青海省西宁市2017-2018学年高二上学期期末考试物理试卷

一、单选题

1. 难度：中等

下列说法中，正确的是（　　）

A. 公式只适用于真空中点电荷电场

B. 由公式可知，导体的电阻与加在导体上的电压成正比

C. 由公式可知，电势与电势能E_P成正比，与放入电场中检验电荷的电荷量q成反比。

D. 在公式中， 是点电荷q₂产生的电场在点电荷q₁处的场强大小；而是点电荷q₁产生的电场在点电荷q₂处场强的大小

2. 难度：简单

在如图所示的四种电场中，分别标记有a、b两点，B图a、b两点与场源电荷等距，A图a、b两点在两等量异种电荷连线的中垂线上且与连线等距，C图a、b两点在点电荷与带电平板形成的电场中平板上表面处，D图 a、b两点在匀强电场中分别靠近负、正极板处。其中a、b两点的电势、电场强度都相同的是（　　）

A.     B.     C.     D.

3. 难度：简单

在如下图所示的匀强磁场中，已经标出了电流I和磁场B以及磁场对电流作用力F三者 的方向，其中错误的是（  ）

A.     B.     C.     D.

4. 难度：简单

两个相同的金属小球，带电量之比为1：7，相距为r，视为点电荷，相互间的斥力大小为F，两者接触后再放回原处，则它们的静电力可能为（　　）

A.     B.     C.     D.

5. 难度：中等

如图所示的实验装置中，平行板电容器两极板的正对面积为S，两极板的间距为d，电容器所带电荷量为Q，电容为C，静电计指针的偏转角为φ，平行板中间悬挂了一个带电小球，悬线与竖直方向的夹角为θ，下列说法正确的是（　　）

A. 若增大d，则φ减小，θ减小

B. 若增大Q，则φ减小，θ不变

C. 在两板间插入云母片时，则φ减小，θ不变

D. 将A板向上提一些时，φ增大，θ增大

6. 难度：中等

如图所示，圆形区域内有垂直纸面向内的匀强磁场，三个质量和电荷量都相同的带电粒子a、b、c，以不同的速率对准圆心O沿着AO方向射入磁场，其运动轨迹如图．若带电粒子只受磁场力的作用，则下列说法错误的是

A. 三个粒子都带正电荷

B. c粒子速率最小

C. c粒子在磁场中运动时间最短

D. 它们做圆周运动的周期T_a =T_b =T_c

7. 难度：中等

在如图所示电路中，合上开关S，将滑动变阻器R₂的滑动触点向b端移动，则三个电表A₁、A₂和V的示数I₁、I₂和U的变化情况是（　　）

A. I₁增大，I₂不变，U增大    B. I₁减小，I₂不变，U减小

C. I₁增大，I₂减小，U增大    D. I₁减小，I₂增大，U减小

8. 难度：简单

一个带电粒子沿垂直于磁场方向射入匀强磁场中，由于使沿途空气电离而使粒子的动能逐渐减小，轨迹如图所示．下列有关粒子的运动方向和所带电性的判断正确的是（　　）

A. 粒子由a向b运动，带正电

B. 粒子由a向b运动，带负电

C. 粒子由b向a 运动，带正电

D. 粒子由b向a运动，带负电

9. 难度：中等

如图所示直线A为某电源的U-I图线，曲线B为某小灯泡的U-I图线的一部分，用该电源和小灯泡串联起来组成闭合回路时灯泡恰能正常发光，则下列说法中正确的是(       )

 

A. 此电源的内电阻为0.67Ω

B. 灯泡L₁的额定电压为3V，额定功率为6W

C. 把灯泡L₁换成阻值恒为1Ω的纯电阻，电源的输出功率将变小，效率将变低

D. 由于小灯泡L₁的U-I 图线是一条曲线，所以灯泡发光过程中欧姆定律不适用

10. 难度：简单

在某匀强电场中有M、N、P三点，在以它们为顶点的三角形中，∠M＝30°、∠P＝90°，直角边NP的长度为4 cm。已知电场方向与三角形所在平面平行，M、N和P点的电势分别为3 V、15 V和12 V。则电场强度的大小为(　　)

A. 150v/m    B. 75V/m    C. 225V/m    D. 75V/m

11. 难度：简单

电场中有a、b两点，a点电势为4V，若把电量为2×10^-8C的负电荷，从a移到b的过程中，电场力做正功4×10^-8J，则  （     ）

A. a、b两点中，a点电势较高    B. b点电势是6V

C. b点电势是-2V    D. b点电势是2V

12. 难度：中等

如图，在光滑绝缘水平面上，三个带电小球a、b和c分别位于边长为l的正三角形的三个顶点上；a、b带正电，电荷量均为q，c带负电．整个系统置于方向水平的匀强电场中．已知静电力常量为k.若三个小球均处于静止状态，则匀强电场场强的大小为 （　　）

A.     B.     C.     D.

13. 难度：中等

如图所示，三条平行等间距的虚线表示电场中的三个等势面，电势值分别为10 V、20 V、30 V，实线是一带电粒子(不计重力)在该区域内的运动轨迹，a、b、c是轨迹上的三个点，下列说法正确的是(　　)

A. 粒子在三点所受的电场力相等

B. 粒子必先过a，再到b，然后到c

C. 粒子在三点的电势能大小关系为E_pc＞E_pa＞E_pb

D. 粒子在三点的机械能必定相等

14. 难度：简单

如图所示，一个电子沿AO方向垂直射入匀强磁场中，磁场只限于半径为R的圆内。若电子速度为υ，质量为m，带电量为q，磁感应强度为B。 电子在磁场中偏转后从C点射出，∠AOC=120°，下面结论正确的是（    ）

A. 电子经过磁场的时间为    B. 电子经过磁场的时间为

C. 磁场半径R为    D. AC间的距离为

15. 难度：中等

如图所示，一质量为 m、电荷量为 q 的小球在电场强度为 E、区域足够大的匀强电场中，以初速度 v₀沿 ON 在竖直面内做匀变速直线运动。 ON 与水平面的夹角为 30°，重力加速度为 g，且 mg＝qE，则 （　　）

A. 电场方向竖直向上

B. 小球运动的加速度大小为0.5 g

C. 小球上升的最大高度为

D. 若小球在初始位置的电势能为零，则小球电势能的最大值为

二、多选题

16. 难度：中等

两点电荷形成电场的电场线分布如图所示．若图中A、B两点处的场强大小分别为E_A、E_B，电势分别为φ_A、φ_B，则（    ）

A. E_A＜E_B    B. E_A＞E_B    C. φ_A＞φ_B    D. φ_A＜φ_B

17. 难度：中等

两点电荷形成电场的电场线分布如图所示．若图中A、B两点处的场强大小分别为E_A、E_B，电势分别为φ_A、φ_B，则（    ）

A. E_A＜E_B    B. E_A＞E_B    C. φ_A＞φ_B    D. φ_A＜φ_B

【答案】BC

【解析】根据电场线的疏密判断场强的大小，电场线越密，场强越大．画出过B点的等势线，根据顺着电场线电势降低判断电势的高低．

由电场线的分布情况可知，A处电场线比B处电场线密，则A点的场强大于B点的场强，即，A错误B正确；画出过B点的等势线与A所在的电场线交于C点，则有A点的电势高于C点的电势，所以A点的电势高于B点的电势，即，C正确D错误．

【题型】多选题
【结束】
17

如图所示，在水平向右、大小为E的匀强电场中， O点固定一带电量为Q（Q>0）的点电荷，A、B、C、D为以O为圆心、半径为r的同一圆周上的四点，B、D连线与电场线平行，A、C连线与电场线垂直。则  (　　)

A. A点的场强大小为

B. B点的场强大小为

C. C点的场强大小一定为0

D. D点的场强大小可能为0

三、单选题

18. 难度：中等

如图所示，在水平向右、大小为E的匀强电场中， O点固定一带电量为Q（Q>0）的点电荷，A、B、C、D为以O为圆心、半径为r的同一圆周上的四点，B、D连线与电场线平行，A、C连线与电场线垂直。则  (　　)

A. A点的场强大小为

B. B点的场强大小为

C. C点的场强大小一定为0

D. D点的场强大小可能为0

【答案】AD

【解析】A. 正点电荷Q在A点的电场强度大小E′=，而匀强电场在A点的电场强度大小为E,因方向相互垂直，根据矢量的合成法则，则有A点的场强大小为，故A正确；

B. 正点电荷Q在B点的电场强度大小E′=，而匀强电场在B点的电场强度大小为E,点电荷Q在B点的电场强度的方向与匀强电场方向相同，因此B点的场强大小为E+，故B错误；

C. 根据矢量的合成法则，结合点电荷电场与匀强电场的方向，可知，A.C两点的电场强度大小相等，而方向不同，故C错误；

D. 当点电荷Q在D点的电场强度的方向与匀强电场方向相反，如大小相等时，则D点的电场强度大小可以为零，故D正确。

故选：AD.

点睛：电场叠加原理：多个电荷在空间某处产生的电场强度为各电荷单独在该处所产生的电场强度的矢量和；运算法则是平行四边形定则．根据电场的叠加原理和点电荷场强公式进行分析．

【题型】多选题
【结束】
18

如图所示,1、2分别为电阻R₁和R₂的伏安特性曲线。若在两电阻两端加相同的电压，关于它们的电阻值及发热功率比较正确的是（    ）

A. 电阻R₁的阻值较大    B. 电阻R₂的阻值较大

C. 电阻R₁的发热功率较大    D. 电阻R₂的发热功率较大

四、null

19. 难度：中等

如图所示,1、2分别为电阻R₁和R₂的伏安特性曲线。若在两电阻两端加相同的电压，关于它们的电阻值及发热功率比较正确的是（    ）

A. 电阻R₁的阻值较大    B. 电阻R₂的阻值较大

C. 电阻R₁的发热功率较大    D. 电阻R₂的发热功率较大

【答案】BC

【解析】在I-U图象中，图象的斜率表示电阻的倒数，斜率越大，电阻越小，所以R₂的阻值大于R₁的阻值，故A错误，B正确；根据功率的公式可知，电压相同，电阻大的功率小，所以R₁的发热功率大，故C正确、D错误。所以BC正确，AD错误。

【题型】单选题
【结束】
19

质量为m的通电细杆ab置于倾角为θ的平行导轨上，导轨宽度为d，杆ab与导轨间的摩擦因数为μ。有电流时ab恰好在导轨上静止，如图所示。下面是沿b向a方向观察时的四个平面图，标出了四种不同的匀强磁场方向，其中杆与导轨间摩擦力可能为零的是 （　　）

A.     B.     C.     D.

五、多选题

20. 难度：中等

质量为m的通电细杆ab置于倾角为θ的平行导轨上，导轨宽度为d，杆ab与导轨间的摩擦因数为μ。有电流时ab恰好在导轨上静止，如图所示。下面是沿b向a方向观察时的四个平面图，标出了四种不同的匀强磁场方向，其中杆与导轨间摩擦力可能为零的是 （　　）

A.     B.     C.     D.

【答案】AD

【解析】A. 杆受到向下的重力，水平向右的安培力，和垂直于斜面的支持力的作用，在这三个力的作用下，可以处于平衡状态，摩擦力可以为零，所以A正确；

B. 杆受到的重力竖直向下，安培力水平向左，杆要静止的话，必定要受到沿斜面向上的摩擦力的作用，摩擦力不可能为零，所以B错误；

C. 杆受到的重力竖直向下，安培力也是竖直向下的，支持力垂直于斜面向上，杆要静止的话，必定要受到沿斜面向上的摩擦力的作用，摩擦力不可能为零，所以C错误；

D. 杆受到的重力竖直向下，安培力竖直向上，当这两个力等大反向的时候，杆就处于平衡状态，此时的摩擦力就是零，所以D正确。

故选：AD.

【题型】null
【结束】
20

两个等量同种电荷固定于光滑水平面上，其连线中垂线上有A、B、C三点，如图所示。一个电量为2C，质量为1kg的小物块从C点静止释放，其运动的v-t图象如图所示，其中B点处为整条图线切线斜率最大的位置（图中标出了该切线）。则下列说法正确的是 （　　）

A. 物块带负电，且B点为中垂线上电场强度最大的点，场强E=2N/C

B. 由C到A的过程中物块的电势能先减小后变大

C. 由C点到A点的过程中，电势逐渐降低

D. BC两点的电势差U_BC=-4V

六、实验题

21. 难度：简单

两个等量同种电荷固定于光滑水平面上，其连线中垂线上有A、B、C三点，如图所示。一个电量为2C，质量为1kg的小物块从C点静止释放，其运动的v-t图象如图所示，其中B点处为整条图线切线斜率最大的位置（图中标出了该切线）。则下列说法正确的是 （　　）

A. 物块带负电，且B点为中垂线上电场强度最大的点，场强E=2N/C

B. 由C到A的过程中物块的电势能先减小后变大

C. 由C点到A点的过程中，电势逐渐降低

D. BC两点的电势差U_BC=-4V

【答案】CD

【解析】从v-t图象可知带电粒子在B点的加速度最大为 ，所受的电场力最大为 F_m=ma_m=2N，据电场强度定义式可得B点的场强为： ，故A错误；从速度时间图象可知带电粒子的速度增大，电场力做正功，电势能减小，故B错误；、据两个等量的同种正电荷，其连线中垂线上电场强度方向由O点沿中垂线指向外侧，故由C点到A点的过程中电势逐渐减小，故C正确；从速度时间图象可知A、B两点的速度分别为 v_C=0m/s，v_B=4m/s，再根据动能定理得： ，代入数据解得：U_BC=-4V，故D正确。所以CD正确，AB错误。

【题型】多选题
【结束】
21

（1）小红同学在做“描绘小灯泡的伏安特性曲线”实验调节滑动变阻器得到了电流表与电压表的实数如图中的①、③、所示，电流表量程为0.6A，电压表量程为3V，所示读数为：①_____A③______V，得到的电阻为_______

    

（2）某同学用伏安法测一节干电池的电动势和内阻，得到了如图丙所示的U-I图象，干电池的电动势E=________V，内电阻r=____________ （计算结果均保留两位有效数字）。

22. 难度：中等

（1）小红同学在做“描绘小灯泡的伏安特性曲线”实验调节滑动变阻器得到了电流表与电压表的实数如图中的①、③、所示，电流表量程为0.6A，电压表量程为3V，所示读数为：①_____A③______V，得到的电阻为_______

    

（2）某同学用伏安法测一节干电池的电动势和内阻，得到了如图丙所示的U-I图象，干电池的电动势E=________V，内电阻r=____________ （计算结果均保留两位有效数字）。

【答案】    （1）0.10；      2.00；      20.0；      （2）1.5；      1.0；

【解析】（1）电流表的量程为0.6A，最小刻度为0.02A，故在读数时只估读到最小刻度位即可，故分别为0.10A。电压表的量程为3V，最小刻度为0.1V，故在读数时需估读到最小刻度的下一位，故分别为2.00V。

（2）在U-I图象中与U轴的交点表示电源的电动势，可知电动势E=1.5V，斜率表示内阻，可知内阻： 。

【题型】实验题
【结束】
22

某同学要测量一均匀新材料制成的圆柱体的电阻率ρ．步骤如下：

(1)用游标为20分度的卡尺测量其长度如图甲，由图可知其长度L=_____________mm；   

(2)用螺旋测微器测量其直径如图乙所示，由图可知其直径D=_____________mm；

(3)用多用电表的电阻“×10”挡，按正确的操作步骤测此圆柱体的电阻，表盘的示数如图，则该电阻的阻值约为_________ 。

(4)该同学想用伏安法更精确地测量其电阻R，现有的器材及其代号和规格如下：

待测圆柱体电阻R

直流电源E（电动势4V，内阻不计） 

开关S   导线若干

电流表A₁（量程0～4mA，内阻约50Ω）

电流表A₂（量程0～10mA，内阻约30Ω）

电压表V₁（量程0～3V，内阻约10kΩ）

电压表V₂（量程0～15V，内阻约25kΩ）

滑动变阻器R₁（阻值范围0～15Ω，允许通过的最大电流2.0A）

滑动变阻器R₂（阻值范围0～2kΩ，允许通过的最大电流0.5A）

电流表选择_________，电压表选择_________，滑动变阻器选择________。

为使实验误差较小，要求测得多组数据进行分析，请在框中画出测量的电路图____________，并连接实物图_____________。

(5)若该同学用伏安法跟用多用电表测量得到的R测量值几乎相等，若已知伏安法测电阻电路中电压表和电流表示数分别用U和I表示，则用此法测出该圆柱体材料的电阻率ρ＝________．（不要求计算，用题中所给字母表示）

七、解答题

23. 难度：中等

某同学要测量一均匀新材料制成的圆柱体的电阻率ρ．步骤如下：

(1)用游标为20分度的卡尺测量其长度如图甲，由图可知其长度L=_____________mm；   

(2)用螺旋测微器测量其直径如图乙所示，由图可知其直径D=_____________mm；

(3)用多用电表的电阻“×10”挡，按正确的操作步骤测此圆柱体的电阻，表盘的示数如图，则该电阻的阻值约为_________ 。

(4)该同学想用伏安法更精确地测量其电阻R，现有的器材及其代号和规格如下：

待测圆柱体电阻R

直流电源E（电动势4V，内阻不计） 

开关S   导线若干

电流表A₁（量程0～4mA，内阻约50Ω）

电流表A₂（量程0～10mA，内阻约30Ω）

电压表V₁（量程0～3V，内阻约10kΩ）

电压表V₂（量程0～15V，内阻约25kΩ）

滑动变阻器R₁（阻值范围0～15Ω，允许通过的最大电流2.0A）

滑动变阻器R₂（阻值范围0～2kΩ，允许通过的最大电流0.5A）

电流表选择_________，电压表选择_________，滑动变阻器选择________。

为使实验误差较小，要求测得多组数据进行分析，请在框中画出测量的电路图____________，并连接实物图_____________。

(5)若该同学用伏安法跟用多用电表测量得到的R测量值几乎相等，若已知伏安法测电阻电路中电压表和电流表示数分别用U和I表示，则用此法测出该圆柱体材料的电阻率ρ＝________．（不要求计算，用题中所给字母表示）

【答案】  （1）50.15；  （2）4.700；  （3）220；  （4）A₂；  V₁；  R₁；  ；  ；  （5）；

【解析】试题分析：游标卡尺读数的方法是主尺读数加上游标读数，不需估读．螺旋测微器的读数方法是固定刻度读数加上可动刻度读数，在读可动刻度读数时需估读到0.001mm．欧姆表读数时要用示数乘以倍率．电压表和电流表的读数时要根据电表的量程及最小分度选择电流表与电压表，根据实验的要求选择滑动变阻器的接法．根据电阻定律、欧姆定律、横截面积公式

结合求解得到电阻率的表达式．

（1）游标卡尺的读数为

（2）螺旋测微器的读数为

（3）电阻的阻值为

（4）根据闭合电路欧姆定律可知，通过待测电阻的最大电流为，所以电流表应选择A₂；由于电源电动势为4V，电压表应选择V₁；由于所以要求多测几组数据，所以变阻器应采用分压式接法，应选择阻值小的变阻器R₁，以方便调节，电路图如图所示，实物图如图所示

，

（5）根据欧姆定律可得，根据电阻定律可得，联立解得

【题型】实验题
【结束】
23

如图所示，M为一线圈电阻的电动机，R＝24Ω，电源电动势E＝40V．当S断开时，电流表的示数，当开关S闭合时，电流表的示数．求：

（1）电源内阻．

（2）开关S闭合时电动机发热消耗的功率和转化为机械能的功率．

（3）开关S闭合时电源的输出功率

24. 难度：中等

如图所示，M为一线圈电阻的电动机，R＝24Ω，电源电动势E＝40V．当S断开时，电流表的示数，当开关S闭合时，电流表的示数．求：

（1）电源内阻．

（2）开关S闭合时电动机发热消耗的功率和转化为机械能的功率．

（3）开关S闭合时电源的输出功率

【答案】（1）1Ω（2）2.5W，875W （3）144W

【解析】试题分析：当S断开时，根据闭合电路欧姆定律求解电源的内阻．当开关S闭合时，已知电流表的示数，根据闭合电路欧姆定律求出路端电压，由欧姆定律求出通过R的电流，得到通过电动机的电流，电动机发热消耗的功率为，电动机的输出功率等于电功率与内部消耗的热功率之差．电源的输出功率为．

（1）根据闭合电路的欧姆定律，代入数据解得

（2）开关S闭合后路端电压，

流过R的电流强度为： ，

流过电动机的电流强度为： ，

电动机发热消耗的功率为： ，

电动机转化为机械能的功率：

（3）开关S闭合时电源输出功率为： ．

【题型】解答题
【结束】
24

如图所示，一带电荷量为＋q、质量为m的小物块处于一倾角为37°的光滑斜面上，当整个装置被置于一水平向右的匀强电场中，小物块恰好静止.重力加速度取g，sin 37°＝0.6，cos 37°＝0.8.求：

(1)水平向右的电场的电场强度；

(2)若将电场强度减小为原来的，小物块的加速度是多大；

(3)电场强度变化后小物块下滑距离L时的动能.

25. 难度：中等

如图所示，一带电荷量为＋q、质量为m的小物块处于一倾角为37°的光滑斜面上，当整个装置被置于一水平向右的匀强电场中，小物块恰好静止.重力加速度取g，sin 37°＝0.6，cos 37°＝0.8.求：

(1)水平向右的电场的电场强度；

(2)若将电场强度减小为原来的，小物块的加速度是多大；

(3)电场强度变化后小物块下滑距离L时的动能.

【答案】（1）（2）（3）

【解析】（1）对物块受力分析，根据共点力的平衡条件可得，

解得；

（2）对物块受力分析，根据牛顿第二定律可得，

解得；

（3）根据动能定理可得下滑L时的动能

【题型】解答题
【结束】
25

如图所示，一带电微粒质量为m=2.0×10^﹣11kg、电荷量q=+1.0×10^﹣5C（重力不计），从静止开始经电压为U₁=100V的电场加速后，水平进入两平行金属板间的偏转电场中，微粒射出电场时的偏转角θ=30°，并接着进入一个方向垂直纸面向里、宽度为D=34.6cm的匀强磁场区域．已知偏转电场中金属板长L=20cm，两板间距d=17.3cm．（注意：计算中取1.73）求：

（1）带电微粒进入偏转电场时的速率v₁；

（2）偏转电场中两金属板间的电压U₂；

（3）为使带电微粒在磁场中的运动时间最长，B的取值满足怎样的条件？