【全国百强校】宁夏平罗中学2020-2021学年高二上学期期中考试物理试题含答案解析

【全国百强校】宁夏平罗中学【最新】高二上学期期中考试
物理试题
学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________
一、单选题
1．下列说法中正确的是（）
A．最小的电荷量叫元电荷
B．点电荷是理想模型，电场线是真实存在于电场周围的
C．沿着电场线的方向电场强度一定减小
D．电场线上任一点的切线方向与点电荷在该点所受电场力的方向相同2．下列各种说法中正确的是（）
A．电流的定义式I=q
t
,只适用金属导体中自由电子定向移动形成的电流
B．电动势在数值上等于电源将单位正电荷从负极移送到正极时,静电力所做的功C．电动势为1.5V的干电池,表明干电池可以使2 C的电量具有3J的电能
D．电动势公式E=W
q 中W与电势差U=W
q
中的W是一样的，都是电场力做的功
3．使两个完全相同的金属小球（均可视为点电荷）分别带上-3Q和+5Q的电荷后,将它们固定在相距为a的两点,它们之间库仑力的大小为F1．现用绝缘工具使两小球相互接触后,再将它们固定在相距为2a的两点,它们之间库仑力的大小为F2．则F1与F2之比为（）
A．2∶1 B．60∶1 C．16∶1 D．15∶4
4．在NaCl溶液中，阴、阳离子定向移动产生电流，若测得20秒内有1.0×1018个
a
N+和1.0×1018个Cl-通过溶液内部某一横截面，则溶液中的电流强度是多大（）
A．8mA B．16mA C．0.16A D．0.08A 5．A、B是一条电场线上的两个点，一带正电的微粒仅在电场力作用下以一定初速度从A点沿电场线运动到B点，其速度—时间图象如图所示。

则这一电场可能是（）
A．B．C．D．
6．如图所示，四个点电荷所带电荷量的绝对值均为Q ，分别固定在正方形的四个顶点上，正方形边长为a ，则正方形两条对角线交点处的电场强度( )
A ．大小为2a
，方向竖直向上 B ．大小为2a ，方向竖直向上
C ，方向竖直向下
D ，方向竖直向下 7．如图所示，在两等量异种点电荷的电场中，MN 为一根光滑绝缘的竖直细杆，放在两电荷连线的中垂线上，a 、b 、c 三点所在直线平行于两点电荷的连线，且a 与c 关于MN 对称，b 点位于MN 上，d 点位于两电荷的连线上。

下列说法不正确的是（ ）
A ．b 点场强小于d 点场强
B ．试探电荷-q 在a 点的电势能小于在b 点的电势能
C ．试探电荷-q 在a 点的电势能等于在c 点的电势能
D ．套在细杆上的带电小环由静止释放后将做匀加速直线运动
8．如图所示，用两根轻质细绝缘线把两个等质量的带电小球悬挂起来，A 球带电3q +，B 球带电q -，且两球间的库仑力小于B 球的重力，即两根线都处于竖直绷
紧状态，现加一水平向右的匀强电场，平衡时，表示两小球平衡状态的是（ ）
A ．
B ．
C ．
D ． 9．如图所示，图线1表示的导体的电阻为R 1，图线2表示的导体的电阻为R 2，则下列说法正确的是（ ）
A ．R 1：R 2=3：1
B ．R 1：R 2=1：3
C ．将R 1与R 2串联后接于电源上，则电流比I 1：I 2=1：3
D ．将R 1与R 2并联后接于电源上，则电流比I 1：I 2=1：3
二、多选题
10．如图所示，将平行板电容器与电池相连，两板间的带电尘埃恰好处于静止状态．若将两板缓慢地错开一些，其他条件不变，则（ ）
A ．电容器带电量变大
B ．尘埃仍静止
C ．电容器内部的场强变大
D ．灵敏电流计中有a→b 的电流
11．如图所示，在点电荷Q 产生的电场中，实线MN 是一条方向未标出的电场线，虚线AB 是一个电子只在静电力作用下的运动轨迹.设电子在A 、B 两点的加速度大小分别为A a 、B a ，电势能分别为PA E 、PB E .下列说法正确的是( )
A ．电子一定从A 向
B 运动
B ．若A a >B a ，则Q 靠近M 端且为正电荷
C ．无论Q 为正电荷还是负电荷一定有PA E <PB E
D ．B 点电势可能高于A 点电势
12．如图所示，在场强大小为E 的匀强电场中，一根不可伸长的绝缘细线一端拴一个质量为m 、电荷量为q 的带负电小球，另一端固定在O 点．把小球拉到使细线水平的位置
A，然后将小球由静止释放，小球沿弧线运动到细线与水平成θ＝60°的位置B时速度为零．以下说法正确的是()
A．小球重力与电场力的关系是mg
B．小球重力与电场力的关系是Eq
C．小球在B点时，细线拉力为F T
D．小球在B点时，细线拉力为F T＝2Eq
三、实验题
13．有一块满偏电流为Ig＝1mA、线圈电阻为Rg＝100 Ω的小量程电流计．
（1）若把它改装成满偏电压为10V的电压表需要串联一个________的电阻．
（2）若把它改装成满偏电流为0.6A的电流表需要并联一个________的电阻．（结果保留两位有效数字）
14．测一个阻值约为25 kΩ的电阻，备有下列器材：
A．电流表(量程500 μA，内阻约300 Ω)
B．直流稳压电源(电动势15 V，允许最大电流1 A)
C．电压表(量程10 V，内阻约100 kΩ)
D．滑动变阻器(最大电阻1 kΩ，额定功率1 W)
E．电键、导线若干
（1）电流表应采用___________（填内接法或外接法）
（2）滑动变阻器接法应该采用__________（填分压式或限流式）
（3）请在下面方框中画出测量R X的电路图_________，并根据电路图连接实物路
________.
四、解答题
15．在静电场中，将一电量q= －1.5×10―6C的电荷从A点移到B点，电场力做功为3×10-4J。

如果将该电荷从C点移到A点，克服电场力做功1.5×10-4J。

求：
（1）AB两点的电势差U AB、AC两点的电势差U AC
（2）若将此电荷从A点移动到无穷远处，克服电场力做功为6×10-4J，求电荷在A点的电势。

（设无穷远电势为零）
16．如图所示,电路两端电压U恒为28V，电灯上标有“6V，12W”字样，直流电动机线圈电阻R=2Ω，若电灯恰能正常发光，且电机能运转，求：
（1）流过电灯的电流是多大?
（2）电动机两端的电压是多大?
（3）电动机输出的机械功率？
17．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=18kV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=800V，两板间的距离为d=10cm，板长为L1=30cm，板右端到荧光屏的距离为
L
=60cm，电子质量为m=9×10－31kg，电荷量为e=1.6×10－19C．求：
2
v
（1）电子穿过A板时的速度
（2）电子从偏转电场射出时的侧移量Y
（3）P点到O点的距离Y’
18．如图所示，倾角θ=37°的绝缘斜面底端与粗糙程度相同的绝缘水平面平滑连接．其中，水平面处在竖直向下的匀强电场中；斜面处在水平向右匀强电场中，场强的大小均为E．今让一个带电金属块从斜面顶端由静止开始下滑，已知在金属块下滑到斜面底端的过程中动能增加了⊿E k=8J，金属块克服摩擦力做功Wf=12J，重力做功W G=36 J，设在
整个运动过程中金属块的带电量保持不变．（取g=10m/s2 ；sin37°=0．6,cos37°=0．8）求：
（1）在上述过程中电场力所做的功W 电；
（2）滑块与斜面之间的动摩擦因数μ；
（3）若已知匀强电场的场强E=1×105V/m ，金属块所带的电量q=1×10－5C ．则金属块在水平面上滑行的距离L 2为多长？
19．如图以y 轴为边界，右边是一个水平向左的41110E =⨯匀强电场，左边是一个与
水平方向成45°斜向上的2E 410N/C 匀强电场，现有一个质量为m=1.0g ，带电量q =1.0×10－6C 小颗粒从坐标为（0.1，0.1）处静止释放．忽略阻力，g=10m/s 2． 求：
（1）第一次经过y 轴时的坐标及时间
（2）第二次经过y 轴时的坐标
参考答案
1．A
【解析】
【详解】
带电体最小带电量叫做元电荷，A 正确；点电荷是理想化模型，现实中不存在，电场真实存在，而电场线是虚构出来的，B 错误；沿着电场线方向电势一定减小，但电场强度不一定减小，C 错误；电场线上任一点的切线方向，与正点电荷在该点所受电场力的方向相同，与负点电荷的方向相反，D 错误．
2．C
【解析】
【详解】
电流的定义式I ＝q/t ，适用于任何自由电荷的定向移动形成的电流，故A 错误；电动势在数值上等于电源将单位正电荷从负极移送到正极时，非静电力所做的功，故B 错误；电动势为1.5V 的干电池，由E=W/q 得W=qE=2×1.5J=3J ，则知干电池可以使2C 的电量具有3J 的电能，故C 正确；电动势公式E =W q 中W 是非静电力做功，而电势差U =W q 中的W 是电场力做的功，选项D 错误；故选C.
3．B
【详解】
起初两金属小球距离为a ，它们之间的库仑力 1253Q Q F k a
⨯= 现用绝缘工具使两小球相互接触后，各自带电为Q ，然后固定在距离为2a 的两点，它们的库仑力
22
(2)Q Q F k
a ⨯= 联立解得 21160
F F =
则F 1与F 2之比为 60：1，故选B 。

【点睛】 完全相同的带电小球接触时，对于电量的重新分配规律要明确，然后正确利用库仑定律求解。

4．B
【详解】
由题意可知，流过截面上的电量q=1.0×
1018×1.6×10-19+1.0×1018×1.6×10-19=0.32C ；则电流强度0.320.0161620
q I A A mA t ====；故选B ． 【点睛】
本题考查电流强度的定义，要注意明确当同时有正负电荷通过时，电量为正负电荷电荷量绝对值的和．
5．D
【详解】
由图象可知，速度在逐渐减小，图象的斜率在逐渐增大，故此带正电的微粒做加速度越来越大的减速直线运动，所受电场力越来越大，电场线分布越来越密集；此带正电的微粒做减速直线运动，所以受力方向与运动方向相反，正电荷受电场力的方向与电场强度方向相同，所以电场线方向向左，故A 、B 、C 错误，D 正确；
故选D 。

6．C
【详解】
四个点电荷中处于对角线上的两个正负点电荷产生的电场强度的方向沿对角线方向且由正
电荷指向负电荷，四个点电荷中任意一个点电荷在对角线交点处产生的电场强度大小为22kQ E a ==，根据叠加原理，
正方形两条对角线交点处的电场强度2
E a =总，方向竖直向下.故C 正确，ABD 错误．
故选C
7．C
【解析】
【详解】
在两等量异号电荷连线上中点的电场强度最小；在两等量异号电荷连线的中垂线上中点的电场强度最大，所以b 点的场强小于连线中点的场强，d 点的场强大于中点的场强，则b 点场强小于d 点场强，故A 正确；中垂线上各点电势均为0，左侧靠近正电荷的点电势均为正，故b 点电势低于a 点的电势；试探电荷-q 在a 点的电势能小于在b 点的电势能，故B 正确；
a 点电势为正，c 点电势为负，试探电荷-q 在a 点电势能为负，而在c 点电势能为正，故-q 在a 点的电势能小于在c 点的电势能，故C 错误；细杆所在的各点电场强度方向均向右侧，带电环受静电力和杆的弹力在水平方向平衡，只有重力使环做加速运动，加速度为g ，故D 正确。

此题选择不正确的选项，故选C 。

【点睛】
本题考查电场的性质以及物体在电场中的运动情况分析，要求熟练掌握等量异种电荷的电场中各点的电场强度大小、方向，各点电势的高低。

8．D
【解析】
首先取整体为研究对象，整体受到重力，电场力和上面绳子的拉力，由于两个电场力的矢量和为：3()2F qE qE qE =+-=电，方向向左，所以上边绳子向左偏，设OA 绳与竖直方向的夹角为α则由平衡条件得：2tan 2qE qE mg mg
α==，再对B 电荷研究可知，负电荷受到的电场力水平向右，所以下面的绳子向右偏转，设下面的绳子与竖直方向夹角为β，则：tan qE mg
β=，可见tan tan αβ=则αβ=，故D 正确，ABC 错误． 故选D ．
【点睛】以整体为研究对象，根据平衡条件分析上面绳子的倾斜状态，以B 为研究对象受力分析，根据平衡条件判断下面绳子的倾斜状态．
9．B
【详解】
AB.由图可得：
111
1U R I ==Ω 2223U R I =
=Ω 即
R 1：R 2=1：3
故A 错误，B 正确；
C.R 1与R 2串联后接于电源上，则电流比I 1：I 2=1：1，故C 错误；
D.将R 1与R 2并联后接于电源上，电流比I 1：I 2=R 2：R 1=3：1，故D 错误．
10．BD
【详解】
电容器始终接在电源的两端，则两端的电势差不变，将两板缓慢地错开一些，正对面积减小，根据4S C kd
επ=，知道电容减小，根据Q=CU 知，电荷量减小，电容器放电，则灵敏电流计中有a→b 的电流．故A 错误，D 正确．电势差不变，两极板间的距离不变，则电场强度不变，尘埃所受的电场力不变，尘埃仍然静止．故B 正确，C 错误．故选BD ．
【点睛】
本题应明确电容器是由电源相连的，则可直接得出电压不变，再根据d 不变，即可明确场强不变；在解题时要注意认真分析，避免走弯路．
11．BC
【解析】
由于不知道电子速度变化，由运动轨迹图不能判断电子向那个方向运动，故A 错误；若a A ＞a B ，则A 点离点电荷Q 更近即Q 靠近M 端；又由运动轨迹可知，电场力方向指向凹的一侧即左侧，所以，在MN 上电场方向向右，那么Q 靠近M 端且为正电荷，故B 正确；由B 可知，电子所受电场力方向指向左侧，那么，若电子从A 向B 运动，则电场力做负功，电势能增加；若电子从B 向A 运动，则电场力做正功，电势能减小，所以，一定有E pA ＜E pB 求解过程与Q 所带电荷无关，只与电场线方向相关，故C 正确；由B 可知，电场线方向由M 指向N ，那么A 点电势高于B 点，故D 错误；故选BC ．
12．BC
【详解】
根据动能定理得，mgLsinθ-qEL （1-cosθ）=0，解得：qE =，故A 错误，B 正确；小球到达B 点时速度为零，则沿细线方向合力为零，此时对小球受力分析可知：F T ＝qEsin30°
＋mgcos30°，故细线拉力F T ＝mg ，故C 正确，D 错误。

故选BC 。

13．（1）9900Ω （2）0.17Ω
【详解】
（1）把电流表改装成电压表需要串联分压电阻，串联电阻阻值：
1
10
1009900
0.001
g
g
U
R R
I
=-=-=Ω
（2）把电流表改装成0.6A的电流表需要并联分流电阻，分流电阻阻值：
2
0.001100
0.17
0.60.001
g g
g
I R
R
I I ⨯
==≈Ω
--
；
【点睛】
本题考查了电压表与电流表的改装，知道电表的改装原理是解题的前提，应用串并联电路特点与欧姆定律可以解题．
14．（1）内接；（2）分压式；（3）电路图如图所示；
实物连线图如图所示；
【解析】
【详解】
（1）由于满足R V
R x =100
25
＜R x
R A
=25000
300
，所以电流表应用内接法；
（2）由于滑动变阻器的全电阻远小于待测电阻阻值，所以变阻器应采用分压式接法；（3）电路图如图1所示；实物连线图如图2所示；（1）内接（2）分压式（3）
【点睛】
选择电表的原则是电表指针偏转角度应在1/3量程以上；若满足 R V R x >R
x R A ，电流表应用外接法，若满足 R V
R x <R x R A ，电流表应用内接法．
15．（1）-200V ；-100V （2）400V
【解析】
【详解】
（1）AB 两点间的电势差：U AB ＝
W AB q =3×10−4−1.5×10−6V =−200V CA 两点间的电势差：U CA =W CA q ＝−1.5×10−4−1.5×10−6=100V ，则U AC =-U CA =-100V
（2）将该电荷从A 点移动到无穷远处克服电场力做功为
6×10-4J ，U A0=W A0q =−6×10−4J −1.5×10−6C =400V ，则U A -0=U A0，则U A =400V
【点睛】
本题关键记住两个公式： U AB ＝W AB q ，计算时要注意符号；同时明确电荷在某点的电势能等
于将该电荷从该点移动到无穷远处电场力做的功．
16．（1）2A ；（2）22V ；（3）36W
【详解】
（1）灯泡正常发光，电路中的电流为
I =L
L 126
P U =A=2A （2）由欧姆定律可求得，电动机两端的电压为
()1L 286U U U =-=-V=22V
（3）电动机的总功率为
12224W W 4P IU ⨯===总
电动机的热功率为
2222W 8W P I R ==⨯=热
所以电动机的输出功率为
()448W=36W P P P =-=-出总热
17．（1）8×107m/s；（2）0.01m；（3）0.05m．【详解】
（1）设电子经电压U1加速后的速度为V0，由动能定理得：eU1=1
2
mv02
解得：7
810/
v m s
===⨯；
（2）电子以速度v0进入偏转电场后，垂直于电场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t1，电子的加速度为a，离开偏转电场时的侧移量为y，根据牛顿第二定律和运动学公式：
加速度为：2
eU
a
md
＝，
运动时间为：1
L
t
v
＝，
22
222
1
180003
0.01
244180000.1
U L
y at m
U d
⨯
=
⨯⨯
．
＝＝＝
（3）设电子离开偏转电场时沿电场方向的速度为v y，根据运动学公式得v y=at1；
电子离开偏转电场后做匀速直线运动，设电子离开偏转电场后打在荧光屏上所用的时间为t2，电子打到荧光屏上的侧移量为y2，如图所示．
由2
2
L
t
v
＝，y
2
=v y t2，
解得：212
212
1
8000.30.6
0.04
220.118000
U L L
y at t m m
dU
⨯⨯
=
⨯⨯
＝＝＝
P到O点的总位移为：Y=y+y2=0.05m
【点睛】
解决本题的关键掌握处理类平抛运动的方法，即水平方向做匀速运动，竖直方向做匀加速运动，结合牛顿第二定律和运动学公式综合求解，难度中等.
18．（1）- 16J，负功（2）μ=0．2 （3）10m
【解析】
试题分析：（1）滑块从斜面顶端下滑到斜面底端的过程中，由动能定理：
W G－W f + W电=⊿E k 2分
W电=" -" 16J，负功．2分
（2）设斜面长度为L 1，滑块从斜面顶端下滑到斜面底端的过程中受力如图．
其中重力做功W G =mgL 1sin37°=36 ……①
摩擦力做功为：W f =μ（mgcos37°+Eq sin37°）L 1=12 ……②
克服电场力做功为：W 电=EqL 1 cos37°=16 ……③
由①③可得：mg=3Eq ……④
将④代入②并结合①可得：
（3）滑块从斜面底端向左滑行的过程中，有：
－μ（mg+Eq ）L 2=－⊿E k ……⑤
由④⑤可得：L 2=10m （4分）
考点：动能定理、功能关系
【名师点睛】
19．（1）第一次经过Y 轴的坐标为(0，0)；t =（2）坐标为（0，-1.6）
【详解】
（1）小颗粒在E 1中电场力为F 1=E 1q=0.01N 重力G=0.01N 有受力分析得合力指向原点，即小颗粒向原点做匀加速直线运动第一次经过y 轴的坐标为(0，0)
加速度a ==由212
S at =得t =s (2)运动到原点的速度为v 0=at=2m/s
小颗粒在E 2电场中合力为210F N -=方向与v 0方向垂直 由此可得小颗粒做类平抛运动,再次运动到y 轴的时间为t 1, v 0方向位移为S 1= v 0t 1 与v 0方向垂直位移为221112S a t =1F a m
=由几何关系得S 1=S 2
第二次经过y 轴时到原点距离为L =1=1.6m 即坐标为（0，-1.6）。