1、甘肃省甘南藏族自治州卓尼县柳林中学2020-2021学年高二物理上学期期末考试试题（含解析）考生注意本试卷分第I卷（选择题）和第卷（非选择题两部分，满分100分，考试时间90分钟。请将答案填写在答题纸相应的位置交卷时，只交答题纸。第I卷（选择题共46分）一、单项选择题（每小题3分，计30分）1. 把两个相同的金属小球接触一下再分开一小段距离，发现两球之间相互排斥，则这两个金属小球原来的带电情况不可能的是（）A. 两球原来带有同种电荷B. 两球原来带等量异种电荷C. 两球原来带有不等量异种电荷D. 两球中原来只有一个带电【答案】B【解析】【分析】【详解】两个相同金属小球接触一下再分开，两球之间相
2、互排斥，说明在交换电荷之后，某一种电荷还有剩余，平分后两小球带同种电荷，因此不可能是两球原来带等量异种电荷，因为这样小球接触之后，电量抵消，都不带电，因此选项B正确。故选B。2. 关于电场，下列说法正确的是（ ）A. 由知，若q减半，则该处电场强度为原来的2倍B. 由知，E与Q成正比，而与成反比C. 由知，在以Q为球心，以r为半径的球面上，各处场强均相同D. 电场中某点场强方向就是该点所放电荷受到的静电力的方向【答案】B【解析】【分析】【详解】A电场中某点的电场强度是由电场本身决定的，与试探电荷的电量无关，选项A错误；B由知，E与Q成正比，而与成反比，选项B正确；C由知，在以Q为球心，以r为半
3、径的球面上，各处场强大小均相同，但是方向不同，选项C错误；D电场中某点场强方向就是该点所放正电荷受到的静电力的方向，选项D错误。故选B。3. 关于静电场，下列说法正确的是（ ）A. 电势等于零的物体一定不带电B. 电场强度为零点，电势一定为零C. 同一电场线上的各点，电势一定相等D. 负电荷沿电场线方向移动时，电势能一定增加【答案】D【解析】【分析】【详解】电势等于0的点是人为选择的，电势等于零的物体可能带电故A错误；电势等于0的点是人为选择的，而电场强度是由电场本身决定的，电场强度为零的点，电势可能为零，也可能不为0；如等量同种点电荷连线的中点处，场强等于0，而电势不等于0故B错误；沿电场线
4、的方向，电势降低，所以同一电场线上的各点，电势一定不相等故C错误；负电荷沿电场线方向移动时，电场力的方向与运动的方向相反，电场力做负功，电荷电势能增大故D正确故选D.点睛：加强基础知识的学习，掌握住电场线和等势面的特点，知道电场强度与电势分别描述电场的两个不同方面的性质，二者没有直接的关系，沿电场线的方向，电势降低4. 下列关于匀强电场中场强和电势差的关系，正确的说法是（）A. 在相同距离上的两点，电势差大的其场强必定大B. 任意两点间的电势差，等于场强大小和这两点间距离的乘积C. 沿着电场线方向，任何相等距离上的电势降落必相同D. 电势降落的方向必是场强方向【答案】C【解析】【分析】【详解】
5、A匀强电场中在相同方向上相同距离上的两点，电势差大的其场强必定大，选项A错误；B任意两点间的电势差，等于场强大小和这两点间沿电场线方向的距离的乘积，选项B错误；C沿着电场线方向，任何相等距离上的电势降落必相同，选项C正确；D电势降落最快的方向是场强方向，选项D错误。故选C。5. 关于电流，下列说法中正确的是（）A. 通过导体横截面的电荷量越多，电流越大B. 电子运动的速率越大，电流越大C. 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D. 因为电流有方向，所以电流是矢量【答案】C【解析】【分析】【详解】AC物理学中把每秒钟通过导体任一横截面的电荷量（简称电量）叫做电流强度，通过导体横
6、截面的电量越多，但时间不知道，电流强度不一定大，故A错误，C正确；B在时间内通过金属导体的电流强度为，所以电子速率大，电流强度不一定大，故B错误；D电流强度是标量，故D错误。故选C。6. 关于电阻和电阻率的说法中，正确的是（ ）A. 导体对电流的阻碍作用叫做导体的电阻，因此只有导体中有电流通过时才有电阻B. 由可知导体的电阻与导体两端的电压成正比，跟导体中的电流成反比C. 各种材料的电阻率都与温度有关，金属的电阻率随温度的升高而增大D. 将一根导线等分为二，则半根导线的电阻和电阻率都是原来的二分之一【答案】C【解析】略7. 如图，E为内阻不能忽略电池，R1、R2、R3为定值电阻，S0、S为开关
7、，V与A分别为电压表与电流表初始时S0与S均闭合，现将S断开，则（ ）A. V的读数变大，A的读数变小B. V的读数变大，A的读数变大C. V的读数变小，A的读数变小D. V的读数变小，A的读数变大【答案】B【解析】【分析】【详解】S断开，相当于电阻变大，则由闭合电路欧姆定律可得电路中总电流减小，故路端电压增大，V的读数变大；把R1归为内阻，内电压减小，故R3中的电压增大，由欧姆定律可知R3中的电流也增大，电流表示数增大，A分析得V的读数变大，的读数变大，故A错误；B分析得V的读数变大，的读数变大，故B正确；C分析得V的读数变大，的读数变大，故C错误；D分析得V的读数变大，的读数变大，故D错误
8、；8. 在基本逻辑电路中，何种逻辑门电路当所有输入均为0时，输出是1（）A. “与”门电路B. “或”门电路C. “非”门电路D. 都不可能【答案】C【解析】【分析】【详解】A“与”门的特点：事件的几个条件都满足，该事件才能发生。所以输入端均为“0”，则输出端为“0”。故A错误；B“或”门的特点：只要一个条件得到满足，事件就会发生。所以输入端均为“0”，则输出端为“0”。故B错误；CD“非”门的特点：输出状态和输入状态相反。输入端为“0”，则输出端为“1”。故C正确，D错误。故选C。9. 为了解释地球的磁性，19世纪安培假设：地球的磁场是由绕过地心的轴的环形电流I引起的在下列四个图中，正确表示
9、安培假设中环形电流方向的是（ ）A. B. C. D. 【答案】B【解析】【分析】要知道环形电流的方向首先要知道地磁场的分布情况：地磁的南极在地理北极的附近，故右手的拇指必需指向南方，然后根据安培定则四指弯曲的方向是电流流动的方向从而判定环形电流的方向【详解】地磁的南极在地理北极的附近，故在用安培定则判定环形电流的方向时右手的拇指必需指向南方；而根据安培定则：拇指与四指垂直，而四指弯曲的方向就是电流流动的方向，故四指的方向应该向西故B正确【点睛】主要考查安培定则和地磁场分布，掌握安培定则和地磁场的分布情况是解决此题的关键所在另外要掌握此类题目一定要乐于伸手判定10. 以下说法正确的是A. 电荷
10、处于磁场中一定受到洛仑兹力B. 运动电荷在磁场中一定受到洛仑兹力C. 洛仑兹力对运动电荷一定不做功D. 洛仑兹力可以改变运动电荷的速度大小【答案】C【解析】试题分析：运动电荷并且运动方向与磁场方向不在一条直线，才受洛仑兹力；洛仑兹力对运动电荷一定不做功，可以改变运动电荷的速度方向考点：考查洛仑兹力点评：难度较小，由于洛仑兹力始终与速度方向垂直，所以洛仑兹力永远不做功二、多项选择题（每小题分计16分）11. 关于库仑定律的理解，下列说法正确的是（）A. 对任何带电体之间的静电力计算，都可以使用库仑定律公式B. 只要是点电荷之间的静电力计算，就可以使用库仑定律公式C. 两个点电荷之间的静电力，无论
11、是在真空中还是在介质中，一定是大小相等、方向相反的D. 用皮毛摩擦过的橡胶棒吸引碎纸屑，说明碎纸屑带正电或不带电【答案】CD【解析】【分析】【详解】AB库仑定律只适用于真空中的点电荷之间的作用力，故AB错误；C依据牛顿第三定律可知，无论是在真空中还是在介质中，作用力与反作用力一定是大小相等、方向相反。故C正确；D用皮毛摩擦过的橡胶棒带负电，能吸引碎纸屑，说明碎纸屑带正电或不带电，如果带负电相互排斥不能吸引，选项D正确。故选CD。12. 铅蓄电池的电动势为2V，这表示（）A. 电路中每通过1C的电荷量，电源把2J的化学能转变为电能B. 没有接入电路时蓄电池两极间的电压为2VC. 蓄电池在1s内将
12、2J的化学能转变为电能D. 蓄电池将化学能转变为电能的本领比一节干电池(电动势为1.5V)的大【答案】ABD【解析】【分析】【详解】A根据电动势定义式可知，电路中每通过1C的电荷量，电源把2J的化学能转变为电能，故A正确；B没有接入电路时蓄电池两极间的电压大小等于电动势大小，即2V，故B正确；C电路中每通过1C的电荷量时，蓄电池内部非静电力做功为2J，把2J的化学能转变为电能，不是在1s内将2J的化学能转化为电能，故C错误；D电动势是表示电源将其他形式的能转化为电能本领大小的物理量，蓄电池的电动势大于一节干电池的电动势，故蓄电池将化学能转变为电能的本领比一节干电池(电动势为1.5V)的大，故D
13、正确。故选ABD。13. 南极考察队队员在地球南极附近用弹簧秤竖直悬挂一未通电螺线管，如图所示，下列说法正确的是（）A. 若将a端接电源正极，b端接电源负极，则弹簧秤示数将减小B. 若将a端接电源正极，b端接电源负极，则弹簧秤示数将增大C. 若将b端接电源正极，a端接电源负极，则弹簧秤示数将增大D. 不论螺线管通电情况如何，弹簧秤示数均不变【答案】AC【解析】【分析】【详解】AB若将端接电源正极，端接电源负极，则根据安培定则可知，螺线管的下端是磁场的N极，磁场的方向向下；又南极附近的磁场的方向向上，所以螺旋管将受到排斥力，弹簧测力计示数将减小，故A正确，B错误；C若将端接电源正极，端接电源负极
14、，则根据安培定则可知，螺线管的上端是磁场的N极，磁场的方向向上；又南极附近的磁场的方向向上，所以螺旋管将受到吸引力，弹簧测力计示数将增大，故C正确； D由上分析可知，故D错误；故选AC。14. 图是磁流体发电机的原理示意图，金属板M、N正对着平行放置，且板面垂直于纸面，在两板之间接有电阻R在极板间有垂直于纸面向里的匀强磁场当等离子束（分别带有等量正、负电荷的离子束）从左向右进入极板时，下列说法中正确的是 （ ）A. N板的电势高于M板的电势B. M板的电势高于N板的电势C. R中有由b向a方向的电流D. R中有由a向b方向的电流【答案】BD【解析】【分析】【详解】等离子体进入磁场，根据左手定则
15、，正电荷向上偏，打在上极板上，负电荷向下偏，打在下极板上所以上极板带正电，下极板带负电，则M板的电势高于N板的电势，流过电阻电流方向由a到b故B、D正确，A、C错误故选BD。第卷（非选择题共54分）三、填空题（每空2分，计18分）15. 三个相同的不带电金属球A、B、C，先让A球带上正电，靠近相互接触的B、C球，将B、C分开，用手摸一下A球，将A球上的电荷导入大地。若此时B球所带电荷量为+q。用A球再去接触B，然后再接触C，最后A所带的电荷量为_。【答案】【解析】【分析】【详解】由题意可知，当A球靠近相互接触的B、C球时，由于静电感应现象，则B、C球分别带正电和负电，且电荷量相等。当将A球上的
16、电荷导入大地后，A球不带电。由题意可知，此时B球所带电荷量为+q，用A球再去接触B，则A球带电量为，C球带电量为，则此时A球再接触C球，可得A球电量为16. A、B两带电小球，A固定不动，B的质量为只在库仑力作用下，B由静止开始运动已知初始时，A、B间的距离为，B的加速度为经过一段时间后，B的加速度变为，此时，A、B间的距离应为_【答案】2d【解析】试题分析：B球仅在库仑力作用下，由静止开始运动，当间距为d时，B的加速度为a，则合力为F=ma，且F与d的平方成反比；当B的加速度为，此时B球的合力为，则两球间距为2d考点：牛顿第二定律；库仑定律【名师点睛】由库仑定律可知，在真空是必须确保电荷量不
17、变，且电荷间距要大是能将带电量看成点来处理同时运用牛顿第二定律来确定力与加速度的关系17. 正常情况下空气是不导电的，但是如果空气中的电场很强（可看作匀强电场），空气也可以被击穿，空气被击穿时会看到电火花或闪电。若观察到某次闪电的火花长约100m，且已知空气的击穿场强为3106V/m，那么发生此次闪电的电势差约为_V。【答案】3108【解析】【分析】【详解】1发生此次闪电的电势差约为U=Ed=3106100V=3108V18. 电路中有一段导体，给它两端加上4 V的电压时，通过它的电流为10 mA，可知这段导体的电阻为_ ；如果给它两端加上10 V的电压，在单位时间内通过某一横截面的电荷量为_
18、 C；如果要让导体的电流为15 mA，则需要在其两端加上_ V的电压.【答案】 (1). 400; (2). ; (3). 6;【解析】【分析】【详解】由欧姆定律可知，导体的电阻为：；加上10V电压时，电流为：；每秒内通过的电量为：Q=It=1=2.510-2C；让导体的电流为15mA，所加电压为：U=IR=1510-3400=6V19. 三根完全相同的长直导线互相平行，通以大小和方向都相同的电流。它们的截面处于一个正方形abcd的三个顶点a、b、c处，如图所示。已知每根通电长直导线在其周围产生的磁感应强度与距该导线的距离成反比，通电导线b在d处产生的磁场其磁感应强度大小为B，则三根通电导线产
19、生的磁场在d处的总磁感应强度大小为_。【答案】3B【解析】分析】根据等距下电流所产生的B的大小与电流成正比，得出各电流在d点所产生的B的大小关系，由安培定则确定出方向，再利用矢量合成法则求得B的合矢量的大小和方向。【详解】假设正方形的边长为L，通电导线b在d处所产生磁场的磁感应强度大小为B，根据几何关系得每根通电导线在其周围产生的磁场的磁感应强度大小与距该导线的距离成反比则a与c在d处产生的磁场的强度方向如图则d点的磁感应强度20. 某地地磁场磁感应强度大小为B=1.610-4T，与水平方向夹角为90，一正方形线圈位于水平面内，匝数为N=10，面积S=1.5m2，则穿过线圈的磁通量为_Wb。【
20、答案】【解析】【分析】【详解】根据磁通量的公式得21. 如图所示，有界匀强磁场边界线SPMN，速度不同的同种带电粒子从S点沿SP方向同时射入磁场，其中穿过a点的粒子速度v1与MN垂直，穿过b点的粒子，其速度v2的方向与MN成60角，设两粒子从S到a、b所需的时间分别为t1、t2，则t1：t2为_。【答案】3：2【解析】【分析】【详解】子在磁场中运动的周期的公式为，由此可知，粒子的运动的时间与粒子的速度的大小无关，所以粒子在磁场中的周期相同，由粒子的运动的轨迹可知，通过a点的粒子的偏转角为，通过b点的粒子的偏转角为，所以通过a点的粒子的运动的时间为，通过b点的粒子的运动的时间为，所以从S到a、b
21、所需时间t1：t2为3：2四、实验题（每空2分，每图2分，计12分22. 现要测定一个额定电压为4V、电阻约为10(设电阻不变)的小灯泡的伏安特性曲线要求所测电压范围为0.1V4V.现有器材：直流电源E(电动势4.5V，内阻不计)，电压表V(量程4.5V，内阻约为4102)，电流表A1(量程250mA，内阻约为2)，电流表A2(量程500mA，内阻约为1)，滑动变阻器R(最大阻值约为30)，开关S，导线若干 如果既要满足测量要求，又要测量误差较小，应该选用的电流表是_，如图所示的甲、乙两个测量电路应选用的是_【答案】 (1). A (2). 甲【解析】灯泡额定电流约为：，则电流表应选：A2；灯
22、泡正常发光时的电阻约为10，电流表内阻约为1，电压表内阻约为4102，电压表内阻远大于灯泡电阻，为减小实验误差，电流表应采用外接法，因此实验需要选择图甲所示电路图23. 在用电压表和电流表测电池的电动势和内阻的实验中，所用电压表和电流表的内阻分别为1k和0.1，图1为实验原理图及所需器件图（1）在图2中画出连线，将器件按原理图1连接成实物电路_（2）一位同学记录的6组数据见表，试根据这些数据在图3中画出UI图象_，根据图象读出电池的电动势E=_V，求出电池的内阻r=_I（A）0.120.200.310.320.500.57U（V）1.371321.241.181.101.05【答案】 (1).
23、 (2). (3). 1.45 (4). 0.69【解析】【分析】【详解】（1）根据原理图明确电路原理，根据实物图作图方法连接各元件即可；（2）由表中数据作出伏安特性曲线，由图象的纵坐标可求得电源的电动势；由斜率求得电阻（1）按照实验原理图将实物图连接起来，如图甲所示（2）根据U、I数据，在方格纸UI坐标系上找点描迹如图乙所示，然后将直线延长，交U轴于U11.45 V，此即为电源电动势；交I轴于I0.65 A，注意此时U2=1.00 V，则r=0.69故答案为（1）如图所示；（2）1.45；0.69【点睛】解决本题的关键掌握伏安法测量电源电动势和内阻的原理，即E=U+Ir，会根据UI图线求电源
24、的电动势内阻五、计算题（24题7分、25题8分、26题9分计24分）24. 如图所示，一质量为m的导体棒MN两端分别放在固定的光滑圆形导轨上，两导轨平行且间距为L，导轨处在竖直向上的匀强磁场中当导体棒中通一自右向左、大小为I的电流时，导体棒静止在与竖直方向成角的导轨上，重力加速度为g，求：（1）匀强磁场的磁感应强度大小；（2）每个圆形导轨对导体棒的支持力大小【答案】（1），（2）.【解析】【分析】【详解】（1）从右向左看受力分析如图所示：由受力平衡得：，解得：（2）两导轨对棒的支持力2FN，根据平衡条件：2FNcos 37-mg=0解得：25. 如图所示，当滑动变阻器R3的滑片滑到A端时，电压
25、表示数为15V；当滑片滑到B端时，电流表示数为4A。求：电源的电动势和内电阻。【答案】，【解析】【分析】【详解】当滑动变阻器R3的滑片滑到A端时，R2和R3串联，再与R1并联，则电路的总电阻为又电路的路端电压为则电路中干路电流为由闭合电路欧姆定律可得当滑动变阻器R3的滑片滑到B端时，R1和R3串联，再与R2并联，则电路的总电阻为又电路中干路电流为则电路的路端电压为由闭合电路欧姆定律可得联立可得，26. 如图所示，质量为m、电荷量为q的带电粒子，以初速度v沿垂直磁场方向射入磁感应强度为B的匀强磁场，在磁场中做匀速圆周运动，不计带电粒子所受重力：（1）求粒子做匀速圆周运动的半径R和周期T；（2）为使该粒子做匀速直线运动，还需要同时存在一个与磁场方向垂直的匀强电场，求电场强度E的大小。【答案】（1），；（2）。【解析】【分析】【详解】（1）粒子在磁场中受洛伦兹力F=qvB，洛伦兹力提供粒子做匀速圆周运动所需的向心力，有则粒子做匀速圆周运动的半径粒子做匀速圆周运动周期可得（2）分析知粒子带正电，为使该粒子做匀速直线运动，需加一竖直向下的匀强电场，电场力与洛伦兹力等大反向，相互平衡，即qE=qvB电场强度E的大小E=vB答：（1）求粒子做匀速圆周运动的半径，周期；（2）电场强度E=vB。