2021-2022学年河南省河南师大附中金龙学校高二（上）期中物理试题含解析

2021-2022学年上期河南师大附中金龙学校高二年级《物理》期中试卷

一、单项选择题（本题共12小题，每小题3分，共36分）

1. 关于电场强度与电势的关系，下面各种说法中正确的是：（    ）

A. 电场强度大的地方，电势一定高 B. 电场强度不变，电势也不变

C. 电场强度为零处，电势一定为零 D. 电场强度方向是电势降低最快的方向

【答案】D

【解析】

【详解】电场线密处，电场强度大，而电场线方向不确定，故无法判断电势高低，电势就不一定高，故A错误；在匀强电场中，电场强度不变，沿着电场线的方向，电势总是逐渐降低的，故B错误；电势为零，是人为选择的，电场强度为零的地方，电势不一定为零，故C错误；沿着电场方向电势降低最快，故D正确．

2. 如图所示，空间有一电场，电场中有两个点a和b．下列表述正确的是

A. 该电场是匀强电场

B. a点的电场强度比b点的大

C. a点的电势比b点的高

D. 正电荷在a、b两点受力方向相同

【答案】C

【解析】

【详解】电场线疏密表示电场强度的大小，切线方向表示电场强度的方向，正电荷的受力方向和场强方向相同．沿着电场线电势降低．答案选C．

3. 在真空中有两个等量的正电荷q1和q2，分别固定于A、B两点，DC为AB连线的中垂线，C为A、B两点连线的中点，将一正电荷q3由C点沿着中垂线移至无穷远处的过程中，下列结论正确的有（　　）

A. 电势能逐渐减小 B. 电势能逐渐增大

C. q3受到的电场力逐渐减小 D. q3受到的电场力逐渐增大

【答案】A

【解析】

【详解】AB．由场强叠加原理，可判断等量的正电荷中垂线CD段上的电场强度方向处处都是竖直向上，故正电荷q3由C点沿着中垂线移至无穷远处的过程中，电场力做正功，电势能减小，故A正确，B错误；

CD．由场强叠加原理，可判断等量的正电荷中垂线上由C到D，电场强度先变大后变小，所以q3受到的电场力先变大后变小，故CD错误。

故选A。

4. 如图所示，、、为电场中同一条水平方向电场线上的三点，为的中点，、电势分别为、。下列叙述正确的是（　　）

A. 该电场在点处的电势一定为

B. 点处的场强一定大于点处的场强

C. 一正电荷从点运动到点电势能一定减少

D. 一正电荷运动到点时受到的静电力由指向

【答案】C

【解析】

【详解】AB．该电场的电场线分布情况不明，所以在c点处的电势不一定为4 V，a点处的场强Ea不一定大于b点处的场强Eb。故AB错误；

CD．因c点的电势一定高于b点，由公式

易知，一正电荷从c点运动到b点，电势能一定减少。根据“沿电场线方向电势逐渐降低”可得c点的场强方向由a指向c。所以正电荷运动到c点时受到的电场力由a指向c。故C正确，D错误。

故选C。

5. 空间存在甲、乙两相邻的金属球，甲球带正电，乙球原来不带电，由于静电感应，两球在空间形成了如图所示稳定的静电场．实线为其电场线，虚线为其等势线，A、B两点与两球球心连线位于同一直线上，C、D两点关于直线AB对称，则(      )

A. A点和B点的电势相同

B. C点和D点的电场强度相同

C. 正电荷从A点移至B点，静电力做正功

D. 负电荷从C点沿直线CD移至D点，电势能先增大后减小

【答案】C

【解析】

【详解】A．A点和B点不在同一个等势面上，所以它们的电势不同，故A错误．

B．根据电场的对称性可知，C点和D点的电场强度的大小相同，但是它们的方向不同，则电场强度不同，故B错误．

C．从A点移至B点，电势降低，所以正电荷从A点移至B点，电场力做正功，故C正确．

D．C点和D点在同一个等势面上，负电荷在CD两点电势能相等；负电荷从C点沿直线CD移至D点，电场力先做正功，后做负功，电势能先减小后增大原来的值，故D错误．

6. 如图，一半径为R的圆盘上均匀分布着电荷量为Q的电荷，在垂直于圆盘且过圆心c的轴线上有a、 b、d三个点，a和b、b和c、 c和d间的距离均为R，在 a点处有一电荷量为q（q>0）的固定点电荷．已知b点处的场强为零，则d点处场强的大小为（k为静电力常量）（　　）

A.  B.  C.  D.

【答案】B

【解析】

【分析】

【详解】设Q在b点产生的场强大小为E，由对称性可知Q在d点产生的场强大小也为E，方向相反，水平向右，由于b点的场强为零，得

所以q、Q在d点产生的场强为

故选B。

7. 导体的电阻是导体本身的一种性质，对于同种材料的导体，下列表述正确的是

A. 横截面积一定，电阻与导体的长度成正比 B. 长度一定，电阻与导体的横截面积成正比 C. 电压一定，电阻与通过导体的电流成正比              D. 电流一定，电阻与导体两端的电压成反比

【答案】A

【解析】

【详解】AB．有电阻定律可知，电阻的大小与导体的长度成正比，与横截面积成反比，A正确B错误；
CD．电阻与电流以及电压的大小无关，故CD错误；

8. 关于材料的电阻率，下列说法正确的是( 　　 )

A. 把一根长导线截成等长的三段，则每段的电阻率都是原来的

B. 材料的电阻率随温度的升高而增大

C. 纯金属的电阻率较合金的电阻率小

D. 电阻率是反映材料导电性能好坏的物理量，电阻率越大的导体对电流的阻碍作用越大

【答案】C

【解析】

【详解】A．把一根长导线截成等长的三段，则每段的电阻都是原来的1/3，但是电阻率是不变的，选项A错误；

B．只有金属材料的电阻率随温度的升高而增大，有的材料的电阻率随温度升高而减小，选项B错误；

C．纯金属的电阻率较合金的电阻率小，选项C正确；

D．电阻率是反映材料导电性能好坏的物理量，同等长度和截面积的导体，电阻率越大的导体对电流的阻碍作用越大，选项D错误；

故选C。

9. 如图所示，三个电阻、、的阻值相同，允许消耗的最大功率分别为、、，此电路中允许消耗的最大功率为（　　）

A.  B.  C.  D.

【答案】D

【解析】

【详解】由题意知R1=R2=R3=R，P1=10W，P2=10W，P3=4W。由图知，R2与R3并联后与R1串联，又把R2与R3看成一个并联电阻R'，则电路就是R1与R′串联，故电流相等，根据

可知R1与R'所消耗功率之比为。由题知，三个电阻R1，R2，R3的阻值相同，R2与R3的并联值，所以，所以R1上消耗的功率是并联电阻R'上的两倍。若R1的功率达到最大值10W，则R'所消耗功率为5W，则R2与R3消耗的功率均为2.5W，均小于各自的最大功率，则电路允许的最大功率为15W。

故选D。

10. 如图所示，某用电器与供电电源距离L，线路上的电流为I，若要求线路上的电压降不超过U，已知输电导线的电阻率为ρ，那么该输电导线的横截面积的最小值是（　　）

A.  B.  C.  D.

【答案】B

【解析】

【分析】

【详解】根据欧姆定律得

根据电阻定律

解得

故选B

11. 在正常照射下，太阳能电池的光电转换效率可达23%.单片单晶硅太阳能电池可产生0.6 V的电动势，可获得0.1 A的电流，则每秒照射到这种太阳能电池上的太阳光的能量是(    )

A. 0.24 J B. 0.25 J C. 0.26 J D. 0.28 J

【答案】B

【解析】

【详解】电阻能电池每秒产生的电能为

则照到太阳能电池上的光能为

故选B。

12. 小明在与国外高中生交流活动结束时，从国外带回一台用电器，额定电压是，额定功率为，因不能适应我国电网电压，而不能使用。有人建议将该用电器与一只“，”的白炽灯串联后再接入的电路中，则下列说法正确的是（　　）

A. 这台用电器能够正常工作

B. 这台用电器承受的实际电压会高于

C. 这台用电器承受的实际电压会低于

D. 白炽灯的实际功率等于

【答案】B

【解析】

【详解】ABC．用电器的额定电流

其正常工作时的电阻

白炽灯在220V电压下工作时，其电阻

在串联电路里，白炽灯工作电压小于220V，其实际阻值小于484Ω，两端电压U＜110V，这就意味着该用电器的实际电压会高于110V，故B正确，AC错误。
D．白炽灯的实际电压小于110V，电阻小于484Ω，但由于不知道具体值，所以不能求出白炽灯的实际功率，故D错误。
故选B。

二、多项选择题（本题共8小题，每小题4分，选不全者得2分，共32分）

13. 下列各量中，与检验电荷无关的物理量是（   ）

A. 电场力F B. 电场强度E

C. 电势差U D. 电场力做的功W

【答案】BC

【解析】

【详解】试题分析：电场力与检验电荷的电荷量有关，A错误；电场强度只和电场本身的性质有关，与检验电荷无关，B正确；电势是人为规定的，电势差是相对的，与检验电荷无关，C正确；电场力做功与检验电荷有关，D错误

考点：考查了电场力，电场强度，电势差，电场力做功

14. 带电粒子M只在电场力作用下由P点运动到Q点，在此过程中克服电场力做了了的功，那么（　　）

A. M在P点的电势能一定小于它在Q点的电势能

B. P点的场强一定小于Q点的场强

C. P点的电势一定高于Q点的电势

D. M在P点的动能一定大于它在Q点的动能

【答案】AD

【解析】

分析】

【详解】AD．带电粒子从P到Q电场力做负功，则电势能增加，动能减小，即M在P点的电势能一定小于它在Q点的电势能，M在P点的动能一定大于它在Q点的动能，选项AD正确；

B．由题中条件不能比较P点的场强与Q点的场强大小关系，选项B错误；

C．因粒子的电性不确定，则不能比较P点的电势与Q点的电势关系，选项C错误；

故选AD。

15. 如图所示的电路中，AB是两金属板构成的平行板电容器．先将电键K闭合，等电路稳定后再将K断开，然后将B板向下平移一小段距离，并且保持两板间的某点P与A板的距离不变．则下列说法正确的是（ ）

A. 电容器的电容变小

B. 电容器内部电场强度大小变大

C. 电容器内部电场强度大小不变

D. P点电势升高

【答案】ACD

【解析】

【详解】试题分析：当平行板电容器充电稳定后，两板间存在匀强电场，当开关断开后，两极板的电量不变，当变化极板间距，从而改变电容器的电容，但极板间的电场强度却不变化．

A、将B板向下平移一小段距离，由可知电容器的电容变小，故A正确；

B、由、、可知，，只改变极板间距，没有改变电荷分布密度，板间场强不变，故B错误，C正确；

D、板间场强不变，故D错误．

故选ACD．

考点：电容器的动态分析．

点评：电容器的电容由两板间距、正对面积与电介质决定；而两板间的电场强度则由电容器的电量、电介质及正对面积决定．当开关断开时，电容器的电量不变；而开关闭合时，电容器的电压却不变．

16. 带电粒子在匀强电场中运动轨迹如图所示，如果带电粒子只受电场力作用从a到b运动，下列说法正确的是（  ）

A. 粒子带正电 B. 粒子在a和b点的加速度相同

C. 该粒子在a点的电势能比在b点时大 D. 该粒子在b点的速度比在a点时大

【答案】BCD

【解析】

【详解】A．由于粒子运动轨迹越来越向上弯曲，可判断它受的电场力方向为竖直向上，与电场方向相反，所以粒子应带负电．故A错误．
B．匀强电场中粒子所受的电场力恒定，加速度相同．故B正确．
CD．从a到b由于电场力方向速度方向成锐角，电场力做正功，则电势能减小，动能增大，故该粒子在b点的电势能比在a点时小，在b点的速度比在a点时大．故CD正确．

17. 一台直流电动机的电阻为R，额定电压为U，额定电流为I，当其正常工作时，下述正确的是（　　）

A. 电动机所消耗的电功率I2R

B. t秒内所产生的电热为UIt

C. t秒内所产生的电热为I2Rt

D. t秒内输出的机械能为（U﹣IR）It

【答案】CD

【解析】

【详解】A．电动机是非纯电阻电路，所消耗的电功率P=UI，所以A错误；

BC．UIt是电动机消耗的总功率；I2R计算的是电动机的内阻发热的部分，是发热的功率，所以产生的电热为I2Rt，所以B错误，C正确；

D．t秒内所产生的机械能为电动机的总功减去发热的部分，所以机械功UIt-I2Rt，所以D正确。

故选CD。

18. 一根粗细均匀的导线，两端加上电压时，通过导线的电流为，导线中自由电子定向移动的平均速率为，若将导线均匀拉长，使它的横截面的半径变为原来的，再给它两端加上电压，则（　　）

A. 通过导线的电流为 B. 通过导线的电流为

C. 导线中自由电子定向移动的速率为 D. 导线中自由电子定向移动的速率为

【答案】BC

【解析】

【详解】AB．横截面的半径变为原来的，可知面积变为原来的，由体积不变，可知长度变为原来的4倍，由电阻定律的表达式

可得阻值变为原来的16倍，由

可知电流变为，A错误B正确；

CD．由电流的微观表达式

n、q不变，面积变为原来的，电流I变为，自由电子定向移动的速率， D错误C正确。

故选BC。

19. 小灯泡通电后，其电流随所加电压变化的图线如图所示，为图线上一点，为图线的切线，为轴的垂线，为轴的垂线，下列说法中正确的是（　　）

A. 随着所加电压的增大，小灯泡的电阻增大

B. 对应点，小灯泡的电阻为

C. 对应点，小灯泡的电阻为

D. 对应点，小灯泡的功率为图中矩形所围的面积

【答案】ABD

【解析】

【详解】A．图线上的点与原点O连线的斜率的倒数表示电阻值，由图可知随着所加电压的增大，图线斜率减小，故小灯泡的电阻增大，A正确；

BC．由欧姆定律可得，对应P点，小灯泡的电阻为

B正确，C错误；

D．对应P点，小灯泡的功率为

P=U1I2

与题图中PQOM所围的面积相等，D正确。

故选ABD。

20. 甲、乙两图分别为测灯泡电阻的电路图，下列说法正确的是（　　）

A. 甲图的接法叫电流表外接法，乙图的接法叫电流表内接法

B. 甲中，乙中

C. 甲中误差由电压表分流引起，为了减小误差，应使，故此法测小电阻好

D. 乙中误差由电流表分压引起，为了减小误差，应使，故此法测大电阻好

【答案】ACD

【解析】

【详解】A．甲图的接法叫电流表外接法，乙图的接法叫电流表内接法，A正确；

B．甲图中，电压表测量值准确，又由于电压表的分流作用，电流表测量值偏大，根据欧姆定律

电阻测量值偏小，即

乙图中，电流表测量值准确，又由于电流表的分压作用，电压表测量值偏大，根据欧姆定律

电阻测量值偏大，即

B错误；

C．甲图中，误差来源与电压表的分流作用，为了减小误差，应使，故此法测较小电阻好，C正确；

D．乙图中，误差来源与电流表的分压作用，故为了减小误差，应减小电流表的分压，故应使 ，适合测量大电阻，D正确。

故选ACD。

三、实验题

21. 一个小灯泡上标有“”的字样，现在要用伏安法描绘这个灯泡的图线，现有下列器材供选择：

A． 电压表（，内阻）

B． 电压表（，内阻）

C． 电流表（，内阻）

D． 电流表（，内阻）

E． 滑动变阻器（，）

F．滑动变阻器（，）

G．电源（直流）、开关、导线若干

（1）实验时，选用图中的___________图；

（2）实验中所用电压表应选___________，电流表应选___________，滑动变阻器应选___________。（用字母序号表示）

（3）从实验中的系统误差看，测得的小灯泡的电阻与实际值相比___________（填“偏大”、“偏小”或“相等”）

【答案】    ①. 甲    ②. A    ③. D    ④. E    ⑤. 相等

【解析】

【详解】（1）[1] 由于测量数据要从零开始，故采用题图甲所示的分压式电路，且能方便地多测几组数据

（2）[2] 因小电珠额定电压为4V，则电压表选量程为0～5V的，故选择A

[3] 小电珠的额定电流为

则电流表选择D

[4] 滑动变阻器应选最大阻值较小的E，这样在实验中移动滑片时能实现电路中的电流和电压的微调，从而减小测量误差

（3）[5] 因为电压表和电流表的内阻已知，根据电路可以得到电阻两端的实际电压，通过电阻的实际电流，则得到的电阻值没有误差

四、计算题（本题共3小题，共32分）

22. 一个初速度为零的电子通过电压为U=4500 V的电场加速后,从C点沿水平方向飞入电场强度为E=1.5×105 V/m的匀强电场中,到达该电场中另一点D时,电子的速度方向与电场强度方向的夹角正好是120°,如图所示.试求C、D两点沿电场强度方向的距离y.

【答案】0.01m

【解析】

【分析】由题中“沿水平方向飞入电场”可知，本题考查带电粒子在电场力的作用下做的类平抛运动，根据动能定理、匀强电场的性质、类平抛运动规律等可以分析本题．

【详解】电子加速过程根据动能定理可得

解得

在竖直方向

解得

C、D两点沿电场强度方向的距离

代入数据解得

【点睛】带电粒子垂直进入匀强电场中，运动形式以类平抛运动分析，电场力提供加速度．

23. 如图所示，ABCD为竖直放在场强为E＝104 N/C的水平匀强电场中的绝缘光滑轨道，其中轨道的ABC部分是半径为R＝0.5 m的半圆环(B为半圆弧的中点)，轨道的水平部分与半圆环相切于C点，D为水平轨道的一点，而且CD＝2R，把一质量m＝100 g、带电荷量q＝10－4 C的负电小球，放在水平轨道的D点，由静止释放后，小球在轨道的内侧运动．g＝10 m/s2，求：

(1)它到达B点时的速度是多大？

(2)它到达B点时对轨道的压力是多大？

【答案】(1) ； (2)

【解析】

【详解】（1）小球从D点至B点的过程中，由动能定理：

解得：vB＝2m/s

(2)在B点由牛顿第二定律得：

代入数据解得：FN=5 N.

由牛顿第三定律知：FN′＝FN＝5 N.

24. 一台小型电动机在电压下工作，用此电动机提升所受重力为的物体时，通过它的电流是。在内可使该物体被匀速提升。若不计除电动机线圈生热之外的能量损失，求：

（1）电动机的输入功率；

（2）在提升重物的内，电动机线圈所产生的热量；

（3）线圈的电阻。

【答案】（1）；（2）；（3）

【解析】

【详解】（1）电动机的输入功率

（2）物体上升的速度

电动机提升重物的机械功率

电动机线圈所产生的热功率

所生热量

（3）由焦耳定律

得线圈电阻