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2018-2019学年高二物理上学期期中试题(含解析) (II)一、选择题1.下列物理量中属于矢量的是（ ）A. 电势能B. 电势C. 电流D. 电场强度【答案】D【解析】【详解】矢量是既有大小又有方向的物理量，电场强度是矢量，而标量是只有大小没有方向的物理量，电势、电流和电势能都标量，故D正确，ABC错误。【点睛】矢量是既有大小又有方向的物理量，标量是只有大小没有方向的物理量，物理量的矢标性是其基本内涵，要掌握矢量的方向特点进行记忆。2. 关于点电荷的说法，正确的是( )A. 只有体积很小的带电体才能看成点电荷B. 体积很大的带电体一定不能看成点电荷C. 当两个带电体的大小及形状对它们之间的相互作用力的影响可忽略时，这两个带电体可看作点电荷D. 一切带电体都可以看成是点电荷【答案】C【解析】试题分析：物体看做点电荷的条件是所研究的问题可以不考虑带电体的大小和形状，与带电体的体积大小无关，ABD错；当两个带电体的大小及形状对它们之间的相互作用力的影响可忽略时，这两个带电体可看作点电荷，C对；考点：本题考查带电体看成点电荷的条件点评：本题学生明确带电体看成点电荷与带电体的体积和电量无关，只与研究的问题有关。3.将带电的金属球靠近不带电的验电器，验电器的箔片张开。下列各图表示验电器上感应电荷的分布情况，正确的是（ ）A. B. C. D. 【答案】B【解析】把带电金属球移近不带电的验电器，根据静电感应现象的规律可知，若金属球带正电荷，则将导体上的自由电子吸引上来，这样验电器的上部将带负电荷，箔片带正电荷；若金属球带负电荷，则将导体上的自由电子排斥到远端，这样验电器的上部将带正电荷，箔片带负电荷，选项B正确。【此处有视频，请去附件查看】4.如图所示，足够大的光滑绝缘水平面上有两个带正电的小球，A球的电荷量是B球的两倍，A对B的库仑力大小为F1，B对A的库仑力大小为F2。两小球从图示位置由静止释放后( )A. F1、F2保持不变，且F1=F2B. F1、F2保持不变，且F1=2F2C. F1、F2逐渐减小，且F1=F2D. F1、F2逐渐减小，且F2=2F1【答案】C【解析】【分析】两球之间的作用力是作用力与反作用力，故，同种电荷互相排斥，两小球相距会越来越远，根据库仑定律可知库仑力与距离的二次方成反比，故逐渐减小；【详解】两小球都带正电，同种电荷互相排斥，故两小球相距会越来越远，根据库仑定律可知库仑力与距离的二次方成反比，故逐渐减小，根据牛顿第三定律可知，A对B的库仑力大小为与B对A的库仑力大小为是作用力与反作用力，故，故C正确、ABD错误。【点睛】本题要知道A对B的库仑力大小为F1与B对A的库仑力大小为F2是作用力与反作用力，根据牛顿第三定律可知。5.用电场线能很直观、很方便地比较电场中各点场强的强弱。如图中甲是等量异种点电荷形成电场的电场线，图乙是场中的一些点：O是电荷连线的中点，E、F是连线中垂线上相对O点对称的两点，B、C和A、D也分别相对O点对称。则（ ）A. B，O，C三点比较，O点场强最强B. E，O，F三点比较，O点场强最强C. B，O，C三点比较，O点电势最高D. A，O，D三点比较，O点电势最高【答案】B【解析】【分析】根据等量异种点电荷形成电场的电场线分布的对称性分析对称点场强的大小关系，等量异种点电荷连线的中垂线是一条等势线，沿着电场线电势降低；【详解】A、根据电场线的疏密判断场强的大小，电场线越密，场强越大，电场线越疏，场强越小，由图可知：B、O、C三点比较，O点电场线最稀疏，故其场强最弱；E、O、F三点比较，O点电场线最密，故其场强最强，故选项A错误，B正确；C、沿着电场线电势降低，可知：B、O、C三点比较，B点电势最高，故选项C错误；D、根据等量异种点电荷等势面的分布情况可知：A、O、D三点比较，O点电势不是最高，其电势与A点电势相等，故选项D错误。【点睛】本题考查对电场线的掌握，要注意明确通过电场线分析场强大小和电势高低的方法，对于等量异种点电荷和等量同种点电荷的电场线、等势线的分布是考试的热点，要抓住对称性进行记忆。6. 关于电阻和电阻率的说法中，正确的是 （ ）A. 导体对电流的阻碍作用叫做导体的电阻，因此只有导体中有电流通过时才有电阻B. 由R =UI可知导体的电阻与导体两端的电压成正比，跟导体中的电流成反比C. 某些金属、合金和化合物的电阻率随温度的降低会突然减小为零，这种现象叫做超导现象。发生超导现象时的温度叫“转变温度”。D. 将一根导线等分为二，则半根导线的电阻和电阻率都是原来的二分之一【答案】C【解析】试题分析：任何物体都有电阻，A错；导体的电阻率由材料本身性质决定，并随着温度的变化而变化，导体的电阻与长度、横截面积有关，与导体两端电压及导体中电流大小无关，BD错；电阻率反映材料的导电性能，电阻率长于温度有关，但某些金属、合金和化合物的电阻率随温度的降低会突然减小为零，这种现象叫做超导现象，C对；考点：考查对电阻定律的理解点评：对于电阻是对电流的阻碍作用要有清楚的认识，不要有只有导体才有电阻的错误看法，对电阻定律要有明确的认识，知道定义式和决定式的区别7.如图所示，某中学生科技活动小组利用铜片、锌片和家乡盛产的水果制作了水果电池，该电池能使一个发光二极管发光，却不能使标称值为“2.5V，0.3A”的小灯泡发光。断开电路用电表测量该电池两端的电压值，却发现接近于2.5V。对小灯泡不亮的原因，该小组同学进行以下一些猜想，你认为可能正确的是（ ）A. 水果电池的电动势太大B. 水果电池的电动势太小C. 小灯泡的电阻太大D. 水果电池的内阻太大【答案】D【解析】断开电路时，电池两端的电压为其电动势，则电动势为E=2.5V，小灯泡接在电池两端，其电压为电池路端电压，小灯泡不亮，说明其两端电压太小，根据闭合电路欧姆定律可知，电池内阻太大，故D正确8.如图是某电路元件的图片，根据图中信息，可以判断这个电路元件是（ ）A. 电阻器B. 电容器C. 蓄电池D. 变压器【答案】B【解析】【详解】该图为可变电容器，其动片旋入或旋出，从而改变极板的正对面积，进而改变电容，故该电路元件为电容器，故选项B正确，选项ACD错误。【点睛】本题考查学生对常用元件的认识，在学习中只要注意观察并加以记忆。9.通过电脑的USB接口不仅可以在电脑和各种数码产品之间传递数据，也可以为数码产品供电。现通过电脑的USB接口为一个阻值为10的电热鼠标垫供电，已知供电电流为0.5A，则此电热鼠标垫的发热功率是（ ）A. 50WB. 20WC. 5WD. 2.5W【答案】D【解析】【分析】已知电阻值与电流值，由公式即可求出此电热鼠标垫的发热功率；【详解】由公式得：，故ABC错误，D正确。【点睛】该题考查电功率的计算，已知电热鼠标垫的电阻值与通过电热鼠标垫的电流值，代入数据即可。10.空气中的负氧离子对于人的健康极为有益有的氧吧通常采用人工产生负氧离子使空气清新，从而使顾客愉悦其最常见的是采用电晕放电法，如图所示，一排针状负极和环形正极之间加上直流高压电，电压达5000V左右，使空气发生电离，从而产生二价负氧离子在负极后面加上小风扇，将大量负氧离子排出，使空气清新化，针状负极与环形正极间距离为5mm,且视为匀强电场，电场强度为E,电场对负氧离子的作用力为F，则（ ） A. E103 N/C，F1.610-16 NB. E106 N/C，F1.610-16 NC. E103 N/C，F3.210-13 ND. El06 N/C，F3.210-13 N【答案】D【解析】试题分析：匀强电场的场强E=N/C=106N/C，电场力F=qE=21.610-19106=3.210-13N故D对，A、B、C错误故本题选D考点：电场强度，电场力11.有一横截面积为S的铜导线，流经其中的电流为I，设每单位体积中有n个自由电子，电子的电量为q，此时电子的定向移动速率为v，在t时间内，通过导体横截面的自由电子数可表示为（ ）A. nvStB. nvtC. D. 【答案】AC【解析】【分析】根据电流的微观表达式，求出在t时间内通过导体横截面的自由电子的电量，每个电子的电量为，再确定通过导体横截面的自由电子的数目；【详解】根据电流的微观表达式，在t时间内通过导体横截面的自由电子的电量，则在时间内，通过导体横截面的自由电子的数目为，将代入得，故选项AC正确，选项BD错误。【点睛】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。12.如图所示，为示波器正常工作的示意图，电子经电压U1加速后以速度v0垂直进入偏转电场，离开电场时的偏转量是h两平行板间距离为d，电势差为U2，板长是l，为提高示波器的灵敏度h/U2(每单位电压引起的偏转量)可采用以下哪些方法（ ）A. 增大两板间电势差U2B. 尽可能使板长l短一些C. 尽可能使板距d小一些D. 使加速电压U1降低一些【答案】CD【解析】【分析】本题的关键是根据动能定理和类平抛运动规律求出示波管灵敏度的表达式，然后讨论即可求解；【详解】带电粒子加速时应满足：带电粒子偏转时，由类平抛规律得到：， 联立以上各式可得：，则：，故CD正确，AB错误。【点睛】本题是信息的给予题，根据所给的信息，找出示波管的灵敏度的表达式即可解决本题。13.传感器是把非电物理量（如高度、温度、压力等）的变化转换成电学量（如电压、电流、电容等）变化的一种元件，它在自动控制中有着广泛的应用如图是一种测定液面高度的电容式传感器的示意图金属棒与导电液体构成一个电容器，将金属棒和导电液体分别与直流电源的两极相连接，从电容C和导电液与金属棒间的电压U的变化就能反映液面的升降情况，即（ ）A. 电源接通，若此后电容C减小，反映h减小B. 电源接通，若此后电容C减小，反映h增大C. 电源接通再断开，若此后电压U减小，反映h减小D. 电源接通再断开，若此后电压U减小，反映h增大【答案】AD【解析】【分析】由图，金属棒与导电液体构成一个电容器，电源接通时，电容器的电压一定，电容C减小时，由电容的决定式分析电容减小时，h的变化，电源接通再断开，电容器的电量不变，电压减小，再由电容的定义式分析电容的变化，由电容的决定式分析h的变化；【详解】A、电源接通时，电容器的电压一定，若电容C减小时，金属棒与导电液的正对面积减小，所以h减小，故A正确，B错误；C、电源接通再断开，电容器的电量不变，电压减小，由公式分析可知，C增大，金属棒与导电液的正对面积增大，所以h增大，故C错误，D正确。【点睛】本题是电容器动态变化分析问题，根据电容的定义公式和电容的决定因素进行综合分析。14.如图在点电荷Q产生的电场中，虚线表示等势面，实线表示粒子（带正电）穿过电场时的轨迹，A、B为轨迹与两等势面的交点，则下列说法正确的是: A. Q可能是正电荷，也可能是负电荷B. 电势AB，粒子动能EkAEkBC. 电势AEPBD. 场强EAEkB【答案】D【解析】若带正电粒子无论从A运动到B，还是从B运动到A，最后都远离Q而去，说明Q和粒子的带电种类相同，即Q为正电荷，A错误，对于正电荷产生的电场，越远离电荷，电势越小，电场强度越弱，所以A点的电势小于B点的电势，正电荷从低电势运动到髙电势，需要克服电场力做功，所以粒子在A点的电势能小于在B点的电势能，所以粒子在A点的动能大于在B点的动能，BC错误，D正确。15. 如图为一匀强电场，某带电粒子从A点运动到B点在这一运动过程中克服重力做的功为2.0J，电场力做的功为1.5J则下列说法正确的是：（ ）A. 粒子带负电B. 粒子在A点的电势能比在B点少1.5JC. 粒子在A点的动能比在B点多0.5JD. 粒子在A点的机械能比在B点少1.5J【答案】CD【解析】【分析】在由A运动B的过程中，有两个力做功，一是重力做负功，一是电场力做正功，从运动轨迹上判断，粒子带正电，从A到B的过程中，电场力做正功为1.5J，所以电势能是减少的，A点的电势能要大于B点电势能，从A到B的过程中，克服重力做功2.0J，电场力做功1.5J，由动能定理可求出动能的变化情况，从A到B的过程中，做功的力有重力和电场力，应用能量的转化与守恒以及功能关系可比较AB两点的机械能；【详解】A、由运动轨迹上来看，垂直电场方向射入的带电粒子向电场的方向偏转，说明带电粒子受到的电场力与电场方向相同，所以带电粒子应带正电，故A正确；B、从A到B的过程中，电场力做正功，电势能在减少，所以在A点是的电势能要大于在B点时的电势能，故B错误；C、从A到B的过程中，克服重力做功2.0J，电场力做功1.5J，由动能定理可知，粒子在A点的动能比在B点多0.5J，故C错误；D、从A到B的过程中，除了重力做功以外，还有电场力做功，电场力做正功，电势能转化为机械能，带电粒子的机械能增加，由能的转化与守恒可知，机械能的增加量等于电场力做功的多少，所以机械能增加了1.5J，即粒子在A点的机械能比在B点少1.5 J，故D正确。【点睛】本题考查功能关系，要熟练掌握各种功和能的关系，在学习中注意掌握。二、实验题16.在“测定金属的电阻率”的实验中，某同学用伏安法测量阻值约为5 的电阻Rx，现备有下列器材： A电压表03 V，内阻10 k B电压表015 V，内阻50 k C电流表00.6 A，内阻0.05 D电流表03 A，内阻0.01 E滑动变阻器，020 F滑动变阻器，0100 G两节新的干电池H电键和导线若干。（1）要求较准确地测出其阻值，电压表应选_，电流表应选_，滑动变阻器应选_(填序号) （2）在方框内绘出较准确测量电阻Rx的实验电路图，并完成实物图的连接_，_。 【答案】 (1). A; (2). C; (3). E; (4). (5). 【解析】【分析】（1）仪器的选择注意安全性、精确性同时还要便于调节；（2）由于电压表的内阻远大于待测电阻的阻值，故选用安培表外接方式，同时滑动变阻器采用限流式接法；【详解】（1）由于两节新的干电池电动势为3V，故电压表用A；通过电阻的最大电流为：，则电流表用C；由于被测电阻约为5，故滑动变阻器为E时便于调节，同时误差较小；（2）由于电压表的内阻远大于待测电阻的阻值，故选用安培表外接方式，同时滑动变阻器采用限流式接法，原理图和实物图如图所示： 三、计算题17.如图所示，P为某静电场中的一点。若在P点放一带电量为q的点电荷A，它受到的电场力大小为F。问：（1）P点电场强度E为多大？（2）将点电荷A换成带电量为2q的点电荷B且仍置于P点，则B所受的电场力为多大？（3）若P点不放任何电荷，则此时P处的电场强度又为多大？【答案】(1) （2） （3） 【解析】【分析】大小由场强的定义式求出电场强度，根据求出电荷受到的电场力，电场强度是描述电场本身性质的物理量，不因试探电荷电量的改变而改变；【详解】（1）根据电场强度的定义式可知P点场强为：，方向水平向右；（2）根据电场强度定义式变形得到：，由于场强由电场本身的性质决定，与外界条件无关，故放入2q的点电荷时，其电场力大小为：；（3）场强由电场本身的性质决定，与外界条件无关，当P点不放任何电荷，P点场强不变，仍为，方向水平向右。【点睛】电场强度是描述电场本身性质的物理量，是电场中最重要的概念之一，关键要掌握其定义式和方向特征。18.如图所示，将一盏额定电压为8V，额定功率为16W的灯泡与一只线圈电阻为0.5的微型电动机并联后和电源相连，闭合开关S,灯泡刚好正常发光，电流表读数为4A,电动机正常运转。求：（1）电动机正常运转时的电流I为多少？（2）1s内电动机线圈上产生的热量Q是多少？（3）电动机的输出功率P是多少?（4）用此电动机提升质量为10kg的重物，重物匀速上升的速度v是多大？【答案】（1）2A（2）2J（3）14W（4）0.14m/s【解析】【分析】灯泡和电动机并联，它们的电压相同，根据灯泡的电流可以求得电动机的电流的大小，再求解电动机的热量，电动机的输出功率等于电动机总功率减去发热功率；【详解】（1）由于灯泡正常发光，则其电流为：则通过电动机正常运转的电流为：；（2）根据焦耳定律可知在1s内电动机线圈上产生的热量为：；（3）根据能量守恒可知电动机的输出功率为：；（4）重物匀速上升，则：，根据公式：代入数据得到：。【点睛】对于电功率的计算，一定要分析清楚是不是纯电阻电路，对于非纯电阻电路，总功率和发热功率的计算公式是不一样的。19.如图所示，在真空中有一与x轴平行的匀强电场，一电子由坐标原点O处以速度v0沿y轴正方向射入电场，在运动中该电子通过位于xoy平面内的A点，A点与原点O相距L，OA与x轴方向的夹角为，已知电子电量q = -1.610-19C，电子质量m = 910-31kg，初速度v0 = 1107m/s，O与A间距L = 10cm、=30。求匀强电场的场强方向和大小。 【答案】匀强电场的场强大小是3.9104V/m，方向沿x轴负方向【解析】试题分析：匀强电场方向平行于x轴，电子由坐标原点O处以速度v0沿y轴正方向射入电场，只受电场力作用，做类平抛运动由于电子带负电，电子要到达A点，电场力向右，电场强度方向必须沿x轴负方向运用运动的分解方法，根据竖直位移大小和速度求出时间，再研究水平方向，由水平位移和时间求出加速度，再由牛顿定律求出场强的大小解：由题，匀强电场方向平行于x轴，电子进入电场后类平抛运动，电子要到达A点，电场强度方向必须沿x轴负方向将电子的运动分解为：水平和竖直两个方向，水平方向电子做匀加速直线运动，竖直方向做匀速直线运动竖直方向：Lsin=v0t，得到t=水平方向：加速度a=，Lcos=将代入得E=代入解得E3.9104V/m，方向沿x轴负方向答：匀强电场的场强大小是3.9104V/m，方向沿x轴负方向【点评】本题是电场中偏转问题，与平抛运动相似，采用运动的合成与分解的方法处理基础题