高二物理上學(xué)期期中模擬卷（人教版）

全解全析

（考試時間：90分鐘，分值：100分）

一、選擇題：本題共12小題，每小題4分，共48分。在每小題給出的四個選項中，第1?8題只有一項

符合題目要求，第9~12題有多項符合題目要求。全部選對的得4分，選對但不全的得2分，有選錯的得

0分。

1.下列說法中正確的是（）

A.由庫侖定律尸=絲陛可知，廠-0時，/foe

r

F

B.由電場強度E=］可知，電場強度E與電荷量q成反比

F

C.由電場強度E=一可知，電場強度E與電場力尸成正比

q

D.由點電荷場強公式E=與可知，廠一定時，電荷量。越大，場強E越大

r

【答案】D

【詳解】A.由庫侖定律尸=絲里可知，廠-0時庫侖定律不再適用，則選項A錯誤；

r

BC.電場強度是由電場本身決定的，由試探電荷的電量g以及所受的電場力尸無關(guān)，選項BC錯誤；

D.由點電荷場強公式

人絲

r

可知，：?一定時，電荷量0越大，場強E越大，選項D正確。

故選D。

2.電鰻瞬時放電時可產(chǎn)生高壓，電流通過水介質(zhì)傳導(dǎo)足以擊暈大型獵物或敵人，如圖甲所示。電鰻瞬時放

電時周圍的電場可簡化為兩個點電荷產(chǎn)生的電場，如圖乙所示，圖中是描述/、3兩個點電荷電場的部分電

甲乙

A./帶負電，8帶正電

B.4的電荷量小于2的電荷量

C.在M點由靜止釋放一個帶正電的粒子，僅在靜電力的作用下，粒子會沿電場線運動到N點

D.M點的電場強度大于N點的電場強度

【答案】D

【詳解】AB.根據(jù)電場線的分布特點，電場線從/出發(fā)，部分終止于2,所以/帶正電，3帶負電，且“

的電荷量大于8的電荷量，故AB錯誤；

C.由于"點和N點在同一條電場線上且電場線為曲線，所以該粒子僅在靜電力作用下不可能沿電場線運

動，故C錯誤；

D.由于M點處的電場線比N點處密集，所以M點的電場強度大于N點的電場強度，故D正確。

故選D。

3.兩根通有相同電流的長直導(dǎo)線垂直于X。），平面固定在“（-。,0）、N（a,O）兩點，電流方向垂直于xQy平

面向里，此時尸（0,。）點的磁感應(yīng)強度為8。若將河點的電流方向變?yōu)榇怪庇趚Oy平面向外，P點的磁感應(yīng)

強度為夕，則（）

，沙

P"(0,a)

MN

-H8F-——

(一。,0)O(a,0)

A.9的大小是8的正倍，方向相同B.8'的大小是8的正倍，方向垂直

C.9與2大小相等，方向相同D.9與3大小相等，方向垂直

【答案】D

根據(jù)安培定則可知，當(dāng)M點的電流方向垂直于紙面向里時，尸點的磁感應(yīng)強度沿x軸正方向，由矢量的疊

加原理，可知大小等于每根導(dǎo)線在尸點產(chǎn)生磁場磁感應(yīng)強度大小的萬倍；當(dāng)〃點的電流方向垂直于紙面

向外時，P點的磁感應(yīng)強度沿y軸正方向，大小與8相等。

故選D。

4.如圖為一塊手機電池的文字說明，下列說法正確的是（）

3.6V500mA-h鋰離子電池

SNN5648AC2NALWJMAIC

IIIIIIIIIIIIIIIIIIIII

20170708JCC1028

A.該電池的容量為500mA小，能存儲的最大電能為1.8kJ

B.該電池的電動勢為3.6V

C.該電池在工作時的電流為500mA

D.若電池以10mA的電流工作，可用5h

【答案】B

【詳解】A.500mA1是該電池的容量，能存儲的最大電能為

￡=吟勿=3.6Vx0.5Ax3600s=6480J=6.48kJ

故A錯誤；

B.根據(jù)手機電池的銘牌可知該電池的電動勢為3.6V,故B正確；

C.該電池的容量為500mA1,其含義為若工作電流為500mA,則電池可工作一小時，而在工作時的電流

不一定為500mA,故C錯誤；

D.該電池的容量為500mA-h,根據(jù)

q=It

可知，若電池以10mA的電流工作，可用50h,故D錯誤。

故選B。

5.某靜電場中，一帶負電粒子僅在電場力的作用下沿x軸正向運動，其電勢能綜隨位置x變化如圖所示。

下列說法正確的是（）

A.x/處電場強度最大

B.切處電勢最高

C.粒子在打處動能最大

D.粒子從X1到X2電場力做正功

【答案】C

【詳解】A.根據(jù)AEp=-婚=pEAx

可知，紇-》圖像的切線斜率表示電場力大小，則町處粒子受到的電場力為0,場強為0,故A錯誤；

B.根據(jù)耳=40，由于粒子帶負電，所以電勢越高，電勢能越小，則M處電勢最高，故B錯誤；

C.由于粒子只受電場力作用，所以動能與電勢能之和保持不變，由于肛處電勢能最小，所以粒子在均處

動能最大，故C正確；

D.由題圖可知，粒子從X/到X2電勢能增大，所以電場力做負功，故D錯誤。

故選C。

6.某靜電場的等差等勢面如圖中虛線所示。一電子從其右側(cè)進入該電場，實線為電子運動的軌跡，P、。、

R為其軌跡上的三點，電子僅在電場力作用下從尸點運動到R點，在此過程中，下列說法正確的是（）

A.尸點的電勢高于。點的電勢

B.從尸至R的運動過程中，電子的動能增加

C.電子在尸點的電勢能比在。點的電勢能少

D.電子在尸點的加速度小于在。點的加速度

【答案】B

【詳解】BC.由圖可知

電子僅在電場力作用下從尸點運動到R點，電場力做正功，動能增加，電勢能減小，則電子在尸點的電勢

能比在。點的電勢能多，故B正確，C錯誤;

A.根據(jù)耳=40，電子帶負電，跟電勢能多的位置電勢低，則P點的電勢低于。點的電勢，故A錯誤;

D.由于等差等勢面越密的位置場強越大，則鼎〉

根據(jù)牛頓第二定律4后=俏〃

可知電子在P點的加速度大于在。點的加速度，故D錯誤。

故選B。

7.如圖所示，同種材料制成粗細均勻、半徑不同的圓柱形金屬絲甲、乙串聯(lián)后接入電路，閉合開關(guān)，測得

兩金屬絲兩端的電壓相等。已知金屬絲甲的長度為/,金屬絲乙的長度為4/。下列說法中正確的是（）

-----------------1卜

A.甲、乙兩金屬絲的半徑之比為1：2

B.甲、乙兩金屬絲內(nèi)的電場強度大小之比為1：4

C.甲、乙兩金屬絲的單位體積內(nèi)自由電荷的個數(shù)之比為1：4

D.甲、乙兩金屬絲內(nèi)電子定向移動的速率之比為1：2

【答案】A

【詳解】A.根據(jù)題意，串聯(lián)接入電路，通過兩金屬絲的電流相等，而兩金屬絲兩端的電壓相等，故兩金屬

絲的電阻相等，由尺=Q彳可知甲、乙兩金屬絲的橫截面積之比為1:4,故半徑之比為1:2,故A正確；

B.根據(jù)￡=：,可得甲、乙兩金屬絲內(nèi)的電場強度大小之比為4:1,故B錯誤；

C.甲、乙兩金屬絲材料相同，故單位體積內(nèi)自由電荷的個數(shù)之比為1:1,故c錯誤；

D.根據(jù)電流的微觀表達式/=〃qSv,可知甲、乙兩金屬絲內(nèi)電子定向移動的速率之比為4:1,故D錯誤。

故選Ao

8.如圖所示，電源電動勢為E、內(nèi)阻為「，凡為定值電阻，且為電容器的電容為C。閉合開關(guān)S,

增大可變電阻火阻值的過程中，電壓表示數(shù)的變化量為AU,電流表示數(shù)的變化量為A/,則()

A.電壓表示數(shù)U和電流表示數(shù)/的比值為凡+r

B.AU和AZ的比值為廠

C.電容器電荷的增加量為CAU

D.電源輸出功率增加

【答案】C

【詳解】A.可變電阻尺兩端電壓為電壓表示數(shù)U,電流表示數(shù)/為流過可變電阻R的電流，由電阻的定義

可知，可變電阻的阻值

I

A錯誤；

B.由閉合電路歐姆定律可知

E=U+I(R0+r)

則AU和A/的比值為

KUn

-----=R+r

AZ0

B錯誤；

C.該過程電容器的電荷量增加量

\q=C\U

C正確；

D.電源輸出功率隨電阻變化的圖像如圖所示

當(dāng)外電阻等于電源內(nèi)阻時，電源輸出功率最大，由于「＜夫,,由圖可知電源輸出功率減小，D錯誤。

故選C。

9.如圖所示，直線A為某電源的U—/圖線，曲線B為某小燈泡的U-/圖線的一部分，用該電源和小燈泡

組成閉合電路時，燈泡恰好能正常發(fā)光，則下列說法中正確的是（）

2

A.此電源的內(nèi)阻為RO

B.額定狀態(tài)下，小燈泡阻值為1.5。

C.燈泡的額定功率為6W

D.小燈泡的U-/曲線說明電功率越大，燈絲電阻率越小

【答案】BC

【詳解】A.根據(jù)電源U-I圖可得U=4-0.5/

又有U=E-Ir

所以，電源電動勢E=4V,內(nèi)阻片0.5。，故A錯誤；

BC.電源和小燈泡組成閉合電路時，燈泡兩端電壓為路端電壓，故兩曲線交點即為燈泡的電壓、電流；又

有燈泡恰好能正常發(fā)光，故燈泡的額定電壓U=3V,額定電流/=2A,所以，額定功率為P=〃=6W

U3

阻值為夫=—=-0=1.5。

I2

故BC正確；

D.由圖可得：電功率越大時，曲線越陡，那么電阻越大，故電阻率越大，故D錯誤；故選BC。

10.如圖所示，邊長￡=2技m的正方形成〃處在一個勻強電場中，電場線與正方形所在平面平行。已知

a、b、c三點的電勢分別為4=6V、仍=4丫和/=2丫，。為ac與6d的交點。下列說法正確的是（）

A.d點的電勢為4VB.O點的電勢為零

C.電場方向由。指向cD.勻強電場的電場強度大小為50V/m

【答案】AC

【詳解】AB.根據(jù)題意，可知4。=%-%=。*=%-已=?=^^解得%=4丫可知6。"為一條等

勢線，即d點的電勢傷=4V,A正確、B錯誤;

C.由于電場線垂直于等勢線，由高電勢點指向低電勢點，則電場線的方向由。指向c,C正確;

D.根據(jù)勻強電場中電場強度和電勢差的關(guān)系，可知勻強電場的電場強度大小E=^=100V/m,D錯誤。

故選AC?

11.已知，燈泡A、B額定電壓均為U=110V,額定功率分別為口=100W,[=40W,兩燈泡內(nèi)阻阻值

不隨溫度變化。則兩燈泡直接串聯(lián)如圖甲所示，燈泡不被燒壞且兩端電壓最大；為讓燈泡A、B和電阻連

接后接在220V電壓上，且燈泡均正常發(fā)光，分別設(shè)計如圖乙、丙、丁所示三種電路圖，下列說法正確的是

()

A.圖甲中B更亮，兩端電壓為154V

B.圖乙中電阻上消耗的功率為45W

C.圖丙中與A串聯(lián)的電阻消耗的功率比與B串聯(lián)的電阻消耗的功率小

D.圖丁中電路消耗的總功率與圖丙中電路消耗的總功率一樣大

【答案】AD

【詳解】A.燈泡的電阻分別為

4

所以在電流相同時，B更亮，在串聯(lián)加最大電壓時，B正常發(fā)光，電路中電流為yjA,此時A分到的電壓

為44V,B分到的電壓為110V,于是串聯(lián)能加的最大電壓為154V,A正確;

B.題圖乙中電阻的作用為分流，其功率為尸=U=60W,B錯誤;

C.題圖丙中，對A所在支路，燈泡A與電阻兩端電壓相等，所以二者功率相等，均為100W,同理，燈泡

B與電阻兩端電壓相等，所以二者功率相等，均為40W,C錯誤;

D.題圖丁中電路的總功率可以直接利用等效思想，得出電路的總功率為280W,D正確。

故選ADo

12.示波器可以用來觀察電信號隨時間變化的情況，其核心部件是示波管，其原理圖如下，XX為水平偏轉(zhuǎn)

A.XX，加圖3波形電壓、YY，不加信號電壓，屏上出現(xiàn)一個亮點

B.XX，加圖2波形電壓、YY，加圖1波形電壓,屏上將出現(xiàn)一條豎直亮線

C.XX，加圖4波形電壓,YY，如圖2波形電壓,屏上將出現(xiàn)一條豎直亮線

D.XX，加圖4波形電壓,YY，力口圖1波形電壓,屏上將出現(xiàn)圖1所示圖線

【答案】BD

【詳解】A.XX，加圖3波形電壓、YY，不加信號電壓，據(jù)示波管的工作原理可知會使電子槍發(fā)射的電子在

水平電場的作用下，左右周期性的打在屏上，所以出現(xiàn)屏上在兩個位置出現(xiàn)亮點，故A錯誤;

B.XX，加圖2波形電壓、YY，加圖1波形電壓，屏上將出現(xiàn)一條豎直亮線，故B正確；

C.XX，加圖4波形電壓、YY，加圖2波形電壓，屏上將出現(xiàn)一條水平亮線，故C錯誤；

D.XX，加圖4波形電壓、電子會在水平方向上水平勻速掃描，YY，加圖1波形電壓，會使電子在豎直方向

上按簡諧振動的方式掃描，所以屏上將出現(xiàn)圖1所示圖線，故D正確。故選BD。

二、實驗題：本題共2小題，共14分。

13.（6分）有一長度為￡、電阻率為"的圓柱形金屬管（阻值約十幾歐姆），管內(nèi)部中空，其橫截面如圖甲

所示?，F(xiàn)需要測量中空部分的橫截面積S,某實驗小組設(shè)計了如下實驗。所用實驗器材為：

電流表/（量程為0.6A,內(nèi)阻約為3。）；

電壓表廠（量程為3.0V,內(nèi)阻約為3kO）；

滑動變阻器R（最大阻值為10Q）；

電源E（電動勢為3V,內(nèi)阻可忽略）；

待測金屬管4、開關(guān)S、導(dǎo)線若干。

甲乙丙

部分實驗步驟如下：

⑴先用螺旋測微器測量金屬管的直徑d,如圖乙所示其讀數(shù)為mm。

（2）按圖丙連接電路，電壓表右端應(yīng)連接點（選填"AT或"M）,利用此電路測得的電阻值

（選填"大于"或"小于"）真實值。

⑶閉合開關(guān)S,測出電壓表示數(shù)。、電流表示數(shù)/,則金屬管的中空截面積5=（用。、/、L、p、d

表示）。

【答案】（1）10.400mm

⑵M小于

,、1,2pIL

（3）-7rd~------

4U

【詳解】（1）根據(jù)螺旋測微器的讀數(shù)規(guī)律可知，該讀數(shù)為10mm+0.0lx40.0mm=10.400mm

（2）田由于電壓表的內(nèi)阻遠遠大于待測電阻的阻值與電流表的內(nèi)阻，可知，電流表的分壓影響較大，實驗

中應(yīng)排除電流表分壓影響，可知測量電路采用電流表外接法，即更合理的是電壓表右端應(yīng)連接M點；

⑵由于測量電路采用電流表的外接法，則實驗誤差在電壓表的分流，由于電壓表分流影響，導(dǎo)致電流的測

量值偏大，則利用此電路測得的電阻值小于真實值。

（3）根據(jù)歐姆定律有尺=與根據(jù)電阻定律有'一'"丫0解得S=L/-半

/$4U

14.（8分）按要求填空；

（1）為測量某一電池的電動勢和內(nèi)阻，某同學(xué)設(shè)計了如圖1所示的實驗電路，其中電流表A和電壓表V的內(nèi)

阻均未知。正確連接實驗器材，移動滑動變阻器凡滑片的位置，記錄多組對應(yīng)的電壓表示數(shù)U和電流表示

數(shù)/,在坐標(biāo)系中描出相應(yīng)的點并擬合出如圖2所示的U-/圖線。

①由圖2中數(shù)據(jù)可得電源電動勢￡=V,內(nèi)阻r=Q。（均保留2位有效數(shù)字）

②若忽略偶然誤差，考慮電表內(nèi)阻的影響，則①中測得的內(nèi)阻/（填"大于"、"等于"或"小于"）真

實值。

⑵該同學(xué)緊接著用（1）中的電池給一個歐姆表供電。該歐姆表內(nèi)部結(jié)構(gòu)如圖3所示，表盤刻度如圖4所示

（中央刻度處示數(shù)為"15"）,已知靈敏電流計G的滿偏電流為2mA,內(nèi)阻為450,C、。為兩表筆插孔。若

直接用該歐姆表測量一個阻值約為200。的電阻將會出現(xiàn)指針偏角（填"過大"或"過小"）的現(xiàn)象;

若想使測量時指針位于圖4所示位置，則需在圖3中與G表并聯(lián)一個阻值為Q的電阻。

R,

圖3

【答案】（1）3.01.3小于

⑵過大5

【詳解】（1）田⑵根據(jù)閉合電路歐姆定律U=E-7r

電源U-I圖像與縱軸交點坐標(biāo)值是電動勢,圖像斜率絕對值是電源內(nèi)阻。由圖像可知，電動勢測量值

E=3.0V

電源內(nèi)阻”三詈C=L3Q

考慮到電表內(nèi)阻。=石-/+二

[3]r

I%7

―R\,L公尸

整理得"=力￡_e

因為斜率代表內(nèi)阻,測得的內(nèi)阻-籌=二＜'

所以則①中測得的內(nèi)阻小于真實值。

3

(2)[1]歐姆表的內(nèi)阻與中值電阻相等

由于200歐姆的電阻比中值電阻小得多，可知若用該歐姆表來測量一個阻值約為200歐姆的電阻則會出現(xiàn)

指針偏角過大；

[2]由于待測電阻阻值約為200歐姆，根據(jù)圖4可知在圖中與G表并聯(lián)一個定值電阻后，歐姆表的中值電

3.0

阻為150歐姆，根據(jù)2力0_3?2x10-3義45、一"°。

R

解得R=5Q

三、計算題：本題共4小題，共38分。

15.(8分)某實驗小組拆下一個玩具風(fēng)扇的電動機，并把它接入如下電路，電源電動勢E=12V、內(nèi)阻

『1Q,電壓表和電流表都可看作理想電表。調(diào)節(jié)變阻箱阻值&為56Q,此時電機沒有轉(zhuǎn)動、電壓表示數(shù)為

0.6V；再次調(diào)節(jié)變阻箱阻值R為9Q時，電動機正常工作，電流表示數(shù)為0.6A。求：

(1)電動機的內(nèi)阻能及正常工作時的輸出功率；

(2)若該電動機的發(fā)熱功率超過2W將會被燒壞，請通過計算分析該電動機正常工作時因某原因突然卡住不

轉(zhuǎn)，會不會被燒壞？

【答案】（1）3。，2.52W

（2）會被燒壞

【詳解】（1）當(dāng)五=56。時，由閉合電路歐姆定律得

Ur

=.M

Er+rM+R

代入數(shù)據(jù)得

冗=3Q

當(dāng)五=9。時，由閉合電路歐姆定律

UM=E-I(r+R)

電動機得輸出功率

舄出=“M-/2TM

解得

絳出=2.52W

（2）若被卡住，由閉合電路歐姆定律

￡=4(火+〃+。)

電動機得熱功率

格二/九

解得

之P2.56W>2W

會被燒壞

16.（8分）光滑、絕緣的3圓弧軌道固定在水平地面上，整個空間有水平向右的勻強電場一質(zhì)量為

m=2.0xl0-4kg^電荷量為4=1.0x10-9（2帶正電的小球（可視為質(zhì)點）靜止在圓弧軌道上，小球與圓心O

的連線與豎直半徑。4的夾角，=37。。已知重力加速度g=10m/s2,sin37°=0.6,cos37°=0.8o

⑴求勻強電場的電場強度E；

⑵鎖定小球，撤去原來的水平勻強電場，在空間加一豎直向上，大小為2￡的勻強電場，解除鎖定，不計空

氣阻力作用，求解鎖后2s內(nèi)電場力對小球做的功沙。

【答案】⑴1.5X106N/C

（2J0.03J

【詳解】（1）小球受到重力、電場力和支持力作用靜止，如圖所示

根據(jù)共點力平衡條件得Gcos6=?7g,F支sine=qE

聯(lián)立解得E=1.5X1（）6N/C

（2）電場改變后，小球受力如圖所示

，'2qE

■m

▼mg

根據(jù)牛頓第二定律有ma=2qE-mg

解得"密_g

m

根據(jù)勻變速直線運動規(guī)律有x=^at2

電場力對小球做的功為少=2qEx

聯(lián)立解得少=0.03J

17.（10分）如圖所示Q）電路，當(dāng)滑動變阻器的滑片從一端滑到另一端的過程中，兩理想電壓表Vj,V2

的讀數(shù)隨理想電流表讀數(shù)的變化情況如圖（b）中的①、②兩直線表示，求：

（1）電源的電動勢E和電阻內(nèi)阻r；

（2）定值電阻凡與變阻器的總電阻；

（3）滑動變阻器的滑片從一端滑到另一端的過程中滑動變阻器消耗電能功率的最大值。

【答案】(1)r=4Q,E=7.2V；(2)68Q；(4)0.54W

【詳解】(1)圖線①滿足閉合定律歐姆定律：

U\=E-Ir

對圖像代入兩組數(shù)據(jù)(0.1A,6.8V),(0.3A,6V)有

6.8=5一0.1r

6=￡—0.3-

求得

E=7.2V

r=4。

(2)圖線②滿足部分電路歐姆定律

電流為0.1A時滑片在變阻器最右端滑動變阻器電阻全部接入，分得電壓為

6.8-2.0=4.8V

滑動變阻器電阻

48

R=——二48Q

0.1

定值電阻燈與變阻器的總電阻為

R+R0-680

(3)滑動變阻器功率

PR=EI-I\r+Ro-)

當(dāng)

/一72

-——=0.15/

2(r+&)2(4+20)

時PR有最大值0.54W

18.(12分)如圖所示，內(nèi)壁光滑、內(nèi)徑很小的絕緣"S形"管/8C由兩段半徑為R的圓弧管組成、固定在豎

直平面內(nèi)，圓弧管段中心軸線恰好與靜電分析器的中心軸線重合。邊長為3R的正方形區(qū)域腦叱。內(nèi)有

電場強度為￡豎直向下的勻強電場，虛線框外為真空區(qū)域。圓心a、a與勻強電場邊界肱v共線，圓心Q

恰與川點重合。一質(zhì)量為冽，可視為質(zhì)點的帶正電，電荷量為q的小球從絕緣管的/點由靜止開始滑入管

內(nèi)，到達C點時恰好對管道無壓力，且小球進入勻強電場后恰好落到尸。的中點。重力加速度為g。（忽略

電場的邊緣效應(yīng)）求：

（1）小球在到達c點時的速度大?。?；

（2）靜電分析器中心軸線處的電場強度線的大小;

（3）勻強電場的電場強度￡的大小;

（4）電場的右邊界有一長為