河北省保定市第三中学2020-2021学年高二物理上学期期中试题（含解析）

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1、河北省保定市第三中学 2021-2021 学年高二物理上学期期中试题（含 解析） 一、选择题：本题共 15 小题，每小题 4 分，共 60 分。在每小题给出的四个选项中，第 110 题只有一个选项正确，第 1115 题有多个选项正确，全部选对的得 4 分，选对但不全的得 2 分，有选错的得 0 分。 1. 下列说法正确的是（） A. 元电荷实质上是指电子和质子本身 B. 摩擦起电说明电荷是可以创造出来的 C. 元电荷的值通常取 19.60Ce D. 电荷量 e 的数值最早是由库仑通过实验测得的 【答案】C 【解析】 【详解】A元电荷是最小单位电荷量，不是电子或质子，故 A 错误； B摩擦起电是

2、电荷从一个物体转移到另一个物体，并不是创造了电荷，故 B 错误； C元电荷 的 值通常取 ，故 C 正确；19.60e D电荷量 e 的数值最早是由密立根通过实验测得的，故 D 错误。 故选 C。 2. 随着新能源汽车的发展，某大型车企正致力于高压动力电池的研发和生产。下列关于电 源的电动势的说法正确的是（） A. 电动势 的 单位为焦耳 B. 电动势就是闭合电路中电源两端的电压 C. 电动势越大，表明电源储存的电能越多 D. 电动势的大小是非静电力做功能力的反映 【答案】D 【解析】 【详解】A电动势的单位是伏特，故 A 错误； B电动势是电源本身的性质，其大小等于内外电压之和，但不能说它就

3、是闭合电路中电源 两端的电压，故 B 错误； C电动势是描述电源把其它形式的能量转化为电能本领的物理量，电动势大电源储存的电 能不一定越多，故 C 错误； D电动势是描述电源把其它形式的能量转化为电能本领的物理量，是非静电力做功能力的 反映，电动势越大，表明电源将其它形式的能转化为电能的本领越大；故 D 正确。 故选 D。 3. 关于电场强度的概念，下列说法正确的是（） A. 由 上可知，电场中某点的电场强度 E 与试探电荷的电荷量 q 成反比 FEq B. 正、负试探电荷在电场中同一点受到的电场力方向相反，所以某一点电场强度方向与放 入试探电荷的正负有关 C. 电场中某一点不放试探电荷时，该

4、点的电场强度一定等于零 D. 某一点的电场强度的大小和方向都与放入该点的试探电荷无关 【答案】D 【解析】 【详解】A 是电场强度的定义式，采用比值法定义，则知电场强度 与 、 无关， FEq EFq 由电场本身决定， 并不跟 成正比，跟 成反比，故 A 错误；q B正、负试探电荷在电场中同一点受到的电场力方向相反，而场强由电场本身决定，与放 入电场的试探电荷无关，故 B 错误； C场强与有无试探电荷无关，电场中某一点不放试探电荷时，该点场强不变，故 C 错误； D电场中某一点的场强大小和方向由电场本身决定，与放入该点的试探电荷与否无关，故 D 正确。 故选 D。 4. 手电筒中的干电池（电动

5、势为 1.5V）给某小灯泡供电时，电流为 0.5A，在某次接通开关 的 1min 时间内，该干电池转化的化学能为（） A. 0.75J B. 20J C. 30J D. 45J 【答案】D 【解析】 【详解】干电池在 1min 内转化 的 化学能为 1.506J45WUIt 选项 D 正确，ABC 错误。 故选 D。 5. 中国南车设计制造的全球首创超级电容储能式现代电车在宁波下线，不久将成为二三线 城市的主要公交用车这种超级电车的核心是我国自主研发、全球首创的“超级电容器” 。 如图所示，这种电容器安全性高，可反复充、放电 100 万次以上，使用寿命长达十二年，且 容量超大（达到 9500F

6、） ，能够在 10s 内完成充电，该电容器的电压为 2.7V，下列说法正确 的是（） A. 该“超级电容器”放完电后的电容为零 B. 该“超级电容器”的电容随电压的增大而增大 C. 该“超级电容器”从不带电到充满电的平均电流为 2565A D. 该“超级电容器”充满电后所带的电荷量为 2565C 【答案】C 【解析】 【详解】AB电容是由电容器本身的性质决定的，与电压和电量无关，故 AB 错误； C由电流的定义式得 9502.7A561qCUIt 故 C 正确； D该“超级电容器”充满电后所带的电荷量为 9502.7=650CQ 故 D 错误。 故选 C。 6. 如图所示，电路中的电阻 ， ，

7、 ，则（）10R21034R A. 当 端开路时， 之间的等效电阻是 30abcd B. 当 端开路时， 之间的等效电阻是 50cdab C. 当 端短路时， 之间的等效电阻是 160 D. 当 端短路时， 之间的等效电阻是 8 【答案】B 【解析】 【详解】A当 ab 端开路时， cd 之间由 R2、 R3串联而成，故 cd 之间的等效电阻是160 故 A 错误； B当 cd 端开路时， ab 之间由 R1、 R3串联而成，故 ab 之间的等效电阻是 R1+R3=50 故 B 正确； C当 ab 端短路时， cd 之间由 R1、 R3并联，然后与 R2串联而成，故 cd 之间的等效电阻是13

8、28 故 C 错误； D当 cd 端短路时， ab 之间由 R2、 R3并联，然后与 R1串联而成，故 ab 之间的等效电阻是23140 故 D 错误。 故选 B。 7. 如图所示，两个截面不同，长度相等的均匀铜棒接在电路中，两端总电压为 U，则 A. 通过细棒的电流比粗棒的大 B. 通过细棒的电流比粗棒的小 C. 细棒的电阻 小于粗棒的电阻1R2R D. 细棒两端的电压 大于粗棒两端的电压U2U 【答案】D 【解析】 试题分析：因为两者串联，所以电流相等，AB 错误；根据公式 ，并且两者的电阻率 LRS 相等，长度相等，所以越粗电阻越小，故可得粗棒的电阻 小于细棒的电阻 ，C 错误；21 根

9、据欧姆定律 可得细棒两端的电压 大于粗棒两端的电压 ，D 正确；UIR1U2U 考点：考查了欧姆定律，电阻定律 【名师点睛】两导体串联，则由串联电路的规律可知电流关系；由电阻定律可知两导体的电 阻关系，再由欧姆定律可得出电压关系 8. 如图所示，一价氢离子（ ）和二价氦离子（ ）的混合体，由静止开始同时经同一 1H42He 加速电场加速后垂直偏转电场的电场线方向射入同一偏转电场中，偏转后，均打在同一荧光 屏上，离子在加速电场中运动的时间可忽略不计，离子间的相互作用和重力均不计。则一价 氢离子和二价氦离子（） A. 同时到达屏上同一点 B. 同时到达屏上不同点 C. 先后到达屏上同一点 D. 先

10、后到达屏上不同点 【答案】C 【解析】 【详解】设加速电场的电压为 ，偏转电场电压为 ，偏转电场的极板长度为 ，极板间1U2UL 距为 。d 在加速电场中，由动能定理得 210qmv 两种离子在偏转电场中，水平方向做速度为 的匀速直线运动，由于两种离子的比荷不同，0v 则 不同，所以两种离子在偏转电场中运动时间0v 0Ltv 不同。 两种离子在加速电场中的加速度不同，位移相同，则运动的时间也不同，所以两离子是先后 离开偏转电场。 离子在偏转电场中偏转的位移为 2201qULyatmdv 联立上式解得 214yd 同理可得离子在偏转电场中偏转角度的正切值为 21tanULd 由以上计算可知， 和

11、 的值与离子的电量和质量无关，所以离子出射点的位置相同，ytan 出射速度方向也相同，所以两种离子先后到达屏上同一点，AB 错误，C 正确，D 错误。 故选 C。 9. 静电喷涂时，喷枪喷出的涂料微粒带电，在带正电的被喷工件的静电力作用下，向被喷 工件运动，最后吸附在其表面，如图所示，某带电涂料微粒由 a 点沿直线运动到 b 点，不计 涂料微粒被喷出时的速度及重力，下列说法正确的是喷枪工件（） A. 涂料微粒因为带正电而被吸附在工件表面 B. a 点的电势比 b 点的电势高 C. 涂料微粒由 a 点向 b 点做变加速运动 D. 越靠近 b 点，涂料微粒的动能越小 【答案】C 【解析】 【详解】

12、A涂料微粒由 a 点沿直线运动到 b 点，则因为带负电而被吸附在工件表面，选项 A 错误； B电场线由 b 指向 a，则 a 点的电势比 b 点的电势低，选项 B 错误； C由于 ab 间电场线不均匀，不是匀强电场，可知涂料微粒由 a 点向 b 点做变加速运动，选 项 C 正确； D从 a 到 b 电场力做正功，则动能增加，即越靠近 b 点，涂料微粒的动能越大，选项 D 错 误。 故选 C。 10. 两根相同的均匀金属导线甲和乙，若把甲截去一半长度，把剩下的一半均匀拉回原来长 度，把乙对折后并在一起，则变化后的甲、乙的电阻之比为（） A. 1：1 B. 2：1 C. 4：1 D. 8：1 【答

13、案】D 【解析】 【详解】两根完全相同的金属导线，若把甲截去一半长度，把剩下的一半均匀拉回原来长度， 长度不变，而体积减半，那么截面积减半，根据电阻定律公式 ，可知，电阻增加为 LRS 2 倍；把乙对折后并在一起，则长度变为 0.5 倍，截面积变为 2 倍，根据电阻定律公式 ，电阻变为原来的 ，故这两根导线后来的电阻之比为 8：1 LRS14 A1：1 与计算结果不符，故 A 错误 B.2：1 与计算结果不符，故 B 错误 C.4：1 与计算结果不符，故 C 错误 D.8：1 与计算结果相符，故 D 正确 11. 关于电流和电动势，下列说法正确的是（） A. 只要将导体置于电场中，导体中就有持

14、续的电流 B. 国际单位制中，电流的单位是安培，符号是 A C. 电源的电动势数值上等于不接用电器时电源正负两极间的电压 D. 闭合电路中的路端电压总等于电动势 【答案】BC 【解析】 【详解】A导体置于电场中，达到静电平衡后没有电流，故 A 错误； B在国际单位制中，电流的单位是安培，符号是 A，故 B 正确； C电动势在数值上等于不接用电器时电源正负两极间的电压，故 C 正确； D根据闭合电路的欧姆定律可知，闭合电路中的路端电压总小于电动势，故 D 错误。 故选 BC。 12. 如图所示，电路中电源电压 U 恒定，三只灯泡原来都发光，假设灯丝电阻不变，当滑动 变阻器的滑动片 P 向右移动时

15、，下列判断正确的是（） A. 变暗 B. 变亮1L 2L C. 变亮 D. 经过 的电流增大3 0R 【答案】AB 【解析】 【详解】当滑片右移时，滑动变阻器接入电阻增大，则电路中总电阻增大，由闭合电路欧姆 定律可知电路中总电流减小，经过 的电流减小，灯 L1变暗；电路中电流减小， R0、L 1两0R 端的电压减小，而电源电压 U 恒定，故并联部分的电压增大，灯 L2变亮；因 L2中电流增大， 干路电流减小，流过 L3的电流减小，灯 L3变暗，故 AB 正确，CD 错误。 故选 AB。 13. 如图所示，两个带等量正电的点电荷，固定在图中 P、 Q 两点， 为 P、 Q 连线的中垂MN 线，交

16、 于 O 点， A 为 上的一点一带正电的试探电荷 q，以某一足够大的速度从 APQMN 向 O 点运动，取无限远处的电势为零，则（） A. q 由 A 向 O 的运动是匀加速直线运动 B. q 由 A 向 O 运动的过程电势能逐渐增大 C. q 由 A 向 O 运动的过程动能可能一直减小 D. q 运动到 O 点时的加速度为零 【答案】BCD 【解析】 【详解】A两等量正电荷周围部分电场线如图所示 其中 P、 Q 连线的中垂线 MN 上，从无穷远到 O 过程中电场强度先增大后减小，且方向始终指 向无穷远方向，故试探电荷所受的电场力是变化的， q 由 A 向 O 的运动做非匀加速直线运动， 故

17、 A 错误； BC电场力方向与 AO 方向相反，电场力做负功，动能减小，电势能增大，故 BC 正确； D根据电场的叠加知在 O 点合场强为 0，电荷在 O 点受到的电场力为 0，故加速度为 0，故 D 正确。 故选 BCD。 14. 一线圈电阻为 0.1 的玩具车上的电动机，当它两端所加的电压为 3V 时，通过的电流为 3A，则该电动机（） A. 消耗的电功率为 0.9W B. 机械功率为 8.1W C. 发热功率为 9W D. 1min 内消耗的电能为 540J 【答案】BD 【解析】 【详解】A消耗的电功率为 P=IU=9W 选项 A 错误； C发热功率为 P 热 =I2r=0.9W 选项

18、 C 错误； B机械功率为 P 机 =P-P 热 =8.1W 选项 B 正确； D1min 内消耗的电能为 E=Pt=960J=540J 选项 D 正确。 故选 BD。 15. 如图所示，倾斜放置的平行板电容器两极板与水平面夹角为 ，极板间距为 d，一质量 为 m、电荷量为 q 的带负电微粒，从极板 M 的左边缘 A 处以初速度 水平射入，沿直线运动0v 并从极板 N 的右边缘 B 处射出，不计微粒受到的重力。则（） A. M 极板带正电， N 极板带负电 B. M、 N 两极板的电势差为 sin mgdq C. 微粒从 A 点到 B 点的过程电势能减少 cos D. 微粒到达 B 点时动能为

19、 201mgdv 【答案】AD 【解析】 【详解】A微粒在电场中受到重力和电场力，而做直线运动，所以电场力垂直极板向上， 微粒带负电，所以 M 极板带正电， N 极板带负电，故 A 正确； B由题分析可知 tanmg 得 t 微粒从 A 点到 B 点的过程中，重力势能不变，动能减小量为 ksincodmgEa 根据能量守恒定律得知，微粒的电势能增加了 ps 又 ，得到两极板的电势差pMNEqUcosMNmgdUq 故 BC 错误； D微粒到达 B 点的过程中，由动能定理得 2201MNBqmv 微粒到达 B 点时动能为 ，故 D 正确。 201cosgdmv 故选 AD。 二、实验填空题：本题

20、共 2 小题，共 12 分。 16. 为探究影响电荷间相互作用力的因素，某同学做了如下实验， O 是一个电荷量为 Q1的带 正电物体，把系在绝缘丝线上的带正电的小球先后挂在 等位置，小球所带电荷量123P、 、 为 Q2。 (1)为了比较小球在不同位置所受带电体的作用力的大小，下列方法最好的是_。 A比较小球抬起的高度 B.比较小球往右偏移的距离 C.比较丝线偏离竖直方向的角度 D.比较丝线的长度 (2)使小球系于同一位置，增大或减小小球所带的电荷量，比较小球所受作用力的大小。上 述操作所采用的物理方法是_。 A等效替代法 B.控制变量法 C.理想模型法 D.类比法 (3)通过上述操作可以得出

21、结论_。 A当 Q1、 Q2不变时，距离 r 越大，静电力 F 越小；当 Q1、 Q2距离 r 不变时， Q2越大，静电 力 F 越小 B.当 Q1、 Q2不变时，距离 r 越大，静电力 F 越大；当 Q1、 Q2距离 r 不变时， Q2越大，静电力 F 越大 C.当 Q1、 Q2不变时，距离 r 越大，静电力 F 越小；当 Q1、 Q2距离 r 不变时， Q2越大，静电力 F 越大 D.当 Q1、 Q2不变时，距离 r 越大，静电力 F 越大；当 Q1、 Q2距离 r 不变时， Q2越大静电力 F 越小 【答案】 (1). C (2). B (3). C 【解析】 【详解】(1)1当小球平衡

22、时满足 F=mgtan 即为了比较小球在不同位置所受带电体的作用力的大小，方法最好的是比较丝线偏离竖直方 向的角度；故选 C。 (2)2先使小球系于不同位置，改变两球之间的距离，比较小球所受作用力的大小。然后使 小球系于同一位置，增大或减小小球所带的电荷量，比较小球所受作用力的大小。上述操作 所采用的物理方法是控制变量法，故选 B。 (3)3通过上述操作可以得出结论：当 Q1、 Q2不变时，距离 r 越大，静电力 F 越小；当 Q1、 Q2距离 r 不变时， Q2越大，静电力 F 越大。 故选 C。 17. 要描绘一个标有“3V、0.8W”小灯泡的伏安特性曲线，要求灯泡两端的电压由零逐渐增 加

23、，且尽量减小实验误差。已选用的器材除导线、开关外，还有：电池组（电动势为 4.5V， 内阻约 ） ；电流表（量程为 ，内阻约为 1 ） ；电压表（量程为 ，内阻10.6A03V 约为 ） ；滑动变阻器（最大阻值 ，额定电流 1A） 。3k2 (1)实验电路图如图甲所示； (2)按照电路图进行连线，如图乙所示，其中应该去掉的连线是_（选填相应的字母） ； (3)闭合开关前滑动变阻器的滑片应该置于最_（填“左”或“右” ）端； (4)以电压表的示数 U 为横轴，以电流表的示数 I 为纵轴，根据实验得到的多组数据描绘出 小灯泡的伏安特性曲线，如图丙所示，由图可知；随着电压的增大，小灯泡的电阻 _（填

24、“增大”或“减小” ） 。 【答案】 (1). b (2). 左 (3). 增大 【解析】 【详解】(2)1由实验电路图甲知，电压表应测灯泡两端电压，且采用安培表外接法，故乙 图中应去掉连线 b。 (3)2为保护电路，闭合开关前滑动变阻器应滑倒最左端，使小灯泡电压为零。 (4)3根据 可知， 图象斜率的倒数为小灯泡的阻值，由图可知，随着电压增大， URII 小灯泡的电阻增大。 三、解答或论述题：本题共 3 小题，共 28 分。解答应写出必要的文字说明、方程式和重要 演算步骤只写出最后答案的不得分，有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位。 18. 如图所示，电源电动势 、内阻不计，标有“3

25、V、1.5W”的灯泡 L 恰能正常发光，6VE 电动机线圈电阻 ，求：0.5r (1)通过电动机的电流； (2)电动机的输出功率。 【答案】(1)0.5A；(2)1.375W 【解析】 【详解】(1)通过电动机的电流等于灯泡的电流，即 1.5A=0.3LPIU (2)电动机两端的电压 U=E-UL=3V 则电动机的输出功率 22=0.53.051.37WPIr出 19. 如图所示，在倾角为 的光滑绝缘足够长的斜面上，有两个均带正电荷的金属球 M 和 N，N 被绝缘固定在斜面的底端，M 从斜面上到底端距离为 的 A 点由静止释放，开始运动瞬0r 间的加速度大小恰好为 （ g 为重力加速度） 。已

26、知静电力常量为 k，两金属球均可看sin 成点电荷，且 N 的带电荷量为 Q，M 的带电荷量为 q，不计空气阻力。 （1）求 M 速度最大时到斜面底端的距离； （2）已知 M 最高能沿斜面上升至到 A 点距离也为 的 B 点，现使另一质量与 M 相同、带电0r 荷量为 的金属球 P 也从离底端 处静止释放，求 P 经过 B 点的速度大小。 3q0r 【答案】(1) ；(2) 02r0singr 【解析】 【详解】(1)释放 M 开始运动瞬间的加速度大小恰好为 ，则sing 20siniqQkmgar 当 M 的速度最大时，则受合力为零 2=sikr 解得 02r (2)M 最高能沿斜面上升至到

27、 A 点距离也为 的 B 点，则由能量关系 0sinBUqmgr 使另一质量与 M 相同、带电荷量为 的金属球 P 也从离底端 处静止释放，则到达 B 点时 320 由动能定理 201sinABBUqmgrv 解得 02siBvr 20. 如图所示， 是一条长 的绝缘水平轨道，固定在离水平地面高 处，AMB1L 0.8mh A、 B 为水平轨道的端点， M 为其中点，轨道 处在电场强度方向竖直向上、大小 的匀强电场中一质量 m=0.1kg、电荷量 带正电的滑块（可 410N/C3E 410Cq 视为质点）以初速度 在轨道上自 A 点开始向右运动，经 M 点进入电场，从 B 点离07/sv 开电

28、场。已知滑块与轨道间的动摩擦因数 ，取重力加速度 ，0.2 2m/sg ， 。求滑块。sin37.6cos3.8 (1)到达 M 点时的速度大小； (2)从 M 点运动到 B 点所用的时间； (3)刚落地时的速度方向与水平方向的夹角。 【答案】(1)5m/s；(2)1.5s；(3) 53 【解析】 【详解】(1)滑块从 A 到 M 的运动过程只受重力、支持力、摩擦力作用，只有摩擦力做功， 故由动能定理可得 22011MmgLvm 所以，滑块到达 M 点时的速度大小为 20g 解得 5m/sMv (2)滑块从 M 运动到 B 的过程受重力、电场力、支持力、摩擦力作用，由牛顿第二定律得 ()gqEa 由速度位移关系式得 2()2BMLv 设从 M 点运动到 B 点所用 的 时间为 t，则有 Bva 联立解得 1.5st (3)滑块从 B 点抛出做平抛运动，有 ， 2hgtyvt 设落地时的速度方向与水平方向的夹角 ，则有tanyBv 联立解得 53