黑龙江省牡丹江市一中2019-2020学年高二上学期10月月考物理试题（理）

黑龙江省牡丹江市一中2019-2020学年高二上学期10月月考物理试题（理）

黑龙江省牡丹江市牡一中高二学年上学期10月月考高二物理(理科)‎ 一、单选题（每小题4分，共48分。每小题只有一个选项正确。）‎ ‎1.真空中有两个静止的点电荷，它们之间静电力的大小为F。如果保持这两个点电荷的带电量不变，而将它们之间的距离变为原来的4倍，那么它们之间的静电力的大小为 A. B. C. D. ‎ ‎【答案】D ‎【解析】‎ 在距离改变之前库仑力为：，带电量不变，而将它们之间的距离变为原来的4倍时库仑力为：，故D正确，ABC错误。‎ ‎2.2s内有0.1C电荷通过一段横截面积为0.5cm2的导体材料，则电流强度是（ ）‎ A. 0.1A B. 0.15A C. 0.25A D. 0.05A ‎【答案】D ‎【解析】‎ ‎【详解】由电流的定义式 A. 0.1A与分析不符，A错误 B. 0.15A与分析不符，B错误 C. 0.25A与分析不符，C错误 D. 0.05A与分析符合，D正确 ‎3.如图所示的各电场中，A、B两点场强相同的是（　　）‎ A. B. ‎ C. D. ‎ ‎【答案】C ‎【解析】‎ 本题考查了对电场强度相等的理解，电场强度是矢量，要相等，大小和方向都必须相等，‎ A中是负电荷形成的电场，根据可得AB两点的电场强度大小相等，但是方向不同，所以A错误，‎ B中是正电荷形成的电场，A点的电场线比B点的电场线要密，所以A点的电场强度大于B点的电场强度，B错误，‎ C中的电场是匀强电场，区域里的所有点的电场强度大小和方向都相等，所以C正确，‎ D中A点的电场线比B点的电场线要疏，所以A点的电场强度小于B点的，另外两点的方向也不相同，所以选C 思路拓展：本题的关键是要明白各种电场中如何比较电场强度，一种是根据电场线的疏密程度，一种是根据公式 ‎4.以下说法正确的是( )‎ A. 放在电场中的带电粒子一定受到电场力的作用 B. 电源的电动势越大，说明电源储存的电能越多 C. 根据电势差的定义式，两点间的电势差 U 与静电力做的功W 成正比，与移动电荷的电量 q 成反比 D. 在电路中，电荷定向移动的方向就是电流的方向 ‎【答案】A ‎【解析】‎ ‎【详解】A．根据知放在电场中的带电粒子一定受到电场力的作用，故选项A符合题意；‎ B．电动势的大小与所储存的电能是无关的，故选项B不符合题意；‎ C．电场中两点间的电势差与电荷量无关，与静电力做功也无关，故选项C不符合题意；‎ D．电流是由电荷的定向移动形成的，同时规定了电流的方向是：正电荷定向移动的方向为电流的方向，电流的方向与负电荷定向移动的方向相反，故选项D不符合题意。‎ ‎5.原来静止的氕核（）、氘核（）、氚核（）混合物经同一电场加速后（不考虑电荷之间的静电力作用），它们具有相同的（ ）‎ A. 速度 B. 动能 C. 动量 D. 以上都不对 ‎【答案】B ‎【解析】‎ ‎【详解】氕核（）、氘核（）、氚核（）的电荷量相同，根据动能定理，有：‎ 故动能相同，速度不同，动量不同；‎ A．与分析不符，不符合题意；‎ B．与分析相符，符合题意；‎ C．与分析不符，不符合题意；‎ D．与分析不符，不符合题意。‎ ‎6.如图所示，真空中有两个点电荷Q1和Q2，Q1=+9q，Q2=-q，分别固定在x轴上x=0处和x=6cm处，下列说法正确的是（　　）‎ A. 在x=3cm处，电场强度为0‎ B. 在区间上有两处电场强度为0‎ C. 在x>9cm区域各个位置的电场方向均沿x轴正方向 D. 将试探电荷从x=2cm移到x=4cm处，电势能增加 ‎【答案】C ‎【解析】‎ ‎【详解】A.某点的电场强度是正电荷Q1和负电荷Q2在该处产生的电场的叠加，是合场强。根据点电荷的场强公式E=，所以要使电场强度为零，那么正电荷Q1和负电荷Q2在该处产生的场强必须大小相等、方向相反。因为它们电性相反，在中间的电场方向都向右。设距离Q2为x0处的电场强度矢量合为0，则：‎ 可得：x0=3cm，故A错误；‎ B.由选项A的分析可知，合场强为0的点不会在Q1的左边，因为Q1的电荷量大于Q2，也不会在Q1Q2之间，因为它们电性相反，在中间的电场方向都向右。所以，只能在Q2右边。即在x坐标轴上电场强度为零的点只有一个。故B错误；‎ C.设距离Q2为x0处的电场强度矢量合为0，则：‎ 可得：x0=3cm，结合矢量合成可知，在x＞9cm区域各个位置的电场方向均沿x轴正方向。故C正确；‎ D.由上分析，可知，在0＜x＜6cm的区域，场强沿x轴正方向，将试探电荷+q从x=2cm处移至x=4cm处，电势能减小。故D错误。‎ ‎7.如图所示是某导体的I－U图线，图中α＝45°，下列说法正确的是( )‎ A. 该导体的电阻与其两端的电压成正比 B. 此导体可能是半导体 C. I－U图线的斜率表示电阻的倒数，所以R＝1.0Ω D. 在该导体两端加6.0V电压时，每秒通过导体截面的电荷量是3.0C ‎【答案】D ‎【解析】‎ ‎【详解】A.由图可知，电流随着其两端的电压的增大而增大，故电流与其两端的电压成正比，电阻不变，故A错误；‎ BC.由图可知，得导体的电阻为=2.0Ω，且保持不变，不是半导体，故BC错误；‎ D.在导体两端加6.0V的电压时，电路中电流A，则每秒通过电阻的电荷量为q=It=3.0×1=3.0C；故D正确。‎ ‎8.如图是匀强电场遇到空腔导体后的部分电场线分布图，电场方向如图中箭头所示，M，N,Q是以直电场线上一点O为圆心的同一圆周上的三点,OQ连线垂直于MN.以下说法正确的是 A. O点电势高于Q点电势 B. O、M间的电势差等于N、O间的电势差 C. 将一正电荷由M点移到Q点，电荷的电势能增加 D. 在Q点释放一个正电荷，正电荷所受电场力将沿与OQ垂直的方向竖直向上 ‎【答案】A ‎【解析】‎ ‎【详解】A.根据电场线与等势线垂直特点，在O点所在电场线上找到Q 点的等势点，根据沿电场线电势降低可知，O点的电势比Q点的电势高，故A正确；‎ B.根据电场分布可知，OM间的平均电场强度比NO之间的平均电场强度大，由公式U=Ed可知，OM间的电势差大于NO间的电势差，故B错误；‎ C. M点的电势比Q点的电势高，正电荷从高电势移动到低电势电场力做正功，电荷的电势能减小，故C错误；‎ D. 在Q点释放一个正电荷，正电荷所受电场力将沿与该点电场线的切线方向相同，斜向上，故D错误。‎ ‎9.如图所示，要使电阻R1消耗的功率最大，应该把电阻R2的阻值调节到（ ）‎ A. R2=R1+r B. R2=R1-r C. R2=r D. R2=0‎ ‎【答案】D ‎【解析】‎ ‎【详解】由题，电阻R1是定值电阻，电阻保持不变，根据功率公式P=I2R分析得知，当I最大时，R1消耗的功率最大。由闭合电路欧姆定律得到，此时R2=0。D正确。‎ ‎10.一匀强电场的方向平行于xOy平面，平面内a、b、c三点的位置如图所示，三点的电势分别为10V、17V、26V。下列说法正确的是 A. ab连线中点的电势与ac连线中点的电势相等 B. 电子在a点的电势能比在b点的电势能少7eV C. 若电子从b点运动到c点，需克服电场力做功9eV D. 电场强度的大小为2.5V/cm ‎【答案】D ‎【解析】‎ ‎【详解】A.根据匀强电场分布规律可知ac连线中点的电势为18V，ab连线中点的电势为13.5V，故A错误.‎ B.电子在电势较低位置的电势能大于电子在电势较高位置的电势能，故B错误.‎ C.电子从电势较低处向电势较高处运动，电场力做正功，故C错误.‎ D.如图所示:‎ 设ac之间的d点电势与b点相同，则 所以d点的坐标为(3.5cm，6cm)，过c点作等势线bd的垂线，由几何关系可得cf的长度为3.6cm，电场强度的大小为 故D正确.‎ ‎11.相同长度和材料的导线两端的电压分别为U1和U2，若导线上的电功率也相同，则两导线截面积之比S1：S2为 ( )‎ A. B. C. D. ‎ ‎【答案】C ‎【解析】‎ ‎【详解】导线上的电功率相同，根据 则有：‎ 根据 得输电线上的电阻：‎ 则两导线的电阻之比：‎ 导线长度和材料也相同，由 则两导线截面积之比：‎ A．与分析不符，不符合题意；‎ B．与分析不符，不符合题意；‎ C．与分析相符，符合题意；‎ D．与分析不符，不符合题意。‎ ‎12.如图所示，在真空室中有一水平放置的不带电平行板电容器，板间距离为d，电容为C，上板B接地。现有大量质量均为m、带电量均为q的小油滴，以相同的初速度持续不断地从两板正中间沿图中虚线所示方向射入，第一滴油滴正好落到下板A的正中央P点。如果能落到A板的油滴仅有N滴，且第滴油滴刚好能飞离电场，假定落到A板的油滴的电量能被板全部吸收，而使A板带电，同时B板因感应而带上等量异号电荷，不考虑油滴间的相互作用，重力加速度为g，则下列说法正确的是( )‎ A. 落到A板的油滴数 B. 落到A板的油滴数 C. 第滴油滴通过电场的整个过程所增加的电势能等于 D. 第滴油滴通过电场的整个过程所减少的机械能等于 ‎【答案】A ‎【解析】‎ ‎【详解】AB．对于第一滴油，则有：‎ 联立解得：‎ 最多能有个落到下极板上，则第个粒子的加速度为，由牛顿运动定律得：‎ 其中：‎ 可得：‎ 第粒子做匀变速曲线运动，有：‎ 第粒子不落到极板上，则有关系：‎ 联立以上公式得：‎ 故选项A符合题意，B不符合题意；‎ C．第滴油滴通过电场的整个过程所增加的电势能为：‎ 故选项C不符合题意；‎ D．第粒子运动过程中电场力做负功等于粒子减少的机械能：‎ 电 故选项D不符合题意。‎ 二、多选题（每小题4分，共12分。每小题至少有两个选项正确，选不全得2分，有错或不选得0分。）‎ ‎13.如图所示，虚线框内有匀强电场，AA′、BB′、CC′是该电场的三个等势面，相邻等势面间的距离均为3.0 cm，已知BB′上的电势为0 V。一个电子沿AA′方向以初动能Ek = 4 eV自图中的P点进入电场，刚好从C′点离开电场，电子从P到C′的过程电场力做功为6 eV。下列说法正确的是 A. 平面AA′上的电势为3V B. 该匀强电场的场强为100 V/m C. 该粒子经过平面BB′时的电势能为10eV D. 该粒子从P到C′的过程动能和电势能总和守恒 ‎【答案】BD ‎【解析】‎ ‎【详解】A. 电子从P到C′的过程电场力做功为6 eV，即 ，所以，已知BB′上的电势为0 V 则平面AA′上的电势为-3V，故A错误；‎ B.根据匀强电场电场强度公式可知，故B正确；‎ C. 已知BB′上的电势为0 V，根据可知该粒子经过平面BB′时的电势能为0eV，故C错误 D.粒子运动过程中只有电场力做功，使得动能和电势能之间相互转化，所以粒子的动能与电势能之和不变，故D正确 ‎14.家用电吹风中，有一个小电动机和与它串联的一段电热丝。电热丝加热空气，电动机带动风叶转动，送出热风。设电动机线圈的电阻为，电热丝的电阻为。将电吹风接到直流电源上，电源输出电压为U，输出电流为I，电吹风消耗的电功率为P。以下表达式中正确的是 A. B. ‎ C. D. ‎ ‎【答案】AD ‎【解析】‎ ‎【详解】AB．电吹风机消耗电功率P是总的功率，总功率的大小应该是用P=IU来计算，所以总功率P=IU，故A正确，B错误；‎ CD．电吹风机中发热的功率要用I2R来计算，所以总的发热功率为P=I2（R1+R2），吹风机的总功率P=IU要大于发热部分的功率，所以C错误，D正确；‎ ‎15.如图，由、两块相互靠近的平行金属板组成的平行板电容器，极板与静电计的金属球相接，极板与静电计的外壳均接地．给电容器充电，静电计指针张开一定角度．实验过程中，电容器所带电荷不变．下面操作能使静电计指针张角变大的是（ ）‎ A. 将板向上平移 B. 将板沿水平向右方向靠近板 C. 、之间插入有机玻璃板 D. 在、之间插入厚金属板，且不和、接触 ‎【答案】A ‎【解析】‎ 试题分析：极板M和静电计外壳均接地，相当于以大地为导向连接在一起，那么两极板之间的电压即静电计的指针和外壳之间的电压越大，指针偏角越大，平行板电容器电压，M板上移，正对面积变小，电压变大，选项A对。将M板沿水平向右方向靠近N板，板间距离变小，在M、N之间插入有机玻璃板相对介电常数变大，在M、N之间插入金属板，且不和M、N接触，板间距离变小，都会导致电压变小，指针张角表小，选项BCD错。‎ 考点：平行板电容器 三、填空题（每空3分，共18分。）‎ ‎16.一段粗细均匀的电阻丝，电阻为现把它均匀的拉长为原来的2倍，它的电阻变成______，若把它对折起来当一条导线使用，则电阻变为______．‎ ‎【答案】 (1). 4R (2). ‎ ‎【解析】‎ 分析】‎ 在电阻丝温度不变的条件下，电阻的影响因素是材料、长度、横截面积，当导线被拉长后，长度变长的同时，横截面积变小，但导体的整个体积不变．‎ ‎【详解】当导体长度拉长到原来的2倍时，其材料和体积均不变，则横截面积变为原来的；而导体的电阻与长度成正比，与横截面积成反比，所以此时导体的电阻变为原来的4倍；根据可知，则电阻值是4R；一段长度为L的粗细均匀的电阻丝电阻为R，现将其对折绞合在一起，则此时长度是原来的，横截面积是原来的2倍，根据可知，其电阻的阻值为 ‎17.一个量程为的电流表，内阻为1000Ω，再给它串联一个 99000Ω的电阻，将它改装成电压表，改装后电压表的量程为 _______V。‎ ‎【答案】30‎ ‎【解析】‎ ‎【详解】[1] 改装后的电压表的量程为：‎ ‎18.有一个额定电压为2.8V，功率约为0.8W的小灯泡，现要用伏安法描绘这个灯泡的I-U图线，有下列器材供选用:‎ A．电压表(0～3 V，内阻约为6 kΩ)‎ B．电压表(0～15 V，内阻约为30 kΩ)‎ C．电流表(0～3 A，内阻约为0.1Ω)‎ D．电流表(0～0.6 A，内阻约为0.5Ω)‎ E．滑动变阻器(10Ω，5 A)‎ F．蓄电池(电动势6 V，内阻不计)‎ ‎(1)请设计合适的电路，在空白方框内画出正确的电路图___________。按设计的电路图进行测量，电压表应选用______，电流表应选用_______。(用序号字母表示)‎ ‎【答案】 (1). (2). A (3). D ‎【解析】‎ ‎【详解】[1]根据 可得灯泡的电阻为：‎ 根据 可知电流表选用外接法；由于用伏安法描绘这个灯泡的伏安特性，所以滑动变阻器采用分压式，所以电路图如图：‎ ‎[2]由题意可知，灯泡的额定电压为2.8V，故电压表的量程应大于2.8V，故电压表应选3V量程，故选A；‎ ‎[3]由 可得电流为：‎ 故电流表应选D；‎ 四、解答题（2小题，共31分.必须写出必要的文字说明、方程，直接写出答案不给分）‎ ‎19.如图所示的电路中，R1=5Ω，R2=9Ω．当开关K接1时，电流表示数I1=0.5A，当开关K接2时，电流表示数I2=0.3A，则 ‎（1）电源电动势E=？‎ ‎（2）当开关K接2时，电阻R2消耗的功率P=？‎ ‎【答案】（1）E=3V， r=1Ω（2）0.81W ‎【解析】‎ ‎【详解】（1）K接1，时，根据闭合电路欧姆定律有 ‎①‎ K接2时，根据闭合电路欧姆定律有 ‎②‎ 联立①②代入数据：‎ 解得：‎ E=3V，r=1Ω ‎（2）K接2时，电阻消耗的功率 ‎．‎ ‎20.如图甲为科技小组的同学们设计的一种静电除尘装置示意图，其主要结构有一长为、宽为、高为的矩形通道，其前、后板使用绝缘材料，上、下板使用金属材料。图乙是该主要结构的截面图，上、下两板与输出电压可调的高压直流电源（内电阻可忽略不计）相连。质量为、电荷量大小为的分布均匀的带负电的尘埃，无初速度地进入、两极板间的加速电场。已知、两极板间加速电压为，尘埃加速后全都获得相同的水平速度，此时单位体积内的尘埃数为。尘埃被加速后进入矩形通道，当尘埃碰到下极板后其所带电荷被中和，同时尘埃被收集。通过调整高压直流电源的输出电压可以改变收集效率（被收集尘埃的数量与进入矩形通道尘埃的数量的比值）。尘埃所受的重力、空气阻力及尘埃之间的相互作用均可忽略不计。在该装置处于稳定工作状态时：‎ ‎(1)微粒进入矩形通道时的速度是多少？‎ ‎(2)导出在较短的一段时间内，A、B两极板间加速电场对微粒所做的总功.‎ ‎(3)若改变直流电源的输出电压U，该除尘器的收集效率会变化。请推导出收集效率η随电压直流电源输出电压U变化的函数关系式.‎ ‎【答案】（1）； （2） ；（3）会改变，，‎ ‎；或，‎ ‎【解析】‎ ‎【详解】(1)设微粒经过极板的速度大小为，对于一个微粒通过、两板加速电场过程，根据动能定理有：‎ 可得：‎ ‎(2)在时间内从加速电场出来的微粒的总体积为：‎ 则微粒的总个数：‎ 故在时间内，、两极板间的加速电场对尘埃所做的功：‎ 由以上几式解得：‎ ‎(3)根据运动学公式有：垂直电场方向位移：‎ 沿电场方向位移：‎ 根据牛顿第二定律有：‎ 距下板处的微粒恰好到达下板的右端边缘，则有：‎ 解得：‎ ‎①若，即，则收集效率：‎ ‎，‎ ‎②若，则所有的微粒都到达下极板，收集效率：‎ ‎，‎ ‎ ‎