1、甘肃省兰州市第一中学2020-2021学年高二物理上学期期中试题 理（含解析）说明：本试卷分第卷（选择题）和第卷（非选择题）两部分。满分100分，考试时间100分钟。答案写在答题卡上，交卷时只交答题卡。第卷（选择题 共48分）一、选择题（本题共12小题；每小题4分，共48分。在每小题给出的四个选项中，第18题只有一项符合题目要求，第912题有多项符合题目要求。全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分）1. 真空中A、B 两点与点电荷Q 的距离分别为r 和3r,则A、B 两点的电场强度大小之比为A. 3 :1B. 1 :3C. 9 :1D. 1 :9【答案】C【解析】试题分析：直接根
2、据库伦定律公式计算出试探电荷q所受电场力，然后利用电场强度的定义式即可求出在M所在处的场强的大小解：引入一个试探电荷q，分别计算它在AB两点受的电场力，得：F1=9F2根据电场强度的定义式：，得：故选C【点评】本题很简单直接考查了库伦定律和电场强度定义式的应用，对于这些公式一定要明确其适用条件和公式中各个物理量的含义2. 有一个电流表G，内阻Rg=10满偏电流Ig=3mA，要把它改装成量程03V的电压表，则（ ）A. 要串联一个阻值为990的电阻B. 要并联一个阻值为990的电阻C. 要串联一个阻值为0.10的电阻D. 要并联一个阻值为0.10的电阻【答案】A【解析】【详解】把电流表改装为电压
3、表，应串联一个分压电阻，串联电阻阻值为：故A正确3. 如图是某静电场的一部分电场线分布情况，下列说法中正确的是（）A. 这个电场可能是负点电荷的电场B. A点的电场强度大于B点的电场强度C. A、B两点的场强方向相同D. 负电荷在B处受到的电场力的方向沿B点切线方向【答案】B【解析】【详解】A负点电荷的电场线分布如图：图中电场线为曲线，不符，A错误；B电场线越密集的地方，电场强度越大，所以B正确；C电场强度的方向沿着电场线的切线方向，所以、两点电场强度方向不同，C错误；D负电荷受到的电场力与场强方向相反，所以负电荷在B处受到的电场力的方向沿B点切线反方向，D错误。故选B。4. 如图所示，设两极
4、板正对面积为S，极板间的距离为d，静电计指针偏角为。实验中，极板所带电荷量不变，若（）A. 保持S不变，增大d，则不变B. 保持S不变，增大d，则变小C. 保持d不变，减小S，则变大D. 保持d不变，减小S，则不变【答案】C【解析】【详解】由电容公式解得AB. 极板所带电荷量不变，保持S不变，增大d，U增大，则增大，AB错误；CD. 极板所带电荷量不变，保持d不变，减小S，U增大，则变大，C正确，D错误。故选C。5. 如图所示，实线是电场中一簇方向未知的电场线，虚线是一个带电粒子从a点运动到b点的轨迹，若带电粒子只受电场力作用，粒子从a点运动到b点的过程中（）A. a点比b点的电势高B. 粒子
5、运动的加速度逐渐增大C. 粒子电势能逐渐增加D. 粒子运动的速度逐渐增大【答案】C【解析】【详解】A电场线的方向无法确定，不能比较ab电势的高低，选项A错误；B因a点电场线较密集，可知在a点的电场力较大，加速度较大，选项B错误；CD粒子从a到b所受的电场力大致向左，则电场力做负功，电势能增加，动能减小，速度减小，选项C正确，D错误。故选C。6. 如图所示，图线1表示的导体的电阻为，图线2表示的导体的电阻为，则下列说法正确的是（）A. B. 把拉长到原来的3倍长后电阻等于C. 将与串联后接于电源上，则功率之比D. 将与并联后接于电源上，则电流比【答案】C【解析】【详解】A根据IU图象知，图线的斜
6、率表示电阻的倒数，所以R1R2=13故A错误；B把R1拉长到原来的3倍长后，截面积变为原来的，根据可知，电阻变为原来的9倍，为R2的3倍，故B错误；C串联电路电流相等，所以将R1与R2串联后接于电源上，电流比I1I2=11。根据P=I2R可知，功率之比P1P2=13故C正确；D并联电路，电压相等，电流比等于电阻之反比，所以将R1与R2并联后接于电源上，电流比I1I2=31故D错误；故选C。7. 在x轴上有两个点电荷，一个带正电Q1，另一个带负电Q2，且Q1=2Q2，用E1和E2分别表示两个点电荷所产生的场强大小，则在x轴上A. E1=E2之点只有一个，该处的合场强为零B. E1=E2之点共有两
7、处，一处合场强为零，另一处合场强为2E2C. E1=E2之点共有三处，其中两处合场强为零，另一处合场强为2E2D. E1=E2之点共有三处，其中一处合场强为零，另两处合场强为2E2【答案】B【解析】画出示意图（下图），由于Q1Q2，所以，在x轴上E1=E2的点只能在两电荷Q1、E2的连线中间或点电荷Q2的右侧Q1、Q2在连线中间产生场强的方向相同，当该处到Q1、Q2的距离之比r1/r2=时，即可使E1=E2，合场强为2E2；Q1、Q2在Q2右侧产生的场强相反，当该处到Q1、Q2的距离之比r1/r2=时，则E2=E1，合场强为零，故应选B8. 在如图所示的电路中，当闭合开关S后，若将滑动变阻器的
8、滑片P向下调节，则下列说法不正确的是（）A. 电路再次稳定时，电源效率减小B. 灯变暗，电流表的示数增大，电容器极板的带电量减少C. 灯变亮，电压表的示数减小，电源输出功率减小D. 电源的内部消耗功率增大【答案】C【解析】【详解】A由题可知，滑片P向下调节，滑动变阻器的阻值R减小，即电路中的总电阻R总减小，由部分电路欧姆定律可得，电路中的总电流I总增大，电路内压U内增大，路端电压U外减小，由电源的效率得即电源效率减小，所以A正确，但不符合题意；B灯L1的电流增大，所以L1的电压U1增大，又路端电压U外减小，所以灯L2和电容器两端的电压U2都减小，所以灯L2变暗，L2的电流I2也减小。又总电流增
9、大，所以电流表的示数增大。对于电容器来说，两端电压U2减小，由可得，电容器极板的带电量减小，所以B正确，但不符合题意；C由B选项分析可知，灯L1的电流增大，所以L1变亮，电压表测的是电路的路端电压，所以电压表示数减小，电源的输出功率为路端电压U外减小，总电流I总增大，所以无法判断电源的输出功率变化，所以C错误，符合题意；D电源的内部消耗功率为由于总电流I总增大，所以电源的内部消耗功率增大，所以D正确，但不符合题意。故选C。9. 如图所示为某静电场中x轴上各点电势分布图，一个带电粒子在坐标原点O由静止释放，仅在电场力作用下沿x轴正向运动，下列说法正确的是()A. 粒子一定带正电B. 粒子运动到坐
10、标轴上x2处速度最小C. 粒子从坐标轴上x1处运动到x3处，电场力做的功为零D. 粒子从坐标轴上x1处运动到x3处，加速度先增大后减小【答案】C【解析】【详解】A带电粒子在坐标原点O由静止释放，仅在电场力作用下沿x轴正向运动，电场力做正功，导致其电势能减小，由于从x1运动到x2处，电势升高，因此粒子带负电，故A错误；B由题图可知，从开始运动到x2，电场力做正功，往后电场力做负功，故到x2处时速度最大，故B错误；C由题图可知，粒子在坐标轴上x1与x3处电势相等，则电势能相等，故粒子从坐标轴上x1处运动到x3处，电场力做功零，故C正确；D由图像的斜率大小等于电场强度可知，粒子从坐标轴上x1处运动到
11、x3处的斜率先减小后增大，故电场强度先减小后增大，电场力先减小后增大，故加速度也先减小后增大，故D错误。故选C。10. 如图所示，平行板电容器与电动势为E的直流电源（内阻不计）连接，电容器下极板接地。一带电油滴位于电容器中的P点且恰好处于静止状态，现将平行板电容器的上极板竖直向下移动一小段距离，下列说法正确的是（）A. 带电油滴将竖直向上运动B. P点的电势将降低C. 若电容器与电源断开，仍保持下极板不动，将上极板稍微向上移到某一位置，则带电油滴仍保持静止D. 若电容器与电源断开，仍保持下极板不动，将上极板稍微向上移到某一位置，P点的电势将降低【答案】AC【解析】【详解】A由题可知，油滴之前处
12、于静止状态，即受力平衡可知，电场力方向竖直向上。当电容器的上极板向下移动时，即d减小，由可知，电容C增大，又电容器两端的电压不变，由可知，电容器场强E增大。即带电油滴所受电场力增大，大于所受重力，所以带电油滴将竖直向上运动，所以A正确；B由题可知，电容器下极板接地，设下极板电势为，上极板电势为，即则P与下极板间的电势差为又不变，E增大，所以增大，又即P点的电势将升高，所以B错误；CD若电容器与电源断开，即电容器所带电荷量不变。保持下极板不动，将上极板稍微向上移到某一位置，即d增大，由可知，电容C减小，又电容器所带电荷量不变，由可知，电容器场强E不变，而P与下极板间距不变，则UPB不变，则P点电
13、势不变。所以带电油滴所受电场力不变，即油滴仍处于静止状态，所以C正确，D错误。故选AC。11. 如图所示，虚线为某点电荷激发的电场中的三个等势面，等势面a上的电场强度大小为E，电势为，等势面c上的电场强度大小为，电势为，相邻两个等势面的间距相等。某质子只受电场力作用，在电场运动的轨迹如图中实线所示，若该质子在等势面c上的动能为，下列说法正确的是（）A. 点电荷可能为负电荷B. 质子经过等势面b的电势能为C. 质子经过等势面b的加速度大小是经过c加速度大小的倍D. 质子经过等势面c的速度大小是经过等势面a速度大小的倍【答案】CD【解析】详解】A从运动轨迹可以看出两个电荷相互排斥，故点电荷带正电，
14、故A错误；B在点电荷形成的电场中，越靠近点电荷的电场强度越大，ab之间的电场强度大于bc之间的电场强度，ab之间的电势差大于bc之间的电势差，所以b处的电势小于40V，质子经过等势面b的电势能小于40eV，故B错误。C根据点电荷的电场强度的公式结合等势面a上的电场强度大小为E，等势面c上的电场强度大小为，可知c到点电荷的距离为a到点电荷距离的3倍；a与c之间的距离为a到点电荷的距离的2倍，相邻两个等势面的间距相等，所以b到点电荷的距离为a到点电荷的距离为2倍；所以b处的电场强度为a的电场强度的，即b处电场强度的大小为，b处电场强度的大小是c处电场强度的倍，根据加速度可知质子在b处的加速度大小是
15、c处加速度大小的2.25倍；故C正确；D质子只受电场力，动能与电势能之和不变，质子在等势面c上的动能为80eV，电势能为20eV，总能量为100eV；质子在a处的电势能为60eV，故动能为40eV；质子在a处的动能为c处动能的一半，所以质子经过等势面c的速度大小是经过等势面a速度大小的倍，故D正确；故选CD。12. 如图所示，光滑圆弧曲面固定在支架上，水平，B为切点，圆弧半径为R，且圆弧所对的圆心角为，空间存在水平方向匀强电场E（图中未画出，大小未知）。点电荷固定在圆心处，一个质量为m带电量为的小球可以静止在圆弧的中点D，现在将小球从A点静止释放，能沿圆弧轨道运动，则（）A. 电场方向水平向左
16、，B. 电场方向水平向左，C. 小球运动到D点速度最大，D. 小球可以运动到B点，【答案】ACD【解析】【详解】AB因为带负电的小球可以静止在圆弧AB的中点D，可知小球受匀强电场的电场力水平向右，则匀强电场水平向左，由平衡知识可知解得当小球在D点对轨道压力为零时有解得而由于小球在D点对轨道压力不一定为零，则不一定成立，故A正确，B错误；C因小球在D点时受合力为零，加速度为零，则小球运动到D点速度最大，由动能定理解得：选项C正确；D因D是AB的中点，也是平衡位置，由对称性可知，小球达到B点时速度为零。选项D正确。故选ACD。第卷（非选择题共52分）二、实验题（共18分）13. (1)用多用电表测
17、量电阻，所用多用电表如图所示。表盘上的X、Y、Z分别表示对应的三个旋钮。完成下列填空。（如需填旋钮名称，只填对应的字母）a测量前观察表的指针是否指在电流的“0”刻度，如果不指“0”，应调节_旋钮，使指针指在电流的“0”刻度处；b将红表笔插入_孔内；黑笔插入_孔内；c现要使用“100”挡进行测量，应调节_；d将红黑表笔短接，调节_，使指针对准电阻的“0”刻度；e将两表笔接在待测电阻的两端，然后读出阻值。(2)上图是某次测量指针所指的位置，若用的是1挡，则读数为_；若用的是直流250mA挡，则读数为_mA；若用的是直流50V挡，则读数为_V。【答案】 (1). Y (2). + (3). (4).
18、 X (5). Z (6). 11.3（或：11.2，11.4） (7). 140（或：141） (8). 28.0（或：28.1）【解析】【分析】本题根据多用电表测电阻的实验操作及读数进行分析。【详解】(1)1测量前观察欧姆表的指针是否指在电流的“0”刻度，如果不指“0”，应调节机械调零按钮Y，使指针指在电流的“0”刻度处。23测量时，将红表笔插“+”，黑表笔插“”。4现要使用“100”挡进行测量，应调节换挡开关“X”。5将红黑表笔短接进行电阻调零时，应调节电阻调零旋钮“Z”，使指针对准电阻的“0”刻度线。(2)6多用电表测电阻时，若用的是1挡，则直接读出读数，读数为11.3，或11.211
19、.4均可以。7测电流时，用的是直流250mA挡，读数为140mA，或141mA。8测电压时，用的是直流50V挡，读数为28.0V，或28.1V。14. 有一根细而均匀的圆柱体导体棒样品（如图甲所示），电阻约为，为了测量其电阻率，可先测其电阻，现提供以下实验器材：A10分度的游标卡尺B螺旋测微器C电流表（量程，内阻为）D电流表（量程，内阻约为）E电流表（量程，内阻约为）F滑动变阻器（，额定电流）G滑动变阻器（，额定电流）H直流电源E（，内阻不计）I圆柱体导体棒样品（电阻约）J开关一只，导线若干(1)用游标卡尺测得该样品的长度如图乙所示，其示数_；用螺旋测微器测得该样品的直径如图丙所示，其示数_(
20、2)为了尽可能精确地测量原件电阻，电路原理图如下所示，图中甲电流表应选_；乙电流表应选_。（选填C、D、E）(3)闭合开关，测量出需要测量的物理量。需要测量的物理量是_和_。(4)根据(1)(3)步测量的数据字母，表示出电阻率_。【答案】 (1). 5.00 (2). 1.600 (3). C (4). D (5). 电流表A1的读数为I1 (6). 电流表A2的读数为I2 (7). 【解析】【详解】(1)12用游标卡尺测得该样品的长度L=5.00cm；用螺旋测微器测得该样品的直径D=1.5mm+0.01mm10.0=1.600mm(2)34甲电流表应该用已知内阻的电流表C；乙电流表若选择E则
21、量程过大，则应选D即可；(3)56闭合开关，需要测量的物理量是电流表A1的读数为I1和电流表A2的读数为I2；(4)7根据电路可得而 解得三、计算题（本大题4小题，共34分。要求解答写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤，只写出最后答案的不得分。）15. 如图，在光滑绝缘水平面上，三个带电小球a、b和c分别位于边长为l的正三角形的三个顶点上；a、b带正电，电荷量均为q，c带负电。整个系统置于方向水平的匀强电场中。已知静电力常量为k若三个小球均处于静止状态，求匀强电场场强的大小？【答案】【解析】【详解】以c球为研究对象，除受另外a、b两个小球的库仑力外还受匀强电场的静电力，如图所示，c球处于
22、平衡状态，据共点力平衡条件可知 F静=Eqc解得16. 如图所示，在两条平行的虚线内存在着宽度为L、电场强度为E的匀强电场，在与右侧虚线相距也为L处有一与电场平行的屏现有一电荷量为、质量为的带电粒子（重力不计），以垂直于电场线方向的初速度射入电场中，方向的延长线与屏的交点为试求：（1）粒子从射入到打到屏上所用的时间；（2）粒子刚射出电场时速度方向与初速度方向夹角的正切值；（3）粒子打在屏上的点到点的距离【答案】（1） （2） （3）【解析】【详解】（1）粒子从射入到打到屏上所用的时间（2）粒子在电场中的加速度为又，故（3）设粒子在电场中的偏转距离为，则又，解得17. 如图所示电路中，R1=6，
23、R2=12，R3=3，C=30F，当开关S断开，电路稳定时，电源总功率为4W，当开关S闭合，电路稳定时，电源总功率为8W，求：(1)电源的电动势E和内电阻r；(2)在S断开和闭合时，电容器所带的电荷量各是多少？【答案】(1)8V，1；(2)1.8104C，0C【解析】【详解】(1)S断开时有：E=I1(R2+R3）+I1rP1=EI1S闭合时有P2=EI2联立可得E=8V；I1=0.5A；r=1；I2=1A(2)S断开时有电容器两端的电压U=I1R2得Q1=CU=3010-60.512C=1.810-4CS闭合，电容器两端的电势差为零，则有Q2=018. 如图所示，在水平方向的匀强电场中有一表面光滑与水平面成角的绝缘直杆AC，其下端（C端）距地面高度h=0.8m，有一质量为500g的带电小环套在直杆上，正以某一速度沿杆匀速下滑，小环离开杆后正好通过C端的正下方的地面上的P点（g取10m/s2），求：(1)小环离开直杆后运动的加速度大小；(2)小环运动到P点的动能。【答案】14.1m/s2；5J【解析】【详解】小环在直杆上做匀速运动，电场力必定水平向右，否则小环将做匀加速运动，其受力情况如图所示：由平衡条件得即离开直杆后，只受mg、Eq作用，则合力为所以加速度为设小环在直杆上运动的速度为，离杆后经t秒到达P点，则竖直方向水平方向联立解得由动能定理得可得
