2mgtC．从加电场开始到小球运动到最低点时小球动能减小了mg2t2D．从A点到最低点小球重力势能变化了2223mgt二、非选择题：16.在研究平行板电容器电容的实验中，电容器的AB两极板带有等量异种电荷，A板与静电计连接，如图所示；回答下列问题：（1）减小A、B板间的距离，静电计指针张角；（填变大、变小、不变）（2）在A、B板间放入一介质板，静电计指针张角．（填变大、变小、不变）17、某同学设计了一个用打点计时器验证动量守恒定律的实验：在小车A的前端粘有橡皮泥，推动小车A使之做匀速运动，然后与原来静止在前方的小车B相碰并粘合成一体，继续做匀速运动．他设计的装置如图（a）所示．在小车A后连着纸带，电磁打点计时器所用电源频率为50Hz．（1）长木板下垫着小木片的目的是；（2）若已测得打点的纸带如图（b）所示．A为运动的起点，则应选段来计算A碰撞前的速度，应选段来计算A和B碰后的共同速度（以上两空选填“AB”“BC”“CD”或“DE”）．（3）已测得小车A的质量m1=0.4kg，小车B的质量m2=0.2kg，则由以上测量结果可得碰前总动量为kg•m/s，碰后总动量为kg•m/s．（4）分析对比以上实验数据可以得出的结论是；18、长为l的绝缘细线吊着一个质量为m带电量为q的小球静止在水平向右的匀强电场中，如所示，细线与竖直方向橙370角，现突然将该电场方向变为竖直向下且大小不变，不考虑因电场改变而带来的其他影响，重力加速度为g，sin370=0.6，求：（1）匀强电场的电场强度大小；（2）小球运动过程中细线拉力的最大值.19、如图所示，光滑绝缘斜面的顶点A处固定一带电量为+q，质量为m的绝缘小球a，∠A=900，斜面上为L,现把与小球a完全相同的小球b从B点从静止自由释放，小球b能沿斜面从B点运动到斜面底端C处，已知静电常数为k,重力加速度为g，求：（1）小球b运动到斜面中点D处时的速度？（2）小球b运动到斜面底端C处时对斜面的压力是多大？20、如图所示，现有一个带电量+q=2×10-4C，质量为m=80g的小物块，与水平轨道之间的动摩擦因数为μ=0.2，在一个水平向左的匀强电场中，E=103V/m，在水平轨道的末端N处，连接一个光滑的半圆形轨道，半径为R=40cm，取g=10m/s2，求：（1）若小物块恰好运动到轨道的最高点，那么小物块应该从水平位置距N处多远处由静止释放？（2）如果在第（1）问的位置释放小物块，当它运动到P（轨道中点）点时对轨道的压力等于多少？21、如图1所示，真空中相距d=5cm的两块平行金属板AB与电源连接（图中未画出），其中B板接地（电势为零），A板电势变化的规律如图2所示；将一个质量m=2.0×10-27kg，电量q=+1.6×10-19C的带电粒子从紧临B板处释放，不计重力．求（1）在t=0时刻释放该带电粒子，释放瞬间粒子加速度的大小；（2）若A板电势变化周期T=1.0×10-5s，在t=0时将带电粒子从紧临B板处无初速释放，粒子达到A板时动量的大小；（3）A板电势变化频率多大时，在t= 4T到t=2T时间内从紧临B板处无初速释放该带电粒子，粒子不能到达A板．答案：一．选择题：1.B2.B3.AD4.A5.D6.C7.C8.C9.C10.BCD11.B12.CD13.AC14.D15.BD二．非选择题：16.（1）变小；（2）变小；17.（1）平衡摩擦力；（2）BC、DE（3）0.42；0.417；（4）在误差范围内碰撞前后系统的总动量守恒；18.解：（1）小球平衡时受到绳子的拉力、重力和电场力，由平衡条件得：mgtan37°=qE解得：34mgEq＝（2）电场方向变成向下后，重力和电场力都向下，两个力做功，小球开始摆动做圆周运动由动能定理：(mg+qE)L(1−cos370)＝12mv2在最低点时绳子的拉力、重力和电场力的合力提供向心力，T−(mg+qE)＝m2 vL解得：T＝(mg+qE)+m2 vL＝4920mg19.解：（1）由题意知：小球运动到D点时，由于AD=AB，所以有φD=φB即UDB=φD-φB=0①则由动能定理得：2130022DBmgsinqLumv②联立①②解得2Dglv③（2）当小球运动到C点时，对球受力分析如图所示则由平衡条件得：FN+F库•sin30°=mgcos30°④由库仑定律得：223(0)kqFlcos库⑤联立④⑤得：223223NkqFmgL由牛顿第三定律即2232'23NNkqFFmgL．：20.解：（1）物块能通过轨道最高点的临界条件是：2vmgmR＝解得：v=2m/s设小物块释放位置距N处为S，则由动能定理有：qEs−μmgs−2mgR＝12mv2解得：S=20m，即小物块应该从在水平位置距N处为20m处开始释放（2）P点到最高点由动能定理：：−qER−mgR＝12mv2−12mvp2．物块到P点时，FN−qE＝m2 pvR代入数据解得FN=3.0N根据牛顿第三定律得，压力也为3.0N．21、解：（1）电场强度UEd＝，带电粒子所受电场力UqFqEd＝＝，F＝maUqadm＝＝4.0×109m/s2释放瞬间粒子的加速度为4.0×109m/s2；（2）粒子在0～T/2时间内走过的距离为221 5.0()2102Tam＝故带电粒子在t=T/2时，恰好到达A板，根据动量定理，此时粒子动量p=Ft=4.0×10-23kg•m/s粒子到达A板时的动量为4.0×10-23kg•m/s（3）带电粒子在t=T/4～t=T/2向A板做匀加速运动，在t＝T/2～t=3T/4向A板做匀减速运动，速度减为零后将返回．粒子向A板运动可能的最大位移2211()24216sTTaa＝＝要求粒子不能到达A板，有s＜d，由1fT，电势变化频率应满足4521016afHzd＞＝电势变化的频率应满足f＞52×104Hz．