北京市房山区房山中学2020-2021学年高二上学期期中考试物理试题含答案解析

北京市房山区房山中学【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．真空中有两个静止的点电荷，它们之间静电力的大小为F ．如果保持这两个点电荷之间的距离不变，而将它们的电荷量都变为原来的4倍，那么它们之间静电力的大小变为（ ） A ．
B ．
C ．4F
D ．16F
2．以下说法正确的是（ ） A ．由F
E q
=
可知此场中某点的电场强度E 与F 成正比 B ．由公式p E q
ϕ=可知电场中某点的电势ϕ与q 成反比
C ．公式Q
C U
=
，电容器的电容大小C 与电容器两极板间电势差U 无关 D ．由ab U Ed =可知，匀强电场中的任意两点a 、b 间的距离越大，则两点间的电势差一定越大
3．在电场中某点放入电荷量为q 的正电荷时，测得该点的场强为E ，若在同一点放入电荷量2q q '=-的负电荷时，测得场强为E '，则有（ ） A ．E E '=，方向与E 相反 B ．2'=E E ，方向与E 相同 C ．1
2
E E '=
，方向与E 相同 D ．E E '=，方向与E 相同
4．下列各电场中，A 、B 两点电势相同的是（ ）
A ．
B ．
C ．
D ．
5．下列说法中正确的是
A ．在同一等势面上移动电荷，电场力不做功
B ．等势面上各点电场强度大小一定相等
C ．电场中电势高处，电荷的电势能就大
D ．电场中电场强度大处，电荷的电势能就大
6．如图所示，P 和Q 是电场中某一条电场线上的两点，箭头代表电场方向．现将一正电荷由P 点移到Q 点．下列说法中正确的是（ ）
A ．电场力做负功
B ．正电荷的电势能增大
C ．P 点的电势高于Q 点的电势
D ．P 点的场强等于Q 点的场强
7．电场中A 、B 两点间的电势差为U ，将电荷量为q 的点电荷从A 点移到B 点，在此过程中，电场力对该电荷做的功为（ ） A ．
1qU B ．qU C ．U q D ．q U
8．用控制变量法，可以研究影响平行板电容器电容的因素（如图）．设两极板正对面积为S ，极板间的距离为d ，静电计指针偏角为θ．实验中，极板所带电荷量不变，若
A ．保持S 不变，增大d ，则θ变大
B ．保持S 不变，增大d ，则θ变小
C ．保持d 不变，减小S ，则θ变小
D ．保持d 不变，减小S ，则θ不变
9．四个灯泡接成如图所示的电路．a c 、灯泡的规格为“220V 40W ”，、b d 灯泡的规格为“220V100W ”，各个灯泡的实际功率都没有超过它的额定功率．这四个灯泡实际
消耗功率大小的顺序，正确的是（ ）
A ．a d b c P P P P >>>
B ．a b c d P P P P >>>
C ．a c b d P P P P =<=
D ．a d c b P P P P >>>
10．如图所示，让大量的一价氢离子、一价氦离子和二价氦离子从同一位置经过同一加速电场A 由静止开始加速，然后在同一偏转电场B 里偏转.忽略离子的重力及离子间的相互作用力.下列说法正确的是( )
A ．它们始终为一股离子束
B ．它们会分离为二股离子束
C ．它们会分离为三股离子束
D ．它们会分离为无数股离子束
11．如图所示，实线是一簇由负点电荷产生的电场线。

一带正电的粒子仅在电场力作用下通过电场，图中虚线为粒子的运动轨迹，a 、b 是轨迹上的两点。

下列判断正确的是（ ）
A ．a 点场强小于b 点场强
B ．a 点电势大于b 点电势
C ．带电粒子从a 到b 动能减小
D ．带电粒子从a 到b 电势能减小
12．关于电动势下列说法中正确的是（）
A．在电源内部把正电荷从负极移到正极，非静电力做功，电能增加
B．对于给定的电源，移动正电荷非静电力做功越多，电动势就越大
C．电动势越大，说明非静电力在电源内部把正电荷从负极向正极送单位电荷量做功越多
D．电动势越大，说明非静电力在电源内部把正电荷从负极向正极移送电荷量越多13．电阻A，B的I−U图像如图，山图像可知（）
A．A，B阻值之比为1:3
B．A，B阻值之比为3:1
C．A，B串联后的I−U图线位于Ⅰ区
D．A，B并联后的I−U图线位于Ⅱ区
14．用伏安法测电阻时，电流表外接电路和电流表内接电路的误差来源是（）A．外接电路由于电压表内阻的分流，使得电阻的测量值小于真实值
B．外接电路由于电压表内阻的分流，使得电阻的测量值大于真实值
C．内接电路由于电流表内阻的分压，使得电阻的测量值小于真实值
D．内接电路由于电流表内阻的分压，使得电阻的测量值大于真实值
15．如图所示为密立根油滴实验示意图。

实验中要设法使带负电的油滴悬浮在电场之中。

若在实验中观察到某一个带负电的油滴向下加速运动，在该油滴向下运动的过程中，下列说法正确的是（）
A．电场力做正功B．重力和电场力的合力做正功
C．电势能逐渐增大D．重力势能的减少量小于动能的增加量
16．在电场中把电荷量q =2.0×10−9C 的正电荷从A 点移到B 点，静电力做功为−1.5×10−7J ，再把该电荷从B 点移到C 点，静电力做功为4.0×10−7J ． （1）求A 、B 间电势差U AB ； （2）求B 、C 间电势差U BC ；
（3）若该电荷只在电场力作用下从A 点运动到C 点，求电荷动能的增加量ΔE ． 17．在一场强大小为400N/C E =、方向竖直向上的匀强电场中，将一带正电的小球山静止释放，已知小球的质量为0.1kg m =，所带电荷量为0.001C q =，取重力加速度
210m/s g =．求：
（1）小球所受电场力的大小和所受合力的大小； （2）小球加速度的大小；
（3）从释放小球开始计时，经2s 小球速度的大小．
18．用一条绝缘轻绳悬挂一个带电小球，小球质量为2
1.010kg -⨯，所带电荷量为
82.010C -+⨯．现加一水平方向的匀强电场，平衡时绝缘轻绳与竖直方向成37︒角
sin370.6︒=， cos370.8︒=（如图所示， g 取10N/kg ）
．
（1）画出小球的受力图；
（2）求这个匀强电场的电场强度E ； （3）求绳的拉力T ．
19．如图所示，线路电压为220V ，每条输电线的电阻5r =Ω，电炉A 的电阻1100R =Ω．
（1）电炉A 上的电压和它消耗的功率各为多少？
（2）如果再并联上一个阻值相同的电炉B ，两个电炉上的电压和每个电炉消耗的功率各是多少？
20．下图为真空示波管的示意图，电子从灯丝K 发出（初速度可忽略不计），经灯丝与A 板间的电场加速后，
从A 板中心孔沿中心线KO 射出，然后进入两块平行金属板M 、N 间的偏转电场（电子进入时的速度方向与该电场方向垂直）
，离开偏转电场后打在荧光屏上的P 点．已知K 、A 间的加速电压为1U ， M 、N 两板间的偏转电压为2U ，两板间的距离为d ，板长为1L ，电子的质量为m ，电荷量为e ，不计电子所受的重力及它们之间的相互作用力．
（1）求电子穿过A 板时速度的大小0v ； （2）求电子从偏转电场射出时的侧移距离y ；
（3）电子从偏转电场射出打在光屏上的P ，若M 板的右侧距离为2L ，求OP 的距离？
参考答案
1．D 【详解】
根据库仑定律，距离改变之前：
，当电荷量都变为原来的4倍时：
，故A 、B 、C 错误，D 正确．
2．C 【详解】
AB ．电场场强、电势都由电场本身决定，与电场力、检验电荷无关，故两种说法错误，故AB 错误； C ．Q
C U
=
是电容的定义式，采用比值法定义，电容器的电容大小C 由电容器本身决定，与电容器两极板间电势差U 无关，故C 正确；
D ．由ab U Ed =可知，匀强电场中的任意两点a 、b 间沿电场线方向间的距离越大，则两点间的电势差一定越大，若匀强电场中的点a 、b 间的距离与电场线垂直，距离越大但电势不变，故D 错误； 故选C 。

3．D 【详解】
电场强度是描述电场本身的力性质的物理量，与试探电荷无关：当在电场中某点放入电量为q 的试探电荷时，测得该点的场强为E ，若在同一点放入电量为q '的负试探电荷时，电场强度的大小和方向都不变，即该点的场强大小仍为E 。

故ABC 错误，D 正确。

故选D 。

4．A 【详解】
A ．图为负的点电荷的电场，图中A
B 两点在同一个圆上，处于同一个等势面，所以AB 两点的电势相同，所以A 正确；
B ．图为正的点电荷的电场，图中AB 两点在同一条电场线上，沿着电场线的方向电势降低，所以AB 两点的电势不同，所以B 错误；
C ．图是匀强电场，AB 点的场强的大小和方向都相同，但是根据沿电场线的方向电势降低可知A 点的电势要比B 点的电势高，所以C 错误；
D ．沿着电场线的方向电势降低，所以AB 两点的电势不同，所以D 错误。

故选A 。

5．A 【解析】 电势能
,电荷量与电势都不变，故电场力不做功，A 正确．正负电荷中垂线上是等
势面，但场强大小不同．B 错误．电荷量为负时，电越越高，电势能越小，C 错误．电场强度与点势大小没必然关系．D 错误． 6．C 【详解】
AB ．粒子带正电，则粒子从P 到Q 的过程中，粒子受的电场力方向与运动方向相同，故电场力做正功，则电势能减少，故AB 错误； C ．沿电场线的方向电势逐渐降低，故C 正确； D ．电场线越密，电场强越大，故D 错误。

故选C 。

7．B
【解析】A 、B 两点间的电势差为U ，电荷电量为q ，则电场力做功为W qU =，故B 正确，ACD 错误．故选B ． 8．A 【详解】
AB 、电容器所带电荷量Q 不变，由4r S C kd επ⋅=
可知S 不变，增大d ，则C 变小，而由Q
C U
=可得电容器的电压U 变大，从而使得静电计的电压U 变大，其指针的偏角θ变大，故A 正确、B 错误;
CD 、同理可知保持d 不变，减小S ，则C 变小，而由Q
C U
=
可得电容器的电压U 变大，使得静电计的电压U 变大，其指针的偏角θ变大，故选项C 、D 均错误． 故选:A. 9．A
根据公式2U P R
=，得2
U R P =
，四盏灯的额定电压相等，则额定功率小的电阻大，则有：
A C
B D R R R R =>=；A 灯泡与D 灯泡串联，电流相等，因A D R R >，根据2P I R =，得
A D P P >；
B 灯泡与
C 灯泡并联，电压相等，因C B R R >，根据2
U P R
=，得C B P P <；A 灯泡与C 灯泡电阻相等，因为干路电流大于支路电流根据2P I R =，故：A C P P <；B 灯泡与D 灯泡电阻相等，同理有：D B P P >；综合得到：A D B C P P P P >>>，C 正确．故选C. 【点睛】先根据小灯泡的规格确定小灯泡的电阻，然后根据串并联电路的规律确定四个小灯
泡电压电流的关系，从而根据2U P R
=或2P I R =比较它们的功率大小．
10．A 【解析】
试题分析：粒子在电场中加速，根据动能定理2
1012
U q mv =
；在偏转电场中做类平抛运动，水平方向：L=v 0t ；竖直方向：2
12qE y t m
=⋅；联立可得：214EL y dU =，故可知粒子出离偏转
电场的偏转距离与粒子的电量和质量无关，所以三种粒子始终为一股离子束，选项A 正确． 考点：带电粒子在电场中的加速及偏转． 11．C 【解析】 【详解】
a 点的电场线较密，故a 点的场强大于
b 点场强，A 错误；从图像上看，a 点所在的等势面与b 点所在的等势面不重合，沿电场线方向电势降低，a 点电势小于b 点电势，B 错误；带电粒子受到的电场力向左，粒子从a 到b 的位移与电场力的夹角大于90度，电场力做负功，粒子的动能减小，电势能增大，C 正确，D 错误；故选：C. 【点睛】
根据电场线的疏密程度判断场强的强弱，根据电场线的方向判断电势的高低，根据电场力做的功判断电势能和动能的变化.
【分析】
在电源内部把正电荷从负极移到正极非静电力做功，电能增加，电动势表征电源把其他形式的能转化为电能本领的大小；根据电动势的定义式E=分析其意义；电动势等于电源没有接入电路时两极的电压．
【详解】
A、在电源内部非静电力把正电荷从负极移到正极而做功，其他形式的能转化为电能，电能增加，故A正确．
B、电动势等于电源没有接入电路时两极的电压，故B错误．
C、D、根据电动势的定义式E=得：W=qE，可知电动势越大，说明非静电力在电源内部把单位正电荷从负极向正极移送做功越多．故C正确，D错误．
故选AC．
【点睛】
本题的解题关键是理解掌握电动势的物理意义、掌握电动势的定义式E=，知道电动势与电源两极间电压的区别．
13．AC
【解析】
【详解】
I-U图像的斜率之比等于电阻比的倒数，由图像可知A、B阻值之比为R A
R B =tan300
tan600
=1
3
，选项
A正确，B错误；A、B串联后的电阻比B的电阻还要大，可知I-U图线位于Ⅰ区，选项C 正确；A、B并联后的总电阻比R A还小，则I-U图线位于Ⅲ区，选项D错误；故选AC. 14．AD
【详解】
电流表内接法测量未知电阻阻值时，误差来源于电流表内阻的分压，电压表测量的电压大于待测电阻两端实际电压，测量值大于真实值；电流表外接法测量未知电阻阻值时，误差来源于电压表内阻的分流，电流表测量的电流大于待测电阻实际电流，测量值小于真实值，故AD正确．故选AD．
15．BC
【详解】
AC ．由于油滴带负电，场强向下，则油滴受到的电场力方向向上；油滴向下运动时，电场力做负功，电势能逐渐增大，选项A 错误，选项C 正确；
B ．由于油滴加速向下运动，据动能定理知，重力和电场力的合力做正功，选项B 正确； D ．由能量关系得，重力势能的减少量等于动能的增加量和电势能的增加量，所以重力势能的减少量大于动能的增加量，选项D 错误。

故选BC 。

16．（1）−75V （2）200V （3）25×10−7J
【解析】（1）根据电势差的定义式可得：U AB =
W AB q =−1.5×10−72.0×10−9V =−75V ，同理可得：U BC =W BC q =4.0×10−7J
2.0×10−9V =200V ．
（2）由于U AC =U AB +U BC =125V ，则W AC =qU AC =2.5×10−7J ，
在此过程中，根据动能定理可得：ΔE K =W AC =2.5×10−7J ．
17．（1）0.6N （2）26m/s （3）12m/s
【解析】试题分析：小球受电场力、重力作用，根据力的合成求出合力，根据牛顿第二定律求出加速度，根据速度公式求出2s 后小球的速度大小.
（1）根据电场力公式0.4N F Eq ==，则合力0.6N F mg Eq =-=
（2）根据牛二定律F ma =，解得： 26m/s a =
（3）根据运动学公式v at =，解得： 2s 后的速度为12m/s v =
18．（1） （2）7310N/C 16
⨯ （3）0.125N 【解析】试题分析：对小球受力分析，根据平衡条件进行求解电场强度、拉力.
（1）小珠的受力如图：
（2）根据共点力平衡有： tan mg qE θ=
解得： 7tan37310N/C 16
mg E q ︒==⨯ （3）根据平衡条件得： 0.125N cos mg T θ=
= 19．（1）200V 400V （2）183V 336W
【解析】试题分析：（1）利用闭合电路的欧姆定律求出电流，根据U=IR 和2P I R =求电炉A 上的电压和消耗的功率．（2）当并联相同的电炉时，求出总电阻，据闭合电路的欧姆定律求电流、电压和消耗的功率．
（1）根据闭合电路欧姆定律得： 2202A 225100
A U I A r R ===+⨯+ 电炉A 两端的电压： 2100V 200V A A U IR ==⨯=
消耗的功率： 24100W=400W A A P I R ==⨯
（2）当再并联一个相同的电炉B ，电路的总电阻为： 1260A B A B
R R R r R R =+=Ω+ 根据闭合电路欧姆定律得： 1122011225503U I A A r R =
==+⨯+ 电炉两端的电压为： 11111501833
U I R V V ==⨯= 每个电炉消耗的功率为： 211=336W U P R
= 20．（1
（2）22114U L U d （3）()2121124L L U L U d
+ 【解析】试题分析：（1）电子在加速电场中运动时，电场力对电子做正功，根据动能定理求解电子穿过A 板时的速度大小．（2
）电子进入偏转电场后做类平抛运动，垂直于电场方向
作匀速直线运动，沿电场方向作初速度为零的匀加速直线运动．根据板长和初速度求出时间．根据牛顿第二定律求解加速度，由位移公式求解电子从偏转电场射出时的侧移量．（3）电子离开偏转电场后沿穿出电场时的速度做匀速直线运动，水平方向：位移为2L ，分速度等于0v ，求出匀速运动的时间．竖直方向：分速度等于y v ，由y y v t =求出离开电场后偏转的距离，再加上电场中偏转的距离即可求解．
（1）设电子经电压加速后的速度为0v ，根据动能定理得： 21012eU mv =
解得： 0v =（2）电子以速度0v 进入偏转电场后，垂直于电场方向作匀速直线运动，沿电场方向作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 ，电子在偏转电场运动的时间为1t ，电子的加速度为a ，离开偏转电场时相对于原运动方向的侧移量为1y ．
根据牛顿第二定得： eE ma =，又2U E d =
，解得： 2eU a md
= 根据类平抛运动规律得：水平方向有101L v t =，竖直方向有21112y at = 联立解得： 221114U L y U d
= （3）设电子离开偏转电场时沿电场方向的速度为y v
根据运动学公式得： 2110
y eU L v at dmv == 电子离开偏转电场后作匀速直线运动，设电子离开偏转电场后打在荧光屏上所用的时间为2t ，电子打到荧光屏上的侧移量为2y ，如图所示
则水平方向有： 202L v t =，沿电场方向有： 22y y v t =
联立解得： 21221
2U L L y dU = P 到O 点的距离为： ()212112124L L U L y y y U d
+=+=。