【物理】黑龙江省鹤岗市第一中学2019-2020学年高二上学期期中考试试题（解析版）

【物理】黑龙江省鹤岗市第一中学2019-2020学年高二上学期期中考试试题（解析版）

鹤岗一中2019~2020学年度上学期期中考试 高二物理试题 一、选择题（1-8题为单选，9-12题为多选，每小题4分，共48分）‎ ‎1.关于导体的电阻，下列说法正确的是（ ）‎ A. 导体的电阻跟导体两端的电压成正比 B. 导体的电阻跟导体中的电流强度成反比 C. 导体的电阻决定于导体中的电流强度和导体两端的电压 D. 导体的电阻决定于导体的材料、长度和横截面积 ‎【答案】D ‎【解析】‎ 导体的电阻是由导体本身决定的，跟导体两端的电压以及导体中的电流强度均无关，选项ABC错误；导体的电阻决定于导体的材料、长度和横截面积，选项D正确；故选D.‎ ‎2.关于电流强度，下列说法正确的是 A. 根据可知，I与t一定成正比 B. 根据可知，当电流I一定时，q与t成正比 C. 因为电流有方向，所以电流是矢量 D. 电流强度的单位是库仑 ‎【答案】B ‎【解析】‎ ‎【详解】A.由电流定义式 可知电流与不会成正比，在电荷量一定时，电流与成反比，故选项A不符合题意；‎ B.由电流定义式 可知在电流一定时，与成正比，故选项B符合题意；‎ C.电流有大小，有方向，运算的时候遵守代数运算法则，电流是标量，故选项C不符合题意；‎ D.电流强度的单位安培，安培是国际单位制中的基本单位之一，故选项D不符合题意。‎ ‎3.如图所示的电场中有A、B两点，下列判断正确的是（ ）‎ A. 电势φA＞φB，场强EA＞EB B. 电势φA＞φB，场强EA＜EB C. 将正电荷从A点移到B点，电场力做正功，电势能增加 D. 将负电荷分别放在A、B两点，电荷具有电势能EPA＞EPB ‎【答案】B ‎【解析】‎ ‎【分析】‎ 该题考查电场中电场线的特点：疏密表示电场强度的相对大小，切线方向表示电场强度的方向，沿着电场线的方向电势逐渐降低．根据电场力与速度方向的夹角，判断电场力做功的正负．‎ ‎【详解】电场线的疏密表示电场强度的大小，A处电场线疏，场强小，故场强．顺着电场线的方向电势降落，可知，故A错误；B正确；将电荷量为q的正电荷放在电场中，受力的方向是从A指向B，故从A点移到B点，电场力做正功，电势能减少，故C错误；负电荷在电势越低的点电势能越大，因，故电荷在这两点具有的电势能关系为：，故D错误。故选B。‎ ‎【点睛】该题考查电场中电场线的两个意义，知道其疏密表示电场的强弱，切线方向表示场强的方向，沿着电场线的方向电势降落．‎ ‎4.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。‎ ‎5.一平行板电容器充电后与电源断开，正极板接地，在两极板间有一正电荷(电量很小)固定在P点，如图所示.以E表示两极板间的场强，U表示电容器的电压，Ep表示正电荷在P点的电势能，若保持负极板不动，将正极板移到图中虚线所示的位置，则（ ）‎ A. U变小，E变小 B. E变大，Ep变大 C. U变小，Ep变大 D. U不变，Ep变大 ‎【答案】C ‎【解析】‎ ‎【详解】AB.平行板电容器充电后与电源断开，则板上电荷量Q不变，将正极板移到图中虚线所示的位置，板间距离减小，根据 知电容C增大，根据 可知电压U减小，根据 ‎ ‎ 可知板间场强不变，故A B错误；‎ CD. 板间距离减小，根据 知电容C增大，根据 可知电压U减小，板间场强不变，P点与上极板之间的电势差 ‎，‎ 减小，所以P点与上极板之间的电势差变小，上极板接地，则P点的电势增大，根据 可知正电荷在P点的电势能增大，故C正确，D错误。‎ ‎6.如图所示，平行板电容器上极板带正电，从上极板的端点A点释放一个带电荷量为＋Q(Q＞0)的粒子，粒子重力不计，以水平初速度v0向右射出，当它的水平速度与竖直速度的大小之比为1∶2时，恰好从下端点B射出，则d与L之比为(　　)‎ A. 1∶2 B. 2∶1 C. 1∶1 D. 1∶3‎ ‎【答案】C ‎【解析】‎ ‎【详解】设粒子从A到B的时间为t，水平方向做匀速直线运动，则有：，竖直方向做匀加速直线运动，则有：，又因为，联立解得：d:L=1:1，故选C。‎ ‎7.已知轴上固定着两个点电荷，如图为轴上各点电势关于其位置的变化规律。（设无穷远处电势为零）则下列说法正确的是 A. 两点电荷一定为同种电荷 B. 轴上x=5 m处的电场强度最大 C. 电子由2 m处沿x轴移动到5 m处，电场力做正功 D. 试探电荷由无穷远处沿x轴的负向运动，加速度先增大后减小 ‎【答案】C ‎【解析】‎ ‎【详解】A.由图象可知，无穷远处电势为零，在轴上有电势大于零的点，又有电势小于零的点，因此两点电荷一定为异种点电荷，故A错误；‎ B.在图象中，图线斜率表示电场强度的大小，由图可知x=5m处的斜率最小，则该点的电场强度最小，故B错误；‎ C.电子在高电势点的电势能小，则电子由2m处沿x轴移动到5m处的过程中，电势能减小，电场力做正功，故C正确；‎ D.由于5m处的电场强度最小，因此试探电荷由无穷远处沿x轴的负向运动，电场强度先增大后减小再增大，电场力先增大后减小再增大，则加速度先增大后减小再增大，故D错误。‎ ‎8.如图所示的电路中，电源内阻一定，电压表和电流表均为理想电表。现使滑动变阻器R滑片向左滑动一小段距离，测得电压表V1的示数变化大小为ΔU1，电压表V2的示数变化大小为ΔU2，电流表A的示数变化大小为ΔI，对于此过程下列说法正确的是(　　)‎ A. 电压表V1的示数减小 B. R0两端的电压的变化量大小等于ΔU2－ΔU1‎ C. 电流表的示数增大 D. 的值增大 ‎【答案】B ‎【解析】‎ ‎【详解】AC.使滑动变阻器R滑片向左滑动一小段距离，滑动变阻器接入电路电阻变大，电路总电阻变大，总电流变小，内阻所占电压减小，路端电压增大；电压表V1测量路端电压，电流表测总电流，所以电压表V1的示数增大，电流表的示数减小，故AC错误；‎ B.路端电压增大，通过R1的电流增大，总电流变小，所以通过滑动变阻器和R0的电流减小，R0上的电压减小；又路端电压增大，则R两端的电压增大；路端电压增大ΔU1，R两端的电压增大ΔU2，所以R0两端的电压的变化量大小等于，B正确；‎ D.电压表V1测量路端电压，根据可知，，所以为定值，D错误。‎ ‎9.下列关于电动势的说法中正确的是（ ）‎ A. 电动势的大小与非静电力所做的功成正比，与被移送电荷量成反比 B. 电动势的单位与电势、电势差的单位都是伏特，故三者本质上一样 C. 电动势公式E=中W与电压U==中的W不是同种性质力所做的功 D. 电动势是反映电源把其它形式的能转化为电能本领大小的物理量 ‎【答案】CD ‎【解析】‎ ‎【分析】‎ 电源没有接入电路时两极间的电压在数值上等于电源的电动势；电动势的物理意义是表征电源把其他形式的能转化为电能本领强弱，与外电路的结构无关；电源的电动势在数值上等于内、外电压之和．‎ ‎【详解】电动势的定义式运用比值法定义，可知E与电源内非静电力做的功W、通过的电荷量q无关，由电源本身决定，故A错误。电动势的单位与电势、电势差的单位都是伏特，故三者本质不一样；电动势反映的是电源内部非静电力做功的能力；故B错误；电动势公式中W与电压中的W不同，前者是非静电力做功；后者是电场力的功；故C正确；电动势的大小是由电源内非静电力的特性决定的。反映电源把其它形式的能转化为电能本领大小的物理量；故D正确。故选CD。‎ ‎【点睛】本题考查对于电源的电动势的理解能力，电动势是表征电源把其他形式的能转化为电能本领大小，与外电路无关．‎ ‎10.如图所示，R1＝2Ω，R2＝10Ω，R3＝10Ω，A、B两端接在电压恒定的电源上，则（ ）‎ A. S断开时，R1与R2的电流之比为1∶5‎ B. S闭合时通过R1与R2的电流之比为2∶1‎ C. S断开与闭合两种情况下，电阻R1两端的电压之比为2∶1‎ D. S断开与闭合两种情况下，电路中的总电阻之比为12：7‎ ‎【答案】BD ‎【解析】‎ ‎【详解】A.S断开时，R1与R2串联，根据串联电路电流相等可知，R1与R2电流之比为1∶1，A错误；‎ B.S闭合时，R1在干路上，则有干路电流等于各支路之和I1=I2+I3，R2与R3并联，且R2=R3，所以由I2=I3，可得I1:I2=2:1，B正确；‎ C.设AB之间的电压为U，S断开时，R1与R2串联，R1两端电压为，S闭合时，R2与R3并联，并联部分电阻为，此时R1两端的电压为，则S断开与闭合两种情况下，电阻R1两端的电压之比为7:12，C错误；‎ D.S断开时，总电阻 S闭合时 所以S断开与闭合两种情况下，电路中的总电阻之比为12：7，D正确。‎ ‎11.如图所示，一直流电动机与阻值R=9Ω的电阻串联在电源上，电源电动势E=30V，内阻r=1Ω，用理想电压表测出电动机两端电压U=10V，已知电动机线圈电阻RM=1Ω，则下列说法中正确的是（　　）‎ A. 通过电动机电流为10A B. 电动机的输入功率为100W C. 电动机的热功率为4W D. 电动机的输出功率为16W ‎【答案】CD ‎【解析】‎ ‎【详解】A、根据闭合电路欧姆定律，有：E=U+I（r+R）‎ 解得：I=，故A错误；‎ B、电动机的输入功率：P入=UI=10×2=20W 电动机的热功率：P热=I2RM=22×1=4W 电动机的输出功率：P出=P-P热=UI-I2RM=10×2-22×1=16W 故B错误，CD正确；‎ 故选：CD。‎ ‎12.在竖直平面内有水平向右、电场强度为的匀强电场。在场中有一根长L=2m的绝缘细线，一端固定在O点，另一端系有质量为0. 04kg的带电小球，如图所示，它静止时细线与竖直方向成37°角。现给小球一个初速度让小球恰能绕O点在竖直平面内做圆周运动，取小球在静止时的位置为电势能和重力势能的零点，，，下列说法正确的是（ ）‎ A. 小球所带电量为 B. 小球恰能做圆周运动的动能最小值是0. 5J C. 小球恰能做圆周运动的机械能最小值是1.54J D. 小球恰能做圆周运动的机械能最小值是1. 78J ‎【答案】BC ‎【解析】‎ ‎【详解】A.对小球进行受力分析如上图所示，‎ ‎ 可得 代入解得小球的带电量 A错误；‎ B.由于重力和电场力都是恒力，所以它们的合力也是恒力，在圆上各点中，小球在平衡位置A点时的势能（重力势能和电势能之和）最小，在平衡位置的对称点B点，小球的势能最大，由于小球总能量不变，所以在B点的动能EkB最小，对应速度vB最小；恰能绕O点在竖直平面内做圆周运动，在B点，小球受到的重力和电场力，其合力作为小球做圆周运动的向心力，绳的拉力恰为零，有 所以：‎ 选项B正确；‎ CD．由于总能量保持不变，即是恒量．所以当小球在圆上最左侧的C点时，电势能EPE最大，机械能最小．‎ 由B运动到A，有 所以：‎ 总能量为 由C到A，电场力做功：‎ 又电场力做功等于电势能的减少量，则：‎ 所以C点的机械能为 故C正确，D错误。‎ 二、实验题（每空2分，共12分）‎ ‎13.在“测定金属的电阻率”实验中，所用测量仪器均已校准。‎ ‎（1）用游标卡尺测量金属丝的长度如图甲，示数L＝_____cm；用螺旋测微器测量其直径如图乙，示数D＝_____mm。‎ ‎（2）用伏安法测出金属丝的电阻为R，则金属电阻率的表达式ρ＝_____（用题中所给字母表示）。‎ ‎【答案】 (1). 10.050； (2). 0.398； (3). ‎ ‎【解析】‎ ‎【详解】(1)由图示游标卡尺可知，其示数：L＝100mm+10×0.05mm＝100.50mm＝10.050cm；‎ 由图示螺旋测微器可知，其示数：D＝0mm+39.8×0.01mm＝0.398mm；‎ ‎(2)由电阻定律可得：，电阻率：。‎ ‎14.王同学用如图所示电路测量一节干电池的电动势和内阻．‎ ‎①请按该同学电路图，以笔画线代替导线继续完成实物连接图．‎ ‎②该同学根据实验数据，在图中作出的路端电压U与电流I的U－I图象，通过该图象可知电源的电动势为__________ V，电源的内阻为________ Ω.(均保留三位有效数字)‎ ‎【答案】 (1). (2). 1.44～1.46 V均可，1.70～1.80 Ω均可 ‎【解析】‎ ‎①根据电路图连接实物电路图，实物电路图如图所示： ‎ ‎②由U－I图象 所示可知，图象与纵轴交点坐标值是1.45V，电源电动势E=1.45V，电源内阻为：。‎ 三、计算题（15题8分，16、17题各10分，18题12分，共40分，只写结果不给分）‎ ‎15.在图所示电路中，电阻，电池组的电动势E=10V，内电阻 ‎。电压表的读数为1.6V，求电阻的阻值和它这时消耗的电功率。‎ ‎ ‎ ‎【答案】，4W ‎【解析】‎ 电阻与串联连接到电源上，根据闭合电路欧姆定律及功率公式联立方程即可求解．‎ 根据欧姆定律得电路中的电流为：‎ 根据闭合电路的欧姆定律有：‎ 代入数据得：‎ 消耗的电功率为：‎ ‎16.如图所示，在匀强电场中，电荷量的正点电荷，由a点移到b点和由a点移到c点，电场力做功都是．已知a、b、c三点的连线组成直角三角形，ab=20cm，∠a =37°，∠c =90°，，求：‎ ‎(1)a、b两点的电势差；‎ ‎(2)匀强电场的电场强度.‎ ‎【答案】（1）（2）‎ ‎【解析】‎ ‎【分析】‎ 根据公式求解电势差，根据公式U=Ed求解电场强度．‎ ‎【详解】(1)‎ ‎(2)因为，所以，b、c连线即为一条等势线，由电场线与等势面的关系，场强方向从a指向c（或答“水平向右”，在图中画出电场线也可）‎ 场强大小 ‎【点睛】本题关键是明确电势差的定义和匀强电场中电势差与电场强度的关系公式.‎ ‎17.如图所示，电路中E=3V，r=0.5Ω，，变阻器的最大阻值R=10Ω。‎ ‎（1）在变阻器的阻值R为多大时，变阻器上消耗的功率最大？最大为多大？‎ ‎（2）在变阻器的阻值R为多大时，定值电阻上消耗的功率最大？最大为多大？‎ ‎【答案】2 Ω （2）0 ‎ ‎【解析】‎ ‎（1）此种情况可以把R0归入电源内阻，这样变阻器上消耗的功率，也就是电源的输出功率。‎ 即当R=r+R0=2 Ω时，R消耗功率最大为：‎ ‎（2）定值电阻 R0上消耗的功率可以表述为：P=I2R0，因为R0不变，当电流最大时功率最大，此时应有电路中电阻最小，即当R=0时，R0上消耗的功率最大：‎ ‎18.在如图甲所示的平面坐标系内，有三个不同的静电场：第一象限内有固定在O 点处的点电荷产生的电场E1（未知），该点电荷的电荷量为，且只考虑该点电荷在第一象限内产生电场；第二象限内有水平向右的匀强电场E2（未知）；第四象限内有大小为，方向按图乙周期性变化的电场E3，以水平向右为正方向，变化周期。一质量为m，电荷量为+q的离子从（-x0，x0）点由静止释放，进入第一象限后恰能绕O点做匀速圆周运动。以离子到达x轴时为计时起点，已知静电力常量为k，不计离子重力。求：‎ ‎(1)离子在第一象限运动时的速度大小；‎ ‎(2)第二象限电场强度E2的大小；‎ ‎(3)当时，离子的坐标。（）‎ ‎【答案】(1) (2) (3)‎ ‎【解析】‎ ‎【详解】(1)设离子在第一象限的速度为v0．在第一象限内，由库仑力提供离子圆周运动的向心力有：‎ 解得：‎ ‎(2)在第二象限内，只有电场力对离子做功，由动能定理得：‎ 解得：‎ ‎(3)时，离子在x方向的速度 所以一个周期内，离子在x方向的平均速度：‎ 每个周期离子在x方向前进 因为开始计时时离子坐标为x0，所以nT时，离子的横坐标为 纵坐标为 在nT时离子的坐标为：‎