安徽省阜陽市太和縣第八中學2021-2022學年高二（上）期中物理試題

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一、單選題（共10小題，30分）
1. 下列說法正確的是（ ）
A. 靜電感應是電子從一個物體轉(zhuǎn)移到另一個物體或從物體的一部分轉(zhuǎn)移到另一部分
B. 兩個帶異種電荷的導體接觸后可能仍帶異種電荷
C. 摩擦使不帶電的物體帶電了，因此該過程創(chuàng)造了電荷
D. 帶電體所帶電量可以是任意值
【答案】A
【解析】
【詳解】A．靜電感應是電子在電場力的作用下從一個物體轉(zhuǎn)移到另一個物體或從物體的一部分轉(zhuǎn)移到另一部分，A正確；
B．兩個帶異種電荷的導體接觸后會產(chǎn)生正、負電荷中和，如果正、負電荷是等量的，中和后導體對外不現(xiàn)電性，如果不是等量的，那種電荷多導體就現(xiàn)那種電荷，兩導體帶同種電荷，B錯誤；
C．摩擦使不帶電的物體帶電了，是因為摩擦而使電荷產(chǎn)生轉(zhuǎn)移，不是創(chuàng)造了電荷，C錯誤；
D．帶電體所帶電量或等于元電荷e，或者是元電荷e的整數(shù)倍，不可以是任意值，D錯誤。
故選A。
2. 由庫侖定律可知，真空中兩個靜止的點電荷，帶電量分別為和，其間距離為r時，它們之間相互作用力的大小為，式中k為靜電力常量.若用國際單位制的基本單位表示，k的單位應為（ ）
A. B.
C. D.
【答案】B
【解析】
【詳解】國際單位制中力F、距離r、電荷q的單位分別是：N、m、C，根據(jù)庫倉定律得，代入各自的單位，注意，，從而k的單位用國際單位制的基本單位表示為，故 B正確，ACD錯誤。
3. 導體A帶電荷量為8q，另一完全相同的導體B帶電荷量為－2q，讓第三個完全相同的不帶電的導體C先后與A、B導體接觸一會兒后分開，則導體B帶的電荷量為（ ）
A. -qB. qC. 2qD. 4q
【答案】B
【解析】
【分析】
【詳解】導體A帶電荷量為8q，不帶電的導體C與A接觸后帶電量為4q，與帶電荷量為－2q的B導體接觸電荷先中和后平分，因此帶電量為q。
故選B。
4. 如圖所示，正電荷q在電場力的作用下由p向Q做加速運動，而且加速度越來越大，那么可以判定，它所在的電場是圖中哪一個（ ）
A. B. C. D.
【答案】D
【解析】
【分析】
【詳解】正電荷在電場力作用下做加速運動，運動方向與受力方向應相同；加速度越來越大，電場強度應越來越大，對應的電場線應越來越密，故D正確。
故選D。
5. 如圖所示，在光滑絕緣水平面上有A．B．C三個可視為點電荷的帶電小球，位于同一條直線上，僅在它們之間的靜電力作用下均處于靜止狀態(tài)，且距離關(guān)系滿足：AB>BC，下列說法錯誤的是（ ）
A A．C帶同種電荷
B. C所帶能電荷量最小
C. A所帶能電荷量最大
D. A．B在C處產(chǎn)生電場的合場強為零
【答案】B
【解析】
【詳解】A．根據(jù)電場力方向來確定各自電性，從而得出“兩同夾一異”，則A正確，不符合題意；
BC．同時根據(jù)庫侖定律來確定電場力大小，并由平衡條件來確定各自電量的大小，因此在大小上一定為“兩大夾一小”，又因AB兩球間的距離大于BC兩球間的距離，則A所帶電荷量最大，則B錯誤，符合題意，C正確，不符合題意；
D．要C球合力為0，同C處合場強為0，則D正確，不符合題意。
故選B。
6. 如圖所示為兩個帶等量異種電荷周圍的電場線分布，圖中只標出其中一根電場線的方向，a、b、c三點在同一根電場線上，a、c關(guān)于中垂線對稱，b點在中垂線上，則（ ）
A. A可能是負電荷
B. a、c兩點場強相同
C. a、b、c三點電勢依次升高
D. 把負電荷沿著abc所在的電場線移動，靜電力做負功
【答案】D
【解析】
【詳解】A．由兩個帶等量異種電荷周圍的電場線分布，可知電場線由正電荷指向負電荷，故A一定是正電荷，故A錯誤；
B． a、c兩點場強大小相同，方向是該點電場線的切線方向，不相同，故B錯誤；
C．沿著電場線電勢逐漸降低，a、b、c三點電勢依次降低，故C錯誤；
D．由電勢能可知，把負電荷沿著abc所在的電場線移動，電勢降低，電勢能增加，靜電力做負功，故D正確。
故選D。
7. 如圖所示，一半徑為r的圓環(huán)上均勻分布著電荷，在垂直于圓環(huán)且過圓心c的軸線上有a、b、d三個點，a和b、b和c、c和d間的距離均為R，在a點處有一電荷量為q(q>0)的固定點電荷．已知d點處的場強為零，靜電力常量為k，則
A. 圓環(huán)可能帶正電
B. c點的場強為
C. b點場強為
D. 圓環(huán)在d點產(chǎn)生的場強大小為
【答案】C
【解析】
【詳解】AD．電荷量為q的點電荷在d處產(chǎn)生電場強度為，向右；d點處的場強為零，故圓環(huán)在d處產(chǎn)生的場強為：，向左，故圓環(huán)帶負電荷，故A錯誤，D錯誤；
B．結(jié)合對稱性和矢量合成法則，圓環(huán)在c點產(chǎn)生的場強為零；電荷q在c點產(chǎn)生的場強為，向右；故c點的場強為，向右；故B錯誤；
C．結(jié)合對稱性，圓環(huán)在b處產(chǎn)生的場強為：，向右；點電荷q在b處產(chǎn)生的場強為，向右；故b點場強為：，向右；故C正確.
8. 如圖，電容器充電后與電源斷開，上極板帶正電，板間有一個電荷能夠保持靜止?，F(xiàn)在將電容器的下極板向下移動一小段距離，下列說法錯誤的是（ ）
A. 電荷帶負電
B. 電容器的電容會減小
C. 極板間的電壓保持不變
D. 電荷仍能保持靜止
【答案】C
【解析】
【詳解】A．電容器極板間電場強度方向豎直向下，而電荷所受電場力與重力平衡，為豎直向上，所以電荷帶負電，故A正確；
BC．根據(jù)平行板電容器的定義式和決定式有
將電容器的下極板向下移動一小段距離，則極板間距離d增大，所以C減小，而由于電容器與電源已經(jīng)斷開，所以Q不變，則極板間的電壓增大，故B正確，C錯誤；
D．兩板間電場強度大小為
由上式可知E不變，所以電荷所受電場力不變，仍能保持靜止，故D正確。
故選C。
9. 如圖，兩根等長的細線一端拴在同一懸點O上，另一端各系一個帶電小球，兩球的質(zhì)量分別為m1和m2，已知兩細線與豎直方向的夾角分別為45°和30°。則m1與m2的比值為（ ）
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】
【分析】
【詳解】對兩個球分別受力分析，如圖所示
根據(jù)平衡條件，對m1，有
m1gcs7.5°-T1cs37.5°=0
F-m1gsin7.5°-T1sin37.5°=0
對m2，有
m2gcs7.5°-T2cs37.5°=0
F+m2gsin7.5°-T2sin37.5°=0
聯(lián)立解得
故選A。
10. 三個阻值都是6Ω的電阻可以用不同的方法連接起來，下面四個圖中等效電阻(即總電阻）等于9Ω的是（ ）
A. B. C. D.
【答案】D
【解析】
【詳解】A．三個電阻串聯(lián)后的總電阻
R=3×6Ω=18Ω
故A不符合題意；
B．三個電阻并聯(lián)后的總電阻為
R=
故B不符合題意；
C．兩個電阻串聯(lián)后與第三個電阻并聯(lián)，則總電阻為
解得R=4Ω，故C不符合題意；
D．兩個電阻并聯(lián)后與第三個電阻串聯(lián)，則總電阻為
R=6Ω+3Ω=9Ω
故D符合題意。
故選D。
二、多項選擇題（共5小題，20分，全部對得4分，答對但不全對得2分）
11. 一根粗細均勻的導線，兩端加上電壓U時，通過導線的電流為I，導線中自由電子定向移動的平均速率為v。若將導線均勻拉長，使它的橫截面積變?yōu)樵瓉淼?，再給它兩端加上電壓U，則下列說法中正確的是（ ）
A. 通過導線的電流為
B. 通過導線的電流為
C. 導線中自由電子定向移動的平均速率為
D. 導線中自由電子定向移動的平均速率為
【答案】BC
【解析】
【分析】
【詳解】AB．橫截面積變?yōu)樵瓉淼?，由于體積不變，可知長度變?yōu)樵瓉淼?倍．由電阻定律的表達式
可得變化后的電阻值為
由
可知電流變?yōu)?，故A錯誤，B正確；
CD．由電流的微觀表達式
I=nqSv
可知

故C正確， D錯誤．
故選BC。
12. 下列說法中正確的是（ ）
A. 由可知，電阻與電壓、電流都有關(guān)系
B. 各種材料的電阻率都與溫度有關(guān)，金屬的電阻率隨溫度的升高而減小
C. 由可知，電阻與導體的長度和橫截面積都有關(guān)系
D. 所謂超導體，當其溫度降低到接近絕對零度的某個臨界溫度時，它的電阻率突然變?yōu)榱?br>【答案】CD
【解析】
【詳解】A．電阻是導體本身的性質(zhì)決定的，與電壓和電流無關(guān)，故A錯誤；
B．金屬導體的電阻率隨溫度的升高而增大，故B錯誤；
C．由可知，電阻與導體的長度和橫截面積都有關(guān)系，故C正確；
D．所謂超導體，當其溫度降低到接近絕對零度的某個臨界溫度時，它的電阻率突然變?yōu)榱悖还蔇正確。
故選CD。
13. 空間存在平行于x軸方向的靜電場，其電勢隨x的分布如圖所示。一質(zhì)量為m、電荷量大小為q的帶電粒子從坐標原點O由靜止開始，僅在電場力作用下沿x軸正方向運動。則下列說法正確的是（ ）
A. 該電場可能是正的點電荷周圍的電場
B. 空間存在的靜電場場強E是沿x軸正方向均勻減小的
C. 該粒子從原點O運動到x0過程中電勢能是減少的
D. 該粒子從原點O運動到x0處做勻加速直線運動
【答案】CD
【解析】
【詳解】AB．由于圖像是一條傾斜的線段，由電場強度與電勢差之間的關(guān)系式
可知該電場在原點O到之間為勻強電場，電場方向沿著x軸正方向，所以不可能是正的點電荷周圍的電場，故AB錯誤；
C．該粒子僅在電場力作用下由靜止開始沿x軸正方向運動，說明粒子帶正電荷，正電荷從電勢高處運動到電勢低處，電勢能減小，故C正確；
D．由于從原點O運動到處為勻強電場，所以粒子做勻加速直線運動，故D正確。
故選CD。
14. 如圖所示，一水平放置的平行板電容器與電源相連接，開始時開關(guān)閉合，一帶電油滴沿兩極板的中心線以某一初速度射入，恰好沿中心線①通過電容器。下列說法正確的是（ ）
A. 保持開關(guān)閉合，將A極板向上平移一定距離，可使油滴沿軌跡②運動
B. 保持開關(guān)閉合，將B極板向上平移一定距離，油滴沿軌跡②運動
C. 斷開開關(guān)，將A極板向下平移一定距離，油滴仍沿軌跡①運動
D. 斷開開關(guān)，將B極板向下平移一定距離，可使油滴沿軌跡③運動
【答案】BC
【解析】
【詳解】AB．初始狀態(tài)下，帶電油滴所受電場力與重力平衡。保持開關(guān)閉合，將A極板向上平移一定距離，根據(jù)

可知兩極板間電場強度E減小，帶電油滴所受電場力減小，合外力豎直向下，油滴將沿軌跡③運動；同理可知，保持開關(guān)閉合，將B極板向上平移一定距離，帶電油滴所受電場力增大，合外力豎直向上，油滴將沿軌跡②運動，故A錯誤，B正確；
CD．平行板電容器電容的定義式為

決定式為

聯(lián)立可得
可知E與d無關(guān)，斷開開關(guān)，將A極板向下平移一定距離或者將B極板向下平移一定距離，Q不變，則E不變，油滴所受電場力不變，仍沿軌跡①運動，故C正確，D錯誤。
故選BC。
15. 如圖所示，可視為質(zhì)點的質(zhì)量為m且所帶電量為q的小球，用一絕緣輕質(zhì)細繩懸掛于O點，繩長為L，現(xiàn)加一水平向右的足夠大的勻強電場，電場強度大小為，小球初始位置在最低點，若給小球一個水平向右的初速度，使小球能夠在豎直面內(nèi)做圓周運動，忽略空氣阻力，重力加速度為g。則下列說法正確的是（ ）
A. 小球在運動過程中機械能守恒
B. 小球在運動過程中機械能不守恒
C. 小球在運動過程的最小速度至少為
D. 小球在運動過程的最大速度至少為
【答案】BD
【解析】
【分析】
【詳解】AB．小球在運動過程中由于有電場力做功，小球的機械能不守恒，A錯誤；B正確；
CD．設(shè)小球的平衡位置與豎直方向的夾角為，則有
等效重力加速度
則最小速度
在平衡位置時速度最大，從等效最高點到等效最低點，由動能定理得
解得
C錯誤，D正確。
故選BD。
三、實驗題（每小題4分，共12分）
16. 在“測定金屬電阻率”的實驗中，某同學進行了如下測量：為了測定某阻值約為的金屬棒的電阻率，進行了如下操作，先測量出金屬棒的直徑D和長度L，再用伏安法更精確地測量其電阻R，現(xiàn)有器材及其代號和規(guī)格如下：
待測金屬棒電阻R
電流表（量程，內(nèi)阻約）
電流表（量程，內(nèi)阻約）
電壓表（量程，內(nèi)阻約）
直流電源E（電動勢4V，內(nèi)阻不計）
滑動變阻器（阻值范圍，允許通過的最大電流）
滑動變阻器（阻值范圍，允許通過的最大電流），開關(guān)S、導線若干。
（1）為使實驗誤差較小，要求便于調(diào)節(jié)且測得多組數(shù)據(jù)進行分析，所選電流表_____；滑動變阻器_____（填所選器材的符號）
（2）根據(jù)實驗器材在框中畫出測量的電路圖（并標出所選用器材代號）_____。
（3）若該同學用伏安法測量多次取電壓表和安培表的平均值分別用U和I表示，再根據(jù)測量出金屬棒的直徑D和長度L，由此可得出此金屬棒材料的電阻率的表達式_____。（用題中所給物理量的字母表示）
【答案】 ①. A2 ②. R1 ③. ④.
【解析】
【詳解】(1) (2)[1] [2][3]流過待測電阻的最大電流約為
電流表應選擇A2；為方便實驗操作，滑動變阻器應選擇R1；由于待測電阻阻值遠大于滑動變阻器最大阻值，為測多組實驗數(shù)據(jù)，滑動變阻器應采用分壓接法，由于電壓表內(nèi)阻遠大于待測電阻阻值，電流表應采用外接法，實驗電路圖如圖所示
(3)[4]由電阻定律得
根據(jù)歐姆定律可得
其中
聯(lián)立可得
四、計算題（共38分）
17. 如圖所示，真空中有兩個固定的點電荷A、B相距，電荷量分別為，，靜電力常量。
（1）判斷A、B之間的庫侖力是引力還是斥力；
（2）求A、B之間的庫侖力大?。?br>（3）求A、B中點O處的電場強度大小。
【答案】（1）引力；（2）0.9N；（3）3.6×105N/C
【解析】
【詳解】（1）異種電荷相互吸引，故A、B之間的庫侖力是引力；
（2）根據(jù)庫侖定律可得，A、B之間的庫侖力大小
代入題中數(shù)據(jù)求得
（3）根據(jù)場強疊加原理，可得A、B中點O處的電場強度大小
代入題中數(shù)據(jù)求得
18. 如圖所示電路中，A、B兩點之間電壓U=12V，電阻R1=10Ω，電阻R2=20Ω，理想電流表A的示數(shù)為0.3A，求：
（1）流過R1的電流；
（2）電阻R3的阻值。
【答案】（1）0.6A；（2）；
【解析】
【詳解】（1）依題意，設(shè)流經(jīng)電流表的電流為I2，根據(jù)串并聯(lián)電路特點，可得流經(jīng)R1的電流為
（2）根據(jù)串并聯(lián)電路特點，可得R3的電阻為
19. 虛線、間存在如圖所示的豎直勻強電場，一帶電粒子質(zhì)量為、電荷量為，從點由靜止開始經(jīng)電壓為的電場加速后，垂直進入勻強電場中，從虛線上的某點（圖中未畫出）離開勻強電場時速度與電場方向成30°角。已知、間距為20cm，帶電粒子的重力忽略不計。求：
（1）帶電粒子剛進入勻強電場時的速率；
（2）粒子在、間運動的時間，以及粒子離開勻強電場時沿電場線方向的分速度的大小；
（3）、間勻強電場場強大小。
【答案】（1）；（2），；（3）
【解析】
【詳解】(1)根據(jù)
可得
(2)設(shè)、間的間距為，則
由于
可得
(3)聯(lián)立
及
解得
20. 如圖，水平地面上固定有一傾角為的絕緣光滑斜面，在地面上方的空間中有一方向水平向左的勻強電場。另有一半徑為的四分之三絕緣光滑圓弧軌道豎直固定在勻強電場中，其最高點為A。一質(zhì)量為、電量大小為且可視為質(zhì)點的小球從斜面底端以初速度沿斜面向上做勻速直線運動，小球離開斜面后運動到最高點時，恰好從圓弧軌道的最高點A進入圓弧軌道內(nèi)側(cè)運動而不脫離軌道。重力加速度，，，不計空氣阻力。求：
（1）勻強電場的場強大?。?br>（2）小球離開斜面后上升到最高點時的速度大??；
（3）小球進入圓弧軌道運動時對軌道的最大壓力大小。
【答案】（1）；（2）；（3）
【解析】
【詳解】（1）小球在斜面上向上勻速運動時，受力分析如圖所示
由平衡條件得，電場力
得
（2）小球離開斜面后豎直方向以速度做豎直上拋運動，如圖
上升到最高點時豎直分速度為0，所以上升到最高點的過程有
水平方向以的初速度做勻加速運動，有
最高點時水平速度
代入已知數(shù)據(jù)，求得小球在最高點時的速度大小為
（3）如圖
小球從A點進入圓弧軌道后，運動到等效最低點時（即合力與速度方向垂直時）速度最大，從A點運動到點的過程中由動能定理得
解得
小球經(jīng)過等效最低點時對軌道壓力最大，在等效最低點由牛頓第二定律得
代入已知數(shù)據(jù)，求得
由牛頓第三定律可得，小球?qū)壍赖淖畲髩毫Υ笮?br>