2017-2018学年湖北省宜昌市葛洲坝中学高二上学期期中考试物理试题（解析版）

2017-2018学年湖北省宜昌市葛洲坝中学高二上学期期中考试物理试题（解析版）

湖北省宜昌市葛洲坝中学2017-2018学年高二上学期 期中考试物理试题 一、选择题（每小题4分，共48分。1～8为单选题，9～12为多选题。全部答对得4分，部分答对得2分，错选得0分）‎ ‎1. 真空中有两个相同的可以看成点电荷的带电金属小球A、B，两小球相距L固定，A小球所带电荷量为-2Q、B所带电荷量为+4Q，两小球间的静电力大小是F，现在让A、B两球接触后，使其距离变为2L．此时，A、B两球之间的库仑力的大小是（　　）‎ A. B. C. D. ‎ ‎【答案】B ‎【解析】根据库仑定律，两球间的库仑力：,将它们接触后再分开，然后放在距离为2L，则电荷量中和，再进行平分，因此电量均为+Q，则库仑力为： ，故B正确。‎ 故选：B。‎ ‎2. 关于电流的说法中正确的是（ 　）‎ A. 根据I=，可知I与q成正比 B. 电流有方向，电流也是矢量 C. 在金属导体中，自由电子移动方向为电流方向 D. 电流的单位“安培”是国际单位制中的基本单位 ‎【答案】D ‎【解析】电流的定义 ，是根据比值定义法定义的，即电流不跟q成正比，也不与时间t成反比．故A错误．电流有方向，但是在计算的过程中使用代数的方法计算，不用平行四边形定则，所以电流强度这个物理量是标量．故B错误．正电荷的“定向”运动方向是电流方向，故C错误．电流强度的单位“安培”是国际单位制中的基本单位，故D正确；故选D．‎ 点睛：该题考查电流的基本概念．容易出错的是有些学生会错误认为根据电流与q成正比与时间t成反比．‎ ‎3. 如图所示，在原来不带电的金属细杆ab附近P处，放置一个正点电荷，达到静电平衡后（ ）‎ A. a端的电势比b端的高 B. a端的电势比b端的低 C. 点电荷在杆内c的场强为零 D. b端的电势比d点的电势低 ‎【答案】D ‎【解析】达到静电平衡后，导体为等势体，导体上的电势处处相等，所以可以得到φa=φb，所以C正确，AB错误．点电荷在杆内c的场强为，选项C错误；顺着电场线电势逐渐降低，则d点的电势高于b端电势，选项D正确；故选D.‎ 点睛：达到静电平衡后，导体为等势体，导体上的电势处处相等，导体内部的合场强为零，这是解决本题的关键的地方，对于静电场的特点一定要熟悉．‎ ‎4. 如果加在某定值电阻两端的电压从U1变为U2，通过该电阻的电流从I1变为I2，则该电阻的电功率改变量ΔP为（ ）‎ A. U2I2－U1I1 B. （U2－U1）（I2－I1）‎ C. U2（I2－I1） D. I2（U2－U1）‎ ‎【答案】A ‎【解析】根据电功率公式：P=UI，则有△P=P2-P1=U2I2-U1I1，故A正确；因为，可得：，故A正确，BCD错误。‎ ‎5. 在静电场中，将一电子由a点移到b点，电场力做功5 eV，则下列结论错误的是(　　)‎ A. 电场强度的方向一定是由b到a B. a、b两点间的电压是-5 V C. 电子的电势能减少了5 eV D. 因零电势点未确定，故不能确定a、b两点的电势 ‎【答案】A ‎【解析】A、由于不知道电子运动的轨迹是否与电场线重合，故电场强度的方向不一定由b到a，故A错误；‎ B、根据，可知，故，故B正确；‎ C、将一电子由a点移到b点，电场力做功，故电子的电势能减小了，故C正确；‎ D、由于电势是一个相对性的概念，故电势的高低与零电势的选取有关，所以在零电势点未确定时，不能确定a、b两点的电势，故D正确；‎ 点睛：加强对基本概念的理解才能顺利解决概念性的题目，另外在做题时一定要仔细推导，不能凭想当然解题。‎ ‎6. 如图所示，E为内阻不能忽略的电池，R1、R2、R3为定值电阻，S0、S为开关，V与A分别为电压表与电流表．初始时S0与S均闭合，现将S断开，则(　　)‎ ‎ ‎ A. V的读数变大，A的读数变小 B. V的读数变大，A的读数变大 C. V的读数变小，A的读数变小 D. V的读数变小，A的读数变大 ‎【答案】B ‎【解析】试题分析：将S闭合，相当于电阻变小，则由闭合电路欧姆定律可得电路中总电流增大，故路端电压减小，V的读数减小；把R1归为内阻，内电压增大，故R3中的电压减小，由欧姆定律可知R3中的电流也减小，电流表示数减小，故C正确；故选C．‎ 考点：电路的动态分析.‎ ‎7. 如图,由相隔一定距离的两个固定的点电荷形成的电场中,有三条相距较近的等差等势线K、L、M,其中L为直线,等势线的形状关于BC和AC对称。A在K上,B、C在L上。下列说法正确的是(　　) ‎ A. 该电场是由等量同种点电荷形成的 B. A、B、C三点的电场强度方向相同 C. 将同一试探电荷分别放在A、B、C三点,电荷在C点受到的电场力最大 D. 将同一试探电荷分别放在A、B、C三点,电荷在A点具有的电势能最大 ‎【答案】B ‎【解析】根据电场线的特点，这两点电荷是两个等量异种电荷．故A错误；根据电场线的分布可知，A、B、C三点的电场强度方向相同，均为水平方向，选项B正确；在两等量异号电荷连线的中垂线上，中间点电场强度最大；而在两电荷的连线上，中点的电场线最稀疏，场强最小，故A点场强最大，电荷在A点的电场力最大，选项C错误；因不知道等量异种电荷在两边的位置，故无法判断A点电势的高低，也就无法知道电势能的大小，选项D错误；故选B.‎ 点睛：常见电场的电场线分布及等势面的分布要求我们能熟练掌握，并要注意沿电场线的方向电势是降低的，同时注意等量异号电荷形成电场的对称性．加强基础知识的学习，掌握住电场线的特点，即可解决本题．‎ ‎8. 如图所示,两块水平放置的平行正对的金属板a、b与电源E相连,在距离两板等距离的M点有一个带电液滴处于静止状态。若将b板向上平移一小段距离,但仍在M点下方,稳定后,下列说法中正确的是 ( )‎ ‎ ‎ A. 液滴将加速向下运动 B. M点电势升高 C. 带电液滴在M点的电势能增大 D. 在b板移动前后两种情况下，若将液滴从a板移到b板，电场力做功不相同 ‎【答案】C ‎【解析】电容器与电源保持相连，电容器板间的电压不变，将b板向上平移一小段距离，根据 分析得知板间电场强度增大，液滴所受的电场力增大，液滴将加速向上运动．故A错误．由U=Ed知，M与a间的电场差增大，a点的电势为零，M点的电势小于零，则知M点的电势降低．故B错误．由于液滴带负电，则带电液滴在M点的电势能增大．故C正确．在b板移动前后两种情况下，若将液滴从a板移到b板，两板间的电势差不变，根据电场力做功公式W=qU知，电场力做功相同．故D错误．故选C．‎ 点睛：由于金属板与电源始终相连，即使改变两板间距，两板的电压仍不变，所以电场力做功也相同．同时考查了电势能与电荷的电量及电势有关，且注意电荷的极性与电势的正负．‎ ‎9. 关于电势差UAB和电势φA 、φB的理解，正确的是 （　　）‎ A. UAB表示B点相对A点的电势差，即UAB ＝ φB − φA B. UAB和UBA是不同的，它们有关系：UAB ＝ −UBA C. φA、φB都有可能有正负，所以电势是矢量 D. 零电势点的规定虽然是任意的，但人们常常规定大地和无穷远处为零电势点 ‎【答案】BD ‎【解析】UAB表示A点相对B点的电势差，即UAB＝φA − φB，故A错误，B正确；电势的正负不表示方向，只表示比零电势点电势的高低，故C错误；零电势点的规定虽然是任意的，但人们常常规定大地和无穷远处为零电势点，故D正确。所以BD正确，AC错误。‎ ‎10. 如图所示是电阻R的I-U曲线，图中α=370由此可得（ ）‎ A. 电阻与其两端的电压成正比 B. I－U图象的斜率表示电阻的倒数，所以R＝1/tan37°＝4/3 Ω C. 此导体的电阻R＝U/I=2 Ω D. 在R两端加6.0 V电压时，每秒通过导体截面的电荷量是3.0 C ‎【答案】CD ‎【解析】根据电阻的定义式：可知，导体的电阻与其两端电压没关系，故A错误；根据电阻的定义式：可知，I-U图象斜率的倒数等于电阻R，则得: ，故C正确，B错误；由图知，当U=6V时，I=3A，则每秒通过电阻横截面的电荷量是q=It=3×1C=3.0C，故D正确。所以CD正确，AB错误。‎ ‎11. 如图所示，AB⊥CD 且A、B、C、D位于同一半径为r 的竖直圆上，在C点有一固定点电荷，电荷量为＋Q，现从A 点将一质量为m，电荷量为－q 的点电荷由静止释放，该电荷沿光滑绝缘轨道ADB运动到D 点时速度为（g 为重力加速度），规定电场中B点的电势为零，则在＋Q 形成的电场中 （ ）‎ A. A点电势低于O 点电势 B. D 点电势为－‎ C. O 点电场强度大小是B 点的2 倍 D. 点电荷－q 在D 点具有的电势能为 ‎【答案】AD ‎【解析】因为O点离Q比A点近，又因为Q是正电荷，电场线方向沿着半径方向背离电荷，根据沿着电场线的方向，电势降低，可知A点的电势低于O点电势，故A正确；从A到D运动，根据动能定理，则有：，解得电场力做功：，场中B点的电势为零，A点的电势也为零，因为电场力做负功，则电势能增加，因此点电荷-q在D点的电势能为：；规定电D点的电势为：，故B错误，D正确；由几何关系得：B到C的距离是O到C的距离的倍，根据点电荷电场强度公式：，则有B点电场强度大小是O点的倍，故C正确。所以ACD正确，B错误。‎ ‎12. 如图(a)所示的电路中，调节滑动变阻器的滑动触头P向某一方向移动，根据电路中电压表和电流表的数据描绘了如图(b)所示的两条U－I图线 (　 　)‎ A. 图线甲是根据电压表V1和电流表A的示数描绘的 B. 由图线可知，电源内阻r＝3.0Ω C. 图中两图线的交点表示在整个调节过程中，此时电源的输出功率最大 D. 图中两图线的交点表示在整个调节过程中，此时电源效率达到最大值 ‎【答案】AC 考点：本题考查学生对图像的分析解答能力，一定要结合电路图分析图线的意义，注意分析图像中交点及截距等包含的隐含条件．‎ 二、实验题（15分。其中13题6分，14题9分）‎ ‎13. 欲用伏安法测定一段阻值约为5 Ω左右的金属导线的电阻，要求测量结果尽量准确，现备有以下器材：‎ A．电池组(3 V，内阻约为1Ω) B．电流表(0～3 A，内阻约为0.012 5Ω)‎ C．电流表(0～0.6 A，内阻约为0.125Ω) D．电压表(0～3 V，内阻约为3 kΩ)‎ E．电压表(0～15 V，内阻约为15 kΩ) F．滑动变阻器(0～20Ω，额定电流1 A)‎ H．开关、导线 ‎(1)上述器材中，电流表应选用的是_____；电压表应选用的是_____(填写器材的字母代号)．‎ ‎(2)实验电路应采用电流表________接法(填“内”或“外”)．‎ ‎【答案】 (1). (1) C (2). D (3). (2)外 ‎【解析】（1）电池组3V，则选取电压表D；根据欧姆定律:，故电流表选取C；故选取的器材为：C、D.‎ ‎（2）被测电阻约，故选择电流表外接。‎ ‎14. 某实验小组在某次物理实验中，描绘一个标有“3 V　1.5 W”小灯泡的伏安特性曲线．‎ ‎(1)实验电路原理图选用的电路是________(填“甲”或“乙”)．‎ ‎ ‎ ‎ 甲 乙 ‎（2）实验过程中某次电表的示数如图丙所示，则I＝_______A，U＝_______V.‎ ‎ ‎ 丙 丁 ‎(3)如图丁所示为本次实验得到的小灯泡的伏安特性曲线图．由图可知，小灯泡两端的电压为1.2V时的电阻为______Ω(保留三位有效数字)．‎ 三、计算题（解答应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤，只写出最后答案的不能得分；有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位）‎ ‎【答案】 (1). (1) 甲 (2). (2)0.44 (3). 2.40 (4). (3)3.75‎ ‎【解析】（1）因本实验中要求多测数据，并且要求数据由零开始调节，故应采用分压接法；同时因灯泡内阻较小，故采用电流表外接法，故采用甲电路。‎ ‎（2）电流表选用0.6A量程，故最小分度为0.02A，则指针示数为0.44A；电压表量程选择3V，最小分度为0.1V，则指针的示数为2.40V.‎ ‎（3）由图可知，当电压为1.2V时，电流为0.322A；电阻.‎ ‎15. 一纯电阻闭合电路,电源电动势为4.5V，内阻为0.5Ω，外电路的电阻为4.0Ω，则： ‎ ‎（1）路端电压是多大？‎ ‎（2）如果在外电路上并联一个6.0Ω的电阻，路端电压是多大？‎ ‎【答案】（1）4V（2）3.56V ‎【解析】（1）由闭合电路欧姆定律得：电路中的电流 U=E-Ir=4.5-1 ×0.5=4V； （2）外电路上并联一个6.0Ω的电阻，则外电阻阻值为：， 电路中的电流 则路端电压为：U1=E-=4.5-1.55 ×0.5=3.73V；‎ ‎16. 如图所示，在匀强电场中，将一电荷量为2×10-5C的正电荷由A点移到B点，其电势能减少了0.1J，已知A、B两点间距离为2cm，两点连线与电场方向成600角，求： ‎ ‎（1） 电荷由A移到B的过程中，电场力所做的功WAB；‎ ‎（2） A、B两点间的电势差UAB；‎ ‎（3） 该匀强电场的电场强度E.‎ ‎【答案】（1）0.1J（2）5000V（3）‎ ‎【解析】试题分析：（1）电荷由A移到B的过程中等于电势能的减少量 即 ‎（2）A、B两点间的电势差 ‎（3）匀强电场的电场强度 考点：匀强电场的电场强度与电势差的关系 点评：在公式中，d是沿电场线方向的距离，不是两点间的距离。‎ ‎17. 如图所示，在倾角为300足够长的光滑绝缘斜面的底端A点固定一电荷量为Q的正点电荷，在离A距离为S0的C处由静止释放某正电荷的小物块P（可看做点电荷）。已知小物块P释放瞬间的加速度大小恰好为重力加速度g。已知静电力常量为k，重力加速度为g，空气阻力忽略不计。‎ ‎（1）求小物块所带电荷量q和质量m之比；‎ ‎（2）求小物块速度最大时离A点的距离S；‎ ‎（3）若规定无限远电势为零时，在点电荷Q的电场中，某点的电势可表示成（其中r为该点到Q的距离）。求小物块P能运动到离A点的最大距离Sm．‎ ‎【答案】（1）（2）（3）‎ ‎【解析】试题分析：（1）对小物块受力分析：受重力、电场力．由牛顿第二定律得：‎ 解得：‎ ‎（2）当合力为零时速度最大即：‎ 解得：‎ ‎（3）当运动到最远点是速度为零，由能量守恒定律得：‎ 解得：‎ 考点：库仑力、机械能守恒定律、牛顿第二定律 ‎18. 如图所示，一群速率不同的一价离子从A、B两平行极板正中央水平射入偏转电场，离子的初速度为v0，A、B间电压为U，间距为d．C为竖直放置，并与A、B间隙正对的金属档板，屏MN足够大．若A、B极板长为L，C到极板的距离也为L，C的高为d．不考虑离子所受重力，元电荷为e．‎ ‎（1）写出离子射出A、B板时的侧移距离y的表达式；‎ ‎（2）求初动能范围是多少的离子才能打到屏MN上．‎ ‎【答案】（1） （2）‎ ‎【解析】试题分析：（1）偏转电场的场强大小为：①‎ 离子所受电场力：②‎ 离子的加速度为：③‎ 由①②③解得：④‎ 设离子的质量为m，初速度为v0，离子射出电场的时间t为：⑤‎ 射出电场时的偏转距离y为：⑥‎ 由④⑤⑥解得：⑦‎ ‎（2）离子射出电场时的竖直分速度⑧‎ 射出电场时的偏转角：⑨‎ 由④⑤⑧⑨得：⑩‎ 离子射出电场时做匀速直线运动 要使离子打在屏MN上，需满足：（11）‎ ‎（12）‎ 由⑦⑩（11）（12）可得：（13）‎ 考点：带电粒子在匀强电场中的运动 ‎【名师点睛】本题考查粒子在偏转电场中的运动，解题关键是利用类平抛运动知识，要能熟练推导出偏转距离和偏转角度的表达式，同时要正确分析临界条件，相结合即可进行求解．‎