【物理】吉林省辽源市东辽县一中2019-2020学年高二上学期期中考试试题(解析版)
辽源市东辽县一中2019-2020学年高二上学期期中考试高二期中考试物理试卷
一、选择题
1.下列说法正确的是
A. 干电池的体积越大,则电动势越大
B. 在国际单位制中,表示电动势单位的符号是E
C. 同一电源接入不同的电路,电动势会发生变化
D. 电源把其他形式的能转化为电能的本领越大,则电动势越大
【答案】D
【解析】
【详解】A.干电池的电动势与电池的体积无关,选项A错误;
B.在国际单位制中,电动势的单位是伏特,表示电动势单位的符号是V,选项B错误;
C.同一电源接入不同的电路,电动势不会发生变化,选项C错误;
D.电源把其他形式的能转化为电能的本领越大,则电动势越大,选项D正确.
2.某同学用理想电流表和电压表分别对三个定值电阻各进行一次测量,并将所测三组电流和电压值描点到同一I-U坐标系中,如图所示,则这三个电阻的大小关系正确的是
A. Ra=Rb>Rc B. Ra>Rb>Rc
C. Ra=Rb
Rb=Rc
【答案】C
【解析】
【详解】根据可知,电阻的I-U图象的斜率的倒数等于电阻,可知ab与原点连线的斜率相等且大于c与原点连线的斜率,可知ab电阻相等且小于c的电阻;
A.Ra=Rb>Rc,与结论不相符,选项A错误;B.Ra>Rb>Rc,与结论不相符,选项B错误;
C.Ra=RbRb=Rc,与结论不相符,选项D错误;
3.某电场中有A、B、C三点,已知A、B两点间的电势差UAB=-60 V,B、C
两点间的电势差UBC=-50 V,三点电势分别用φA、φB、φC表示,则下列关系正确的是
A. φA>φB>φC B. φB>φC>φA
C. φC>φA>φB D. φC>φB>φA
【答案】D
【解析】
【详解】A、B两点间的电势差UAB=-60V,知A点的电势比B点的电势低60V;B、C两点间的电势差UBC=-50V,知B点的电势比C点的电势低50V,则C点的电势比A点的电势高110V,所以φC>φB>φA.
A.φA>φB>φC,与结论不相符,选项A错误;B.φB>φC>φA,与结论不相符,选项B错误;
C.φC>φA>φB,与结论不相符,选项C错误;D.φC>φB>φA,与结论相符,选项D正确;
4.将定值电阻R1与R2串联接入同一电路中,测得R1与R2的两端电压之比为1∶3,则将R1与R2并联接入同一电路中时,则R1与R2消耗的电功率之比为
A 1∶9 B. 9∶1 C. 1∶3 D. 3∶1
【答案】D
【解析】
【详解】将定值电阻R1与R2串联接入同一电路中,则电流相等,因R1与R2的两端电压之比为1∶3,可知电阻之比为1:3;将R1与R2并联接入同一电路中时,则电压相等,根据可知,R1与R2消耗的电功率之比为3:1;
A.1∶9,与结论不相符,选项A错误;B.9∶1,与结论不相符,选项B错误;
C.1∶3,与结论不相符,选项C错误;D.3∶1,与结论相符,选项D正确;
5.如图所示,将灯泡L和电动机串联接在电压为10V的理想电源两端.已知灯泡规格为“6 V 12W”,电动线圈电阻为1 Ω,当灯泡正常发光,下列说法错误的是
A. 电动机的输出功率为16W
B. 电动的输入功率为8W
C. 电动的热功率为4W
D. 若利用该电动带动起重装置匀速提升20 N的重物(忽路一切阻力),10s内升高2 m
【答案】A
【解析】
【详解】ABC.灯泡正常发光,则灯泡两端电压为6V,电流
可知电动机两端电压为
UM=10V-6V=4V;
电动机的输入功率为
P=IUM=8W;
电动机的热功率
电动机的输出功率为
则选项A错误,符合题意;选项BC正确,不符合题意;
D.若利用该电动带动起重装置匀速提升20 N的重物(忽路一切阻力),则
解得
v=0.2m/s
则10s内升高
h=vt=2 m
选项D正确,不符合题意.
6.如图所示,E为电源,C为电容器,R为定值电阻,S为单刀双掷开关,则
A. S接1时,电容器充电且上极板电势较低
B. S接2时,电容器放电且放电电流从左往右经过定值电阻R
C. 保持S接l ,将上极板竖直向上平移少许,板间电压不变,场强减小
D. 保持S接l ,将上极板水平向左平移少许,板间电压不变,场强减小
【答案】C
【解析】
【详解】A.S接1时,电容器充电且上极板接电源正极,电势较高,选项A错误;
B. S接2时,电容器放电且放电电流从右往左经过定值电阻R,选项B错误;
C.保持S接l ,将上极板竖直向上平移少许,板间电压不变,根据可知,场强减小,选项C正确;
D.保持S接l ,将上极板水平向左平移少许,板间电压不变,两板间距d不变,根据可知场强不变,选项D错误.
7.有L1“6V 3W”、L2“6 V 4W'”、L3“6V 9W”、L4 “6 V 12 W”四只灯泡,灯泡电阻不随电压变化.现将它们分别与电动势E=6 V,内阻r=4Ω的电源连接成团合回路.则能使连接后电源输出功率和效率达到最大的灯泡分别是
A. L3和Ll B. L2和L3 C. L3和L4 D. L4和L1
【答案】A
【解析】根据可知,四个电阻的阻值分别为:12Ω,9Ω,4Ω,3Ω;当电源内阻等于外电路电阻时,电源的输出功率最大,可知电源输出功率最大的是L3;根据
可知,外电路电阻越大,则电源效率越大,可知L1接入电路时电源的效率较高;
A.L3和Ll,与结论相符,选项A正确;B.L2和L3,与结论不相符,选项B错误;
C.L3和L4,与结论不相符,选项C错误;D.L4和L1,与结论不相符,选项D错误;
8.如图所示,某电场中,水平的等距平行直线能是等势线也可能是电场线,曲线是电子在只受电场力作用下的运动轨迹,a、b是轨迹上的两点,则下列说法正确的是
A. 若直线是等势线.则电场方向竖直向上,a点动能大于b点动能
B. 若直线是等势线,则电场方向竖直向下,a点动能小于b点动能
C. 若直线是电场线,则电场方向水平向左,a点动能大于b点动能
D. 若直线是电场线,则电场方向水平向右,a点动能小于b点动能
【答案】B
【解析】
【详解】AB.若直线是等势线,则由轨迹可知,电子受电场力向上,则电场方向竖直向下,从a到b电场力做正功,动能增加,可知a点动能小于b点动能,选项A错误,B正确;
CD.若直线是电场线,则电子受电场力水平向左,可知场强水平向右,从a到b电场力做负功,动能减小,可知a点动能大于b点动能,选项CD错误.
9.将上下表面均为正方形、高度相等、用同种材科制成的甲、乙导体串联接在电压为U的电源上,已知电流大小为I,电流方向如图所示,甲、乙导体上下表面边长分别为a和b、高均为h,则
A. 电流沿图中方向流过两导体时,甲、乙阻值之比是1∶1
B. 电流沿图中方向流过两导体时,甲、乙阻值之比是a∶b
C. 导体电阻率为ρ=
D. 导体电阻率为ρ=
【答案】AC
【解析】
【详解】AB.由电阻定律可知:可知:两导体的电阻
选项A正确,B错误;
CD.两电阻串联,分压相等,则ab两端的电压均为;
由欧姆定律可知:
解得:
故C正确,D错误;
10.如图所示为电表改装的电路图,其中表头G的满偏电流为0.6 A,满偏电压为3 V.R1的阻值等于表头内阻的,R2的阻值等于表头内阻的2倍,则
A. 将1、2接入电路时,可作为大量程电压表使用
B. 将1、3接入电路时,可作为大量程电流表使用
C. 改装后的大量程电流表量程为0~1.8 A
D. 改装后的大量程电压表量程为0~21 V
【答案】CD
【解析】
【详解】A.将1、2接入电路时,电阻R1与表头并联,则可作为大量程电流表使用,选项A错误;
B.将1、3接入电路时,电阻R2与表头串联,则可作为大量程电压表使用,选项B错误;
C.改装后的大量程电流表量程为
此时两端电压,选项C正确;
D.改装后大量程电压表量程为
选项D正确.
11.如图所示,一电子从匀强电场左边界A点以初速度垂直于场强方向进入电场,经偏转从右边界B点飞出.已知A、B两点间水平和竖直距离均为L,电子质量为m、电荷量为e,不计电子重力及空气阻力.则
A. 电子从A到B的运动时间为
B. 匀强电场的电场强度为
C. A、B两点间的电势差为
D. 电子从B点飞出时速度与水平方向夹角的正切值为1
【答案】AB
【解析】
【详解】A.电子在水平方向做匀速运动,则从A到B的运动时间为
选项A正确;
B.竖直方向:
解得匀强电场的电场强度为
选项B正确;
C.A、B两点间的电势差为
选项C错误;
D.电子在竖直方向做初速度为零的匀加速直线运动,因此有
电子从B点飞出时速度与水平方向夹角的正切值为
选项D错误.
12.如图所示的电路中,电源电动势为E,内阻为r,电流表为理想电表,R1、R2、R3、R4均为定值电阻。灯泡L1和L2阻值一定且始终安全.现闭合开关S,下列分析正确的是( )
A. 若R1断路,则灯泡L1和L2均变亮,电流表示数变小
B. 若R2断路,则灯泡L1变暗,L2变亮,电流表示数变小
C. 若R3短路,则灯泡L1和L2均变亮,电流表示数变大
D. 若R4短路,则灯泡L1和L2均变暗,电流表示数变大
【答案】B
【解析】
【详解】将原电路改画如图:
A.若R1断路,则相当于R1
处的电阻变大,则总电阻变大,电路中总电流减小,路端电压变大,而L2灯泡以及与其并联的支路电压减小,则L2变暗,电流表示数变小;而L1灯泡以及与其并联的支路电压变大,即L1变亮;选项A错误;
B.若R2断路,则相当于R2处的电阻变大,则总电阻变大,电路中总电流减小,路端电压变大,而L1灯泡以及与其并联的支路电压变小,即L1变暗;而L2灯泡以及与其并联的支路电压变大,则L2电流变大,变亮,电流表示数变小,选项B正确;
C.若R3短路,则相当于R3处的电阻变小,则总电阻变小,电路中总电流变大,路端电压变小,而L1灯泡以及与其并联的支路电压变大,即L1变亮;而L2灯泡以及与其并联的支路电压变小,则L2电流变小,变暗,电流表示数变大,选项C错误;
D.若R4短路,则相当于R4处的电阻变小,则总电阻变小,电路中总电流变大,路端电压变小,而L1灯泡以及与其并联的支路电压变大,即L1变亮;而L2灯泡以及与其并联的支路电压变小,则L2电流变小,变暗,电流表示数变大,选项D错误。故选B。
二、实验题
13.某同学为了测量一均匀金属圆柱体的电阻率ρ,完成下列步骤:
(1)用游标卡尺测量其长度,如图甲所示,其长度为______
(2)用螺旋测微器测量其直径.为防止读数时测微螺杆发生转动,读数前应旋紧图乙中的部件________(填“A ”“B”“C”或“ D”).从图乙中可知其直径为__________mm.
(3)若用伏安法测得流经圆柱体的电流为I,圆柱体两端的电压为U.圆柱体的直径和长度分别用D和L表示,则该圆柱体的电阻率ρ=_________________________(用I、U、D和L表示).
【答案】 (1). 42.35 (2). B 0.410 (3).
【解析】
【详解】(1)[1].用游标卡尺测量其长度为:4.2cm+0.05mm×7=4.235cm=42.35mm;
(2)[2][3].用螺旋测微器测量其直径.为防止读数时测微螺杆发生转动,读数前应旋紧图乙中的部件B.从图乙中可知其直径为:0.01mm×41.0=0.410mm.
(3)[4].若用伏安法测得流经圆柱体的电流为I,圆柱体两端的电压为U.则
由电阻定律
则该圆柱体的电阻率
14.某物理兴趣小组测绘一只“2.5 V 1.5 W”小灯泡的伏安特性曲线,采用的电路如图甲所示.实验室备有下列实验器材:
A.电压表V(量程0~3 V,内阻约为15 kΩ)
B.电流表A(量程0~0.6 A,内阻约为10 Ω)
C.变阻器R1( 0~10 Ω,0.6 A)
D.变阻器R2(0~2000 Ω,0.1 A)
E电池组 E(电动势为3 V,内阻约为0.3Ω)
F.开关S,导线若干
(1)实验中应选用的滑动变阻器为_________________(填写仪器前字母序号).
(2)闭合开关前,滑动变阻器的滑动触头应放在__________________(填“a”或“b”端).
(3)将实验测得数据在图乙所示的坐标系中绘出该灯泡的I-U图线,则可知随温度升高,该灯泡的电阻_____(填“增大”“减小”或“不变”).
【答案】 (1). C (2). a (3). 增大
【解析】
【详解】(1)[1].实验中滑动变阻器要用分压电路,则应选用的滑动变阻器为阻值较小的C;
(2)[2].闭合开关前,滑动变阻器的滑动触头应放在a端,此时灯泡两端的电压为零,然后从零开始调节.
(3)[3].将实验测得数据在图乙所示的坐标系中绘出该灯泡的I-U图线,因图像上各点与原点连线的斜率倒数为电阻值,可知小灯泡电阻随温度的关系是温度升高,电阻增大.
三、计算题
15.如图所示,定值电阻R1=4Ω、R2=16Ω、R3=4Ω、R4=6Ω、R5=10Ω,电源电动势 E=10 V,内阻不计,平行板电容器电容C =2μF、a、b、c、d为电路中的四个结点,令结点d 电势为零.则电容器所带的电荷量为多少?并说明电容器上、下极板的正负.
【答案】4×10-6C ;上板带正电,下板带负电
【解析】
【详解】由于电源内阻不计,则cd间电压:
Ucd==10V
则
=10V
ca间电压即为电阻R1两端电压
Uca==2V
又
Uac=
则
=8V
同理cb间电压即为R3两端的电压
Ucb==4V
又
Ucb=,
则
=6V
则电容器两端电压
UC=Uab==2V
则电容器所带电荷量为:
Q=CUC=2×10-6×2C=4×10-6C
因为>,故上板带正电,下板带负电
16.如图所示,平行板电容器的间距为d,极板与水平面成15°角.一电荷量为+q、质量为 m的带电粒子在电容器下极板左端处,以初动能Ek0竖直向上射入两板之间,经偏转恰好从上极板右射出,且射出时速度方向与上极板平行.忽略粒子重力、空气阻力及极板的边缘效应.求:
(1)板间电场强度E大小;
(2〕两极板的长度及粒子在两极板间运动时间.
【答案】(1)(2)2d
【解析】
【详解】(1)粒子从上极板右端射出时速度方向恰好与上极板平行,将粒子初速度v0
分解为垂直极板vy和平行极板vx.则有
vy2=2
vy=v0cos45°
联立解得
E=
(2)在垂直极板方向上有
=d
极板长
L=vxt
vx=vy=v0cos45°
Ek0=
联立解得
L=2d
t=2d
17.电路如图甲所示,电表均为理想电表,R0为定值电阻,闭合开关S后,将滑动变阻器R的滑片从一端滑到另一端的过程中,两电压表的示数随电流变化的情况如图乙中的A、B两直线所示.求:
(1)定值电阻R0的阻值及滑动变阻器R的最大阻值;
(2)电源的电动势E和内阻r;
(3〕滑动变阻器R的滑片从一端滑动到另一端的过程中,滑动变阻器消耗的最大电功率.
【答案】(1)6Ω;24Ω(2)16V;2Ω(3)8W
【解析】
【详解】(1)电压表V1的示数随电流表示数的变化图象应为直线B;电压表V2的示数随电流表示数的变化图象应为直线A.
定值电阻
R0==6Ω
当I=0.5A时,此时外电路阻值达到最大,
则
R外=Ω=30Ω
则R的最大值为
R=R外-R0=24Ω
(2)根据闭合电路欧姆定律可得
E=15+0.5r
E=l2+2r
解得
E=16V,r=2Ω
(3)当R=R0+r=8Ω时,变阻器消耗的电功率最大
UR= =8V
PR==8W