上海市华东师范大学第二附属中学2020-2021学年高二(上)期中物理试卷(含详解).doc

华东师大二附中2020学年第一学期期中考试卷
高二物理
（考试时间：60分钟 卷面满分，100分）
一．单项选择题（共40分，1至8题每题3分，9至12题每题4分，每题只有一个正确选项）
1. 一杯水含有大量的水分子，若杯中水的温度升高，则
A. 每个水分子的动能改变量均相同
B. 只有个别水分子动能增大
C. 抽有水分子的动能都增大
D. 水分子的平均动能增大
2. 下列说法中正确是（　　）
A. 物体的内能变化时，它的温度一定发生变化
B. 气体的体积增大时，分子势能一定增大
C. 分子间的引力和斥力都随分子间距离的增大而减小
D. 用阿伏伽德罗常数和某种气体的密度，就一定可以求出该种气体的分子质量
3. 下列关于能量转化或转移过程的说法中正确的是( )
A. 摩擦生热的过程是不可逆过程
B. 所有能量守恒的过程都能自发地发生
C. 空调既能制热又能制冷，说明热传递不存在方向性
D. 能的转化过程符合能量守恒定律，因此不会发生能源危机
4. 把一个带正电的金属小球A跟同样的不带电的金属球B相碰,两球都带等量的正电荷,这从本质上看是因为( )
A. A球的正电荷移到B球上
B. B球的负电荷移到A球上
C. A球的负电荷移到B球上
D. B球的正电荷移到A球上
5. 一台电动机的输出功率是10kW，这表明该电动机正常工作时（　　）
A. 每秒钟消耗电能10kJ B. 每秒钟对外做功10kJ
C. 每秒钟电枢线圈产生10kJ的热 D. 每秒钟电流做功10kJ
6. AB和CD为圆上两条相互垂直的直径，圆心为O．将电量分别为+q和-q的两点电荷放在圆周上，其位置关于AB对称且距离等于圆的半径，如图所示．要使圆心处的电场强度为零，可在圆周上再放一个适当的点电荷Q，则该点电荷Q（　　）

A. 应放在A点，Q=+2q B. 应放在B点，Q=-2q
C. 应放在C点，Q=+q D. 应放在D点，Q=+q
7. 如图所示是某种汽车上的一种自动测定油箱内油面高度的装置。R是滑动变阻器，它的金属滑片是杠杆的一端，从油量表（由电流表改装而成）指针所指的刻度，就可以知道油箱内油面的高度，当滑动变阻器的金属滑片上移时（　　）

A. 电路中的电流减小，油箱油面降低
B. 电路中的电流减小，油箱油面升高
C. 电路中电流增大，油箱油面降低
D. 电路中的电流增大，油箱油面升高
8. 如图所示为某电学元器件的伏安特性曲线，图中虚线为曲线上P点的切线．当通过该元器件的电流为0.4A时，该元器件的阻值为（ ）

A. 250Ω B. 125Ω
C. 100Ω D. 62.5Ω
9. 如果加在某定值电阻两端的电压从U1升高到U2，通过该电阻的电流从I1变为I2，则该电阻的电功率变化了（　　）
A. P＝(U2－U1)(I2－I1) B. P＝U2(I2－I1)
C. P＝(U2－U1)(I2＋I1) D. P＝I1(U2＋U1)

10. 如图所示，带电量为+Q1和带电量为－Q2两个点电荷分别固定于x轴的负半轴上某点和坐标原点O处，将一个带正电的带电粒子放在x轴正半轴上的a点时恰好能处于静止，若将该电荷在x轴正半轴上b点（图中未标出）由静止释放时，该粒子向右运动，不计粒子的重力，则下列说法正确的是（　　）

A. Q1功率40W的灯泡，一个是金属丝的，另一个是碳丝的．由于它们的电阻与温度有关，所以它们的U-I图线不是直线，而是曲线，如图所示．如果把它们串联起来接到220V的电源上，那么关于两灯泡的发光情况，下列说法中正确的是（ ）

A. 金属丝灯泡比碳丝灯泡亮些
B. 碳丝灯泡比金属丝灯泡亮些
C. 两灯一样亮
D. 无法判断那一个灯更亮
12. 如图所示的坐标系中，x轴上固定一个点电荷Q，y轴上固定一根光滑绝缘细杆（细杆的下端刚好在坐标原点O处）．将一个套在杆上重力不计的带电圆环（视为质点）从杆上P处由静止释放，圆环从O处离开细杆后恰好绕点电荷Q做圆周运动．下列说法正确的是

A. 圆环沿细杆从P运动到O过程中，加速度一直增大
B. 圆环沿细杆从P运动到O的过程中，速度先增大后减小
C. 增大圆环所带的电荷量，其他条件不变，圆环离开细杆后仍然能绕点电荷做圆周运动
D. 将圆环从杆上P的上方由静止释放，其他条件不变，圆环离开细杆后仍然能绕点电荷做圆周运动
二．填空题（每题4分，共20分）
13. 用力搓手感觉手会发热、冬天在阳光下觉得暖和等物理现象表明：________和________在改变物体内能上可以起到相同的效果．
14. 静电场是___________周围空间存在的一种物质；通常用___________来描述电场的能的性质．
15. 已知电场中A点的电势为V，将一电荷量为C的检验电荷置于该点时，它的电势能为____J，将该电荷移动到电场中的B点，电场力做了J的正功，则B点的电势为_____V．
16. 将两个质量均为m，带电量分别为+q、-q的小球A、B用两段长度均为L的绝缘细线相连，并悬挂于O点，如图所示。在两球所在区域加一水平向左的匀强电场，每个小球所受的电场力大小为其重力的倍，整个装置再次平衡时OA线的拉力大小为______；整个过程中小球B的电势能减少了______。

17. 如图所示，为两根平行并且均匀的相同电阻丝，直导线可以在上滑行并保持与垂直，与接触良好，图中电压表为理想电压表，当处于图中位置时电压表读数为V。已知将由图中位置向左移动一段后电压表读数变为伏，则电路中电阻的变化量与变化前电路的总电阻R之比_____。若将由图中位置向右移一段相同后，那么电压表读数_____V。

三．综合题（第18题10分，第19题15分，第20题15分，共40分）
18. “用DIS描绘电场的等势线”实验装置如图a所示．
（1）本实验使用的是__________传感器；木板上有白纸、导电纸和复写纸，最上面的应该是__________纸．

（2）电源通过正负电极A、B在导电物质上产生的稳定电流分布模拟了由两个__________产生的静电场．实验时，确定两点电势相等的依据是__________．
（3）如图b所示，电源正极与电极A连接，若将传感器的探针a固定在AB连线的中点O处，探针b在AB连线上移动，以O为坐标原点，OB方向为x轴正方向建立坐标．则以x为横坐标、传感器读数y为纵坐标所作的图像可能是（ ）

A.
B.
C.
D.
19. 电饭锅有加热和保温两挡。R0为发热板，当电饭锅正常工作时，加热时的功率为800W，当处于保温状态时，电路的总功率为80W，求：
(1)当温控开关S1断开时处于加热状态还是保温状态？请简述理由；
(2)求R0和R的电阻；
(3)当实际电压为198V时，实际加热功率为多少W？

20. 如图所示，虚线左侧存在非匀强电场，MO是电场中的某条电场线，方向水平向右，长直光滑绝缘细杆CD沿该电场线放置。质量为m1、电荷量为+q1的A球和质量为m2、电荷量为+q2的B球穿过细杆（均可视为点电荷）。当t＝0时A在O点获得向左的初速度v0，同时B在O点右侧某处获得向左的初速度v1，且v1＞v0。结果发现，在B向O点靠近过程中，A始终向左做匀速运动。当t＝t0时B到达O点（未进入非匀强电场区域），A运动到C点，此时两球间距离最小。静电力常量为k。
(1)求0~t0时间内A对B球做的功；
(2)求杆所在直线上AC段非匀强电场场强的最大值；
(3)某同学计算出0~t0时间内A对B球做的功W1后，用下列方法计算非匀强电场CO两点间电势差：设0~t0时间内B对A球做的功为W2，非匀强电场对A球做的功为W3，根据动能定理
W2＋W3＝0
又因
W2＝－W1
CO两点间电势差

请分析上述解法是否正确，并说明理由。

华东师大二附中2020学年第一学期期中考试卷
高二物理
（考试时间：60分钟 卷面满分，100分）
一．单项选择题（共40分，1至8题每题3分，9至12题每题4分，每题只有一个正确选项）
1. 一杯水含有大量的水分子，若杯中水的温度升高，则
A. 每个水分子的动能改变量均相同
B. 只有个别水分子动能增大
C. 抽有水分子的动能都增大
D. 水分子的平均动能增大

【答案】D
【分析】
【详解】水的温度升高，即其内部的水分子运动越剧烈，即水分子的平均动能变大，即其内能增加，这是统计规律，个别分子不适用．故D正确，ABC错误；
2. 下列说法中正确的是（　　）
A. 物体的内能变化时，它的温度一定发生变化
B. 气体的体积增大时，分子势能一定增大
C. 分子间的引力和斥力都随分子间距离的增大而减小
D. 用阿伏伽德罗常数和某种气体的密度，就一定可以求出该种气体的分子质量
【答案】C
【分析】
【详解】A．物体的内能变化时，它的温度不一定发生变化，例如0℃的冰化成同温度的水，选项A错误；
B．气体的分子之间的距离比较大，所以气体的分子势能忽略不计，气体的体积增大时，分子势能不变，故B错误。
C．分子间的引力和斥力都随分子间距离的增大而减小，选项C正确；
D．用阿伏伽德罗常数和某种气体的密度，加气体的摩尔质量，才能求出该种气体的分子质量，故D错误。
故选C。
3. 下列关于能量转化或转移过程的说法中正确的是( )
A. 摩擦生热的过程是不可逆过程
B. 所有能量守恒的过程都能自发地发生
C. 空调既能制热又能制冷，说明热传递不存在方向性
D. 能的转化过程符合能量守恒定律，因此不会发生能源危机
【答案】A
【分析】
【详解】摩擦生热的过程是不可逆过程，属能量的耗散，故A正确；能量的转化或转移具有方向性，故BC错误；能量转化过程中会有一部分能量耗散到自然界中无法收集，故D错误；
4. 把一个带正电的金属小球A跟同样的不带电的金属球B相碰,两球都带等量的正电荷,这从本质上看是因为( )
A. A球的正电荷移到B球上
B. B球的负电荷移到A球上
C. A球的负电荷移到B球上
D. B球的正电荷移到A球上
【答案】B
【分析】
【详解】AD.金属上正电荷只做无规则的热振动，不能发生移动，更不可能从一个球移动到另一个球，故选项A、D不符合题意；
  BC.球原来不带电，与球接触后，由于球上正电荷对电子的吸引，电子从球转移到球上，原来中性的球就带正电，所以带正电是由于球上的负电荷移到球上的缘故，故选项B符合题意，C不符合题意．
5. 一台电动机的输出功率是10kW，这表明该电动机正常工作时（　　）
A. 每秒钟消耗电能10kJ B. 每秒钟对外做功10kJ
C. 每秒钟电枢线圈产生10kJ的热 D. 每秒钟电流做功10kJ
【答案】B
【分析】
【详解】电动机是非纯电阻电路，输出功率是10kW，则每秒钟向外输出10 kJ的机械能，说明每秒钟对外做功10 kJ，而每秒钟消耗电能大于10kJ，每秒钟电流做功大于10kJ，每秒钟电枢线圈产生的热小于10kJ，故只有B项正确。
故选B。
6. AB和CD为圆上两条相互垂直的直径，圆心为O．将电量分别为+q和-q的两点电荷放在圆周上，其位置关于AB对称且距离等于圆的半径，如图所示．要使圆心处的电场强度为零，可在圆周上再放一个适当的点电荷Q，则该点电荷Q（　　）

A. 应放A点，Q=+2q B. 应放在B点，Q=-2q
C. 应放在C点，Q=+q D. 应放在D点，Q=+q
【答案】D
两个点电荷在O点产生的场强大小都为两个场强的方向互成120°，根据平行四边形定则，合场强大小为：，方向水平向右．所以放一个电荷在O点产生的场强大小为，方向水平向左，所以该电荷若在C点，为-q，若在D点，为+q，故D正确，ABC错误．

7. 如图所示是某种汽车上的一种自动测定油箱内油面高度的装置。R是滑动变阻器，它的金属滑片是杠杆的一端，从油量表（由电流表改装而成）指针所指的刻度，就可以知道油箱内油面的高度，当滑动变阻器的金属滑片上移时（　　）

A. 电路中的电流减小，油箱油面降低
B. 电路中的电流减小，油箱油面升高
C. 电路中的电流增大，油箱油面降低
D. 电路中的电流增大，油箱油面升高
【答案】A
分析】
【详解】当滑动变阻器的金属滑片上移时，油箱油面降低，R接入电路的有效电阻变大，则回路的总电阻变大，由欧姆定律知，电路中的电流减小，故A正确BCD错误，
故选A。
8. 如图所示为某电学元器件的伏安特性曲线，图中虚线为曲线上P点的切线．当通过该元器件的电流为0.4A时，该元器件的阻值为（ ）

A. 250Ω B. 125Ω
C. 100Ω D. 62.5Ω
【答案】B
【分析】
【详解】由图可知，当电流为0.4A时，电压为50V，则由欧姆定律可知，阻值，故B正确，ACD错误．
9. 如果加在某定值电阻两端的电压从U1升高到U2，通过该电阻的电流从I1变为I2，则该电阻的电功率变化了（　　）
A. P＝(U2－U1)(I2－I1) B. P＝U2(I2－I1)
C. P＝(U2－U1)(I2＋I1) D. P＝I1(U2＋U1)
【答案】C
【分析】
【详解】根据电功率的表达式有：P=UI，得：

而P=UI可变为：

则有：

所以C正确，ABD错误；
故选C。

10. 如图所示，带电量为+Q1和带电量为－Q2的两个点电荷分别固定于x轴的负半轴上某点和坐标原点O处，将一个带正电的带电粒子放在x轴正半轴上的a点时恰好能处于静止，若将该电荷在x轴正半轴上b点（图中未标出）由静止释放时，该粒子向右运动，不计粒子的重力，则下列说法正确的是（　　）

A. Q1
B．根据电场叠加可知，x轴正半轴上O、a间场强方向向左，a点右侧场强方向向右，由于粒子在b点由静止释放后向右运动，因此b点一定在a点右侧，故B正确；
C．此后粒子在电场力作用下一直向右运动，故C错误；
D．从a点沿x轴正向，a点场强为0，无穷远处场强为0，因此场强先增加后减小，因此粒子运动的加速度先增大后减小，故D错误。
故选B。
11. 有两个额定电压220V和额定功率40W的灯泡，一个是金属丝的，另一个是碳丝的．由于它们的电阻与温度有关，所以它们的U-I图线不是直线，而是曲线，如图所示．如果把它们串联起来接到220V的电源上，那么关于两灯泡的发光情况，下列说法中正确的是（

A. 金属丝灯泡比碳丝灯泡亮些
B. 碳丝灯泡比金属丝灯泡亮些
C. 两灯一样亮
D. 无法判断那一个灯更亮
【答案】B
【分析】
【详解】两个材料灯泡的伏安特性曲线的交点表示额定电压220V，当把它们串联起来，电流相等，碳丝灯泡两端的电压与金属丝灯泡两端的电压之和为220V，由图线可知，碳丝两端的电压大于金属丝两端的电压，由P=UI，碳丝灯泡的实际消耗功率大于金属丝灯泡消耗的实际功率，所以碳丝灯泡比金属丝灯泡亮些，故B正确，ACD错误．
12. 如图所示的坐标系中，x轴上固定一个点电荷Q，y轴上固定一根光滑绝缘细杆（细杆的下端刚好在坐标原点O处）．将一个套在杆上重力不计的带电圆环（视为质点）从杆上P处由静止释放，圆环从O处离开细杆后恰好绕点电荷Q做圆周运动．下列说法正确的是

A. 圆环沿细杆从P运动到O的过程中，加速度一直增大
B. 圆环沿细杆从P运动到O的过程中，速度先增大后减小
C. 增大圆环所带的电荷量，其他条件不变，圆环离开细杆后仍然能绕点电荷做圆周运动
D. 将圆环从杆上P的上方由静止释放，其他条件不变，圆环离开细杆后仍然能绕点电荷做圆周运动
【答案】C
【分析】
【详解】A.圆环从P运动到O的过程中，受库仑引力，杆子的弹力，库仑引力沿杆子方向上的分力等于圆环的合力，滑到O点时，所受的合力为零，加速度为零．故A错误；
B.圆环从P运动到O的过程中，只有库仑引力做正功，根据动能定理知，动能一直增大，则速度一直增大．故B错误．
CD.根据动能定理得，根据牛顿第二定律得，联立解得，可知若只正大圆环电荷量，圆环仍然可以做圆周运动；若增大高度，知电势差U增大，库仑引力与所需向心力不等，不能做圆周运动，故C正确，D错误．
故选C。
二．填空题（每题4分，共20分）
13. 用力搓手感觉手会发热、冬天在阳光下觉得暖和等物理现象表明：________和________在改变物体内能上可以起到相同效果．
【答案】 (1). 做功 (2). 热传递
【分析】
【详解】[1][2]用力搓手,双手做功,机械能可以转化为手的内能,此过程是通过做功的方式改变手的内能，太阳光具有能量,通过热传递，人的内能增加,所以感到暖和．所以做功和热传递都可以改变物体的内能上可以起到相同的效果．答案为：做功；热传递
14. 静电场是___________周围空间存在的一种物质；通常用___________来描述电场的能的性质．
【答案】 (1). 静止电荷 (2). 电势
【分析】
【详解】静止电荷是周围空间存在的一种物质；电势是表征电场的能的性质的物理量．
【考点定位】电场；电势
【名师点睛】本题考查物理概念，意在考查考生的识记情况，属于是容易题．

15. 已知电场中A点的电势为V，将一电荷量为C的检验电荷置于该点时，它的电势能为____J，将该电荷移动到电场中的B点，电场力做了J的正功，则B点的电势为_____V．
【答案】 (1). 4.0´10-6 (2). -50
电荷在A点的电势能为：，AB间的电势差为：，根据，解得：．
【点睛】已知电势和电荷量，由求电荷的电势能．根据电场力做功和电荷量，由求得AB间的电势差，再求得B点的电势．
16. 将两个质量均为m，带电量分别为+q、-q的小球A、B用两段长度均为L的绝缘细线相连，并悬挂于O点，如图所示。在两球所在区域加一水平向左的匀强电场，每个小球所受的电场力大小为其重力的倍，整个装置再次平衡时OA线的拉力大小为______；整个过程中小球B的电势能减少了______。

【答案】 (1). 2mg (2).
【分析】
【详解】[1]以整体为研究对象，竖直方向受力平衡可得
F=2mg
[2]以B为研究对象，B受到重力、绳子拉力和电场力，如图所示

根据平衡条件可得：

解得
θ=37°
故AB线偏离竖直方向的角度为37°；电场力对B做的功为

根据功能关系可知整个过程中小球B的电势能减少了
17. 如图所示，为两根平行并且均匀的相同电阻丝，直导线可以在上滑行并保持与垂直，与接触良好，图中电压表为理想电压表，当处于图中位置时电压表读数为V。已知将由图中位置向左移动一段后电压表读数变为伏，则电路中电阻的变化量与变化前电路的总电阻R之比_____。若将由图中位置向右移一段相同后，那么电压表读数_____V。

【答案】 (1). (2). 12.0
【分析】
【详解】[1]EF移动前

向左移动后

所以

[2]由于移动距离相同，所以

解得

所以电压表示数

三．综合题（第18题10分，第19题15分，第20题15分，共40分）
18. “用DIS描绘电场的等势线”实验装置如图a所示．
（1）本实验使用的是__________传感器；木板上有白纸、导电纸和复写纸，最上面的应该是_______纸．

（2）电源通过正负电极A、B在导电物质上产生的稳定电流分布模拟了由两个__________产生的静电场．实验时，确定两点电势相等的依据是__________．
（3）如图b所示，电源正极与电极A连接，若将传感器的探针a固定在AB连线的中点O处，探针b在AB连线上移动，以O为坐标原点，OB方向为x轴正方向建立坐标．则以x为横坐标、传感器读数y为纵坐标所作的图像可能是（ ）

A.
B.
C.
D.
【答案】 (1). 电压； (2). 导电； (3). 等量异种点电荷； (4). 传感器示数为零； (5). B;
（1）方法是将其中一个探针与导电纸上某一基准点接触，然后在导电纸上移动另一个探针，寻找若干个与此基准点的电势差为零的点，即为等势点，所以本实验使用的是电压传感器；木板上有白纸、导电纸和复写纸，最上面的应该是导电纸．
（2）电源通过正负电极A、B在导电物质上产生的稳定电流分布模拟了由两个等量异种电荷产生的静电场，实验时，确定两点电势相等的依据是传感器示数为零．
（3）根据等量异种电荷场强分布特点可知B图正确．
19. 电饭锅有加热和保温两挡。R0为发热板，当电饭锅正常工作时，加热时的功率为800W，当处于保温状态时，电路的总功率为80W，求：
(1)当温控开关S1断开时处于加热状态还是保温状态？请简述理由；
(2)求R0和R的电阻；
(3)当实际电压为198V时，实际加热功率为多少W？

【答案】(1)保温状态，理由见解析；(2) 60.5Ω，544.5Ω；(3) 648W
【分析】
【详解】(1)由图可知，当温控开关S1断开时，两电阻串联，根据电阻越串越大、大于任何一个分电阻可知，电路电阻变大；根据

可知，开关S1断开时，电饭锅处于保温状态。
(2)加热时，电路为R1的简单电路，则

保温时，两电阻串联，则

R＝R总−R0＝605Ω−60.5Ω＝544.5Ω
(3)当实际电压为198V时，实际加热功率

20. 如图所示，虚线左侧存在非匀强电场，MO是电场中的某条电场线，方向水平向右，长直光滑绝缘细杆CD沿该电场线放置。质量为m1、电荷量为+q1的A球和质量为m2、电荷量为+q2的B球穿过细杆（均可视为点电荷）。当t＝0时A在O点获得向左的初速度v0，同时B在O点右侧某处获得向左的初速度v1，且v1＞v0。结果发现，在B向O点靠近过程中，A始终向左做匀速运动。当t＝t0时B到达O点（未进入非匀强电场区域），A运动到C点，此时两球间距离最小。静电力常量为k。
(1)求0~t0时间内A对B球做的功；
(2)求杆所在直线上AC段非匀强电场场强的最大值；
(3)某同学计算出0~t0时间内A对B球做的功W1后，用下列方法计算非匀强电场CO两点间电势差：设0~t0时间内B对A球做的功为W2，非匀强电场对A球做的功为W3，根据动能定理
W2＋W3＝0
又因为
W2＝－W1
CO两点间电势差

请分析上述解法是否正确，并说明理由。

【答案】(1)；(2)；(3)错误，理由见解析
【分析】
【详解】(1)B球运动过程中只受A球对它的库仑力作用，当它运动到O点时速度跟A球相同为v0。
库仑力做的功即为B球动能增加量，由动能定理得：A对B球做的功

(2)因为A球做匀速运动，t0时间内运动的位移
x＝v0t0
此时的库仑力

因为A球始终做匀速运动，所以非匀强电场对它作用力与B球对它的库仑力相平衡。当B球到达O点时，两带电小球间的距离最小，库仑力最大。因此，电场对A的作用力也最大，电场强度也最大

(3)该同学的解法是错误的。因为B球向A球靠近的过程，虽然它们的作用力大小相等，但它们运动的位移不等，所以相互作用力所做的功W1、W2的大小不相等，即W2＝－W1是错误的。