2021-2022学年陕西省宝鸡市金台区高二上学期期中考试物理试题 解析版

2021-2022学年陕西省宝鸡市金台区高二上学期期中考试

物理（理科）

2021 11

温馨提示：

1.本试题分为第Ⅰ卷、第Ⅱ卷、附加题。基础题100分，附加题10分，全卷满分110分。

2.考生答题时，必须将第Ⅰ卷上所有题的正确答案用2B铅笔涂在答题卡上所对应的信息点处，答案写在Ⅰ卷上无效，第Ⅱ卷所有题的正确答案按要求用黑色签字笔填写在答题卡上试题对应题号上，写在其他位置无效。

3.考试结束时，将答题卡交给监考老师。

第Ⅰ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。其中1-8小题给出的四个选项中，只有一个选项符合题目要求；9-12小题给出的四个选项中，有多个选项符合题目要求。）

1. 法国的物理学家库仑在探究电荷间的相互作用规律时，引入了“点电荷”的概念，从物理学研究的科学方法上来说，这属于（　　）

A. 控制变量法 B. 观察实验法 C. 理想模型法 D. 等效替代法

【1题答案】

【答案】C

【解析】

【详解】“质点”、“点电荷”等都是为了研究问题简单而引入的理想化的模型，所以它们从科学方法上来说属于理想模型法。

故选C。

2. 有两个半径为r的金属球如图放置，两球表面间最小距离也为r，今使两球带上等量异种电荷Q，两球间库仑力的大小为F，那么（　　）

A.  B.  C.  D. 无法判定F的大小

【2题答案】

【答案】B

【解析】

【详解】由库仑定律

根据库仑定律的成立条件：真空中点电荷。两球距离较近，不能视为点电荷，因此当带异种电荷时，相互吸引，电荷在金属球表面不是均匀分布，而是相互靠近，等效间距小于球心间距， 所以库仑大小为

故B正确，ACD错误。

故选B。

3. 如图所示的电场中，虚线a、b、c为三个等势面，相邻等势面之间的电势差相等，即Uab=Ubc，一带正电的粒子仅在电场力的作用下通过该区域时的运动轨迹如图中实线所示，P、Q是这条轨迹上的两点，由图可知（　　）

A. 带电粒子在P点的电势能比在Q点小

B. 带电粒子在P点的动能比在Q点大

C. a、b、c三个等势面中，a的电势最高

D. 带电粒子在P点时的加速度比在Q点的加速度大

【3题答案】

【答案】D

【解析】

【详解】C．电荷所受电场力指向轨迹内侧，由于电荷带正电，因此电场线指向右下方，沿电场线电势降低，故a等势线的电势最低，c等势线的电势最高，C错误；

AB．电荷所受电场力指向轨迹内侧，由于电荷带正电，因此电场线指向右下方，从P到Q过程中电场力做正功，电势能减小，动能增大，故P点的动能小于Q点的动能，带电质点在P点的电势能大于在Q点的电势能，AB错误；

D．等势线密的地方场强大，故P点位置电场强度大，电场力大，根据牛顿第二定律，加速度也大，D正确。

故选D。

4. 甲、乙两根导线，甲的电阻率是乙的4倍，乙的长度是甲的3倍，乙的横截面积是甲的2倍，则甲、乙导线电阻之比是（　　）

A. 8：3 B. 6 ：1 C. 3 ：2 D. 24 ：1

【4题答案】

【答案】A

【解析】

【详解】甲、乙两根导线，甲的电阻率是乙的4倍，乙的长度是甲的3倍，乙的横截面积是甲的2倍，由电阻定律

则两根导线电阻之比

故选A

5. 走廊里有一盏电灯，在走廊两端各有一个开关，我们希望不论哪一个开关接通都能使电灯点亮，那么由此设计的电路体现的逻辑关系是（　　）

A. “与”逻辑 B. “或”逻辑 C. “非”逻辑 D. “与非”逻辑

【5题答案】

【答案】B

【解析】

【详解】不论哪一个开关接通都能使电灯点亮，所满足的关系是“或”逻辑关系，即事件的某一个条件满足，该事件就能发生。

故选B。

6. 在使用多用电表测电阻时，以下说法错误的是（　　）

A. 使用前检查指针是否指在电阻档“∞”处

B. 每换一次挡位，都必须重新进行电阻档欧姆调零

C. 在外电路中，电流从红表笔流经被测电阻到黑表笔

D. 测量时，若指针偏角较小，应换倍率较大的档位进行测量

【6题答案】

【答案】C

【解析】

【详解】A．使用要检查指针是否指在左侧零刻度线处，即使用前检查指针是否指在电阻挡“∞”处，A正确；

B．欧姆表换挡后要进行欧姆调零，测量过程中，每换一次挡位，都必须重新调整欧姆零点，B正确；

C．多用电表使用时应让电流红进黑出，因此在测量电阻时，电流从黑表笔流经被测电阻到红表笔，C错误；

D．用欧姆表测电阻时要选择合适的挡位使指针指在中央刻度线附近，否则测量误差较大，若偏角太小，则说明所选挡位过小，应换用倍率较大的挡位，D正确。

故选C。

7. 如图所示，在平面坐标系内以坐标原点O为圆心画一个半径为R=2cm的圆。若沿平面方向加一匀强电场，电场强度为E，测得P点的电势为3V，Q点的电势为-3V，M点的电势为4V，则下列说法正确的是（　　）

A. 电场方向沿y轴负方向

B. N点的电势为-4V

C. 匀强电场的电场强度大小为2.5V/m

D. 在同一圆周上，沿电场线方向直径两端点的电势差最大为8V

【7题答案】

【答案】B

【解析】

【详解】B．连接MP和QN，根据几何关系可得，MP平行QN且相等 ，沿平面方向加的是匀强电场，则有

解得

B正确；

A．如图所示

连接MQ等分七等分，则A点的电势为0，在圆心O处电势为零，连接O、A，则OA为等势面，过O做垂线即为电场线，方向右下方，A错误；

C．在O点，沿着x轴方向的场强为

沿y轴负方向的场强为

则平面的匀强电场的场强为

C错误；

D．在同一圆周上，沿电场线方向直径两端点的电势差最大为

D错误。

故选B。

8. 如图，平行板电容器两极板间距为d，极板与水平面成45°角，上极板带正电。一电荷量为q（q＞0）的粒子在电容器中靠近下极板处，以初动能Ek0竖直向上射出。不计重力，极板尺寸足够大。若粒子能打到上极板，则下列说法正确的是 （　　）

A. 粒子刚好打到上极板时速度为0 B. 粒子运动过程中电势能减少

C. 两极板间电场强度的最大值为 D. 两极板间电场强度的最大值为

【8题答案】

【答案】D

【解析】

【详解】A．根据电荷的受力情况可知，粒子在电场中做曲线运动，如图所示

将粒子的速度v分解为垂直于板的vy，和平行于板的vx，由于极板与水平面夹角45°，粒子的初速度方向竖直向上，所以粒子初速度在垂直于板的方向的速度为

当电场足够大时，粒子到达上极板时速度恰好与上极板平行，即粒子垂直于极板方向的速度

此时

故A错误

B．粒子在y方向沿着电场线相反的方向运动，因为粒子带正电，所以电势能增加，故B错误；

CD．根据运动学公式有

联立解得，故C错误，D正确。

故选D。

9. 如图所示，光滑绝缘水平桌面上有A、B两个带电小球（可以看成点电荷），A球带电量为+2q，B球带电量为-q，由静止开始释放时A球加速度大小为B球的两倍，不计空气阻力，下列说法正确的是（　　）

A. A球的质量是B球质量的2倍

B. A球与B球受到静电力的大小相等

C. A球与B球受到的静电力是一对平衡力

D. A、B球相互靠近过程中加速度都增大，且A球加速度大小总是B球的两倍

【9题答案】

【答案】BD

【解析】

【详解】BC．A球受到的静电力和B球受到静电力是一对作用力与反作用力，总是大小相等、方向相反，C错误B正确；

A．根据题意可得A球加速度大小为B球的两倍，则根据牛顿第二定律，可知A的质量为B的，A错误；

D．A、B球相互靠近过程中，AB之间的静电力变大，但二者的电场力总是等大反向，A球加速度大小仍为B球的2倍，D正确。

故选BD。

10. 在如图所示的电路中，滑动变阻器的滑动触点向a端移动时（　　）

A. 电阻R2的功率一定减小 B. 电源的输出功率一定减小

C. 电压表V和电流表A的读数都增大 D. 电压表V的读数减小，电流表A的读数增大

【10题答案】

【答案】AD

【解析】

【详解】CD．滑动变阻器的滑动触点向a端移动时，R3减小，电路总电阻减小，干路电流增大，由闭合电路欧姆定律可得

知路端电压减小，电压表V的读数减小。路端电压减小，由欧姆定律可知流过R2的电流减小，则流过R3的电流增大，电流表A的读数增大，C错误D正确；

A．路端电压减小，由

可知，电阻R2的功率一定减小，A正确；

B．电源的输出功率随外电阻的变化如图所示

由于不知道内外电阻具体关系，故无法确定电源的输出功率是否增大，B错误。

故选AD。

11. 图所示，两个通电小球带电后相互排斥，静止时两悬线跟竖直方向各有一个夹角α、β，且两球在同一水平面上。两球质量用m和M表示，所带电荷量用q和Q表示。若已知α>β，则下列说法正确的是（　　）

A. 两球一定带同种电荷 B. q一定小于Q

C. M一定大于 m D. m受到的库伦力一定大于M所受的库伦力

【11题答案】

【答案】AC

【解析】

【详解】A．两个球相互排斥，故一定带同种电荷，A正确；

C．对左侧小球受力分析，受重力mg，拉力T和静电斥力F，如图

根据平衡条件，有

解得

再对右侧小球受力分析，同理有

解得

C正确；

BD．两球相互排斥，根据牛顿第三定律，相互排斥力相等，与带电量无关，BD错误。

故选AC。

12. 如图所示，电源电动势E=3V，小灯泡L标有“2V、0.4W”，开关S接1，当变阻器调到R=4Ω时，小灯泡L正常发光；现将开关S接2，小灯泡L和电动机M均正常工作，则（　　）

A. 电动机的内阻为4Ω B. 电源内阻为1Ω

C. 电动机正常工作电压为0.8V D. 开关S接2时电源效率约为66.7%

【12题答案】

【答案】BC

【解析】

【详解】B．开关S接1时，当变阻器调到R=4Ω时，小灯泡L正常发光，可得灯泡两端电压为

电功率为

则电路中电流为

根据闭合电路欧姆定律有

代入数据解得电源内阻

B正确；

AC．开关S接2时，电路中电流仍为0.2A，根据闭合电路欧姆定律有

代入数据解得电动机的工作电压

电动机的内阻

A错误C正确；

D．电源的效率为

D错误。

故选BC。

第Ⅱ卷（非选择题，共52分）

二、填空与实验题：（共5小题，每空2分，共26分）

13. 如图所示，一带负电的导体球M放在绝缘支架上，把系在绝缘丝线上的带电小球N挂在横杆上。当小球N静止时，丝线与竖直方向成θ角，由此推断小球N带___________电荷（选填“正”或“负”）；若把导体球M远离带电小球N时，则丝线与竖直方向的夹角θ将______（选填“变大”或“变小”）。

【13题答案】

【答案】    ①. 负    ②. 变小

【解析】

【详解】[1] 小球M与N相互排斥，M、N带同种电荷，M带负电，N也带负电

[2] 小球N受重力mg，绳的拉力，库仑力F，绳与竖直方向夹角为

库仑力为

若把导体球M远离带电小球N时，则库仑力小，偏角小，即角θ变小

14. 如图所示实验装置可用来探究影响平行板电容器电容的因素，其中电容器左侧极板和静电计外壳接地，电容器右侧极板与静电计金属球相连，使电容器带电后与电源断开。

（1）下移左极板，可观察到静电计指针偏转角________（选填“变大”、“变小”或“不变”）；

（2）两板间插入一块金属板，可观察到静电计指针偏转角___________（选填“变大”、“变    小”或“不变”）。

【14题答案】

【答案】    ①. 变大    ②. 变小

【解析】

【详解】电容器带电后与电源断开，则电容器带电量不变

（1）[1]根据

下移左极板，正对面积减小，则电容变小，根据

电势差增大，指针偏角变大

（2）[2] 根据

两板间插入一块金属板，则电容变大，根据

电势差减小，指针偏角变小

15. 图1螺旋测微器读数为________mm，图2游标卡尺读数为________cm。

【15题答案】

【答案】    ①. 0.900    ②. 1.450

【解析】

【详解】[1] 螺旋测微器读数为

[2]游标卡尺读数为

16. 如图为简单欧姆表原理示意图，其中电流表的满偏电流Ig=200μA，内阻 rg=100Ω，可变电阻R的最大阻值为10kΩ，电池的电动势E=1.5V、内阻r=0.5Ω。在对此表进行欧姆调零时，R应调为_________Ω； 按正确使用方法测量电阻Rx的阻值时，指针指在刻度盘的150μA处，则Rx的阻值为_________Ω。

【16题答案】

【答案】    ①7399.5    ②. 2500

【解析】

【详解】[1]当进行欧姆调零时，由欧姆定律得

可得欧姆表的内阻

代入数据解得

 [2] 当指针指在刻度盘的150μA处时，由欧姆定律

代入数据解得

17. 某同学用如图甲所示电路，测定一节干电池的电动势和内电阻。请回答下列问题：

（1）在闭合开关之前为防止电表过载，滑动变阻器的滑动头应放在滑动变阻器最 _______处（填“左端”或“右端”）；

（2） 试验时准备有以下器材：

A．干电池1个      

B．滑动变阻器（0-50Ω）   

C．电压表（0-3V）    

D．电压表（0-15V）     

E．电流表（0-0.6A）   

F．电流表（0-3A）

其中电压表应选___________，电流表应选___________；（填字母代号）

（3）实验中该同学调节滑动变阻器，记录电压表和电流表的示数并在U-I图中描点，如图乙所示，则由图乙可求得这个干电池的电动势E=___________V，内电阻r=________Ω。

【17题答案】

【答案】    ①. 左端    ②. C    ③. E    ④. 1.48    ⑤. 0.86

【解析】

【详解】（1）[1] 闭合开关之前滑动变阻器的滑动头P应放在最大值位置处，即左端

（2）[2] 电源电动势大约1.5V，因此电压表选择量程为3V的比较合适，故电压表选择C

[3] 电路中的电流较小，因此电流表选择0.6A量程的E

（3）[4]根据描点，做出图像如图

由图示电源U-I图像可知，电源电动势

[5] 图像中的斜率表示电源的内阻，所以电源的内阻为

三、计算题：（本题共3题，共26分。要求解答应写出必要的文字说明、方程式、重要的演算步骤，推理、说明过程要简洁清晰，有数字计算的题要写出明确的数值和单位，只有最后结果的得零分。）

18. 已知电流表的内阻 Rg=100Ω，满偏电流值Ig=500μA。

（1）若把这个电流表改装成量程为3.0V的电压表，则应串联一个多大的电阻？

（2）若把这个电流表改装成量程为2.5A的电流表，改装后的电流表的内阻RA多大？

【18题答案】

【答案】（1）5900Ω；（2）0.02Ω

【解析】

【详解】（1）把电流表改装成3V的电压表需要串联分压电阻，串联电阻阻值

（2）把这个电流表改装成量程为2.5A的电流表，改装后的电流表的内阻

19. 在匀强电场中，将一电荷量为C的负电荷由A点移到B点，其电势能增加了0.2J，已知A、B两点间距离为2 cm，两点连线与电场方向成60°角，如图所示，试求：

（1）电荷由A移到B的过程中，电场力做正功还是负功？做功为多少？

（2）A、B两点间的电势差为多少？

（3）该匀强电场的电场强度为多大？

【19题答案】

【答案】（1）负功，-0.2J；（2）；（3）

【解析】

【详解】（1）因负电荷由A移到B的过程中，负电荷的电势能增加0.2J，所以这个过程中电场力对负电荷做负功，则

（2）A、B两点间的电势差

（3）该匀强电场的电场强度

20. 如图所示，有一电量为q、质量为m的粒子，由静止开始经电压为U1的电场加速后，进入两块间距为d、电压为U2的平行金属板间。若粒子从两板正中间垂直电场方向射入，且正好能从下板右边缘穿出电场，求：

（1）粒子进入偏转电场时的速度；

（2）在偏转电场中运动的时间和金属板的长L；

（3）粒子穿出电场时的动能。

【20题答案】

【答案】（1）；（2）；；（3）

【解析】

【详解】（1）根据动能定理，有

解得

故粒子进入偏转电场时的速度为。

（2）粒子进入偏转电场后，仅受电场力作用，竖直方向上有

，，

联立解得

则金属板长为

故在偏转电场中运动的时间为，金属板的长L为。

（3）粒子由静止开始到射出仅受电场力作用，则有

故粒子穿出电场时的动能为。

21. 如图，两金属板P、Q水平放置，间距为d。两金属板正中间有一水平放置的金属网G，PQG的尺寸相同。G接地，P、Q的电势均为（>0）。质量为m，电荷量为q（q>0）的粒子自G的左端上方距离G为h的位置，以速度v0平行于纸面水平射入电场，重力忽略不计。

（1）求粒子第一次穿过G时的动能，以及它从射入电场至此时在水平方向上的位移大小；

（2）若粒子恰好从G的下方距离G也为h的位置离开电场，则金属板的长度最短应为多少？

【21题答案】

【答案】（1）；（2）

【解析】

【详解】（1）PG、QG间场强大小相等，均为E，粒子在PG间所受电场力F的方向竖直向下，设粒子的加速度大小为a，有

①

F=qE=ma②

设粒子第一次到达G时动能为Ek，由动能定理有

③

设粒子第一次到达G时所用时间为t，粒子在水平方向的位移为l，则有

④

l=v0t⑤

联立①②③④⑤式解得

⑥

⑦

（2）设粒子穿过G一次就从电场的右侧飞出，则金属板的长度最短，由对称性知，此时金属板的长度L为⑧