1、云南省昆明市云南师范大学附属中学2020-2021学年高二物理上学期12月考试试题（含解析）本试卷分为选择题和非选择题两部分，答案必须写在答题卡上否则以零分计算。一、选择题：（共12小题，每小题4分，共48分，选不全得2分，多选错选得0分）1. 下面关于电势和电势能的说法正确的是（）A. 电荷在电场中电势越高的地方，具有的电势能也一定越大B. 在负的点电荷的电场中的任一点，正电荷的电势能大于负电荷的电势能C. 电势降低的方向，一定就是场强方向D. 电势能是电场和电荷共有的能【答案】D【解析】【分析】【详解】A根据公式Ep=q可知，正电荷在电势高的地方电势能大，负电荷在电势高的地方电势能小，故A
2、错误；B取无穷远处电势为零，在负的点电荷的电场中的任一点，电势为负值，根据公式Ep=q，可知正电荷的电势能为负值，负电荷的电势能为正值，所以正电荷的电势能小于负电荷的电势能，故B错误；C沿电场线的方向电势降低，电场线的方向是电势降落最快的方向，但是电势降低的方向不一定是电场线的方向，故C错误；D电势能是由于电荷和电场之间存在相互作用而产生的，所以电势能是电场和电荷共有的能，故D正确所以D正确，ABC错误2. 关于电场线和磁感线,下列说法正确的是A. 电场线和磁感线都是闭合的曲线B. 磁感线是从磁体的N极发出，终止于S极C. 电场线和磁感线都不能相交D. 电场线和磁感线都是现实中存在的【答案】C
3、【解析】【分析】【详解】电场线不闭合，A错；磁感线在磁铁内部是从S极指向N极，B错；电场线和磁感线都是人们为了研究场而假想出来的一系列曲线，电场线和磁场线都不相交；D错；3. 如图所示，Q带负电荷，导体P在a处接地，下列说法中正确的是（ ）A. Pa端不带电荷，b端带负电荷B. P的a端带正电荷，b端不带电C. P的a端带正电荷，b端带负电荷，且正、负电荷的电荷量相等D. 导体P的a端带正电荷，b端带负电荷，正电荷的电荷量大于负电荷的电荷量【答案】B【解析】试题分析：金属导体P接地时与大地组成一个新的导体，a为新导体的靠近Q的一端，而大地是远离Q的一端，由于静电感应的作用，靠近Q的一端会带上与
4、Q相反的电荷，即带上正电荷接地的过程应是b端感应出来的负电荷被导到大地上，所以b端不带电故B正确，考点：考查了静电感应现象4. 如图所示是一个由电池、电阻R、开关S与平行板电容器组成的串联电路，开关S闭合，一带电液滴悬浮在两板间P点不动，下列说法正确的是（）A. 带电液滴可能带正电B. 增大两极板距离的过程中，电阻R中有从b到a的电流，电容器中负电荷从B到AC. 断开S，减小两极板正对面积的过程中，液滴将加速下降D. 断开S，减小两极板距离过程中，液滴静止不动【答案】D【解析】【分析】【详解】A带电液滴在重力和电场力作用下处于平衡状态，电场力方向向上，电场方向向下，故液滴带负电，故A错误；B由
5、和可知，当两极板间距离增大的过程中，C变小，所以Q变小，因此电容器放电，放电电流的方向从a到b，负电荷由B板经电源和电阻R流向A板，故B错误；C断开S，由 ， 和 得Q不变，S减小，所以E增大，电场力大于重力，液滴加速上升，故C错误；D由知，Q不变，d减小，E不变，液滴静止不动，故D正确。故选D5. 如图，电源电动势为3V，电路接通后发现灯L不亮，用一个电压表分别测得各处的电压值为Uab=0，Ubc=3V，Ucd=0，Uad=3V，又知电路中只有一处出现故障，由此可知（ ）A. 灯L发生断路或短路B 电阻R1一定发生断路C. 电阻R2一定发生短路D. 电池组中两电池间发生断路【答案】B【解析】
6、试题分析：由题意知，Uab=0，灯L不发生断路，如断路，其电压Uab=3V若发生短路，由串联分压关系可知Ubc3V故A错误；电阻R1一定发生断路因为断路时，R1两端的电势分别与电源两极的电势相等，其电压等于电源的电动势故B正确；若电阻R2发生短路，Uab0，3VUbc0，与题意不符故C错误；若电池组中两电池间发生断路，所测量的外电路各部分电压应都为零，故D错误所以B正确，ACD 错误考点：故障电路分析【名师点睛】此题考查了故障电路分析电路接通后发现电灯L不工作，说明电路中存在断路或L短路当元件完好时，电阻是一定的，没有电流时，根据欧姆定律，其电压为零；当元件断路时，其两端电压等于电源的电压根据
7、测量得到的信息，即可得出正确解6. 在如图所示的平行板器件中，电场强度E和磁感应强度B相互垂直一带电粒子（重力不计） 从左端以速度v沿虚线射入后做直线运动，则该粒子（ ） A. 一定带正电B. 速度C. 若速度，粒子在板间的运动是类平抛运动D. 若此粒子从右端沿虚线方向进入平行板，仍做直线运动【答案】B【解析】若粒子带负电，则受到竖直向上的电场力和竖直向下的洛伦兹力，可以做直线运动，若粒子带正电，受到竖直向下的电场力和竖直向上的洛伦兹力，可以做直线运动，故A错误；因为做直线运动，所以在竖直方向上合力为零，故，解得，B正确；若，则，使粒子偏转，做曲线运动；但洛伦兹力方向不断变化，故合力不恒定，不
8、是类似平抛运动，C错误；此粒子从右端沿虚线方向进入，电场力与洛伦兹力在同一方向，不能做直线运动，D错误【点睛】在速度选择器中，从左边射入，速度满足条件，电场力与洛伦兹力平衡与电量、电性无关7. 如图所示，平行的实线表示电场线，虚线表示一个离子穿越电场的运动轨迹，下列判断正确的是()A. 场强方向一定是向右B. 该离子一定负离子C. 该离子一定是由a向b运动D. 场强方向、离子的运动方向以及是正离子还是负离子都不能确定，但是离子在a点的动能一定小于在b点的动能【答案】D【解析】带电粒子所受的电场力向左，由于场强的方向不能确定，所以带电粒子带电性质不确定，可能带正电，也可能带负电，故ABC错误；带
9、电离子从a到b点过程中，电场力做正功，所以离子在a点的动能一定小于在b点的动能，故D正确所以D正确，ABC错误8. 如图所示，挂在绝缘细线下的小轻质带电球，由于电荷的相互作用而靠近或远离，所以（）A. 甲图中两球一定带异种电荷B. 乙图中两球一定带同种电荷C. 甲图中两球至少有一个带电D. 乙图中两球只有一个带电【答案】BC【解析】【分析】【详解】由于带电物体具有吸引轻小物体的性质，以及同种电荷相互排斥，异种电荷相互吸引。图甲中两小球相互吸引，则可能是某个小球带电另一个小球不带电或者两小球带异种电荷。图乙中两个小球相互排斥，则说明两小球一定是带同种电荷。故选BC。9. 如图所示为点电荷a、b所
10、形成的电场线分布，以下说法正确的是 ( ) A. a、b为异种电荷B. a、b为同种电荷C. A点场强大于B点场强D. A点电势高于B点电势【答案】AD【解析】本题考查点电荷的电场线特点电场线从正电荷或无穷远出发，终止于负电荷或者无穷远，所以a应为正电荷b为负电荷，故A选项正确电场线越密集，场强越大，故C选项错误沿电场线方向电势逐渐降低，故D选项正确本题难度较低10. 如图所示，实线表示一簇关于x轴对称的等势面，在轴上有A、B两点，则（）A. A点场强小于B点场强B. A点场强方向指向x轴负方向C. A点场强大于B点场强D. A点电势高于B点电势【答案】AD【解析】【分析】【详解】等差等势面越
11、密的地方电场强度越大，所以，故A正确，C错误；电场线与等势面垂直，并且由电势高的等势面指向电势低的等势面，所以A点场强方向指向x轴正方向，故B错误；沿着电场线电势逐渐降低，故A点电势高于B点电势，故D正确所以AD正确，BC错误11. 如图电路中，A、B为两块竖直放置的金属板，G是一只验电器，开关S合上时，静电计张开一个角度，下述情况中可使指针张角增大的是（） A. 合上S，使A、B两板靠近一些B. 合上S，使A、B正对面积错开一些C. 断开S，使A、B间距增大一些D. 断开S，使A、B正对面积错开一些【答案】CD【解析】试题分析：合上开关，电容器两端间的电势差不变，静电计指针张角不变，故A、B
12、错误；断开S，电容器带电量保持不变，使A、B间距靠近一些，根据，d变小，C变大根据，U减小，张角变小，故C错误；断开S，电容器带电量保持不变，使A、B正对面积错开一些，根据，S变小，C变小根据，U增大，张角增大，故D正确考点：考查了电容的动态变化12. 在光滑的绝缘水平面上，有一个正三角形abc，顶点a、b、c处分别固定一个正点电荷，电荷量相等如图所示，D点为正三角形外接圆的圆心，E、G、H点分别为ab、ac、bc的中点，F点为E关于c电荷的对称点，则下列说法中正确的是（）A. D点的电场强度不为零、电势可能为零B. E、F两点的电场强度相同C. E、G、H三点的电场强度大小和电势均相同D.
13、若释放c电荷，c电荷将做加速度减小的加速运动（不计空气阻力）【答案】CD【解析】【分析】【详解】据题意，D点为外接圆的圆心，也为该正三角形的重心，D点到a、b、c点的距离相等，则点电荷在D点的电场强度都相等，由于圆心角为120，则D点合场强为0，A选项错误；a、b电荷在E点合场强为0，E点场强主要表现为c在E点的场强大小，而F点的场强为a、b、c三个电荷在F点的场强之和，则B选项错误；据同理可知，E、G、H三点电场强度大小相等，E、G在a电场的等势面上，E、H在b电场的等势面上，G、H在c电场的等势面上，又Ec=Gb=Ha，所以三点电势相等，C选项正确；若释放c电荷，c将做加速度减小的加速运动
14、，D选项错误二、实验题（共12分）13. 某同学要测量一均匀新材料制成的圆柱体的电阻率，步骤如下：（1）用游标为20分度的卡尺测量其长度如图，由图可知其长度为_mm（2）用螺旋测微器测量其直径如图，由图可知其直径为 mm（3）用多用电表的电阻“”档，按正确的操作步骤测此圆柱体的电阻，表盘的示数如图，则该电阻的电阻值约为_若使用的是直流电压“V”，则该电压的读数为_V（4）该同学想用伏安法更精确地测量其电阻R，现有的器材及其代号和规格如下：待测圆柱体电阻R ；开关S； 导线若干； 电流表（量程04mA，内阻约50） 电流表（量程010mA，内阻约30）；电压表（量程03V，内阻约10k） 电压表
15、（量程015V，内阻约25k）；直流电源E（电动势4V，内阻不计）滑动变阻器（阻值范围015，允许通过的最大电流为2.0A）；滑动变阻器（阻值范围02k，允许通过的最大电流为0.5A）为使实验误差较小，要求测得多组数据进行分析，电阻R两端的电压从零调起，请在方框中画出测量的电路图，并标明所用器材的代号【答案】（1）50.15mm （2） 4.700mm （3）220 3.9V （4）电流表应选A 2 电压表应选 变阻器选择R 1 采用分压式接法，电路如图所示【解析】试题分析：（1）游标卡尺的主尺读数为50mm，游标读数为0.053mm=0.15mm，故读数为50+0.15=50.15mm； （
16、2）螺旋测微器固定刻度为4.5mm，可动刻度为0.0120.0mm=0.200mm，故读数为4.700mm.（3）该电阻的阻值约为22.010=220；量程选择10V的量程，最小分度为0.2V，则读数为3.9V（4）因为电动势4V，故电压表应选；根据闭合电路欧姆定律可知，电路中的最大电流为： ，故电流表应选A 2；由于要求“测得多组数据”，所以变阻器应用分压式接法，应选择阻值小的变阻器R 1；由于满足：，故电流表应用外接法，即电路应是分压外接法，如图所示考点：测量圆柱体的电阻率【名师点睛】本题主要考查了测量圆柱体的电阻率游标卡尺和螺旋测微器的读数方法，游标卡尺读数的方法是主尺读数加上游标读数，
17、不需估读螺旋测微器的读数方法是固定刻度读数加上可动刻度读数，在读可动刻度读数时需估读；欧姆表读数时要用示数乘以倍率、电压表和电流表的读数时要根据电表的量程及最小分度进行关键是通过估算电路中的最大电流来选择电流表量程；根据要求“测得多组数据”可知变阻器应采用分压式接法，应选择阻值小的变阻器方便调节，由于满足：，故电流表应用外接法，即电路应是分压外接法四、计算题（共4小题，每小题10分，共40分）14. 如图所示，竖直平面内的一半径R0.5 m的光滑圆弧槽BCD，B点与圆心O等高，质量m0.1 kg的小球（可看作质点）从B点正上方H0.75 m高处的A点自由下落，由B点进入圆弧轨道，从D点飞出，不
18、计空气阻力，（取g10 m/s2）求：(1)小球经过B点时的动能；(2)小球经过最低点C时的速度大小vC；(3)小球经过最低点C时对轨道的压力大小。【答案】(1)0.75J；(2)5m/s；(3)6N【解析】【分析】(1)小球从开始运动到B点的过程中，机械能守恒，由机械能守恒列出方程即可求解。(2)A到C的过程中，机械能守恒，由机械能守恒列出方程即可求解；(3)在C点时，做圆周运动，由机械能守恒求C点的速度。在C点，由重力和支持力的合力作为向心力，由向心力的公式可以求得轨道对它的支持力，再由牛顿第三定律求出小球经过最低点C时对轨道的压力大小。详解】(1)小球从A点到B点，根据机械能守恒定律得代
19、入数据解得(2)小球从A点到C点，设经过C点速度为，根据机械能守恒定律得代入数据解得(3)小球在C点，受到的支持力与重力的合力提供向心力，由牛顿第二定律得代入数据解得由牛顿第三定律有小球对轨道压力的大小15. 如图所示，在匀强电场中有abc三点，ab相距4cm，bc相距10cm，将一个带电荷量为210-8C 的电荷从a点移到b点时，电场力做功为410-6 J将此电荷从b点移到c点时电场力做功为多少？，a、c间电势差为多少？【答案】 450V【解析】【分析】【详解】由题,电荷从a点移到b点时,电场力做功：电荷从b点移到c点时电场力做功：解得：a、c间电势差16. 长为L的平行金属板水平放置，两极
20、板带等量的异种电荷，板间形成匀强电场，一个带电荷量为q、质量为m的带电粒子，以初速度v0紧贴上极板垂直于电场线方向进入该电场，刚好从下极板边缘射出，射出时速度恰与下极板成30角，如图所示，不计粒子重力，求：(1)粒子末速度的大小；(2)匀强电场的场强；(3)两板间的距离。【答案】（1）；（2）；（3）【解析】【分析】【详解】(1)粒子离开电场时，末速度与水平方向夹角为30，由几何关系得末速度(2)粒子在匀强电场中做类平抛运动 解得(3)设两板间的距离为y解得17. 用一台电动机来提升重500 N的重物，当接入110 V电压时，电动机工作时的电流是5 A，已知电动机线圈电阻是2 ，不计一切阻力，取g=10 m/s2，若物体从静止起动，且电流电压保持不变。求：(1)重物上升的最大速度；(2)若达到这个速度历时2 s，求此过程中物体上升的高度。【答案】(1)1m/s；(2)1.95m【解析】【分析】【详解】(1)由功能关系可知UI=P+I2r由功率公式可得P=Fv=mgv联立解得v=1m/s(2)重物质量为根据功能关系可得解得h=1.95m