广东省深圳实验学校2020-2021学年高二上学期第一阶段考试物理试题 Word版含答案

深圳实验学校高中部2020-2021学年度第一学期第一阶段考试
高二物理
时间：90分钟 满分：100分
第一卷
一、单项选择题(本题共有10小题，每小题3分，共30分，每小题给出的四个选项中只有一个选项正确，答案填涂在答题卡上，写在试卷上无效。)
1．下列物理量中属于矢量，而且采用比值法定义表达正确的是(　　)
A．加速度a＝ B．电势差U＝
C．电势φ＝ D．电场强度 E＝
41084501670052．如图所示，甲、乙是两个带有绝缘支架的金属球，它们原来均不带电，并彼此接触。现用毛皮摩擦过的橡胶棒靠近甲（棒与甲不接触）并用手触摸甲球，然后依次将手和棒移走，再将甲、乙分开。关于甲、乙的带电情况，下列判断正确的是(　　)
A．甲带正电，乙带负电 B．甲带负电，乙带正电
C．甲、乙均不带电 D．甲、乙均带正电
3．点电荷 P 产生的电场中的一条电场线有A、B 两点，如图. 当电子以某一速度只受电场力作用由 A 运动到 B 的过程中，动能增加，则可以判断(　　)
2832100203835A．电场线方向由 B 指向 A
B．电势 φA>φB
C．电场强度大小EA＝EB
D．若 P 为负电荷，则 P 在B点右侧
36995107461254．已知均匀带电球体在球的外部产生的电场与一个位于球心的、电荷量相等的点电荷产生的电场相同。如图所示，半径为R的球体均匀分布着电荷量为Q的电荷，AB为球的一条直径，A点恰好位于球的外部。现以OB为直径在球内挖一球形空腔，若静电力常量为k，球的体积公式为V=，则A点处场强的大小为(　　)
A．false B．false
C．false D．false

5．如图所示，带电物体P、Q可视为点电荷，电荷量相同.倾角为θ、质量为M的斜面体放在粗糙水平面上，将质量为m的物体P放在粗糙的斜面体上.当物体Q放在与P等高(PQ连线水平)且与物体P相距为r的右侧位置时，P静止且受斜面体的摩擦力为0，斜面体保持静止，静电力常量为k，则下列说法正确的是(　　)
372046563500A．P、Q所带电荷量为
B．P对斜面的压力为0
C．斜面体受到地面的摩擦力为0
D．斜面体对地面的压力为(M＋m)g
33210505270506．如图所示，竖直线OO′是等量异种电荷＋Q和－Q连线的中垂线，A、B、C的位置如图所示，且都处于一矩形金属空腔内.下列说法正确的是(　　)
A．A、B、C三点电势大小关系是φA＝φC<φB
B．A、B、C三点电势大小关系是φA＝φC>φB
C．金属空腔上的感应电荷在A、B、C三点形成的场强方向均水平向右
D．金属空腔上的感应电荷在A、B、C三点形成的场强大小关系是EB>EC>EA
7．如图所示为示波管构造的示意图，实验学校高二的某探究小组在XX′间加上了图乙所示的Uxx′－t信号，YY′间加上了图甲所示的Uyy′－t信号。则在屏幕上看到的图形是(　　)

8．如图所示，梯形abcd位于某匀强电场所在平面内，两底角分别为60°、30°，cd＝2ab＝4 cm，a、b两点的电势分别为4 V、0，将电荷量q＝1.6×10－3 C的正电荷由a点移动到d点，需克服电场力做功6.4×10－3 J，则该匀强电场的电场强度(　　)
267652599060A．垂直ab向上，大小为400 V/m
B．垂直bc斜向上，大小为400 V/m
C．平行ad斜向上，大小为200 V/m
D．平行bc斜向上，大小为200 V/m
31896055207009．有一静电场，其电势φ随x坐标的改变而改变，变化的图象如图所示．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1 mm、4 mm，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点与Q点加速度大小相等、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
10．一匀强电场的电场强度E随时间t变化的图象如图所示，在该匀强电场中，有一个带电粒子于t＝0时刻由静止释放，若带电粒子只受电场力作用，则下列说法中正确的是(　　)
262318515240A．带电粒子只向一个方向运动
B．0～2 s内，电场力做功等于0
C．4 s末带电粒子回到原出发点
D．2.5～4 s内，电场力做功等于0
二、多项选择题（本小题共6题，每小题4分，共24分。每小题给出的四个选项中有多个选项符合题目要求，答案填涂在答题卡上，写在试卷上无效）
11．以下表述正确的是(　 　)
A．电荷在电场中某点的电势能等于把此电荷从该点移到无穷远的过程中电场力做的功
B．电势、电势差、电势能都只由电场性质决定
C．电势为零的地方场强也为零
D．场强为零的地方电势可以不为零
12．将平行板电容器两极板之间的距离、电压、电场强度大小、电容和极板所带的电荷量分别用d、U、E、C和Q表示．下列说法正确的是(　 　)
A．保持U不变，将d变为原来的两倍， 则E变为原来的一半
B．保持E不变，将d变为原来的一半， 则U变为原来的两倍
C．保持C不变，将Q变为原来的两倍， 则U变为原来的两倍
D．保持d、C不变，将Q变为原来的一半， 则E变为原来的一半
13．如图，足够大的光滑绝缘水平面上有两个相距L的带电质点M和N，它们的质量分别为m1、m2，带电量大小分别为q1、q2，它们均绕其连线上的O点做匀速圆周运动. 静电力常量为k，不计质点间的万有引力作用．下列说法正确的是(　 　)
3394710160655A．质点M、N的半径之比等于q2∶q1
B．质点M、N的线速度大小之比等于m2∶m1
C．质点M、N的角速度相同，等于
D．O点的场强大小等于 （+）
368490555308514．如图所示，虚线a、b、c为三个同心圆面，圆心处有一个带负电的点电荷．现从c外面一点P以相同的速率发射两个电荷量、质量都相同的带电粒子M、N，分别沿PM、PN运动，取无穷远处电势为零，以下判断正确的是(　 　)
A．φa > φb > φc
B．M粒子带负电，N粒子带正电
C．M、N两粒子到达圆周c上时，速率仍相等
D．M、N两粒子到达圆周c上时，电势能EpM>EpN
402209084137515．如图所示，在竖直平面内，A、C、B、D位于半径为r的圆上，AB与水平面平行，AB⊥CD，垂足在圆心O.在C点固定一点电荷，电荷量为－Q，现在A点将一质量为m、带电荷量为－q的点电荷由静止释放，该点电荷沿光滑绝缘轨道ADB运动，通过D点时的速度大小为2．已知重力加速度为g，规定电场中B点的电势为零，则在C处点电荷形成的电场中(　 　)
A．点电荷经过D点向B点运动的过程中，动能减少量大于电势能增加量
B．A点的电势低于D点的电势
C．A点的电场强度大小是D点的倍
D．带电荷量为－q的点电荷在D点具有的电势能为mgr
3167380110426516．如图所示，粗糙程度均匀的直杆AC通过另一根杆CB固定在水平面上，∠CAB＝30°，AC的下方O点固定有一个正点电荷，杆上有M、P、N三点，P为MN的中点，OM＝ON，OM∥AB，一带负电可视为质点的小球套在杆上由N处由静止开始下滑，初始加速度大小为aN，第一次经过P处的速度大小为v，运动到M处速度为0，后又以大小为aM的初始加速度由静止开始向上滑行．设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度为g，P点电势为零。下列说法正确的是(　 　)
A．小球可以返回到出发点N处
B．撤O点的正电荷，小球可以在直杆上处于静止
C．系统具有的最大电势能为mv2
D．aN＝g+aM
第二卷
三、计算题（本题共4小题，共46分。在解答过程中要有必要的文字说明、方程及演算过程，否则不能得全分。答案写在答题卷上，写在试卷上无效）
345376566738517．（8分）密立根通过油滴实验测量了元电荷，实验装置的示意图如图所示。实验时用喷雾器将油喷入两块相距为d的水平放置的平行极板之间，油在喷射撕裂成油滴（可看做球形）时，一般都会带上负电荷，调整极板之间的电压，使油滴在重力、电场力、空气浮力以及粘滞阻力的作用下分别竖直向上、向下作匀速运动，通过测量油滴匀速上升、下降时的速率和该油滴的直径等物理量，计算油滴的带电量，进而测出元电荷。
(1)下列关于密立根油滴实验的叙述中不正确的是(　 　)
A．平行极板一定要水平，通电时上极板接电源负极。
B．实验时要选择质量、电量适当小一些的油滴。
C．实验证明了任何带电体所带电荷都是基本电荷的整数倍。
D．质子和电子都是元电荷。
(2)当平行板不加电压时，某半径为a的油滴在板间匀速下落的速率为v1，反复调整极板间的电压直至该油滴能匀速上升，此时板间的电压为U，油滴上升的速率为v2，已知油滴的密度为ρ，板间空气的密度为ρ0，油滴受到的空气阻力大小与其速率成正比，重力加速度为g（已知浮力公式为：f浮=ρ气gV排）。请据此计算油滴的质量m= ，板间的电场强度E= ，油滴的电荷量q= 。
399288048768018．（10分）如图所示，光滑绝缘细杆竖直放置，它与以正点电荷Q为圆心的某一圆周交于B、C点，质量为m，带电量为－q的有孔小球从杆上A点无初速下滑，已知q<(1)小球由A到B过程中电场力做的功．
(2)A、C两点的电势差．
2653665123253519．（12分）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，电子经过偏转电场后打在荧光屏上的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；
(3)P点到O点的距离；
(4)若要电子打在荧光屏上P点的上方，可采取哪些措施？





20．（16分）在一柱形区域内有匀强电场，柱的横截面是以O为圆心，半径为R的圆，AB为圆的直径，如图所示．质量为m，电荷量为q(q>0)的带电粒子在纸面内自A点先后以不同的速度进入电场，速度方向与电场的方向垂直．已知刚进入电场时速度为零的粒子，自圆周上的C点以速率v0穿出电场，AC与AB的夹角θ＝53°.运动中粒子仅受电场力作用．已知sin53°=0.8，cos53°=0.6．
(1)求电场强度的大小；
(2)为使粒子穿过电场后的动能增量最大，该粒子进入电场时的速度应为多大？
(3)为使粒子穿过电场前后动量变化量的大小为mv0，该粒子进入电场时的速度应为多大？
深圳实验学校高中部2020-2021学年度第一学期第一阶段考试
高二物理参考答案
单选
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
答案
D
D
A
B
D
D
C
B
C
D
多选
11
12
13
14
15
16
答案
AD
ACD
BCD
BD
AB
CD
17．答案　(1)AD（3分，漏选得1分）
(2)false（1分）false（1分）false（3分）
解析　(2)油滴的质量为：false 受到空气的浮力大小为：false
油滴匀速下落时，有：false 匀速上升时，有：false
其中电场强度：false 联立以上各式，解得：false（2分）
18．解析　(1) false false 4分
(2)B 、C两点等势，所以UAC=UAB 3分 false 3分
19．解析　(1)设电子经电压U1加速后的速度为v0，由动能定理有eU1＝mv （2分）
解得v0＝ . （2分）
(2)电子沿极板方向做匀速直线运动，沿电场方向做初速度为零的匀加速直线运动．设偏转电场的电场强度为E，电子在偏转电场中运动的时间为t，加速度为a，电子离开偏转电场时的侧移量为y.由牛顿第二定律和运动学公式有t＝ a＝ y＝at2 （1分）
解得y＝. （2分）
(3) （3分）
(4)减小加速电压U1或增大偏转电压U2. （2分）
20．答案　(1) （4分）　(2) v0（6分）　(3)0或 v0（6分）
解析　(1)粒子初速度为零，由C点射出电场，故电场方向与AC平行，由A指向C.由几何关系和电场强度的定义知 AC＝R① F＝qE②
由动能定理有F·AC＝mv02③ 联立①②③式得E＝④
(2)如图，由几何关系知AC⊥BC，故电场中的等势线与BC平行．作与BC平行的直线与圆相切于D点，与AC的延长线交于P点，则自D点从圆周上穿出的粒子的动能增量最大．
417068033655由几何关系知 AP＝R，DP＝R⑤
设粒子以速度v1进入电场时动能增量最大，在电场中运动的时间为t1.粒子在AC方向做加速度为a的匀加速运动，运动的距离等于AP；在垂直于AC的方向上做匀速运动，运动的距离等于DP.由牛顿第二定律和运动学公式有F＝ma⑥ AP＝at12⑦ DP＝v1t1⑧
联立②④⑤⑥⑦⑧式得v1＝v0⑨
(3)设粒子以速度v进入电场时，在电场中运动的时间为t0.以A为原点，粒子进入电场的方向为x轴正方向，电场方向为y轴正方向建立直角坐标系．由运动学公式有
y＝at2⑩ x＝vt? 粒子离开电场的位置在圆周上，有(x－R)2＋(y－R)2＝R2?
粒子在电场中运动时，其x方向的动量不变，y方向的初始动量为零．设穿过电场前后动量变化量的大小为mv0的粒子，离开电场时其y方向的速度分量为v2，由题给条件及运动学公式有mv2＝mv0＝mat? 联立②④⑥⑩???式得v＝0或v＝v0
另解：
由题意知，初速度为0时，动量增量的大小为mv0，此即问题的一个解．自A点以不同的速率垂直于电场方向射入电场的粒子，沿y方向的位移相等时，所用时间都相同．因此，不同粒子运动到线段CB上时，动量变化都相同，自B点射出电场的粒子，其动量变化量也恒为mv0，由几何关系及运动学规律可得，此时入射速率为v＝v0.