2023陕西省西北工业大学附中高二上学期1月期末考试物理试题含答案

西工大附中2022-2023学年上学期1月期末

高二物理

一、选择题；本题共10小题，每小题3分，共30分

1．生活科技上处处存在静电现象，有些是静电的应用，有些是要防止静电，下列关于静电的说法错误的是（　　）

A．在地毯中夹杂的不锈钢丝导电纤维，是防止静电危害

B．静电复印机应用了静电吸附原理

C．印染厂应该保持空气干燥，避免静电积累带来的潜在危害

D．在超高压带电作业中，电工所穿的高压工作服内有编织的金属丝，这样做能起到静电屏蔽的作用

2．在科学发展史上，很多科学家做出了杰出的贡献。他们在物理学的研究过程中应用了很多科学的思想方法。下列叙述不正确的是（     ）

A．法拉第首先提出用电场线描绘抽象的电场，这是一种形象化的研究方法

B．电场强度的表达式和电势差的表达式都是利用比值法得到的定义式

C．库仑得出库仑定律并用扭秤实验最早测出了元电荷e的数值

D．用点电荷来代替实际带电体是采用了理想化物理模型的方法

3．下列说法中正确的是（　　）

A．有电荷存在，电荷周围就一定存在着电场，电场不是物质

B．场强的定义式中，q是场源电荷的电荷量

C．电场最基本的性质是对处在其中的电荷有力的作用

D．真空中点电荷形成的电场是匀强电场

4．关于电场强度的概念，下列说法正确的是 (    )

A．由可知，某电场的场强E与q成反比，与F成正比

B．电场中某一点场强方向与放入该点试探电荷的正负无关

C．电场中某一点的场强与放入该点的试探电荷的正负有关

D．电场中某一点不放试探电荷时，该点场强等于零

5．如图所示是电场中某区域的电场线分布，a、b是电场中的两点，则（  ）

A．正电荷放在a点静止释放，在电场力作用下运动的轨迹与电场线一致

B．同一点电荷放在a点受到的电场力比放在b点时受到电场力小

C．a点的电场强度较大

D．电荷在a点受到电场力方向必定与场强方向一致

6．如图所示，不带电的金属导体A和B放在绝缘支柱上并相互接触，带正电的小球C靠近A，以下说法中正确的是（　　）

A．若先将A、B分开，再移走C，A带正电，B带负电

B．若先将A、B分开，再移走C，B带正电，A带负电

C．若先将C移走，再把A、B分开，A带正电，B带负电

D．若先将C移走，再把A、B分开，B带正电，A带负电

7．如图所示，一根无限长均匀带正电细直棒所在空间内有A、B、C、D四点，它们分别位于一个正方体的四个顶点。该正方体的一条棱刚好与直棒重合，全科免费下载公众号《高中僧课堂》则下列说法正确的是（　　）

A．A、C两点场强相同

B．B、C两点电势相同

C．质子在A、D两点的电势能相等

D．电子在此空间不可能做匀速圆周运动

8．下面关于磁场的说法正确的是（　　）

A．某点小磁针北极的受力方向与该点磁场方向一致

B．某点小磁针的南极指向，即为该点的磁场方向

C．某点一小段通电直导线受到的磁场力方向与该点磁场的方向一致

D．在通电螺线管外部小磁针北极受力方向与磁场方向一致，在内部小磁针北极受力方向与磁场方向相反

9．关于带电粒子在匀强磁场中所受的洛伦兹力，下列说法不正确的是（　　）

A．静止粒子不会受洛伦兹力

B．平行磁场入射的粒子不会受洛伦兹力

C．垂直磁场入射的粒子不会受洛伦兹力

D．粒子在磁场中受力方向与磁场方向垂直

10．如图，条形磁铁平放于水平桌面上，在它的正中央上方固定一根直导线，导线与磁场垂直，现给导线中通以垂直于纸面向外的电流，则下列说法正确的是（　　）

A．磁铁对桌面的压力减小

B．磁铁对桌面的压力增大

C．磁铁对桌面的压力不变

D．以上说法都不可能

二、多选题；本题共5题，每小题4分，共20分

11．在下列设备中，主要利用电磁铁工作的是（　　）

A．发电机 B．电话 C．电磁继电器 D．电磁起重机

12．下列说法正确的是（ ）

A．安培通过实验的方法总结出真空中两个静止点电荷的作用力的规律

B．法拉第最早引入“力线”形象描述电场的强弱

C．库仑最早用实验的方法精确测出电子的电量

D．法拉第最先发现利用磁场产生电流的方法

13．对于库仑定律，下列说法正确的是（　　）

A．凡计算真空中两个静止点电荷间的相互作用力，就可以使用公式

B．两个带电小球即使相距非常近，也能用库仑定律

C．相互作用的两个点电荷，不论它们的电荷量是否相同，它们之间的库仑力大小一定相等

D．当两个半径为r的带电金属球中心相距为2r时，对于它们之间的作用力大小，只取决于它们各自所带的电荷量多少

14．下列说法正确的是（　　）

A．磁感线是客观存在的真实曲线

B．磁感线越密的地方磁感应强度越大

C．沿着磁感线方向磁感应强度越来越小

D．磁感线上某点切线方向就是该点磁感应强度方向

15．如图所示，一个匝数N=20、电阻的矩形线圈，以固定转速50r/s在匀强磁场中旋转，从图示位置开始计时，其产生的交变电流通过一匝数比的理想变压器，给副线圈电路供电，定值电阻，，；灯泡L的电阻恒为，额定电压为24V，灯泡正常工作，可以判断（    ）

A．电阻R消耗的电功率为2.25W B．穿过线圈平面的最大磁通量为

C．矩形线圈的热功率为0.1296W D．时刻流过线圈的电流为零

三、综合题：50分

16．反映磁场的力的性质的物理量是___________，匀强磁场的磁感线是平行的___________直线。

17．同一直线上相距为L的两个点电荷，A、B点处的电荷电量分别为QA、QB，QA＜0、QB＞0，则二者间的库仑力的大小为_____，在B的右侧相距也为L的C点电场强度的大小为_________。

18．如图所示，是半径为r的圆的内接正五边形，在其顶点a、b、c、d处各固定有电荷量为的点电荷，在e处固定有电荷量为的点电荷，则放置在圆心O处的点电荷所受到的库仑力F的方向为_________，大小为_________。

19．奥斯特实验：把导线放置在小磁针的________，通电时磁针发生了转动。实验意义：奥斯特实验发现了电流的________，即电流可以产生磁场，首次揭示了________的联系。

20．画出图（a）中螺线管通电后小磁针N、S极的受力方向和（b）中条形磁铁的受力方向______,________．

21．如图所示，点电荷Q的电场中，电量q＝1.0×10－10C的点电荷P所受到的电场力为9.0×10－5N。求：

（1）点电荷Q在P处的电场强度的大小与方向？

（2）把电荷 q移走，P处电场强度多大？

22．把一长20cm的直导线放入永磁体产生的匀强磁场中，使导线和磁场方向垂直，导线中的电流是2.0A，受到的安培力大小是3.6×10-2 N 。求：

(1)永磁体产生的匀强磁场的磁感应强度多大？

(2)将导线从磁场中取走后，永磁体产生的匀强磁场的磁感应强度为多大？

参考答案

1．C

A．地毯中不锈钢丝的作用是把鞋底与地毯摩擦产生的电荷传到大地上，以免发生静电危害，属于防止静电危害，故D正确；

B．静电复印机是利用静电工作的，应用了静电吸附原理，故B正确；

C．印刷车间中，纸张间摩擦产生大量静电，所以印刷车间中保持适当的湿度，及时把静电导走，避免静电造成的危害，故C错误；

D．在超高压带电作业中，电工所穿的高压工作服内有编织的金属丝，这样做能起到静电屏蔽的作用，故D正确。

本题选错误项，故选C。

2．C

A．法拉第首先提出用电场线描绘抽象的电场，这是一种形象化的研究方法，选项A正确；

B．电场强度的表达式和电势差的表达式都是利用比值法得到的定义式，选项B正确；

C．库仑得出库仑定律并用扭秤实验测出静电常数，选项C错误；

D．用点电荷来代替实际带电体是采用了理想化物理模型的方法，选项D正确。

此题选项错误的选项，故选C。

3．C

A．荷周围空间里存在的一种特殊物质，这种物质即为电场，故A错误；

B．电场强度的定义式中，q是放入电场的试探电荷的电荷量，故B错误；

C．电场的力的性质表现为电场对放入其中的电荷有作用力，这种力称为电场力，故C正确；

D．真空中点电荷形成的电场不是匀强电场，选项D错误。

故选C。

电场强度是实实在在存在的一种物质，注意区分电场强度定义及点电荷电场强度的关系。

4．B

A项：是电场强度的定义式，采用比值法定义，则知电场强度E与F、q无关，由电场本身决定，E并不跟F成正比，跟q成反比，故A错误；

B、C项：场强由电场本身决定，与放入电场的试探电荷无关，故B正确，C错误；

D项：场强与有无试探电荷无关，电场中某一点不放试探电荷时，该点场强不变，故D错误．

5．C

A．正电荷放在a点受到的电场力沿电场线的切线方向，由静止释放后，正电荷将离开电场线，所以其运动轨迹与电场线不一致，故A错误；

B．a点的电场线较密集，电场强度较大，同一点电荷放在a点受到的电场力较大，故B错误；

C．由图可知，a点处电场线较密，电场强度较大，故C正确；

D．电场力方向与正电荷受力方向一致与负电荷受力方向相反，故D错误。

故选C。

6．B

AB．带正电的小球C靠近A端，由于感应起电，A端带负电，B端带正电，将A、B分开，再移走C，则A整体带负电，B整体带正电，故A错误，B正确；

CD．带正电的小球C靠近A端，由于感应起电，A端带负电，B端带正电，将C移走，A、B上的电荷又马上中和，不再带电，再把A、B分开，A、B都不带电，故C、D错误。

故选B。

7．C

A．因为一根无限长均匀带正电细直棒，则有细直棒周围的电场强度和电势具有对称性，所以距离细棒相同距离点，电场强度大小相同，方向不同，A错误；

B．设正方体的边长为L，由几何知识可知，B点距细棒距离为L，C点距细棒的距离为L，故两点的电势不相同，B错误；

C．A、D两点距细棒的距离相等，两点的电势相等，质子带正电，因此质子在A、D两点的电势能相等，C正确；

D．电子带负电，受带正电细棒的吸引力作用，如果电子沿垂直细棒射入细棒附近，电场力方向与电子速度方向垂直，若电场力的大小恰好等于所需向心力，电子将围绕细棒可能做匀速圆周运动，D错误。

故选C。

8．A

AB．磁场方向规定：小磁针在该点静止时北极的指向或某点小磁针北极的受力方向与该点磁场方向一致，A正确，B错误；

C．某点一小段通电直导线受到的磁场力方向与该点磁场的方向垂直，C错误；

D．在通电螺线管外部小磁针北极受力方向与磁场方向一致，在内部小磁针北极受力方向与磁场方向一致，D错误。

故选A。

9．C

A．当粒子在磁场中保持静止时不受洛伦兹力，故A正确，不符合题意；

B．当粒子平行磁感线运动时不受洛伦兹力，故B正确，不符合题意；

C．当粒子垂直磁场入射时一定受洛伦兹力，故C不正确，符合题意；

D．根据左手定则可知，粒子在磁场中受力方向与磁场方向一定相互垂直，故D正确，不符合题意．

故选C．

点睛：该题考查带电粒子在磁场中的受力和运动情况，要注意明确洛伦兹力垂直于运动方向，知道当粒子受洛伦兹力F=Bqvsinθ，当粒子平行磁场时不受洛伦兹力．

10．A

在磁铁外部，磁感线从N极指向S极，长直导线在磁铁的中央上方，导线所在处磁场水平向左；导线电流垂直于纸面向外，由左手定则可知，导线受到的安培力竖直向下；由牛顿第三定律可知，导线对磁铁的作用力竖直向上，因此磁铁对桌面的压力减小，小于磁铁的重力，故A正确，B CD错误；

故选A。

11．BCD

电话、电磁继电器、电磁起重机都是利用电磁铁工作的，发电机是利用电磁感应原理工作的。

故选BCD。

12．BD

A．库伦通过实验的方法总结出真空中两个静止点电荷的作用力的规律，A错误；

B．法拉第最早引入“力线”形象描述电场的强弱，B正确；

C．密立根最早用实验的方法精确测出电子的电量，C错误；

D．法拉第最先发现利用磁场产生电流的方法，D正确。

故选BD。

13．AC

A．由库仑定律的应用条件可知，故A正确；

B．两带电小球距离非常近时，带电小球不能视为点电荷，库仑定律不再适用，故B错误；

C．由牛顿第三定律可知，相互作用的两个点电荷之间的作用力总是大小相等的，故C正确；

D．当带电小球之间的距离较近时，不能看成点电荷，它们之间的作用力不仅跟距离有关，还跟带电体所带电荷电性及电荷量有关系，故D错误。

故选AC。

14．BD

A．磁感线是为了形象地描述磁场假想的线，实际并不存在，故A错误；

B．磁感线的疏密反应磁场的强弱，故磁感线越密的地方磁感应强度越大，故B正确；

C．磁感线越密的地方磁感应强度越大，与是否沿磁感线的方向无关，故C错误；

D．根据磁感线的特点可知，磁感线上某点切线方向就是该点磁应感强度方向，故D正确。

故选BD。

15．ACD

A.灯泡L的电阻恒为，额定电压为24V，灯泡正常工作，则

则

因此

A正确；

B．以固定转速50r/s在匀强磁场中旋转，则

由A推理得

由

则

由

则

所以

因为

则

B错误；

C．矩形线圈的热功率为

C正确；

D．时刻，磁通量最大，磁通量变化率为零，流过线圈的电流为零，D正确。

故选ACD。

16．     磁感应强度     等间距

[1]反映磁场的力的性质的物理量是磁感应强度；

[2]匀强磁场的磁感线是平行的等间距直线。

17．         

[1]二者间的库仑力的大小为

[2]在B的右侧相距也为L的C点电场强度的大小为

18．     从e指向O    

[1][2]设想在e处放一电荷量为的点电荷，根据对称性可知，五个电荷量为的点电荷对圆心O处的电荷量为的点电荷的库仑力的合力为零，则所求的库仑力可以等效为在e处另放一个电荷量为的点电荷与电荷量为的点电荷之间的库仑力。根据这一思路，由库仑定律得，由“同种电荷相斥”知，库仑力的方向从e指向O。

19．     上方     磁效应     电与磁

【解析】略

20．         

[1]根据图（a）中螺线管通电后，结合安培定则，则有左边线圈的右端相当于磁场N极，而右边线圈的左端相当于磁场S极，因小磁针静止时，N极指向即为磁场方向，因此小磁针N极向右，S极向左。如下图（a）所示。

[2]图（b）根据磁感线从磁铁外部N极到S极，因此通电导线处于向右的磁场，根据左手定则，则有通电导线受到的安培力向上，再由牛顿第三定律，则有：图（b）中条形磁铁的受力方向向下。

21．（1），由Q指向q  （2）

【分析】考查电场强度的定义。

（1）由场强的定义式：

代入数据解得：，方向由正电荷指向场点，即由Q指向q；

（2）空间中某点的场强与试探电荷无关，与场源电荷以及该点的空间位置有关，所以把电荷 q移走，P处电场强度依然是。

22．(1)9×10-2T；(2)9×10-2 T

(1)根据磁感应强度定义式得

(2)将导线从磁场中取走后，永磁体产生的匀强磁场的磁感应强度仍为9×10-2 T