安徽省阜阳市太和县第八中学2021-2022学年高二（上）期中物理试题

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一、单选题（共10小题，30分）
1. 下列说法正确的是（ ）
A. 静电感应是电子从一个物体转移到另一个物体或从物体的一部分转移到另一部分
B. 两个带异种电荷的导体接触后可能仍带异种电荷
C. 摩擦使不带电的物体带电了，因此该过程创造了电荷
D. 带电体所带电量可以是任意值
【答案】A
【解析】
【详解】A．静电感应是电子在电场力的作用下从一个物体转移到另一个物体或从物体的一部分转移到另一部分，A正确；
B．两个带异种电荷的导体接触后会产生正、负电荷中和，如果正、负电荷是等量的，中和后导体对外不现电性，如果不是等量的，那种电荷多导体就现那种电荷，两导体带同种电荷，B错误；
C．摩擦使不带电的物体带电了，是因为摩擦而使电荷产生转移，不是创造了电荷，C错误；
D．带电体所带电量或等于元电荷e，或者是元电荷e的整数倍，不可以是任意值，D错误。
故选A。
2. 由库仑定律可知，真空中两个静止的点电荷，带电量分别为和，其间距离为r时，它们之间相互作用力的大小为，式中k为静电力常量.若用国际单位制的基本单位表示，k的单位应为（ ）
A. B.
C. D.
【答案】B
【解析】
【详解】国际单位制中力F、距离r、电荷q的单位分别是：N、m、C，根据库仓定律得，代入各自的单位，注意，，从而k的单位用国际单位制的基本单位表示为，故 B正确，ACD错误。
3. 导体A带电荷量为8q，另一完全相同的导体B带电荷量为－2q，让第三个完全相同的不带电的导体C先后与A、B导体接触一会儿后分开，则导体B带的电荷量为（ ）
A. -qB. qC. 2qD. 4q
【答案】B
【解析】
【分析】
【详解】导体A带电荷量为8q，不带电的导体C与A接触后带电量为4q，与带电荷量为－2q的B导体接触电荷先中和后平分，因此带电量为q。
故选B。
4. 如图所示，正电荷q在电场力的作用下由p向Q做加速运动，而且加速度越来越大，那么可以判定，它所在的电场是图中哪一个（ ）
A. B. C. D.
【答案】D
【解析】
【分析】
【详解】正电荷在电场力作用下做加速运动，运动方向与受力方向应相同；加速度越来越大，电场强度应越来越大，对应的电场线应越来越密，故D正确。
故选D。
5. 如图所示，在光滑绝缘水平面上有A．B．C三个可视为点电荷的带电小球，位于同一条直线上，仅在它们之间的静电力作用下均处于静止状态，且距离关系满足：AB>BC，下列说法错误的是（ ）
A A．C带同种电荷
B. C所带能电荷量最小
C. A所带能电荷量最大
D. A．B在C处产生电场的合场强为零
【答案】B
【解析】
【详解】A．根据电场力方向来确定各自电性，从而得出“两同夹一异”，则A正确，不符合题意；
BC．同时根据库仑定律来确定电场力大小，并由平衡条件来确定各自电量的大小，因此在大小上一定为“两大夹一小”，又因AB两球间的距离大于BC两球间的距离，则A所带电荷量最大，则B错误，符合题意，C正确，不符合题意；
D．要C球合力为0，同C处合场强为0，则D正确，不符合题意。
故选B。
6. 如图所示为两个带等量异种电荷周围的电场线分布，图中只标出其中一根电场线的方向，a、b、c三点在同一根电场线上，a、c关于中垂线对称，b点在中垂线上，则（ ）
A. A可能是负电荷
B. a、c两点场强相同
C. a、b、c三点电势依次升高
D. 把负电荷沿着abc所在的电场线移动，静电力做负功
【答案】D
【解析】
【详解】A．由两个带等量异种电荷周围的电场线分布，可知电场线由正电荷指向负电荷，故A一定是正电荷，故A错误；
B． a、c两点场强大小相同，方向是该点电场线的切线方向，不相同，故B错误；
C．沿着电场线电势逐渐降低，a、b、c三点电势依次降低，故C错误；
D．由电势能可知，把负电荷沿着abc所在的电场线移动，电势降低，电势能增加，静电力做负功，故D正确。
故选D。
7. 如图所示，一半径为r的圆环上均匀分布着电荷，在垂直于圆环且过圆心c的轴线上有a、b、d三个点，a和b、b和c、c和d间的距离均为R，在a点处有一电荷量为q(q>0)的固定点电荷．已知d点处的场强为零，静电力常量为k，则
A. 圆环可能带正电
B. c点的场强为
C. b点场强为
D. 圆环在d点产生的场强大小为
【答案】C
【解析】
【详解】AD．电荷量为q的点电荷在d处产生电场强度为，向右；d点处的场强为零，故圆环在d处产生的场强为：，向左，故圆环带负电荷，故A错误，D错误；
B．结合对称性和矢量合成法则，圆环在c点产生的场强为零；电荷q在c点产生的场强为，向右；故c点的场强为，向右；故B错误；
C．结合对称性，圆环在b处产生的场强为：，向右；点电荷q在b处产生的场强为，向右；故b点场强为：，向右；故C正确.
8. 如图，电容器充电后与电源断开，上极板带正电，板间有一个电荷能够保持静止。现在将电容器的下极板向下移动一小段距离，下列说法错误的是（ ）
A. 电荷带负电
B. 电容器的电容会减小
C. 极板间的电压保持不变
D. 电荷仍能保持静止
【答案】C
【解析】
【详解】A．电容器极板间电场强度方向竖直向下，而电荷所受电场力与重力平衡，为竖直向上，所以电荷带负电，故A正确；
BC．根据平行板电容器的定义式和决定式有
将电容器的下极板向下移动一小段距离，则极板间距离d增大，所以C减小，而由于电容器与电源已经断开，所以Q不变，则极板间的电压增大，故B正确，C错误；
D．两板间电场强度大小为
由上式可知E不变，所以电荷所受电场力不变，仍能保持静止，故D正确。
故选C。
9. 如图，两根等长的细线一端拴在同一悬点O上，另一端各系一个带电小球，两球的质量分别为m1和m2，已知两细线与竖直方向的夹角分别为45°和30°。则m1与m2的比值为（ ）
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】
【分析】
【详解】对两个球分别受力分析，如图所示
根据平衡条件，对m1，有
m1gcs7.5°-T1cs37.5°=0
F-m1gsin7.5°-T1sin37.5°=0
对m2，有
m2gcs7.5°-T2cs37.5°=0
F+m2gsin7.5°-T2sin37.5°=0
联立解得
故选A。
10. 三个阻值都是6Ω的电阻可以用不同的方法连接起来，下面四个图中等效电阻(即总电阻）等于9Ω的是（ ）
A. B. C. D.
【答案】D
【解析】
【详解】A．三个电阻串联后的总电阻
R=3×6Ω=18Ω
故A不符合题意；
B．三个电阻并联后的总电阻为
R=
故B不符合题意；
C．两个电阻串联后与第三个电阻并联，则总电阻为
解得R=4Ω，故C不符合题意；
D．两个电阻并联后与第三个电阻串联，则总电阻为
R=6Ω+3Ω=9Ω
故D符合题意。
故选D。
二、多项选择题（共5小题，20分，全部对得4分，答对但不全对得2分）
11. 一根粗细均匀的导线，两端加上电压U时，通过导线的电流为I，导线中自由电子定向移动的平均速率为v。若将导线均匀拉长，使它的横截面积变为原来的，再给它两端加上电压U，则下列说法中正确的是（ ）
A. 通过导线的电流为
B. 通过导线的电流为
C. 导线中自由电子定向移动的平均速率为
D. 导线中自由电子定向移动的平均速率为
【答案】BC
【解析】
【分析】
【详解】AB．横截面积变为原来的，由于体积不变，可知长度变为原来的4倍．由电阻定律的表达式
可得变化后的电阻值为
由
可知电流变为，故A错误，B正确；
CD．由电流的微观表达式
I=nqSv
可知

故C正确， D错误．
故选BC。
12. 下列说法中正确的是（ ）
A. 由可知，电阻与电压、电流都有关系
B. 各种材料的电阻率都与温度有关，金属的电阻率随温度的升高而减小
C. 由可知，电阻与导体的长度和横截面积都有关系
D. 所谓超导体，当其温度降低到接近绝对零度的某个临界温度时，它的电阻率突然变为零
【答案】CD
【解析】
【详解】A．电阻是导体本身的性质决定的，与电压和电流无关，故A错误；
B．金属导体的电阻率随温度的升高而增大，故B错误；
C．由可知，电阻与导体的长度和横截面积都有关系，故C正确；
D．所谓超导体，当其温度降低到接近绝对零度的某个临界温度时，它的电阻率突然变为零；故D正确。
故选CD。
13. 空间存在平行于x轴方向的静电场，其电势随x的分布如图所示。一质量为m、电荷量大小为q的带电粒子从坐标原点O由静止开始，仅在电场力作用下沿x轴正方向运动。则下列说法正确的是（ ）
A. 该电场可能是正的点电荷周围的电场
B. 空间存在的静电场场强E是沿x轴正方向均匀减小的
C. 该粒子从原点O运动到x0过程中电势能是减少的
D. 该粒子从原点O运动到x0处做匀加速直线运动
【答案】CD
【解析】
【详解】AB．由于图像是一条倾斜的线段，由电场强度与电势差之间的关系式
可知该电场在原点O到之间为匀强电场，电场方向沿着x轴正方向，所以不可能是正的点电荷周围的电场，故AB错误；
C．该粒子仅在电场力作用下由静止开始沿x轴正方向运动，说明粒子带正电荷，正电荷从电势高处运动到电势低处，电势能减小，故C正确；
D．由于从原点O运动到处为匀强电场，所以粒子做匀加速直线运动，故D正确。
故选CD。
14. 如图所示，一水平放置的平行板电容器与电源相连接，开始时开关闭合，一带电油滴沿两极板的中心线以某一初速度射入，恰好沿中心线①通过电容器。下列说法正确的是（ ）
A. 保持开关闭合，将A极板向上平移一定距离，可使油滴沿轨迹②运动
B. 保持开关闭合，将B极板向上平移一定距离，油滴沿轨迹②运动
C. 断开开关，将A极板向下平移一定距离，油滴仍沿轨迹①运动
D. 断开开关，将B极板向下平移一定距离，可使油滴沿轨迹③运动
【答案】BC
【解析】
【详解】AB．初始状态下，带电油滴所受电场力与重力平衡。保持开关闭合，将A极板向上平移一定距离，根据

可知两极板间电场强度E减小，带电油滴所受电场力减小，合外力竖直向下，油滴将沿轨迹③运动；同理可知，保持开关闭合，将B极板向上平移一定距离，带电油滴所受电场力增大，合外力竖直向上，油滴将沿轨迹②运动，故A错误，B正确；
CD．平行板电容器电容的定义式为

决定式为

联立可得
可知E与d无关，断开开关，将A极板向下平移一定距离或者将B极板向下平移一定距离，Q不变，则E不变，油滴所受电场力不变，仍沿轨迹①运动，故C正确，D错误。
故选BC。
15. 如图所示，可视为质点的质量为m且所带电量为q的小球，用一绝缘轻质细绳悬挂于O点，绳长为L，现加一水平向右的足够大的匀强电场，电场强度大小为，小球初始位置在最低点，若给小球一个水平向右的初速度，使小球能够在竖直面内做圆周运动，忽略空气阻力，重力加速度为g。则下列说法正确的是（ ）
A. 小球在运动过程中机械能守恒
B. 小球在运动过程中机械能不守恒
C. 小球在运动过程的最小速度至少为
D. 小球在运动过程的最大速度至少为
【答案】BD
【解析】
【分析】
【详解】AB．小球在运动过程中由于有电场力做功，小球的机械能不守恒，A错误；B正确；
CD．设小球的平衡位置与竖直方向的夹角为，则有
等效重力加速度
则最小速度
在平衡位置时速度最大，从等效最高点到等效最低点，由动能定理得
解得
C错误，D正确。
故选BD。
三、实验题（每小题4分，共12分）
16. 在“测定金属电阻率”的实验中，某同学进行了如下测量：为了测定某阻值约为的金属棒的电阻率，进行了如下操作，先测量出金属棒的直径D和长度L，再用伏安法更精确地测量其电阻R，现有器材及其代号和规格如下：
待测金属棒电阻R
电流表（量程，内阻约）
电流表（量程，内阻约）
电压表（量程，内阻约）
直流电源E（电动势4V，内阻不计）
滑动变阻器（阻值范围，允许通过的最大电流）
滑动变阻器（阻值范围，允许通过的最大电流），开关S、导线若干。
（1）为使实验误差较小，要求便于调节且测得多组数据进行分析，所选电流表_____；滑动变阻器_____（填所选器材的符号）
（2）根据实验器材在框中画出测量的电路图（并标出所选用器材代号）_____。
（3）若该同学用伏安法测量多次取电压表和安培表的平均值分别用U和I表示，再根据测量出金属棒的直径D和长度L，由此可得出此金属棒材料的电阻率的表达式_____。（用题中所给物理量的字母表示）
【答案】 ①. A2 ②. R1 ③. ④.
【解析】
【详解】(1) (2)[1] [2][3]流过待测电阻的最大电流约为
电流表应选择A2；为方便实验操作，滑动变阻器应选择R1；由于待测电阻阻值远大于滑动变阻器最大阻值，为测多组实验数据，滑动变阻器应采用分压接法，由于电压表内阻远大于待测电阻阻值，电流表应采用外接法，实验电路图如图所示
(3)[4]由电阻定律得
根据欧姆定律可得
其中
联立可得
四、计算题（共38分）
17. 如图所示，真空中有两个固定的点电荷A、B相距，电荷量分别为，，静电力常量。
（1）判断A、B之间的库仑力是引力还是斥力；
（2）求A、B之间的库仑力大小；
（3）求A、B中点O处的电场强度大小。
【答案】（1）引力；（2）0.9N；（3）3.6×105N/C
【解析】
【详解】（1）异种电荷相互吸引，故A、B之间的库仑力是引力；
（2）根据库仑定律可得，A、B之间的库仑力大小
代入题中数据求得
（3）根据场强叠加原理，可得A、B中点O处的电场强度大小
代入题中数据求得
18. 如图所示电路中，A、B两点之间电压U=12V，电阻R1=10Ω，电阻R2=20Ω，理想电流表A的示数为0.3A，求：
（1）流过R1的电流；
（2）电阻R3的阻值。
【答案】（1）0.6A；（2）；
【解析】
【详解】（1）依题意，设流经电流表的电流为I2，根据串并联电路特点，可得流经R1的电流为
（2）根据串并联电路特点，可得R3的电阻为
19. 虚线、间存在如图所示的竖直匀强电场，一带电粒子质量为、电荷量为，从点由静止开始经电压为的电场加速后，垂直进入匀强电场中，从虚线上的某点（图中未画出）离开匀强电场时速度与电场方向成30°角。已知、间距为20cm，带电粒子的重力忽略不计。求：
（1）带电粒子刚进入匀强电场时的速率；
（2）粒子在、间运动的时间，以及粒子离开匀强电场时沿电场线方向的分速度的大小；
（3）、间匀强电场场强大小。
【答案】（1）；（2），；（3）
【解析】
【详解】(1)根据
可得
(2)设、间的间距为，则
由于
可得
(3)联立
及
解得
20. 如图，水平地面上固定有一倾角为的绝缘光滑斜面，在地面上方的空间中有一方向水平向左的匀强电场。另有一半径为的四分之三绝缘光滑圆弧轨道竖直固定在匀强电场中，其最高点为A。一质量为、电量大小为且可视为质点的小球从斜面底端以初速度沿斜面向上做匀速直线运动，小球离开斜面后运动到最高点时，恰好从圆弧轨道的最高点A进入圆弧轨道内侧运动而不脱离轨道。重力加速度，，，不计空气阻力。求：
（1）匀强电场的场强大小；
（2）小球离开斜面后上升到最高点时的速度大小；
（3）小球进入圆弧轨道运动时对轨道的最大压力大小。
【答案】（1）；（2）；（3）
【解析】
【详解】（1）小球在斜面上向上匀速运动时，受力分析如图所示
由平衡条件得，电场力
得
（2）小球离开斜面后竖直方向以速度做竖直上抛运动，如图
上升到最高点时竖直分速度为0，所以上升到最高点的过程有
水平方向以的初速度做匀加速运动，有
最高点时水平速度
代入已知数据，求得小球在最高点时的速度大小为
（3）如图
小球从A点进入圆弧轨道后，运动到等效最低点时（即合力与速度方向垂直时）速度最大，从A点运动到点的过程中由动能定理得
解得
小球经过等效最低点时对轨道压力最大，在等效最低点由牛顿第二定律得
代入已知数据，求得
由牛顿第三定律可得，小球对轨道的最大压力大小