湖南省怀化三中2020学年高二物理上学期期中试题（含解析）

湖南省怀化三中2020学年高二物理上学期期中试题（含解析）

湖南省怀化三中2020学年高二物理上学期期中试题（含解析） ‎ 一、选择题（本题包括15小题，每小题4分，共计60分。在每小题给出的四个选项中，1～12题只有一项符合题目要求，13～15题有多项符合题目要求。全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分。）‎ ‎1.保护知识产权，抵制盗版是我们每个公民的责任与义务。盗版书籍影响我们学习效率甚至给我们的学习带来隐患，小明有一次不小心购买了盗版的物理参考书，做练习时，他发现有一个电荷所带的电荷量看不清，拿来问老师，如果你是老师，你认为下列几个关于电荷量的数字中正确的是（　　）‎ A. 6.6×10﹣19C B. 7.2×10﹣19C C. 8.0×10﹣19C D. 8.4×10﹣19C ‎【答案】C ‎【解析】‎ ‎【详解】电子电荷量的大小是最小的，人们把最小电荷叫做元电荷，任何带电体所带电荷都是e的整数倍，因此该带电量应为电子电量e=1.6×10−19C的整数倍，将四个选项中的电量除以电子电量得数为整数倍的便是可能正确的数字，故ABD错误，C正确。‎ 故选：C ‎2.为了研究电荷之间的相互作用力跟什么因素有关，小宇做了如下实验：把一个带正电的物体放在A处，然后将挂在丝线上带正电的小球先后挂在P1、P2、P3处，发现情况如图所示．由此，小宇归纳得出的初步结论是（ ）‎ A. 电荷之间的作用力大小随距离增大而减小 B. 电荷之间的作用力大小随距离增大而增大 C. 电荷之间的作用力大小随距离的增大先增大后减小 D. 电荷之间的作用力大小与距离无关 ‎【答案】A ‎【解析】‎ 试题分析：小球远离带正电的A球，说明细线悬挂的小球带正电，悬挂的小球离带正电的A球越远，受到的作用力越小，同种电荷距离越近排斥作用越强，所以，电荷之间的相互作用跟距离有关，且电荷间的作用力大小随电荷间距离的增大而减小．故A正确，BCD错误．故选A。‎ 考点：探究电荷间的作用规律 ‎【名师点睛】掌握电荷间的作用，通过悬挂小球是靠近带正电的A球，还是远离靠近带正电的A球，判断悬挂小球带什么电荷；关键是知道偏转角度越大，受到的电荷间的作用力越大。‎ ‎3.关于电压和电动势，下列说法正确的是（　　）‎ A. 电动势就是电源两极间的电压 B. 电压和电动势单位相同，所以电动势和电压是同一物理量 C. 电动势是反映电源把其他形式的能转化为电能本领的物理量 D. 电源电动势定义式和电势差定义式中的W都是电场力做的功 ‎【答案】C ‎【解析】‎ ‎【详解】A. 根据闭合电路欧姆定律，路端电压U=E−Ir，只有当外电路断开时，I=0，路端电压等于电动势。故A错误；‎ B. 电压与电动势的单位相同，但物理意义不同，是两个不同的物理量。故B错误；‎ C. 电源是把其他形式的能转化为电能的装置，电动势反映电源把其他形式的能转化为电能本领大小。故C正确；‎ D. 电动势定义式中的W是非静电力做功，电势差中的W是静电力做功。故D错误。‎ 故选：C.‎ ‎【点睛】电压与电动势的单位相同，但物理意义不同，不是同一物理量的不同叫法．电动势是反映电源把其他形式的能转化为电能本领大小的物理量．电动势定义式中的W是非静电力做功，电势差中的W是静电力做功。电动势等于电源没有接入电路时两极间的电压．‎ ‎4.两个完全一样的金属球，A球带电量为q，B球不带电，将A球与B球接触后，A球与B球的带电量分别为（　　）‎ A. 0和q B. q和q C. 和 D. 和 ‎【答案】C ‎【解析】‎ ‎【详解】完全相同的金属球，接触时先中和再平分，所以每个球带电Q＝，故C正确，ABD错误 故选：C ‎5.真空中两个静止的点电荷相距r时，相互作用的静电力大小为F。当它们之间的距离增大到2r时，它们之间的静电力大小为（　　）‎ A. B. C. 2F D. 4F ‎【答案】B ‎【解析】‎ ‎【详解】根据库仑定律…①‎ 若将这两个点电荷间的距离变为2r，则他们之间的静电力大小变为：‎ ‎…②‎ 故：F′=F/4‎ 故选：B.‎ ‎6.在如图所示的匀强电场中，有A、B两点，则以下说法中正确的是 A. A点的电场强度大于B点的电场强度 B. A点的电场强度小于B点的电场强度 C. A点的电势高于B点的电势 D. A点的电势低于B点的电势 ‎【答案】C ‎【解析】‎ 该电场是匀强电场，AB两点的电场强度是相同的。故AB错误；顺着电场线电势逐渐降低，则A点的电势高于B点的电势，选项C正确，D错误；故选C.‎ 点睛：本题关键要掌握电场线的物理意义：电场线的疏密描述电场的强弱，沿电场线方向，电势必定降低．‎ ‎7.已知电荷量单位是库，符号为C：电流单位是安，符号为A；时间单位是秒，符号为s。由电流的定义式可知，这三个单位之间的关系是（　　）‎ A. 1C=1A•s B. 1C=lA•s﹣1 C. 1C=1A﹣1•s D. 1C=1A﹣1•s﹣1‎ ‎【答案】A ‎【解析】‎ ‎【详解】根据电流的定义式，Q=It，则1C=1A•s，故A正确，BCD错误。‎ 故选：A ‎8.一根粗细均匀的电阻丝的阻值为R，在材料和温度不变的情况下，下列情况中阻值仍为R的是 A. 长度和横截面的半径都增大为原来的2倍 B. 长度不变，横截面的面积增大为原来的2倍 C. 横截面的面积不变，长度减小为原来的 D. 长度和横截面的面积都减小为原来的 ‎【答案】D ‎【解析】‎ ‎【详解】A. 由可知，当长度和横截面的半径都增大为原来的2倍时，横截面积增大为原来的4倍，故电阻变为原来的一半；故A错误；‎ B.由可知，长度不变，横截面积增为2倍时，电阻变为原来的一半，故B错误；‎ C. 由可知，当长度减为原来的一半，横截面积不变时，电阻变化原来的倍，故C错误；‎ D. 由可知，当长度和横截面积都缩小一半时，电阻不变；故D正确。‎ 故选：D.‎ ‎9.如图所示，图线1表示的导体的电阻为R1，图线2表示的导体的电阻为R2，则下列说法正确的是（ ）‎ A. R1：R2=1：3‎ B. R1：R2=3：1‎ C. 将R1与R2串联后接于电源上，则电流比I1：I2=1：3‎ D. 将R1与R2并联后接于电源上，则电流比I1：I2=3：1‎ ‎【答案】AD ‎【解析】‎ 根据I-U图象知，图线的斜率表示电阻的倒数，所以．串联电路电流相等，所以将与串联后接于电源上，电流比I1：I2=1：1．并联电路，电压相等，电流比等于电阻之反比，所以将与并联后接于电源上，电流比I1：I2=3：1，A正确．‎ ‎10.下列用电器中，不是根据电流的热效应制成的是（　　）‎ A. 电热毯 B. 电熨斗 C. 电话 D. 电热水器 ‎【答案】C ‎【解析】‎ ‎【详解】电热毯、电熨斗、电热水器均利用了电流的热效应，将电能转化为热能；而电话是利用电磁感应将声音信号转化为电信号。‎ 故选：C.‎ ‎11.将一个，的表头改装成一个量程为3V的电压表，正确的操作应该是（ ）‎ A. 加一节电池 B. 加两节电池 C. 串联一个990欧姆的电阻 D. 并联一个990欧姆的电阻 ‎【答案】C ‎【解析】‎ 把电流表改装成电压表需要串联分压电阻，根据串联电路的特点，则有：，解得：，C正确，故选C.‎ ‎12.如图所示，R1为定值电阻，R2为可变电阻,E为电源电动势，r为电源内阻,以下说法中正确的是(　　)‎ A. 当R2=r时，R2上获得最大功率 B. 当R2=R1+r时，R1上获得最大功率 C. 当R2=0时，R1上获得最大功率 D. 当R2=0时，电源的输出功率最大 ‎【答案】C ‎【解析】‎ A、根据电源的内电阻和外电阻相等的时候，电源的输出功率最大可知，当把R1和电源看做一个整体时，即把电源的内阻看做，当时，电源的输出功率最大，即R2上获得最大功率， A错误；‎ B、C、电阻R1为定值电阻，则根据可知当流过R1的电流最大时，R1消耗的电功率最大，即当时，R1上获得最大功率， B错误，C正确；‎ D、结合A的分析可知，当时，电源的输出功率最大，由于不知道三个电阻的关系，所以不能判断出时，电源的输出功率是否最大，D错误；‎ 故选C。‎ ‎13.如图所示，从灯丝发出的电子经加速电场加速后，进入偏转电场，若加速电压为U1，偏转电压为U2，要使电子在电场中的偏转量y增大为原来的2倍，下列方法中正确的是（　　）‎ A. 使U1减小为原来的 B. 使U2增大为原来的2倍 C. 使偏转板的长度增大为原来2倍 D. 使偏转板的距离减小为原来的 ‎【答案】ABD ‎【解析】‎ 在加速电场中，电场力做功，‎ ‎，进入偏转电场水平方向为速度为v0的匀速直线运动，竖直方向为初速度为零的匀加速直线运动．∴在水平方向在竖直方向F=qE=，，由此可知ABD正确 ‎14.如图所示，在匀强电场中有直角三角形△BOC，电场方向与三角形所在平面平行，若三角形三顶点处的电势分别为φO=4.5V、φB=0V、φC=9V，且边长OB=3cm，BC=6cm，则下列说法中正确的是 A. 电场强度的大小为V/m B. 电场强度的大小为100V/m C. 一个电子由B点运动到C点，电场力做正功 D. 一个电子在O点由静止释放后会沿直线OB运动 ‎【答案】BC ‎【解析】‎ ‎【详解】由匀强电场的特点可知，则B、C连线中点D的电势为B、C电势的平均值，即为4.5V.‎ 连接OD线，即为一条等势线，作出过D的与OD垂直的线ED如图，即电场线；‎ 由几何关系可知,sin∠C=OB/BC=1/2‎ 所以：∠C=30∘，∠B=60∘‎ D是BC的中点,则△OBD是等边三角形，又ED⊥O，,所以DE与BD之间的夹角是30∘，则电场线与OB之间的夹角也是30∘，故该电场的场强方向沿∠B的角平分线向上，如图。‎ AB、根据电势差与电场强度的关系：UDB=φD−φB=4.5V−0=4.5V 而：UDB=E⋅OB˙cos30∘‎ 代入数据可得：E=100V/m.故A错误，B正确；‎ C. 电子由B点运动到C点，电场力做的功W=-eUBC=9eV>0，为正功，故C正确；‎ D.将电子在O点由静止释放后，电子将沿电场线的方向做直线运动，不会是沿OB运动。故D错误；‎ 故选：BC ‎【点睛】根据匀强电场电势差与距离成正比（除等势面）特点，找出等势面，作其垂线确定电场强度的方向．根据U=Ed求出电场强度E；根据W=qU求出电场力做功的正负。‎ ‎15.一平行板电容器充电后与电源断开，正极板接地，在两极间有一带电油滴静止于P点，如图所示。以U表示两极板间的电压，E表示两极板间的场强，φ表示该P点的电势，EP表示油滴该P点的电势能。若保持负极板不动，而将正极板移至图中虚线所示位置（仍保持正极板接地），下列说法中正确的是 A. 油滴向上运动 B. U变小，E不变 C. φ变大，EP增大 D. C变大，EP减小 ‎【答案】BD ‎【解析】‎ ‎【详解】油滴静止，说明它受电场力方向向上，油滴带负电。平行板电容器充电后与电源断开，因此电容器的电荷量不变，将正极板移到图中虚线所示的位置时，板间距离d减小，根据可知，电容器的电容增大，根据U=Q/C，则板间电压U变小。‎ 由匀强电场E═U/d=，可得E=，可知E与d无关，则知电场强度E不变；P与正极板间的距离减小，由公式U=Ed可知，P与正极板间的电势差减小，正极板电势为0，则P点的电势φ变大，负电荷在P点的电势能Ep=qφ减小。故BD正确，AC错误。‎ 故选：BD.‎ ‎【点睛】电容器充电后与电源断开，因此电容器的电荷量不变，结合电容的决定式和定义式，以及匀强电场的场强公式得出电场强度的变化，从而得出P与正极板电势差的变化，得出P点的电势变化和电势能变化．‎ 二、填空题（本题共2小题，每空2分，共14分）‎ ‎16.张明同学在测定某种合金丝的电阻率时：‎ ‎(1)用螺旋测微器测得其直径为_____mm（如图甲所示）；‎ ‎(2)用20分度的游标卡尺测其长度为______cm（如图乙所示）；‎ ‎(3)用图丙所示的电路测得的电阻值将比真实值________(填“偏大”或“偏小”)。‎ ‎【答案】 (1). 3.202-3.205 (2). 5.015 (3). 偏小 ‎【解析】‎ ‎（1）螺旋测微器的读数为：；（2）游标卡尺的读数为：；（3）由欧姆定律得：电阻阻值 ‎，由于电压表的分流作用使电流偏大，则电阻偏小．‎ ‎17.在描绘一个标有“6.3V0.3A”小灯泡的伏安特性曲线的实验中，要求灯泡两端的电压由零逐渐增加到6.3V，并便于操作。‎ 已选用的器材有：‎ 学生电源（电动势为9V，内阻约1Ω）；‎ 电流表（量程为0﹣0.6A，内阻约0.2Ω；量程为0﹣3A，内阻约0.04Ω）；‎ 电压表（量程为0﹣3V，内阻约3Ω；0﹣15V，内阻约15Ω）；‎ 开关一个、导线若干 ‎（1）实验中还需要一个滑动变阻器，现有以下两个滑动变阻器，则应选其中的____（选填选项前的字母）‎ A．滑动变阻器（最大阻值10Ω，最大允许电流1A）‎ B．滑动变阻器（最大阻值1500Ω，最大允许电流0.3A）‎ ‎（2）实验电路图应选用图中的实验电路图应选用图中的____（选填“甲”或“乙”）。‎ ‎（3）接闭合关，改变滑动变阻器滑动端的位置，并记录对应的电流表示数、电压表示数，图中电流表选择0﹣0.6A量程，电压表选择0﹣15V量程，电流表、电压表示数如右上图所示，可知该状态下小灯泡电阻的测量值____Ω（计算结果保留两位有效数字）。‎ ‎（4）根据实验数据，画出的小灯泡I﹣U图线如图所示。由此可知，当小灯泡两端的电压增加时，小灯泡的电阻值将__（选填“变大”或“变小”）。‎ ‎【答案】 (1). A (2). 乙 (3). 18 (4). 变大 ‎【解析】‎ ‎【详解】（1）（2）、实验要求灯泡两端的电压需要由零逐渐增加到6.3V，则滑动变阻器应采用分压接法，所以滑动变阻器要选择最大值比较小的A，调节比较方便，故选A；实验电路图应选乙；‎ ‎(3)电流表的量程为0.6A，所以每一小格的读数为0.02A，所以电流表的读数为0.22A；‎ 电压表的量程为15V，所以每一小格的读数为0.5V，所以读数为：8×0.5=4.0V.‎ 由欧姆定律得：Rx=U/I=4/0.22=18Ω；‎ ‎(4)在I−U图象中，各个点与坐标原点的连线的斜率表示电阻的倒数，由图可知，随电压增大，各点与坐标原点的连线的斜率减小，所以可知待测电阻的电阻值变大。‎ ‎【点睛】（1）（2）根据题目要求确定滑动变阻器与电流表的接法，然后选择实验电路；‎ ‎（3）由电压表与电流表的读数的方法读出电流表与电压表的测量值，然后由欧姆定律即可求出电阻值；‎ ‎（4）根据图象，应用欧姆定律及影响灯丝电阻的因素分析答题．‎ 三、计算题（本题共3小题，共28分。解答应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤，有数值计算的要明确写出数值和单位，只有最终结果的不得分）‎ ‎18.如图所示，A为带正电Q的金属板，沿金属板的垂直平分线，在距板r处放一质量为m、电荷量为q的小球，小球用绝缘丝线悬挂于O点，受水平向右的电场力偏转θ角而静止。试求小球所在处的电场强度的大小和方向。‎ ‎【答案】；方向：水平向右 ‎【解析】‎ ‎【详解】小球受到的电场力方向向右，所以小球带正电。小球的受力如图所示：‎ 由平衡条件得：F电=mgtanθ；‎ 根据电场强度F电=qE可得，小球所在处的电场强度：E=F电/q=，‎ 小球带正电，所以电场强度方向与其受到的电场力方向一致，方向水平向右。‎ ‎【点睛】以小球为研究对象，根据受力情况确定电性；作出小球受力图，小球处于静止状态，合力为零，根据平衡条件求解电场力；根据电场力公式F=qE，联立求解电场强度E．‎ ‎19.如图所示，电源电动势E=10V，内阻r=0.6Ω，定值电阻R1=4Ω，R2=6Ω，R3=17Ω，‎ 求：（1）外电路的总电阻；‎ ‎（2）通过R3的电流；‎ ‎（3）电源两端的电压。‎ ‎【答案】（1）19.4Ω；（2）0.5A；（3）9.7V ‎【解析】‎ ‎【详解】（1）R1和R2的并联电阻R12==2.4Ω，‎ 故外电路总电阻R=R3+R12=17+2.4=19.4Ω；‎ ‎(2)根据闭合电路欧姆定律，通过R3的电流等于干路电流I=A=0.5A；‎ ‎(3)路端电压U=IR=0.5×19.4V=9.7V ‎【点睛】根据电路串并联关系求总电阻；根据闭合电路欧姆定律欧姆定律求通过R3电流；根据U=IR求路端电压。‎ ‎20.一台直流电动机的额定电压为U＝200V，电动机线圈的电阻R＝1Ω，当它正常工作时通过的电流I=20A，若电动机正常运转时间t＝50s。求：‎ ‎（1）电动机消耗的总电能；‎ ‎（2）线圈电阻上产生的热量；‎ ‎（3）电动机机械效率。‎ ‎【答案】（1）2×105J；（2）2×104J；（3）90%‎ ‎【解析】‎ ‎【详解】(1)电动机消耗的总电能：E=UIt=200×20×50=2×105J；‎ ‎(2)线圈电阻上产生的热量：Q=I2Rt=202×1×50=2×104J；‎ ‎(3)电动机机械效率：η=×100%=×100%=90%。‎ ‎【点睛】电动机为非纯电阻，电动机在工作时，把电能转化成机械能的同时，还有一部分电能转化成了热能，并且线圈与电动机串联．‎ ‎（1）已知通过电动机的电流、电动机两端的电压和时间，可利用公式W=UIt计算电动机消耗的电能；‎ ‎（2）已知电动机线圈的电阻、通过线圈的电流和时间，可利用公式Q=I2Rt计算线圈产生的热量；‎ ‎（3）电动机的机械效率等于输出功率除以总功率．‎ ‎21.在如图所示的绝缘水平面上，有两个边长为d=0.2m的衔接的正方形区域I、II，其中区域I中存在水平向右的大小为的匀强电场，区域II中存在竖直向上的大小为的匀强电场。现有一可视为质点的质量为m=0.3kg的滑块以的速度由区域I边界上的A点进去电场，经过一段时间滑块从边界上的D点离开电场（D点未画出），滑块带有q=+0.1C的电荷量，滑块与水平面之间的动摩擦因数为，重力加速度。求：‎ ‎(1)D点距离A点的水平间距、竖直间距分别为多少？A、D两点之间的电势差为多少？‎ ‎(2)滑块在D点的速度应为多大？‎ ‎(3)仅改变区域II中电场强度的大小，欲使滑块从区域II中的右边界离开电场，则区域II中电场强度的取值范围应为多少？‎ ‎【答案】(1),, (2) (3)‎ ‎【解析】‎ ‎(1)滑块在区域I中运动时，根据牛顿第二定律可得，‎ 代入数据得，‎ 设滑块运动到两电场区域的交界点B的速度为，则，‎ 联立解得，‎ 对滑块在区域II中做类平抛时，根据牛顿第二定律得，‎ 整理得，‎ 滑块在区域II内做类平抛运动，假设滑块从区域II的上边界离开电场区域，运动的时间为，根据类平抛运动的规律得，滑块在水平方向上做匀速运动，则，‎ 在竖直方向上做匀加速运动，则，‎ 联立解得，因此假设成立，‎ 因此滑块最终离开电场时，A、D两点之间的竖直距离，‎ A、D两点之间的水平距离，‎ A、B两点之间的电势差为，‎ B、D两点之间的电势差为，‎ A、D两点之间的电势差；‎ ‎(2)对滑块全程由动能定理得，‎ 解得；‎ ‎(3)滑块在区域II中运动好从右边界的最上端离开时，根据平抛运动的规律水平方向上 ‎，竖直方向上，‎ 根据牛顿第二定律得，‎ 联立解得，‎ 解得，‎ 滑块刚好从C点离开区域II时，由运动学规律，‎ 根据牛顿第二定律得，‎ 联立解得，‎ 则区域II中的电场强度时，滑块从区域II的右边界离开。‎ ‎【点睛】‎ 本题考查分析较为复杂的电场与力学的综合题，尽管复杂，但过程分析并不难，要注意电场加速、偏转和圆周运动的研究方法的不同．‎