2020-2021学年高二（上）期中物理试卷
一、选择题：本题共10小题，每小题5分，共50分。在每小题给出的四个选项中，第1～7题只有一个选项符合题目要求，第8～10题有多个选项符合题目要求。全部选对的得5分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。)
1. 库仑定律的数学表达式为𝐹＝𝑘电力常量，下列说法正确的是（ ）
，式中𝑘为静电力常量。关于库仑定律及静
A.库仑定律不能用于两个带电体间库仑力的计算
B.由𝐹＝𝑘可知，当两个带电小球的距离趋于零时，它们之间的库仑力无穷大
C.库仑力和万有引力是同种性质的力
D.若用国际单位制的基本单位表示，则𝑘的单位为𝑘𝑔⋅𝑚3⋅𝐴−2⋅𝑠−4
2. 若一遥控玩具汽车在平直轨道上运动的位移-时间图象如图所示，则它的速度-时间图象是（ ）
A. B.
C.
D.
3. 随着城市夜生活的增多，每晚因为照明消耗的电能占据用电量的很大一部分。为了节省电能，并为城市提供夜间照明，“人造月亮”设想应运而生。假设“人造月亮”和月球
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都绕地球做匀速圆周运动，“人造月亮”的轨道半径小于月球的轨道半径，则“人造月亮”与月亮相比，具有更大的（ ） A.运行速度
4. 自奥斯特发现电流能使磁针发生偏转之后，安培等人又做了很多关于电流与磁场发生相互作用的实验。如图所示，把一段直导线悬挂在蹄形磁铁的两极间，通以电流，导线就会移动。关于该实验，下列说法正确的是（ ）
B.运行周期
C.向心力
D.动能
A.导线和蹄形磁铁之间存在相互作用力，但蹄形磁铁对导线的作用力更大，所以蹄形磁铁不动，导线运动
B.导线对蹄形磁铁的力和蹄形磁铁对导线的力是一对平衡力 C.导线受到的磁场力是蹄形磁铁的磁场施加的
D.导线和蹄形磁铁没有接触，因此蹄形磁铁没有受到导线对它的力的作用
5. 如图所示，在竖直放置的平行板电容器的左极板附近的𝑃点由静止释放一个可视为质点的带电小球，小球将运动到电容器的右极板。不考虑小球到达右极板后的运动情况，则此次运动过程中，小球在任意相等时间内的（ ）
A.位移增量相同 C.动能增量相同
6. 如图所示，一同学表演荡秋千。已知秋千的两根绳长均为10𝑚，该同学和秋千踏板的总质量约为50𝑘𝑔。绳的质量及空气阻力忽略不计，若该同学荡到最高点时绳与竖直方向的夹角为37∘，则当该同学荡到秋千支架的正下方时，每根绳子承受的平均拉力约为（ ）（重力加速度𝑔取10𝑚/𝑠2，sin37∘＝0.6，cos37∘＝0.8）
B.速度增量相同
D.机械能增量相同
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A.250𝑁
7. 欧姆表的电路结构如图所示。把欧姆表调零后测量一个阻值为𝑅1的电阻时，𝐺的指
B.350𝑁
C.500𝑁
D.700𝑁
针偏转至满刻度的
处；测量一个阻值为𝑅2的电阻时，𝐺的指针偏转至满刻度的
处；
则𝑅2与𝑅1的比值
为（ ）
A.3
8. 正电荷只在电场力作用下沿直线由𝐴运动到𝐵，其电势能𝐸𝑝随位移𝑥的变化关系如图所示，则下列选项可能符合该正电荷运动场景的是（ ）
B.4
C.5
D.6
A.
B. C. D.
9. 如图所示，𝑀、𝑁是纸面内一椭圆的两个焦点，两根互相平行的长直导线分别过𝑀、𝑁两点，且导线与纸面垂直，导线中通有大小相等、方向相反的电流。𝑂是椭圆的中心，𝑎、𝑐是椭圆的长轴与椭圆的交点，𝑏、𝑑是椭圆的短轴与椭圆的交点，关于𝑎、𝑏、𝑐、𝑑、𝑂处的磁场，下列说法正确的是（ ）
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A.𝑂点处的磁感应强度为零 B.𝑎、𝑐两处的磁感应强度相同 C.𝑏、𝑑两处的磁感应强度相同
D.在𝑏𝑑连线上，𝑂点处的磁感应强度最大
10. 𝑃、𝑄为真空中一条水平直线上的两个等量同种点电荷。现以它们的连线中点𝑂为球心，画一个半径为𝑟的球面，如图所示。𝐴、𝐵、𝐶、𝐷、𝐸、𝐹为球面上的6个点，𝐴、𝐵在𝑃、𝑄所在水平直线上、𝐶、𝐷在𝑃、𝑄连线的竖直中垂线上，𝐸、𝐹在𝑃、𝑄连线的水平中垂线上。一电子只在静电力作用下沿着𝐶𝐸𝐷𝐹𝐶做匀速圆周运动，则下列说法正确的是（ ）
A.𝑂点电势高于𝐶点电势 B.𝐴、𝐵、𝐸、𝐹四点的电势相同
C.若将一负电荷沿球面从𝐴移动到𝐵，电场力先做负功后做正功 D.只要速度合适，电子只在静电力作用下也可沿𝐴𝐸𝐵𝐹𝐴做匀速圆周运动 二、非选择题：本题共6小题，共60分。)
11. 实验室内有一金属圆柱体，某同学欲测量它的电阻率。
（1）该同学先用游标卡尺测量圆柱体的长度，再用螺旋测微器测量圆柱体的直径，测量结果分别如图1和图2所示，则圆柱体的长度𝑙＝________𝑚𝑚、直径𝑑＝________𝑚𝑚。
（2）该同学准备再测量该金属圆柱体的电阻时，发现实验室内唯一的电压表已损坏，
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于是他打算用一个微安表头（量程100𝜇𝐴，内阻900𝛺）和电阻箱改装一个量程为3𝑉的直流电压表，则改装成功后电阻箱接入电路中的阻值为________𝛺。
12. 某同学利用伏安法测量两节干电池电池组的电动势和内阻，他设计的电路如图1所示。该同学准备采用两种测量方案：一种是将开关𝑆2拨向1，另一种是将开关𝑆2拨向2。测量得到如图2所示的两条𝑈−𝐼图线，其中𝑈与𝐼分别为电压表和电流表的示数。
回答下列问题：
（1）实验开始前，应先将滑动变阻器的滑片𝑃调到________（填“𝑎”或“𝑏”）端。
（2）图2中标记为Ⅱ的图线是将开关𝑆2拨向________（填“1”或“2”）时的方案测量得到的。
（3）这两节干电池电池组的电动势真实值为________𝑉，电池组内阻的真实值约为________𝛺（最后一空保留两位有效数字）。
13. 在课外探究活动中，某同学将开关、电动机、电流表和电阻箱串联后接到直流电源上。将电阻箱接入电路的阻值调到𝑅1＝19𝛺时，闭合开关后，电动机并没有转动，这时电电流表的读数𝐼1＝0.45𝐴；此后，调整电阻箱接入电路的阻值，当电阻箱接入电路的阻值𝑅2＝10𝛺时，电动机正常工作，电流表的读数𝐼2＝0.65𝐴。已知直流电动机的线圈阻值𝑟＝1.0𝛺，电流表为理想电表，直流电源的内阻不计。求： （1）直流电源的电动势𝐸和电动机的额定电压𝑈；
（2）电动机正常工作时的机械功率𝑃（保留两位有效数字）。
14. 如图所示，虚线𝑀𝑁沿竖直方向，在𝑀𝑁的左侧有一范围足够大、平行纸面且方向水平的匀强电场。现将一质量为𝑚、电荷量为𝑞的带正电粒子从水平地面上的𝐴点以初速度𝑣0竖直向上射入电场，经时间𝑡该粒子从𝑀𝑁上的𝑃点（图中未画出）离开电场，且离开电场时的速度方向与水平方向的夹角为60∘。不计粒子的重力。
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（1）求匀强电场的电场强度大小，并判断其方向；
（2）求𝐴、𝑃两点的电势差𝑈𝐴𝑃。
15. 如图所示，在光滑绝缘水平面上方有一水平向右的匀强电场，电场强度大小为𝐸。将一所带电荷量大小为𝑞的小滑块放在𝐴点，并同时对小滑块施加一水平向右的恒力𝐹（未知），经时间𝑡小滑块运动到𝐵点，小滑块到达𝐵点后立即将外力反向，不改变外力下的大小，又经过时间𝑡滑块回到𝐴点。已知𝐴、𝐵之间的距离为𝑥。
（1）判断小滑块的电性；
（2）求外力𝐹的大小；
（3）求小滑块回到𝐴点时的动能。
16. 如图所示，绝缘轨道𝑃𝐵𝐶𝐷由粗糙的水平轨道𝑃𝐵和半径𝑅＝0.5𝑚的竖直光滑半圆轨道𝐵𝐶𝐷组成，𝑃𝐵与𝐵𝐶𝐷相切于𝐵点。整个轨道处于水平向右的匀强电场中，将一质量𝑚＝0.1𝑘𝑔的带正电的小滑块从𝑃点由静止释放，若小滑块受到的电场力与其重力的大小之比为3:4，𝑃𝐵之间的距离为2.5𝑚，且滑块经𝐵点后恰能沿半圆轨道运动到𝐷点，重力加速度𝑔取10𝑚/𝑠2。
（1）求小滑块与水平轨道间的动摩擦因数𝜇；
（2）求小滑块运动到𝐶点时对轨道的压力大小。
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参与试题解析
一、选择题：本题共10小题，每小题5分，共50分。在每小题给出的四个选项中，第1～7题只有一个选项符合题目要求，第8～10题有多个选项符合题目要求。全部选对的得5分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。 1.
【答案】 D 【解析】
该题考查库仑定律的表达式𝐹＝𝑘位，根据记忆可直接写出结果 2.
的适用条件，物理学史以及𝑘的物理含义及单
【答案】 C
【解析】
位移-时间图象的斜率等于物体运动的速度。 3.
【答案】 A
【解析】
“人造太阳”绕地球做匀速圆周运动，万有引力提供向心力，列出关系式分析解答。 由于不知道“人造月亮”与月亮的质量关系，故无法比较向心力大小和动能大小。 4.
【答案】 C
【解析】
根据牛顿第三定律可知导线与蹄形磁铁之间的力为相互作用力，大小相等，方向相反，作用在同一直线上。 5.
【答案】 B
【解析】
（1）带电粒子在电场中受到恒定的电场力和重力作用，小球做初速度为零的匀加速直线运动，根据运动学位移时间关系可判断位移增量与时间关系；
（2）根据匀变速直线运动的速度时间关系，可判断速度增量与时间的关系； （3）根据动能定理可判断动能增量与时间的关系；
（4）根据电场力做正功即使机械能的增量，可判断机械能增量与时间的关系。 6.
【答案】 B
【解析】
根据动能定理求出秋千荡到最低点的速度，根据牛顿第二定律求出秋千对运动员支持
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力，从而得出每根绳子的拉力。 7.
【答案】 A
【解析】
欧姆表调零即待测电阻为零，根据指针偏转位置和闭合回路欧姆定律求解。 8.
【答案】 C,D
【解析】
根据电势能的变化可知电场力做功情况，从而明确电场线的方向，再根据电势能公式确定𝐸与图象斜率的关系，从而明确𝐸的大小关系。 9.
【答案】 B,C,D 【解析】
应用安培定则确定两根导线在𝑎、𝑏、𝑐、𝑑四点磁场的方向，然后应用平行四边形定则确定各点磁场方向。 10. 【答案】 A,C
【解析】
本题以带电粒子在球面上运动为情景，考查常见电场的分布、电势、电场力做功、圆周运动的条件，考查考生的理解能力和物理观念。 二、非选择题：本题共6小题，共60分。 11. 【答案】 50.1,0.400 29100
【解析】
（1）游标卡尺主尺与游标尺示数之和是游标卡尺的示数；螺旋测微器固定刻度与可动刻度示数之和是螺旋测微器的示数。
（2）把微安表改装成电压表需要串联分压电阻，应用串联电路特点与欧姆定律可以求出串联电阻阻值。 12. 【答案】 𝑎 2 2.92,2.0
【解析】
（1）滑动变阻器采用限流接法时，为保护电路闭合开关前滑片要置于阻值最大处。 （2）根据图1所示电路图哪种情况下电源内阻测量值大，然后分析图示图象答题。 （3）根据图示电源𝑈−𝐼图象求出电源电动势与内阻。 13.
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【答案】
直流电源的电动势为9.0𝑉，电动机的额定电压为2.5𝑉。 电动机正常工作时的机械功率为1.2𝑊。
【解析】
（1）根据闭合电路欧姆定律列式分析，求解电动机的额定电压。
（2）电动机的机械功率和内阻消耗功率之和等于总功率，根据能量守恒定律分析。 14. 【答案】
匀强电场的电场强度大小为，方向水平向右；
𝐴、𝑃两点的电势差为。
【解析】
（1）粒子向右偏转，由此判断电场强度的方向；在𝑃点根据速度的合成与分解求解电场强度；
（2）根据运动的合成与分解求解粒子在𝑃点的速度，从𝐴到𝑃根据动能定理求解𝐴、𝑃两点的电势差𝑈𝐴𝑃。 15.
【答案】
小滑块带负电；
外力𝐹的大小为2𝑞𝐸；
小滑块回到𝐴点时的动能为4𝑞𝐸𝑥。
【解析】
（1）从𝐴到𝐵根据匀变速直线运动规律列方程、从𝐵到𝐴再根据位移-时间关系列方程求解两个过程中加速度的大小关系，根据牛顿第二定律分析小滑块的带电情况； （2）小滑块带负电，根据牛顿第二定律求解外力的大小； （3）对整个过程，运用动能定理求解动能。 16.
【答案】
小滑块与水平轨道间的动摩擦因数𝜇为0.25； 小滑块运动到𝐶点时对轨道的压力大小为5.25𝑁。
【解析】
（1）滑块恰好通过最高点只有重力提供向心力，求出最高点的速度，然后从𝑃点到𝐷
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点动能定理求出小滑块与水平轨道间的动摩擦因数𝜇；
（2）从𝑃点到𝐶点动能定理求出𝐶点速度，然后在𝐶点由牛顿第二定律求此时小滑块受到的支持力，最后根据牛顿第三定律求出轨道受到的压力。
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