北京市第二十二中学2020学年高二物理上学期期中试题（合考）（含解析）

北京市第二十二中学2020学年高二物理上学期期中试题（合考）（含解析）

北京市第二十二中学2020学年高二物理上学期期中试题（合考）（含解析） ‎ 本试卷分第Ⅰ卷（选择题）和第Ⅱ卷（非选择题）两部分，共 100 分，考试用时 90 分钟。考试结束后，将本试卷与答题纸一并交回。祝各位考生考试顺利！‎ 第Ⅰ卷 一、单项选择题（下列各小题中只有一个选项符合题意，共3分，每小题60分）‎ ‎1.A为已知电场中的一固定点，在A点放一电量为q的电荷，所受电场力为F，A点的场强为E，则（ ）‎ A. 若在A点换上－q，A点场强方向发生变化 B. 若在A点换上电量为2q的电荷，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 ‎【答案】D ‎【解析】‎ ‎【详解】电场强度E=F/q是通过比值定义法得出的，电场强度取决于电场本身，与试探电荷无关，故在A点换上-q或2q或把q移去，A点的场强都不变，故ABC错误，D正确。故选D。‎ ‎【点睛】比值定义法是物理学中常用方法，但要注意所定义的量不一定与式中的物理有比例关系．例如此问题中，电场强度取决于电场本身，与试探电荷无关．‎ ‎2.真空中放置两个点电荷，电量各为q1与q2，它们相距r时静电力大小为F。若将它们的电量分别减为和,距离也变为，则它们之间的静电力大小是：‎ A. F B. F/‎2 ‎C. ‎2F D. ‎‎4F ‎【答案】A ‎【解析】‎ ‎【详解】由库仑定律的可得，原来它们之间的库仑力为，变化之后它们之间的库仑力为，所以A正确，BCD错误．故选A．‎ ‎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 ‎【答案】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。‎ ‎4.一个检验电荷q在电场中某点受到电场力为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. ‎ B. ‎ C. ‎ D. ‎ ‎【答案】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.以下说法中不正确是（　　）‎ 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=kQ/r2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 ‎【答案】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/r2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.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Ea、Eb、Ec，关于Ea、Eb、Ec的比较，下列说法正确的是（ ）‎ A. B. ‎ C. D. ‎ ‎【答案】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．，与结论不相符，选项A错误；‎ B．，与结论相符，选项B正确；‎ C．，与结论不相符，选项C错误；‎ D．，与结论不相符，选项D错误；‎ ‎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Ea、Eb、Ec，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. B. ‎ C. D. ‎ ‎【答案】A ‎【解析】‎ ‎【详解】顺着电场线方向，电势必定降低，则有．‎ A．，与结论相符，选项A正确；‎ B．，与结论不相符，选项B错误；‎ C．，与结论不相符，选项C错误；‎ D．，与结论不相符，选项D错误；‎ ‎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，其电场强度大小分别为Ea、Eb、Ec，电势分别为φa、φb、φc。把正点电荷沿电场线由a点移至b点的过程中，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 ‎【答案】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.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 ‎【答案】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.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 ‎【答案】B ‎【解析】‎ 试题分析：由电场强度的定义式可得该处电场强度大小为。‎ 故选B 考点：电场强度的计算 点评：公式是电场强度的定义式，计算电场强度大小普遍适用。‎ ‎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 ‎【答案】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，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.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＝可知，通过一段导体的电流跟加在它两端的电压成正比 ‎【答案】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＝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.由电容器电容的定义式C＝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 ‎【答案】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 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. 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 ‎【答案】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，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.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 ‎【答案】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.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. ‎ ‎【答案】A ‎【解析】‎ ‎【详解】根据欧姆定律，得到，由数学知识得知，I-U图象上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.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 ‎【答案】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 则当滑动变阻器的滑动片P向左移动时，R1变大IL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.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 ‎【答案】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。,B对。‎ ‎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 ‎【答案】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.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 D. 粒子在M点的动能小于在N点的动能 ‎【答案】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；‎ 第Ⅱ卷 二、实验题（共16分，每空2分）‎ ‎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离和带电量有关。他选用带正电的小球A和B，A球放在可移动的绝座上，B球用绝缘丝线悬挂于玻璃棒C点，如图所示。‎ ‎（1）实验时，先保持两电荷量不变，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，再保持两球的距离不变，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___________而增大。‎ ‎（2）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”)‎ ‎【答案】减小，增大，控制变量法 ‎【解析】‎ ‎【详解】（1）实验表明：两电荷之间的相互作用力，随其距离的减小而增大，随其所带电荷量的增大而增大．‎ ‎（2）试验中先保持两球电荷量不变，观察到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，观察到电荷量越大，B球悬线的偏角越大；此同学在探究中应用的科学方法是控制变量法．‎ ‎22.在“测定金属的电阻率”的实验中，待测金属丝的电阻Rx约为5 Ω，实验室备有下列实验器材：‎ A.电压表 (量程0～3 V，内阻约为15 kΩ)；‎ B.电压表 (量程0～15 V，内阻约为75 kΩ)；‎ C.电流表 (量程0～‎3 A，内阻约为0.2 Ω)；‎ D.电流表 (量程0～‎0.6 A，内阻约为1 Ω)；‎ E.滑动变阻器R1(0～10 Ω，‎0.6 A)；‎ F.滑动变阻器R2(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________.‎ ‎(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.‎ ‎【答案】 (1). ADEGH　　 (2). 乙 (3). (4). 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，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 三、计算题（共24分）‎ ‎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FA=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EA；‎ ‎（3）A、B两点间的电势差UAB。‎ ‎【答案】（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 ‎（3）A、B两点间的电势差 ‎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）。‎ ‎【答案】‎ ‎【解析】‎ ‎【详解】由动能定理可知：‎ 解得 ‎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U0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Ekm；‎ 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U0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。‎ ‎【答案】（1）；（2）a、eU0；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 其中t=1s 可得 ‎（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Ekm；‎ 根据动能定理得 ‎-eU0=0-Ekm 解得 Ekm=eU0‎ 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-Ekm 结合上一问的结果，解得 U=U0．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。‎