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含解析）

2019-2020年陕西省延安市黄陵中学普通班高二（上）期末物理试卷

一、单选题（本大题共8小题，共24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，当两电荷的距离趋近于零时，静电力将趋向无穷大
C. 若点电荷的电荷量大于的电荷量，则对的静电力大于对的静电力
D. 所有带电体的电荷量一定等于元电荷的整数倍
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，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
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
使两个完全相同的金属小球均可视为点电荷分别带上和的电荷后，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则与之比为
A. B. C. D.
如图所示，质量、电量分别为、、、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、，则下面可能正确的是
A. 若，，则 B. 若，，则
C. 若，，则 D. 若，，则
有一个内电阻为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
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



如图所示，和是输电线，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. ?W B. ?W C. ?W D. ?W
二、多选题（本大题共6小题，共24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
如图所示为氢原子能级的示意图，现有大量的氢原子处于的激发态，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能级跃迁到能级产生的
B. 这些氢原子最多可辐射出6种不同频率的光
C. 若用能级跃迁到能级辐射出的光照射某金属恰好发生光电效应，则用能级跃迁到能级辐射出的光照射该金属一定能发生光电效应
D. 用能级跃迁到能级辐射出的光照射逸出功为?eV的金属铂产生的光电子的最大初动能为
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，立即变亮，逐渐变亮
B. 当S闭合时，一直不亮，逐渐变亮
C. 当S断开时，立即熄灭，也立即熄灭
D. 当S断开时，突然变亮，然后逐渐变暗至熄灭
如图所示，在水平通电直导线正下方，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生 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
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
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
三、实验题（本大题共2小题，共16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.干电池电动势约为、内电阻大约为
B.电流表满偏电流2mA、内阻
C.电流表、内阻约
D.滑动变阻器、
E.滑动变阻器、
F.定值电阻
G.开关S、导线若干
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“”或“”
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______

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图线为电流表的示数，为电流表的示数由图线可求得被测电池的电动势______内电阻______结果保留三位有效数字．
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：阻值约为，额定电流约；
电压表：量程3V，内阻约；
电流表：量程，内阻约；
量程3A，内阻约；
电源：电动势3V，内阻不计；
电动势12V，内阻不计；
滑动变阻器：最大阻值约；
螺旋测微器；毫米刻度尺；开关S；导线

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。
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
选择图2电路图______。选择甲或者乙图


五、计算题（本大题共2小题，共36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角，重力加速度为g。
求电场强度E
若在某时刻将细线突然剪断，求：经过t时间小球的速度v。







如图所示，电源电动势，内阻，，间距的两平行金属板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、带电量大小为可视为点电荷，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取重力加速度求：
小球的电性质和恰能静止时两极板间的电压；
小球恰能静止时滑动变阻器接入电路的阻值；
小球p到达杆的中点O时的速度。





















答案和解析
1.【答案】D

【解析】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，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，无论点电荷的电荷量与的电荷量大小如何，对?的电场力大小上总等于对?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。
库仑定律只适用于真空中两静止的点电荷之间的作用力．当带电体的形状、大小及电荷的分布状况对它们之间的作用力影响可以忽略时，可以看成点电荷．
两个带电体间的距离趋近于零时，带电体已经不能看成点电荷了；电子的带电量最小，质子的带电量与电子相等，但电性相反，故物体的带电量只能是电子电量的整数倍，人们把这个最小的带电量叫做元电荷．
解决本题的关键是掌握库仑定律的适用范围，以及能看成点电荷的条件，当带电体的形状、大小及电荷的分布状况对它们之间的作用力影响可以忽略时，可以看成点电荷；元电荷是带电量的最小值，它本身不是电荷，所带电量均是元电荷的整数倍．且知道电子的电量与元电荷的电量相等．
2.【答案】C

【解析】解：电场强度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。
电场强度为电场本身的性质，其大小及方向与试探电荷的电量及电性无关。
比值定义法是物理学中常用方法，但要注意所定义的量不一定与式中的物理有比例关系。
3.【答案】A

【解析】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。
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；电场线越密代表电场越强，在任意两条电场线之间虽没有电场线，但仍有电场．
把握电场线的特点是解决此类问题的关键．记住了，理解了，也就会做了．
4.【答案】D

【解析】【分析】
完全相同的带电小球接触时，若是同种电荷则将总电量平分，若是异种电荷则先中和然后将剩余电量平分，然后依据库仑定律求解即可．
完全相同的带电小球接触时，对于电量的重新分配规律要明确，然后正确利用库仑定律求解．
【解答】
解：开始时由库仑定律得：?
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：
由得：，故ABC错误，D正确。
故选：D。
5.【答案】D

【解析】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，，
由于?，即
若则有；若则有
根据题意无法知道带电量、的关系．故D正确，ABC错误．
故选：D．
对A、B球受力分析，根据共点力平衡和几何关系表示出电场力和重力的关系；根据电场力和重力的关系得出两球质量的关系．
要比较两球质量关系，我们要通过电场力把两重力联系起来进行比较．此类题目还可得出结论：夹角大小与电量无关，只与质量有关，质量大的那一侧夹角较小．
6.【答案】B

【解析】解：A、由于灯泡正常发光，所以电动机的电压为，
由于电解槽和灯泡串联，它们的电流相等，所以，
所以电解槽的输入功率为，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，所以B正确．
C、电解槽的发热功率为，所以C错误．
D、电路消耗总功率为为：，所以D错误．
故选：B．
由于电解槽和灯泡串联，根据灯泡正常发光，可以判断出电解槽的电压和电流，从而可以求得电解槽的输入功率、发热功率以及输出功率．
在计算电功率的公式中，总功率用来计算，发热的功率用来计算，如果是计算纯电阻的功率，这两个公式的计算结果是一样的，但对于电动机等非纯电阻，第一个计算的是总功率，第二个只是计算发热的功率，这两个的计算结果是不一样的．
7.【答案】A

【解析】【分析】
根据电场力的方向和电荷运动的方向判定电场力做正功还是负功；沿着等势面移动电荷，电场力不做功。
该题考查等势面及其特点，把握电场力做功的特点和负电荷的电场的分布情况是解决此类题目的关键。
【解答】
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.【答案】A

【解析】解：已知变压比为1000：1，电压表示数为220V，故传输电压为：；
已知变流比为100：1，电流表示数为10A，故传输电流为：；
故电功率为：；
故选：A。
根据变压比和变流比计算出输送电压和电流，最后根据电功率计算电功率．
本题实质是电压互感器与电流互感器的简单运用，电压互感器与电流互感器是利用变压器原理将电压、电流减小到可测范围进行测量的仪器．
9.【答案】AB

【解析】【分析】
电荷量e的数值最早是由美国物理学家密立根测得的。法拉第提出了场的概念，形象直观地描绘了场的清晰图象。法拉第通过线圈实验首次发现了磁生电的现象。
本题是电学部分物理学史，可根据时代背景进行记忆，不能混淆。基础题。
【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.【答案】BD

【解析】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，
故能级差越大，光子的能量也越大，即光子的频率越大，
根据可知频率越大，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能级跃迁到能级时，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、当电子从向低能级跃迁时，跃迁的种类有，，，，，即可以辐射光的种类为种，故B正确；
C、电子从能级跃迁到能级辐射出的光子的能量，
而从能级跃迁到能级辐射出的光子的能量；
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、用能级跃迁到能级辐射出的光照射逸出功为的金属铂，光子的能量为：大于金属铂的逸出功，所以能发生光电效应，由?，故D正确。
故选：BD。
能级差越大，辐射的光子频率越大，波长越短；当波长越长，越容易发生衍射现象；根据数学组合公式得出辐射的不同频率的光子种数；通过辐射的光子能量与逸出功比较，判断能否发生光电效应，并根据光电效应方程，即可求解。
本题考查了能级跃迁和光电效应的综合运用，知道能级间跃迁辐射的光子频率与能级差的关系以及光电效应的条件是解决本题的关键，并注意光电效应方程的内容。
11.【答案】BD

【解析】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，由于线圈中自感电动势的阻碍，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，所以突然变亮，然后逐渐变暗至熄灭，逐渐暗，故C错误，D正确。
故选：BD。
当开关接通和断开的瞬间，流过线圈的电流发生变化，产生自感电动势，阻碍原来电流的变化，根据自感现象的规律，以及二极管具有单向导电性进行分析。
对于线圈要抓住双重特性：当电流不变时，它是电阻不计的导线；当电流变化时，产生自感电动势，相当于电源；同时运动注意二极管的作用。
12.【答案】AC

【解析】【解答】
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。
【分析】
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能判断圆环中是否有感应电流。
此题要掌握通电导线周围的磁场是越来越小，并会对整个过程的能量转化进行分析，难度不大。
13.【答案】BD

【解析】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：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。
带电粒子在磁场中由洛伦兹力提供向心力做匀速圆周运动，虽然电量、质量不同，但比荷相同，所以运动圆弧对应的半径与速率成正比．它们的周期总是相等，因此运动的时间由圆心角来决定．
带电粒子在磁场中运动的题目解题步骤为：定圆心、画轨迹、求半径．
14.【答案】BD

【解析】解：粒子刚好能达到N金属板时，根据动能定理得，，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，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。
由题意知粒子射入电场后，电场力做负功，动能减小，根据动能定理列出方程．要使粒子刚好达到两板间距离的一半处，根据匀强电场沿电场线方向两点间电势差与距离成正比，再运用数学知识进行讨论，选择题意的选项．
本题根据动能定理研究带电粒子在电场中加速的问题，是常用的方法．比较简单．
15.【答案】? 乙? ?

【解析】解：为方便实验操作，滑动变阻器应选择．
没有电压表，应该用电流表与电阻串联组成电压表，电压表测路端电压，
用电流表测电路电流，由电路图可知，合理的实验电路图是乙．
由图乙所示实验电路可知，在闭合电路中：，
，
由图象可知，图象的截距：，
则电源电动势为：；
图象斜率：，
电源内阻为：；
故答案为：；乙；；．
为方便实验操作，应选最大阻值较小的滑动变阻器．
根据所给实验器材与伏安法测电源电动势与内阻的原理选择实验器材．
根据实验电路求出图象的函数表达式，然后根据图象求出电源电动势与内阻．
在应用图象法处理实验数据求电源电动势与内阻时，要根据实验电路与实验原理求出图象的函数表达式，然后求出电源电动势与内阻．
16.【答案】 ? ? ? 甲

【解析】解：由图示螺旋测微器可知，其读数为：。
待测电阻额定电流约为，则电流表应选择；待测电阻额定电压约为：，电源应选择。
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：；；；甲。
螺旋测微器固定刻度与可动刻度示数之和是螺旋测微器的示数。
根据待测电阻的额定电流选择电流表，根据待测电阻额定电压选择电源。
根据题意确定电流表接法，然后选择实验电路。
本题考查了螺旋测微器读数、实验器材的选择与实验电路的选择；螺旋测微器固定刻度与可动刻度示数之和是螺旋测微器的示数，螺旋测微器需要估读；要掌握实验器材的选择原则。
17.【答案】解：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：；
受力分析如图所示；由平衡条件得：
解得：
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：，
根据牛顿第二定律得，加速度为：，
由运动学公式得：。

【解析】小球处于静止状态，分析受力，作出力图，根据电场力与场强方向的关系判断电性。根据平衡条件和电场力公式求解场强。
将细线突然剪断小球将沿细线方向做匀加速直线运动，根据牛顿第二定律和速度公式结合求解v。
本题考查带电粒子在电场和重力场中的运动问题分析，对于涉及物体运动的问题，两大分析：受力情况分析和运动情况分析是基础，要培养这方面的基本功。
18.【答案】解：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
由得
；
即小球带负电，两板间的电压为20V；
小球恰能静止时滑动变阻器接入电路的阻值为，由电路中电压关系可得：
?????
代入数据求得???
小球恰能静止时滑动变阻器接入电路的阻值为；
闭合电键K后，设电场稳定时的电压为，
由电路电压关系：
代入数据求得??????
由动能定理：；?
代入数据求得
小球到达中点的速度为。

【解析】对小球受力分析，因小球静止，故小球处于平衡状态，列平衡方程可求得两极板间的电压；
分析电路可知，电容器与并联，则由电路规律可求得接入阻值；
由电路知识求得闭合K后，极板之间的电压，由动能定理可求得p到达杆的中点0时的速度。
本题为电路与电场结合的题目，要求学生能正确掌握电容器的规律及电路的相关知识，能明确极板间的电压等于与之并联的电阻两端的电压。


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