高中广东省佛山市第一中学高二上学期期中考试物理试题[答案解析]

广东省佛山市第一中学【精品】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，它们之间的作用力为F ，若它们的带电量都增大为原来的3倍，距离增大为原来的2倍，它们之间的相互作用力变为 A ．16F
B ．
94
F C ．
32
F D ．
2
F 2．关于电场强度有下列说法，正确的是（ ）
A ．电场中某点的电场强度在数值上等于单位电荷在该点所受的电场力
B ．电场强度的方向总是跟电场力的方向一致
C ．在点电荷Q 附近的任意一点，如果没有把试探电荷q 放进去，则这一点的强度为零
D ．根据公式F
E q
=可知，电场强度跟电场力成正比，跟放入电场中的电荷的电量成反比
3．下列说法正确的是( ) A ．物体带电量有可能是19310C -⨯ B ．感应起电的本质是电荷发生了转移 C ．物体所带电量可能很小，可以小于元电荷
D ．经过摩擦使某物体带正电是因为产生了额外的正电荷
4．四种电场的电场线如图所示．一正电荷q 仅在电场力作用下由M 点向N 点作加速运动，且加速度越来越大．则该电荷所在的电场是图中的（ ） A ．
B ．
C ．
D ．
5．下列说法正确的是（ ）
A．美国科学家富兰克林发现摩擦过的琥珀能够吸引轻小物体的现象
B．为形象直观的描述电场，法国学者库仑提出了电场线的概念
C．英国物理学家法拉第通过扭秤实验发现了电荷间相互作用的规律
D．美国物理学家密立根最早测得元电荷的数值
6．下列关于电场线和磁感线说法错误的是（）
A．电场线越密的地方，同一试探电荷所受的电场力越大
B．即使在复杂电场中的电场线也是不相交的
C．磁场的方向就是小磁针N极在磁场中所指方向
D．电场的方向是带电粒子在该点所受电场力的方向
7．在“研究电荷间作用力大小影响因素”的实验中，将一带电轻质小球挂在铁架台上，小球静止时丝线与竖直方向的夹角如图所示．现增大小球的电荷量后仍挂在原处，丝线与竖直方向的夹角将( )
A．增大B．减小C．不变D．先减小再增大8．属于静电利用现象的是（）
A．油罐车上连接地线B．复印机复印文件资料
C．屋顶按装避雷针D．印染厂车间保持湿度
9．在高大的建筑物上安装避雷针的目的是
A．通过尖端放电中和云层中的电荷B．避免放电现象的发生
C．直接导走云层中的电荷D．增加电荷在建筑物上的积累
10．关于电流的说法中正确的是（）
A．根据I=q
t
，可知I与q成正比
B．电流有方向，电流也有矢量
C．在金属导体中，自由电子移动方向为电流方向
D．电流的单位“安培”是国际单位制中的基本单位
11．以下物体应用软磁性材料的是（）。

A．银行发行的磁卡背面的磁条B．录音、录像磁带上的磁性材料C．电脑用的硬盘D．电铃上的电磁铁铁芯
12．通过一个导体电流是5A,经过4min通过该导体一个截面的电量是( )
A．20C B．50C C．1200C D．2000C 13．室内有五种用电器：1.5 kW的电饭锅，200 W的电冰箱，750 W的取暖器，250 W 的电视机和2 kW的空调机，供电电压是220 V，进线处有13 A的保险丝，为不使保险丝烧断，下列用电器不能同时使用的是( )
A．电饭锅和电冰箱B．取暖器和空调机
C．电饭锅和空调机D．电冰箱、电视机和空调机
14．下列关于磁场的说法中正确的是（）
A．磁场中某处磁感应强度的大小，等于长为L，电流为I的一小段导线放在该处时所受磁场力F与IL乘积的比值
B．一小段通电导线放在某处如果不受磁场力的作用，则该处的磁感应强度一定为零C．因为F=BIL，所以磁场中某处磁感应强度的大小与放在该处的导线所受磁场力F成正比，与IL乘积成反比
D．磁场中某处磁感应强度的大小与放在磁场中的通电导线长度、电流大小及所受磁场力的大小均无关
15．把一根直导线平行于地面放在小磁针的正上方附近，当导线中有电流通过时，小磁针会发生偏转．发现这个现象的物理学家是（）
A．奥斯特B．安培C．爱因斯坦D．法拉第16．关于地磁场下列说法中正确的是
A．地理位置的南、北极即为地磁场的南北极
B．地磁场的磁感线是不闭合曲线
C．在赤道上的磁针的N极在静止时指向地理南极
D．在赤道上的磁针的N极在静止时指向地理北极
17．直流电动机的工作原理是（）
A．电流的磁效应B．电磁感应现象
C．磁场对电流的作用力D．线圈切割磁感线运动
18．下列说法正确的是
A．沿磁感线方向，磁场逐渐减弱
B．放在匀强磁场中的通电导线一定受到安培力
C．磁场的方向就是通电导体所受安培力的方向
D．通电直导线所受安培力的方向一定垂直于磁感应强度和直导线所决定的平面19．在图中，标出了磁场B的方向、带电粒子的电性及运动方向，电荷所受洛仑兹力F 的方向，其中正确的是()
A．
B．
C．
D．
20．如图是某电场的一条电场线，a、b是电场中的两点．这两点相比（）
A．b点的场强较大
B．a点的场强较大
C．同一个电荷放在a、b两点所受到的电场力方向一定相同
D．负电荷放在a点所受到的电场力方向一定向右
21．如图，在两根平行直导线中，通以相反的电流I1和I2，且I1＞I2，设两导线所受磁场力的大小分别为F1和F2，则两导线（）
A．相互吸引，且F1＞F2
B．相互排斥，且F1＞F2
C．相互吸引，且F1＝F2
D．相互排斥，且F1＝F2
22．下列图中，电流方向与电流的磁场分布符合实际的是（）A．B．C．D．
23．如图所示，一带负电的离子束沿图中箭头方向通过两磁极间时，它受的洛伦兹力方
向()
A．向下
B．向上
C．指向S极
D．指向N极
24．如图（甲）所示中，AB是一个点电荷形成的电场中的一条电场线，图（乙）则是放在电场线上P、Q处检验电荷所受电场力的大小与其电荷量间的函数图象，电场方向由A指向B，由此可以判断（）
A．场源电荷是正电荷，位于A侧B．场源电荷是正电荷，位于B侧C．场源电荷是负电荷，位于A侧D．场源电荷是负电荷，位于B侧25．一端固定在天花板上的绝缘细线的另一端与一带正电的小球M相连接，在小球M 下面的一绝缘水平面上固定了另一个带电小球N，在图中，小球M能处于静止状态的是（）
A．B．
C．D．
26．如图所示的电场线，描绘的可能是（）
A．一个正电荷的电场B．一个负电荷的电场
C．两个负电荷的电场D．两个正电荷的电场
27．如图，为静电除尘器除尘机理的示意图．尘埃在电场中通过某种机制带电，在电场力的作用下向集尘极迁移并沉积，以达到除尘目的，下列表述正确的是（）
A．到达集尘极的尘埃带正电荷
B．电场方向由放电极指向集尘极
C．带电尘埃所受电场力的方向与电场方向相同
D．同一位置带电荷量越多的尘埃所受电场力越大
28．下列关于小磁针在磁场中静止时的指向，正确的是()
A．B．C．
D．
29．若正电荷Q周围的电场线如图所示，由图可知，以下说法正确的是（）
A．a点的电场强度小于b点的电场强度
B．把另一个带正电的点电荷放在a点，它所受的电场力向右
C．把另一个带负电的点电荷放在b点，它所受的电场力向右
D．把另一个带正电的点电荷放在b点，它所受的电场力向左
二、多选题
30．如图所示，分别是直流电动机、摇绳发电、磁电式仪表和电磁轨道炮示意图，其中不属于“因电而动”（即在安培力作用下运动）的是（）
A．
B．
C．
D．
三、实验题
31．某实验小组利用下图所示的装置探究物体的加速度与力、质量的关系.
（1）实验中下列做法正确的是__________
A．平衡摩擦力后，实验就不需要满足小车及车中砝码总质量远大于砝码盘及盘中砝码总质量的条件
B．每次改变小车中砝码的质量后，都需要重新平衡摩擦力
C．选取点迹清晰的纸带，必须以打的第一个点为计数起始点进行测量
D．实验中应先接通打点计时器的电源，然后再释放小车
（2）实验中由于实际绳对小车的拉力__________（选填“大于”、“等于”、“小于”）重物所受的重力，会给实验带来系统误差。

为减小此误差，实验中要对小车质量M和重物质量m进行选取，以下四组数据中最合理的一组是__________. （填写相应序号）①M=200g，m=40g、60g、80g、100g、120g
②M=200g，m=30g、35g、40g、45g、50g
③M=400g，m=20g、40g、60g、80g、100g
④M=400g，m=10g、15g、20g、25g、30g
（3）如图所示是某一次打点计时器打出的一条记录小车运动的纸带。

取计数点1、2、3、4、5。

已知打点计时器的打点周期为0. 02s，用刻度尺测量出各相邻计数点间的距离分别为3. 05cm、3. 92cm、4. 77cm、5. 62cm，则小车运动的加速度大小a=__________m/s2. （结果保留两位有效数字）
（4）如图所示为此同学在探究加速度a与力F的关系时，根据测量数据作出的a-F图象，说明实验存在的问题是____________________.
四、解答题
32．如图所示，弯曲斜面与半径为R的竖直半圆组成光滑轨道，一个质量为m的小球从曲面顶端由静止释放，恰能通过半圆的最高点D，之后作平抛运动落在水平面的E点，忽略空气阻力（重力加速度为g），求：
（1）小球在D点时的速度v D；
（2）曲面顶端离地面的高度；
（3）小球落地点E离半圆轨道最低点B的位移x．
参考答案
1．B 【详解】
由库仑定律可得变化前为：2Qq
F k
r
=，变化后为： ()
2
3394
2Q q
F k
F r ⋅'==
A ．16F ．故A 不符合题意．
B ．9
4F ．故B 符合题意． C ．3
2F ．故C 不符合题意．
D ．2
F
．故D 不符合题意．
2．A 【详解】
A.根据电场强度的定义F
E q
=，可知，电场强度在数值上等于单位电荷在该点所受的电场力，故A 正确；
B.电场强度的方向总是跟正电荷所受的电场力的方向相同，与电荷所受的电场力的方向相反，故B 错误；
C.电场中的场强取决于电场本身，与有无检验电荷无关；如果没有把试探电荷q 放进去，则这一点的电场强度不变，故C 错误；
D.场强取决于电场本身，与检验电荷无关，故D 错误； 3．B 【详解】
A 、元电荷的值通常取作e=1.60×10﹣19C ，所有带电体的电荷量都等于元电荷的整数倍，故AC 错误；
B 、感应起电的实质是电荷可以从物体的一部分转移到另一个部分．故B 正确；
D 、摩擦起电的实质是电子从一个物体转移到另一个物体，并没有创造电荷．遵循电荷守恒定律．故D 错误； 故选B ．
4．D 【详解】
电场力提供加速度，F=qE 可知场强逐渐增大，电荷做加速运动可知电场力与速度方向同向，故D 正确，ABC 错误． 5．D 【详解】
A.古人发现摩擦过的琥珀能吸引小物体，这种现象称之为摩擦起电。

美国科学家富兰克林将用丝绸摩擦过的玻璃棒带的电命名为正电荷，将用毛皮摩擦过的硬橡胶棒所带的电命名为负电荷，故A 错误；
B.法拉第首先提出了电场，并用电场线形象地描述电场的分布，并最先提出了电荷周围存在电场，故B 错误；
C.1785年法国物理学家库仑利用扭秤实验发现了电荷之间的相互作用规律——库仑定律，并测出了静电力常量k 的值，故C 错误；
D.密立根通过油滴实验测定了元电荷的数值，故D 正确； 6．D 【详解】
A.电场线越密的地方，电场强度越大，所以同一试探电荷所受的电场力越大。

故A 正确，不符合题意；
B.电场线的切线方向即为场强的方向，故任意两条电场线都不会相交；故B 正确，不符合题意；
C.在磁场中，某点的磁场方向、该点磁感线方向和该点小磁针北极受磁力方向相同。

故C 正确，不符合题意；
D.电场的方向是正电荷在该点所受电场力的方向，与负电荷受力方向相反。

故D 错误，符合题意，选择D ； 7．A 【详解】
由题意可知，当增大小球的电荷量时，根据库仑定律，则库仑力增大，由平衡条件，则有：
C F
tan mg
＝，因此丝线与竖直方向的夹角增大，故A 正确，BCD 错误．故选A ． 8．B
【详解】
油罐车上连接地线,屋顶按装避雷针以及印染厂车间保持湿度，都是防止静电；而复印机复印文件资料是利用静电，故选B.
9．A
【详解】
避雷针利用了尖端放电的原理，在发生雷电时，避雷针上产生的感应电荷通过尖端放电，中和了云层中的电荷，可以使建筑物免遭雷击，故A正确，BCD错误；
10．D
【解析】
电流的定义=q
I
t
，是根据比值定义法定义的，即电流不跟q成正比，也不与时间t成反比，故A错误；电流有方向，但是在计算的过程中使用代数的方法计算，不用平行四边形定则，所以电流强度这个物理量是标量，故B错误；正电荷的“定向”运动方向是电流方向，故C 错误；电流强度的单位“安培”是国际单位制中的基本单位，故D正确．
【名师点睛】该题考查电流的基本概念．容易出错的是有些学生会错误认为根据=q
I
t
电流与q成正比与时间t成反比．
11．D
【详解】
ABC.磁性材料在我们生活中应用广泛，如：磁卡、磁盘、磁带、电脑软盘、磁悬浮列车、录音机的磁头等属于硬磁性材料；，故ABC错误；
D.而电铃上的电磁铁铁芯是利用电流的磁效应工作的，属于软磁性的材料．故D正确；12．C
【详解】
t=4min=240s，通过导体横截面的电荷量：Q=It=5A×240s=1200C，故选C．
13．C
【解析】根据题意可知，该室能够使用的用电器的总功率最大为220132860W 2.86
P UI kw
==⨯==，
显然，电饭锅和空调机的总电功率达到了3.5 kW>2.86 kW，不能同时使用．
综上所述本题的正确答案是：C
【解析】
【详解】
磁场中某处磁感应强度的大小，等于长为L，电流为I的一小段导线放在该处时所受的最大的磁场力F与IL乘积的比值，选项A错误；一小段通电导线放在某处如果不受磁场力的作用，可能是导线放置的方向与磁场平行，而该处的磁感应强度不一定为零，选项B错误；
磁感应强度的大小是由磁场本身决定的物理量，与放入该处的导线在该处所受磁场力F无关，与IL乘积无关，选项C错误，D正确；故选D.
15．A
【详解】
发现电流周围存在磁场的物理学家是奥斯特，故选A.
16．D
【详解】
地磁场与地理南北极相反，并与地理南北极有一个夹角，所以在赤道上磁针的N极在静止
时指向地磁的南极，即地理的北极，磁场中的磁感线都是闭合的曲线，故D正确，ABC错误．
17．C
【详解】
电动机，即通电能动，故是利用通电导线在磁场中受力的作用的原理制成的，直流电动机是根据通电线圈在磁场中受力转动的原理制成的，故C正确，ABD错误；
18．D
【解析】
【详解】
磁感线越密集，则磁场越强，则沿磁感线方向，磁场不一定逐渐减弱，选项A错误；如果
通电导线平行磁场放置，则导线不受磁场力，选项B错误；通电直导线所受安培力的方向
一定垂直于磁感应强度和直导线所决定的平面，选项C错误，D正确；故选D.
19．B
【详解】
A图中磁场向里，电子向右运动，所以电流方向向左，根据左手定则可得，洛伦兹力的方向下，所以A错误；B图中磁场向外，正电荷向右运动，根据左手定则可得，洛伦兹力的方向
向下，所以B正确；C图中磁场向左，正电荷向右运动，运动方向与磁场方向平行，不受洛伦兹力的作用，所以C错误；D图中磁场向上，正电荷向左运动，根据左手定则可得，洛伦兹力的方向内，所以D错误；故选B．
20．C
【解析】
【详解】
只有一条电场线不能判断电场线的疏密，则不能比较a、b两点的场强关系，选项AB错误；因电场线方向向右，则同一个电荷放在a、b两点所受到的电场力方向一定相同，负电荷放在a点所受到的电场力方向一定向左，选项C正确，D错误；故选C.
21．D
【分析】
物体间力的作用是相互的，物体间的相互作用力大小相等；磁场是由通电导线产生的，一通电导线在另一导线电流的磁场中，会受到安培力作用，由安培定则判断出电流的磁场方向，然后由左手定则判断出安培力方向．
【详解】
A、通电导线在其周围产生磁场，通电导线在磁场中受到安培力作用，两导线所受安培力是作用力与反作用力，它们大小相等，故AB错误；
C、由右手螺旋定则可知：I1在I2处产生的磁场垂直纸面向里，由左手定则可知，I2所所受安培力向左；由右手螺旋定则可知：I2在I1处产生的磁场垂直纸面向外，由左手定则可知，I1所所受安培力向右；则两导线相互远离；故C错误，D正确；
22．A
【解析】A. 对于直线电流，右手握住直导线，大拇指指向表示电流方向，四指弯曲方向表示磁场的方向，则左边磁场进去，而右边磁场是出来，故A正确；
B. 对于通电螺线管，四指弯曲表示电流方向，大拇指所指方向为磁场方向。

则磁场方向应该向下，故B错误；
C. 对于环形电流，四指弯曲表示电流方向，大拇指所指方向为磁场方向，则磁场方向应该向左，故C错误；
D. 对于直线电流，右手握住直导线，大拇指指向表示电流方向，四指弯曲方向表示磁场的方向，则磁场方向顺时针方向，故D错误；
故选：A.
23．A
【详解】
由图可知，磁场方向从N极指向S极，根据左手定则可知，负电的离子束所受的洛伦兹力的方向向下，故A正确，BCD错误．
24．A
【详解】
试题分析：由电场强度的定义式
F
E
q
得：F=Eq，则知：F-q图象的斜率表示电场强度大
小，图线Q的斜率小于P的斜率，说明Q处场强小于P处的场强，该电场是由点电荷产生的，说明Q距离场源较远，即场源位置位于A侧；因为电场线的方向由A指向B，因此为正电荷
25．B
【详解】
设小球M受到的重力为G，细线的拉力为
T
F，静电力为F，如果小球M能处于静止状态，
则G，
T
F，F三个力的合力必须为零，其中任意两个力的合力与第三个力大小相等、方向相反，对题中的粒子受力分析，结合平行四边形定则，满足条件的只有选项B，故B正确，ACD错误；
26．D
【详解】
由于电场线从两个地方发出，故场源为两个电荷；由于电场线是从电荷出发终止到无穷远，
故该场源电荷为正电荷又由于两电荷的连线之间电场线稀疏甚至有的地方没有电场线，故两个场源电荷为同种电荷，综上所述该电场线是由两个等量正电荷产生的。

故ABC错误，D 正确；
27．D
【详解】
A.尘埃在电场力作用下向集尘极迁移并沉积，说明尘埃带负电，A错误；
B.由于集尘极与电池的正极连接，电场方向有集尘板指向放电极，B错误；
C.负电荷在电场中受电场力的方向与电场力方向相反，C错误；
D.根据F=E q可得，同一位置带电荷量越多的尘埃所受电场力越大，故D正确；
28．C
【详解】
A.根据磁极间的相互作用规律可知，A中N极应该指左，故A错误；
B.根据右手螺旋定则可知，环形导线磁场方向向外，小磁针N极应该向外，故B错误；
C.C中直导线产生的磁感线应该是顺时针方向（从上向下看），与小磁针的N极指向相同，故C正确；
D. D中螺线管里边的磁感线向左，小磁针的N极应该指向左边，故D错误．
29．B
【详解】
A、电场线的疏密表示场强的强弱，电场线密的地方电场强，疏的地方电场弱，所以a点的电场强度大于b点的电场强度；故A错误．
B、把另一个带正电的点电荷放在a点，它所受的电场力与电场线的方向相同，向右；故B正确．
C、把另一个带负电的点电荷放在b点，它所受的电场力与电场线的方向相反，向左；故C错误．
D、把另一个带正电的点电荷放在b点，它所受的电场力向右；故D错误．故选B．
【点睛】
该题考查点电荷的电场线和场强的特点，只有熟悉正、负点电荷，等量同种、等量异种电荷周围电场分布情况往往是解题关键．
30．ACD
【详解】
本题考查的是电磁感应定律的问题，直流电动机、磁电式仪表和电磁轨道炮利用的都是通电导线受磁场力的作用而运动，即在安培力作用下运动，ACD错误；摇绳发电是导线切割磁
感线而产生电流，是电磁感应现象，B 正确．
31．D 小于 ④ 0.86 平衡摩擦力不足或未平衡摩擦力
【详解】
（1）[1]A.平衡摩擦力后，只有当满足小车及车中砝码总质量远大于砝码盘及盘中砝码总质量的条件下，可以认为小车受到的拉力等于砝码盘及盘中砝码的重力，故A 错误；
B.每次改变小车中砝码的质量后，不需要重新平衡摩擦力，故B 错误；
C.研究实验中打下的纸带，从而测定小车运动的加速度，不一定以打的第一个点为计数起始点进行测量，故C 错误；
D.实验中必须先接通打点计时器的电源，然后再释放小车，故D 正确。

（2）[2][3]由于砝码桶加速下降，处于失重状态，故实验中实际绳对小车的拉力小于重物所受的重力，为减小此误差，需m M <<，故最合理的一组数据是④；
（3）[4]据逐差法，小车运动的加速度大小
()()()-2222512
224.77+5.62-3.05+3.92×10m/s =0.86m/s 4?0.12x x a T -==；
（4）[5]a -F 图像的斜率不过坐标原点，说明已经有拉力，但是还没有加速度，所以平衡摩擦力不足或未平衡摩擦力；
32．(1) D v =
(2) h =2. 5R (3) 落地点到B 点的距离为x =2R
【详解】
（1）由题意得：在D 点：
2D v mg m R = 得：
D v =（2）A→D ，由动能定理得：
()2122
D mg h R mv -=
∴曲面顶端高：
h =2. 5R
（3）D→E 平抛运动
D x v t =
2122
R gt = ∴落地点到B 点的距离为：
x =2R。