1、北京市昌平区新学道临川学校2020-2021学年高二物理上学期期中试题（含解析）考试时间90分钟 总分100分第I卷（选择题）一、单项选择题（共15小题，每小题3分，共45分。在每小题给出的四个选项中，只有一个选项正确）1. 关于库仑定律，下列说法正确的是( )A. 库仑定律适用于点电荷，点电荷其实就是体积很小的球体B. 根据F=Kq1q2/r2，当两点电荷间的距离趋近于零时，电场力将趋向无穷大C. 若点电荷q1的电荷量大于q2的电荷量，则q1对q2的电场力大于q2对q1的电场力D. 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以忽略时，这两个带电体才可以看成点电荷【答案】D【解析】
2、【详解】AD、库仑定律适用于点电荷，当带电体的距离比它们自身的大小大得多，以至带电体的形状、大小及电荷的分布状况对它们之间的作用力影响可以忽略时，可以看成点电荷，而不是只有体积很小的带电体才能看成是点电荷，也不是体积很大的带电体一定不能看成点电荷，故选项D正确，A错误；B、当两个点电荷距离趋于0时，两带电体已不能看出点电荷了，库仑定律的公式不适用，故电场力并不是趋于无穷大，故选项B错误；C、对的电场力与对的电场力是一对相互作用力，它们大小相等，方向相反，与点电荷、所带的电荷量无关，故选项C错误；2. 如图，静电场中的一条电场线上有M、N两点，箭头代表电场的方向，则（ ）A. M点的电势比N点的
3、低B. M点的场强大小一定比N点的大C. 电子在M点的电势能比在N点的低D. 电子在M点受到的电场力大小一定比在N点的大【答案】C【解析】【详解】顺着电场线电势逐渐降低，可知M点的电势比N点的高，选项A错误；一条电场线不能确定疏密，则不能比较MN两点场强的大小，也不能比较电子在MN两点受电场力的大小，选项BD错误；负电荷在高电势点的电势能较低，选项C正确；3. 根据电荷守恒定律，使两个相同的金属球A、B分别带+5q和-q的电荷，把它们接触后分开，则A带电量为（ ）A. -4qB. +2qC. +4qD. -2q【答案】B【解析】【详解】根据两个相同的带点金属球接触再分开后带电的原则是先中和再平
4、分可知：接触分开后A的带电量为：，故选项B正确4. 如图所示，电荷量为和的两个点电荷分别位于点和点。已知在连线上某点处的电场强度为零，且。则（）A. B. C. D. 【答案】B【解析】【详解】ABCD已知在P、Q连线上某点R处的电场强度为零，依据同种电荷相斥，异种电荷相吸，再结合矢量的合成法则，则两点电荷带有同种电荷；再根据点电荷的电场强度公式得因解得故选B。5. 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
5、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【答案】D【解析】【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=Eq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；6. 下列说法中，正确的是：（）A. 由E=知电场中某点的电场强度E与F成正比B. 由公式可知电场中某点的电势与q成反比C. 由Uab=ED可知，匀强电场中的任意两点a、b间的距离越大，则两点间的电势差也一定越大D. 公式C=，其中电容器的电容C与
6、电容器两极板间电势差U无关【答案】D【解析】【详解】A公式是电场强度的定义式， 采用比值法定义，E与F、q无关，由电场本身决定，A错误；B公式是电势的定义式，采用比值法定义， 与Ep、q无关，由电场本身决定，B错误；C由可知，匀强电场中的任意两点a、b间沿电场方向的距离越大，两点间的电势差才一定越大，C错误；D公式C=是定义式，电容C与电容器带电量Q和两极板间电势差U无关，由电容器本身决定，D正确。故选D。7. 在如图所示的四种电场中，A和B两点电场强度相同的是（）A. B. C. D. 【答案】C【解析】【详解】A图中A、B两点在以负电荷为圆心的同一个圆上，电场强度的大小相同，方向不同，A错
7、误；BA处电场线比B处密，所以A点的电场强度比B点的大，B错误；C该电场是匀强电场，A、B两点电场强度大小和方向都相同，C正确；DA处电场线比B处稀，所以A点的电场强度比B点的小，D错误。故选C。8. 如图所示，实线是一簇未标明方向的电场线，虚线是某一带电粒子通过该电场区域时的运动轨迹，a、b 是轨迹上的两点若带电粒子在运动中只受电场力的作用，对于 a，b 两点下列判断正确的是（ ）A. 电场中 a 点的电势较高B. 带电粒子在 a 点的动能较小C. 带电粒子在 a 点的加速度较大D. 带电粒子一定带正电【答案】C【解析】【详解】A根据图中轨迹分析，粒子轨迹向左弯曲，说明粒子在a、b两点受电场
8、力沿电场线向左，但电场线方向不明，故无法判断电势高低，A错误B从a到b的过程中，根据轨迹弯曲方向与粒子速度方向的关系分析可知：如果粒子从a运动到b电场力做负功，动能减少，a点动能大；如果粒子从b运动到a，电场力做正功，动能增大，a点动能大所以粒子在a点动能大C根据电场线疏密可判断a处场强大于b处场强，由牛顿第二定律得：，场强大的地方，粒子加速度大，所以带电粒子在a点的加速度较大，C正确D结合选项A的分析，由于电场线的方向未知，无法判断粒子带电的正负，D错误9. 如图所示，以两等量异种点电荷连线的中点O为圆心画圆，在圆上有a、b、c、d四点，b、d两点在两电荷连线的垂直平分线上，下列说法正确的是
9、（）A. a点的电场强度大于c点的电场强度B. b、d两点的电场强度大小相等、方向相同C. 负电荷在a点的电势能大于在c点的电势能D. 将正电荷由b点沿直线移到d点，其受到的电场力先做负功后做正功【答案】B【解析】【详解】A、两点关于点对称，根据场强的叠加法则可知，、两点的电场强度大小相等，方向相同，A错误；B、两点关于点对称，且在两电荷连线的垂直平分线上，根据场强的叠加法则可知，、两点的场强大小相同，方向均水平向右，B正确；C沿电场线方向电势降低，所以，电荷带负电，根据可知C错误；D将正电荷由b点沿直线移到d点，电场力方向始终与速度方向垂直，电场力不做功，D错误。故选B。10. 图甲中AB是
10、某电场中的一条电场线。若将一负电荷从A点处由静止释放，负电荷仅在静电力作用下沿电场线从A到B运动过程中的速度时间图像如图乙所示。关于A、B两点的电势高低和场强大小关系，下列说法中正确的是（）A. AB，EAEBB. AB，EAEBC. AEBD. AB，EAEB【答案】C【解析】【详解】负电荷从A由静止释放（初速度为0）后，能加速运动到B，说明负电荷受到的静电力方向从A指向B，那么电场方向就是由B指向A，由于沿电场线方向电势逐渐降低，所以A、B两点的电势关系是AEB，故C正确，ABD错误。故选C。11. 如图，电源电动势为E，内电阻为r，、为小灯泡（电阻均不变），R1为定值电阻，R2为光敏电阻
11、，R2阻值的大小随照射光强度的增强而减小。闭合开关S后，将照射R2的光强度增强，则（）A. 变亮B. 变暗C. R1两端的电压将增大D. 电路的路端电压将增大【答案】A【解析】【详解】将照射R2的光强度增强，则R2阻值减小，电路总电阻减小，总电流变大，路端电压减小，L1的电流变大，则L1变亮；因为则并联支路的电压减小，则R1两端的电压将减小，因则L2电流变大，即L2变亮。故选A。12. 日常生活中，在下列电器中，哪些属于纯电阻用电器？（ ）A. 电扇和电吹风B. 空调和电冰箱C. 电烙铁和电热毯D. 电解槽【答案】C【解析】电扇和电吹风不只发热，部分电阻转化为机械能，故是非纯电阻电器，A错误；
12、空调和电冰箱都有机械功的输出，故是非纯电阻电器，B错误；电烙铁和电热毯只发热没有机械功的输出，故是纯电阻电器，C正确；电解槽不是只发热，还有其他形式能量的转化，D错误13. 如图为滑动变阻器的示意图，A、B、C、D为4个接线柱，当滑动片P由C向D移动时，若要使变阻器接入电路的电阻由大变小，应将电阻器的哪两个接线柱连入电路A. A和BB. A和DC. B和CD. C和D【答案】B【解析】【详解】A.接入A和B时，当滑动片P由C向D移动时，接入电路电阻始终为总电阻，不变，故A错误B. 接入A和D时，当滑动片P由C向D移动时，接入电路电阻变小，故B正确C. 接入B和C时，当滑动片P由C向D移动时，接
13、入电路电阻变大，故C错误D. 接入C和D时，当滑动片P由C向D移动时，接入电路电阻始终为零，不变，故D错误14. 如图所示是某电源的路端电压与电流的关系图象，下列结论错误的是A. 电源的电动势为6.0 VB. 电源的内阻为2 C. 电源的短路电流为0.5 AD. 当外电阻为2 时电源的输出功率最大【答案】C【解析】【分析】电源的路端电压与电流的关系图象中应明确：图象与纵坐的交点为电源的电动势；但与横坐标的交点可能不是短路电流，要根据对应的纵坐标进行分析；图象的斜率表示电源的内阻【详解】因该电源的U-I图象的纵轴坐标并不是从零开始的，故纵轴上的截距虽为电源的电动势，即E=6.0V，但横轴上的截距
14、0.5A并不是电源的短路电流，且内阻应按斜率的绝对值计算，即，当外电阻与电源内阻相等时，电源输出功率最大，本题选不正确的，故应选：C【点睛】对于电源的U-I图象要注意认真观察其坐标的设置，本题中由于纵坐标不是从零开始的，故图象与横坐标的交点不是短路电流15. 如图所示的电路中，电源电动势为，内阻为当开关闭合后，小型直流电动机和指示灯恰都能正常工作，已知指示灯的电阻为，额定电流为，电动机的线圈电阻为，则下列说法中正确的是（ ） A. 电动机的额定电压为B. 电动机的输出功率为C. 电源的输出功率为D. 整个电路的热功率为【答案】CD【解析】【详解】A电动机的额定电压为：故A错误；B电动机的输出功
15、率为电动机的总功率减去内部电阻热功率，并不等于内部电阻热功率，故B错误；C电源的总功率为：，电源内阻热功率为：，电源的输出功率等于电源总功率减去电源内阻热功率为，故C正确；D整个电路中的热功率为电路中所有电阻消耗的热功率为：故D正确故选CD。二、多项选择题（本题共5个小题，每小题4分，共20分。在每小题给出的四个选项中，有多个选项符合题目要求。全部选对得4分，选对但不全得2分，有错误或者不选的得0分。）16. 对一电容器充电时电容器的电容C，带电荷量Q，电压U之间的关系图象如下图所示，其中正确的是( )A. B. C. D 【答案】CD【解析】试题分析：电容是电容器本身的一种特性，与带电荷量、
16、电压无关，故A、B错误、C正确；根据电容的定义可知，带电荷量，所以选项D正确；考点：平行板电容器17. 如图,电荷量之比为的带电粒子A、B以相同的初速度从同一点出发,沿着与电场方向垂直的方向射入平行板电容器中,分别打在C、D两点,若,忽略粒子重力的影响,则A. A和B在电场中运动的时间之比为B. A和B运动的加速度大小之比为C. A和B的质量之比为D. A和B的位移大小之比为【答案】AB【解析】【分析】先根据水平方向的运动得出时间之比，再根据竖直方向的运动得出加速度之比，最后利用牛顿运动定律解决剩余选项即可【详解】D.因为两粒子轨迹落点不同，所以位移不同，故D错误A.由于重力，只在电场力作用下
17、，粒子做类平抛运动，水平方向做匀速直线运动，由题可知，水平位移之比为，所以时间之比也为，A正确B.粒子在竖直方向做初速度为零的匀加速运动，由于两粒子竖直位移之比为，根据公式可知A和B运动的加速度大小之比与B在电场中运动的时间的平方之比成反比，即 ,故B正确C.由牛顿第二定律可得：则有可知 , ,故质量之比为 ,所以C选项错误故选AB【点睛】本题考查学生对粒子在仅受电场力作用下做类平抛运动的相关知识点，要求学生对运动原理清晰，公式熟悉，对物理量之间的正反比有熟练的计算能力18. 在如图所示的4种情况中，a、b两点的场强相同，电势不同的是（）A. 带电平行板电容器两极板间的a、b两点B. 离点电荷
18、等距的a、b两点C. 达到静电平衡时导体内部的a、b两点D. 两个等量异种电荷连线上，与连线中点O等距的a、b两点【答案】AD【解析】【分析】电势是标量，电场强度是矢量，标量只要大小相等，标量就相等，而矢量，大小、方向均相同，矢量才相同根据电场线的分布判断【详解】a、b处于匀强电场中，场强相同，电势不同，沿着电场线电势逐渐降低，a点电势高于b点电势，即a、b两点电势不等，故A正确；a、b处于同一等势面上，电势相等，而电场强度方向不同，故电场强度不同，故B错误处于静电平衡状态下的金属内部a，b两点，电场强度均为零，整个导体是等势体，电势相等，故C错误；根据电场线的分布情况可知a、b 两点场强相同
19、，a、b间的电场线从正电荷到负电荷，沿着电场线电势逐渐降低，故a、b两点电势不等，故D正确；故选AD【点睛】对于典型的电场的电场线分布要掌握，抓住特点，有助于解答关于电场强度、电势高低判断的问题19. 图中虚线是某电场中的一簇等势线。两个带电粒子从P点均沿等势线的切线方向射入电场，粒子运动的部分轨迹如图中实线所示。若粒子仅受电场力的作用，下列说法中正确的是（）A. a点的电势比b点的电势低B. 两个带电粒子电性必定相反C. 粒子从P运动到a的过程中，电势能减小D. 粒子从P运动到b的过程中，电势能减小【答案】BCD【解析】【详解】A由等势面的分布可知，该电场是点电荷产生的，但不知道点电荷的电性
20、，无法判断a、b两点的电势，故A错误；B根据轨迹的弯曲方向可知，a粒子受到中心点电荷的斥力，而b粒子受到中心电荷的引力，说明a粒子与中心点电荷的电性相同，b粒子与中心点电荷的电性相反，故两个带电粒子电性必定相反，故B正确；C粒子从P运动到a的过程中，电场力做正功，动能增大，电势能减小，故C正确；D粒子从P运动到b的过程中，电场力做正功，动能增大，电势能减小，故D正确。故选BCD。20. 如图所示为多用电表欧姆挡的原理图，表头内阻为Rg，调零电阻的最大阻值为 R0，电池的电动势为E,内阻为r则下列说法中正确的是（ ）A. 它是根据闭合电路欧姆定律制成的B. 欧姆挡对应的“”刻度一般在刻度盘的右端
21、C. 接表内电池负极的应是红表笔D. 调零后刻度盘的中心刻度值是r+ Rg + R0【答案】AC【解析】【详解】A在两个表笔间接入一个待测电阻，可得所以可知其根据闭合电路欧姆定律制成的，A正确B当电流为满偏电流时，接入的电阻为0，当不接入电阻时，电流为0，所以欧姆挡对应的“”刻度一般在刻度盘的左端B错误C欧姆表的表笔接法满足的规律是电流从红表笔进，黑表笔出，所以内电池的负极对应的是红表笔，C正确D刻度盘的中心刻度对应的电阻为欧姆表的内阻，调零电阻的阻值应为实际接入的阻值，不是最大阻值，D错误第II卷（非选择题）三、实验题（每空2分，共14分）21. 某同学做“描绘小灯泡伏安特性曲线”的实验。已
22、选用的器材有；电池组E（电动势3.0V），小灯泡L（额定功率1W，额定电流0.5A），电流表（00.6A），开关和导线若干。(1)实验中电压表应选用_；滑动变阻器应选用_。（选填相应器材前的字母）A电压表（03V） B电压表（015V）C滑动变阻器（05） D滑动变阻器（050）(2)该同学设计了如图1所示实验电路。图2是实验器材实物图，图中已连接了部分导线。请根据图1所示的实验电路，补充完成图2中实物间的连线_。【答案】 (1). A (2). C (3). 【解析】【详解】(1)12由于电池组E电动势为3.0V，故电压表选A2由于灯泡的电阻约为由电路图可知，为了操作方便，滑动变阻器应选用C
23、(2)3滑动变阻器采用分压器接法，电流表外接，如图所示22. 某同学用如下器材来测定一节干电池的电动势和内电阻干电池（电动势约为1.5V，内阻小于1.0） 电压表V（03V，内阻约为3k）电流表A（00.6A，内阻约为0.1） 滑动变阻器R1（010，10A）滑动变阻器R2（01000，1A） 开关、导线若干(1)该同学设计了如图甲所示的电路图，在闭合开关前应该把滑动变阻器滑片滑动端_（填“a”“b”）。(2)为了操作方便且能够较准确地进行测量，其中应选用的滑动变阻器是_（填写仪器字母代号）。(3)如图乙为该同学根据实验数据绘出的U-I图线，由图线可求得被测电池的电动势E=_V，内阻r=_。（
24、结果保留两位小数）【答案】 (1). a (2). R1 (3). 1.47 (4). 0.72【解析】【详解】(1)1 由图示电路图可知，滑动变阻器采用限流接法，为保护电路安全，在闭合开关前应该把滑动变阻器滑片滑到a端；(2)2 为了操作操作方便且能较准确地进行测量，其中应选用的滑动变阻器是R1；(3)34 由根据闭合电路的欧姆定律有 由图可知电动势测量值E测=1.47V，电源内阻四、计算题（本题含2小题，共21分。解答应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤，只写出最后答案的不能得分。有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位）23. 如图所示，在水平向右的匀强电场中，有一电荷量为q=
25、 -410-7C的负点电荷从A点运动到B点，电场力做功为WAB=3.210-6J，AB间距离L=4m，与水平方向夹角为 ；求：（1）电荷的电势能是增加还是减少？增加（减少）了多少？（2）B、A间电势差UBA是多少？（3）电场强度E是多大？（4）如果A点电势为-4V，求B点的电势为多大？电荷量q= 4106C的正电荷在A点具有的电势能是多少？【答案】（1）电荷的电势能减少 3.210-6J（2）8V（3）（4）B=4V 【解析】【详解】（1）负电荷从A运动到B电场力做正功 3.210-6J，则电荷的电势能减少，减少了3.210-6J（2）AB间电势差则UBA= - UAB=8V（3）匀强电场的电
26、场强度（4）因UAB=A-B =-8V；A=-4V，则B=4V电荷量q的正电荷在A点具有的电势能为24. 如图所示，A、B是位于竖直平面内、半径R=0.5m圆弧形的光滑绝缘轨道，其下端点B与水平绝缘轨道平滑连接，整个轨道处在竖直向下的匀强电场中，电场强度N/C。今有一质量为m=0.1kg、带电荷量C的小滑块（可视为质点）从A点由静止释放。若已知滑块与水平轨道间的动摩擦因数，取g=10m/s2，求：(1)小滑块经过圆弧形轨道最低点B时对B点的压力；(2)小滑块在水平轨道上离开B点的最远距离。【答案】(1)4.2N；(2)10m【解析】【详解】（1）滑块从A到B的过程中，滑块受竖直向下的重力，竖直向下的电场力，沿圆轨道半径指向圆心方向的支持力，只有重力和电场力做功，由动能定理得在B点物块受竖直向向下的重力，竖直向下的电场力，竖直向上的支持力，由圆周运动向心力方程得其中滑块对B点的压力为，由牛顿第三定律可知联立以上各式解得N（2）小滑块在水平地面上受竖直向下的重力，竖直向下的电场力，竖直向上的支持力N，水平向左的滑动摩擦力，从B点开始向右做初速度为，末速度为0的减速运动，对这个过程用动能定理得其中此时小物块在竖直方向受力平衡得联立以上各式解得m所以，小滑块在水平轨道上离开B点的最远距离为10m。
