2017-2018学年广西桂林市第一中学高二上学期期中检测物理（理）试题 解析版

2017-2018学年广西桂林市第一中学高二上学期期中检测物理（理）试题 解析版

广西省桂林市第一中学2017～2018学年度上学期期中质量检测试卷 高二 物理（理科）‎ 一、单项选择题（每小题3分，共30分。在每个小题的四个选项中，只有一项符合题意）‎ ‎1. 真空中两个点电荷的电量分别是+q、+3q，库仑力为F；当把它们接触再放回原处，库仑力变为 A. B. C. D. ‎ ‎【答案】D ‎ ‎ ‎2. 检验电荷在电场中受到的电场力为F，测得该点的场强为E；若将检验电荷的电量减小一半，放回原处，则下列说法正确的是 A. 电场力仍为F，电场强度仍为E B. 电场力仍为F，电场强度为E/2‎ C. 电场力为F/2，电场强度为E/2‎ D. 电场力为F/2，电场强度仍为E ‎【答案】D ‎【解析】试题分析：电场中某点的电场强度是由电场本身决定的，与检验电荷的电量与有无均无关，则若将检验电荷的电量减小一半，放回原处，则该点电场强度不变；根据F=Eq可知，电荷所受的电场力变为F/2，故选D.‎ 考点：电场强度；电场力 ‎【名师点睛】此题是对电场强度及电场力概念的考查；要知道电场中某点的电场强度是由电场本身决定的，与检验电荷的电量与有无均无关；而电荷在电场中所受电场力的大小由该点的场强及电荷所带的电量共同决定.‎ ‎3. 如图所示，足够长的AB棒上均匀分布着电荷，一质量为m的带正电的物体静止在它的中点正上方P处。取无穷远的电势为零，则关于P点的场强、电势的说法正确的是 (　　) ‎ A. 场强垂直于AB向上，电势为负 B. 场强垂直于AB向上，电势为正 C. 场强平行于AB向左，电势为负 D. 场强平行于AB向右，电势为正 ‎【答案】B ‎【解析】试题分析：根据点电荷的电场强度的定义式，再将棒的电荷看成若干个点电荷，由对称性与矢量的叠加，可得出，P点的电场强度的方向垂直于AB向上；因为是正电荷形成的电场；故P点的电势为正；故B正确，ACD错误；故选B.‎ 考点：电场的叠加 ‎【名师点睛】本题考查点电荷的电场强度的方向如何确定，掌握微元法的思路，同时理解矢量性的叠加；根据点电荷的电场强度的定义式，结合将棒上电荷看成若干点电荷构成的，再由矢量的叠加原理求解场强。‎ ‎4. 如图为某匀强电场的等势面分布图，每两个相邻等势面相距2cm，线段AB的端点A、B分别位于2V、6V两等势线上，长度为6cm，则下列说法正确的是 (　　)‎ A. E=100V/m，竖直向下，UAB=4V B. E=100V/m，竖直向上，UAB=-4V C. E=100V/m，水平向左，UAB=-4V D. E=200V/m，水平向右，UAB=-2V ‎【答案】C ‎【解析】试题分析：电场强度 ‎；场强的方向垂直等势面且由高电势点指向低电势点，故水平向左；UAB=UA-UB=2V-6V=-4V，故选项C正确。‎ 考点：场强与电势差的关系 ‎【名师点睛】此题考查了电场强度与电势差的关系；关键是掌握公式并理解其物理意义，注意d是电场中两点沿电场线方向的距离；等势面与电场线正交，且电场线的方向由高电势点指向低电势点；注意两点的电势差UAB=UA-UB。‎ ‎5. 绝缘细线上端固定，下端悬挂一小球N，由绝缘支架支撑着一小球M，当M靠近N时，N偏离竖直方向，如图．下列关于M、N带电情况表述正确的是（　　）‎ A. M一定带正电 B. M、N都带正电 C. M、N都带负电 D. M、N带异种电荷 ‎【答案】D ‎【解析】试题分析：带电体会吸引不带电的轻小物体，也可以吸引与其带异种电荷的带电体，所以当M带电时，N可能不带电，也可能带异种电，当M不带电时，N一定带电，所以D正确，‎ 考点：本题考查了电荷间的相互作用规律 点评：同种电荷相互排斥，异种电荷相互吸引 ‎6. 电阻R1、R2、R3串联在电路中。已知R1=6Ω、R3=2Ω，R1两端的电压为6V，R2两端的电压为4V，则 (　　)‎ A. 电路总电压为15V B. 电路中的电流为0.5A C. 功率最大的R1‎ D. 三只电阻的总功率等于10W ‎【答案】C ‎【解析】试题分析：通过R1的电流，也就是总电流；R3‎ 两端电压U3=IR3=2V；R2的阻值；电路的总电压U=I（R1+R2+R3）=12V；根据P=I2R可知电阻最大的R1功率最大；三只电阻的总功率等于；故选C.‎ 考点：串联电路的特点；电功率 ‎【名师点睛】此题考查了串联电路的特点及电功率的计算的问题；在串联电路中各电阻上的电流是相同的，总电压等于各个电阻两端的电压之和；同时要熟练掌握电功率的求解公式P=I2R；此题是基础题，考查学生基本知识的掌握程度.‎ ‎7. 如图为两个电阻R1、R2的I-U图象，则下列说法正确的是(　　)‎ A. R1、R2的电阻之比等于2:1‎ B. 把它们串联接入电路中电流之比是2:1‎ C. 把它们并联接入电路中电流之比是2:1‎ D. 把它们并联在电路中功率之比是1:2‎ ‎【答案】C ‎【解析】试题分析：根据欧姆定律可知，直线的斜率的倒数比等于电阻之比，R1、R2的电阻之比等于，选项A错误；把它们串联接入电路中电流之比是1∶1，选项B错误；根据可知把它们并联接入电路中电流之比是2∶1，选项C正确；根据可知，把它们并联在电路中功率之比是2：1，选项D错误；故选C.‎ 考点：串联并联电路的特点；U-I图线 ‎【名师点睛】此题是对电阻的U-I图线的考查，要知道图线的物理意义，关键是图线斜率反应的物理意义；同时知道串联电路的电流是相等的，并联电路的电压是相同的；熟练掌握电功的求解公式并能灵活运用.‎ ‎8. 将两个相同的微安表改成量程不同的电压表，再把它们并联接在电路中，开关S闭合后，下列说法正确的是 A. 两表指针偏转角度相同，示数相同 B. 两表指针偏转角度相同，示数不同 C. 两表指针偏转角度不同，示数相同 D. 两表指针偏转角度不同，示数不同 ‎【答案】C ‎【解析】试题分析：两电压表同同样的微安表改装而成，故为两微安表分别与不同电阻串联；当两电阻并联时，两表两端的电压相等，则可知两电表的示数相同； 但由于内阻不同，故两表的偏角相同； 故选C 考点：电表的改装；并联电路的特点 ‎【名师点睛】本题考查电表的改装及串并联规律，明确电压表的改装原理，电流计改装成电压表是电流计串联一个分压电阻，所以只要将电压表看作能显示电压的电阻进行处理；根据串并联电路的规律进行分析即可明确偏角及示数关系。‎ ‎9. 在如图所示的电路中，电源电动势为E、内电阻为r。将滑动变阻器的滑片P从图示位置向左滑动的过程中，下列判断中正确的是 (　　) ‎ ‎ ‎ A. 电流表A的示数变小 B. 电流表A2的示数变小 C. 电流表A1的示数变小 D. 电源的输出功率一定变小 ‎【答案】C ‎【解析】试题分析：当滑片向左滑动时，滑动变阻器接入电阻减小，则总电阻减小，由闭合电路欧姆定律可知，电路中总电流增大，则由U=E-Ir可知，路端电压减小，则可知电流表A的示数变大，电压表V的示数变小；故A错误；因路端电压变小，则A1‎ 中电流变小；因总电流变大，则知R1中电流变小，则A2中电流变大，因此电流表A1的示数变小，电流表A2的示数变大，故B错误，C正确．由于内外电阻的关系未知，不能确定电源输出功率如何变化，故D错误．故选C。‎ 考点：电路的动态分析 ‎【名师点睛】本题考查闭合电路欧姆定律的应用，要注意明确动态变化分析问题解题的思路为：“局部-整体-局部”，由滑片的移动可知滑动变阻器接入电阻的变化，则由闭合电路欧姆定律可知电路中总电流及路端电压的变化，再分析局部电路可得出电流表及电压表的变化。‎ ‎10. 如图，一带电液滴在匀强电场中，从静止开始由b沿直线运动到d，bd与竖直方向所夹的锐角为45°，则下列结论正确的是 (　　) ‎ ‎ ‎ A. 此液滴带正电 B. 液滴的加速度大小等于 C. 液滴的机械能守恒 D. 液滴的电势能、重力势能之和增加 ‎【答案】B ‎【解析】试题分析：据题带电液滴沿直线mhb运动到d，带电液滴所受重力与电场力的合力一定与其运动方向在同一直线上，对液滴进行受力分析，其受力情况如图所示，则电场力方向一定水平向右，与场强方向相反，‎ 考点：电场力；牛顿第二定律；电势能 ‎【名师点睛】此题是带电粒子在复合场中的运动问题；带电液滴从静止开始由b沿直线运动到d，可知带电液滴所受重力与电场力的合力一定与其运动方向在同一直线上，这是我们判定液滴带电性质的突破口，在今后的学习中我们经常用到要注意掌握．‎ 二、不定项选择题（每小题4分，共24分。全选对得4分，选对一个得2分，不选或选错得0分）‎ ‎11. 下图为某电场中的一条电场线，可以判定（　　）‎ ‎ ‎ A. 该电场一定是匀强电场 B. A点与B点的电场强度方向相同 C. A点电势高于B点电势 D. 正电荷在B点所受电场力比在A点小 ‎【答案】BC ‎【解析】A、由于只有一条电场线，不能判断电场线的疏密情况，也就不能判断电场强度的情况，所以A错误；B、根据沿电场线的切线方向是该点的场强方向，所以A点与B点的电场强度方向相同，所以B正确；C、沿着电场线，电势逐渐降低，故C正确；D、由于不知道场强大小，也就不知道电场力的大小，所以D错误；故选B．‎ ‎【点睛】根据电场力做功的情况来分析电荷的电势能的变化这是在电场这一部分常用的方法，所以一定要掌握住电场力做正功时，电势能减小，电场力做负功时，电势能增加这个结论．‎ ‎12. 如图所示，正方形ABCD顶点A、C位于等量正点电荷的连线上，B、D位于连线的中垂线上，AC、BD是对角线。下列说法正确的是 A. A点与C点的电场强度相同 B. B与D的电势相同 C. 在B点由静止释放一电子，电子将在BD间往返运动 D. 在A点由静止释放一电子，电子将在AC间往返运动 ‎【答案】BC ‎【解析】试题分析：由等量同种电荷的电场分布可知，A点与C点的电场强度大小相同，方向不同，选项A错误；由电场的对称性可知，B与D的电势相同，选项B正确；因为在BD线上的场强方向从连线的中点向外，故在B点由静止释放一电子，电子将在BD间往返运动，选项C正确；在A点由静止释放一电子将向左侧加速运动，而不能在AC间往复运动，选项D错误；故选BC.‎ 考点：等量同种电荷的电场 ‎【名师点睛】此题是对等量同种电荷的电场特点的考查；关键是知道等量同种电荷的电场线分布特点，尤其是两电荷连线中垂线上的电场线分布特点；注意判断场强关系时注意电场强度的方向关系；此题是基础题，考查基本概念的掌握.‎ ‎13. 如图所示，竖直平面内有水平向右的匀强电场，带电质点以初速度v0沿图中虚线由A运动至B，下列说法正确的（　　）‎ A. 质点一定带负电 B. 质点从A到B动能减少，电势能也减少 C. 质点将停在B点 D. 从A到B的过程中，质点的机械能一定减少 ‎【答案】AD ‎【解析】试题分析：带电质点的运动轨迹是直线，可知所受的电场力与重力的合力方向与直线共线，可知电场力水平向左，质点带负电，选项A正确；由图可知合力沿BA方向，则由A到B运动时，合力做负功，动能减小，电场力做负功，电势能增大，选项B错误；因合力沿BA方向，故质点到达B点后不可能停在B点，选项C错误；从A到B的过程中，电场力做负功，则质点的机械能一定减少，选项D正确；故选AD。‎ 考点：带电粒子在复合场中的运动 ‎【名师点睛】此题是带电粒子在重力场和电场的复合场中的运动问题；关键是知道当质点做直线运动时，合力方向一定与直线共线，由此判断电场力的方向；注意电场力做负功，电势能增加，且此时质点的机械能不守恒.‎ ‎14. 一电池外电路断开时的路端电压为3V，接上8Ω的负载后路端电压降为2.4V。则下列说法正确的是 A. 电动势E＝2.4V，内阻r＝1Ω B. 电动势E＝3V，内阻r＝2Ω C. 输出功率等于0.72W，效率等于80%‎ D. 电源的总功率等于1W，效率等于80%‎ ‎【答案】BC ‎【解析】试题分析：电池外电路断开时的路端电压为3V，则电池的电动势 E=3V．当电源接上8Ω的负载电阻后路端电压降为 U=2.4V，由欧姆定律得：电路中电流为，内阻，故A错误，B正确．电源的输出功率为 P出=UI=2.4×0.3W=0.72W，电源的总功率 P总=EI=3×0.3W=0.9W，电源的效率，故C正确，D错误．‎ 故选BC.‎ 考点：闭合电路的欧姆定律；电功率；电源的效率 ‎【名师点睛】本题关键要掌握闭合电路欧姆定律，注意电源的电动势等于外电路断开时电源两极间的电压；同时要明确电源的总功率、输出功率和内电阻发热功率的计算公式，不能混淆，并强化记忆。‎ ‎15. 电子绕核运动可以看做一环形电流。设氢原子中的电子绕原子核在半径为r的轨道上运动，用e表示电荷量，m表示电子的质量，k为静电力常量。则：‎ A. 电子运动的速率为 B. 电子运动的周期为 C. 电子运动形成的电流 D. 电子运动形成的电流 ‎【答案】AC ‎【解析】试题分析：氢原子原子核对电子的作用力充当电子的向心力，则有：解得：；故A正确；电子的运动的周期；故B错误；形成的电流；故C正确，D错误；故选AC.‎ 考点：等效电流；牛顿定律的应用 ‎【名师点睛】本题考查库仑定律及电流的定义，根据库仑定律提供向心力可求得电子运动的速率；再由圆周运动公式可求得电子的周期；根据电流的定义可求得电流，所以要注意明确电流的定义，知道电流等于单位时间内流过导体截面上的电量。‎ ‎16. 如图所示的电路中，R1＝8 Ω，R2＝4 Ω，R3＝6 Ω，R4＝3 Ω，U=42V.下列说法正确的是：‎ A. R1、R2、R3、R4的电压之比等于4：2：1：1‎ B. R1、R2、R3、R4的电流之比等于4：2：1：2‎ C. R1、R2、R3、R4的功率之比等于12：6：1：2‎ D. 电路的总电阻等于21Ω，总功率等于126W ‎【答案】AC ‎【解析】试题分析：R3与R4的总电阻；由于R1、R2及R′串联，电流相等，则电压之比等于电阻之比，故电压之比为：4：2：1：1；故A正确；流过R3与R4的电流之比与电阻成反比，故电流之比为：1：2；而流过R1与R2的电流之比为：1：1；流过R3的电流与干路电流的关系为；故电流之比为：3：3：1：2；故B错误；R1、R2、串联，功率之比为：2：1；R3与R4并联，由可知，功率之比为：P3：P4=1：2； 流过R3的电流与干路电流的关系为，则P2：P3=6：1；故R1、R2、R3、R4的功率之比等于12：6：1：2；故C正确；电路中的总电阻为；根据据欧姆定律得：；则总功率P=I2R=9×14=126W；故D错误；故选AC 考点：欧姆定律；电功率 ‎【名师点睛】本题考查串并联电路的规律应用，解题时要搞清电路的结构，灵活应用串联及并联电路的特点，同时要注意根据题意正确选择功率公式；同时注意比值法的正确应用；此题是中等题，意在考查学生基本规律的运用能力.‎ 三、实验题（每空2分，共10分）‎ ‎17. 在“测定金属的电阻率”实验中，待测金属丝接入电路部分的长度约为50cm。‎ ‎(1)用螺旋测微器测量金属丝的直径，其读数应为___________mm。‎ ‎(2)用伏安法测金属丝的电阻Rx。实验所用器材为：电池组(电动势3 V，内阻约1 Ω)、电流表(内阻约0.1 Ω)、电压表(内阻约3 kΩ)、滑动变阻器R(0～20 Ω，额定电流2 A)、开关、导线若干。某小组同学利用以上器材正确连接好电路，进行实验测量，记录数据如下：‎ 由以上实验数据可知，他们测量Rx是采用________图(选填“甲”或“乙”)。‎ ‎(3)开关闭合前，滑动变阻器的滑片应置于最______端（填左或右）‎ ‎(4)本实验中测量出来的电阻比真实值______（填大或小）‎ ‎(5)电压表的读数U，电流表读数为I，直径为D，长度为L，则电阻率等于_______。‎ ‎【答案】 (1). 1.880(1.798~1.882) (2). 甲 (3). 左 (4). 小 (5). ‎ ‎【解析】试题分析：(1)金属丝的直径为1.5mm+0.01mm×38.0=1.880mm；（2）由表格数据可知，电压和电流的测量取值范围较大，故采用了分压电路，即甲电路；（3）开关闭合前，滑动变阻器的滑片应置于最左端；（4）本实验中电压的测量值等于电阻电压的真实值，而电流表的读数大于电阻上电流值，根据可知测量出来的电阻比真实值小；（5）根据欧姆定律及电阻定律可知：，解得 考点：伏安法测电阻 ‎【名师点睛】此题考查伏安法测电阻的实验；关键是掌握实验的原理、实验器材的选项、实验电路的选择；实验过程及数据处理及误差分析等问题；此实验是高中电学中很重要的实验，必须要从以上各个方面熟练掌握.‎ 四、计算题（18题10分，19题12分，20题14分，共36分。解答应写明必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤，只写出答案的不能得分。）‎ ‎18. 如图所示，电源电动势E＝10V，内阻r＝1 Ω，R3＝6Ω，当S1闭合S2断开时，电流表示数为2 A，电压表示数为6V，求：(电压表和电流表均看成理想电表）‎ ‎(1)R1、R2的电阻值及电源的输出功率；‎ ‎(2)S1、S2均闭合后，流过R1的电流。‎ ‎【答案】(1)R1=1Ω R2=3Ω (2)I=2.5A ‎【解析】试题分析：（1）当S1闭合S2断开时，由题可得，‎ 根据闭合电路欧姆定律得：‎ 可得 电源的输出功率 P=I2（R1+R2）=22×（1+3）W=16W ‎（2）S1、S2均闭合后，外电路总电阻 由闭合电路欧姆定律得，流过R1的电流 考点：闭合电路欧姆定律；电功率 ‎【名师点睛】本题是直流电路的计算问题，要搞清电路的连接关系，运用串并联电路的电流及电压规律与闭合电路欧姆定律解答。‎ ‎19. 如图ABCD是竖直放在E=103V/m的水平匀强电场中的绝缘光滑轨道，BCD是直径为20cm的半圆环，AB=15cm，一质量m=10g，带电量q=10－4C的小球由静止在电场力作用下自A点沿轨道运动，求：‎ ‎(1)由A到C点电场力作了多少功？ ‎ ‎(2)它运动到C点速度多大？ ‎ ‎(3)此时对轨道的压力多大？‎ ‎【答案】(1)WAC=0.025J (2) (3)‎ ‎【解析】试题分析：（1）小球从A经B到C的过程中，电场力做功为：‎ ‎。‎ ‎（2）小球从A经B到C的过程中，电场力做功，克服重力做功，根据动能定理得：‎ 代入数据，解得．‎ ‎（2）在C点，支持力提供向心力，根据牛顿第二定律：‎ 则 根据牛顿第三定律小球对轨边C点的压力为 考点：匀强电场中电势差和电场强度的关系、向心力 ‎【名师点睛】本题关键根据动能定理列式求解C点速度，然后找到向心力来源，根据牛顿第二定律列式求解。‎ ‎20. 真空中存在着空间范围足够大的、水平向右的匀强电场。在电场中，若将一个质量为m、带正电的小球由静止释放，运动中小球速度与竖直方向夹角为37°（取sin37°＝0.6，cos37°=0.8）。现将该小球从电场中某点以初速度v0竖直向上抛出。求运动过程中 ‎(1)小球受到的电场力的大小及方向； ‎ ‎(2)小球从抛出点至最高点的电势能变化量；‎ ‎(3)如果抛出时的动能为4J，则小球落回到同一高度时的动能是多大；‎ ‎(4)运动过程中小球的最小动能的大小.‎ ‎【答案】(1),方向水平向右 (2) (3) (4)‎ ‎【解析】(1)小球静止开始做匀加速直线运动，由合力与分力的关系知 解得：，方向水平向右 ‎(2)由合运动与分运动的关系知，竖直方向做匀减速直线运动 水平方向做匀加速直线运动 ‎ 故 ‎ ‎(3)小球落回到同一高度 ‎ 此时水平方向 ‎ 竖直方向：‎ 此时 ‎(4)将初速度沿合力方向和重力方向分解，当沿合力方向速度为零时，此时动能最小 ‎【点睛】本题考查了求电场力、电势能的变化量、小球的水平位移，解决本题的关键知道小球竖直上抛时，在竖直方向和水平方向上的运动规律，结合牛顿 第二定律和运动学公式灵活求解．‎ ‎ ‎