2021-2022学年湘鄂冀三省益阳平高学校、长沙市平高中学等七校联考高一（下）期末物理试题（含解析）

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2021-2022学年湘鄂冀三省益阳平高学校、长沙市平高中学等七校联考高一（下）期末物理试题

一、单选题（本题共7小题，共28分）

1. 下列说法正确的是(    )

A. 电场和电场线一样，是人为设想出来的，其实并不存在
B. 根据，当两点电荷间的距离趋近于零时，电场力将趋向无穷大
C. 当两个带电体的大小及形状对它们之间的相互作用力的影响可以忽略时，这两个带电体才可以看成点电荷
D. 从公式来看，场强大小与成正比，与成反比

2. 如图长度为的导体棒原来不带电，现将带电量的正点电荷放在导体棒的中心轴线上距离棒左端处，如图所示。达到静电平衡后，下列说法正确的是(    )

A. 棒上感应电荷在棒中心处产生的电场方向向右
B. 棒上感应电荷在棒中心处产生的电场强度大小为
C. 导体棒左端电势高，右端电势低
D. 导体棒左端带正电，右端带负电

3. 如图所示，虚线、、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，、、是这条轨迹上的三点，由此可知(    )

A. 带电粒子在点时的速度大于在点时的速度
B. 带电粒子在点时的电势能比在点时的电势能大
C. 带电粒子在点时的动能与电势能之和比在点时的小，比在点时的大
D. 带电粒子在点的加速度小于在点的加速度

4. 如图，带有一定电量的平行板电容器，极板接地，极板与一个灵敏静电计相接。现将极板缓慢向左移动一小段距离时，假设电容器的电量不变，则(    )

A. 电容器的电容变大 B. 两极板间的电压变大
C. 两极板间的电场强度变小 D. 静电计指针偏角变小

5. 若在内共有个价正离子和个价负离子同时向相反方向定向移动通过某截面，那么通过这个截面的电流是为元电荷，取(    )

A.  B.  C.  D.

6. 有两个相同的电流计改装成的量程不同的电流表和，的量程是的倍，则(    )

A. 若并联起来，两表指针偏角相等，表示数小于表示数
B. 若并联起来，两表指针偏角，两表示数相等表示数
C. 若串联起来，两表指针偏角，两表示数相等
D. 若串联起来，两表指针偏角相等，表示数大于

7. 电热水器金属内胆出水口加接一段曲长管道，在电热水器漏电且接地线失效时，能形成“防电墙”，保障人的安全．如图所示，当热水器漏电且接地线失效时，其金属内胆与大地间电压为，由于曲长管道中水具有电阻简称“隔电电阻”，图中未画出，因而人体两端的电压不高于，下列说法正确的是(    )

A. “隔电电阻”大于“人体电阻”
B. 曲长管道应选用导电性能好、管壁较厚的材料制成
C. 热水器漏电且接地线失效时，“隔电电阻”与“人体电阻”并联
D. 热水器漏电且接地线失效时，“防电墙”使人体内无电流通过

二、多选题（本题共4小题，共16分）

8. 用金属箔做成一个不带电的圆环，放在干燥的绝缘桌面上。小明同学用绝缘材料做的笔套与头发摩擦后，将笔套自上向下慢慢靠近圆环，当距离约为时圆环被吸引到笔套上，如图所示。对上述现象的判断与分析，下列说法正确的是(    )

A. 笔套与头发作用的过程属于接触起电
B. 笔套靠近圆环时，圆环上、下部感应出异号电荷
C. 圆环被吸引到笔套上的过程中，圆环所受吸引力大于圆环的重力
D. 笔套碰到圆环后，笔套所带的电荷立刻被全部中和

9. 在真空中、两点分别放置等量异种电荷，在电场中通过、两点的竖直平面内对称位置取一个矩形路径，如图所示，现将一电子沿移动一周，则下列判断正确的是(    )

A. 由电场力做正功，电子的电势能减小
B. 由电场对电子先做负功，后做正功，总功为零
C. 由电子的电势能一直增加
D. 由电子的电势能先减小后增加，电势能总增加量为零

10. 如图所示，为粒子源，和极板间的加速电压为，两水平放置的平行带电板、间的电压为，现有质量为、电荷量为的粒子由静止从处被加速电压加速后水平进入竖直方向的匀强电场，从平行板、的右端离开，平行板、的极板长度为，两板间的距离为，不计带电粒子的重力，则下列说法正确的是(    )

A. 带电粒子射出板时的速度
B. 带电粒子在、极板间运动的时间
C. 带电粒子飞出、间电场时在竖直方向上发生的位移
D. 若同时使和加倍，则带电粒子在飞出、极板间的电场时的速度与水平方向的夹角将加倍

11. 某导体中的电流随其两端电压的变化如图所示，则下列说法中正确的是(    )

A. 加电压时，导体的电阻为
B. 加电压时，导体的电阻约为
C. 随着电压的增大，导体的电阻不断增大
D. 随着电压的增大，导体的电阻不断减小
三、实验题（本题共2小题，共18分）

12. 利用实验仪器进行测量时，准确读取数据十分重要。
    
    用游标卡尺测某金属管的内径，示数如图所示。则该金属管的内径为______。
    用螺旋测微器测金属丝的直径，示数如图所示。则该金属丝的直径为______。
    用多用电表进行测量，多用电表盘及指针位置如图所示。若直流挡测量电压，则读数为______；若使用“”挡测量电阻，则读数为______：若使用直流挡测量电流，则读数为______。
13. 某学习小组要测绘一只小灯泡的电阻，所供选择的器材除了灯泡、导线和开关外，还有以下一些器材可供选择：
    A.电源电动势为，内阻不计
    B.电压表量程为，内阻约为
    C.电压表量程为，内阻约为
    D.电流表量程为，内阻约为
    E.电流表量程为，内阻约为
    F.滑动变阻器最大阻值
    为了减小实验误差，实验中电压表应选择______，电流表应选择______填写仪器前的字母代号；
    为提高实验精度，请你为该学习小组选择电路图电路图为______；
    
    若实验中采用了你所选择的电路图，测算出的小灯泡正常发光时的电阻比灯泡的实际电阻______选填“徧大”或“徧小”。

四、计算题（本题共3小题，共38分）

14. 如图所示，电荷量的正点电荷固定在空间中点，将质量、电荷量的另一正点电荷从点正上方处由静止释放，运动过程中速度最大位置在点。若静电力常量，重力加速度取，求：
    释放时的加速度大小；
    、间的距离。
    正点电荷在点的电场强度。

15. 电源电压恒为，灯标有“，”的字样，．
    当电键断开时，灯恰好正常发光，则灯消耗电功率多大？此时接入电路的电阻有多少？
    保持不变，当电键闭合后，灯消耗的电功率又是多少？
    电键闭合后，若仍要灯正常发光，则应该调到多少？
16. 如图所示的平行金属板电容器的电容为，极板、之间可以看成匀强电场，场强，极板间距离为，电场中点到板、点到板的距离均为，板接地。求：
    点处的电势；
    板所带电荷量；
    、两点间的电势差；
    将电荷量的带负电点电荷从移到，电场力做的功。
    

答案和解析

1.【答案】 

【解析】解：带电体周围都存在已知看不见摸不着的物质，它对放入其中的电荷会产生力的作用，我们把这种看不见摸不着的物质称为电场，电场是真实存在的；电场线是为零形象的描述电场而假想的曲线，并不存在，故A错误。
B.库仑力公式适用于真空中的点电荷，当两点电荷间的距离趋近于零时，公式已经不适用，无法用该公式求电场力，故B错误。
C.电荷能否看成点电荷，不以本身大小作为标准，而是当两个带电体的大小及形状对它们之间的相互作用力的影响可以忽略时，这两个带电体才可以看成点电荷，故C正确。
D.公式是场强的定义式，采用了比值定义法，场强的大小只与电场力和电荷量的比值有关，故D错误。
故选：。
根据对电场和电场线的理解作答；库仑定律的适用条件；一个电荷能否看成点电荷的条件；从对场强定义式的理解方面作答。
电场虽然看不见摸不着，但是是真实存在的，要认真理解库仑力的计算公式、场强的定义式；点电荷是一种理想化模型。
 

2.【答案】 

【解析】解：、棒上感应电荷中点处产生的场强大小与点电荷在该处产生的电场强度大小相等，方向相反，所以棒上感应电荷在点处产生的电场方向向左，故A错误；
B、棒上感应电荷在棒内中点产生的场强大小与点电荷在该处产生的电场强度大小相等，方向相反，故可得棒上感应电荷在棒中心处产生的电场强度大小为，故B正确；
C、水平导体棒达到静电平衡后，导体棒是一个等势体，电势处处相等，则导体棒左右两端电势相等，故C错误；
D、由于带电量的正点电荷放在导体棒的中心轴线上距离棒左端处，根据同种电荷相斥，异种电荷相吸，可知导体棒左端带负电，右端带正电，故D错误；
故选：。
当棒达到静电平衡后，棒内各点的合场强为零，即感应电荷产生的电场强度与产生的电场强度大小相等、方向相反，根据静电平衡的特点和点电荷场强公式结合求解。
感应带电的本质是电荷的转移，当金属导体处于电场时会出现静电平衡现象，关键要理解并掌握静电平衡的特点。
 

3.【答案】 

【解析】解：、电荷做曲线运动，电场力指向曲线的内侧，所以电场力的方向向右；若粒子从经过运动到，电场力做负功，电荷的电势能增大，动能减小，则点的速度最大，其次为点，而点速度最小，故A正确，B错误；
C、根据能量守恒定律可知带电粒子运动过程中电势能与动能的和不变，故C错误；
D、由电场线疏密确定出，点场强比点大，电场力大，加速度大，故D错误；
故选：。
根据轨迹弯曲的方向可知，电场力的方向；根据受力的方向与运动方向之间的关系，判断出电场力做功的正负，从而判断出电荷电势能和动能的变化；总能量守恒；由电场线疏密确定出，点场强大，电场力大，加速度大。
该类题目中，首先根据轨迹弯曲的方向判断出粒子受力的方向是解题的关键。根据电场线与等势面垂直，作出电场线，得到一些特殊点电场线与等势面交点以及已知点的电场力方向，同时结合能量的观点分析是解决这类问题常用方法。
 

4.【答案】 

【解析】解：平行板电容器与静电计并联，电容器所带电量不变。
现将极板缓慢向左移动一小段距离时，即增大电容器两极板间的距离，由电容的决定式知，电容变小，不变，
则根据电容的定义式知，电容变小，不变，则变大，即静电计指针偏角变大，
再根据知，电场强度不变，
综上所述，故B正确，ACD错误。
故选：。
平行板电容器与静电计相接，电容器的电量不变，改变板间距离，由电容的决定式，分析电容的变化，根据电容的定义式分析电压的变化。
对于电容器动态变化分析问题，要抓住不变量。当电容器保持与电源相连时，电压不变。当电容器充电后，与电源断开后，往往电量不变。根据电容的决定式和定义式结合进行分析。
 

5.【答案】 

【解析】解：通过截面的电荷量为：

根据电流的定义可得：，故D正确。
故选：。
内通过横截面的总电量是两种离子电量绝对值之和，根据电流的定义式求解电流。
本题考查对电流定义式中电量的理解，通过横截面的总电量等于正负离子电量绝对值之和。
 

6.【答案】 

【解析】解：电流计与分流电阻并联可以改装成电流表；两个相同的电流计改装成的和，的量程是的倍，的并联电阻小于的并联电阻，的内阻小于的内阻。
、并联电路两端电压相等，若两电流表并联起来，表头两端的电压相等，流过表头的电流相等，指针偏转的角度相同，量程大的示数大，故A表示数大于表示数，故AB错误；
、串联电路电流相等，若、串联，则、的示数相同，由于的内阻小于的内阻，则的两端电压小于两端电压，则两表指针偏角，故C正确，D错误。
 故选：。
电流表、是由两个相同的小量程电流表改装成的，它们并联时，表头的电压相等，电流相等，指针偏转的角度相同，量程大的电流表读数大．当它们串联时，、的示数相同．由于量程不同，内阻不同，两电表两端的电压不同，流过表头的电流不同，指针偏转的角度不同．
本题要求学生明确改装原理，知道改装电表时是采用了串并联电路的电流及电压原理，在分析时应作为能显示读数的电阻进行处理．
 

7.【答案】 

【解析】解：、人体和曲长管道实质上是串联，曲长管道起到了分压的作用。人体两端的电压不高于，曲长管道分压要大，根据串联分压原理，“隔电电阻”要大于“人体电阻”，故曲长管道要选用导电性能差的材料制成，故A正确，、C错误；
D、根据题意可知，人体两端电压不高于，说明电流不为零，只是电流很小，故D错误。
故选：。
人体和曲长管道实质上是串联，根据串联分压原理分析即可。
本题考查了串联分压原理，难度不大。注意防电墙并不会使人体内无电流通过，而是通过的电流很小，对人体无损害作用。
 

8.【答案】 

【解析】解：、笔套与头发摩擦后，摩擦使笔套带电，故A错误；
B、带电的笔套靠近圆环时，圆环上、下部感应出异号电荷，故B正确；
C、当距离约为时圆环被吸引到笔套上，是因为圆环所受静电力的合力大于圆环的重力，故C正确；
D、笔套碰到圆环后，笔套所带的电荷没有被中和，还带电，故D错误。
故选：。
摩擦起电的原因是不同物质的原子核束缚核外电子的能力不同，能力强的得电子带负电，能力弱的失电子带正电，实质是电子的转移；感应起电是电荷从物体的一个部分转移到另一个部分．
此题考查的是物体带电的本质和电荷间的相互作用规律，是一道基础题．
 

9.【答案】 

【解析】解：
A、由，电势降低，电场力做负功，电子的电势能增加。故A错误。
B、如图，画出过、的等势线，则知由，电势先降低再升高，则电场对电子先做负功，后做正功。根据对称性可知，、两点的电势相等，电场力做的总功为零。故B正确。
C、由，电势升高，电场力做正功，电子的电势能减小。故C错误。
D、由，电势先升高后降低，电场对电子先做正功，后做负功，电子的电势能先减小后增加，电势能总增加量为零。、两点的电势相等，电场力做的总功为零。故D正确。
故选：。
根据电势高低，分析电场力对电子做功的正负．电场力做正功时，电势能减小；相反，电势能增加．根据等势线的分布情况可知，电子靠近正电荷时，电势升高；反之，电势降低．
本题要对等量异种电荷等势面的分布和电场线情况了解，考试经常做文章，抓住对称性分析对称点的电势关系．
 

10.【答案】 

【解析】解：、根据动能定理可知，，解得：，故A正确；
B、如果带电粒子能离开板，则飞行时间，故B错误；
C、带电粒子在板中的加速度，飞行时间为，则飞出、电场时在竖直方向上发生的位移，联立解得：，故C正确；
D、带电粒子在离开板间时的速度与水平方向夹角，解得：；则可知，若同时使和加倍时夹角不变，故D错误。
故选：。
粒子先经过加速电场加速，后进入偏转电场偏转。由动能定理可以解得加速度获得的速度，即穿过板时的速度。粒子进入偏转电场做类平抛运动，把其分解为水平方向的匀速直线运动，竖直方向的匀加速直线运动。根据牛顿第二定律和运动学规律结合求解侧移距离。
本题要熟练运用运动的分解法研究类平抛运动，把类平抛运动分解成水平方向的匀速直线运动，竖直方向的匀加速直线运动，结合牛顿第二定律和匀变速直线运动规律解题。
 

11.【答案】 

【解析】解：、加的电压时，电流为，则由欧姆定律可知，；故A错误；
B、加的电压时，电流为，则可得电阻为：；故B正确；
C、、由图可知，随电压的增大，图象中的点与坐标原点的连线的斜率减小，则可知导体的电阻越来越大，故C正确，D错误；
故选：。
图象描述物体的电流随电压的变化；由各点的坐标可求得导体的电阻；由图象的斜率的变化可明确电阻的变化．
本题考查欧姆定律的应用；注意伏安特性曲线的性质，能从图象中得出电阻的变化．
 

12.【答案】         

【解析】解：图所示游标卡尺分度值为，其读数为；
图螺旋测微器分度值为，其读数为；
用直流挡测电压时，分度值为，读数为；
用“”欧姆挡测电阻时，因指针指在电阻刻度第行的“”位置，故读数为；
用直流挡测电流时，电流、电压都是用表盘第行的刻度来读数，此时分度值是，读数为。
故答案为：    ，，
根据游标卡尺的读数规则读数；多用电表欧姆挡用表盘第行刻度读数，直流电压、电流用表盘第行刻度读数。
本题考查使用多用电表测电压、电阻和电流时的读数方法和游标卡尺、螺旋测微器读数，读数时注意分度值、量程和估读。
 

13.【答案】      偏小 

【解析】解：小灯泡额定电压是，电压表量程应该选用，即应选B；小灯泡额定电流为，电流表量程应该选，即选D；
为提高实验精度，滑动变阻器应采用分压接法，根据公式，估算小灯泡的电阻约为：，所以电流表采用外接法，所以电路图应该选A；
采用电流表外接法，由于电压表分流作用，所以测算出的小灯泡正常发光时的电阻比灯泡的实际电阻偏小。
故答案为：，；；偏小。
根据小灯泡额定电压选择电压表，根据小灯泡额定电流选择电流表；
为提高实验精度，滑动变阻器应采用分压接法，根据估算可得小灯泡电阻为小电阻，采用电流表外接法；
根据电压表分流判断实验误差。
本题考查了测小灯泡电阻的实验，要求学生会选择实验器材，要明确确定滑动变阻器与电流表的接法是正确设计实验电路的关键。
 

14.【答案】解：设释放时的距为，根据牛顿第二定律有
代入数据解得：
当正电荷受到合力为零时，速度最大，则、间的距离满足
代入数据解得：
正电荷在释放点所受的库仑力为
设正点电荷在释放点产生的场强为，根据场强的定义
代入数据解得：
场强的方向竖直向上
答：释放时的加速度大小为；
、间的距离为。
正点电荷在点的电场强度的大小为，方向竖直向上。 

【解析】对正电荷进行受力分析，根据牛顿第二定律求解加速度；电荷先做加速度减小的加速运动，当加速度为零，速度最大，此时电荷所受重力和库仑力大小相等；根据真空中点电荷的场强公式求解。
注意在求解场强时，容易漏掉场强的方向，造成不必要的失分。
 

15.【答案】解：当电键断开时，灯泡和串联，灯恰好正常发光，功率为额定功率，电压为额定电压，
则，
两端的电压
，
则
当电键闭合后，灯泡和并联再与串联，
灯泡的电阻，
则总电阻
则总电流，
所以两端的电压，
则灯泡两端的电压
所以灯消耗的电功率；
电键闭合后，若仍要灯正常发光，则并联部分电压为，则
通过的电流，
则通过的电流，
根据欧姆定律的：
答：当电键断开时，灯恰好正常发光，则灯消耗电功率为，此时接入电路的电阻有；
保持不变，当电键闭合后，灯消耗的电功率是；
电键闭合后，若仍要灯正常发光，则应该调到． 

【解析】当电键断开时，灯泡和串联，灯恰好正常发光，功率为额定功率，电压为额定电压，从而求出两端的电压，根据欧姆定律求出的阻值；
当电键闭合后，灯泡和并联再与串联，求出总电阻值，进而求出总电流，根据串并联电路的特点及即可求解灯消耗的电功率；
电键闭合后，若仍要灯正常发光，则并联部分的电压为，根据串并联电路的特点及欧姆定律即可求解．
本题主要考查了串并联电路的特点即闭合电路欧姆定律的直接应用，知道灯泡正常发光时，电流为额定电流，电压为额定电压，难度适中．
 

16.【答案】解：间的电势差为：

间的电势差为：
板所带电荷量为：；

、两点间的电势差为：

答：处的电势为；
板所带电荷量是；
、两点间的电势差是；
将电荷量的带负电点电荷从移到，电场力做的功为。 

【解析】下极板接地，所以下极板的电势为零，的电势即解为；
求出间的电势差，即可求得电荷量；
下极板接地，所以下极板的电势为零，根据求解之间的电势差的大小；
表达出之间的电势差，然后由即可求出电场力的功。
该题考查匀强电场中的电场强度与电势差之间的关系，其中要注意点的电势为零。基础题目。