1、北京市清华附中朝阳学校2020-2021学年高二物理上学期期中试题(含解析)一、单选题(每小题3分,共42分)1. 下列属于防范静电的是( )A. 避雷针B. 喷涂C. 静电复印D. 静电除尘【答案】A【解析】【详解】A避雷针是为了导走房屋静电,防止带电云层打雷击中,属于静电防范,故A正确;B喷涂时利用高压静电电场,使带负电的涂料微粒沿着电场相反的方向定向运动,并将涂料吸附在工件表面的喷涂方法,属于静电的利用,故B错误;C复印机复印文件资料,属于静电利用,故C错误;D静电除尘利用的是除尘器中的空气被电离,烟雾颗粒吸附电子而带负电,颗粒向电源正极运动,属于静电利用,D错误2. 关于库仑定律,下列
2、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最小的带电体B. 根据,当两个带电体间的距离趋近于零时,库仑力将趋向无穷大C. 带电荷量分别为Q和3Q的点电荷A、B相互作用时,B受到的静电力是A受到的静电力的3倍D. 库仑定律的适用条件是:在真空中和静止的点电荷【答案】D【解析】【详解】A如果带电体的形状、大小以及电荷分布对所研究问题的影响可以忽略不计,则可将它看做点电荷,故A错误;B两个带电体间的距离趋近于零时,带电体已经不能看成点电荷了,不再适用,故B错误;C根据牛顿第三定律得,B受到的静电力和A受到的静电力大小相等,故C错误;D库仑定律的适用条件是:真空和静止点电荷,故D正
3、确。故选D。3. 某静电场的电场线分布如图所示,图中P、Q两点的电场强度的大小分别为EP和EQ,电势分别为P和Q,则()A. EPEQ,PQB. EPEQ,PQC. EPQD. EPEQ,PQ【答案】A【解析】【分析】本题考查电场线和电势【详解】据题意,从上图可以看出,P点所在位置电场线较密集,该位置电场强度也较大,则有:,沿电场线方向电势降低,则P点电势较高,有: 4. 下列关于电容器及其电容的叙述正确的是()A. 任何两个彼此绝缘而又相互靠近的导体,就组成了电容器,跟这两个导体是否带电无关B. 电容器所带的电荷量是指每个极板所带电荷量的代数和C. 电容器的电容与电容器所带电荷量成反比D.
4、一个固定电容器的电荷量增加时,两板间电压升高10 V,则电容器的电容无法确定【答案】A【解析】【详解】A.电容器既然是储存电荷的容器,它里面有无电荷不影响其储存电荷的能力,A符合题意;B.电容器所带的电荷量指任一极板电荷量的绝对值,B不符合题意;C.电容器的电容由电容器结构决定,不随带电荷量的变化而变化,C不符合题意;D.由 可求电容器的电容,D不符合题意5. 关于电流的概念,下列说法正确的是( )A. 通过导体横截面的电荷量越多,电流越大B. 电子的定向移动速率越大,电流越大C. 电场的传导速率越大,电流越大D. 单位时间内通过导体横截面的电荷量越多,导体中的电流越大【答案】D【解析】【详解
5、】A.根据电流的定义式可知,通过导体横截面的电荷量越大,导体中的电流不一定大,还要看时间长短,故A错误;B.根据电流的微观表达式可知,电子的定向移动速率越大,电流不一定越大,故B错误;C.传导速率是电场形成的速率,大小为光速,与电流无关,故C错误;D.用单位时间内通过导体横截面的电荷量来表示电流的强弱,叫作电流,所以电流越大,单位时间内通过导体横截面的电荷量就越多,故D正确6. 如图所示,虚线a、b、c代表电场中的三条电场线,实线为一带负电的粒子仅在电场力作用下通过该区域时的运动轨迹,P、R、Q是这条轨迹上的三点,由此可知A. 带电粒子在P点时的电势能比在Q点时的电势能大B. 带电粒子在P点时
6、的加速度大小小于在Q点时的加速度大小C. 带电粒子在P点时的速度大小大于在Q点时的速度大小D. 带电粒子在R点时的动能与电势能之和比在Q点时的小,比在P点时的大【答案】C【解析】【详解】A以b电场线为例,结合曲线运动轨迹、速度、合外力三者位置关系,可知该粒子在b电场线处受到的电场力向右,又由于粒子带负电,所以该处电场强度向左,所以P点电势大于Q点电势,所以粒子在P点电势能小于Q点A错误BP点电场线比Q点密集,所以P点加速度大于Q点B错误C从P到Q电场力做负功,所以P点动能大于Q点,因此P点速度大于Q点,C正确D因为全程只受电场力,所以动能和电势能之和是定值,D错误7. 如图所示,M、N为两个等
7、量同种电荷,在其连线的中垂线上的P点放一静止的点电荷q(负电荷),不计重力,下列说法中正确的是()A. 点电荷在P点受力方向沿OP连线向上B. 点电荷运动到O点时加速度为零C. O点电场强度方向与P点相同D. 点电荷在从P到O的过程中,加速度越来越大【答案】B【解析】【详解】A由于点电荷带负电,分析可知,点电荷在P点受力方向沿OP连线向下,A错误;B点电荷运动到O点时,所受的电场力为零,则加速度也为零,B正确;C分析可知,O点场强为零,无方向,P点的场强方向沿OP连线向上,不相同,C错误;D从O向上到无穷远处,电场强度先增大后减小,所以从P到O的过程中,电场强度可能先增大后减小,也可能一直减小
8、,所以加速度变化不能确定,D错误。故选B。8. 某兴趣小组探究发现导电液体电阻变化规律与金属电阻相同.如图所示,将横截面积之比为3:5,长度相同的两段玻璃管注满相同的盐水,封闭构成盐水柱a和b并联接入电路中,忽略温度对电阻的影响,则下列说法正确的是A. 盐水柱a和b电阻之比为3:5B. 通过盐水柱a和b电流之比为3:5C. 盐水柱a和b中自由电荷移动速率之比3:5D. 电路稳定时盐水柱中电场强度处处为零【答案】B【解析】【详解】A.根据电阻定律可知,横截面积之比为3:5,电阻之比为5:3,故A错误;B.两个导体两端的电压相同,由欧姆定律得电流之比为3:5,故B正确;C.由电流的微观表达式I=n
9、esv,结合电流与横截面积关系可知电荷移动速率之比1:1,故C错误;D.导体中自由电荷在电场力作用下沿力的方向定向运动形成持续电流,电场强度不为零,故D错误.9. 如图所示是某导体的IU图线,图中45,下列说法正确的是( )A. 该导体的电阻与其两端的电压成正比B. 此导体可能是半导体C. IU图线的斜率表示电阻的倒数,所以R1.0D. 在该导体两端加6.0V电压时,每秒通过导体截面的电荷量是3.0C【答案】D【解析】【详解】A.由图可知,电流随着其两端的电压的增大而增大,故电流与其两端的电压成正比,电阻不变,故A错误;BC.由图可知,得导体的电阻为=2.0,且保持不变,不是半导体,故BC错误
10、;D.在导体两端加6.0V的电压时,电路中电流A,则每秒通过电阻的电荷量为q=It=3.01=3.0C;故D正确10. 如图,用与水方向成角的拉力F拉动木箱,使它从静止开始沿粗糙水平面运动时间t木箱受到的重力mg、拉力F、支持力N和摩擦力的冲量大小分别为A. 拉力的冲量大小为B. 重力的冲量大小为0C. 支持力的冲量大小为0D. 摩擦力的冲量大小为【答案】D【解析】【详解】根据冲量的定义可知,拉力的冲量大小为,故A错误;重力的冲量大小为mgt,故B错误;支持力的冲量大小为Nt,故C错误;摩擦力的冲量大小为,故D正确所以D正确,ABC错误11. 一个大人和一个小孩面对面站在光滑的冰面上,都处于静
11、止状态,某时刻小孩沿水平方向用力推了大人一下,结果两人向相反方向滑去已知大人的质量大于小孩的质量,则下列说法正确的是A. 小孩受到的冲量较大B. 大人受到的冲量较大C. 小孩运动的速度较大D. 大人运动的速度较大【答案】C【解析】两人组成的系统,初状态总动量为零,根据动量守恒,可知两人的动量变化量大小相等,方向相反,根据,可知质量小的速度大,故C正确,D错误;根据动理定理,可知两人的冲量大小相等,故AB错误;故选C.12. 关于系统动量守恒的条件,下列说法正确的是( )A. 只要系统内存在摩擦力,系统动量就不可能守恒B. 只要系统所受的合外力为零,系统动量就守恒C. 只要系统中有一个物体具有加
12、速度,系统动量就不守恒D. 系统中所有物体加速度为零时,系統的总动量不一定守恒【答案】B【解析】【详解】A若系统内存在着摩擦力,而系统所受的合外力为零,系统的动量仍守恒,故A错误;B只要系统所受到合外力为零,则系统的动量一定守恒,故B正确;C系统中有一个物体具有加速度时,系统的动量也可能守恒,比如碰撞过程,两个物体的速度都改变,都有加速度,单个物体受外力作用,系统的动量却守恒,故C错误;D系统中所有物体的加速度为零时,系统所受的合外力为零,即系统的总动量一定守恒,故D错误。故选B。13. 如图所示,为阻值较大的电阻,电容器不带电,现将开关合到,待电路稳定后再合到,此过程中通过的电流随时间变化的
13、图象可能是()A. B. C. D. 【答案】A【解析】【详解】开关合到1时,电容器左极板带正电,右极板带负电,电流从左向右流过电阻R,当开关合到2时,电容器放电,电流从右向左流过电阻R,又因为电容器的充放电是短时间内完成的,所以电路稳定时电阻中没有电流流过,故A正确,BCD错误。故选A。14. 目前许多国产手机都有指纹解锁功能,用的指纹识别传感器是电容式传感器,如图所示。指纹的凸起部分叫“嵴”,凹下部分叫“峪”。传感器上有大量面积相同的小极板,当手指贴在传感器上时,这些小极板和正对的皮肤表面部分形成大量的小电容器,这样在嵴处和峪处形成的电容器的电容大小不同,此时传感器给所有的电容器充电后达到
14、某一电压值,然后,电容器放电,电容小的电容器放电较快,根据放电快慢的不同,就可以探测到嵴和峪的位置,从而形成指纹图像数据,根据文中信息,下列说法正确的是()A. 在峪处形成的电容器电容较大B. 充电后在嵴处形成的电容器的电荷量小C. 在峪处形成的电容器放电较快D. 潮湿的手指头对指纹识别绝对没有影响【答案】C【解析】【详解】A 根据电容的计算公式可得,极板与指纹峪(凹下部分)距离d大,构成的电容器电容小,A错误;BC 由于外接电源为所有电容器充到一个预先设计好的电压值,所以所有的电容器电压一定,根据可知,极板与指纹峪(凹部分,d大,电容小)构成的电容器充上的电荷较少,在放电过程中放电时间短,放
15、电较快;反之,在嵴处形成的电容器电容大,电荷量大,放电时间长,B错误,C正确;D 湿的手与传感器之间有水填充,改变了原来匹配成平行板电容器的电容,所以会影响指纹解锁和指纹识别,D错误。故选C。二、实验题(共两个小题,18分)15. 张明同学在测定某种合金丝的电阻率时:(1)用螺旋测微器测得其直径为_mm(如左图所示);(2)用右图所示的电路测得的电阻值将比真实值_ (填“偏大”或“偏小”)。【答案】 (1). 3.203(3.2023.205均可) (2). 偏小【解析】【详解】(1)1用螺旋测微器测得其直径为(2)2由欧姆定律得电流表的测量值等于待测电阻和电压表的总电流,大于待测电阻的电流,
16、所以电阻的测量值比真实值偏小。16. (1)用多用表的欧姆档粗测电阻丝的阻值:已知此电阻丝的阻值约为几十k。下面给出的操作步骤中,合理的实验步骤顺序是:_(填写相应的字母)。旋转选择开关其尖端应对准的欧姆档位是_ (填1, 10,100,或1k);根据表中指针所示位置可读出电阻数值;A将两表笔短接,调节欧姆档调零旋钮使指针对准刻度盘上欧姆档的零刻度,而后断开两表笔B将两表笔分别连接到被测电阻丝的两端,读出阻值后,断开两表笔C旋转选择开关S,使其尖端对准欧姆档的某一档位D旋转选择开关S,使其尖端对准交流500V档,并拔出两表笔(2)若用电流表和电压表精确测量此电阻丝的阻值,实验室提供下列器材:电
17、压表V(量程3V,内阻50k)电流表A1(量程800A,内阻200)电流表A2(量程5mA,内阻20)滑动变阻器R(最大阻值1k)电源E(电源电压为4V)a在所提供的电流表中应选用_(填字母代号);b分别用l、d、Rx表示电阻丝的长度、直径和阻值,则该电阻丝的电阻率表达式为=_。【答案】 (1). CABD (2). 1K (3). A1 (4). 【解析】【详解】(1)12按照先选档、再调零、再测量,最后整理仪器的原则,正确的实验步骤是:CABD;因为电阻丝的阻值约为几十k,则旋转选择开关其尖端应对准的欧姆档位是1k;(2)a.3电源电动势为4V,而待测电阻约为几十k,则电流表选择A1;b.
18、4根据解得三、解答题(共4个小题,40分)17. 如图所示,匀强电场的电场强度。将电荷量的点电荷从电场中的A点移动到B点,A、B两点在同一条电场线上,它们间的距离。(1)求A、B两点间的电势差;(2)求电荷所受电场力的大小F;(3)若该点电荷只在电场力作用下,从A点由静止释放,该点电荷将如何运动。【答案】(1)(2)(3)初速为零的匀加速直线运动。【解析】【详解】(1)A、B两点间的电势差(2)电荷所受电场力(3)该电荷将由A点沿AB方向做初速为零的匀加速直线运动。18. 如图所示,用0.5kg的铁锤钉钉子,打击前铁锤的速度为4m/s,打击后铁锤的速度变为0,设打击时间为0.01s。铁锤所受重
19、力不可忽略。求:(1)铁锤打击钉子这段时间内动量变化量p的大小及方向;(2)钉子对铁锤的平均作用力f的大小。【答案】(1);方向竖直向上;(2)205N【解析】【详解】(1)设竖直向下为正方向所以铁锤动量变化量大小为。(2)根据动量定理解得19. 示波器的核心部件是示波管,其内部抽成真空,如下图是它内部结构的简化原理图它由电子枪、偏转电极和荧光屏组成,炽热的金属丝可以连续发射电子,电子质量为m,电荷量为e,发射出的电子由静止经电压U1加速后,从金属板的小孔O射出,沿OO进入偏转电场,经偏转电场后打在荧光屏上偏转电场是由两个平行的相同金属极板M、N组成,已知极板的长度为l,两板间的距离为d,极板
20、间电压为U2,偏转电场极板的右端到荧光屏的距离为L不计电子受到的重力和电子之间的相互作用求: (1)电子从小孔O穿出时的速度大小v0;(2)电子离开偏转电场时沿垂直于板方向偏移距离y;(3)电子打在荧光屏上的位置距离O的距离Y;【答案】(1)电子从小孔O穿出时的速度大小;(2)电子离开偏转电场时沿垂直于板方向偏移的距离;(3)电子打在荧光屏上的位置距离O的距离;【解析】【详解】(1)由动能定理:qU1解得:v0(2)电子进入偏转电场,水平方向做匀速直线运动,竖直方向做初速度为零的匀加速直线运动,设电子在偏转电场中运动的时间为t水平方向:t竖直方向:E根据电场力计算公式:FEe,加速度:a联立解
21、得:y(3)打在荧光屏上时的偏移距离Y,如图所示根据几何关系知解得:Y20. 质量为M滑块由水平轨道和竖直平面内的四分之一光滑圆弧轨道组成,放在光滑的水平面上质量为m的物块从圆弧轨道的最高点由静止开始滑下,以速度v从滑块的水平轨道的左端滑出,如图所示已知M:m=3:1,物块与水平轨道之间的动摩擦因数为,圆弧轨道的半径为R (1)求物块从轨道左端滑出时,滑块M的速度的大小和方向;(2)求水平轨道的长度;(3)若滑块静止在水平面上,物块从左端冲上滑块,要使物块m不会越过滑块,求物块冲上滑块的初速度应满足的条件【答案】(1),方向水平向右 (2)(3)【解析】【详解】(1)对于滑块M和物块m组成的系统,物块沿轨道滑下的过程中,水平方向动量守恒,物块滑出时,有滑块M的速度,方向向右(2)物块滑下的过程中,物块的重力势能,转化为系统的动能和内能,有解得(3)物块以速度v0冲上轨道,初速度越大,冲上圆弧轨道的高度越大若物块刚能达到最高点,两者有相同的速度V1,此为物块不会越过滑块的最大初速度对于M和m组成的系统,水平方向动量守恒,有相互作用过程中,系统的总动能减小,转化为内能和重力势能,有解得:要使物块m不会越过滑块,其初速度