陕西省西安市第一中学2020_2021学年高二物理上学期期中试题含解析.docx

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1、陕西省西安市第一中学2020-2021学年高二物理上学期期中试题（含解析）一、单项选择题：（本大题共8小题，每小题3分，共24分。每小题给出的4个选项中只有一项是正确的）1. 安培提出了著名的分子电流假说根据这一假说，电子绕核运动可等效为一环形电流设电量为e的电子以速率v绕原子核沿顺时针方向做半径为r的匀速圆周运动，下列关于该环形电流的说法正确的是A. 电流大小为，电流方向为顺时针B. 电流大小为，电流方向为逆时针C. 电流大小为，电流方向为顺时针D. 电流大小为，电流方向为逆时针【答案】D【解析】【详解】电子绕核运动可等效为一环形电流，电子运动周期为，根据电流的定义式可得电流强度为：，因为电

2、子带负电，所以电流方向与电子定向移动方向相反，即沿逆时针方向，故D正确，ABC错误2. 一根长为L，横截面积为S的金属棒，其材料的电阻率为。棒内单位体积自由电子数为n，电子的质量为m，电荷量为e。在棒两端加上恒定的电压时，棒内产生电流，自由电子定向运动的平均速率为v。则金属棒内的电场强度大小为（）A. B. C. nevD. 【答案】C【解析】【分析】考查电路和电场知识【详解】，I=neSv，联立得E=nev，故选C。3. 如图所示，带正电的A球固定，质量为m、电荷量为q的粒子B从a处以速度v0射向A，虚线abc是B运动的一段轨迹，b点距离A最近。粒子经过b点时速度为v，重力忽略不计。则（）A

3、. 粒子从a运动到b的过程中动能不断增大B. 粒子从b运动到c的过程中加速度不断增大C. 可求出A产生电场中a、b两点间的电势差D. 可求出A产生的电场中b点的电场强度【答案】C【解析】【详解】A. 轨迹向左弯曲，是斥力，粒子从a运动到b的过程中动能不断减小，A错误；B. 粒子从b运动到c的过程中，距离增大，库仑力减小，加速度不断减小，B错误；C. 由动能定理得解得A产生的电场中a、b两点间的电势差为，C正确；D. 不能求出A产生的电场中b点的电场强度，D错误。故选C。4. 一个质量为m的带电小球，在竖直方向的匀强电场中水平抛出，不计空气阻力，测得小球的加速度大小为，方向向下，其中g为重力加速

4、度。则在小球下落h高度的过程中，下列说法正确的是（）A. 小球的动能增加mghB. 小球的电势能减少mghC. 小球的重力势能减少mghD. 小球的机械能减少mgh【答案】D【解析】【详解】A由牛顿第二定律得知，小球所受的合力F合=方向向下，根据动能定理知，小球的动能增加Ek=F合h=故A错误。B由牛顿第二定律得：解得电场力且方向竖直向上，则电场力做功 W电=-Fh=故小球的电势能增加mgh故B错误。C小球在竖直方向上下降h高度时重力做正功mgh，因此，小球的重力势能减少mgh，故C错误。D由上知，小球的电势能增加mgh，根据能量守恒知，小球的机械能减少mgh，故D正确。故选D。5. 电路如图

5、所示，电源的电动势为E、内阻为r，与定值电阻R1、R2及滑动变阻器R连接，当滑动变阻器的滑片由中点滑向b端时，下列说法正确的是()A. 电压表读数增大、电流表读数减小B. 电压表读数减小、电流表读数增大C. R1电功率减小D. 电源的输出功率增大【答案】C【解析】【详解】AB电流减小则内电压减小，由可知路端电压增大，即电压表示数增大；因路端电压增大，两端的电压减小，故并联部分电压增大，由欧姆定律可知电流表示数增大，选项A、B错误；C当滑片向b滑动时，R接入电阻增大，总电阻增大，由闭合电路的欧姆定律可知电路中总电流减小，所以定值电阻的电功率减小，选项C正确；D因不知内外电阻的大小，所以不能确定电

6、源的输出功率如何变化，选项D错误【点睛】本题中也可直接作为内电阻处理，可直接由闭合电路欧姆定律得出并联部分的电压增大，流过的电流增大6. 阻值相等的四个电阻、电容器C及电池E（内阻可忽略）连接成如图所示电路。开关S断开且电流稳定时，C所带的电荷量为Q1；闭合开关S，电流再次稳定后，C所带的电荷量为Q2，Q1与Q2的比值为（）A. B. C. D. 【答案】B【解析】【详解】当开关S断开时，电路总阻值：R总=则干路电流，电容的电压当开关S闭合时，电路总阻值：R总=则干路电流，电容的电压则故选B。7. 如图所示，一个质量为m，带电量为q的粒子（不计重力），始终从两平行板左侧中点处沿垂直场强方向射入

7、，当入射速度为v时，恰好穿过电场而不碰金属板。要使粒子的入射速度变为，仍能恰好穿过电场，则必须再使（）A. 粒子的电量变为原来的B. 两板间电压减为原来的C. 两板间距离增为原来的4倍D. 粒子的质量变为原来的2倍【答案】A【解析】【详解】设平行板长度为l，宽度为d，板间电压为U，恰能穿过一电场区域而不碰到金属板上，则沿初速度方向做匀速运动：垂直初速度方向做匀加速运动：，欲使质量为m、入射速度为的粒子也能恰好穿过这一电场区域而不碰到金属板，则沿初速度方向距离仍是l，垂直初速度方向距离仍为d。A使粒子的带电量减少为原来的，则故A正确；B两板间电压减为原来的，则故B错误；C两板间距离增为原来的4倍

8、，则此时并非恰好穿过电场，故C错误；D粒子的质量变为原来的2倍，则故D错误。故选A。8. 如图，三个固定的带电小球a、b和c，相互间的距离分别为ab=5cm，bc=3cm，ca=4cm小球c所受库仑力的合力的方向平行于a、b的连线设小球a、b所带电荷量的比值的绝对值为k，则（ ）A. a、b的电荷同号，B. a、b的电荷异号，C. a、b的电荷同号，D. a、b的电荷异号，【答案】D【解析】【详解】根据同种电荷相斥，异种电荷相吸，且小球c所受库仑力的合力的方向平行于a，b的连线，可知，a、b的电荷异号，对小球c受力分析，如下图所示因ab=5cm，bc=3cm，ca=4cm，因此acbc，那么两

9、力的合成构成矩形，依据相似三角形之比，则有根据库仑定律有，综上所得故D正确，ABC错误。故选D。二、多项选择题：（本大题共5小题，每小题4分，共20分。每小题给出的4个选项中至少有两项是正确的，选不全的得2分，有错选或不答的得0分）9. 如图所示是某空间部分电场线分布图，在电场中取一点O，以O为圆心的圆周上有MQN三个点，连线MON与直电场线重合，连线OQ垂直于MON 下列说法正确的是（ ）A. M点的场强大于N点的场强B. O点的电势等于Q点的电势C. 将一负点电荷由M点移到Q点，电荷的电势能增加D. 一正点电荷只受电场力作用能从Q点沿圆周运动至N点【答案】AC【解析】【详解】A根据电场线越

10、密集，电场强度越大知，M点的场强大于N点的场强，所以A正确；B沿电场线的电势降低，所以O点的电势高于Q点的电势，故B错误；C将一负点电荷由M点移到Q点，电场力做负功，电势能增大，所以C正确；D由图知该电场为非匀强电场，一正点电荷只受电场力作用不能从Q点沿圆周运动至N点，所以D错误故选AC。10. 两电荷量分别为q1和q2的点电荷放在x轴上的O、M两点，两电荷连线上各点电势随x变化的关系如图所示，其中A、N两点的电势均为零，ND段中的C点电势最高，则（）A. q1与q2带同种电荷B. C点的电场强度大小为零C. NC间场强方向向x轴正方向D. 将一负点电荷从N点移到D点，电场力先做正功后做负功【

11、答案】BD【解析】【详解】A由图象可知，x从0到无穷远，电势先降低后升高，再降低，则电场线方向先向右，后向左，再向右，由电场线的分布情况可知，q1带正电，q2带负电。故A错误。B该图象斜率等于场强E，斜率的大小越大，场强越大，则知C点的电场强度为零。故B正确；C沿电场线方向电势降低，NC间场强方向向x轴负方向，故C错误；D因ND段中，电势先升高后降低，所以场强方向先沿x轴负方向，后沿x轴正方向，则将一负点电荷从N点移到D点，电场力先向右后向左，则电场力先做正功后负功。故D正确；故选BD。11. 一匀强电场的方向平行于xOy平面，平面内a、b、c三点的位置如图所示，三点的电势分别为10V、17V

12、、26V。下列说法正确的是（）A. 电场强度的大小为2.5V/cmB. 坐标原点处的电势为1VC. 电子在a点的电势能比在b点的低7eVD. 电子从b点运动到c点，电场力做功为9eV【答案】ABD【解析】【详解】B如图所示，设ac之间电势差与Ob两点间的电势差相等，即可得B正确；A电场沿着x轴方向电场分量电场沿着y轴方向电场分量因此电场强度A正确；C电子在a点具有的电势能电子在b点具有的电势能因此电子在a点的电势能比在b点的高7eV，C错误；D电子从b点运动到c点，电场力做功为所以电子从b点运动到c点，电场力做功为9，D正确。故选ABD。12. 一带负电的粒子仅在电场力作用下沿x轴正向运动，其

13、电势能Ep随位移x变化的关系如图所示，其中0x2段是对称的曲线，x2x3段是直线，则下列说法正确的是（）A. x1处电场强度为零B. 在x1、x2、x3处的电势1、2、3的关系为123C. 粒子在0x2段做变速运动，在x2x3段做匀速直线运动D. 在x2x3段该带负电的粒子速度增大【答案】AB【解析】根据电势能与电势的关系：Ep=q，场强与电势的关系：，得： ，由数学知识可知电势能Ep随x变化的Ep-x图象切线的斜率等于Eq，x1处切线斜率为零，则x1处电场强度为零，故A正确根据电势能与电势的关系：Ep=q，粒子带负电，q0，则知：电势能越大，粒子所在处的电势越低，所以有：123故B正确由图看

14、出在0x1段图象切线的斜率不断减小，由上式知场强减小，粒子所受的电场力减小，加速度减小，做非匀变速运动x1x2段图象切线的斜率不断增大，场强增大，粒子所受的电场力增大，做非匀变速运动x2x3段斜率不变，场强不变，即电场强度大小和方向均不变，是匀强电场，粒子所受的电场力不变，做匀变速直线运动，故C错误，在x2x3段该带负电的粒子电势能增大，动能减小，速度减小，故D错误故选AB点睛：解决本题的关键要分析图象斜率的物理意义，判断电势和场强的变化，再根据力学基本规律：牛顿第二定律进行分析电荷的运动情况.13. 如图所示，直线、分别是电源1与电源2的路端电压随输出电流变化的特性图线，曲线是一个小灯泡的伏

15、安特性曲线，曲线与直线、相交点的坐标分别为P（5.2，3.5）、Q（6，5）。如果把该小灯泡分别与电源1、电源2单独连接，则下列说法正确的是（）A. 电源1与电源2的内阻之比是2:3B. 小灯泡的电阻随着电流的增大而减小C. 在这两种连接状态下，小灯泡的电阻之比是21:26D. 在这两种连接状态下，小灯泡消耗的功率之比是7:10【答案】C【解析】【详解】A电源1与电源2的内阻之比是A错误；B小灯泡的图像斜率增大，小灯泡的电阻随着电流的增大而增大，B错误；C在这两种连接状态下，小灯泡的电阻之比C正确；D在这两种连接状态下，小灯泡消耗的功率之比为D错误。故选C。三、填空题（每空2分，共30分）14

16、. 在“测定金属的电阻率”实验中(1)为了测量金属丝的电阻Rx的阻值，实验室提供如下实验器材：A待测金属丝电阻Rx（约100）B电动势E6V，内阻很小的直流电源C量程50mA，内阻约为50的电流表D量程0.6A，内阻约为0.2的电流表E量程6V，内阻约为15k的电压表F最大阻值15，最大允许电流1A的滑动变阻器G最大阻值15k，最大允许电流0.5A的滑动变阻器H开关一个，导线若干为了操作方便，且能比较精确的测量金属丝的电阻值，电流表选用_，滑动变阻器选用_（填写选用器材前的序号）。根据所选用的实验器材，设计出测量电阻的下列甲、乙两种电路，为尽可能减少实验误差，应采用_图（选填“甲”或“乙”）。

17、实验中测得该金属丝直径为d，长度为L，接入电路后，电压表示数为U，电流表示数为I，则该金属丝的电阻率的表达式为_。(2)若另有一只待测电阻，无论用电流表内接还是外接，测量误差较为接近，有一位同学为了消除因电表内阻所带来的系统误差，他用两只相同的电压表，设计了如图所示的测量电路，实验操作步骤如下：按电路图连接好实验器材闭合S1，断开S2，读出此时电压表V1的示数U，电流表示数I。再闭合S2，调节变阻器R，使电流表的电流仍为步骤2的电流I，此时读出电压表V1的示数U1，电压表V2的示数U2。用上述测得的物理量表示待测电阻的阻值Rx_。【答案】 (1). C (2). F (3). 甲 (4). (

18、5). 【解析】【详解】(1)1金属丝的电流约为电流表选C；2为了方便调解，滑动变阻器选F；3乙图电流的变化范围乙图电流变化范围大约34mA40mA，变化范围太小，不能采用乙图；甲图电流变化范围大约040mA，变化范围大，采用甲图；4由欧姆定律和电阻定律解得(2)5闭合S1，断开S2，读出此时电压表V1的示数U，电流表示数I再闭合S2，调节变阻器R，使电流表的电流仍为步骤2的电流I，此时读出电压表V1的示数U1，电压表V2的示数U2解得15. 一课外小组同学想要测量一个电源的电动势及内阻准备的器材有：电流表(0200 mA，内阻是12)，电阻箱R（最大阻值9.9），一个开关和若干导线 (1)由

19、于电流表A的量程较小，考虑到安全因素，同学们将一个定值电阻和电流表并联，若要使并联后流过定值电阻的电流是流过电流表的电流的2倍，则定值电阻的阻值R0 = _(2)设计的电路图如图甲所示若实验中记录电阻箱的阻值R和电流表的示数I，并计算出，得到多组数据后描点作出图线如图乙所示，则该电源的电动势_V，内阻_【答案】 (1). 6 (2). 6 (3). 2【解析】【详解】（1）1由题意可知，设通过电流表的电流为I，则通过电阻R0的电流为2I；则；（2）23R0与RA并联后的电阻为根据全电路欧姆定律变形可得由图线可知4+r=6；，则r=2；E=6V16. 如图(a)为某同学组装完成的简易多用电表的电

20、路图图中E是电池；R1、R2、R3、R4和R5是固定电阻，R6是可变电阻；表头G的满偏电流为250 A，内阻为480 .虚线方框内为换挡开关，A端和B端分别与两表笔相连该多用电表有5个挡位，5个挡位为：直流电压1 V 挡和5 V挡，直流电流1 mA挡和2.5 mA 挡，欧姆100 挡 (1)图(a)中的A端与_（填“红”或“黑”）色表笔相连接(2)关于R6的使用，下列说法正确的是_（填正确答案标号）A使用多用电表之前，调整R6使电表指针指在表盘左端电流“0”位置B使用欧姆挡时，先将两表笔短接，调整R6使电表指针指在表盘右端电阻“0”位置C使用电流挡时，调整R6使电表指针尽可能指在表盘右端电流最

21、大位置(3)根据题给条件可得R1R2_，R4_.(4)某次测量时该多用电表指针位置如图（b）所示若此时B端是与“1”相连的，则多用电表读数为_；若此时B端是与“3”相连的，则读数为_；若此时B端是与“5”相连的，则读数为_（结果均保留3位有效数字）【答案】 (1). 黑 (2). B (3). 160 (4). 880 (5). 1.47mA (6). 1.10103 (7). 2.95 V【解析】【详解】(1)1 欧姆表内置电源正极与黑表笔相连，负极与红表笔相连，即红进黑出，端与电池正极相连，电流从端流出，端与黑表笔相连；(2)2由电路图可知只在测量电阻时才接入电路，故其作用只能进行欧姆调零

22、，不能进行机械调零，同时在使用电流档时也不需要调节；A.与分析不符，故A错误；B.与分析相符，故B正确；C.与分析不符，故C错误；(3)3端与“1”“2”相连时，该多用电表挡位分别为直流2.5 mA挡、直流1 mA挡，如图所示由电表的改装原理可知端与“2”相连时，有：解得：4端与“4”相连时，如图所示多用电表为直流电压1 V挡，表头并联部分电阻：(4)5端与“1”相连时，电表读数1.47 mA；6端与“3”相连时，多用电表为欧姆100挡，读数为：7端与“5”相连时，多用电表为直流电压5 V 挡，读数为：四、计算题（共26分）17. 如图所示，一质量为m1.0102kg，带电量q1.0106C的

23、小球，用绝缘细线悬挂在水平向右的匀强电场中，假设电场足够大，静止时悬线向左与竖直方向的夹角为60。现突然将该电场方向变为竖直向上且大小不变，不考虑因电场的改变而带来的其他影响，小球在运动过程电量保持不变，重力加速度g10m/s2（计算结果保留2位有效数字）。（1）判断小球带何种电荷，并求电场强度E；（2）求小球经过最低点时细线的拉力。【答案】（1）负电荷；1.7105N/C；（2）0.54N【解析】【详解】（1）小球受力分析如图由于电场力F与场强方向相反，说明小球带负电，小球受到的电场力由平衡条件得解得电场强度为（2）电场方向变为竖直向上且大小不变后，由动能定理可知由几何关系可知由牛顿第二定律

24、得联立解得。18. 如图所示，一根对称的V字形玻璃管倒置于竖直平面内，V字形玻璃管所在空间充满着方向竖直向下的匀强电场，场强大小E=1000V/m。一个质量m=104kg、带电量q=2106C的小球（小球直径比玻璃管内直径稍小），从A点由静止开始在管内运动，小球与管壁间的动摩擦因数为=0.5。已知AB、BC两管长度均为l=2m，倾角=37，且管顶B处有一段很短的光滑圆弧，小球在运动过程中带电量保持不变g=10m/s2。求：（1）小球第一次运动到B点所需的时间t；（2）从开始运动到最终停止，系统产生的热量Q。【答案】（1）（2）1.210-3s【解析】【详解】（1）设小球质量为m，小球从A点由静

25、止开始做匀加速直线运动到B点的过程中，设加速度大小为a，根据牛顿第二定律有EqsinmgsinN=maEqcos=mgcos+N带入数据解得a=2m/s2由匀变速直线运动规律有解得；（2）小球最终停止在B点，由能量守恒定律得Q=qElsinmglsin解得Q=1.2103J19. 如图所示，一质量为m11 kg，带电荷量为q0.5 C的小球以速度v03 m/s，沿两正对带电平行金属板(板间电场可看成匀强电场)左侧某位置水平向右飞入，极板长0.6 m，两极板间距为0.5 m，不计空气阻力，小球飞离极板后恰好由A点沿切线落入竖直光滑圆弧轨道ABC，圆弧轨道ABC的形状为半径RRm若小球能到达最高点C，则有(mgqE)R(1cos 53)在C点：mgEq可得 联立解得：R m故圆弧轨道半径R的取值条件为：3 mRm或Rm