1、陕西省西安市西安中学2019-2020学年高二物理上学期期中试题（含解析）一、选择题 （本大题共12小题，每小题 4 分，共 48分。第 1-8小题只有一个选项正确 ，第 9-12小题有多个正确选项。选不全得两分选错或不选不得分。）1. 如图所示，用丝绸摩擦过的玻璃棒和验电器的金属球接触，使验电器的金属箔片张开，关于这一现象下列说法正确的是()A. 两片金属箔片上带异种电荷B. 两片金属箔片上均带负电荷C. 金属箔片上有电子转移到玻璃棒上D. 将玻璃棒移走，金属箔片立即合在一起【答案】C【解析】自然界只存在两种电荷，正电荷和负电荷丝绸摩擦过的玻璃棒带正电；毛皮摩擦过的橡胶棒带负电用丝绸摩擦过的
2、玻璃棒带正电，即缺少电子，若将其接触验电器的金属球，此时两个箔片带同种电荷正电；在此过程中，一部分电子会从验电器向玻璃棒移动移走金属棒时，箔片仍带电，不会立即合在一起；故选C2. 两个带等量正电的点电荷，固定在图中P、Q两点，MN为PQ连线的中垂线，交PQ于O点，A点为MN上的一点。一带负电的试探电荷q，从A点由静止释放，只在静电力作用下运动。取无限远处的电势为零，则（）A. q由A向O的运动加速度先增大后减小B. q由A向O运动的过程电势能逐渐增大C. q运动到O点时的动能最大D. q运动到O点时电势能为零【答案】C【解析】【详解】A两等量正电荷周围部分电场线如图所示其中P、Q连线的中垂线M
3、N上，从无穷远到O过程中电场强度先增大后减小，但A点到O不一定是先增大后减小的，可能是一直减小，故A错误；B电场力方向与AO方向一致，电场力做正功，电势能逐渐减小，故B错误；CD从A到O做加速直线运动，在O点，场强为零，电场力为零，加速度为零，速度最大，动能最大，电势能最小，小于零，故C正确，D错误。故选C。3. 如图，悬挂在O点的一根不可伸长的绝缘细线下端有一个带电量不变的小球A.在两次实验中，均缓慢移动另一带同种电荷的小球B.当B到达悬点O的正下方并与A在同一水平线上，A处于受力平衡时，悬线偏离竖直方向的角度为，若两次实验中B的电量分别为q1和q2，分别为30和45.则为( )A. 2B.
4、 3C. 2D. 3【答案】C【解析】【分析】考查库仑力作用下的平衡问题。【详解】设A球的电荷量为q0，两次实验A球都受力平衡，库仑力：设A球的质量为m，对A球受力分析可得：两球之间的距离，其中L为线长，r为两球球心间的距离。联立上式解得：所以有：C正确。故选C。4. 图中A、 B、 C三点都在匀强电场中。已知，BC=20cm。把一个的正电荷从A移到B，电场力做功为零；从B移到C，电场力做功为，则该匀强电场的场强大小和方向是（）A. ，垂直AB斜向下B. ，垂直AC向右C. ，垂直AB斜向下D. ，垂直AC向右【答案】C【解析】【详解】由电场力做功的特点可知，AB两点电势相等，故AB为等势面；
5、因电场线与等势面相互垂直，故过C做AB的垂线，一定是电场线因从B到C由W=Uq可知，BC两点的电势差即C点电势高于B点的电势，故电场线垂直于AB斜向下；BC间沿电场线的距离d=BCsin60=0.173m可得电场强度为故C正确，ABD错误。故选C。5. 如图所示，一带电粒子在电场中沿曲线AB运动，从B点穿出电场，a、b、c、d为该电场中的等势面，这些等势面都是互相平行的竖直平面，不计粒子所受重力，则（）A. 该粒子一定带负电B. 此电场不一定是匀强电场C. 该电场电场线方向一定水平向左D. 粒子在电场中运动过程动能不断减少【答案】D【解析】【详解】AC等势面是竖直的，电场线与等势面垂直，故电场
6、方向一定是水平方向，由于不知道等势面电势的高低，故不能确定电场线方向是水平向左还是水平向右，因而不能确定粒子带何种电荷，AC错误；B由于等势面互相平行，因此该电场一定是匀强电场，B错误；D粒子受电场力一定沿电场线方向指向轨迹凹侧，由此可确定受电场力的方向一定水平向右，从A向B运动，电场力做负功，不计粒子所受重力，故粒子的动能不断减少，D正确。故选D。6. 有些材料沿不同方向物理性质不同，我们称之为各向异性如图所示，长方体材料长、宽、高分别为a、b、c，由于其电阻率各向异性，将其左右两侧接入电源时回路中的电流，与将其上下两侧接入该电源时回路中的电流相同，则该材料左右方向的电阻率与上下方向的电阻率
7、之比为A B. C. D. 【答案】C【解析】【详解】电流相等，则说明两种接法中电阻相等，根据电阻定律可得，故可得，C正确7. 一个T型电路如图所示，电路中的电阻R1=10，R2=120，R3=40，另有一测试电源，电动势为100V，内阻忽略不计，则（ ）A. 当cd端短路时，ab之间的等效电阻是128B. 当ab端短路时，cd之间的等效电阻是40C. 当ab两端接通测试电源时，cd两端的电压为80VD. 当cd两端接通测试电源时，ab两端的电压为80V【答案】C【解析】【详解】A当cd端短路时，ab间电路的结构是：电阻R2、R3并联后与R1串联，等效电阻为故A错误；B当ab端短路时，cd之间
8、电路结构是：电阻R1、R3并联后与R2串联，等效电阻为故B错误；C当ab两端接通测试电源时，cd两端的电压等于电阻R3两端的电压，有故C正确；D当cd两端接通测试电源时，ab两端的电压等于电阻R3两端的电压，为故D错误。故选C。8. 一只电炉的电阻丝和一台电动机线圈电阻相同，都为R，设通过它们的电流相同（电动机正常运转），则在相同时间内，下列说法错误的是 （）A. 电炉和电动机产生的热量相同B. 电动机消耗的功率大于电炉消耗的功率C. 电炉两端电压小于电动机两端电压D. 电炉和电动机两端电压相等【答案】D【解析】【详解】A电炉电路和电动机电路焦耳定律都适用。根据焦耳定律Q=I2Rt得，电炉和电
9、动机的电阻相同，电流相同，则在相同的时间内电炉和电动机产生的电热相等，故A正确，不符合题意；B电动机消耗的电能一部分转化为内能，另一部分转化为机械能，电炉消耗的电能全部转化为内能，而相等时间内它们产生的热量相等，则在相同的时间内，电动机消耗的电能大于电炉消耗的电能，电动机消耗的功率大于电炉消耗的功率，故B正确，不符合题意；CD设电流为I，则电炉两端电压U炉=IR电动机两端电压U机IR所以电动机两端电压大于电炉两端电压。故C正确，不符合题意；D错误，符合题意。故选D。9. 两个用相同材料制成的半径相等的带电金属小球，其中一个球的带电量的绝对值是另一个的5倍，它们间的库仑力大小是F，现将两球接触后
10、再放回原处，它们间库仑力的大小可能是（ ）A. B. C. D. 【答案】BD【解析】【详解】若两电荷同性，设一个球的带电量为Q，则另一个球的带电量为5Q，此时.若两电荷同性，接触后再分开，带电量各为3Q，则两球的库仑力大小.若两电荷异性，接触后再分开，两球电量的绝对值为2Q，此时两球的库仑力故BD正确，AC错误。故选BD.10. 如图所示，a、b是x轴上关于O点对称的两点，c、d是y轴上关于O点对称的两点，c、d两点分别固定一等量异种点电荷，带负电的检验电荷仅在电场力作用下从a点沿曲线运动到b点，E为第一象限内轨迹上的一点，以下说法正确的是A. c点的电荷带正电B. a点电势高于E点电势C.
11、 E点场强方向沿轨迹在该点的切线方向D. 检验电荷从a到b过程中，电势能先增加后减少【答案】BD【解析】试题分析：根据带负电的电荷的运动轨迹可知，c点的电荷带负电，d点的电荷带正电；ab两点电势相等且均为零，都高于E点电势；E点场强方向沿右下方；检验电荷从a到b过程中，电场力先做负功后做正功，电势能先增加后减少选项BD正确考点：等量异种电荷的电场分布；曲线运动的特征；电场力做功与电势能变化的关系11. 如图所示，R12，R210，R310，A、B两端接在电压恒定的电源上，则 ( )A. S断开时，R1与R2的功率之比为15B. S闭合时通过R1与R2的电流之比为21C. S断开与闭合两情况下，
12、电阻R1两端的电压之比为21D. S断开与闭合两情况下，电阻R2的功率之比为712【答案】AB【解析】【详解】AS断开时，R1与R2串联，功率，与电阻成正比，则功率之比为2:10=15，A对；BS闭合时，R2和R3电阻相等，则分得的电流相等，R1在干路，所以通过R1与R2的电流之比为21，B对；CS断开与闭合两情况下，电阻R1两端的电压之比，C错；DS断开与闭合两情况下，电阻R2的功率 ，之比为49:36,D错。故选AB。12. 如图甲所示，两平行金属板竖直放置，左极板接地，中间有小孔右极板电势随时间变化的规律如图乙所示电子原来静止在左极板小孔处，若电子到达右板的时间大于T，(不计重力作用)下
13、列说法中正确的是( )A. 从t0时刻释放电子，电子可能在两板间往返运动B. 从t0时刻释放电子，电子将始终向右运动，直到打到右极板上C. 从t时刻释放电子，电子可能在两板间往返运动，也可能打到右极板上D. 从t时刻释放电子，电子必将打到左极板上【答案】B【解析】【详解】AB.分析电子在一个周期内的运动情况，从时刻释放电子，前内，电子受到的电场力向右，电子向右做匀加速直线运动后内，电子受到向左的电场力作用，电子向右做匀减速直线运动；接着周而复始，所以电子一直向右做单向的直线运动，直到打在右板上，故A错误，B正确C.分析电子在一个周期内的运动情况；从 时刻释放电子，在内，电子向右做匀加速直线运动
14、；在内，电子受到的电场力向左，电子继续向右做匀减速直线运动，时刻速度为零；在内电子受到向左的电场力，向左做初速度为零的匀加速直线运动，在内电子受到向右的电场力，向左做匀减速运动，在 时刻速度减为零；接着重复电子到达右板的时间大于T，电子在两板间振动，不能打到右极板上，故C错误D.用同样的方法分析从时刻释放电子的运动情况，电子先向右运动，后向左运动，由于一个周期内向左运动的位移大于向右运动的位移，所以电子最终一定从左极板的小孔离开电场，即不会打到左极板，故D错误二、填空题（本大题共3小题，每空3分，共21分。）13. 两平行金属板相距为d，电势差为U。一质量为m，电荷量为e的电子，从靠近左极板的
15、O点沿垂直于极板的方向射岀，最远到达A点，OA=L，如图所示，则此电子具有的初动能是_。【答案】Ek0=【解析】【详解】1设出电子的初动能Ek0，末动能为零，极板间的电场根据动能定理-eEL=0-Ek0解得14. 如图所示，用电池对电容器充电，电路a、b之间接有一灵敏电流表，两极板之 间有一个电荷q处于静止状态。现将两极板的间距变大，则电荷将向_（填上或者下）加速运动，电流表中将有从_（填“a到b”或“b到a”）的电流。 【答案】 (1). 下 (2). b到a【解析】【详解】1将两极板的间距变大，而电容器的电压不变，板间场强减小，电荷q所受的电场力F=Eq减小，电荷将向下加速运动。2根据电容
16、的决定式可知电容减小，电容器的电压U不变，由电容的定义式析得知，电容器的电量减小，电容器放电，而电容器上极板带正电，则电流表中将有从b到a的电流。15. 如图所示的电路中，小量程电流表G的内阻Rg=100，满偏电流Ig=1 mA， R1=900， R2=，则当S1和S2均断开时，改装成的电表是_（填电流表或电压表），量程为_；当S1和S2均闭合时，改装成的电表是_（填联表或 电压表），量程为_。【答案】 (1). 电压表 (2). 1V (3). 电流表 (4). 1A【解析】【详解】12由图示电路图可知，当S1和S2均断开时，G与R1串联，此时为电压表，改装后电压表量程为34由图示电路图可知
17、，当S1和S2均闭合时，G与R2并联，此时为电流表，改装后电流表量程为三、计算题（本大题共4小題，共31分。解答题应写出必要的文字说明、方程式和重要演算过程，只写 出最后答案的不得分。有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位。）16. 如图所示的匀强电场中，有A、B、C三点，AB=5cm，BC=12cm，其中AB沿电场方向，BC和电场方向成60角。一个电荷量为q=410-8C的正电荷从A移到B，电场力做功为W1=1.210-7J。求：(1)匀强电场的电场强度E的大小；(2)该电荷从B到C，电荷的电势能改变多少？【答案】(1)60N/C；(2)减少1.4410-7J【解析】【详解】(1)根据
18、W1=qEAB可知，该电场的电场强度大小为(2)该电荷从B到C，电场力做功为W2=qEBCcos60代入数据，整理得W2=1.4410-7J电场力做功等于电势能的减小量，因此电势能减少1.4410-7J。17. 如图所示，有一水平向左的匀强电场，场强为，一根长、与水平方向的夹角为的光滑绝缘细直杆MN固定在电场中，杆的下端M固定一个带电小球A，电荷量；另一带电小球B穿在杆上可自由滑动，电荷量，质量。现将小球B从杆的上端N静止释放，小球B开始运动。（静电力常量，取，）求：(1)小球B开始运动时的加速度为多大？(2)小球B速度最大时，与M端的距离r为多大？【答案】(1)a3.2 m/s2；(2)r0
19、.9 m【解析】【详解】(1)开始运动时小球B受重力、库仑力、杆的弹力和电场力，沿杆方向运动，由牛顿第二定律得解得(2)小球B速度最大时合力为零，即解得18. 如图所示为用电动机提升重物的装置，电动机线圈的电阻r=l，电动机两端的电压U=5V，电路中的电流I=1A，物体A重G=20N，不计摩擦力，求(1)电动机线圈电阻上消耗的热功率；(2)这台电动机的机械效率。【答案】(1)1W；(2)80%【解析】【详解】(1)电动机线圈电阻上消耗的热功率(2)输入功率为输出功率为机械效率19. 如图所示，虚线左侧有一场强为E1=E匀强电场，在两条平行的虚线MN和PQ之间存在着宽为L、电场强度为E2 =2E
20、的匀强电场，在虚线PQ右侧距PQ为L处有一与电场E2平行的屏。现将一电子（电荷量为e，质量为m，重力不计）无初速度地放入电场E1中的A点，最后电子打在右侧的屏上，A点到MN的距离为，AO连线与屏垂直，垂足为O，求：(1)电子从释放到打到屏上所用的时间；(2)电子刚射出电场E2时的速度方向与AO连线夹角的正切值；(3)电子打到屏上的点到点O的距离x。【答案】(1)；(2)2；(3)3L【解析】【详解】(1)从A点到MN的过程中，由动能定理得解得电子在电场E1中做初速度为零的匀加速直线运动，设加速度为a1，时间为t1，由牛顿第二定律和运动学公式得则时间t1为从MN到屏的过程中运动的时间为运动的总时间为(2)设电子射出电场E2时沿平行电场线方向的速度为vy，根据牛顿第二定律得，电子在电场中的加速度为运动时间则竖直方向速度为所以夹角为(3)如图电子离开电场E2后，将速度方向反向延长交于E2场的中点，由几何关系知解得
