2021-2022学年吉林省吉林市永吉县第四中学高二（上）期中物理试题含解析

2021～2022学年第一学期期中考试

一、选择题（本题共12小题，每小题4分，共48分。在每小题给出的四个选项中，第1~8题只有一项符合题目要求，第9~12题有多项符合题目要求。全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错或不答的得0分）

1. 国际单位制中电荷量的单位符号是C，如果用国际单位制基本单位的符号来表示，正确的是（　　）

A.  B.  C.  D.

【答案】B

【解析】

【详解】根据电荷量公式q=It可知，电流I的单位是A，时间t的单位是s，故用国际单位制的基本单位表示电量的单位为A∙s，故B正确，ACD错误。

故选B。

2. 下列对静电场的有关问题的理解正确的是（　　）

A. 根据公式F=k可知，当两个电荷之间的距离趋近于零时库仑力变得无限大

B. 电荷在电场中的受力方向即为该点的电场强度的方向

C. 根据电容的定义式C=可知，电容器的电容与电容器两端的电压成反比

D. 若相邻两等势面的电势差相等，则等势面的疏密程度能反映场强的大小

【答案】D

【解析】

【详解】A．当两个电荷之间的距离趋近于零时，公式

F=k

不再适用，选项A错误；

B．正电荷在电场中的受力方向即为该点的电场强度的方向，选项B错误；

C．电容器的电容只由电容器本身决定，与电容器两端的电压无关，选项C错误；

D．若相邻两等势面的电势差相等，则等势面的疏密程度能反映场强的大小，等势面越密集场强越大，选项D正确。

故选D

3. 如图所示，等腰三角形中，底边长为l，．分别在A、B两点固定两个点电荷，已知固定在A点电荷为正电荷，电荷量为Q．将一带正电的试探电荷放置在C点，其受到的电场力垂直于向上，已知静电力常量为k，则固定在B点的点电荷的电性以及C点的电场强度大小分别是（　　）

A. 正由， B. 负电，

C. 正电， D. 负电，

【答案】B

【解析】

【分析】

【详解】对电荷C受力分析如图；

可知B点的电荷带负电； C点场强

故选B。

4. 如图所示，虚线a、b、c代表电场中的三条电场线，实线为一带负电的粒子仅在电场力作用下通过该区域时的运动轨迹，P、R、Q是这条轨迹上的三点，由此可知（　　）

A. 带电粒子在R点时的加速度小于在Q点时的加速度

B. P的电势高于Q点的电势

C. 带电粒子在P点时的电势能比在Q点时的电势能大

D. 带电粒子在R点时的动能与电势能之和比在Q点时的小，比在P点时的大

【答案】B

【解析】

【详解】A．由电场线疏密可知，R点场强比Q场强点大，所以带电粒子在R点的电场力大，由于粒子仅受电场力作用，则带电粒子在R点的加速度大，故A错误；

BC．带电粒子做曲线运动，电场力指向曲线的内侧，所以电场力的方向向右，带负电的粒子所受电场力方向与电场方向相反，则电场线方向向左，根据沿着电场线方向电势逐渐降低，所以

根据

可知，同一负粒子在电势高的地方，电势能反而小，所以带电粒子在P点时的电势能比在Q点时的电势能小，故B正确，C错误；

D．根据能量守恒定律，带电粒子在运动过程中各点处的动能与电势能之和保持不变，故D错误。

故选B。

5. 研究与平行板电容器电容有关因素的实验装置如图所示，下列说法正确的是(     )

A. 实验前，只用带电玻璃棒与电容器a板接触，能使电容器带电

B. 实验中，只将电容器b板向上平移，静电计指针张角变小

C. 实验中，只在极板间插入有机玻璃板，静电计指针的张角变大

D. 实验中，只增加极板带电量，静电计指针的张角变大，表明电容增大

【答案】A

【解析】

【详解】A、当用带电玻璃棒与电容器a板接触，由于静电感应，从而在b板感应出等量的异种电荷，从而使电容器带电，故选项A正确；

B、根据电容器的决定式：，将电容器b板向上平移，即正对面积S减小，则电容C减小，根据可知， 电量Q不变，则电压U增大，则静电计指针的张角变大，故选项B错误；

C、根据电容器的决定式：，只在极板间插入有机玻璃板，则介电系数增大，则电容C增大，根据可知， 电量Q不变，则电压U减小，则静电计指针的张角减小，故选项C错误；

D、根据可知， 电量Q增大，则电压U也会增大，则电容C不变，故选项D错误．

点睛：本题是电容器动态变化分析问题，关键抓住两点：一是电容器的电量不变；二是电容与哪些因素有什么关系．

6. 如图所示，在直角三角形所在平面内存在一个与该平面平行的匀强电场，，，。将电荷量的粒子从A点移到B点，静电力做功；将该粒子从B点移到C点，其电势能减少。规定A点的电势为零，则下列说法正确的是（　　）

A. C点的电势为3V

B. B点的电场方向由A指向B

C. 匀强电场的电场强度为300V/m

D. 将该粒子从B点移到中点，静电力做功为

【答案】C

【解析】

【分析】

【详解】AB．题意可知

规定A点的电势为零，可得

则AB中点（设为D点）的电势为

即CD为等势面，则场强方向垂直于CD指向B点，选项AB错误；

C．匀强电场的电场强度为

选项C正确；

D．因AC中点的电势为-1.5V，则将该粒子从B点移到中点，静电力做功为

选项D错误。

故选C。

7. 把一个电流计接成如图所示电路。三个端点、、，一次使用、两个端点，一次使用、两个端点，已知改装之后的电流表有两个量程：和。已知电流计内阻，电流计满偏电流。下列判断正确的是（　　）

A. 使用、两个端点，量程是；使用、两个端点，量程是；，

B. 使用、两个端点，量程是；使用、两个端点，量程是；，

C. 使用、两个端点，量程是；使用、两个端点，量程是；，

D. 使用、两个端点，量程是；使用、两个端点，量程是；，

【答案】C

【解析】

【分析】

【详解】根据电流表的改装原理可知，接、时，起分流作用为一支路，与串联为一支路，量程为

同理接、时，为一支路起分流作用，为一支路，量程为

可知

故使用、两个端点，量程是；使用、两个端点，量程是；联立解得

故选C。

8. 在x轴上O、P两点分别放置电荷量为q1、q2的点电荷，在两电荷连线上的电势φ随x变化的关系如图所示，其中A、B两点的电势为零，BD段中C点电势最大，则（　　）

A. q1和q2都是正电荷

B C、D两点间电场强度沿x轴正方向

C. C点的电场强度大于B点的电场强度

D. 将一负点电荷从B点移到D点，电势能先增大后减小

【答案】B

【解析】

【分析】根据两点电荷连线的电势高低的分布图，结合沿着电场线电势降低，可知两点电荷的电性，图象切线的斜率等于场强，由斜率大小分析场强的大小，根据负电荷在电势高处电势能小，分析负电荷移动时电势能的变化；

【详解】A、由图知从O到B电势先不断降低后先升高再降低，则两个点电荷必定是异种电荷，故A错误；

B、由图可知：从C到D，电势降低，根据顺着电场线电势降低可知，CD间电场强度方向沿x轴正方向，故B正确；

C、根据图象切线的斜率等于场强，可知C点场强为零，B点的场强不等于零，则B点的场强比C点的大，故C错误；

D、将一负点电荷从B移到D点，电势先升高后降低，电势能先减小后增大，故D错误．

【点睛】通过本题的解答要知道：电势为零处，电场强度不一定为零，负电荷在电势高处电势能小，电场力做功的正负决定电势能的增加与否．

9. 如图所示为多用电表电阻挡的原理图，表头内阻为Rg，调零电阻为R0，电池的电动势为E，内阻为r，则下列说法中正确的是（　　）

A. 它是根据闭合电路欧姆定律制成的

B. 电阻挡对应的“∞”刻度一般在刻度盘的右端

C. 接表内电池负极的应是黑表笔

D. 调零后刻度盘的中心刻度值是r+Rg+R0

【答案】AD

【解析】

【详解】A．欧姆表的工作原理为全电路欧姆定律，则A正确；

B．欧姆表零刻度线在最右侧，最大刻度线在最左侧。故B错误；

C．电表的接表内负极的是红表笔。故C错误；

D．调零时，根据闭合电路欧姆定律有

当指针指在中间刻度时，有

可得

故D正确。

故选AD。

10. 在如图所示的图像中，直线Ⅰ为某一电源的路端电压与电流的关系图像，直线Ⅱ为某一电阻的图像用该电源与电阻组成闭合电路。由图像判断正确的是（　　）

A. 电源的电动势为3V，内阻为

B. 电源的输出功率为6W

C. 电源的效率为80％

D. 电阻的阻值为

【答案】AD

【解析】

【详解】A．根据闭合电路欧姆定律得

分析图像可知，当I=0时，U=E，可读出电源的电动势

内阻等于图线的斜率大小，则

故A正确；

B．图线的交点表示该电源直接与电阻R相连组成闭合电路时工作状态，由图读出电压U=2V，电流I=2A，则电源的输出功率为

故B错误；

C．电源的效率

故C错误；

D．根据欧姆定律可知，伏安特性曲线的斜率表示电阻值，则电阻

故D正确；

故选AD。

11. 如图所示电路中，电源的内阻为，三只灯泡原来都正常发光，当滑动变阻器的滑动触头P向右移动时，下面的判断正确的是（　　）

A. 变暗 B. 变亮 C. 变亮 D. 路端电压变小

【答案】AB

【解析】

【分析】

【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，路端电压变大，由闭合电路欧姆定律可知电路中总电流减小，故L1变暗；电路中电流减小，故内阻及R0、L1两端的电压减小，而电动势不变，故并联部分的电压增大，故L2变亮；因L2中电流增大，干路电流减小，故流过L3的电流减小，故L3变暗。

故选AB。

12. 如图所示，在水平向右的匀强电场中有一绝缘斜面，斜面上有一带电金属块沿斜面滑下。已知在金属块滑下的过程中动能增加了，金属块克服摩擦力做功，重力做功，则以下判断正确的是（　　）

A. 金属块带正电荷

B. 金属块的机械能减少

C. 金属块克服电场力做功

D. 金属块的电势能增加

【答案】ABD

【解析】

【分析】

【详解】在金属块滑下的过程中动能增加了12J，金属块克服摩擦力做功8J，重力做功24J，根据动能定理得

W总=WG+W电+Wf=△EK

解得

W电=-4J

静电力做功-4J，运动过程中电势能增加了4J，由于金属块下滑，电场力做负功，所以金属块带正电荷；在金属块滑下的过程中重力做功24J，重力势能减小24J，动能增加了12J，所以金属块的机械能减少12J。

故选ABD。

第II卷（非选择题）

二、实验题（本题共2小题，每空2分，共22分）

13. 在“多用电表的使用”实验中:

（1）如图1所示为一正在测量中的多用电表表盘，如果用电阻挡“× 100”测量，则读数为________;如果用“直流5 V”挡测量，则读数为________V。

（2）甲同学利用多用电表测量电阻，他用电阻挡“× 100”测量时发现指针偏转角度过小，为了得到比较准确的测量结果，请从下列选项中挑出合理的步骤，操作顺序为_________（填写选项前的字母）。

A.将选择开关旋转到电阻挡“× 1k”的位置

B.将选择开关旋转到电阻挡“× 10”的位置

C.将两表笔分别与被测电阻的两根引线相接完成测量

D.将两表笔短接，调节欧姆调零旋钮使指针指向“0 ”

（3）乙同学利用多用电表测量图示电路中小灯泡正常工作时的有关物理量，以下操作正确的是________。

A.将选择开关旋转到合适的电压挡，闭合开关，利用图2的电路测量小灯泡两端的电压

B.将选择开关旋转到合适的电阻挡，闭合开关，利用图2的电路测量小灯泡的电阻

C.将选择开关旋转到合适的电流挡，闭合开关，利用图3的电路测量通过小灯泡的电流

D.将选择开关旋转到合适的电流挡，把图3中红、黑表笔接入电路的位置互换，闭合开关，测量通过小灯泡的电流

【答案】    ①. 6×102    ②. 3.60    ③. A、D、C（不可以改变顺序）    ④. A、C（可以改变顺序）

【解析】

【分析】

【详解】（1）[1][2]多用电表测电阻选取最上端的欧姆表刻度，根据挡位可知阻值为6×102 ;测电压时，由于精度为0.1 V，需要估读一位，根据量程“50”的刻度可知电压为3.60 V。

（2）[3]欧姆挡测电阻时指针偏转角度过小是由于挡位过小，需选取大挡位，进行欧姆调零后再测阻值，故顺序为:A、D、C。

（3）[4]多用电表一定是红表笔电流流入、黑表笔电流流出，图2 是测电压，图3 是测电流，表笔位置正确，故选项AC正确，BD错误。

14. 某同学用伏安法测量导体的电阻率，现有量程为3V、内阻约为3k的电压表和量程为0.6A、内阻约为0.1的电流表。采用分压电路接线，待测电阻丝Rx阻值约为5。

（1）图甲是未完成的实物连线图，图中a为待测导体右端接线柱，b为电流表正极接线柱，c为滑动变阻器左上端接线柱，d为滑动变阻器左下端接线柱。则导线①应连接________（选填a或b）。导线②应连接________（选填c或d）。

（2）正确接线后，实验测得的数据如下表，请在图乙中作出U-I图线______。

（3）用作图法求得Rx的阻值为________（结果保留两位有效数字）。

（4）某次用螺旋测微器测金属丝直径d，用游标卡尺测金属丝的长度l，示数如图丙所示，则d=________mm，l＝__________cm。

（5）写出该金属丝的电阻率的表达式____________（用U、I、d、l表示）

【答案】    ①. a    ②. d    ③.     ④. 4.6 Ω（4.5 ~ 4.8 Ω）    ⑤. 1.843 mm（1.842 mm ~ 1.84 mm）    ⑥. 4.240 cm    ⑦.

【解析】

【分析】

【详解】（1）[1]由于电流表内阻与待测电阻阻值接近，因此只能采用电流表外接法，以减小实验误差，故导线①应接a；

[2]由题意可知，本实验采用分压接法，故导线②要与d接通；

（2）[3]根据表中的数据作出的U-I图如下图所示：

（3）[4]根据U-I图象的斜率表示电阻，则有

电阻算出4.5 Ω ~ 4.8 Ω均正确；

（4）[5]由图示螺旋测微器可知，其示数为

d = 1.5 mm + 34.3 × 0.01 mm = 1.843 mm

估读出1.842 ~ 1.844 mm均正确；

[6]由图示游标卡尺可知，其示数为

l = 42 mm + 8 × 0.05 mm = 42.40 mm = 4.240 cm

（5）[7]由欧姆定律

由电阻定律

金属丝的横截面积

联立得

三、计算题（本题共3小题，共30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能得分。有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位。）

15. 如图，在水平向右的匀强电场中，间距离，与水平方向夹角为，、间电势差，求：

（1）电场强度的大小；

（2）电荷量的点电荷从点运动到点，电场力所做的功。

【答案】(1)；(2)

【解析】

【分析】

【详解】(1)根据匀强电场中场强与电势差的关系式，有

联立，可得

(2)从A点运动到点，电场力所做的功为

16. 如图所示，电阻，电动机的内阻为，当闭合开关S后，电流表示数为，电压表示数为，电表为理想表。已知电源电动势为，求：

（1）电源的内阻r；

（2）电动机的效率。

【答案】(1) 电源的内阻为1Ω；(2)

【解析】

【分析】

【详解】(1)由闭合电路欧姆定律

可得

(2)根据并联电路特点可得，通过电动机的电流为

电动机的电功率为

电动机的输出功率为

电动机的效率

17. 如图所示为一真空示波管的示意图，电子从灯丝K发出（初速度可忽略不计），经灯丝与A板间的电压U1加速，从A板中心孔沿中心线KO射出，然后进入两块平行金属板M、N形成的偏转电场中（偏转电场可视为匀强电场），电子进入M、N间电场时的速度与电场方向垂直，电子经过电场后打在荧光屏上的P点。已知M、N两板间的电压为U2，两板间的距离为d，板长为L，电子的质量为m，电荷量为e，不计电子受到的重力及它们之间的相互作用力。

（1）求电子穿过A板时速度的大小；

（2） 偏转电场中每单位偏转电压所引起的偏转量称为“灵敏度”，求电子从偏转电场射出时的灵敏度；

（3） 要使电子能从偏转电场飞出，偏转电场极板上最大电压U2′多大？

【答案】（1）；（2）；（3）

【解析】

【分析】

【详解】（1）设电子经电压U1加速后的速度为v0，由动能定理有

解得

（2）电子向上偏转，说明M板电势高，电子以速度v0进入偏转电场后，垂直于电场方向做匀速直线运动，沿电场方向做初速度为零的匀加速直线运动。设偏转电场的电场强度为E，电子在偏转电场中运动的时间为t，加速度为a，电子离开偏转电场时的侧移量为y，由牛顿第二定律可得

eE=ma

由运动学公式可得

联立方程，解得

则电子从偏转电场射出时的灵敏度为

（3）刚好飞出时偏转量为，则有

联立方程，解得