2020年北京市第二十二中学高二上学期期中考试物理试题(合考)(附带详细解析)

○………○………绝密★启用前
北京市第二十二中学2019-2020学年高二上学期期中考试物
理试题（合考)
注意事项：
1．答题前填写好自己的姓名、班级、考号等信息 2．请将答案正确填写在答题卡上
第I 卷（选择题)
请点击修改第I 卷的文字说明 一、单选题
1．A 为已知电场中的一固定点，在A 点放一电荷量为q 的试探电荷，所受电场力为F ，A 点的场强为E ，则（ ）
A ．若在A 点换上一q ，A 点场强方向发生变化
B ．若在A 点换上电荷量为2q 的试探电荷，A 点的场强将变为2E
C ．若在A 点移去电荷q ，A 点的场强变为零
D ．A 点场强的大小、方向与q 的大小、正负、有无均无关
2．真空中放置两个点电荷，电量各为q 1与q 2，它们相距r 时静电力大小为F ．若将它们的电量分别减为12q 和
2
2q ,距离也变为2
r ，则它们之间的静电力大小是： A ．F
B ．F/2
C ．2F
D ．4F
3．下面关于电场的叙述正确的是 （ ）
A ．在电荷产生的电场中电场强度大的地方电势高，电场强度小的地方电势低
B ．A 电荷受到B 电荷施加的作用，本质是B 电荷的电场对A 电荷的作用
C ．在静电场中，场强方向都指向电势升高最快的方向
D ．只有电荷发生相互作用时才产生电场
4．一个检验电荷q 在电场中某点受到的电场力为F ，该点的电场强度为E .下图中能正确表示q 、E 、F 三者关系的是（ ）
A ．
…外……………………○…………线…………○……※※在※※装※※订…内……………………○…………线…………○……B ．
C ．
D ．
5．以下说法中不．
正确的是（ ） A ．公式U =E ·d 只适用于匀强电场, 公式E =F /q 是电场强度的定义式，适用于任何静电场
B ．公式E =k Q /r 2是由库仑定律得出的，因而只适用于真空中点电荷的电场
C ．电流的定义式I =q/t ，适用于任何电荷的定向移动形成的电流
D ．从R=U/I 可知，导体的电阻跟两端的电压成正比，跟流过导体的电流成反比 6．图为描述某静电场的电场线，a 、b 、c 是同一条电场线上的三个点，其电场强度大小分别为
E a 、E b 、E c ，关于E a 、E b 、E c 的比较，下列说法正确的是（ ）
A ．a b c E E E >>
B ．a b c E E E <<
C ．a b c E E E ==
D ．a b c
E E E =>
7．图为描述某静电场的电场线，a 、b 、c 是同一条电场线上的三个点，其电场强度大小分别为E a 、E b 、E c ，电势分别为φa 、φb 、φc 。

关于φa 、φb 、φc 的比较，下列说法正确的是（ ）
A ．a b c ϕϕϕ>>
B ．a b c ϕϕϕ<<
C ．a b c ϕϕϕ==
D ．a b c ϕϕϕ=>
8．图为描述某静电场的电场线，a 、b 、c 是同一条电场线上的三个点，其电场强度大小
……订……………………○…________考号：_________……订……………………○…程中，关于电场力对电荷所做的功和电荷电势能的变化，下列说法正确的是（ ）
A ．电场力做正功，电势能增加
B ．电场力做正功，电势能减少
C ．电场力做负功，电势能增加
D ．电场力做负功，电势能减少
9．如图是某一点电荷的电场线分布图，下列表述正确的是（ ）
A ．该点电荷带正电
B ．a 点的电场强度大于b 点的电场强度
C ．a 点和b 点电场强度的方向相同
D ．a 点的电势高于b 点的电势
10．真空中有一个电场，在这个电场中的某一点放入电量为5.0×10-9C 的点电荷，它受到的电场力为3.0×10-4N ，那么这一点处的电场强度的大小等于 （ ） A ．8.0×10-5N/C B ．6.0×104N/C C ．1.7×10-5N/C
D ．2.0×10-5N/C
11．甲、乙两根粗细均匀的电阻丝，它们的材料相同，甲电阻丝的长度是乙的4倍，甲电阻丝的截面积是乙的2倍，则甲、乙电阻丝电阻之比是（ ） A ．2：1
B ．1：2
C ．1：4
D ．1：8
12．根据欧姆定律，下列判断正确的是( ) A ．导体两端的电压为零，电阻即为零 B ．导体中的电流越大，电阻就越小 C ．当电压增大2倍时，电阻增大2倍 D ．由I ＝
U
可知，通过一段导体的电流跟加在它两端的电压成正比
○…………外…………○…………装………订…………※※请※※不※※要※※在※内※※答※※题※※○…………内…………○…………装………订…………13．由电容器电容的定义式C ＝
Q
U
可知( ) A ．若电容器不带电，则电容C 为零
B ．电容
C 与电容器所带电荷量Q 成反比，与电压U 成反比 C ．电容在数值上等于使两板间的电压增加1 V 时所需增加的电荷量
D ．电容器所带电荷量，是两极板所带电荷量的代数和
14．一个小电珠上标有“6V 0．3A”，它在正常发光时的电阻是（ ） A ．20Ω
B ．1．8Ω
C ．0．05Ω
D ．6．3Ω
15．将平行板电容器C 、电源E 和电阻R 等元件连接成如图所示的电路。

初始时电容器不带电。

闭合开关S ，在电源向电容器充电的过程中，下列说法正确的是（ ）
A ．电容器带电量增大，两板间电压减小
B ．电容器带电量减小，两板间电压增大
C ．电容器带电量和两板间电压都增大
D ．电容器带电量和两板间电压都减小
16．白炽灯泡灯丝的I-U 特性曲线可用以下图中哪个图象来表示( )
A ．
B ．
C ．
D ．
……外…………………○…订…………○…………○…___________班____考号：__________……内…………………○…订…………○…………○…17．如图所示，当滑动变阻器的滑动片P 向左移动时，下列说法正确的是 （ ）
A ．灯的亮度不变
B ．灯变亮
C ．灯变暗
D ．灯先变亮后变
暗
18．图中的平行直线表示一簇垂直于纸面的等势面．一个带–5.0×10-8C 的点电荷，沿图中曲线从A 点移到B 点,电场力做的功为：
A ．–5.0×10-7J
B ．5.0×10-7J
C ．–3.5×10-6J
D ．3.5×10-6J
19．如图所示，A 、B 为两个等量的正点电荷，在其连线中垂线上的P 点放一个负点电荷q (不计重力)，由静止释放后，下列说法中正确的是( )
A ．点电荷在从P 点到O 点运动的过程中，加速度越来越大，速度越来越大
B ．点电荷在从P 点到O 点运动的过程中，加速度越来越小，速度越来越大
C ．点电荷运动到O 点时加速度为零，速度达最大值
D ．点电荷越过O 点后，速度越来越小，加速度越来越大，直到粒子速度为零 20．某静电场中的电场线如图所示，带电粒子在电场中仅受电场力作用，沿图中虚线由M 运动到N ，以下说法不．
正确的是( )
A ．粒子是正电荷
B ．粒子在M 点的加速度小于在N 点的加速度
C ．粒子在M 点的电势能小于在N 点的电势能
订…………内※※答※※题※订…………
第II 卷（非选择题)
请点击修改第II 卷的文字说明 二、实验题
21．在探究两电荷间相互作用力的大小与哪些因素有关的实验中，一同学猜想可能与两电荷的间距和带电荷量有关，他选用带正电的小球A 和B ，A 球放在可移动的绝缘座上，B 球用绝缘丝线悬挂于玻璃棒C 点，如图所示.实验时，先保持两球电荷量不变，使A 球从远处逐渐向B 球靠近，观察到两球距离越小，B 球悬线的偏角越大，再保持两球距离不变，改变小球所带的电荷量，观察到电荷量越大，B 球悬线的偏角越大.
实验表明：两电荷之间的相互作用力，随其距离的______而增大，随其所带电荷量的______而增大.此同学在探究中应用的科学方法是______（选填“累积法”“等效替代法”“控制变量法”或“演绎法”）.
22．在“测定金属的电阻率”的实验中，待测金属丝的电阻R x 约为5 Ω，实验室备有下列实验器材：
A ．电压表1V (量程0～3 V ，内阻约为15 kΩ)；
B ．电压表2V (量程0～15 V ，内阻约为75 kΩ)；
C ．电流表1A (量程0～3 A ，内阻约为0.2 Ω)；
D ．电流表2A (量程0～0.6 A ，内阻约为1 Ω)； E.滑动变阻器R 1(0～10 Ω，0.6 A)； F.滑动变阻器R 2(0～2 000 Ω，0.1 A)； G.电池组
E (电动势为3 V)； H.开关S ，导线若干.
(1)为减小实验误差，应选用的实验器材有________(填器材前面的序号).
(2)为减小实验误差，应选用如图中________(选填“甲”或“乙”)为该实验的电路原理图，并按所选择的电路原理图把实物图用线连接起来________.
…………外………………装…………○……线…………○……校:___________姓名__________
…………内………………装…………○……线…………○……
(3)若用毫米刻度尺测得金属丝长度为60.00 cm ，用螺旋测微器测得金属丝的直径及两电表的示数如图所示，则金属丝的直径为_____ mm ，电阻值为______ Ω.
三、解答题
23．电场中某区域的电场线如图所示， A 、B 是电场中的两点. 一个电荷量q = +4.0×10-8 C 的点电荷在A 点所受电场力F A =2.0×10-4 N ，将该点电荷从A 点移到B 点，电场力做功W = 8.0×
10-7J . 求： （1）在图中画出电荷在A 点受电场力的示意图； （2）A 点电场强度的大小E A ； （3）A 、B 两点间的电势差U AB 。

24．如图两平行正对带等量异种电荷金属板距离d ，之间的匀强电场电场强度E ，电子质量m ，由负电金属板表面A 点静止释放，由正电金属板B 孔飞出时速度v 。

求电子电荷量（不计电子受重力）。

25．实验表明，一些金属受到紫外线照射时会有电子射出。

如图甲所示，真空中一对平
…………○…………订要※※在※※装※※订※※线※※内※…………○…………订行金属板A 和B 正对放置，用紫外线持续照射A 板时，A 板持续射出速度大小不同的电子，且电子的最大速度为定值。

为了简化问题，假设射出的电子都垂直于A 板向B 板运动，忽略电子之间的相互作用以及电子所受的重力。

电子的电荷量为e 。

（1）如图甲所示，在A 、B 板之间接一灵敏电流计。

当电流计示数为I 时，求每秒钟到达B 板的电子个数N 。

（2）将两金属板、电压可调的电源、灵敏电流计连接成如图乙所示的电路，A 板接电源正极，B 板接电源负极。

逐渐增大两板间的电压，发现电流计示数会随着电压的增大而减小，当电压为U 0时电流计示数刚好为零。

a ．求从A 板射出的电子具有的最大动能E km ；
b ．有同学认为，断开开关，将B 板向左平移一段距离，使其靠近A 板后，维持电压U 0不变，再次闭合开关，则电路中将再次出现电流。

你认为这种说法是否正确，请说明理由。

参考答案
1．D 【解析】 【详解】
电场强度E =F
q 是通过比值定义法得出的，其大小及方向与试探电荷无关；故放入任何电荷时电场强度的方向和大小均不变。

A. 若在A 点换上一q ，A 点场强方向发生变化，选项A 不符合题意；
B. 若在A 点换上电荷量为2q 的试探电荷，A 点的场强将变为2E ，选项B 不符合题意；
C. 若在A 点移去电荷q ，A 点的场强变为零，选项C 不符合题意；
D. A 点场强的大小、方向与q 的大小、正负、有无均无关，选项D 符合题意； 2．A 【解析】 【详解】
由库仑定律的可得，原来它们之间的库仑力为12
2q q F k
r
=，变化之后它们之间的库仑力为12
122222()2
q q q q F k k F r r ⨯'===，所以A 正确，BCD 错误．故选A ． 3．B 【解析】 【详解】
A ．在电荷产生的电场中电场强度大的地方电势不一定高，电场强度小的地方电势不一定低，例如距离负点电荷越近的位置场强越大，但是电势越低；距离负点电荷越远的位置场强越小，但是电势越高；选项A 错误；
B ．A 电荷受到B 电荷施加的作用，本质是B 电荷的电场对A 电荷的作用，选项B 正确；
C ．在静电场中，场强方向都指向电势降落最快的方向，选项C 错误；
D ．电荷周围的电场总是存在的，无论是否发生相互作用都会产生电场，选项D 错误。

4．D 【解析】 【详解】
A 、
B 项：因为电场中的电场强度与放入电场中电荷的电量无关，由场源电荷决定。

所以电场强度不随q 、F 的变化而变化，故A 、B 错误；
C 、
D 项：由F
E q
=
知，某点的电场强度一定，F 与q 成正比。

故C 错误，D 正确。

故选：D 。

5．D 【解析】 【详解】
A ．公式U =E ·d 只适用于匀强电场, 公式E =F /q 是电场强度的定义式，适用于任何静电场，选项A 正确，不符合题意；
B ．公式E =kQ /r 2是由库仑定律得出的，因而只适用于真空中点电荷的电场，选项B 正确，不符合题意；
C ．电流的定义式I =q/t ，适用于任何电荷的定向移动形成的电流，选项C 正确，不符合题意；
D ．导体的电阻只由导体本身决定，与两端的电压以及流过导体的电流大小无关，选项D 错误，符合题意。

6．B 【解析】 【详解】
电场线越密集则场强越大，a 点最稀疏，c 点最密集，可知a b c E E E <<； A ．a b c E E E >>，与结论不相符，选项A 错误； B ．a b c E E E <<，与结论相符，选项B 正确； C ．a b c E E E ==，与结论不相符，选项C 错误； D ．a b c E E E =>，与结论不相符，选项D 错误； 7．A 【解析】 【详解】
顺着电场线方向，电势必定降低，则有a b c ϕϕϕ>>．
A ．a b c ϕϕϕ>>，与结论相符，选项A 正确；
B ．a b c ϕϕϕ<<，与结论不相符，选项B 错误；
C ．a b c ϕϕϕ==，与结论不相符，选项C 错误；
D ．a b c ϕϕϕ=>，与结论不相符，选项D 错误；
8．B
【解析】
【详解】
电场线水平向右，正电荷在电场中的受力方向沿电场线的方向，故正点电荷由a 点沿电场线移到b 点的过程中，电场力做正功，电势能减小；
A ．电场力做正功，电势能增加，与结论不相符，选项A 错误；
B ．电场力做正功，电势能减少，与结论相符，选项B 正确；
C ．电场力做负功，电势能增加，与结论不相符，选项C 错误；
D ．电场力做负功，电势能减少，与结论不相符，选项D 错误；
9．B
【解析】A 、根据电场线的方向特点，可知该点电荷带负电，故A 错误；
B 、电场线越密的地方电场强度越大，则a 点的电场强度大于b 点的电场强度，故B 正确；
C 、场强方向即电场线切线方向，由题图可看出a 点和b 点电场强度的方向不同，故C 错误；
D 、根据电场线与等势线垂直，在b 点所在电场线上可以找到与a 点电势相等的点，依据沿电场线方向电势降低，则知a 点电势低于b 点电势，故D 错误。

点睛：利用电场线的特点分析即可，借助电场线可以形象直观表示电场这两方面的特性：电场线疏密表示电场强度的相对大小，切线方向表示电场强度的方向，电场线的方向反映电势的高低。

10．B
【解析】
【详解】 由电场强度的定义式F E q
=可得该处电场强度大小为
4
493.010N/C=6.010N/C 5.010
F E q --⨯==⨯⨯．故B 正确，ACD 错误． 11．A
【解析】
【详解】
已知甲乙两根电阻丝的材料相同，而甲的长度是乙的4倍，甲电阻丝的截面积是乙的2倍；根据L R S
ρ=，所以甲的电阻是乙的2倍。

A ．2：1，与结论相符，选项A 正确；
B ．1：2，与结论不相符，选项B 错误；
C ．1：4，与结论不相符，选项C 错误；
D ．1：8，与结论不相符，选项D 错误；
12．D
【解析】
【详解】
ABC ．导体的电阻只由导体本身决定，与导体两端的电压以及导体中的电流无关，选项ABC 错误；
D ．由I ＝
U R 可知，通过一段导体的电流跟加在它两端的电压成正比，选项D 正确。

13．C
【解析】
【详解】
AB ．电容器的电容只由电容器内部结构决定，与电容器是否带电以及两端的电压均无关，选项AB 错误；
C ．根据Q Q C U U
∆==∆ 可知，电容器的电容在数值上等于使两板间的电压增加1 V 时所需增加的电荷量，选项C 正确；
D ．电容器所带电荷量，是指一个极板带电量的绝对值，选项D 错误。

14．A
【解析】
试题分析：由题意知小电珠正常发光时电压为 U=6V ，电流为 I=0．3A ，则在正常发光时
的电阻是
6
20
0.3
U
R
I
==Ω=Ω，故选A．
考点：欧姆定律
【名师点睛】本题要明确电珠正常发光的条件，由其铭牌读出额定电压和额定电流，能熟练运用欧姆定律变形求电阻．
15．C
【解析】
【详解】
初始时电容器不带电，当闭合开关S，在电源向电容器充电的过程中，因电容C不变，根据Q=CU可知，电容器的电量Q增大，且两极板的电压U也增大；
A．电容器带电量增大，两板间电压减小，与结论不相符，选项A错误；
B．电容器带电量减小，两板间电压增大，与结论不相符，选项B错误；
C．电容器带电量和两板间电压都增大，与结论相符，选项C正确；
D．电容器带电量和两板间电压都减小，与结论不相符，选项D错误；
16．A
【解析】
【详解】
根据欧姆定律
U
I
R
=，得到
1
I U
R
=，由数学知识得知，I-U图象上的点与原点连线的斜率
大小表达电阻的倒数，而白炽灯的电阻随电压增加而增大，因此I-U特性曲线是过原点的向电压U轴倾斜的曲线.
A．该图与结论相符，选项A正确；
B．该图与结论不相符，选项B错误；
C．该图与结论不相符，选项C错误；
D．该图与结论不相符，选项D错误；
17．B
【解析】
【详解】
设滑动变阻器总电阻为R，滑动端P的左右两边电阻分别为R-R1和R1，则通过灯泡的电流
11
11111
L L L L L R E
E I R R RR R R R R R R R R R =⨯=+-++-+ 则当滑动变阻器的滑动片P 向左移动时，R 1变大I L 变大，灯泡变亮；
A ．灯的亮度不变，与结论不相符，选项A 错误；
B ．灯变亮，与结论相符，选项B 正确；
C ．灯变暗，与结论不相符，选项C 错误；
D ．灯先变亮后变暗，与结论不相符，选项D 错误；
18．B
【解析】
【详解】
电场力做功与路径无关，只决定于初末位置的电势
差．875.010[20(10)] 5.010AB W qU J J --==-⨯⨯---=⨯,B 对．
19．C
【解析】
【详解】
AB ．根据点电荷电场强度的叠加法则，可知，同种正电荷连线的中垂线上，电场强度方向由O 点向两边延伸，且大小先增大后减小，在P 点由静止释放一个负点电荷q ，在从P 点到O 运动的过程中，它只在电场力作用下，向下加速，电场强度可能可能越来越小，电场力可能越来越小，则加速度可能越来越小。

故AB 错误。

C ．运动到O 点时，电场强度为零，所受的电场力为零，加速度为零，速度达最大值，故C 正确。

D ．点电荷越过O 点后，速度越来越小，所受的电场力向上，速度减小，电场强度可能越来越大，加速度可能越来越大，故D 错误。

20．C
【解析】
【详解】
A ．带电粒子在电场中运动时，受到的电场力的方向指向运动轨迹的弯曲的内侧，由此可知，此带电的粒子受到的电场力的方向为沿着电场线向上，所以此粒子为正电荷，所以A 正确，不符合题意；
B ．由电场线的分布可知，电场线在N 点的时候较密，所以在N 点的电场强，粒子在N 点时受到的电场力大，加速度也大，所以B 正确，不符合题意；
C ．粒子带正电，从M 到N 的过程中，电场力对粒子做正功，所以粒子的电势能要减小，即粒子在M 点的电势能大于N 点的电势能，所以C 错误，符合题意；
D ．粒子带正电，从M 到N 的过程中，电场力对粒子做正功，粒子的动能要增加，即粒子在M 点的动能小于N 点的动能，所以D 正确，不符合题意；
21．减小 增大 控制变量法
【解析】
【详解】
[1][2][3]保持两球电荷量不变，使A 球从远处逐渐向B 球靠近时，观察到两球间距离越小，B 球悬线的偏角越大，说明此时两球间的相互作用力越大，即两球间距离越小，两球间的相互作用力越大；保持两球距离不变，改变小球所带的电荷量时，观察到电荷量越大，B 球悬线的偏角越大，说明此时两球间的相互作用力大，即电荷量越大，两球间的相互作用力越大；由于两电荷间相互作用力的大小与两电荷间的距离和带电荷量有关，探究相互作用力随某个量变化时，应保持其他量不变，即应采用控制变量法进行探究。

22．ADEGH 乙 0.635
【解析】
【详解】
（1）[1]．电源电动势为3V ，可知电压表选择A ；电路中可能出现的最大电流为
3A 0.6A 5
x E I R ===，则电流表选择D ；为了方便调节，滑动变阻器选择E ；则需要选择的仪器是：ADEGH ；
（2）[2][3]．电压表的内阻远大于待测电阻的阻值，则用电流表外接；滑动变阻器用限流电
路，则为减小实验误差，应选用如图中乙为该实验的电路原理图。

实物连线如图；
（3）[4]．金属丝的直径为：0.5mm+0.01mm×
13.5=0.635 mm ； [5]．电压表读数U =1.20V ；电流表读数：I =0.50A ，则电阻值为
1.20
2.400.50
U R I ==Ω=Ω 23．（1）（2）5.0×103N/C （3）20V
【解析】
【详解】
（1）在A 点受电场力的示意图如图；
（2）A 点电场强度
4
382.010 5.010N/C 4.010
A A F E q --⨯⨯⨯＝＝＝ （3）A 、
B 两点间的电势差
7
8
8.01020V 4.010AB W U q --⨯⨯＝＝＝ 24．2
2mv e Ed
= 【解析】
【详解】
由动能定理可知：
212
Eed mv =
解得
2
2mv e Ed
= 25．（1）I N e
=
；（2）a 、eU 0；b 、这种说法不正确。

理由见解析。

【解析】
【详解】
（1）每秒钟到达B 板的电子个数为N ，电荷量为
Q=Ne
根据电流的定义式得 Q I t
=
其中t =1s
可得 I N e
= （2）a 、以具有最大动能的电子为研究对象，当其速度减小到0时，电子恰好运动到接近B 板，设其最大动能为E km ；
根据动能定理得
-eU 0=0-E km
解得
E km =eU 0
b 、这种说法不正确。

理由是：电子的最大速度为定值，电子的最大动能也是定值。

以具有最大动能的电子为研究对象，当移动B 板后，设当电压为U 时其速度减小到0，根据动能定理得
-eU =0-E km
结合上一问的结果，解得 U =U 0．即电子也是恰好运动到接近B 板速度减为0，故仍然没有电流。