2019-2020学年陕西省延安市黄陵中学普通班高二（上）期末物理试卷word版含答案

2019-2020学年陕西省延安市黄陵中学普通班高二（上）期末物理试卷
一、单项选择题（本题共8个小题，每题只有一个选项是正确的，每题3分，共24分）
1．（3分）下列说法正确的是（　　）
A．库仑定律适用于点电荷，点电荷其实就是体积很小的球体
B．根据F＝k，当两电荷的距离趋近于零时，静电力将趋向无穷大
C．若点电荷q1的电荷量大于q2的电荷量，则q1对q2的静电力大于q2对q1的静电力
D．所有带电体的电荷量一定等于元电荷的整数倍
2．（3分）A为已知电场中的一固定点，在A点放一电量为q的电荷，所受电场力为F，A点的场强为E，则（　　）
A．若在A点换上﹣q，A点的场强方向发生改变
B．若在A点换上电量为2q的电荷，A点的场强将变为2E
C．A点场强的大小、方向与q的大小、方向、有无均无关
D．若在A点移去电荷q，A点的场强变为零
3．（3分）电场中某区域的电场线分布如图所示，A、B是电场中的两点，则（　　）

A．A点的电场强度较大
B．因为B点没有电场线，所以电荷在B点不受到电场力作用
C．同一点电荷放在A点受到的电场力比放在B点时受到的电场力小
D．正电荷放在A点由静止释放，电场线就是它的运动轨迹
4．（3分）使两个完全相同的金属小球（均可视为点电荷）分别带上﹣3Q和+5Q的电荷后，将它们固定在相距为a的两点，它们之间库仑力的大小为F1．现用绝缘工具使两小球相互接触后，再将它们固定在相距为2a的两点，它们之间库仑力的大小为F2．则F1与F2之比为（　　）
A．2：1 B．4：1 C．16：1 D．60：1
5．（3分）如图所示，质量、电量分别为m1、m2、q1、q2的两球，用绝缘丝线悬于同一点，静止后它们恰好位于同一水平面上，细线与竖直方向夹角分别为α、β，则下面可能正确的是（　　）

A．若m1＝m2，q1＜q2，则α＜β B．若m1＝m2，q1＜q2，则α＞β
C．若m1＞m2，q1＝q2，则α＞β D．若m1＞m2，q1＜q2，则α＜β
6．（3分）有一个内电阻为4.4Ω的电解槽和一盏标有“110V，60W”的灯泡串联后接在电压为220V的直流电路两端，灯泡正常发光，则（　　）
A．电解槽消耗的电功率为120 W
B．电解槽消耗的电功率为60 W
C．电解槽的发热功率为60 W
D．电路消耗的总功率为60 W
7．（3分）位于A、B处的两个带不等量负电荷的点电荷在平面内的电势分布如图所示，图中实线表示等势线，下列说法中正确的是（　　）

A．正电荷从c点移到d点，静电力做负功
B．a点和b点的电势不相同
C．负电荷从a点移到b点，电场力做正功，电势能减少
D．正电荷从e点沿图中虚线移到f点，电场力不做功，电势能不变
8．（3分）如图所示，L1和L2是输电线，甲是电压互感器，变压比为1000：1，乙是电流互感器．变流比为100：1，并且知道电压表示数为220V，电流表示数为10A，则输电线的输送功率为（　　）

A．2.2×108 W B．2.2×105 W C．2.2×103 W D．2.2×104 W
二、多项选择题（本题共6个小题，每题4分，共24分．每题至少有两个选项是正确的，漏选得2分，错选得0分）
9．（4分）关于物理学史，下列说法中正确的是（　　）
A．电荷量e的数值最早是由美国物理学家密立根测得的
B．法拉第不仅提出了场的概念，而且直观地描绘了场的清晰图象
C．安培通过实验发现了电流的磁效应，首次揭示了电与磁的联系
D．楞次通过线圈实验首次发现了磁生电的现象
10．（4分）如图所示为氢原子能级的示意图，现有大量的氢原子处于n＝4的激发态，当向低能级跃迁时辐射出若干种不同频率的光。关于这些光，下列说法正确的是（　　）

A．最容易表现出波动性的光是由n＝4能级跃迁到n＝1能级产生的
B．这些氢原子最多可辐射出6种不同频率的光
C．若用n＝3能级跃迁到n＝2能级辐射出的光照射某金属恰好发生光电效应，则用n＝4能级跃迁到n＝3能级辐射出的光照射该金属一定能发生光电效应
D．用n＝2能级跃迁到n＝1能级辐射出的光照射逸出功为6.34 eV的金属铂产生的光电子的最大初动能为3.86eV
11．（4分）如图所示的电路中，电感L的自感系数很大，电阻可忽略，D为理想二极管，则下列说法正确的有（　　）

A．当S闭合时，L1立即变亮，L2逐渐变亮
B．当S闭合时，L1一直不亮，L2逐渐变亮
C．当S断开时，L1立即熄灭，L2也立即熄灭
D．当S断开时，L1突然变亮，然后逐渐变暗至熄灭
12．（4分）如图所示，在水平通电直导线的正下方，有一半圆形光滑弧形轨道，一导体圆环自轨道右侧的P点无初速度滑下，下列判断正确的是：（　　）

A．圆环中将有感应电流产
B．圆环能滑到轨道左侧与P点等高处
C．圆环最终停到轨道最低点
D．圆环将会在轨道上永远滑动下去
13．（4分）空间存在方向垂直于纸面向里的匀强磁场，图中的正方形为其边界。一细束由两种粒子组成的粒子流沿垂直于磁场的方向从O点入射。这两种粒子带同种电荷，它们的电荷量、质量均不同，但其比荷相同，且都包含不同速率的粒子。不计重力。下列说法正确的是（　　）

A．入射速度不同的粒子在磁场中的运动时间一定不同
B．入射速度相同的粒子在磁场中的运动轨迹一定相同
C．在磁场中运动时间相同的粒子，其运动轨迹一定相同
D．在磁场中运动时间越长的粒子，其轨迹所对的圆心角一定越大
14．（4分）如图，M、N是在真空中竖直放置的两块平行金属板，板间有匀强电场，质量为m、电荷量为﹣q的带电粒子，以初速度v?由小孔进入电场，当M、N间电压为U时，粒子刚好能到达N板，如果要使这个带电粒子能到达M、N两板间距的处返回，则下述措施能满足要求的是（　　）

A．使初速度减为原来的
B．使M、N间电压提高到原来的2倍
C．使M、N间电压提高到原来的4倍
D．使初速度和M、N间电压都减为原来的
二、实验题（共2小题，共16分）
15．（8分）在测定一节干电池的电动势和内电阻的实验中，备有下列器材：
A．干电池E（电动势约为1.5V、内电阻大约为1.0Ω）
B．电流表A1（满偏电流2mA、内阻R A1＝20Ω）
C．电流表A2（0～0.6A、内阻约0.1Ω）
D．滑动变阻器R1（0～10Ω、2A）
E．滑动变阻器R2（0～100Ω、1A）
F．定值电阻R3＝980Ω
G．开关S、导线若干
（1）为了方便且能较精确地进行测量，其中应选用的滑动变阻器是　 　（填“R1”或“R2”）
（2）四位同学分别设计了甲、乙、丙、丁四个实验电路图，其中最合理是　 　

（3）四位同学讨论后，根据最合理的实验方案正确操作，利用测出的数据绘出了如图所示的I1﹣I2图线（I1为电流表A1的示数，I2为电流表A2的示数）．由图线可求得被测电池的电动势E＝　 　V．内电阻r＝　 　Ω （结果保留三位有效数字）．

16．（8分）在测量金属丝电阻率的实验中，可供选用的器材如下：
待测金属丝：Rx（阻值约为4Ω，额定电流约0.5A）；
电压表：V（量程3V，内阻约3kΩ）；
电流表：A1（量程0.6A，内阻约0.2Ω）；
A2（量程3A，内阻约0.05Ω）；
电源：E1（电动势3V，内阻不计）；
E2（电动势12V，内阻不计）；
滑动变阻器：R（最大阻值约20Ω）；
螺旋测微器；毫米刻度尺；开关S；导线

（1）用螺旋测微器测量金属丝的直径，示数如图1所示，读数为　 　mm。
（2）若滑动变阻器采用限流接法，为使测量尽量精确，电流表应选　 　，电源应选　 　（均填器材代号）
（3）选择图2电路图　 　。（选择甲或者乙图）
四、计算题（36分）
17．（18分）如图所示，一质量为m、带电量为q的小球，用绝缘细线悬挂在水平向右的匀强电场中，静止时悬线向左与竖直方向成θ角，重力加速度为g。
（1）求电场强度E
（2）若在某时刻将细线突然剪断，求：经过t时间小球的速度v。

18．（18分）如图所示，电源电动势E＝50V，内阻r＝1Ω，R1＝3Ω，R2＝6Ω．间距d＝0.2m的两平行金属板M、N水平放置，闭合开关S，板间电场视为匀强电场。板间竖直放置一根长也为d的光滑绝缘细杆AB，有一个穿过细杆的带电小球p，质量为m＝0.01kg、带电量大小为q＝1×10﹣3C（可视为点电荷，不影响电场的分布）．现调节滑动变阻器R，使小球恰能静止在A处；然后再闭合K，待电场重新稳定后释放小球p．取重力加速度g＝10m/s2．求：
（1）小球的电性质和恰能静止时两极板间的电压；
（2）小球恰能静止时滑动变阻器接入电路的阻值；
（3）小球p到达杆的中点O时的速度。



2019-2020学年陕西省延安市黄陵中学普通班高二（上）期末物理试卷
参考答案与试题解析
一、单项选择题（本题共8个小题，每题只有一个选项是正确的，每题3分，共24分）
1．【解答】解：A、库仑定律适用于点电荷，点电荷并不是体积很小的球体，故A错误。
B、当两个点电荷距离趋于0时，两带电体已不能看出点电荷了，该公式F＝k，不适用了，故电场力并不是趋于无穷大，故B错误。
C、两点电荷之间的作用力是相互的，根据牛顿第三定律，无论点电荷q1的电荷量与q2的电荷量大小如何，q1对 q2的电场力大小上总等于q2对 q1电场力。故C错误。
D、根据带电本质可知，所有带电体的电荷量一定等于元电荷的整数倍，任何带电体的电荷量都不是连续变化的，故D正确。
故选：D。
2．【解答】解：电场强度E＝是通过比值定义法得出的，其大小及方向与试探电荷无关；故放入任何电荷时电场强度的方向、大小均不变，故ABD错误，C正确。
故选：C。
3．【解答】解：A、电场线越密代表电场越强，故A点的场强大于B点的场强。故A正确。
B、电场线的疏密代表电场的强弱，故在任意两条电场线之间虽没有电场线，但仍有电场，故B错误。
C、由于A点的场强大于B点的场强，故同一电荷在A点受到的电场力大于在B点受到的电场力，故C错误。
D、电场线并不存在，是虚拟的，是人为引入的，而物体的运动轨迹是实际存在的，故电场线不是电荷的运动轨迹。故D错误。
故选：A。
4．【解答】解：开始时由库仑定律得：F＝k r＝a …①
现用绝缘工具使两小球相互接触后，各自带电为Q，
因此此时：F1＝k…②
由①②得：F1＝F，故ABC错误，D正确。
故选：D。
5．【解答】解：设左边球为A，右边球为B，则对A、B球受力分析，
根据共点力平衡和几何关系得：
设T为绳的拉力，m1g＝Tcosα，m2g＝Tcosβ
由于 F1＝F2，即Tsinα＝Tsinβ
若m1＜m2．则有α＞β；若m1＞m2．则有α＜β
根据题意无法知道带电量q1、q2 的关系。故D正确，ABC错误。
故选：D。

6．【解答】解：A、由于灯泡正常发光，所以电动机的电压为220﹣110＝110V，
由于电解槽和灯泡串联，它们的电流相等，所以I＝＝A，
所以电解槽的输入功率为P＝UI＝110×＝60W，所以A错误。
B、电解槽消耗的总功率等于电解槽的输入功率为P＝UI＝110×＝60W，所以B正确。
C、电解槽的发热功率为P热＝I2r＝（ ）2×4.4＝1.3W，所以C错误。
D、电路消耗总功率为为：P总＝220V×A＝120W，所以D错误。
故选：B。
7．【解答】解：A、正电荷从c点移到d，电场力的方向与运动方向相反，故电场力做负功，故A正确；
B、由图可知，a点和b点位于同一条等势面上，所以电势相同，故B错误；
C、a点和b点的电势相同，负电荷从a点移到b点，电场力不做功，电势能不变。故C错误；
D、正电荷从e点沿图中虚线移到f点的过程中电场力先做正功后做负功，所以电势能先减小后增大。故D错误。
故选：A。
8．【解答】解：已知变压比为1 000：1，电压表示数为220V，故传输电压为：U＝220V×1000＝2.2×105V；
已知变流比为100：1，电流表示数为10A，故传输电流为：I＝10A×100＝1000A；
故电功率为：P＝UI＝2.2×105V×1000A＝2.2×108W；
故选：A。
二、多项选择题（本题共6个小题，每题4分，共24分．每题至少有两个选项是正确的，漏选得2分，错选得0分）
9．【解答】解：A、电荷量e的数值最早是由美国物理学家密立根通过油滴实验测得的。故A正确。
B、法拉第不仅提出了场的概念，而且用电场线形象直观地描绘了场的清晰图象。故B正确。
C、奥斯特通过实验发现了电流的磁效应，首次揭示了电与磁的联系。故C错误；
D、法拉第通过线圈实验首次发现了磁生电的现象。故D错误。
故选：AB。
10．【解答】解：A、核外电子从高能级n向低能级m跃迁时，辐射的光子能量△E＝En﹣Em＝hγ，
故能级差越大，光子的能量也越大，即光子的频率越大，
根据γ＝可知频率越大，波长越小，
又波长越大，越易发生明显的干涉和衍射现象；
由图可知当核外电子从n＝4能级跃迁到n＝3能级时，能级差最小，所以放出光子的能量最小，频率最小，波长最大，故最易发生衍射现象，故A错误；
B、当电子从n＝4向低能级跃迁时，跃迁的种类有4→3，4→2，4→1，3→2，3→1，2→1．即可以辐射光的种类为＝6种，故B正确；
C、电子从n＝3能级跃迁到n＝2能级辐射出的光子的能量E＝E3﹣E2＝﹣1.51eV﹣（﹣3.4）eV＝1.89eV，
而从n＝4能级跃迁到n＝3能级辐射出的光子的能量E＝E4﹣E3＝﹣0.85eV﹣（﹣1.51）eV＝0.66eV＜1.89eV；
而使金属发生光电效应的条件是光子的能量大于等于电子的逸出功，故不可以发生光电效应，故C错误。
D、用n＝2能级跃迁到n＝1能级辐射出的光照射逸出功为6.34eV的金属铂，光子的能量为：△E＝E2﹣E1＝﹣3.4﹣（﹣13.6）＝10.2eV大于金属铂的逸出功，所以能发生光电效应，由EK＝hv﹣W＝10.2eV﹣6.34 eV＝3.86eV，故D正确。
故选：BD。
11．【解答】解：AB、闭合开关的瞬间，由于二极管具有单向导电性，所以无电流通过L1，由于线圈中自感电动势的阻碍，L2灯逐渐亮，故A错误，B正确。
CD、闭合开关，待电路稳定后断开开关，线圈L产生自感电动势，两灯串联，所以L1突然变亮，然后逐渐变暗至熄灭，L2逐渐暗，故C错误，D正确。
故选：BD。
12．【解答】解：A、水平通电导线周围有磁场，且离导线越远磁场强度越小，在圆环下落过程中，通过圆环的磁通量变小故有感应电流产生，故A正确；
B、因为圆环在上滑的过程中，有感应电流，对整个过程由能量守恒定律得，重力势能转化为电能，故不能上升到左侧与P点等高处，故B错误；
C、整个过程重力势能转化为电能，故小球最终停在最低点，故C正确；
D、由C项分析知，小球会停在最低处，故D错误；
故选：AC。
13．【解答】解：
A、入射速度不同的粒子，若它们入射速度方向相同，若粒子从左边边界出去则运动时间相同，虽然轨迹不一样，但圆心角相同。故A错误；
B、在磁场中半径，运动圆弧对应的半径与速率成正比，故B正确；
C、在磁场中运动时间：（θ为转过圆心角），虽圆心角可能相同，但半径可能不同，所以运动轨迹也不同，故C错误；
D、由于它们的周期相同的，在磁场中运动时间越长的粒子，其轨迹所对的圆心角也一定越大。故D正确；
故选：BD。
14．【解答】解：粒子刚好能达到N金属板时，根据动能定理得，﹣qU＝0﹣，现在使带电粒子能到达MN板间距的处返回，则电场力做功等于﹣。
A、当初速度，U不变，则有带电粒子动能的变化，故A错误；
B、电压提高到原来的2倍，则带电粒子运动到MN板中点时电场力做功，与粒子动能变化相等，故B正确；
C、电压提高到原来的4倍，则带电粒子运动到MN板中点时电场力做功W＝，与粒子动能的变化不等，故C错误；
D、初速度减为原来的，则带电粒子动能变化减为原来的，MN板间电压减为原来的，则运动到MN板间中点电场力做功为原来的，故D正确。
故选：BD。
二、实验题（共2小题，共16分）
15．【解答】解：（1）为方便实验操作，滑动变阻器应选择R1．
（2）没有电压表，应该用电流表A1与电阻R3串联组成电压表，电压表测路端电压，
用电流表A2测电路电流，由电路图可知，合理的实验电路图是乙．
（3）由图乙所示实验电路可知，在闭合电路中：E＝I1（RA1+R3）+I2r，
I1＝﹣I2，
由图象可知，图象的截距：b＝1.46×10﹣3＝＝＝，
则电源电动势为：E＝1.46V；
图象斜率：k＝＝＝＝≈0.836，
电源内阻为：r＝0.836Ω；
故答案为：（1）R1；（2）乙；（3）1.46；0.836．

16．【解答】解：（1）由图示螺旋测微器可知，其读数为：1.5mm+27.5×0.01mm＝1.775mm。
（2）待测电阻额定电流约为0.5A，则电流表应选择A1；待测电阻额定电压约为：U＝IRX＝0.5×4＝2V，电源应选择E1。
（3）由题意可知，电压表内阻远大于待测电阻阻值，电流表应采用外接法，应选择图甲所示电路图。
故答案为：（1）1.775；（2）A1；E1；（3）甲。
四、计算题（36分）
17．【解答】解：（1）小球受力如图，由于电场力F与场强方向相反，说明小球带负电。
小球的电场力为：F＝qE；
受力分析如图所示；由平衡条件得：Eq＝mgtanθ
解得：E＝
（2）剪断细线后小球做初速度为0的匀加速直线运动，经过1s时小球的速度为v。小球所受合外力为：F合＝，
根据牛顿第二定律得，加速度为：a＝，
由运动学公式得：v＝at＝，
答：（1）小电场强度为
（2）经过0.5s时小球的速度v为

18．【解答】解：（1）由电路图可知，上极板为正极板；
因小球静止，故小球电场力与重力大小相等，方向相反，故受电场力向上，故小球带负电
由mg＝Eq＝得
U＝＝20V；
即小球带负电，两板间的电压为20V；
（2）小球恰能静止时滑动变阻器接入电路的阻值为Rx，由电路中电压关系可得：
＝
代入数据求得Rx＝8Ω
小球恰能静止时滑动变阻器接入电路的阻值为8Ω；
（3）闭合电键K后，设电场稳定时的电压为U′，
由电路电压关系：＝
代入数据求得U′＝V
由动能定理：mg﹣＝；
代入数据求得v＝1.05m/s
小球到达中点的速度为1.05m/s。