1、湖南省衡阳县 2018-2019 年上学期高二期末考试物理试题一、选择题1.关于库仑定律，下列说法正确的是（ ）A. 库仑定律的适用范围是真空中两个点电荷间的相互作用B. 根据公式 ，当两个点电荷距离趋于 0 时，电场力将趋于无穷大C. 若点电荷 Q1的电荷量大于 Q2的电荷量，则 Q1对 Q2电场力大于 Q2对 Q1电场力D. 库仑定律适用于点电荷，点电荷其实就是体积很小的球体【答案】A【解析】【详解】A、库仑定律的适用范围是真空中两个点电荷间的相互作用，故 A 正确。B、根据公式 可知，当两个点电荷距离趋于无穷大时，电场力将趋于 0；而当两个电荷的距离趋近于零时，不再满足点电荷的条件，故不
2、能从数学公式推出电场力为无穷大；故B 错误。C、两点电荷之间的作用力是相互的，根据牛顿第三定律，无论点电荷 Q1的电荷量与 Q2的电荷量大小如何， Q1对 Q2的电场力大小上总等于 Q2对 Q1电场力；故 C 错误。D、库仑定律适用于点电荷，点电荷并不是体积很小的球体，故 D 错误。故选 A。【点睛】解决本题的关键掌握库仑定律的适用范围，以及能看成点电荷的条件，当带电体的形状、大小及电荷的分布状况对它们之间的作用力影响可以忽略时，可以看成点电荷2.关于电场强度, 下列说法正确的是( )A. 电场强度的方向总是跟电场力的方向一致B. 电荷在某点受到的电场力越大, 该点的电场强度越大C. 在电场中
3、某点放入检验电荷 q，该点的场强为 E=F/q，取走 q 后，该点场强不变D. 在真空中 E= ，式中 Q 是试探电荷的电荷量【答案】C【解析】【详解】电场强度的方向总是跟正电荷所受电场力的方向一致，跟负电荷所受电场力的方向相反，故 A 错误；电场强度由电场本身性质决定，电荷在电场中某点的电场力大，可能是电荷量较大，电场强度不一定大，故 B 错误；在电场中某点放入检验电荷 q，该点的场强为，电场强度由电场本身性质决定，所以取走 q 后，该点场强不变，故 C 正确；在真空中E= ，式中 Q 是场源电荷的电荷量，故 D 错误。所以 C 正确，ABD 错误。3.如图示，两个固定的等量异种电荷，在它们
4、连线的垂直平分线上有 a、 b、 c 三点，则 A. a 点场强一定比 b 点大B. a、 b 两点场强方向不相同C. a、 b、 c 三点电势不相等D. 带电粒子在 a、 c 连线上运动，电场力不做功【答案】D【解析】【详解】AB、根据电场线疏密程度可知 a 点场强小于 b 点场强；a、b 两点的场强方向相同，均垂直于中垂线向右，故 AB 错误；CD、等量异种电荷连线中垂线为等势线，故 a、b、c 三点电势相同，电荷放置三处的电势能一样，带电粒子在 a、c 连线上运动，电场力不做功。故 C 错误，D 正确故选：D。【点睛】两个等量异种电荷连线的垂直平分线是一条等势线；电场强度方向与等势面方向
5、垂直，而且指向电势低的方向。根据电子的受力情况，分析电子的运动情况4.如图所示，在原来不带电的金属细杆 ab 附近的 P 点处，放置一个正点电荷，达到静电平衡后，说法中不正确的是（ ）A. a 端的电势和 b 端的相等B. b 端的电势比 d 点的高C. 金属细杆内 c 处场强为零D. 金属细杆内 c 处感应电荷场强的方向由 a 指向 b【答案】B【解析】【详解】A、B、C、达到静电平衡后，杆处于静电平衡状态，整个导体是一个等势体，导体上的电势处处相等，所以可以得到 a= b，所以内部的场强处处为零， c 处的电场强度为0，故 A，C 正确，B 不正确；D、由于静电感应，达到静电平衡后，导体上
6、感应出来的正电荷在 a 端，负电荷在 b 端，因C 处的电场强度为零，那么细杆内 c 处感应电荷场强的方向由 a 指向 b，故 D 正确；本题选择不正确的故选 B.【点睛】达到静电平衡后，导体为等势体，导体上的电势处处相等，这是解决本题的关键的地方，对于静电场的特点一定要熟悉5.高中物理教材指出， v-t 图像下面的面积等于物体的位移，关于图像中的面积与物理量的对应关系不正确的是A. F-x 图线（力随礼的方向向上位移变化）下面的面积等于力做的功B. a-t 图像（加速度随时间变化）下面的面积等于速度的变化量C. 图线（磁通量随时间变化）下面的面积等于感应电动势的大小D. I-t 图线（电流随
7、时间变化）下面的面积等于通过的电量【答案】C【解析】A根据 W=Fx，力与力方向上的位移的乘积等于力做的功，所以 F-x 图线下面的面积等于力做的功，故 A 正确；B根据 v=at，加速度与运动时间的乘积等于速度的变化量，所以 a-t 图像下面的面积等于速度的变化量，故 B 正确；C根据法拉第电磁感应定律 ，感应电动势等于磁通量的变化率，所以 图线的斜率等于感应电动势的大小，故 C 错误；D根据 q=It，电流与时间的乘积等于通过导体横截面积的电量，所以 I-t 图线下面的面积等于通过的电量，故 D 正确。本题选择错误答案，故选：C6. 小灯泡通电后其电流 I 随所加电压 U 变化的图线如图所
8、示，P 为图线上一点，PN 为图线的切线，PQ 为 U 轴的垂线，PM 为 I 轴的垂线则下列说法中正确的是（ ）A. 随着所加电压的增大，小灯泡的电阻不变B. 随着所加电压的增大，小灯泡的电阻减小C. 对应 P 点，小灯泡的电阻为D. 对应 P 点，小灯泡的电阻为 RU 1I 2【答案】C【解析】试题分析：I-U 图象的斜率倒数的物理意义表示电阻值,因此随 U 增大,小灯泡的电阻增大,AB错;对于可变电阻而言,R=U/I,所以 P 点对应电阻 R=U1/I2,不能用 R=U/I 来计算,D 对C 错;考点：考查伏安特性曲线点评：明确伏安特性曲线中某一点的切线的物理意义是求解本题的关键7.如图
9、所示，平行板电容器与电动势为 E的直流电源(内阻不计)连接，下极板接地，静电计所带电荷量 很少，可被忽略一带负电油滴被固定于电容器中的 P 点现将平行板电容器的下极板竖直向下移动一小 段距离，则说正确的是( ) A. 平行板电容器的电容将变小B. 静电计指针张角变小C. 平行板电容器的电量不变D. 若先将上极板与电源正极的导线断开，再将下极板向下移动一小段距离，则带电油滴所受电场力变小【答案】A【解析】【详解】根据 知，d 增大，则电容减小。故 A 正确。静电计测量的是电容器两端的电势差，因为电容器始终与电源相连，则电势差不变，所以静电计指针张角不变。故 B 错误。电势差 U 不变，电容 C
10、减小，根据 Q=CU 可知平行板电容器的电量减小，选项 C 错误；电容器与电源断开，则电荷量 Q 不变，d 改变，根据 ，知电场强度不变，则油滴所受电场力不变。故 D 错误。故选 A。【点睛】本题是电容器的动态分析问题，关键抓住不变量，当电容器与电源始终相连，则电势差不变，当电容器与电源断开，则电荷量不变，只改变两板间距离时，板间电场强度不变8.如图所示，在光滑的水平地面上方，有两个磁感应强度大小均为 B，方向相反的水平匀强磁场，PQ 为两个磁场的边界，磁场范围足够大。一个半径为 a，质量为 m，电阻为 R 的金属圆环垂直磁场方向，从圆环与边界线 PQ 相切时开始，在外力作用下以速度 v 向右
11、匀速运动，到圆环运动到直径刚好与边界线 PQ 重合时，下列说法正确的是（ ）A. 此时圆环中的电动势大小为 2BavB. 此时圆环中的电流方向为逆时针方向C. 此过程中圆环中的电动势均匀增大D. 此过程中通过环截面的电量为【答案】D【解析】试题分析：当圆环直径与边界 PQ 重合时，圆环中电动势的大小为 E4BaV，故 A 错；根据楞次定律可以判断圆环中电流方向为顺时针，故 B 错；此过程中圆环的电动势增大，但增大得越来越慢，选项 C 错误；由电荷量 知，BSBa 2，可得 故选 D。考点：法拉第电磁感应定律；楞次定律；电量【名师点睛】本题考查电磁感应规律、楞次定律、闭合电路运算、感应电动势平均
12、值应用等关键为：搞清楚磁通量的变化、平动切割的有效长度、平均值，注意求解电量时必须用电流的平均值，不是瞬时值。9.在一次研究性学习的实验探究中，某组同学分別测绘出一个电源的路端电压随电流变化的关系图线，还测絵出了一个电阻两端的电压随电流变化的关系图线，如图中 AC 和 OB 所示。若把该电阻 R 接在该电源上构成闭合电路（R 为唯一用电器）由图可知（ ）A. 电源的内电阻是 1.2B. 外电阻的电阻值是 1.2C. 电源的效率是 80D. 电源的输出功率是 1.5W【答案】BC【解析】A、AC 斜率的绝对值表示电源的内阻： ，故 A 错误；B、由图象可知，OB 的斜率表示外电阻： ，故 B 正
13、确；C、电源的输出功率 ，U 为外电阻两端电压，电路中的总电流即为流过外电阻的电流，所以 ，则电源的效率： ，C 正确，D 错误。点睛：本题考查了学生对电学图象的认识，要理解 U-I 图象中点和斜率的意义并能结合公式求解。10.如图所示，半径为 R 的圆形区域内有方向垂直纸面向里的匀强磁场，磁感应强度为 B。某质量为 m，带电量为 q 的带电粒子沿圆形区域的半径方向以一定速度射入磁场，射出磁场时偏离原方向 。不计粒子重力，则（ ）A. 该粒子带负电B. 粒子在磁场中圆周运动的半径为 RC. 粒子射入磁场的速度大小为D. 粒子在磁场中运动的时间为【答案】AC【解析】【详解】由左手定则可知，粒子带
14、负电，选项 A 正确；由几何关系可知，粒子在磁场中圆周运动的半径为 ，选项 B 错误；根据 可知粒子射入磁场的速度大小为，选项 C 正确；粒子在磁场中做圆周运动的圆心角为 600，则运动的时间为，选项 D 错误；故选 AC.11.根据磁场对电流会产生作用力的原理，人们研制出一种新型的炮弹发射装置电磁炮，它的基本原理如图所示，下列结论中正确的是A. 要使炮弹沿导轨向右发射，必须通以自 N 向 M 的电流B. 要想提高炮弹的发射速度，可适当增大电流C. 要想提高炮弹的发射速度，可适当增大磁感应强度D. 使电流和磁感应强度的方向同时反向，炮弹的发射方向亦将随之反向【答案】BC【解析】电磁炮是靠安培力
15、加速，要使炮弹沿导轨向右发射，则安培力向右，由左手定则可判断 MN中的电流方向为 M N；要想提高炮弹的发射速度，应增大安培力，由 可得 B、C 选项正确；使电流和磁感应强度方向同时反向，安培力方向不变，D 错误。12.在电场强度大小为 E 的匀强电场中，将一个质量为 m、电荷量为 q 的带电小球由静止开始释放，带电小球沿与竖直方向成 角的方向做直线运动。关于带电小球的电势能 和机械能 W 的判断，正确的是 ( )A. 若 sin ，则 一定减少， W 一定增加B. 若 sin ，则 、 W 一定不变C. 若 sin ，则 一定增加， W 一定减小D. 若 tan ，则 可能增加、也可能减少，
16、但 与 W 的总和一定保持不变【答案】BD【解析】【详解】若 ，电场力可能做正功，也可能做负功，所以 可能减小也可能增大、 W 可能增大也可能减小，A 错误；若 ，则电场力与速度方向垂直，电场力不做功， 、 W一定守恒，B 正确 C 错误；若 ，则电场力沿水平方向，可能水平向左，可能水平向右，则电场力和重力的合力与速度方向可能同向，也可能成一定的角度，则电场力可能做正功，可能做负功， 可能增加，可能减小，根据能量守恒知，电势能和机械能之和保持不变，D 正确二、填空题13.如图所示的电表均使用较小量程时，图中表针示数分别是_A，_V.【答案】 (1). 0.44 (2). 1.70【解析】【分析
17、】根据电表量程确定其分度值，然后根据指针位置读出其示数【详解】电流表使用 0.6A 量程时，其分度值为 0.02A，示数是 0.44A电压表使用 3V 量程时，其分度值为 0.1V，示数为 1.70V14.如图所示，电路由电流计与四个电阻连接而成电流计内阻 Rg80，满偏电流Ig1mA，R 1=10，R 2=10，R 3=194，R 4=790. 若使用 12 接线桂电路可做_表。若使用 15 电路可做_表，量程为_【答案】 (1). 电流表 (2). 电压表 (3). 5V【解析】【分析】确定两种接法的电路结构，根据欧姆定律即可求出两表的量程【详解】使用 12 接线柱，R 1作为分流电阻，则
18、可做电流表；使用 15 电路可做电压表，根据并联电路，电流与电阻成反比，有： 解得： 电压表的量程 代入数据：U=110 -380+(1+4)10-3(194+790)解得：U=5V15.如图 a 所示，是用伏安法测电源电动势和内阻的实验电路图，为防止短路，接入一保护电阻 R0，其阻值为 2通过改变滑动变阻器，得到几组电表的实验数据，并作出如图 b 所示的 U-I 图像： 根据 U-I 图像，可知电源电动势 E=_V，内阻 r =_ 本实验测出的电源的电动势与真实值相比是_ （填“偏大” 、 “偏小”或“不变” ）【答案】 (1). 1.5V (2). 1.0 (3). 偏小【解析】由图 b
19、所示图象可知，图象与纵轴交点坐标值是 ，电源电动势 ；电源内阻 ；由于电压表分流，使所测电源电动势小于真实值。点睛：本题关键是知道电源的 U-I 图象与纵轴交点坐标值是电源电动势，图象斜率的绝对值是电源内阻。三、计算题16.如图所示，用细线将质量为 m=410-3kg 的带电小球 P 悬挂在 O 点正下方当空中有方向为水平向右，大小为 E210 4V/m 的匀强电场，系统静止时，细线与竖直方向夹角 37。g取 10ms 2（1）分析小球的带何种电荷（2）求小球带电量 q（3）求剪断细线后带电小球的加速度 a【答案】 （1）小球带正电 （2）1.510 6 C （3）12.5m/s 2【解析】试
20、题分析：对小球受力分析，根据带电小球处于静止状态，确定电场力的方向，即可判断小球的电性；根据平衡条件，将小球的重力进行分析，列式求解即可；剪断细线后带电小球只重力和电场力，这两个力都是恒力，而且不变，根据牛顿第二定律求解加速度。（1）小球受到重力 mg、电场力 qE 和细线的拉力，如图，电场力方向与电场同向，故小球带正电。（2）小球受力平衡，将重力分解如图，在水平方向有：qE=mgtan37带入数据解得： q =1.5106 C。（3）由受力图可知细线的拉力为：如果剪断细绳小球所受的合力与 F 大小相等，方向相反根据牛顿第二定律求得加速度为：点睛：本题主要考查了力的平衡问题，正确受力分析在结合
21、力的合成或分解找出力与力之间的关系即可。17.如图所示，在平行金属带电极板 MN 电场中将电荷量为-410 -6C 的点电荷从 A 点移到 M 板，电场力做负功 810-4J，把该点电荷从 A 点移到 N 板，电场力做正功为 410-4J，N 板接地，设地面为零势面，则（1）A 点的电势 A是多少？（2）U MN等于多少伏？（3）M 板的电势是多少？【答案】 （1）-100V（2）-300V（3）-300V【解析】【分析】根据 WAN=qUAN可求出点 AN 的电势差，N 板接地电势为零，即可求出 A 点的电势；根据WAM=qUAM可求出点 AM 的电势差，即可求出 UMN和 M 板的电势。【
22、详解】 （1）A、N 间的电势差：又 UAN= A- N， N=0，则 A 点的电势为： A=-100V。（2）根据带电粒子做功规律可知：W MA=-WAM=810-4 J所以 M、N 板间的电势差为： 。（3）由 UMN= M- N， N=0，得 M 板的电势为： M=UMN=-300V【点睛】此题考查匀强电场中电势差电场强度的关系，运用电势差公式 U=W/q 时，要注意电荷移动的方向，要注意理解 W=Uq 公式中三个量都要代入正负号一起计算。18.如图所示，电源电动势 E=10 V，内阻 r=0.5 ，标有“8 V，16 W”的灯泡恰好能正常发光，电动机 M 绕组的电阻 R0=1 ，求：（
23、1）路端电压；（2）电源的总功率；（3）电动机的输出功率。【答案】8V； 40W； 12W【解析】（1）路端电压等于电灯 的电压，即为 （2）由 得，电源总功率 （3）电动机的电流 ，电动机消耗的总功率， ，电动机内阻消耗的功率 ，所以输出功率为 点睛：对于电动机电路，要正确区分是纯电阻电路还是非纯电阻电路：当电动机正常工作时，是非纯电阻电路；当电动机被卡住不转时，是纯电阻电路19.在图所示的平行板器件中，电场强度和磁感应强度相互垂直。具有某一水平速度的带电粒子，将沿着图中所示的虚线穿过两板间的空间而不发生偏转，具有其他速度的带电粒子将发生偏转。这种器件能把具有某一特定速度的带电粒子选择出来，
24、叫作速度选择器。已知粒子 A（重力不计）的质量为 m,带电量为+q；两极板间距为 d；电场强度大小为 E，磁感应强度大小为 B。求：(1)带电粒子 A 从图中左端应以多大速度才能沿着图示虚线通过速度选择器？(2)若带电粒子 A 的反粒子(-q, m)从图中左端以速度 E/B 水平入射，还能沿直线从右端穿出吗？为什么？(3)若带电粒子 A 从图中右端两极板中央以速度 E/B 水平入射，判断粒子 A 是否能沿虚线从左端穿出，并说明理由。若不能穿出而打在极板上请求出粒子 A 到达极板时的动能？【答案】(1) E/B (2) 仍能直线从右端穿出，由(1)可知，选择器 (B, E)给定时，与粒子的电性、
25、电量无关只与速度有关 (3) 不可能, 【解析】试题分析：，电场的方向与 B 的方向垂直，带电粒子进入复合场，受电场力和安培力，且二力是平衡力，即 Eq=qvB，即可解得速度。仍能直线从右端穿出，由(1)可知，选择器( B, E)给定时，与粒子的电性、电量无关只与速度有关。(1) 带电粒子在电磁场中受到电场力和洛伦兹力（不计重力） ，当沿虚线作匀速直线运动时，两个力平衡，即 Eq=Bqv 解得：（2）仍能直线从右端穿出，由(1)可知，选择器( B, E)给定时，与粒子的电性、电量无关只与速度有关。(3)设粒子 A 在选择器的右端入射是速度大小为 v，电场力与洛伦兹力同方向，因此不可能直线从左端穿出，一定偏向极板。设粒子打在极板上是的速度大小为 v。由动能定理得：因为 E=Bv 联立可得粒子 A 到达极板时的动能为：点睛：本题主要考查了从速度选择器出来的粒子电场力和洛伦兹力相等，粒子的速度相同，速度选择器只选择速度，不选择电量与电性，同时要结合功能关系分析。
