2021-2022学年北京市怀柔区高二（上）期末物理试卷（含答案解析）

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2021-2022学年北京市怀柔区高二（上）期末物理试卷     关于电场，下列说法中正确的是(    )A. 电场是电荷周围空间实际存在的物质 B. 电荷间的相互作用不是通过电场产生的
C. 电荷周围分布的电场线就是电场 D. 电场是假想出来的，不是实际存在    下列哪项不属于静电的利用(    )A. 静电复印 B. 静电除尘 C. 使用避雷针 D. 静电喷涂    使带电的金属球靠近不带电的验电器，验电器的箔片张开。下列各图表示验电器上感应电荷的分布情况，正确的是(    )A.  B.
C.  D.     一根软铁棒被磁化是因为(    )A. 软铁棒中产生了分子电流 B. 软铁棒中分子电流取向杂乱无章
C. 软铁棒中分子电流消失 D. 软铁棒中分子电流取向变得大致相同    如图所示，一个在水平桌面上向右做直线运动的钢球，如果在它运动路线的旁边放一块磁铁，则钢球可能的运动轨迹是(    )A. 轨迹①
B. 轨迹②
C. 轨迹③
D. 以上都有可能    某同学为了探究影响电荷间相互作用力的因素，进行了以下的实验：M是一个带正电的物体，把系在丝线上的带正电的轻质小球先后挂在、、位置，发现丝线偏离竖直方向的角度逐渐变小．这个实验结果说明电荷之间的作用力(    )
 A. 随着电荷量的增大而增大 B. 与两电荷量的乘积成正比
C. 随着电荷间距离的增大而减小 D. 与电荷间距离的平方成反比    在如图所示的四种电场中，分别标记有a、b两点。其中a、b两点的电势相等，电场强度大小相等、方向也相同的是(    )
 A. 甲图：与点电荷等距的a、b两点
B. 乙图：两等量异种电荷连线的中垂线上与连线等距的a、b两点
C. 丙图：点电荷与带电平板形成的电场中平板上表面的a、b两点
D. 丁图：匀强电场中的a、b两点    如图所示为电流表与螺线管组成的闭合电路，下列说法正确的是(    )A. 将磁铁向下插入螺线管的过程中，电流表的指针发生偏转
B. 将磁铁从螺线管中拔出的过程中，电流表的指针不发生偏转
C. 磁铁放在螺线管中不动，电流表的指针发生偏转
D. 磁铁放在螺线管中不动，电流表的指针先向左偏转，再向右偏转
     三块相同的蹄形磁铁并列放置，可以认为磁极间的磁场是均匀的。将一根直导线悬挂在磁铁两极间，分别将“2、3”和“1、4”接到电源上，两次通过直导线的电流相同，这一操作探究的是(    )
A. 电流大小对安培力的影响 B. 磁感应强度方向对安培力的影响
C. 磁感应强度大小对安培力的影响 D. 通电导线长度对安培力的影响如图所示的四个实验现象中，不能表明电流能产生磁场的是(    )
 A. 图甲中，导线通电后磁针发生偏转
B. 图乙中，通电导线在磁场中受到力的作用
C. 图丙中，当电流方向相同时，导线相互靠近
D. 图丁中，当电流方向相反时，导线相互远离如图所示，由两块相互靠近的平行金属板组成的平行板电容器的极板N与静电计相接，极板M接地。用静电计测量平行板电容器两极板间的电势差U。在两板相距一定距离d时，给电容器充电，静电计指针张开一定角度。在整个实验过程中，保持电容器所带电量Q不变，下面哪些操作将使静电计指针张角变大(    )
A. 将M板向下平移
B. 在M、N板间插入云母板
C. 将M板沿水平向右方向靠近N板
D. 无论M、N板如何移动都不会对静电计张角有影响正电荷q在电场力作用下由P向Q做匀加速运动，那么可以断定，它所在的电场是下图中的哪一个(    )A.  B.
C.  D. 产生闪电的积雨云底层带负电，为避免闪电造成损害，高大的建筑物都装有避雷针，避雷针的顶端带正电。下图中虚线为避雷针周围的等势线，a、b两点的场强大小分别为、，电势大小分别为、，下列正确的是(    )A.
B.
C. 一带负电的雨滴从a下落至b的过程中，电势能增大
D. 一带负电的雨滴从a下落至b的过程中，电势能减小
 在如图所示的电路中，电源电动势为E，内阻为r，闭合开关s后，当滑动变阻器的滑片从a端滑向b端时，灯泡、的亮度变化情况为(    )A. 变亮、变暗
B. 变暗、变亮
C. 、均变暗
D. 、均变亮如图所示，为一台冬天房里取暖用的暖风机。其内部电路可简化为加热电阻丝与电动机串联，电动机带动风叶转动，将加热后的热空气吹出。设电动机的线圈电阻为，电阻丝的电阻为，将暖风机接到额定电压为有效值的交流电源上，正常工作时，电路中的电流有效值为I，电动机、电阻丝、暖风机消耗的电功率分别为、、P，则下列关系式正确的是(    )A.  B.
C.  D. 如图所示，一根横截面积为S的均匀带电长直橡胶棒沿轴线方向做速度为v的匀速直线运动。棒单位长度所带电荷量为，则由于棒的运动而形成的等效电流大小和方向(    )A. vq，方向与v的方向相反 B. vqS，方向与v的方向相同
C. ，方向与v的方向相同 D. ，方向与v的方向相反某实验小组在“测定金属电阻率”的实验过程中，正确操作获得金属丝的直径以及电流表、电压表的读数如图所示，则电流表读数是______电压表读数是______。
 物理实验课上，小红同学想要测量一节干电池的电动势和内阻。

她从实验室找来一个多用电表，想先用多用电表进行粗略测量。那么你觉得能直接用多用电表的“电压挡”粗测干电池的电动势吗？______填“能”或“不能”。
她能用多用表的“欧姆挡”粗测干电池的内阻吗？______填“能”或“不能”
正确连接电路后，根据实验数据画出如图甲所示的图象，则由图象可得干电池的电动势为______ V。结果保留2位小数
由图像可得干电池的内阻为______。结果保留2位小数
测完干电池的电动势和内阻，离下课还有一段时间。小红又找来了螺旋测微器，测量了一根金属丝的直径，如图乙所示，则金属丝的直径为______ mm。如图所示，一个挂在绝缘细线下端的带正电的小球B，静止在图示位置，左端固定着另一个带正电的小球A，已知B球的质量为m，带电荷量为q，静止时张角，A和B在同一条水平线上，整个装置处于真空中、B可视为质点，重力加速度为。求：
此时小球B受到的电场力为多大；
小球B所在处的电场强度为多大？方向如何？
如图甲为一测量电解液电阻率的玻璃容器，P、Q为电极，设，，，当里面注满某电解液，且P、Q间加上电压后，其图线如图乙所示。求：
当时，电解液的电阻R是多少？
当时，电解液的电阻率是多少？
在图中，线圈M和线圈N绕在同一铁芯上。请回答以下问题：
当合上开关的一瞬间，线圈N里有没有感应电流？说明理由；
当线圈M里有恒定电流通过时，线圈N里有没有感应电流？说明理由；
当断开开关的一瞬间，线圈N里有没有感应电流？说明理由。
如图所示电路中，电压U恒为12V，滑动变阻器总阻值为，灯L标有“6V，”的字样，试求：
为使灯正常发光，通过灯的电流是多大；
使灯正常发光，当Pb段的电阻为时，流过Pa段的电流是多少；
此时，滑动变阻器消耗的电功率为多大。
 如图，一段横截面积为S、长为L的直导线，单位体积内有n个自由电子，电子电量为e。该导线通有电流时，假设自由电子定向移动的速率均为v。将导线放置在磁感应强度为B的匀强磁场中，且电流方向与B垂直。导线所受安培力大小为，导线内自由电子所受洛伦兹力大小的总和为F。
求时间内通过导体横截面的电流；
推导。
答案和解析 1.【答案】A 【解析】解：电场是电荷周围空间实际存在的物质，选项A正确；
B.电荷间的相互作用都是通过电场产生的，选项B错误；
C.电场线是为了描述电场而假想的曲线，不是真实存在的，电荷周围分布的电场线不是电场，选项C错误；
D.电场是是客观存在的物质，电场线是假想出来的，不是实际存在，选项D错误。
故选：A。
电场是在电荷周围存在的一种特殊物质，电场线是为了描述电场而想象的一种曲线。电场线某点的切线方向就是该点的电场方向。
本题考查电场相关基础知识，要明白电场是一种物质，不客观存在的，而电场线是人们假想的。
 2.【答案】C 【解析】解：A、复印机复印文件资料，就是利用静电墨粉成在鼓上。故A属于静电的利用；
B、静电除尘时除尘器中的空气被电离，烟雾颗粒吸附电子而带负电，颗粒向电源正极运动，B属于静电应用；
C、下雨天，云层带电打雷，往往在屋顶安装避雷针，是导走静电，防止触电。故C属于静电防范；
D、喷枪喷出的油漆微粒带正电，因相互排斥而散开，形成雾状，被喷涂的物体带负电，对雾状油漆产生引力，把油漆吸到表面，D属于静电应用；
故选：C。
物体带电的本质是电荷的转移，出现多余的电荷从而带电，所以静电的产生有利有弊．
在生活中静电无处不在，有的我们需要，有的我们不需要．所以我们要学会基本常识，提高我们的很生活质量．
 3.【答案】B 【解析】解：由于同种电荷相互排斥，异种电荷相互吸引；故验电器的上端应带上与小球异号的电荷，而验电器的箔片上将带上与小球同号的电荷；
故只有B符合条件。
故选：B。
当带电金属球靠近不带电的验电器时，由于电荷间的相互作用，而使电荷发生了移动从而使箔片带电。
本题根据电荷间的相互作用，应明确同种电荷相互排斥，异种电荷相互吸引。
 4.【答案】D 【解析】【分析】
安培认为构成磁体的分子内部存在一种环形电流--分子电流．由于分子电流的存在，每个磁分子成为小磁体，两侧相当于两个磁极．通常情况下磁体分子的分子电流取向是杂乱无章的，它们产生的磁场互相抵消，对外不显磁性．当外界磁场作用后，分子电流的取向大致相同，两端显示较强的磁体作用，形成磁极，就被磁化了．当磁体受到高温或猛烈撞击时会失去磁性，是因为激烈的热运动或震动使分子电流的取向又变的杂乱无章了．
考查了安培分子电流假说，要了解磁化、退磁的原理，基础题．
【解答】
A、软铁棒中分子电流不会消失，也不会产生，故AC错误；
B、根据安培分子电流假说，当外界磁场作用后，软铁棒中的分子电流的取向大致相同，两端显示较强的磁体作用，形成磁极，就被磁化了，故B错误，D正确；
故选：D。  5.【答案】A 【解析】解：速度方向是切线方向，合力方向是指向磁体的方向，两者不共线，球在做曲线运动，说明曲线运动的条件是合力与速度不共线，且运动轨迹偏向合力的方向，所以钢球可能的运动轨迹是轨迹①，故正确，BCD错误；
故选：A。
根据曲线运动的条件判断，速度方向是切线方向，合力方向是指向磁体的方向，两者不共线，球做曲线运动。
本题关键找出钢球的速度方向和受力方向，从而判断出钢球做曲线运动的条件是解题的关键。
 6.【答案】C 【解析】解：在研究电荷之间作用力大小的决定因素时，采用控制变量的方法进行，如本实验，根据小球的摆角可以看出小球所受作用力逐渐减小，由于没有改变电性和电量，不能研究电荷之间作用力和电性、电量关系，故ABD错误，C正确。
故选：C。
解答本题要了解库仑力的推导过程，由于决定电荷之间作用力大小的因素很多，因此需要采用控制变量的方法进行研究．虽然学生现在都知道库仑力的决定因素，但是该实验只是研究了库仑力和距离之间的关系．
控制变量法是高中物理物理中重要研究方法，要了解控制变量法的应用．
 7.【答案】B 【解析】解：A、甲图中两点电场线方向不同，故电场强度的方向不同，故A错误；
B、ab两点方向均向水平向左，且两电荷中垂线为等势面，故电势相等，因两点关于连线对称，故电场强度相等，故B正确；
C、a、b两点电势相等，但两点的场强大小不等，故C错误；
D、a、b两点不在同一等势面上，故电势不相等，故D错误；
故选：B。
在电场中电场线的切向方向表示电场的方向，电场线的疏密表示电场的强弱，等势面与电场线相互垂直。
本题考查对电场线的认识，由电场线我们应能找出电场的方向、场强的大小及电势的高低。
 8.【答案】A 【解析】解：由感应电流的产生条件，即穿过线圈的磁通量发生变化可知，当磁铁向下插入或者向外拔出时，穿过线圈的磁通量都会发生变化，从而产生感应电流，电流表指针发生偏转；而磁铁放在螺线管不动不会产生感应电流，指针不偏转，故A正确，BCD错误。
故选：A。
根据感应电流产生的条件可知，只要穿过线圈的磁通量不发生变化，则回路中便无感应电流产生，指针便不会偏转。
本题考查了感应电流产生的条件，对于这些基本规律要正确理解加强应用。
 9.【答案】D 【解析】解：实验时磁场的磁感应强度B相同，通过导线的电流I相同，分别将“2、3”和“1、4”接到电源上时，在磁场中的通电导线的长度L不同，则该装置研究的是通电导线长度对安培力的影响，故ABC错误，D正确。
故选：D。
根据实验装置的特点分析出实验的探究问题。
本题主要考查了安培力的相关应用，根据实验装置的特点分析出实验探究的目的，考法新颖，但难度不大。
 10.【答案】B 【解析】解：A、甲图中小磁针发生了偏转，说明小磁针受到了磁场的作用，故说明电流产生了磁场，故A正确；
B、乙图中由于导线中通以电流使导线受到了安培力的作用，不能说明电流产生了磁场，故B错误；
C、两导线相互靠近，是因为彼此处在了对方的磁场中，故说明了电流产生了磁场，故C正确；
D、两导线相互远离是因为彼此处在对方产生的磁场中，从而受到了安培力，故D正确；
本题选错误的，故选B。
磁场对放入其中的磁极或电流有力的作用，根据此性质可判断电流是否产生了磁场．
磁场与电场相似，我们无法直接感受，只能根据其性质进行分析判断．
 11.【答案】A 【解析】解：A、将M板向下平移，正对面积S减小，根据，电容减小；Q一定，根据，电压增加，故静电计指针张角变大，故A正确；
B、在M、N之间插入云母板，根据，电容变大，Q一定，根据，电压减小，故静电计指针张角变小，故B错误；
C、将M板沿水平向右方向靠近N板，极板间距d变小，根据，电容C增大；Q一定，根据，电压减小，故静电计指针张角变小，故C错误；
D.根据前面分析可知D不符合题意，故D错误。
故选：A。
静电计测定电容器极板间的电势差，电势差越大，指针的偏角越大；由，分析电容的变化，根据分析电压U的变化．
本题是电容动态变化分析问题，关键抓住两点：一是电容器的电量不变；二是关于电容的两个公式．
 12.【答案】B 【解析】解：正电荷在电场力作用下由P到Q做匀加速运动，则所受电场力方向由P到Q，且大小不变，则场强不变，电场为匀强电场，方向从P指向Q。故ACD错误，B正确。
故选：B。
电场线是为了描述电场而想象的一些曲线，其疏密表示强弱。匀强电场的电场线是平行等距的一条直线。
本题考查电场线的相关知识，要理解电场线的疏密表示场强的强弱，而匀强电场是平行等距的直线，只有在匀强电场中电荷才做匀变速运动。
 13.【答案】D 【解析】解：电场线方向从下到上，沿电场线电势逐渐降低，可知，故A错误；
B.因b点等势线比a点密集，则b点的电场线比a点密集，则b点场强较大，即，故B错误；
一带负电的雨滴从a下落至b的过程中，电场力做正功，则电势能减小，故C错误，D正确。
故选：D。
沿电场线方向，电势逐渐降低，等势线密集的地方电场线密，电场力做正功，电势能减小。
本题考查电势能，学生需掌握电场基本知识，沿电场线方向，电势逐渐降低，等势线密集的地方电场线密，电场力做正功，电势能减小等，综合求解。
 14.【答案】A 【解析】解：当滑片向b移动时，滑动变阻器接入电阻增大；则由闭合电路欧姆定律可知，电路中电流减小；则流过的电流减小；故变暗；
因总电流减小，则内电压及两端的电压均减小，故并联部分电压增大，灯泡电阻不变，故灯泡的功率增大，故灯泡变亮；
故选：A。
由滑动变阻器的滑片的移动可得出滑动变阻器接入电阻的变化；由闭合电路欧姆定律可得出电路中电流的变化；从而得出的亮度变化；再分析并联部分电流的变化，即可得出的亮度变化．
本题考查闭合电路欧姆定律的使用，注意先分析滑动变阻器的接入电阻变化，再分析总电流及路端电压的变化，最后分析部分电路上电压及电流等的变化．
 15.【答案】C 【解析】解：A、电动两端的电压为：，电动机消耗的电功率分别为：，电动机不是纯电阻电路，所以故A错误；
B、电阻丝时纯阻，所以消耗的电功率：，故B错误；
C、暖风机消耗的电功率P是总的功率，总功率的大小为，故C正确；
D、因为电动机是非纯组，所以暖风机消耗的电功率：，故D错误。
故选：C。
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。
本题考查功率公式的应用，要分清总功率、热功率及输出功率的定义，并会计算。
 16.【答案】A 【解析】解：棒沿轴线方向以速度v做匀速直线运动时，每秒通过的距离为v米，每秒v米长的橡胶棒上电荷都通过直棒的横截面，每秒内通过横截面的电量大小为：
根据电流的定义式为：，，
得到等效电流为：
由于棒带负电，则电流的方向与棒运动的方向相反，即与v的方向相反。
故A正确，BCD错误。
故选：A。
棒沿轴线方向以速度v做匀速直线运动时，每秒通过的距离为v米，则每秒v米长的橡胶棒上电荷都通过直棒的横截面，由电流的定义式求解等效电流。
本题关键是建立物理模型，利用电流的定义式进行求解电流。
 17.【答案】 【解析】解：电流表量程为，最小刻度为，则读数是；电压表量程为3V，最小刻度为，则读数是。
故答案为：，
明确电表量程，再确定最小分度，从则确定读数大小．
电表读数时注意“估读”方式：若每小格的读数是“”A，则应是“”估读，即估读到，若每小格的读数是“”V，则应是“”估读，即估读到，若每小格最小读数是“”，则应是估读，即估读到“”即可．
 18.【答案】能  不能   【解析】解：能使用多用电表电压挡测电源电动势；
使用欧姆挡时多用电表存在内部电源，测量时电池电动势对测量有影响，不能测电池内阻；
根据闭合电路欧姆定律得：
结合图像得：，；
图丁螺旋测微器分度值为，其读数为
故答案为：能；不能；；；
多用电表的电压档可以测量电池电动势，但欧姆挡不能测电池内阻；
由闭合电路欧姆定律结合图像求电动势和内阻；
螺旋测微器读数为固定刻度与可动刻度之和。
明确实验原理是解题前提，本题难点是利用图像处理实验数据，易错点在电路连接时忽略电表量程和电流表接法的体现。
 19.【答案】解：对小球受力分析，得：
由
解得

方向水平向右。
答：此时小球B受到的电场力为；
小球B所在处的电场强度为，方向水平向右。 【解析】小球B受到重力、电场力和绳子的拉力，三个力平衡，根据平衡条件求解电场力；
根据电场强度的定义式就可以求出电场强度；
本题主要是考查了涉及库仑力的平衡问题，解答此类问题的一般步骤是：确定研究对象、进行受力分析、利用平行四边形法则进行力的合成或者是正交分解法进行力的分解，然后在坐标轴上建立平衡方程进行解答。
 20.【答案】解：由图乙可知，当时，根据公式，可得电解液的电阻为：
当时，根据电阻定律，可得电解液的电阻率为：
答：当时，电解液的电阻R是；
当时，电解液的电阻率是。 【解析】根据欧姆定律求解电阻大小；
根据电阻定律计算电阻率的大小。
本题难度不大，关键要对欧姆定律和电阻定律熟练掌握并注意两者的区别，欧姆定律体现了电压、电流、电阻三者的关系，而电阻定律体现出电阻由哪些因素决定。
 21.【答案】解：有感应电流；因为当合上开关的一瞬间，线圈M产生磁场，穿过线圈N的磁场从无到有，穿过线圈的磁通量增加，线圈N里有感应电流。
没有感应电流；因为当线圈M里有恒定电流通过时，产生稳定的磁场，线圈N的磁通量不变，没有感应电流。
有感应电流；因为当断开开关的一瞬间，穿过线圈N的磁通量减小，线圈N里有感应电流。
答：见上。 【解析】当穿过闭合电路的磁通量发生变化时会产生感应电流，分析线圈的磁通量是否变化来判断。
解决本题的关键要掌握感应电流产生的条件：穿过闭合电路的磁通量发生变化，要理解各种磁通量变化的方式，紧扣“变化”二字来分析。
 22.【答案】解：通过灯泡的电流为：
通过Pa段的电流：，代入数据解得：
段电阻消耗的功率为：，代入数据解得：
Pb段电阻消耗的功率：，代入数据解得：
所以整个滑动变阻器消耗的电功率：
答：为使灯正常发光，通过灯的电流是；
使灯正常发光，当Pb段的电阻为，则流过Pa段的电流是；
此时，滑动变阻器消耗的电功率为。 【解析】灯泡与Pb段电阻并联，再与Pa段电阻串联，根据灯泡的额定电压与额定电功率，结合得出正常发光时的电流；根据灯泡正常发光时的电压求出Pa段电阻的电压，根据滑动变阻器总电阻等于Pa段电阻和Pb段电阻之和，结合欧姆定律求出Pa的电流；滑动变阻器消耗的电功率等于两部分电阻消耗的功率之和。
本题考查了电路计算，解题的关键是知道串并联特点，熟练运用欧姆定律进行解题。
 23.【答案】解：设时间内通过导体横截面的电量为，
电流：
每个自由电子所受的洛伦兹力
设导体中共有N个自由电子，则
导体内自由电子所受洛伦兹力大小的总和

根据安培力公式得：
由此可知：
答：时间内通过导体横截面的电流是neSv；
推导过程如上所述。 【解析】取一时间段t，求得相应移动长度，体积为总电量为nesvt，再除以时间，求得表达式；
求出每个自由电子所受到的洛伦兹力，从而推导出安培力与洛伦兹力合力的关系。
本题考查电流的宏观和微观表达式及其关系，安培力是电荷定向移动所受洛伦兹力的宏观体现，碰撞时根据动量定理求作用力．联系宏观和微观题目有一定难度．