【物理】北京市人大附中2019-2020学年高一下学期期末考试试题（解析版）

【物理】北京市人大附中2019-2020学年高一下学期期末考试试题（解析版）

北京市人大附中2019-2020学年高一下学期期末考试试题 一、选择题 ‎1.下列物理量属于矢量的是（　　）‎ A. 电场强度 B. 电势能 C. 电流强度 D. 电势差 ‎【答案】A ‎【解析】‎ ‎【详解】A．电场强度既有大小又有方向，是矢量，选项A正确；‎ B．电势能只有大小无方向，是标量，选项B错误；‎ C．电流强度有大小也有方向，但是电流合成时不符合平行四边形定则，所以电流是标量，选项C错误；‎ D．电势差只有大小无方向，是标量，选项D错误。‎ ‎2.如图所示，真空中有两个静止的点电荷，Q1为正、Q2负，正电荷比负电荷多，分别固定在x轴的坐标为x1=0和x2=‎6cm的位置上，关于它们产生的电场，下列说法正确的是（　　）‎ A. 在x坐标0~‎6cm之间，有一处电场强度为0‎ B. 在x>‎6cm的x轴上，有一处电场强度为0‎ C. 在x轴的负半轴，有一处电场强度为0‎ D. 在x轴以外，有一处电场强度为0‎ ‎【答案】B ‎【解析】‎ ‎【详解】A．在x坐标0~‎6cm之间，两个点电荷在该区域产生的场强方向均向右，则合场强不可能为零，即没有电场强度为0的位置，选项A错误；‎ B．在x>‎6cm的x轴上，正电荷在该区域产生的场强方向水平向右，负电荷在该区域产生的场强方向水平向左，又因为正电荷电荷量较大，且离该区域较远，则该区域有一处电场强度为0，选项B正确；‎ C．在x轴的负半轴，离电荷量较大的正电荷较近，而离电量较小的负电荷较远，则没有电场强度为0的点，选项C错误；‎ D．两电荷在x轴以外的位置形成的场强方向夹角不可能是180°，则合场强不可能为零，选项D错误。‎ ‎3.如图所示为某静电场中电场线与等势线分布示意图，由图可知（　　）‎ A. A点电势比B点高 B. A点场强比B点大 C. 将一个正电荷q由A移动到B，电势能减小 D. AB两点之间的电势差UAB为正 ‎【答案】B ‎【解析】‎ ‎【详解】AD．沿电场线电势逐渐降低，则 A点电势比B点低，AB两点之间的电势差UAB为负值，选项AD错误；‎ B．A点电场线较B点密集，则A点场强比B点大，选项B正确；‎ C．将一个正电荷q由A移动到B，电场力做负功，则电势能增加，选项C错误；‎ ‎4.下列说法正确的是（　　）‎ A. 串并联组合电路中其中一个电阻增大而其他电阻不变时，总电阻增大 B. 把一根均匀导线等分成等长的两段，则每部分的电阻率也变为原来的一半 C. 电容器所带的带电量越多，说明它的电容越大 D. 电动势的单位跟电压的单位一样，都是伏特，所以电动势就是电压 ‎【答案】A ‎【解析】‎ ‎【详解】A．串并联组合电路中其中一个电阻增大而其他电阻不变时，总电阻增大，选项A正确；‎ B．导体的电阻率与导体的材料有关，与长度无关，选项B错误；‎ C．电容器的电容与内部结构有关，与带电量无关，选项C错误；‎ D．电动势单位跟电压的单位一样，都是伏特，但是电动势是非静电力做功问题，电压是静电力做功问题，两者有本质的不同，选项D错误。‎ ‎5.一台电动机，线圈电阻为0.8Ω，当它两端所加电压为220V时，通过的电流为‎5A，关于此电动机，下列判断正确的是（　　）‎ A 由于其电压电流电阻关系不符合欧姆定律，可以判断电动机已经损坏 B. 此电动机的发热功率为10W C. 此电动机的输出功率为505W D. 此电动机的效率约为98%‎ ‎【答案】D ‎【解析】‎ ‎【详解】A．电动机是非纯电阻电路，对欧姆定律不适用，虽然其电压电流电阻关系不符合欧姆定律，不能判断电动机已经损坏，选项A错误；‎ B．此电动机的发热功率为，选项B错误；‎ C．电动机输入功率P=IU=1100W，则此电动机的输出功率为P出=P-P热=1080W，选项C错误；‎ D．此电动机的效率约为，选项D正确。‎ ‎6.某同学设想了一个奇妙的静电实验。如图所示，在带电体C附近，把原来不带电的绝缘导体A、B相碰一下后分开，然后分别接触一个小电动机的两个接线柱，小电动机便开始转动。接着再把A、B移到C附近，A、B相碰一下分开，再和小电动机两接线柱接触。重复上述步骤，小电动机便能不停地转动。下列说法正确的是（　　）‎ A. 小电动机一直转动下去，成为永动机 B. A、B相接触放在C附近时，A的电势高于B的电势 C. A、B相接触放在C附近时，A内部中心点的场强大于B内部中心点的场强 D. A、B相接触放在C附近，由于静电感应，A左端带负电B右端带正电 ‎【答案】D ‎【解析】‎ ‎【详解】A．上述过程在把AB分开的过程中要克服AB之间的静电力做功，这是把机械能转化为电能，然后再把电能转化为机械能，因此还要外力做功消耗机械能，小电动机不能成为永动机，A错误；‎ B．由于A、B相接触放在C附近，所以A和B是等势体，电势相等，B错误；‎ C．A、B相接触放在C附近时，AB是等势体，内部合场强始终为零，则A内部中心点的场强等于B内部中心点的场强，C错误；‎ D．A、B相接触放在C附近，由于静电感应，A左端带负电B右端带正电，D正确。‎ ‎7.电路如图，电源内阻不可忽略，闭合开环后将滑动变阻器的滑动头P向右滑动，关于各表读数变化，下列说法正确的是（　　）‎ A. 电源电压不变，所以电压表读数不变 B. 电压表读数与电流表A1读数之比变大 C. 电流表A1读数变大 D. 电流表A2读数变大 ‎【答案】C ‎【解析】‎ ‎【详解】A．动变阻器的滑动头P向右滑动，变大，则外电阻增大，根据 干路上的电流变大，根据 内电压变大，根据 则，外电压增大，电压表读数变大，A错误；‎ B．电压表读数与电流表A1读数之比为的阻值，不变化，B错误；‎ C．根据 电压表读数变大，电流表A1读数变大，C正确；‎ D．根据并联电路的特点 电流表A2读数变小，D错误。‎ 故选C。‎ ‎8.如图所示，图线a、b分别为某电源和某定值电阻的U－I图线，现将此电源与此电阻直接相连，根据所学知识分析下列选项正确的是（　　）‎ A. 该电源的内电阻大于定值电阻的阻值 B. 该电源的内电阻消耗的功率大于定值电阻消耗的功率 C. 如果减小定值电阻的阻值，电源的输出功率可能增大 D. 如果减小定值电阻的阻值，电源的效率可能增大 ‎【答案】C ‎【解析】‎ ‎【详解】A．由图像可知，电源的内阻为 导体的电阻 则该电源的内电阻小于定值电阻的阻值，选项A错误；‎ B．该电源的内电阻消耗的功率 定值电阻消耗的功率 该电源的内电阻消耗的功率小于定值电阻消耗的功率，选项B错误；‎ C．当外电路电阻等于电源内阻时电源输出功率最大，则如果减小定值电阻的阻值，电源的输出功率可能增大，选项C正确；‎ D．根据 则如果减小定值电阻的阻值，电源的效率会减小，选项D错误。‎ 故选C。‎ ‎9.如图所示，电流计的内阻Rg=98Ω，满偏电流Ig=1mA，R1=902Ω，R2=2Ω，则下列说法正确的是（　　）‎ A. 当S1和S2均断开时，虚线框中可等效为电流表，最大量程是‎1A B. 当S1和S2均断开时，虚线框中可等效为电压表，最大量程是1V C. 当S1和S2均闭合时，虚线框中可等效为电流表，最大量程是‎1A D. 当S1和S2均闭合时，虚线框中可等效为电压表，最大量程是1V ‎【答案】B ‎【解析】‎ ‎【详解】AB．由图示电路图可知，当S1和S2均断开时，G与R1串联，改装成的是电压表，电压表量程，故A错误，B正确；‎ CD．由图示电路图可知，当S1和S2均闭合时，G与R2并联，改装成的是电流表，电流表量程，故CD错误。‎ 故选B。‎ ‎10.如图是课本“用传感器观察电容器的放电过程”实验的原理电路图、实验装置图和计算机显示的电容器放电的电流随时间变化的图像（I-t图像）。实验开始时，电容器C 不带电，将开关S与1端相连，电源向电容器充电，充电过程可在短时间内完成。然后掷向2端，电容器通过电阻R放电。关于此实验，下列说法正确的是（　　）‎ A. 将开关S与1端相连的瞬间充电电流可能大于电源的短路电流 B. 充电过程中电容器C两端电压随时间变化关系与图丙相似 C. 增大R，其他条件不变，重复实验，放电的I-t图与时间轴之间的面积增大 D. 增大R，其他条件不变，重复实验，放电电流的最大值减小 ‎【答案】D ‎【解析】‎ ‎【详解】A．电容器刚冲电时，两极板电压为0，可视为短路，所以将开关S与1端相连的瞬间充电电流等于电源的短路电流，故A错误；‎ B．充电过程中电容器C的电荷量增大，两端电压随时间逐渐增大，所以充电过程中电容器C两端电压随时间变化关系与图丙不相似，故B错误；‎ C．由于电容器电荷量一定，若将电阻换一个阻值较大电阻，所有电荷量将通过电阻R释放，只是图象更加平缓些，但总量不变，故C错误；‎ D．将开关S与2端相连的瞬间放电电流最大，根据欧姆定律可知，增大R，其他条件不变，重复实验，放电电流的最大值减小，故D正确；‎ ‎11.某学习小组的同学们准备测量一段长度约‎100cm的电阻丝的电阻率，需要先测量电阻丝的长度，下列工具应该选用（　　）‎ A. 程实同学文具盒里边的直尺 B. 游标卡尺 C. 螺旋测微器 D. 实验室直尺 ‎【答案】D ‎【解析】‎ ‎【详解】文具盒里边的直尺测量范围比较小，游标卡尺和螺旋测微器虽然精度较高，但是测量范围都更小，则测量电阻丝的长度用实验室的直尺即可。故选D ‎12.杨光同学用螺旋测微器测得该材料的直径如图所示，示数为D＝＿＿＿mm（注意第一根半刻度线已经露出）。‎ A. 0.4200 B. ‎1.420 ‎C. 0.92 D. 0.920‎ ‎【答案】D ‎【解析】‎ ‎【详解】示数为D＝‎0.5mm+‎0.01mm×42.0=‎0.920mm。故选D。‎ ‎13.平安同学先用多用电表的欧姆表“‎10”‎档测量，发现指针偏转角度很大而读数很小。为了减小测量误差，他再次进行测量前应该进行的操作步骤顺序是（　　）‎ ‎①将红表笔和黑表笔接触 ‎②把选择开关旋转到“×‎100”‎位置 ‎③把选择开关旋转到“×‎1”‎位置 ‎④调节欧姆调零旋钮使表针指向欧姆零点 A. ③①④ B. ②①④ C. ③④① D. ②④①‎ ‎【答案】A ‎【解析】‎ ‎【详解】指针的偏转角过大，表明选用的倍率过大，应当减小倍率，故把选择开关旋转到“×‎1”‎位置，更换档位之后，应重新进行欧姆调零，再进行测量读出数据，故合理的操作顺序为③①④。故A正确，BCD错误。‎ ‎14.健康同学认为，欧姆表测量电阻不够准确，他想换用伏安法进一步测量一段阻值约为5Ω电阻丝的电阻，有下列器材与电路：‎ a．电流表A1(‎0.6A，内阻约为0.1Ω)‎ b．电流表A2(‎3A，内阻约为0.1Ω)‎ c．电压表V1(3V，内阻约为6kΩ)‎ d．电压表V2(15V，内阻约为20kΩ)‎ e．滑动变阻器R1(2kΩ，‎0.5A)‎ f．滑动变阻器R2(10Ω，‎2A)‎ g．干电池E(3V，内阻约为0.05Ω)‎ h．开关一个，带夹子的导线若干 为了尽量减小测量数据的读数误差，他应该（　　）‎ A. 电流表选用a，电路选甲 B. 电流表选用b，电路选甲 C. 电流表选用a，电路选乙 D. 电流表选用b，电路选乙 ‎【答案】C ‎【解析】‎ ‎【详解】电路最大电流约为，则电流表应选a，电源电动势为3V，因此电压表选c，由于，说明待测电阻较小，因此电流表应采用外接法，则电路应选乙，故C正确，ABD错误。‎ ‎15.在物理学中，常常用物理量之比表示研究对象的某种性质，简称用比值法定义物理量，例如用物体的质量m与相应的体积V之比定义密度ρ。试列举课本第九章至第十二章中，用这种方法定义的物理量。要求符号规范，并对符号表达的物理意义有准确说明？‎ ‎【答案】见解析。 【解析】‎ ‎【详解】必修3课本第九章至第十二章中，用比值法定义的物理量有电场强度、电势、电容、电流、电阻、电阻率等。‎ 电场强度的符号是E，定义式是，电场强度是描述电场的力的性质的物理量。‎ 电势的符号是，定义式是，电势是反映电场的能的性质的物理量。‎ 电容的符号是，定义式是，电容是表示电容器容纳电荷本领大小的物理量。‎ 电流的符号是，定义式是，电流是表示电流的强弱程度的物理量。‎ 电阻的符号是，定义式是，电阻是描述导体对电流阻碍作用的物理量。‎ ‎16.有下述几个事实：‎ 事实一：在电路中形成恒定电流时，电路中电荷始终存在定向移动，但电路中各处电荷的分布是稳定的，任何一点处的电荷不会增多也不会减少，所形成的电场也不随时间变化，叫做恒定电场。‎ 事实二：衡量导体的导电能力除了电阻之外还可以用电导G来描述，导体的电导G与电阻R之间的关系为G=（单位为西门子，用符号S表示Ω-1）；‎ 事实三：导线电阻很小，因而导线两端的电压也很小，可以视为等势体。‎ 请根据以上事实和欧姆定律证明图中三个并联电阻的总电导等于三个电阻的电导之和，即：G总=G1+G2+G3。‎ ‎【答案】证明见解析 ‎【解析】‎ ‎【详解】任意一段时间Δt内流过O点的总电荷量等于流过1、2、3三点电荷量的总和，方向一致。所以有Δq总=Δq1+Δq2+Δq3‎ 则有 ‎ 有I总=I1+I2+I3‎ 根据欧姆定律，有 有 ‎ 三个电阻R1、R2、R3两端电压相等，则 即G总=G1+G2+G3得证。‎ ‎17.根据下述材料并结合课堂所学，回答问题：‎ 电动汽车的锂离子电池以碳材料为负极，以含锂的化合物为正极。在充电的过程中，通过化学反应，电池的正极有锂离子生成，锂离子通过电解液运动到电池的负极。负极的碳材料有很多微孔，到达负极的锂离子就嵌在这些微孔中，嵌入的锂离子越多，电池中充入的电荷量也就越多。当汽车开动时，在负极的锂离子又会通过电解液返回正极，回到正极的锂离子越多，则放出的电荷量也就越大。电池放电时能输出的总电荷量叫作电池的容量，通常以“安时”（A·h）或“毫安时”（mA·h）作单位。单体锂离子电池的容量极为有限，为了满足需要，常用由若干单体锂离子电池构成的电池组。假设每个电池的电动势和内阻都一样，串联电池组的电动势等于各个电池的电动势之和，内阻也等于各个电池的电动势之和。n个相同电池并联时，电池组的电动势等于一个电池的电动势，内阻等于一个电池内阻的。‎ ‎（1）“安时”（A·h）或“毫安时”（mA·h）是________（选填“能量”或“电量”）的单位。‎ ‎（2）某款国产比亚迪汽车最多充电80kW‧h，kW‧h是________（选填“能量”或“电量”）的单位。‎ ‎（3）给电池充电时，所需充电电压比电池电动势________（选填“大”或者“小”）。‎ ‎（4）与单个电池相比，将电池串联成电池组连接外电路，在电路中流过相同电荷量时，电源释放的化学能________（选填“更多”、“更少”或“一样多”）。‎ ‎（5）与单个电池相比，将电池并联成电池组连接外电路，在电路中流过相同电荷量时，电源释放的化学能________（选填“更多”、“更少”或“一样多”）‎ ‎（6）图中锂离子的移动情况表明电池处于______（“充电”或“放电”）状态？‎ ‎（7）上述汽车综合工况续航‎400km，就此款车而言，为了一次充满电尽量延长续航里程，请你给驾驶员一些合理建议。简述其中你认为最重要的两条__________。‎ ‎【答案】 (1). 电量 (2). 能量 (3). 大 (4). 更多 (5). 一样多 ‎ ‎(6). 放电 (7). 减少刹车、平稳驾驶、少用空调、速度合理等等 ‎【解析】‎ ‎【详解】（1）“安时”（A·h）或“毫安时”（mA·h）是电池容量的单位，是电池放电时输出的总电荷量，所以“安时”（A·h）或“毫安时”（mA·h）是电量的单位；‎ ‎（2） kW‧h是能量的单位。表示功率为1kW的机械或用电器工作一小时所需要的能量；‎ ‎（3）给电池充电时，所需充电电压比电池电动势要大，否则不能把电池冲满；‎ ‎（4） 与单个电池相比，将电池串联成电池组连接外电路，电源电动势变大，所以在电路中流过相同电荷量时，电源释放的化学能更多；‎ ‎（5）与单个电池相比，将电池并联成电池组连接外电路，电源电动势不变，所以在电路中流过相同电荷量时，电源释放的化学能一样多；‎ ‎（6）图中带正电锂离子从电源的负极向电源正级运动，说明电池处于工作状态，也就是放电状态；‎ ‎（7）了一次充满电尽量延长续航里程，建议驾驶员：减少刹车、平稳驾驶、少用空调、速度合理等等。‎ ‎18.如图所示电路中，AB、CD、EF为同种材料、相同规格的均匀电阻丝，每厘米电阻为λ=1Ω/cm，AB、CD长度为L=‎20cm，EF长度为L0=‎10cm，AC、BD间导线电阻不计。EF与AB、CD接触良好．图中电压表为理想电压表（可视为内阻无限大，如图状态时AE、CF中没有电流不分压）。电池的电动势E和内阻r都不变。‎ ‎（1）某同学进行了如下操作：当EF处于最左端时，电压表的读数为U1=5.0V，EF位于最右端时，电压表的读数变为U2=15.0V。求电源电动势与内阻。‎ ‎（2）另一个同学认为前面同学的测量太粗糙，认为可以不断改变BE、DF长度x并读出相应电压表读数来做某种图像求电动势E和内阻r。‎ a．试用E、r、L0、x、λ表示BE=DF=x时，电压表读数U。‎ b．根据这个表达式给出的U~x关系，该同学做出了一条y=kx+b形式的图像，试说明该表达式中y、k、b各项的物理意义。‎ ‎【答案】（1）E=30V，r=10Ω；‎ ‎（2）a. ；b. y=，，‎ ‎【解析】‎ ‎【详解】（1）EF处于最右端时，外电阻 根据闭合电路欧姆定律有 电压表的读数为 同理，EF处于最左端时，电压表的读数为 联立解得 E=30V，r=10Ω ‎（2）a.当 BE=DF=x时，外电阻 根据闭合电路欧姆定律有 电压表的读数为 b.将前一问表达式 变形得 对比y=kx+b式，可知 y=，，‎