2021北京京源学校高二（上）期中物理（学考）（教师版）

2021北京京源学校高二（上）期中

物理（学考）

一、单项选择题：下列各小题均有四个选项，其中只有一个选项符合题意。

1.下列物理量属于矢量的是

A.电势B.电势能

C.电功率D.磁感应强度

2.一个带+34和一个带-q的大小完全相同的金属球，相距为r时作用力为F,若把它们相接触后再放到相距为，的

地方，假设两种情况下金属球上的电荷都是均匀分布的，这时它们之间的作用力的大小将变为：

11

A.-FB.—FC.FD.3尸

32

3.使带电的金属球靠近不带电的验电器，验电器的箔片张开。下列各图表示验电器上感应电荷的分布情况，正确的

是（）

5.如图所示，“、b、c是电场中的三个点，其电场强度大小分别为E”、纭、Ec,电势分别为以、必、关于

E“、纥、E,的比较，下列说法中正确的是（）

A.Ea>Eh>EcB.Ea<Eh<EcC.Ea=Eh=EcD.Ea-Eh>Ec

6.如图所示，a、氏c是电场中的三个点，其电场强度大小分别为瓦、Eb、E（；电势分别为他、”、如。关于他、

帆心的比较，下列说法中正确的是（)

A.(pa><ph>(pcB.<pa<<pb<(pcC.(pu=(pb=(pCD.(pa=<ph>(Pc

7.如图所示，a、b、c是电场中的三个点，其电场强度大小分别为Ea、Eb、Ee,电势分别为夕a、9b、依，把正点电

荷由“点沿电场线移到人点的过程中，关于电场力对电荷所做的功及电荷电势能的变化，下列说法中正确的是()

4电场力做正功，电势能增加

A电场力做正功，电势能减少

C.电场力做负功，电势能增加

D.电场力做负功，电势能减少

8.用C表示电容器的电容，。表示电容器所带的电荷量，U表示电容器两极板间的电势差。给一固定电容器充

电，在下面四幅图中，能正确反映上述物理量之间关系的是()

9.关于通电直导线周围磁场的磁感线分布，如图中正确的是()

10.使两个完全相同的金属小球（均可视为点电荷）分别带上-3Q和+5。的电荷后，将它们固定在相距为〃的两

点，它们之间库仑力的大小为现用绝缘工具使两小球相互接触后，再将它们固定在相距为。的两点，它们之间

库仑力的大小为F1.则F1与B之比为（）

A.2:1B.15:4C.15:1D.16:1

11.某电场的分布如图所示，带箭头的实线为电场线，虚线为等势面，A、B、C三点的电场强度分别为E.、EQ

Ec,电势分别为94、%、＜Pc＞关于这三点的电场强度和电势的关系，下列判断中正确的是（)

B.(p>(p

A.EA<EB,(PB=%EA>EB,AB

C.(p<<p

EA>EB,ABD.EA=EC,%=(Pc

12.下图为研究电容器充、放电的实验电路图.实验时,先使开关S掷向1端，电源E对电容器C充电；经过一段

时间，把开关S掷向2端，电容器C与电阻R相连，电容器放电.在开关S接通2端后的极短时间内,下列说法正

确的是（）

A.电容器带电量和两板间电压都增大

B.电容器带电量和两板间电压都减小

C.电容器带电量增大，两板间电压减小

D,电容器带电量减小，两板间电压增大

13.在如图所示的电路中，电源的内阻厂=1.0。，电阻R=9.00,不计电流表的内阻.闭合开关S后,电流表的示

数/=0.2（）A.在通电时间t=4.0s内，通过电阻R的电荷量0为（）

R

A.0.20CB.0.40C

C.0.60CD.0.80C

14.在如图所示的电路中，电源的内阻/"=1.（）。，电阻R=9.0Q，不计电流表的内阻.闭合开关S后,电流表的示

数/=（）.2（）A.电源的电动势石为（）

R

0

A2.0VB.3.0V

C.4.0VD.5.0V

15.在如图所示的电路中，电源的内阻r=L()Q,电阻H=9.()Q,不计电流表的内阻.闭合开关S后，电流表的示

数/=().2()A.电阻R的电功率尸为()

R

0

A.0.40WB.0.36W

C.4.0WD.3.6W

16.如图所示，真空中静止点电荷产生的电场中，4、8为同一条电场线上的两点。取无穷远处为零势能位置。电荷

量为+4的试探电荷，在A点的电势能为EpA,在8点的电势能为EpB。则A、8两点间的电势差UAB等于()

B

qEpA+E

A.LLB.————PB

EPA+EPBq

「qDEPA-EpB

■EPA-EPB■一丁

二、多选题(每小题给出的四个选项中，有多个选项正确。)

17.一束粒子沿水平方向平行飞过小磁针上方，如图所示，此时小磁针S极向纸内偏转，这一束粒子可能是

()

左一......右

S<^-N

，，，；，，，，

A.向右飞行正离子束B.向左飞行的正离子束

C,向右飞行的负离子束D.向左飞行的负离子束

18.如图所示，当电流通过线圈时，小磁针将发生偏转，关于线圈中电流方向和小磁针的偏转方向，正确的说法是

()

A.通入逆时针方向的电流，小磁针的S极指向外

B.通入顺时针方向的电流，小磁针的N极指向外

C.通入逆时针方向的电流，小磁针的N极指向外

D.通入顺时针方向的电流，小磁针的S极指向外

三、填空题（本题共3小题。每小题4分，共12分）

19.如图所示，--带正电的导体球M放在绝缘支架上，把系在绝缘丝线上的带电小球N挂在横杆上。当小球N静止

时，丝线与竖直方向成。角由此推斯小球N带电荷（选填“正”或“负。现用另一与M完全相同的不带电

导体球与何接触后移开，则丝线与竖直方向的夹角9将（选填“变大”或“变小。

20.在测量金属电阻率的实验中，根据图所示电路测量金属丝的电阻.电压表的示数为U,电流表的示数为/,则金

属丝电阻的测量值R=—;测得金属丝的长度为L,横截面积为S,则这段金属丝的电阻率夕=_（用U、人L和

S表示）.

四、计算题（要求写出必要的文字说明和步骤。）

21.如图所示，匀强电场的电场强度E=2.0xl（）4N/C。将电荷量4=+1.0X1（T8C的点电荷从电场中的A点移动

到8点，A、8两点在同一条电场线上，它们间的距离d=0.1m。

(1)求A、B两点间的电势差t/相；

(2)求电荷所受电场力的大小F；

(3)若该点电荷只电场力作用下，从4点由静止释放，该点电荷将如何运动。

(4)将该检验电荷沿电场线由A点移至B点，求在此过程中电场力对检验电荷所做的功

----------------------->

E

-----------------------►

AB

->

22.磁场中放一与磁场方向垂直的电流元，通入的电流是2.5A,导线长10cm,它受到的磁场力为5'10-2N。问：

(1)这个位置的磁感应强度是多大？

(2)如果把通电导线中的电流增大到5A时，这一点的磁感应强度是多大？

(3)如果通电导线在磁场中某处不受磁场力，是否可以肯定这里没有磁场？

23.实验表明，一些金属受到紫外线照射时会有电子射出.如图甲所示，真空中一对平行金属板A和8正对放置，

用紫外线持续照射A板时，4板持续射出速度大小不同的电子，且电子的最大速度为定值.为了简化问题，假设射

出的电子都垂直于A板向B板运动，忽略电子之间的相互作用以及电子所受的重力.电子的电荷量为e.

(1)如图甲所示，在A、B板之间接一灵敏电流计.当电流计示数为/时，求每秒钟到达B板的电子个数N.

(2)将两金属板、电压可调的电源、灵敏电流计连接成如图乙所示的电路，A板接电源正极，8板接电源负极.逐

渐增大两板间的电压，发现电流计示数会随着电压的增大而减小，当电压为Uo时电流计示数刚好为零.

a.求从4板射出的电子具有的最大动能Ekm；

b.有同学认为，断开开关，将B板向左平移一段距离，使其靠近A板后，维持电压Uo不变，再次闭合开关，则电

路中将再次出现电流.你认为这种说法是否正确，请说明理由.

24.近年来，京津冀地区加大了对大气污染治理工作的力度，空气质量进一步好转，2018年北京地区空气质量为优

良的天数达到了227天.空气中的污染颗粒可用飞行时间质谱仪来研究.质谱仪通过测量带电粒子的飞行时间，可

以得到粒子的比荷，从而进一步研究污染颗粒的特性.

某种型号的飞行时间质谱仪结构简图如图所示：主要由脉冲阀，激光器，。、Z?两平行极板间的加速电场，M,

N间的无场漂移区(该区域不存在电场)以及紧邻无场漂移区的探测器组成，探测器可以接收和观察带电粒

子.。板上的小孔。与板上小孔O'的连线垂直于。、人两板.已知h两板间距为d、电压为U；M、N

间的无场漂移区的长度为£.

测量时，仪器内部处于真空状态，脉冲阀释放微量气体，经激光照射，气体微粒成为带电粒子，带电粒子从。板上

的小孔。进入电场，从〃板上小孔射出，沿OO'方向进入无场漂移区，然后到达探测器.忽略带电粒子进入。

板时的速度，不计粒子所受重力和粒子间的相互作用.

（1）试定性描述从小孔。到达探测器的过程中，带电粒子的速度变化情况；

（2）若某带电粒子从小孔。到达探测器的总飞行时间为，，求该粒子的比荷幺；

m

（3）增大带电粒子在质谱仪中的飞行时间，可以提高测量粒子比荷的准确程度.为了提高测量的准确程度，在

。、6两板间电压U不变的情况下，请根据仪器的工作原理，提出一个改进仪器结构的合理设想.

、f

参考答案

一、单项选择题：下列各小题均有四个选项，其中只有一个选项符合题意。

1.下列物理量属于矢量的是

A电势B.电势能

C.电功率D.磁感应强度

【答案】D

【解析】

【分析】标量只有大小没有方向，而矢量既有大小也有方向，可以根据这个特征求解本题.

【详解】电势、电势能、电功率只有大小没有方向所以是标量，而磁感应强度既有大小也有方向为矢量，故D对

故选D

2.一个带+3q和一个带-q的大小完全相同的金属球，相距为，•时作用力为F,若把它们相接触后再放到相距为，的

地方，假设两种情况下金属球上的电荷都是均匀分布的，这时它们之间的作用力的大小将变为：

11

A.-FB.—FC.FD.3F

32

【答案】A

【解析】

【详解】由库仑定律可得：F=k算,而两球接触后再分开平分总电量，故分开后两球的带电量为q；则库仑力

厂

a2F

F'=k1=。,故A正确，BCD错误.

r3

3.使带电的金属球靠近不带电的验电器，验电器的箔片张开。下列各图表示验电器上感应电荷的分布情况，正确的

是（）

【答案】B

【解析】

【详解】由静电感应特点可知，近端感应出异种电荷，远端感应出同种电荷，故选B。

【点睛】

4.下列是几种典型的电场线的分布示意图，其中正确的是（）

【答案】C

【解析】

【详解】A.电场线应从无穷远处出发到负电荷终止，故A错误；

B.电场线应正电荷出发到无穷远处终止，故B错误；

C.根据电场线的特点：从正电荷出发到负电荷终止，可知该图线符合实际，故C正确;

D.电场线应从无穷远处出发到负电荷终止，故D错误；

故选Co

5.如图所示，a、b、c是电场中的三个点，其电场强度大小分别为E.、既、Ec,电势分别为9“、如、纥。关于

E.、纥、纥的比较，下列说法中正确的是（)

A.Ea>Eh>EcB.Ea<Eh<EcC.Eu=Eh=E(.D.Ea=Eb>Ec

【答案】A

【解析】

【详解】根据电场线的疏密程度可知

E”>Eh>Ec

故A正确，BCD错误。

故选Ao

6.如图所示，心b、c是电场中的三个点，其电场强度大小分别为反、&、Ec,电势分别为＜pa、（fib、（fie。关于94、

9b、伙的比较，下列说法中正确的是（)

A.（pa＞（ph＞（pcB.<Pa<(/>b<(PeC.(pu=(ph=(pcD.<pa=(Ph>(Pc

【答案】A

【解析】

【详解】由于沿电场线方向电势逐渐降低，则有像＞强＞外。

故选A。

7.如图所示，a、b、c是电场中的三个点，其电场强度大小分别为瓦、瓦、Ec,电势分别为外、处、9c，把正点电

荷由“点沿电场线移到。点的过程中，关于电场力对电荷所做的功及电荷电势能的变化，下列说法中正确的是（）

A.电场力做正功，电势能增加

B.电场力做正功，电势能减少

C.电场力做负功，电势能增加

D.电场力做负功，电势能减少

【答案】B

【解析】

【详解】电场线水平向右，正电荷在电场中的受力方向沿电场线的方向，故由“点沿电场线移到b点的过程中，电

场力做正功；则电势能减小；

A.电场力做正功，电势能增加，与结论不相符，选项A错误；

B.电场力做正功，电势能减少，与结论相符，选项B正确；

C.电场力做负功，电势能增加，与结论不相符，选项C错误；

D.电场力做负功，电势能减少，与结论不相符，选项D错误；

8.用C表示电容器的电容，。表示电容器所带的电荷量，。表示电容器两极板间的电势差。给一固定电容器充

电，在下面四幅图中，能正确反映上述物理量之间关系的是（）

八C

A.

0Q

一t

（）Q■

k,

0u

0L

【答案】A

【解析】

【详解】AB.由公式。=二-可知，电容器的电容与所带电荷量无关,

故A正确，B错误;

CD.由公式。=卷得

Q=cu

则。与U成正比，故CD错误。

故选Ao

9.关于通电直导线周围磁场的磁感线分布，如图中正确的是（

【答案】A

【解析】

【分析】

【详解】A.伸开右手，大拇指方向为电流方向，则四指环绕方向为逆时针，故A正确；

B.伸开右手，大拇指方向为电流方向，则四指环绕方向为逆时针，而图为顺时针，故B错误；

CD.直导线周围的磁感线应该是一系列的同心圆，故CD错误。

故选A。

10.使两个完全相同的金属小球（均可视为点电荷）分别带上-3Q和+5。的电荷后，将它们固定在相距为。的两

点，它们之间库仑力的大小为现用绝缘工具使两小球相互接触后，再将它们固定在相距为a的两点，它们之间

库仑力的大小为F2.则E与尺之比为（）

A.2:1B.15:4C.15:1D.16:1

【答案】C

【解析】

【详解】相距为a时，根据库仑定律得

a

接触后，各自带电量变为

则此时有

Cl

则Fi与尸2之比为15：1,故C正确，A,B,D错误。

故选Co

11.某电场的分布如图所示，带箭头的实线为电场线，虚线为等势面，A、B、C三点的电场强度分别为七八、EB、

Ec,电势分别为**、/、（pc,关于这三点的电场强度和电势的关系，下列判断中正确的是（）

---------i♦A

A.EA<E8,(pB=<pcB.EA>EB,<pA>(pB

C.EA>EH,<pA<<pBD.EA=Ec,(pK=(pc

【答案】B

【解析】

【详解】根据电场线的疏密程度可知

>EB

马>Ec

由题意可知虚线为等势线，则

沿着电场线电势逐渐降低可知

<PA><Pc

则

可知B正确，ACD错误。

故选B»

12.下图为研究电容器充、放电的实验电路图.实验时，先使开关S掷向1端，电源E对电容器C充电；经过一段

时间，把开关S掷向2端，电容器C与电阻R相连，电容器放电.在开关S接通2端后的极短时间内，下列说法正

确的是()

A,电容器带电量和两板间电压都增大

B.电容器带电量和两板间电压都减小

C.电容器带电量增大，两板间电压减小

D,电容器带电量减小，两板间电压增大

【答案】B

【解析】

【详解】开关S与“『端相连时，电源向电容器充电，电流先增大，电容器带电量不断增多，两板间电压也不断增

大；开关S与“2”端相连时，电容器放电，电流减小，电容器带电量减小，两板间电压也在减小。故ACD错误，B

正确。

13.在如图所示的电路中，电源的内阻r=1.0C,电阻R=9.()O,不计电流表的内阻.闭合开关S后，电流表的示

数/=0.2()A.在通电时间/=4.0s内，通过电阻R的电荷量。为()

R

—

A.0.20CB.0.40C

C.0.60CD.0.80C

【答案】D

【解析】

【详解】该电路为串联电流，电流处处相等，故通过电阻R的电流为/=0.2()A,故通过电阻R的电荷量

q=〃=0.20x4.0=0.80C

故D正确ABC错误。

14.在如图所示的电路中，电源的内阻/•=1.()C,电阻R=9.0O,不计电流表的内阻.闭合开关S后，电流表的示

数/=0.20A.电源的电动势石为()

R

——

A.2.0VB.3.0V

C.4.0VD.5.0V

【答案】A

【解析】

【详解】根据如图所示电路，由闭合电路欧姆定律得：

E=I(R+r)=0.20x(9.0+1.0)=2.0V

故A正确BCD错误。

15.在如图所示的电路中，电源的内阻/•=1.0。，电阻R=9.0Q,不计电流表的内阻.闭合开关S后，电流表的示

数/=0.20A.电阻R的电功率「为()

R

(A)

—

A.0.40WB.0.36W

C4.0WD.3.6W

【答案】B

【解析】

【详解】由焦耳定律可得，电阻R消耗的功率

P=I2R=(0.20)2X9.0=0.36W

故B正确ACD错误。

16.如图所示，真空中静止点电荷产生的电场中，A、8为同一条电场线上的两点。取无穷远处为零势能位置。电荷

量为+4的试探电荷，在A点的电势能为EpA,在B点的电势能为*B。则A、8两点间的电势差UAB等于()

AqBEPA+EpB

EPA+EPB'—T

「qDEPA-EpB

'EPA-EPB■一厂

【答案】D

【解析】

【分析】

【详解】A与8两点间的电势差为

U-Wab

UAB-

q

从A到B根据电场力做的功与电势能变化的关系，有

叱AB=EpA-EpB

联立解得

JJ—EpA-EpB

UAB

q

故选D。

二、多选题(每小题给出的四个选项中，有多个选项正确。)

17.一束粒子沿水平方向平行飞过小磁针上方，如图所示，此时小磁针S极向纸内偏转，这一束粒子可能是

左一......右

A.向右飞行的正离子束B.向左飞行的正离子束

C.向右飞行的负离子束D.向左飞行的负离子束

【答案】BC

【解析】

【详解】A.向右飞行的正离子束形成的电流方向向右，根据安培定则可知，正离子在下方产生的磁场方向向里，

则N极转向里，S极转向外，不符合题意，故A错误；

B.向左飞行的正离子束形成的电流方向向左，根据安培定则可知，离子在下方产生的磁场方向向外，则N极转向

外，S极转向里，符合题意，故B正确：

C.向右飞行的负离子束形成的电流方向向左，根据安培定则可知，离子在下方产生的磁场方向向外，则N极转向

外，s极转向里，符合题意，故c正确；

D.向左飞行的负离子束形成的电流方向向右，根据安培定则可知，离子在下方产生的磁场方向向里，则N极转向

里，S极转向外，不符合题意，故D错误。

故选BC

18.如图所示，当电流通过线圈时，小磁针将发生偏转，关于线圈中电流方向和小磁针的偏转方向，正确的说法是

()

A.通入逆时针方向的电流，小磁针的S极指向外

B.通入顺时针方向的电流，小磁针的N极指向外

C.通入逆时针方向的电流，小磁针的N极指向外

D.通入顺时针方向的电流，小磁针的S极指向外

【答案】CD

【解析】

【详解】安培定则：用右手握着通电线圈，四指指向电流的方向，大拇指所指的方向是通电线圈的N极.当线圈通

以沿逆时针方向的电流时，根据安培定则知，纸里是通电线圈的S极，纸外是通电线圈的N极.通电线圈内部的磁

场是从S极出来回到N极，小磁针在通电线圈的内部，小磁针N极受到的磁力和磁场方向相同，小磁针N极垂直

指向纸外.故A错误，C正确；当线圈通以沿顺时针方向的电流时，根据安培定则知，纸里是通电线圈的N极，纸

外是通电线圈的S极.通电线圈内部的磁场是从S极出来回到N极，小磁针在通电螺线管的内部，小磁针N极受

到的磁力和磁场方向相同，小磁针N极垂直指向纸里，故B错误，D正确；故选CD.

【点睛】一个通电线圈也有N极和S极，也按照安培定则判断，纸里是线圈的N极，纸外是线圈的S极.线圈外

部的磁场是从线圈的N极出来回到S极，线圈内部的磁场是从线圈的S极出来回到N极.磁场中该点的磁体N极

受到磁力方向和该点的磁场方向相同.

三、填空题（本题共3小题。每小题4分，共12分）

19.如图所示，一带正电的导体球M放在绝缘支架上，把系在绝缘丝线上的带电小球N挂在横杆上。当小球N静止

时，丝线与竖直方向成6角由此推斯小球N带电荷（选填“正”或“负。现用另一与M完全相同的不带电

导体球与M接触后移开，则丝线与竖直方向的夹角。将（选填“变大”或“变小”）。

【答案】①.正②.变小

【解析】

【详解】口1球M与N相互排斥，M、N带同种电荷，M带正电，N也带正电；

⑵小球N受重力机g、绳的拉力、库仑力凡根据平衡条件可得库仑力大小为

F=mgtanS

库仑力

'F=k—r

由于另一与M完全相同的不带电导体球与M接触后移开，因电量被平分，导致M的带电量减小，则库仑力小，偏

角小，即角。变小。

20.在测量金属电阻率的实验中，根据图所示电路测量金属丝的电阻.电压表的示数为U,电流表的示数为/,则金

属丝电阻的测量值R=_；测得金属丝的长度为L,横截面积为S,则这段金属丝的电阻率夕=_（用U、/、Z.和

S表示）.

【解析】

【详解】[1].根据欧姆定律可得金属丝电阻的测量值：

R=?①

[2],根据电阻定律可得：

R=p三②

联立①②式可得这段金属丝的电阻率：

US

p=­

IL

四、计算题（要求写出必要的文字说明和步骤。）

21.如图所示，匀强电场的电场强度E=2.0x104N/C。将电荷量4=+1.0xl（）-8c的点电荷从电场中的A点移动

到3点，A、3两点在同一条电场线上，它们间的距离d=0.1m。

（1）求A、8两点间的电势差

（2）求电荷所受电场力的大小F；

（3）若该点电荷只在电场力作用下，从A点由静止释放，该点电荷将如何运动。

（4）将该检验电荷沿电场线由A点移至B点，求在此过程中电场力对检验电荷所做的功W。

E:

-AB

----------------------------------->

------------------------------------>

------------------------------------►

【答案】⑴2.0xl（）3V；⑵20x107N;（3）初速度为零的匀加速直线运动;（4）2.0xl0-5J

【解析】

【详解】（1）根据

UAB=Ed

代入数据得

3

C/AB=2.0X10V

（2）根据

F=Eq

代入数据得

F=2.0x10"

（3）若该点电荷只在电场力作用下，由于电场为匀强电场，所以电场力大小方向不变，从A点由静止释放，则该

点电荷做初速度为零的匀加速直线运动；

（4）根据

W=Uq

代入数据得

W=2.0x10-5J

22.磁场中放一与磁场方向垂直的电流元，通入的电流是2.5A,导线长10cm,它受到的磁场力为5乂10-2N。问:

(1)这个位置的磁感应强度是多大？

(2)如果把通电导线中的电流增大到5A时，这一点的磁感应强度是多大？

(3)如果通电导线在磁场中某处不受磁场力，是否可以肯定这里没有磁场？

【答案】(l)02T；⑵0.2T；⑶不能肯定

【解析】

【详解】(1)根据

F,^=BIL

得

代入数据得

B=0.2T

(2)磁感应强度的大小仅与磁场本身有关，所以如果把通电导线中的电流增大到5A时，这一点的磁感应强度不

变，仍为0.2T；

(3)不能肯定，若通电导线与磁场方向平行，无论磁场是否为零，安培力都为零。

23.实验表明，一些金属受到紫外线照射时会有电子射出.如图甲所示，真空中一对平行金属板A和B正对放置，

用紫外线持续照射A板时，4板持续射出速度大小不同的电子，且电子的最大速度为定值.为了简化问题，假设射

出的电子都垂直于A板向8板运动，忽略电子之间的相互作用以及电子所受的重力.电子的电荷量为e.

(1)如图甲所示，在4、8板之间接一灵敏电流计.当电流计示数为/时，求每秒钟到达B板的电子个数N.

(2)将两金属板、电压可调的电源、灵敏电流计连接成如图乙所示的电路，A板接电源正极，8