2019-2020学年河南省南阳市高二（上）期中物理试卷

2019-2020学年河南省南阳市高二（上）期中物理试卷
一、单选题（本大题共8小题，共32.0分）
1.下列说法正确的是()
A. 库仑最早测出了元电荷e的数值
B. 安培提出了分子电流假说
C. 由安培力公式??=可知，一小段通电导体在某处不受安培力，说明此处B
为零
D. 某电池联接在电路中，每通过2C的电荷量，电池提供的电能是4J，那么这个
电池的电动势是0.5??
2.如图所示，A、B为某一点电荷Q产生的电场中的一条电场
线上的两点，当一电子以某速度沿电场线由A运动到B的
过程中，动能增加，则()
A. 电势????<????
B. 电场线方向由A指向B
C. 场强大小???>????
D. 若Q为正电荷，则Q在A点左侧
3.如图所示，在半圆所在平面内，有一与该平面平行的匀强
电场，场强为??.若半圆的直径=2，C、D为半圆的
两个三等分点，??=7??，????=5??，????=1??，则()
A. =-2??
B. ????=2??
C. ??=
200??/?? D. ??=400??/??
4.在轴上存在与x轴平行的电场，x轴上各点的电势如
图所示，图中-??1～??1之间为曲线，且关于纵轴对
称，其余均为直线，也关于纵轴对称。

下列关于该
电场的说法正确的是()
A. x轴上各点的场强大小相等
B. 一个带正电的粒子在??1点的电势能大于在-??1
点的电势能
C. 一个带正电的粒子在-??1点的电势能大于在-??2点的电势能
D. 从-??1到??1场强的大小先减小后增大
5.如图所示，实线是一簇未标明方向的匀强电场的电场
线，虚线是一带电粒子仅在电场力作用下的运动轨迹，
M、N是轨迹上的两点。

则()
A. 粒子带正电
B. M点的电势高于N点的电势
C. 粒子在M点的速度大于在N点的速度
D. 粒子在M点的电势能大于在N点的电势能
6.在如图所示的电路中，闭合电键S，将滑动变阻器??2的滑片由a
端向b端移动的过程中，图中电压表的读数U和电流表的读数
I的变化情况是()
A. U先变大后变小，I变小
B. U先变大后变小，I不变
C. U、I均先变大后变小
D. |△??
|不变
△??
7.如图所示，四条彼此绝缘的通电直导线处在同一平面内，O
点为四条导线所围正方形的中心，四条导线中的电流大小关
系为??1>??2>??3=??4，移除哪一条导线，能使O点的磁感应强度增为最强()
A. 1
B. 2
C. 3
D. 4
8.如图所示，是将灵敏电流计改装成欧姆表的原理图。

若此欧
姆表已经欧姆调零，用此欧姆表测某一阻值为R的电阻时，
处。

现保持该表档位不变，指针偏转到灵敏电流计满偏刻度的3
5
处，测量另一未知电阻，指针偏转到灵敏电流计满偏刻度的1
3则该电阻的阻值为()
A. 4R
B. 3R
C. 3??
4
D. 3??
5
二、多选题（本大题共4小题，共16.0分）
9.如图所示，一金属导线的横截面积为S，单位体积内有n
个自由电子，每个自由电子的电荷量是e，自由电子做无
规则运动的平均速率为??0，定向移动的速率是v，则()
A. 导线中电流强度为0
B. 导线中电流强度为neSv
C. 时间t内流过导线某一横截面的电量为neS??0??
D. 时间t内流过导线某一横截面的电量为neSvt
10.如图所示，电源电动势??=8??，内阻??=1??，标有“6V，
9W”的灯泡恰好能正常发光，电动机M内阻??0=2??，
则()
A. 通过电源的电流为2A
B. 电动机的输出功率为 2.5??
C. 通过电动机的电流为3A
D. 电动机的效率为75%
11.如图所示，某空间存在正交的匀强磁场和匀强电场，在某一
竖直平面内电场方向水平向左，磁场方向垂直该平面向里。

一质量为m的带电微粒由M点进入场内，沿直线MN向左下方运动，则()
A. 微粒带负电
B. 微粒动能增大
C. 微粒的电势能增大
D. 微粒的机械能增大
12.如图所示，边长为a的等边三角形ABC所在平面内有一电荷量
为Q的固定点电荷，A、B两点电势相等。

一个电子从A点以
某一速度沿AC方向射入该电场，恰好做匀速圆周运动，已知
电子带电量大小为e，??<<??，不计电子重力，下列说法正确
的是()
A. 该固定点电荷带正电，位于A、B连线中点
B. 电子能从A点运动到B点，电势能先减少后增加
C. B点电场强度大小是C点的4倍
D. 电子从A点射入的速度大小为√√3
三、实验题（本大题共2小题，共18.0分）
13.甲图所示游标卡尺的读数为______cm，乙图所示螺旋测微器的读数为______mm。

14.某同学用如图所示的实验电路描绘一电阻Rx的伏安特性曲线，所用实验器材
如下。

A.待测电阻????(2.5??,1，2??)
B.电流表(0～0.6??，内阻为1??)
C.电压表(0～3??，内阻约3)
D.滑动变阻器(0～10??，额定电流1??)
E.电源(??=3??，内阻??=1??)
F.开关一个，导线若干
(1)该同学测得实验数据如下。

其中，I是电流表的示数，U是电压表的示数，??是
待测电阻两端的实际电压。

请通过计算先补出表格中最后一格的数值，然后在坐标系中通过描点画出待测电阻的伏安特性曲线(以??为纵坐标，I为横坐标)
/0.150.200.250.300.350.400.450.48
/0.250.400.600.901.251.852.503.00
??/??0.100.200.350.600.901.452.05
(2)该同学将本实验中的待测电阻??与一定值电阻??0=5??串联起来，接在本实验提
供的电源两端，则??消耗的功率是______??.(结果保留两位有效数字)
四、计算题（本大题共4小题，共44.0分）
15.已知电场中三点A、B、C的电势分别为????=200??、????=100??、????=-100??，
求电荷量??=-3.0×10-6??的电荷在电场中移动时
(1)由A移到B过程中电场力做的功；
(2)由C移到B过程中电势能的变化。

16.如图所示，电源电动势??=12??，内阻??=2??，电容器
=50，电阻??1= 4.0??，??2= 6.0??，电键S原来是
闭合的。

求断开电键S以后通过??1的电量。

17.如图所示，宽度为??=0.5??的平行金属导轨与水平面之间的
夹角为??=37°，金属棒ab垂直导轨水平放置，处于静止状
态。

已知金属棒质量??=0.5，电阻为??0= 1.0??，金属棒
与导轨间的动摩擦因数为??=0.5.整个装置处于竖直向上的
匀强磁场中，磁场的磁感应强度为??=2??，导轨所接电源的
电动势为=10??，内阻??=1.0??.若最大静摩擦力等于滑动
=0.6，摩擦力，滑动变阻器的阻值符合要求，其他电阻不计，??=10??/??2，37°=0.8，求：
37°
(1)金属棒所受安培力的最大值；
(2)滑动变阻器接入电路中阻值的最大值。

18.如图所示，平行边界MN、PQ间有垂直纸面向外，磁感应强
度为B的匀强磁场。

一带正电的粒子以速度??0垂直于MN射
入，离开PQ时速度偏转角(末速度与初速度方向间夹角为??.
若在MN、PQ间只存在竖直向下的匀强电场，该粒子仍以原
来的初速度射入该区域，离开PQ时速度偏转角仍为??，不计
粒子的重力，求：
(1)匀强电场的电场强度大小；
(2)离子穿过电场和磁场所用的时间之比。

答案和解析
1.【答案】 B
【解析】解：A 、密立根最早测出了元电荷
e 的数值，故A 错误；
B 、安培提出了分子电流假说，解释了磁体磁场的原因，故B 正确；
C 、一小段通电导体在某处不受安培力，可能是由于通电导体与磁场平行，该处不一定无磁场，故C 错误；
D 、电路中通过??=2??的电荷量，电池提供的电能??=4??，根据电动势的定义式得：
??=
=2??.故D 错误；
故选：B 。

根据物理学史判断即可；
安培力公式??=在使用时要求??⊥??，当??//??时，??=0；根据电动势公式分析判断；掌握安培力的一般公式
??=，知道??与导体与磁场方向的夹角，
当??=0°时??=0；
掌握电动势的公式及内涵。

2.【答案】 A
【解析】解：AB 、一电子以某一速度沿电场线由
A 运动到
B 的过程中，动能增加，电
场力对电子做正功，电场力方向与运动方向相同，所以电场强度方向由B 指向A ，电场
线方向由B 指向A ，那么电势??<????.故A 正确，B 错误；C 、电场线方向由
B 指向A ，但不知电场线的疏密，故无法知道电场的强弱，
故C 错误；
D 、Q 可以为正电荷，也可以为负电荷，若Q 为正电荷，则
Q 在B 点右侧，若Q 为负
电荷，则Q 在A 点左侧，故D 错误；故选：A 。

一电子以某一速度沿电场线由
A 运动到
B 的过程中，动能增加，电场力对电子做正功，
电场力方向与运动方向相同，电势能减小。

解决本题的关键根据电子动能增加判断出电场的方向。

以及知道电场力做功与电势能的变化关系，电场力做正功，电势能减小，电场力做负功，
电势能增大。

3.【答案】 D
【解析】解：AB 、线段CD 和AB 平行，根据几何关系，2||=||=2??，有??=2??，即??-????=2(????-????)，代入数据解得：????=-1??，故AB 错误；
CD 、线段AB 的中点O 的电势????=
+????2
=3??，AO 的中点N 的电势????=
????+????
2
=5??，
所以CD 是一条等势线，且⊥，故电场方向由
A 指向
B ，
=
||
=
7-(-1)2×10-2
??/??=400??/??，故D 正确，C 错误。

故选：D 。

CD 和AB 平行，有??=2??，根据电势差的定义式可以求出B 点电势；通过几何方
法，在AB 上找出一个点N ，使得N 的电势为5V ，这样CD 为等势线，而且
CD 和AB
恰好垂直，所以
AB 的方向为电场的方向，根据
??=
可以求出电场强度。

本题考查了电势、电势差和电场强度的关系。

关键点：在匀强电场中，两条平行线段的电势差和线段的长度成正比。

4.【答案】 D
【解析】解：A、??-??图象的斜率大小等于电场强度，故x轴上的电场强度不同，故A 错误；
BC、有图可知，场强方向指向O，根据电场力做功可知，一个带正电的粒子在??1点的
电势能等于在-??1点的电势能，小于在-??2点的电势能，故BC错误；
D、从-??1到??1场强斜率先减小后增大，故场强先减小后增大，故D正确；
故选：D。

根据??-??图象的斜率大小等于电场强度，分析场强的变化。

根据电场力做功判断电势
能的变化
本题关键要理解??-??图象的斜率等于场强，由电势的高低判断出电场线的方向，来判
断电场力方向做功情况，并确定电势能的变化
5.【答案】 C
【解析】解：假定粒子由M到N运动；
A、由图可知，粒子运动轨迹向左偏，则说明粒子在M、N两处所受的电场力向左，由
于不知电场线方向，故无法判断粒子电性，故A错误；
B、由于不知电场线方向，无法判断电势的高低，故B错误；
CD、粒子在M、N两处所受的电场力向左，从M到N的过程电场力做负功，则电势能
增加，粒子在M点的电势能小于在N点的电势能，动能减小，所以粒子在M点的速度大于在N点的速度，故C正确D错误；
故选：C。

由粒子的偏转方向可得出粒子的受力方向，由力的方向与速度方向的夹角可得出电场力
做功的正负，由动能定理可得出粒子动能的变化；由电场力做功与电势能的关系可得出
电势能的变化。

本题是电场中轨迹问题，关键要能根据轨迹弯曲方向判断出电场力的方向，掌握电场力做正功，电势能减小，判断电势能的大小。

6.【答案】 A
【解析】解：ABC、滑动变阻器的左右两端并联再和电阻??1串联，电压表测量并联电路
的电压，将滑动变阻器??2的滑片由a端向b端移动的过程中，并联电阻先增大后减小，
故电压表示数U先变大后变小，电流表测量a端的电流，示数I变小，故A正确，BC 错误；
D、电流表不是测量的干路电流，故电压表示数的变化量△??和电流表示数的变化量△??的比值不是恒定不变的，故D错误。

故选：A。

分析电路的结构，滑动变阻器的左右两端并联再和电阻??1串联；
电压表测量并联电路的电压，根据并联电路总阻值的变化，确定电压表和电流表的读数。

本题考查了闭合电路欧姆定律，解题的关键是分清电路的结构，确定电压表和电流表的
读数变化情况。

7.【答案】 D
【解析】解：根据安培定则来确定通电导线周围磁场的分布，
导线1、2、3在中心O产生的磁场方向都是垂直纸面向里，只有导线4产生的磁场的方
向向外，
根据磁场的叠加可知，要使O的磁场增强，应切断??4，故D正确，ABC错误；
故选：D。

根据安培定则判断4根通电导线在1、2、3、4四个区域产生的磁场方向，根据磁场的
叠加，判断哪个区域的磁场最强。

本题利用安培定则判断磁场方向比较简单，但磁场的叠加，较为复杂，还可以采用作图
法可防止思路出现混乱。

8.【答案】 B
【解析】解：设电动势为E，内阻为内，满偏电流为????，欧姆表调零即待测电阻为零，
此时由闭合回路欧姆定律有，=
内
，
测阻值为R的电阻时，3
5
=??
??
内
+??。

测未知电阻时，1
3
=
??
??内+??
，
联立以上三式解得??=3??，故B正确，ACD错误；
故选：B。

欧姆表调零即待测电阻为零，根据指针偏转位置和闭合回路欧姆定律求解。

考查欧姆表的改装原理，明确改装原理再结合闭合回路欧姆定律进而求所测电阻。

9.【答案】BD
【解析】解：设图中导线的长度为=，则导线的体积：??=；则在t时间内该导线内的自由电子都能通过右侧的横截面，所以在t时间内通过导体右侧横截面的电荷量：
==；可知在时间t内流过导线某一横截面的电量为neSvt；
由电流的定义式有：??==
??
=
故AC错误，BD正确
故选：BD。

由微观表达式可以得到时间t内通过导线横截面电量，再根据电流的定义式求出电流强
度。

本题考查电流的微观表达式和定义式综合应用的能力，电流的微观表达式??=，是联系宏观与微观的桥梁，常常用到。

10.【答案】AB
【解析】解：A、灯泡正常发光，=??额=6??
则电源内阻的电压内=??-??=2??
由欧姆定律得流过电源的电流=内=2??，故A正确；
C、通过灯泡的电流??=?= 1.5??；则通过电动机的电流为??=??-????=0.5??，故C错误；
B、灯泡的电压为电动机两端电压，电动机总电功率???=??=6×0.5??=3??，
电动机发热功率热=????2??0=0.52×2=0.5??，电动机的输出功率。

输出=????-??热= 3??-0.5??= 2.5??，故B正确；
D、电动机的效率??=输出
?
×100%=83.3%，故D错误。

故选：AB。

(1)路端电压等于灯泡两端的电压，灯泡正常发光，就等于灯泡的额定电压，对内电路
研究，由欧姆定律求出流过电源的电流；
(2)电动机两端电压等于灯泡的额定电压，根据电源的电流和灯泡的电流求出电动机的
电流，根据能量守恒求解电动机的输出功率。

对于电动机电路，要正确区分是纯电阻电路还是非纯电阻电路：当电动机正常工作时，
是非纯电阻电路；当电动机被卡住不转时，是纯电阻电路。

11.【答案】AC
【解析】解：A、根据物体做直线运动的条件，分析微粒的受力
情况如图，由于电场力方向与场强方向相反，所以微粒带负电，
故A正确。

B、粒子做匀速直线运动，所以粒子的动能保持不变，故B错误；
CD、电场力对微粒做负功，微粒的电势能增大，机械能减少，
故C正确，D错误；
故选：AC。

对带电粒子进行受力分析，受到竖直向下的重力，水平向左的电场力和垂直于虚线向右上的洛伦兹力，由于带电粒子做直线运动，可判断粒子合外力为零，再根据各力的做功
情况，即可判断各选项的正误。

带电粒子在重力场、电场、磁场的复合场中，只要是做直线运动，一定是匀速直线运动(??与B不平行)。

若速度是变的，洛伦兹力会变，合力就是变的，合力与速度不在一条
直线上，带电体就会做曲线运动。

12.【答案】CD
【解析】解：A、根据点电荷电场分布的对称性和一个电子从A点以
某一速度沿AC方向射入该电场，恰好做匀速圆周运动作图，电荷在
O点，如图，且电荷为正电荷，故A错误；
B、电子能从A点运动到B点，AB两点电势相等，电子的电势能相
等，故B错误；
C、根据几何知识知0??=1
2??=√3
3
??，根据??=??2知B点电场强度
大小是C点的4倍，故C正确；
D、根据洛伦兹力充当向心力知2=??
??2
??
，解得=√√3，故D正确。

故选：CD。

根据点电荷电场分布的对称性和一个电子从A点以某一速度沿AC方向射入该电场，恰好做匀速圆周运动作图，电荷在O点，且电荷为正电荷，然后根据正点电荷的电场分布分析。

此题考查点电荷的电场分布，记住常见的电荷的电场线分布情况是解决此类题目的关键。

13.【答案】 1.015 1.605
【解析】解：游标卡尺的主尺读数为：1=10，游标尺上第3个刻度和主尺上某一刻度对齐，所以游标读数为3×0.05=0.15，所以最终读数为：10+ 0.15=10.15= 1.015。

螺旋测微器的固定刻度为 1.5，可动刻度为10.5×0.01=0.105，所以最终读数为1.5+0.105=1.605。

故答案为： 1.015；1.605
解决本题的关键掌握游标卡尺读数的方法，主尺读数加上游标读数，不需估读。

螺旋测微器的读数方法是固定刻度读数加上可动刻度读数，在读可动刻度读数时需估读。

对于基本测量仪器如游标卡尺、螺旋测微器等要了解其原理，正确使用这些基本仪器进
行有关测量。

14.【答案】0.32
【解析】解：(1)伏安特性曲线如图所示
(2)由??+??(??+??0)=??作出??-??图象如图乙中直线所示，
由此图象与电阻器??-??图线的交点可得此时电阻器的电压??=0.9V，电流??=0.35A，电阻器的实际功率为??=≈0.32W。

故答案为：(1)如图甲；(2)0.32
(1)运用描点法作出电阻器的伏安特性曲线
(2)在电阻器的伏安特性曲线上作出电源路端电压与电路电流关系图象，找出该图象与
电阻器伏安特性曲线交点所对应的电压与电流值，由??=求出电阻器的实际功率。

解决该题的关键是熟记闭合电路欧姆定律，掌握用图象法找交点从而分析电阻的实际工
作电压和电流；
15.【答案】解：(1)间的电势差为：??=????-????
已知??=-3.0×10-6，????=200??，????=100??，
联立解得：??==-3.0×10-4??。

(2)电荷在C点的电势能为：???=??= 3.0×10-4??，
电荷在B点的电势能为：??=??=-3.0×10-4??，
电势能的变化量为：
△??=??-??=-6.0×10-4??。

答：(1)由A移到B过程中电场力做的功为-3.0×10-4??；
(2)由C移到B过程中电势能的变化-6.0×10-4??。

【解析】(1)根据??=????-????可以计算出A、B之间的电势差，然后根据电场力做功
的公式：??=可以计算出电场力做功；
(2)明确BC间的电势能，从而求出电势能的改变量。

本题考查两点之间电势差的计算与电场力做功的计算，属于对基础知识的考查。

要注意：电场力做正功，电势能减小，电场力做负功，电势能增大。

16.【答案】解：S闭合时，??1、??2串联，C与??2并联。

=
，??2=2，??1=2，
+1+??2
代入数据得：
-4???。

1=3×10
断开S后，C接在电源的两端，有：
=，
2
解得：??2=6×10-4???。

所以流过??1的电量为：
△??=??2-??1=3×10-4??。

答：断开电键S以后通过??1的电量为3×10-4??。

【解析】闭合开关S时两电阻??1和??2串联在电源两端，C的两端的电压等于??2两端的电压；
而断开开关后，电容器接在电源两端，则由电容器的公式可求得电容器增大的电量，增
大的电量即流过??1的电量。

本题要注意分析电路结构，正确找出电容器与哪一个电阻并联，从而确定电容器两端的
电压，再根据电容器的充放电知识明确流过的电量。

17.【答案】解：(1)当金属
棒刚好达到向上运动的临
界状态时，金属棒受到的
摩擦力为最大静摩擦力，
此时金属棒所受安培力最
大，设为??1，其受力情况
如图甲所示。

有
=??1sin??+??，
1cos??=??+??，
?=，
可得??1=10N；
(2)当金属棒刚好要向下运动时，所受安培力最小，设为??2，其受力情况如图乙所示。

有
′=??2sin??+??，
2cos??+??′=??，
′=′
，
可得??2=10
??；
11
因磁场与金属棒垂直，所以金属棒受到的安培力为??2=，
解得：??=10
A.此电流为最小电流。

11
，
由闭合电路欧姆定律得??=
++0
可得：??=9??；
答：(1)金属棒所受安培力的最大值为10N；
(2)滑动变阻器接入电路中阻值的最大值为9??。

【解析】(1)当导体棒始终处于静止状态，当安培力最大时，最大静摩擦力沿斜面向下，根据平衡条件求解最大安培力即可；
(2)当滑阻中的电阻最大时，安培力最小，此时最大静摩擦力沿斜面向上，根据平衡条
件结合闭合电路欧姆定律求解滑阻的最大值即可；
本题考查包含安培力的共点力平衡条件的应用，要注意明确安培力的性质，知道其大小和方向的判断，同时要注意明确静摩擦力方向可以沿任意方向，要根据题意正确分析其方向才能准确求解。

18.【答案】解：(1)设MN、PQ间距离为d，离子在匀强磁
场中做匀速圆周运动，洛伦兹力提供向心力：0??=??0
2
由几何知识可知，轨道半径：=
sin??
粒子在电场中做类平抛运动，竖直方向：??=??0=
由牛顿第二定律得：=。

水平方向：=??0
解得：=0
cos??
(2)粒子在电场中运动的时间为：1=
粒子在磁场中运动的时间：2=
解得：1
2=
??
答：(1)匀强电场的电场强度大小是0
cos??
；
(2)离子穿过电场和磁场所用的时间之比为。

【解析】(1)粒子在电场中做类平抛运动，在磁场中做匀速圆周运动，由几何知识求出
磁场中轨迹半径，由洛伦兹力等于向心力，由类平抛运动规律得到电场强度E；
(2)分别求出粒子在电场与磁场中的运动时间，然后求出时间之比。

本题考查了粒子在电场与磁场中的运动，关键要根据粒子不同的运动过程选择恰当的方法研究。

电场中运用运动的分解法研究。

磁场中，根据几何知识求轨迹半径。