河北省唐山市开滦二中2020-2021学年高二物理上学期期中试题（含解析）

河北省唐山市开滦二中 2021-2021 学年高二物理上学期期中试题（含 解析） 说明： 1、本试卷分第卷（选择题）和第卷（非选择题）两部分，第卷第(1)页至第(4)页， 第卷第(4)页至第(7)页。 2、本试卷共 100 分，考试时间 90 分钟。 第卷（选择题，共 46 分） 注意事项： 1、答第卷前，考生务必将自己的准考证号、科目填涂在答题卡上。 2、每小题选出答案后，用 2B 铅笔把答题卡上对应的题目标号涂黑。答在试卷上无效。 3、 考试结束后，监考人员将试卷答题卡和机读卡一并收回。 一单项选择题：（每题 3 分，共 30 分） 1. 静电现象在自然界中普遍存在，我国早在西汉末年已有对静电现象的记载， 春秋纬考 异邮中有“玳瑁吸褚”之说，但下列不属于静电现象的是( ) A. 梳过头发的塑料梳子吸起纸屑 B. 带电小球移至不带电金属球附近，两者相互吸引 C. 小线圈接近通电线圈过程中，小线圈中产生电流 D. 从干燥的地毯上走过，手碰到金属把手时有被电击的感觉 【答案】C 【解析】 梳过头发的塑料梳子吸起纸屑，是因为梳子与头发摩擦起电，静电吸引轻小物体，故 A 属于 静电现象，所以 A 错误；带电小球移至不带电金属球附近，两者相互吸引，是因为先感应起 电，然后静电作用力，故 B 错误；小线圈接近通电线圈过程中，消息安全中产生感应电流是 电磁感应现象，不是静电现象，所以 C 正确；从干燥的地毯走过，手碰到金属把手时有被电 击的感觉，是因为摩擦起电，所以 D 错误 【考点】静电现象 【方法技巧】本题主要是识记静电现象，知道几种常见的起电方式：摩擦、接触、感应，以 及电磁感应现象 2. 两个完全相同的小球 A 和 B（可看成点电荷） ，电荷量之比为 1:7，相距为 r，库仑力大小 是 F。现将两球接触一下，再放回原来的位置，此时两小球之间的库仑力大小是 F。下列 判断正确的是（） A. 若小球 A 和 B 原来带有同种电荷，则 97F B. 若小球 A 和 B 原来带有同种电荷，则 16 C. 若小球 A 和 B 原来带有异种电荷，则 7F D. 若小球 A 和 B 原来带有异种电荷，则 9 【答案】B 【解析】 【详解】接触以前两球之间的库仑力 27QFkr 如果带异种电荷，带电量先中和后平分，设金属球 A 和 B 带电量为 Q：7 Q，所以 A、B 所带的 电荷相等都为 3Q，根据库仑定律得 2 3Fkr 解得 97 则后来两小球之间 的 静电力大小与原来之比是 9：7； 如果带同种电荷，A、B 所带的电荷相等都为 4Q，根据库仑定律得 2216 kFkr 解得 7 则后来两小球之间的静电力大小与原来之比是 16：7，故 B 正确，ACD 错误。 故选 B。 3. 两个阻值均为 R 的电阻，并联在电源时通过每个电阻的电流为串联在同一电源时的 ， 23 则电源内阻为（） A. B. C. 2 R D. 4 R24 【答案】D 【解析】 【详解】ABCD两个电阻阻值均为 R，并联接入电路中，每个电阻的电流 12EIr 串联在电路中时 2IrR 因为 123I 联立解得 4rR 故 ABC 错误，D 正确。 故选 D。 4. 如图所示的电路中，当变阻器 R 的滑片 P 向下滑动时，电压表 V 和电流表 A 的示数变化 的情况是（ ） A. V 和 A 的示数都变小 B. V 和 A 的示数都变大 C. V 的示数变大，A 的示数变小 D. V 的示数变小，A 的示数变大 【答案】B 【解析】 【详解】当变阻器 R 的滑片 P 向下滑动时， R 减小，则总电阻减小，总电流变大，路端电压 减小； R1R2上的电压变大，故 V 的示数变大， R3电压减小，故通过 R3电流减小，故 A 读数变 大。 故选 B。 5. 如图所示，实线为不知方向的三条电场线，从电场中 M 点以相同速度飞出 a、 b 两个带电 粒子，仅在电场力作用下的运动轨迹如图中虚线所示。则（） A. a 一定带正电， b 一定带负电 B. 两粒子速度都减少 C. a 的加速度将减小， b 的加速度将增大 D. 两个粒子的电势能都增大 【答案】C 【解析】 【详解】A物体做曲线运动，所受力的方向指向轨道的内侧，所以能判断 a、 b 一定带异种 电荷，但是不清楚哪一个是正电荷，哪一个是负电荷，所以不能判断电场的方向，故 A 错误； BD物体做曲线运动，所受力的方向指向轨道的内侧，从图中轨道变化来看电场力都做正功， 动能都增大，速度都增大，电势能都减小，故 BD 错误； C电场线密的地方电场的强度大，电场线疏的地方电场的强度小，所以 a 受力减小，加速 度减小， b 受力增大，加速度增大，故 C 正确。 故选 C。 6. 相距 5cm 的正对平行金属板 A 和 B 带有等量异号电荷。如图所示。电场中 C 点距 A 板 1cm， D 点距 B 板 1cm， A、 B 距离为 5cm。已知 A 板接地， C 点电势 ，则（）60V A. D 点的电势 240V B. C、 D 两点连线中点的电势为-180V C. 若 B 板不动， A 板上移 0.5cm， C、 D 两点间的电势差将变大 D. 若 A 板不动， B 板上移 0.5cm，则 D 点电势不变 【答案】D 【解析】 【详解】A由题可知 板的电势 ，所以 之间的电势差为0AC60VCAU 、 之间的距离为 ，板间场强大小为CA1cm0.CAd/m60/.1ACEd 方向竖直向下。 点和 板之间的距离为D5c14c0.DAd 则 、 之间 的 电势差为A6.V2ADAUE 由 可得ADU240D 故 A 错误； B 、 沿电场线方向的距离为C5cm1c30.mCDd 所以 、 之间的电势差为D60.3V180CDUEd 则 、 连线的中点 与 点的电势差为CP1902CPD 由 可得 、 连线中点 的电势为CPPUD 150VP 故 B 错误； C若 板不动， 板上移，则平行金属板所带电荷量 保持不变，根据AQ4SUCEUkd， ， 可得 S 即板间的电场强度保持不变，又因为 、 之间的距离不变，所以 、 之间的电势差不CDCD 变，故 C 错误； D若 板不动， 板上移， 点到 板的距离不变，由上面 的分析可知板间的场强不变，ABA 所以 点与 板之间的电势差也不变，即 点的电势不变，故 D 正确。 故选 D。 7. 如图所示为一有界匀强电场，场强方向水平向右，带电微粒以某一角度 从电场的 A 点 斜向上方射入，沿直线运动到 B 点，则该微粒在 A、 B 两点的动能 EK和电势能 EP的关系是（ ） 。 A. EKA=EKB， EPA=EPB B. EKAEKB， EPAEPB C. EKAEKB， EPA QB B. 小球 A 带正电，小球 B 带负电，且 QA QB D. 小球 A 带负电，小球 B 带正电，且 QA QB 【答案】D 【解析】 【详解】AB假设小球 A 带正电，小球 B 带负电，对小球各自受力分析，小球 B 受向左的电 场力和 A 对 B 向左的库仑力，所以小球 B 的合力向左。由于小球 A、B 向右做匀加速运动， 所以它们所受合力方向水平向右，则假设不成立，故 AB 错误； CD小球 A 带负电，小球 B 带正电，对小球各自受力分析，由牛顿第二定律得，对小球 B 2 ABkQEmaL 对小球 A 2 ABAka 两式相加得 BABAEQm 所以必有 QA QB，故 D 正确，C 错误。 故选 D。 二多项选择题：（每题 4 分，选不全的得 2 分，共 16 分） 11. 下列说法正确的是：（） A. 法国学者库仑通过扭秤实验测出了万有引力常量 B. 所有带电体的电荷量一定等于元电荷的整数倍 C. 英国物理学家、化学家法拉第最早提出了场的概念 D. 电荷量 e 的数值最早是由美国物理学家密立根用实验测得的 【答案】BCD 【解析】 【详解】A英国物理学家卡文迪许利用扭秤，成功地测出了引力常量 G 的数值，法国学者 库伦通过扭秤实验得出了库仑定律，故 A 错； B所有带电体的电荷量一定等于元电荷的整数倍，故 B 正确； C英国物理学家、化学家法拉第最早提出了场的概念，故 C 正确； D电荷量 e 的数值最早是由美国物理学家密立根用实验测得的，故 D 正确。 故选 BCD。 12. 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 【答案】 AD 【解析】 【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 13. 用控制变量法，可以研究影响平行板电容器电容 的 因素。如图所示，平行板电容器的极 板 A 上固定一绝缘柄，可以使极板 A 随意移动。极板 B 固定在铁架台上。实验中，极板所带 电荷量不变。下列判断正确的是（） A. 仅将极板 A 向上移动，电容器的电容变大 B. 仅将极板 A 向右移动，两板间的电场强度不变 C. 仅将极板 A 向左移动，静电计指针偏角 变大 D. 仅向极板 A、B 间插入云母片，两极板间的电压不变 【答案】BC 【解析】 【详解】A根据 4SCkd 可知，仅将极板 A 向上移动，则相对面积 S 减小，则电容器的电容变小，选项 A 错误； B根据 4kd QCU E 可得 4kS 仅将极板 A 向右移动，两板间的间距 d 减小，则电场强度不变，选项 B 正确； C根据 4Ck 可知，仅将极板 A 向左移动，则 C 减小，根据 QU 当 Q 不变时， U 变大，即静电计指针偏角 变大，选项 C 正确； D根据 4Skd 可知，仅向极板 A、 B 间插入云母片，则 C 变大，根据 QU 两极板间的电压减小，选项 D 错误。 故选 BC。 14. 额定电压均为 220V 的白炽灯 L1和 L2的 U I 特性曲线如图甲所示，现将和 L2完全相同 的 L3与 L1和 L2一起按如图乙所示电路接入 220V 电路中，则下列说法正确的是（） A. L2的额定功率约为 99W B. L2的实际功率约为 17W C. L2的实际功率比 L3的实际功率小 17W D. L2的实际功率比 L3的实际功率小 82W 【答案】ABD 【解析】 【详解】A由 L2的伏安特性曲线可得，在额定电压 220V 时的电流为 0.45A，则 L2的额定功 率为 P 额 U 额 I 额 99W 故 A 正确； B图示电路为 L1和 L2串联再与 L3并联，所以 L1和 L2串联后两端的总电压为 220V，那么流 过 L1和 L2的电流及两灯的电压满足 I1 I2 U1 U2220V 由 L1和 L2的 U I 图线可知 I1 I20.25A U1152V U268V 故灯 L2的实际功率 P2 I2U217W 故 B 正确； CD由于 L3两端的电压为 220V，故 P3 P 额 99W 则 P3 P282W 故 C 错误，D 正确。 故选 ABD。 第卷（非选择题，共 54 分） 三实验题：（每空 2 分，共 24 分） 15. 如图（a）为多用电表的示意图，其中 S、K、T 为三个可调节的部件，现用此电表测量 一阻值约 1000 的定值电阻。 （1）测量的某些操作步骤如下: 调节可调部件_，使电表指针停在_（选填“电流 0 刻度” 、 “欧姆 0 刻度” ） 位置。 调节可调部件 K，使它的尖端指向_（选填“1k” 、 “100”、 “10”、 “1”） 位置。 将红、黑表笔分别插入“+” “-”插孔，笔尖相互接触，调节可调部件_，使电 表指针指向_（选填“电流 0 刻度” 、 “欧姆 0 刻度” ）位置。 红、黑表笔笔尖分别接触待测电阻的两端，当指针摆稳后，读出表头的示数，如图（b） 所示，再乘以可调部件 K 所指的倍率，得出该电阻的阻值 Rx=_。 测量完毕，应调节可调部件 K，使它的尖端指向 “OFF”或交流电压“500”位置。 （2）欧姆挡进行调零后，用“10”挡测量另一个阻值未知的电阻，发现指针偏转角度很 小，则下列说法和做法中正确的是_。 A.这个电阻的阻值较小 B.这个电阻的阻值较大 C.为测量更准确些，电表应当换用欧姆“1”挡，并且重新调零后进行测量 D.为测得更准确些，电表应当换用欧姆“100”挡，并且重新调零后进行测量 【答案】 (1). S (2). 电流 0 刻度 (3). 100 (4). T (5). 欧姆 0 刻度 (6). 1100 (7). BD 【解析】 【详解】(1)12多用电表使用前要进行机械调零，调节可调部件 S，使电表指针停在电流 0 刻度位置; 3待测电阻阻值约为 1000，调节可调部件 K，使它的尖端指向欧姆100 位置; 45将红、黑表笔分别插入“+” 、 “-”插孔,笔尖相互接触,调节可调部件 T,使电表指针指 向欧姆 0 刻度位置. 6根据图(b)的读数和倍率可知电阻阻值： 10 xR (2)7指针偏转角度很小，说明电流小，则电阻大；因是大电阻，则要换档位大一些即:换 “100”档，每次换档后要重新进行欧姆调零.故选 BD. 16. 某同学测量一个圆柱体 的 电阻率，需要测量圆柱体的尺寸和电阻 分别使用游标卡尺和螺旋测微器测量圆柱体的长度和直径，某次测量的示数如图(a)和图 (b)所示，长度为_cm，直径为_mm 按图(c)链接电路后，实验操作如下： (a)将滑动变阻器 R1的阻值置于最_处（填“大”或“小” ） ；将 S2拨向接点 1，闭合 S1， 调节 R1，使电流表示数为 I0； (b)将电阻箱 R2的阻值调至最_（填“大”或“小” ） ；将 S2拨向接点 2；保持 R1不变， 调节 R2，使电流表示数仍为 I0，此时 R2阻值为 1280； 由此可知，圆柱体的电阻为_ 【答案】5.01 5.315 （a）大 （b）大 1280 【解析】 根据游标卡尺读数规则，主尺读数为 5cm，游标尺读数为 0.053mm，长度为 5.015cm，根 据螺旋测微器的读数规则，主尺读数为 5mm，可动刻度为 31.00.01mm，所以直径为 5.310mm (a)为了保护电路，因此闭合电键前，滑动变阻器一定调到阻值最大； (b) 将固柱体电阻换成电阻箱时，也一定将电阻箱调到最大，也是为了保护电路安全； 此题采用等效替代法测量电阻，圆柱体的电阻等于电阻箱 R2的阻值为 1280 点晴：首先应明确实验原理，本实验中测量电阻所采取的方法是替代法 四.计算题：（17 题 6 分，18 题 13 分，19 题 11 分） 17. 如图所示，匀强电场的场强方向水平向右一根绝缘丝线一端固定在 O 点，另一端连接 一质量为 m、电荷量为 q 的小球小球静止在电场中，丝线与竖直方向成 37已知重力加 速度为 g，sin37=0.6，cos37=0.8求： （1）小球带电的种类； （2）小球受到的电场力大小 F； （3）电场强度的大小 E 【答案】 （1）小球带正电 （2） mg （3）44 mgq 【解析】 试题分析：根据小球所受的电场力方向和电场线方向的关系即可判断带电种类；对小球受力 分析，再根据平衡条件即可求出电场力的大小；再根据电场强度的定义 ，即可求出电 FEq 场强度的大小 （1）由题意可知，小球的受力方向与电场线方向一致，所以小球带正电 （2）小球在电场中静止时，受力分析如图所示： 根据平衡条件得： F mgtan37 mg 34 （3）根据电场强度的定义： Eq 解得电场强度： E 34mg 点睛：本题主要考查了小球在电场力作用下的平衡问题，先对小球受力分析，再根据平衡条 件即可求解 18. 如图所示，电源的电动势 E=110V，电阻 R1=21，电动机绕组的电阻 R0=0.5，电键 S1 始终闭合当电键 S2断开时，电阻 R1的电功率是 525W；当电键 S2闭合时，电阻 R1的电功率 是 336W，求： （1）电源的内电阻； （2）当电键 S2闭合时流过电源的电流和电动机的输出功率 【答案】 （1）1（2）1606W 【解析】 【详解】设 S2断开时 R1消耗的功率为 P1，则 211EPRr 代入数据可以解得， r 设 S2闭合时 R1两端的电压为 U，消耗的功率为 P2，则 1UR 解得， U=84V 由闭合电路欧姆定律得， EIr 代入数据，得 26AI 流过 R1的电流为 I1，流过电动机的电流为 I2， A 14UR 而电流关系: 12I 所以 2AI 由 220UIPIR出 代入数据得， 16W出 19. 如图所示，半径为 R 的环状非金属管竖直放置， AB 为该环的水平直径，且管的内径远小 于环的半径，环的 AB 以下处于水平向左的匀强电场中。现将一质量为 m，带电量为 q 的小球 从管中 A 点由静止释放，小球恰好能通过最高点 C，求： (1)匀强电场的场强 E； (2)小球第二次通过 C 点时，小球对管壁压力的大小和方向。 【答案】(1) ；(2) ，方向向上2 mgEq 【解析】 【详解】(1)据题可知小球恰好能通过最高点 ，在 点由重力与支持力提供其向心力，根C 据牛顿第二定律得： 20CmvgNR 从 到 的过程，由动能定理得：AC2120CqEgv 解得： 2mq (2)设小球第二次通过 点时速度为 ，根据动能定理得：Cv214ERgv 在 点，根据牛顿第二定律有：C2NvFmgR 解得： Ng 根据牛顿第三定律得小球对管壁压力的大小为 ，方向向上。