2021-2022学年吉林省通化市辉南六中高二（上）期末物理试卷（含答案解析）

2021-2022学年吉林省通化市辉南六中高二（上）期末物理试卷

1.     如图为范德格拉夫起电机示意图。直流高压电源的正电荷通过电刷E、传送带和电刷F不断地传到球壳的外表面，并均匀地分布在外表面上，从而在金属球壳与大地之间形成高电压。关于金属球壳上A、B两点，以下判断正确的是(    )

A. 同一试探电荷在A、B两点具有的电势能相同
B. 同一试探电荷在A、B两点所受的电场力相同
C. 将带正电的试探电荷从A点移到B点，电势能增加
D. 将带负电的试探电荷从A点移到B点，电势能减小
 

2.     下列说法中正确的是(    )

A. 点电荷就是体积很小的电荷
B. 在物理学的实际应用中，常取大地的电势为零
C. 元电荷e的数值最早是由美国物理学家富兰克林测得的
D. 19世纪30年代，库仑提出了电荷周围存在电场的观点

3.     如图所示，直线A为电源的图线，直线B为电阻R的图线，用该电源和电阻组成闭合电路时，电源的输出功率和电路的总功率分别是(    )

A. 4W 8W
B. 2W 4W
C. 4W 6W
D. 2W 3W

4.     对于电动势和内阻不为零一定的电源，下列说法中正确的是(    )

A. 电源的路端电压随干路中电流的增大而增大
B. 电源的路端电压随外电阻的增大而增大
C. 电源的输出功率随干路中电流的增大而增大
D. 电源的总功率随外电阻的增大而增大

5.     图中虚线为一组间距相等的同心圆，圆心处固定一带正电的点电荷．一带电粒子以一定初速度射入电场，实线为粒子仅在电场力作用下的运动轨迹，a、b、c三点是实线与虚线的交点．则该粒子(    )

A. 带负电
B. 在c点受力最大
C. 在b点的电势能小于在c点的电势能
D. 由a点到b点的动能变化大于由b点到c点的动能变化

6.     如图所示，，电压表的内阻为，电压表的内阻为，AB间电压U保持不变。当电键S闭合后，、的示数变化是(    )

A. 示数变大 B. 示数变大
C. 、示数均变小 D. 、示数均变大

7.     如图是一个由电池、电阻和平行板电容器组成的串联电路，其中电源的电动势为E，内阻为r，电容器的电容值为C，电阻的阻值为R。现将电容器极板间距离增大到原来的2倍，则下列说法中正确的是(    )

A. 极板间距离增大过程中电阻R中没有电流
B. 待电路稳定后，两板间场强减为原来的一半
C. 极板间距离增大过程中，电阻R中有从a流向b的电流
D. 极板间距离增大过程中，流过电阻R的电量为
 

8.     如图所示，电源电动势为E，内电阻为r，当变阻器R的滑动触头向a端移动时，下列判断正确的是(    )

A. 电流表的示数变大
B. 电流表示数变小
C. 电流表示数不变
D. 电压表V的示数变大

9.     下列有关说法正确的是(    )

A. 同一电荷在电场中电势高的地方具有的电势能一定大
B. 正电荷在电场中具有的电势能一定大于零
C. 电场中电势为零的地方，试探电荷具有的电势能也一定为零
D. 电场中电势不为零的地方，场强可能等于零

10. 如图所示，两根长为L，质量为m的导体棒a，b，a被水平放置在倾角为的光滑斜面上，b被水平固定在与a同一水平面的另一位置，且a，b平行，它们之间的距离为s，当两棒中均通以电流为I的同向电流时，a恰能在斜面上保持静止，则下列说法正确的是(    )

A. b的电流在a处产生的磁场的磁感应强度方向竖直向下
B. b的电流在a处产生的磁场的磁感应强度大小为
C. 若使b上移少许，a仍可能保持静止
D. 若使b下移少许，a仍可能保持静止

11. 如图所示，半径的四分之一圆弧OBD位于竖直向下的匀强电场中，OB水平，OD竖直。现将一质量、电荷量的带正电小球从电场中的A点以的初速度水平抛出，抛出点A与圆弧圆心O等高且距O点。经过一段时间后小球打在圆弧曲面上的C点图中未标出，且C点速度方向的反向延长线恰好经过圆弧OBD的圆心O。已知A点电势，重力加速度。则下列说法中正确的是(    )

A. 小球到达C点的速度大小为
B. 小球在运动过程中的加速度大小为
C. 匀强电场的电场强度大小为
D. 小球在C点的电势能为

12. 下列说法中，正确的有(    )

A. 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
B. 电源电动势越大，电源所能提供的电能就越多
C. 通过电源的电流增大时，该电源的输出电压也将随之增大
D. 电阻率表征了材料的导电能力的强弱，由导体的材料决定，且与温度有关

13. 某物理学习小组同学在“描绘小灯泡的伏安特性曲线”实验中，得出下列测量小灯泡关系的数据：

分析该组同学表格内实验数据可知，应选用的实验电路图是图中的______；选填“甲”或“乙”在你所选的电路中，闭合电键s前，滑片p应位于______端。选填“a”或“b”；“c”或“d”

请根据下列坐标纸内的已标记点迹，描绘出小灯泡的图象______。分析图象可知小灯泡的电阻值随I变大而______。选填“变大”、“变小”或“不变”
 

14. 已知一小量程电流表的内阻Rg为200欧姆，满偏电流Ig为现在用如图电路将其改装为量程为和1A的双量程电流表．
    当用哪两个接线柱时为的量程？
    答：______
    当用哪两个接线柱时为1A的量程？
    答：______
    定值电阻______，______ 保留两位有效数字
15. 在如图所示的电路中，电阻，，当开关K断开时，电流表示数为，当K闭合时电流表示数为求：
    开关K断开和闭合时的路端电压U及；
    电源的电动势和内阻；
16. 如图甲所示，匀强磁场中有一矩形闭合线圈abcd，线圈平面与磁场方向垂直．已知线圈的匝数，ab边长、bc边长，线圈的电阻磁感应强度B随时间变化的规律如图乙所示，取垂直纸面向里为磁场的正方向．求：
    时线圈内感应电动势的大小和感应电流的方向．
    在内通过线圈的电荷量
    在内线圈产生的焦耳热

17. 如图所示，A、B、C为一等边三角形的三个顶点，某匀强电场的电场线平行于该三角形平面．现将电荷量为的正点电荷从A点移到B点，电场力做功为，将另一电荷量为的负点电荷从A点移到C点，克服电场力做功
    求、各为多少？
    边长为，求电场线方向及电场强度大小．
18. 如图所示，A为电解槽，M为电动机，N为电炉子，恒定电压，电解槽内阻，当闭合、、断开时，电流表A示数为6A；当闭合、、断开时，A示数为5A，且电动机输出功率为35W；当闭合、、断开时，A示数为求：
    电炉子的电阻及发热功率；
    电动机的内阻；
    在电解槽工作时，电能转化为化学能的功率为多少．
    

答案和解析

1.【答案】A 

【解析】解：处于静电平衡状态的导体的特点是，处于静电平衡状态的导体是等势体，导体的表面是等势面，故AB两点电势相等，电势能相同，故A正确；
B.AB两点电场强度大小相等，但是方向不同，所以电场力大小相等，方向不同，故B错误；
在等势面上移动电荷电场力做功为零，电势能不变，故CD错误。
故选：A。
静电平衡后，金属球壳的外表面均匀带电，球壳外部各点的电场强度大小相等，方向不同；金属球壳是一个等势体，各点电势相等。
本题考查对于感应起电和静电平衡的理解能力．抓住静电平衡导体的特点，就能正确解答。
 

2.【答案】B 

【解析】解：A、我们把本身的线度比相互之间的距离小得多的带电体叫做点电荷，点电荷是一种理想化的物理模型，把带电体是否看成点电荷与带电体的体积无关，故A错误；
B、在物理学的实际应用中，常取大地的电势为零，故B正确；
C、美国科学家密立根最早用实验测得元电荷e的数值，故C错误；
D、库仑提出了库仑定律，物理学家法拉第最早引入了电场的概念，并提出用电场线表示电场，故D错误。
故选：B。
根据物理学史和常识解答，记住著名物理学家的主要贡献即可。
本题考查物理学史，是常识性问题，对于物理学上重大发现、发明、著名理论要加强记忆，这也是考试内容之一。
 

3.【答案】C 

【解析】解：由图象可知，电源电动势，电路电流，路端电压；
则电源的输出功率，即外电路功率为：
，
电路的总功率为：
；
故选：C。
电源的图象与U轴的交点数值是电源的电动势；
电源的图象与电阻R的图象交点电压与电流是该电源与该电阻组成闭合电路时的电路电流与路端电压，由图象求出电源电动势、电路电流与路端电压，然后由求出电源的输出功率，有求解电源的总功率．
对于图象，要能够从轴、点、线、面积、交点、截距等角度进行分析，本题关键明确交点的含义，基础题．
 

4.【答案】B 

【解析】解：A、根据闭合电路欧姆定律得：，可知路端电压U随干路中电流I的增大而减小，故A错误；
B、根据闭合电路欧姆定律得，当外电阻的增大时，I减小减小，则知U增大，即路端电压随外电阻的增大而增大，故B正确；
C、根据闭合电路欧姆定律得，电路中电阻减小，电流增大。根据数学知识分析得知，当电源的内电阻等于外电阻时，输出功率最大，所以电流增大时，电源的输出功率可能变大，也可能变小，故C错误；
D、电源的总功率为，根据闭合电路欧姆定律得，当外电阻增大时，干路电流减小，电源电动势不变，电源总功率变小，故D错误。
故选：B。
根据闭合电路欧姆定律列式分析路端电压与干路电流的关系、以及与外电阻的关系；当电源的内电阻等于外电阻时，电源的输出功率最大，根据内外电阻的关系分析电源输出功率的变化；由分析电源的总功率变化。
本题要能熟练运用闭合电路欧姆定律分析路端电压与电流、外电阻的关系，知道路端电压随外电阻的增大而增大，随干路中电流的增大而减小。
 

5.【答案】D 

【解析】

【分析】
电场线与等势面垂直．电场线密的地方电场的强度大，电场线疏的地方电场的强度小，沿电场线的方向，电势降低，电场力做正功，电势能减小，电场力做负功，电势能增加。
本题中，点电荷的电场强度的特点是离开场源电荷距离越大，场强越小，掌握住电场线和等势面的特点，即可解决本题，属于基础题目。
【解答】
A：根据轨迹弯曲方向判断出，粒子在的过程中，一直受静电斥力作用，根据同性电荷相互排斥，故粒子带正电荷，A错误；
B：点电荷的电场强度的特点是离开场源电荷距离越大，场强越小，粒子在c点受到的电场力最小，故B错误；
C：根据动能定理，粒子由b到c，电场力做正功，动能增加，故粒子在b点电势能一定大于在c点的电势能，故C错误；
D：a点到b点和b点到c点相比，由于点电荷的电场强度的特点是离开场源电荷距离越大，场强越小，故a到b电场力做功为多，动能变化也大，故D正确。
故选：D。  

6.【答案】B 

【解析】解：当电键S断开时，根据串联电路电压与电阻成正比得知：电压表与的示数分别为和；
当电键S闭合后，电压表与电阻并联，并联电阻为电压表与电阻并联，并联电阻为，
则电压表与的示数分别为和；所以示数变小，示数变大，故B正确、ACD错误。
故选：B。
开关S断开时，两电压表串联，总电压为U，开关S闭合后，电压表与电阻并联，电压表与电阻并联，两部分再串联，总电压等于根据串联电路的特点得出两电压表的读数进行分析．
本题是电路的计算问题，在认识电路的连接方式的基础上，根据串联电路电压与电阻成正比进行计算，运用的是比例法．
 

7.【答案】BCD 

【解析】解：AC、在增大电容器两板间距离的过程中，电容器放电。由于电容器上极板带正电，则电阻R中有从a流向b的电流，故A错误，C正确；
B、待电路稳定后，根据，两板间场强减为原来的一半，故B正确；
D、电容器极板间距离增大到原来的2倍，根据电容的决定式，则电容变为原来的一半，极板间的电势差不变，则流过电阻R的电量为，故D正确。
故选：BCD。
根据电容的决定式分析电容的变化；再由公式分析板间场强的变化
本题是电容器动态变化分析问题，解答此类问题的关键是要抓住不变量。
 

8.【答案】BD 

【解析】解：A、当变阻器R的滑动触头向a端移动时，滑动变阻器阻值变大，回路中电阻变大，回路中总电流减小，即电流表的示数变小，故A错误。
BCD、回路中电流减小，内阻上分担的电压变小，所以路端电压变大，即电压表V的示数变大，流过的电流就增大，总电流减小，所以流过电流表示数变小，故BD正确，C错误。
故选：BD。
当R的滑动触点向上滑移动时，R变大，外电路总电阻变大，根据欧姆定律分析总电流和路端电压的变化，确定电压表的读数变化。
分析并联部分的电压变化，判断电流表读数变化。
本题电路动态变化分析问题，按“局部整体局部”的顺序进行分析。
 

9.【答案】CD 

【解析】解：根据电势能的公式可知：电场中电势越高的地方，正电荷在该点具有的电势能越大，负电荷在该点具有的电势能越小，故A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，则由公式，可知正电荷的电势能为负值，故B错误；
C.由公式可知，电势为零的点，试探电荷在该点的电势能一定为零，故C正确；
D.电势和场强之间没有必然联系，电势为零是人为选取的，则电势为零的地方场强可以不为零，电场中电势不为零的地方，场强也可能等于零，故D正确。
故选：CD。
根据电势能的公式可知负电荷在电势高的地方具有的电势能越小，同时正电荷在电势为负的地方电势能小于0，电势为0则电势能也为0，零电势可以人为规定。
本题考查电势能与电场力做功，解题关键掌握电势能与电势的关系，注意电势能与电荷电性和电势都有关。
 

10.【答案】BC 

【解析】解：A、通电导线在a处产生磁场，由安培定则可知，b的电流在a处产生的磁场的磁感应强度方向竖直向上，故A错误；
B、当导体a处于匀强磁场的磁感应强度B的方向竖直向上，由左手定则可知，导体棒a所受安培力水平向右，导体棒a静止处于平衡状态，由平衡条件得：，解得：，故B正确；
C、由题意可知，重力和水平向右的磁场力的合力与支持力平衡，当减小b在a处的磁感应强度，则磁场力减小，要使仍平衡，根据受力平衡条件，则可使b上移，即b对a的磁场力斜向上，故C正确；
D、当b竖直向下移动，导体棒间的安培力减小，根据受力平衡条件，当a受力的安培力方向顺时针转动时，只有大小变大才能保持平衡，而安培力在减小，因此不能保持静止，故D错误。
故选：BC。
由安培定则判断a处磁感应强度的方向；通电导线在磁场中的受到安培力作用，由公式求出安培力大小，由左手定则来确定安培力的方向，并根据受力平衡来确定b的电流在a处产生的磁场的磁感应强度大小与方向．
通电导线在磁场中的受到安培力作用，由公式求出安培力大小，由左手定则来确定安培力的方向，并根据受力平衡来确定b的电流在a处产生的磁场的磁感应强度大小与方向。学会区分左手定则与右手螺旋定则，前者是判定安培力的方向，而后者是电流周围磁场的方向，并学会受力分析，同时掌握力的合成与分解的法则。
 

11.【答案】ABD 

【解析】解：A、由于小球释放后，所受的重力及电场力方向竖直向下，且为恒力，故小球做类平抛运动，由类平抛运动的推论可知，由于球到达C点时，其速度反向延长线过O点，故O点为其水平位移的中点，由此可知其水平位移为，竖直方向的位移为，
水平方向有：
数值方向速度：
则在C点速度：
联立解得：
故A正确；
B、根据类平抛运动规律：
水平方向有：
竖直方向有：
联立解得其加速度

故B正确；
C、由以上分析可知球所受的电场力为
代入数据解得
故C错误；
D、该过程电场力做功为
代入数据解得：
而该球在A点的电势能为
由于该过程电场力做正功，故其电势能减小，故小球在C点的电势能为
联立解得：，故D正确。
故选：ABD。
根据速度时间公式求出竖直分速度，结合平行四边形定则求出C点的速度．粒子在电场力作用下做类平抛运动，根据类平抛运动的规律，结合牛顿第二定律和运动学公式求出小球运动的加速度和电场强度．根据AC间电场力做功，从而得出C点的电势能．
本题考查了粒子在电场中的运动，粒子在电场中做类平抛运动，应用类平抛运动规律的规律，结合牛顿第二定律和运动学公式综合求解．
 

12.【答案】AD 

【解析】解：A、由电流的定义式知，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，故A正确；
B、根据电动势的物理意义，可知电源电动势越大，表示电源把其他形式能量转化为电能的本领大，故B错误；
C、根据闭合电路欧姆定律知，通过电源的电流增大时，该电源的输出电压将随之减小，故C错误；
D、电阻率是描述导体导电性能的物理量，表征了材料的导电能力的强弱，由导体的材料决定，且与温度有关，故D正确。
故选：AD。
电流的大小取决于单位时间内流过导体横截面上的电量；根据电动势的物理意义判断；根据闭合电路欧姆定律判断；电阻率是描述导体导电性能的物理量。
本题考查电流的定义式、电动势的物理意义、电源的输出电压、电阻率等电学基础知识，要求学生对这部分知识要深刻理解，并能够灵活应用。
 

13.【答案】甲  a   变大 

【解析】解：从表格数据可以看出，电流和电压是从零开始连续变化的，故选择分压式接法，故选择甲图和a端。
通过描点法作出图线，需越多的点在图像上，不在图像的点分布在图像两侧，误差太大的点舍去，如图所示

图象上点与坐标原点的连线的斜率表示电阻，故小灯泡的电阻随I变大而变大。
故答案为：甲，a；见解析，变大
根据实验的原理以及操作的注意事项确定电路图。
根据表格作出电压随着电流的变化图线，得出电压与电流的关系。
解决本题的关键掌握器材选择的原则，精确、安全，以及知道滑动变阻器分压式接法和限流式接法的区别，电流表内外接的区别．
 

14.【答案】a、c a、 

【解析】解：电流表量程越小，并联电阻阻值越大，由图示可知，电流表量程为时，接a、c两个接线柱．
电流表量程越大，并联的分流电阻越小，由图示可知，电流表量程为1A时，接a、b两个接线柱．
由图示电路图可知，，，代入数据解得：，
故答案为：、c；、b；；
把电流计改装成电流表需要并联一个分流电阻，分析图示电路结构、应用并联电路特点与欧姆定律答题．
本题考查了电流表的改装，知道电流表的改装原理、分析清楚电路结构，应用串并联电路特点、欧姆定律即可正确解题．
 

15.【答案】解：断开时：路端电压为
        K闭合时：
断开时：外电路总电阻
K闭合时：外电路总电阻
则K断开时有：①
K闭合时有：②
由①②代入数据解得：，
答：电键K断开时的路端电压为3V，闭合时路端电压为；
电源的电动势为，内电阻为； 

【解析】电键K断开时，电阻和串联后与电阻并联。当K闭合时，电阻被短路，根据欧姆定律求解路端电压，根据闭合电路欧姆定律分别列方程求出电动势和内阻。
对于电路问题，首先要搞清电路的连接方式，有时要画出等效电路。基本题。
 

16.【答案】解：时感应电动势为：，
其中磁通量的变化量为：
解得：，
代入数据解得：
感应电流方向为
在内线圈中的感应电动势为：，
感应电流为：，
电荷量为：，
解得：，
代入数据解得：
内线圈中的感应电动势为：，
内线圈中的感应电流为：，
产生的焦耳热为：；
内线圈产生的焦耳热为：； 
内焦耳热为：
答：时线圈内感应电动势的大小为5V，感应电流的方向
在内通过线圈的电荷量q为
在内线圈产生的焦耳热Q为100J 

【解析】由题可确定磁感应强度B的变化率，根据法拉第电磁感应定律求出感应电动势，根据楞次定律判断感应电流的方向；
由法拉第电磁感应定律、欧姆定律和电流的定义式结合求解电量；
分析两个时间段：和，由焦耳定律分别求出热量，即可得到总热量；
题是法拉第电磁感应定律、欧姆定律、焦耳定律和楞次定律等知识的综合应用，这些都是电磁感应现象遵守的基本规律，要熟练掌握，并能正确应用．
 

17.【答案】解：正点电荷从A点移到B点时，电场力做正功，故A点电势高于B点，可解得：
AB间的电势差为：

AC间的电势差为：
；
根据BC间的电势差等于0，知BC为等势线，则场强的方向沿BC中垂线由A指向BC中点
即场强方向为由A指向

直线AB在场强方向的距离d等于线段AD的长度，
故由匀强电场中电势差与场强的关系式可得：  

【解析】本题主要考查电场强度，电势差，解决本题的关键掌握电场力做功与电势差的关系，以及电场强度与电势差的关系，注意d是沿电场线方向上的距离，知道电场线与等势线垂直，由高电势指向低电势．
根据电场力做功与电势差的关系求出AB、AC、BC间的电势差．
根据电场线方向与等势线垂直，确定电场强度的方向；根据求出电场强度的大小．
 

18.【答案】解：当闭合、、断开时，只有电炉子接入，因电炉子为纯电阻，由欧姆定律有：电炉子的电阻
其发热功率为：
当闭合、、断开时，电动机为非纯电阻，由能量守恒定律得：
代入数据解得：
当闭合、、断开时，电解槽工作，由能量守恒定律得：
代入数据解得：
答：
电炉子的电阻为，发热功率为72W；
电动机的内阻是；
在电解槽工作时，电能转化为化学能的功率为 

【解析】电炉子工作时为纯电阻，根据欧姆定律及发热功率公式即可求解；
电动机工作时为非纯电阻，由能量守恒定律列式，即可求解电动机的内阻；
化学能的功率等于总功率减去内阻消耗的功率，由能量守恒定律求解．
对于电动机电路，要正确区分是纯电阻电路还是非纯电阻电路：当电动机正常工作时，是非纯电阻电路，当电动机被卡住不转时，是纯电阻电路．