【物理】江西省南昌市进贤县第一中学2019-2020学年高二上学期期中考试试题（解析版）

【物理】江西省南昌市进贤县第一中学2019-2020学年高二上学期期中考试试题（解析版）

进贤一中2019-2020学年高二年级上学期期中考试 物理试卷 一、选择题(1～8为单选题,9～12为多选题,每小题4分,共48分)‎ ‎1.下列说法正确的是 A. 电源电动势在数值上等于电源搬运单位正电荷由正极经由外电路运动到负极所做功 B. 电阻率是反映材料导电性能的物理量，仅与材料有关，与温度、压力等外界因素无关 C. 点电荷是理想化模型，只有带电量小的带电体才可以看成点电荷 D. 电容是表征电容器容纳电荷本领的物理量，但电容的大小并不是由Q(带电荷量)或U(电压)决定的 ‎【答案】D ‎【解析】‎ ‎【详解】电源电动势在数值上等于电源搬运单位正电荷由负极经由内电路运动到正极所做的功，选项A错误；电阻率是反映材料导电性能的物理量，与材料有关，与温度、压力等外界因素都有关，选项B错误；点电荷是理想化模型，只有当带电体的电量与所研究的问题相比可以忽略不计时带电体才可以看成点电荷，所以带电量小的不一定能看做点电荷，选项C错误；电容是表征电容器容纳电荷本领的物理量，电容的大小是由电容器本身决定的，并不是由Q(带电荷量)或U(电压)决定的，选项D正确；故选D.‎ ‎2.如图所示，一条绝缘细线，上端固定，下端拴一个电荷量为q的带电小球，将它置于一匀强电场中，电场强度大小为E，方向水平向右．当细线离开竖直位置的偏角为时，小球处于平衡状态，则小球的质量为（ ）‎ A. B. ‎ C. D. ‎ ‎【答案】A ‎【解析】‎ ‎【详解】小球的受力如图，运用合成法得：‎ 所以 A. 与分析相符，故A正确。B. 与分析不符，故B错误。‎ C. 与分析不符，故C错误。D. 与分析不符，故D错误。‎ ‎3.分别将带正电、负电和不带电的三个等质量小球，分别以相同的水平速度由P点射入水平放置的平行金属板间，已知上板带负电，下板接地。三小球分别落在图中A、B、C三点，则错误的是（　　）‎ A. A带正电、B不带电、C带负电 B. 三小球在电场中加速度大小关系是：aA＜aB＜aC C. 三小球在电场中运动时间相等 D. 三小球到达下板时的动能关系是EkC＞EkB＞EkA ‎【答案】C ‎【解析】‎ ‎【详解】C.三个小球在水平方向都做匀速直线运动，由图看出水平位移关系是，三个小球水平速度相同，由得运动时间关系是，故选项C符合题意；‎ B.竖直方向上三个小球都做匀加速直线运动，由图看出竖直位移大小相等，由得到加速度关系为，故选项B不符合题意；‎ A.根据牛顿第二定律得到合力关系为，三个小球重力相同，而平行金属板上板带负极，可以判断出来带正电、不带电、带负电，故选项A不符合题意；‎ D.三个小球所受合力方向都竖直向下，都做正功，竖直位移大小相等，而合力，则合力做功大小关系为，根据动能定理得三小球到达下板时的动能关系是，故选项D不符合题意。‎ ‎4.图中虚线所示为静电场中的等势面1、2、3、4，相邻的等势面之间的电势差相等，其中等势面3的电势为0．一带正电的点电荷在静电力的作用下运动，经过a、b点时的动能分别为26eV和5eV．当这一点电荷运动到某一位置，其电势能变为-8 eV时，它的动能应为（　　）‎ A. 8 eV B. 20 eV C. 13 eV D. 34 eV ‎【答案】B ‎【解析】‎ ‎【详解】由题，电荷经过a、b点时的动能分别为26eV和5eV，动能减小为21eV．而相邻的等势面之间的电势差相等，电荷在相邻等势面间运动时电场力做功相等，电势能变化量相等，则电荷从3等势面到4等势面时，动能减小7eV，电势能增大，等势面3的电势为0，电荷经过b时电势能为7eV，又由题，电荷经b点时的动能为5eV，所以电荷的总能量为E=Ep+Ek=7eV+5eV=12eV，其电势能变为-8eV时，根据能量守恒定律得到，动能应为20eV． 故B正确．‎ ‎5.如图所示，长为L的枕形导体原来不带电，O点是其几何中心．将一个带正电、电量为Q的点电荷放置在距导体左端R处，由于静电感应，枕形导体的a、b端分别出现感应电荷，k为静电力常量，则（　 ）‎ A. 闭合S，有电子从枕形导体流向大地 B. 导体a、b端电势满足关系φa＜φb C. 导体两端的感应电荷在O点产生的场强大小等于0‎ D. 导体两端的感应电荷在O点产生的场强大小等于 ‎【答案】D ‎【解析】A. 闭合S，大地中的电子在点电荷Q的吸引力作用下从大地流向枕形导体。故A错误。‎ B. 当达到静电平衡时整个导体是一个等势体，则导体a端电势等于b端电势，即 φa=φb 故B错误。‎ CD. 当达到静电平衡时导体中心O点的场强为0，则导体两端的感应电荷和点电荷Q在O点产生的场强大小相等、方向相反，所以导体两端的感应电荷在O点产生的场强大小 故C错误D正确。‎ ‎6.为了使电炉消耗电功率减小到原来的一半，应采取下列哪项措施（ ）‎ A. 保持电阻不变，使电流减半； B. 保持电阻不变，使电压减半；‎ C. 保持电炉两端电压不变，使其电阻减半； D. 使电压和电阻各减半 ‎【答案】D ‎【解析】‎ 试题分析：A、由可知，保持电阻不变，使电流减半，功率变为原来的；错误 B、由可知，保持电阻不变，使电压减半，功率变为原来的；错误 C、由可知，保持电炉两端电压不变，使其电阻减半，则功率变为原来的2倍；错误 D、由可知，使电压和电阻各减半，则功率变为原来的；正确 故选D 考点：电功率 点评：容易题。对于纯电阻电路来说，电功率有多种表达形式：、和P=UI.‎ ‎7.两根完全相同的金属裸导线，如果把其中的一根均匀拉长到原来的3倍，然后给它们分别加相同电压后，则在同一时间内它们产生的热量之比为(　　)‎ A. 1∶3 B. 3∶1‎ C. 1∶9 D. 9∶1‎ ‎【答案】C ‎【解析】设原来的电阻为R，把其中的一根均匀拉长到原来的3倍， 横截面积变为原来的倍，根据电阻定律，电阻变为9R，根据焦耳定律，它们分别加相同电压后，则在同一时间内它们产生的热量之比为，故C正确，ABD错误；‎ 故选C。‎ ‎8.如图所示，直线A为电源的图线，直线B为电阻R的图线；用该电源和电阻组成的闭合电路，电源输出功率和电路的总功率分别是( )‎ A. 4W，8W B. 2W，4W C. 4W，6W D. 2W，3W ‎【答案】C ‎【解析】‎ ‎【详解】由图可知，电源电动势为，用该电源和该电阻组成一个闭合电路，电路中的电流为，路端电压为 ‎ 则电源输出功率为：‎ 电源总功率是：‎ 总 A. 4W，8W与分析不符，故A错误；B. 2W，4W与分析不符，故B错误；‎ C. 4W，6W与分析相符，故C正确；D. 2W，3W与分析不符，故D错误。‎ ‎9.某学生用电流表和电压表测干电池电动势和内阻时，所用滑动变阻器的阻值范围为0～20 Ω，连接电路的实物图如图所示。关于该学生接线的说法正确的是（ ）‎ A. 滑动变阻器不起变阻作用 B. 电流表接线有误 C. 电压表量程选用不当 D. 电压表接线正确 ‎【答案】AB ‎【解析】‎ ‎【详解】A.因为滑动变阻器全接入电路，所以滑动变阻器不起变阻作用，故A正确。‎ B.根据图示可知，电流表接线有误，故B正确。‎ C. 由电路图可知，电压表选3V量程，电压表量程选择正确，故C错误；‎ D.电压表正负接线柱接反，故D错误。‎ ‎10.如图所示,闭合开关S并调节滑动变阻器滑片P的位置,使A、B、C三灯亮度相同若继续将P向下移动,则三灯亮度变化情况为 A. A灯变亮 B. B灯变亮 ‎ C. A灯最亮 D. C灯最亮 ‎【答案】AD ‎【解析】‎ ‎【详解】AC.将变阻器滑片P向下移动时,接入电路的电阻减小,外电路总电阻减小,根据全电路欧姆定律得知,总电流增大,则A灯变亮。故A正确C错误。‎ BD.并联部分的电压 E、、r不变,增大,减小,B灯变暗。通过C灯的电流 I增大,减小,则增大,C灯变亮。‎ 由于减小, 增大, 增大,所以C灯电流的增加量大于A灯的增加量,C灯最亮。故B错误D正确。‎ ‎11.如图所示，在某一点电荷Q产生的电场中，有a、b两点．其中a点的场强大小为Ea，方向与ab连线成120°角；b点的场强大小为Eb，方向与ab连线成150°角．则关于a、b两点场强大小及电势高低说法正确的是（ ）‎ A. Ea=3Eb B. ‎ C. ϕa＞ϕb D. ϕa＜ϕb ‎【答案】AC ‎【解析】‎ a点电场线与b点电场线方向相交于O点，则该场源电荷位于O点处，三角形Oab为直角三角形，设ab间的距离为d则，所以根据公式可得Ea=3Eb，该场源电荷为正电荷，所以距离场源电荷越近，电势越低，故，AC正确 ‎12.如图1所示，密闭在真空中的平行板电容器A极板接地．B极板上的电势如图2所示，一质量为m、电荷量为q的微粒在两极板中央由静止释放，极板足够长，则下列说法正确的是 A. 如果微粒带正电，从t＝2s时开始释放一定不能运动到A极板 B. 如果微粒带负电，从t＝6s时开始释放可能运动到B极板上 C. 不论微粒带正电还是负电，撞击极板前竖直方向均为自由落体运动 D. 如果微粒带负电，从t＝2s开始释放没有撞击到极板，那么将A、B两极板分别向左、向右移动相等的距离后，重新将带电微粒在t＝2s时从极板中央由静止释放，一定不会撞击到极板 ‎【答案】CD ‎【解析】‎ 如果微粒带正电，从t＝2s时开始释放，则水平方向，2-4s时粒子先向左做匀加速运动，4-6s时粒子向左做匀减速运动，以后重复上述运动，则此时若粒子在竖直方向没到达极板底端，则粒子一定能运动到A极板，选项A错误；如果微粒带负电，从t＝6s时开始释放，则水平方向，6-8s时粒子先向左做匀加速运动8-10s时粒子向左做匀减速运动，以后重复上述运动，则此时若粒子在竖直方向没到达极板底端，粒子能运动到A极板，不可能运动到B极板上，选项B错误；不论微粒带正电还是负电，撞击极板前粒子在竖直方向只受重力作用，即在竖直方向均为自由落体运动，选项C正确；如果微粒带负电，从t＝2s开始释放，则粒子向右先加速，后减速……，若没有撞击到极板，说明粒子在竖直方向的位移已经超过极板底端；若那么将A、B两极板分别向左、向右移动相等的距离后，重新将带电微粒在t＝2s时从极板中央由静止释放，粒子在水平方向的运动情况不变，当运动时间变长，可知在竖直方向的位移变大，更应超过极板的底端，则粒子一定不会撞击到极板，选项D正确；故选CD.‎ 点睛：此题关键要搞清粒子在水平方向即竖直方向受力情况，分析两个方向的分运动情况，尤其是水平方向在周期性电场中的运动情况，并关联竖直方向的自由落体运动.‎ 二、填空题(13、14小题每空2分,,15、16小题每空1分,共16分)‎ ‎13.在电场中把电荷量为2.0×10﹣9C的正电荷从A点移到B点，电场力做功1.5×10﹣7J，再把这个电荷从B点移到C点，电场力做功﹣4.0×10﹣7J．则A、B、C三点中电势最高的是_____点，A、C两点的电势差为_____V。‎ ‎【答案】 (1). C； (2). -125；‎ ‎【解析】‎ ‎【分析】‎ 根据电场力做功与电势差的关系求出AB、BC间的电势差，从而比较A、B、C三点的电势高低，得出AC间的电势差，‎ ‎【详解】间的电势差。‎ BC间的电势差。‎ 知A点电势比B点电势高75V，C点电势比B点高200V，则C点的电势最高 间的电势差。‎ 故答案为：C，‎ ‎【点睛】解决本题的关键掌握电场力做功与电势差的关系公式，注意在运用该公式求解时，电荷的正负、电势差的正负、功的正负均要代入计算 ‎14.如图，A、B、C、D是匀强电场中一个边长为2m的正方形的四个顶点，已知A、B、C三个点的电势分别为φA=9V,φB=3V,φC=6V,由此可求得空间匀强电场的电场强度大小E=_______v/m， D点电势φD=___________V.‎ ‎【答案】 (1). (2). 12‎ ‎【解析】‎ ‎【分析】‎ 在AB上找出与C点等电势点，作出等势线，再过D作出等势线，在AB线上找出与D等势点，再确定D点的电势；再根据U=Ed求出电场强度的大小。‎ ‎【详解】在AB上找出与C点等电势点，作出等势线CM，再过D作出等势线DG，如图所示：‎ 则由几何关系可知：DA沿电场线方向的距离GH与AC沿电场线方向的距离HN相等，根据U=Ed，则有：，又，联立解得：，设正方形的边长为a=2cm，CB沿电场线方向的距离NB为d，由几何关系得：，解得：，则电场强度的大小为。‎ ‎【点睛】本题关键是找到等势点，作出等势线．电场线与等势面之间的关系要理解，常常是作电场线的依据．‎ ‎15.有一个额定电压为2.8 V，功率约为0.8 W小灯泡，现要用伏安法描绘这个小灯泡的I-U图线，有下列器材供选用：‎ A．电压表(0～3 V，内阻约6 kΩ) B．电压表(0～15 V，内阻约30 kΩ)‎ C．电流表(0～3 A，内阻约0.1 Ω) D．电流表(0～0.6 A，内阻约0.5 Ω)‎ E．滑动变阻器(10 Ω，2 A) F．滑动变阻器(200 Ω，0.5 A)‎ G．蓄电池(电动势6 V，内阻不计)‎ ‎(1)某同学设计成如图所示的两种电路，要求小灯泡的电压从零开始增大，应选择图乙中的电路图___(选填“a”或“b”)。‎ ‎(2)用正确的电路进行测量，电压表应选用____，电流表应选用_____滑动变阻器应选用____(用序号字母表示)。‎ ‎【答案】 (1). b (2). A (3). D (4). E ‎【解析】‎ ‎【详解】(1)[1]实验中要求小灯泡的电压从零开始增大，则滑动变阻器应采用分压电路，故选b；‎ ‎(2)[2][3][4]由题意可知，灯泡的额定电压为2.8V，故电压表的量程应大于2.8V，故电压表应选3V量程，故选A；由P=UI可得，电流为 I=0.8/2.8A=0.28A 故电流表应选D；本实验中应选用分压接法，故滑动变阻器应选小电阻，故滑动变阻器选E ‎16.有一个电流表G，内阻Rg，满偏电流Ig，要把它改装为量程为U的电压表，要___联一个 大小为______ 的电阻，要把它改装为量程为I的电流表，要____联一个大小为 ______ 的电阻．（用所给字母表示）‎ ‎【答案】 (1). 串 (2). (3). 并 (4). ‎ ‎【解析】‎ 电流表改装电压表需串联一个电阻，改装原理U=Ig（Rg+R），串联电阻 改装为电流表需并联一个电阻，改装电流表原理IgRg=（I-Ig）R，并联电阻 三、解答题(8+10+8+10=36分)‎ ‎17.如图所示，电源电动势E＝10 V，内阻r＝0.5 Ω，闭合S，标有“8 V,16 W”的灯泡L恰好能正常发光，电动机M绕线的电阻R0＝1 Ω，求：‎ ‎(1)电源的总功率；‎ ‎(2)电动机的输出功率.‎ ‎【答案】（1）40 W（2）12 W.‎ ‎【解析】‎ ‎【详解】（1）灯泡正常发光，U=U额 =8V，则电源内阻的电压U内 =E-U=2V 由欧姆定律得流过电源的电流I=U内/r =2/0.5 A=4A ‎ 电源的总功率P总=EI=10×4=40W．‎ ‎（2）灯泡的电流I灯 =P额/U额=2A 电动机的电流IM=I-I灯=2A 电动机消耗的电功率PM=UIM=8×2=16W 电动机发热功率P热=IM2R0=22×1=4W 所以电动机的输出功率．P输出=PM-P热=16-4=12W ‎18.如图所示的电路中,电源电动势,内阻,电阻,,,电容器的电容,开始时,开关S断开．‎ ‎（1）求电容器上所带的电荷量？‎ ‎（2）合上S,待电路稳定以后流过的电量是多少？‎ ‎【答案】（1）C. （2）C.‎ ‎【解析】‎ ‎【详解】开关S断开时,电容器的电压等于的电压,为：‎ 电容器上所带的电荷量 合上S,和并联,并联的阻值为：‎ 电容器的电压等于并联电路两端的电压,为：‎ 电容器的带电量 可知电容器放电,则流过的电量是 ‎19.如图所示，在竖直平面内有两个等量的异种点电荷，其电荷量分别为＋Q、－Q，固定在同一个水平直线上相距为的A、B两点。在AB连线的垂直平分线有固定光滑竖直绝缘杆，在C点有一个质量为m、电荷量为－q小环（可视为点电荷）静止释放。已知ABC构成正三角形，求：‎ ‎（1）在C点杆对小环的作用力大小；‎ ‎（2）小环滑到D点的速度大小。‎ ‎【答案】（1）（2）‎ ‎【解析】（1）在C点：根据库仑定律：‎ A对小环 B对小环 AB对小环合力 杆对小环的作用力 ‎（2）小环从C到D，电场力不做功，根据动能定理 解得：h=lsin60°‎ 小环滑到D点的速度大小v=‎ ‎20.空间有E=100V/m竖直向下的匀强电场，长L=0.8m不可伸长的轻绳固定于O点．另一端系一质量m=0.5kg，电量q=0.05C的带正电小球．拉起小球至绳水平后在A点无初速度释放，当小球运动至O点的正下方B点时绳恰好断裂，小球继续运动，最后落至地面上C点，B点离地的高度hB=0.2m．（g=10m/s2）试求： ‎ ‎（1）绳子的最大张力为多大？ ‎ ‎（2）落地点C到B点的水平距离为多大？ ‎ ‎（3）A、C两点的电势差为多少？‎ ‎【答案】（1）30N （2）0.8m （3）100V ‎【解析】(1)当带电小球摆至B点时，绳子达到最大张力，设为T，小球运动到B点时速度为VB ，小球从A点运动到B点，运用动能定理 ① ‎ 小球在B点做圆周运动 ② ‎ 由①②可得T=30N ‎ ‎(2)小球离开B点后做类平抛运动，运动时间为t，设落地点C到B点的水平距离为X，则x=VB×t ③ ‎ 沿电场线方向上有 ④ ‎ 根据牛顿第二定律可知 ⑤ ‎ 综合③④⑤可得X=0.8m ‎ ‎(3)在匀强电场中，UAC=E×（L+hB）=100×（0.8+0.2）=100V