福建省莆田一中2020学年高二物理上学期期中考试（理）鲁科版

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莆田一中2020学年度上学期第一学段考试试卷 ‎ 高二理科 物理选修3-1‎ ‎(考试时间：120分钟；满分：100分) ‎ 一、选择题（本题包括12小题,每小题3分,共36分。每题所给的选项中有的只有一个是正确的，有的有几个是正确的，将所有正确选项的序号选出，并填入括号中。全部选对的得4分，部分选对的得2分，有错选或不选的得0分）‎ ‎1. 如图所示, Q是带负电的点电荷, P1和P2是其电场中的两点, 一个电子在P1和P2两点所受的电场力分别为F1和F2, 所具有的电势能分别为EP1和EP2, 则（ ） ‎ A. F1＞F2，EP1＜EP2‎ B. F1＞F2，EP1＞EP2‎ C. F1＜F2，EP1＜EP2 ‎ D. F1＜F2，EP1＞EP2‎ ‎2、图中的甲、乙两个电路，都是由一个灵敏电流计G和一个变阻器R组成，它们之中一个是测电压的电压表，另一个是测电流的电流表，那么以下结论中正确的是 ( ) ‎ A．甲表是电流表，R增大时量程增大 ‎ B．甲表是电流表，R增大时量程减小 C．乙表是电压表，R增大时量程增大 ‎ 甲 乙 D．上述说法都不对 ‎3．下列各种说法中正确的是（ 　）‎ ‎ A．电流的定义式，适用于任何电荷的定向移动形成的电流。‎ ‎ B．电源的负载增加，输出功率一定增大 ‎ C．电动势为1.5V的干电池，表明干电池可以使‎1C的电量具有1.5J的电能 ‎ D．从可知，导体的电阻跟两端的电压成正比，跟导体中的电流成反比 ‎4. 传感器是自动控制设备中不可缺少的元件，已经渗透到宇宙开发、环境保护、交通运输以及家庭生活等各种领域．如下图所示为几种电容式传感器，其中通过改变电容器两极间距离而引起电容变化的是（ ）高考资源网 ‎5．下列关于静电场中场强及电势的说法正确的是（ ）‎ ‎ A．在点电荷形成的电场中没有场强相等的两点，但有电势相等的两点 ‎ B．正电荷只在电场力作用下，一定从高电势向低电势运动 ‎ C．场强为零处，电势不一定为零；电势为零处，场强不一定为零 ‎ D．初速为零的正电荷在电场力作用下一定沿电场线运动 ‎6．A、B两灯泡额定电压均为220V，A灯额定功率为40W．B灯额定功率为100W如果不考虑温度对电阻的影响，即灯泡的电阻始终为正常发光时的电阻，则下列说法正确的是（ ） ‎ ‎ A．将两灯串联，接到220V电压上，A灯功率大于B灯功率 ‎ B．将两灯串联，接到220V电压上，A灯功率小于B灯功率 ‎ ‎ C．将两灯并联，接到220V电压上，A灯功率大于B灯功率 ‎ D．将两灯并联，接到220V电压上，A灯功率小于B灯功率 ‎7．如图所示，虚线是用实验方法描绘出的某一静电场的一簇等势线及其电势的值，一带电粒子只在电场力作用下飞经该电场时，恰能沿图中的实线从A点飞到C点，则下列判断正确的是（ ）‎ ‎ A．粒子一定带负电 ‎ B．粒子在A点的电势能大于在C点的电势能 ‎ C．A点的场强大于C点的场强 ‎ D．粒子从A点到B点电场力所做的功大于从B到C点电场力所做的功 v0‎ ‎ －　－　－　－　－　‎ ‎ ＋　＋　＋　＋　＋‎ ａ ｂ ｃ ‎8.三个分别带有正电、负电和不带电的质量相同的颗粒，从水平放置的平行带电金属板左侧以相同速度v0垂直电场线方向射入匀强电场，分别落在带正电荷的下板上的a、b、c三点，如右图所示，下面判断正确的是（ ）‎ A．落在a点的颗粒带正电，c点的带负电，b点的不带电 B．落在a、b、c点颗粒在电场中的加速度的关系是 aa>ab>ac C．三个颗粒在电场中运动的时间关系是ta>tb>tc D．电场力对落在c点的颗粒做负功 ‎9.如图所示的电路中，电键K1，K2，K3，K4均闭合，在平行板电容器C的极板间悬浮着一带电油滴P （ ）‎ A.若断开K1，由于R1被断开，R2上的电压将增高，使得电容器两端电压下降，则P将向下加速运动 B.若断开K2，由于R3被断开，R2上的电压将增高，使得电容器两端电压下降，则P将向下加速运动 C.若断开K3，由于电源被断开，电容器两端电压存在一个回路，电容器将放电至极板两端电压为零，P将加速下降 D.K4断开，电容器两端断开，电量不变，电压不变，场强不变，P将继续悬浮不动 ‎10．如图所示，当滑动变阻器的滑动片向右移动时，各电表读数的变化情况是（ ）‎ A．安培表和伏特表读数均增大 B．安培表和伏特表读数均减小 C．安培表读数变大，伏特表读数变小 D．安培表读数变小，伏特表读数变大 ‎11．如图所示，直线A为电源a的路端电压与电流的关系图像，直线B为电源b的路端电压与电流的关系图像，直线C为一个电阻R 的两端电压与电流的关系图像．将这个电阻R分别接到a，b两电源上，那么（ 　）高考资源网 ‎ A．R接到a电源上，电源的效率较高 ‎ B．R接到b电源上，电源的输出功率较大 ‎ C．R接到a电源上，电源的输出功率较大，但电源效率较低 ‎ D．R接到b电源上，电阻的发热功率和电源的效率都较高 ‎（甲）‎ ‎（乙）‎ ‎4 3 2 1‎ ‎12．如图（甲）所示，在x轴上有一个点电荷Q（图中未画出），O、A、B为轴上三点。放在A、B两点的检验电荷受到的电场力跟检验电荷所带电荷量的关系如图（乙）所示。以x轴的正方向为电场力的正方向，则（ ）‎ ‎ A．点电荷Q一定为正电荷 B．点电荷Q在AB之间 ‎ ‎ C．A点的电场强度大小为2×103N/C D．A点的电势比B点的电势高 二、实验题(本题共4小题，共20分)‎ ‎13．（2分）某同学测量一只未知阻值的电阻。他先用多用电表进行测量，按照正确的步骤操作后，测量的结果如图甲所示。请你读出其阻值大小为_______Ω。为了使测量的结果更准确，该同学应将选择开关打到__________（填“×‎100”‎或“×‎1”‎）挡重新测量。‎ ‎14. （3分）如图，用伏安法测电阻，当被测电阻阻值不能估计时，可采用试接法．让伏特表一端接在电路的a点上，另一端先后接在b点和c 点，注意观察两个电表的示数，若安培表的示数有显著变化，则待测电阻的阻值 ，（填较大或较小）伏特表应接在a、 两点，并且测量结果与真实值相比 。（填偏大或偏小）‎ ‎15、（6分）小灯泡灯丝的电阻会随温度的升高而变化，一研究性学习小组在实验室通过实验研究这一问题，实验室备有的器材是：电压表（3 V，3 kΩ)、电流表（0～‎0.6 A，0.1Ω)、电池、开关、滑动变阻器、待测小灯泡、导线若干。实验时，要求小灯泡两端电压从零逐渐增大到额定电压以上。‎ ‎（1）他们应选用图中图所示的　 　　电路进行实验；‎ ‎（2）根据实验测得数据描绘出如图所示U－I图象，由图分析可知，小灯泡电阻随温度T变化的关系是　　　　　　　　　　　　　　　　　。‎ ‎（3）已知实验中使用的小灯泡标有1.5 V字样，请你根据上述实验结果求出小灯泡在1. 5 V电压下的实际功率是　　　W。‎ ‎（2）‎ 图9‎ ‎16．（9分）某同学利用如图（1）所示电路测定电源的电动势和内阻．实验中电表内阻对实验结果的影响很小，均可以忽略不计．闭合电键S后，变阻器的滑片P 由变阻器的一端滑到另一端的过程中，两电压表示数随电流表示数变化情况分别如图（2）的U-I图象中直线a、b所示．‎ ‎（1）若滑片P由变阻器的一端滑到另一端的过程中，电压表的示数一直增大，可知滑动端P由__________端；（用电路图中的字母表示）‎ ‎（2）用画线代表导线，将上面实物图中各元件按图（1）连接成实验电路；‎ ‎（3）通过分析可知，其中图（2）中图线_______（填a或b）表示电压表示数随电流表A示数变化关系；‎ ‎（4）根据U－I图象中坐标轴所标出的数据，可以求出电源电动势E＝________________（用图中给出的坐标值表示）．‎ 三、计算题（本题共5小题，共44分。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）‎ ‎17．（10分）如图所示，M、N是水平放置的一对金属板，其中M板中央有一个小孔O，板间存在竖直向上的匀强电场，AB是一长‎9L的轻质绝缘细杆，在杆上等间距地固定着10个完全相同的带正电小球，每个小球的电荷量为q、质量为m，相邻小球距离为L．现将最下端小球置于O处，然后将AB由静止释放，AB在运动过程中始终保持竖直。若在第4个小球进入电场到第5个小球进入电场这一过程中AB做匀速运动，忽略带电小球进入电场后对电场的影响。求：‎ ‎ （1）两板间电场强度E；‎ ‎ （2）上述匀速运动过程中速度v的大小。‎ ‎18．（10分）电动自行车是一种重要的交通工具，都市中每天有数十万辆电动自行车行驶在大街小巷，形成了一道独特的风景。电动自行车提供能量的装置为装在电池盒内的电池组，当它给电动机供电时，电动机将带动车轮转动。‎ 假设有一辆电动自行车，人和车的总质量为120kg。当该车在水平地面上以5m/s 的速度匀速行驶时，它受到的阻力约等于人和车总重的0.02倍，此时电池组加在电动机两端的电压为36V，通过电动机的电流为5A。若连接导线的电阻不计，传动装置消耗的能量不计，g取10m/s2。求：‎ ‎（1）电动机的电功率 ‎（2）电动机输出的机械功率；‎ ‎（3）电动机线圈的电阻。‎ ‎19.（12分）在如图所示的电路中，R1=2Ω，R2=R3=4Ω，当电键K接a时，R2上消耗的电功率为4 W，当电键K接b时，电压表示数为4.5 V，试求：‎ ‎(1) 电键K接a时，通过电源的电流和电源两端的电压；‎ ‎(2) 电源的电动势和内电阻；‎ ‎(3) 当电键K接c时，通过R2的电流.‎ ‎20．（12分）飞行时间质谱仪可对气体分子进行分析。如图所示，在真空状态下，脉冲阀P喷出微量气体，经激光照射产生电荷量为q、质量为m的正离子，自a板小孔进入a、b间的加速电场，从b板小孔射出，沿中线方向进入M、N板间的偏转控制区，到达探测器。已知a、b板间距为d，极板M、N的长度和间距均为L。不计离子重力及进入a板时的初速度。‎ P S d L ‎ L M N a b 探测器 激光束 ‎ （1）当a、b间的电压为U1，在M、N 间加上适当的电压U2，使离子到达探测器。求离子从经过a板起到达探测器的全部飞行时间。‎ ‎ （2）为保证离子不打在极板上，试求U2与U1的关系。‎ 附加题．(16分)如图所示，水平绝缘轨道与处于竖直平面内的半圆形绝缘光滑轨道平滑连接，半圆形轨道的半径。轨道所在空间存在水平向右的匀强电场，电场强度。现有一电荷量，质量的带电体(可视为质点)，在水平轨道上的点由静止释放，已知点与圆形轨道最低点距离.带电体与水平轨道间的动摩擦因数,重力加速度，取.求：‎ ‎(1)带电体运动到圆形轨道的最高点时，速度的大小？‎ ‎(2)带电体第一次经过点后，落在水平轨道上的位置到点的距离？‎ ‎(3)带电体在轨道上运动对轨道能产生的最大压力大小？‎ 莆田一中2020学年度上学期第一学段考试高二物理答案卷 ‎13．__ _ __；__ _ __‎ ‎14． _ ___ __ _ __ ‎ ‎15．(1) __ _ __ (2)_ __ _ ____ _ ____ _ ____ _ ____ _ ____ _ ____ _ ____ _ __；（3）__ _ __ _‎ ‎16 (1) _ _ ____ _ _（3）_ _ ____ _ _ （4）_ _ ____ _ _ _ ____ _ _‎ ‎(2)如图连接 ‎17‎ ‎18‎ ‎19‎ P S d L ‎ L M N a b 探测器 激光束 ‎20‎ 附加题 莆田一中2020学年度上学期第一学段考试高二物理答案 ‎1‎ ‎2‎ ‎3‎ ‎4‎ ‎5‎ ‎6‎ B BC AC C AC AD ‎7‎ ‎8‎ ‎9‎ ‎10‎ ‎11‎ ‎12‎ C BD CD D C BC ‎13．1000（1分）；×100（1分）‎ ‎14． _较大___ __ _C __ 较小 ‎ ‎15．(1)（ A ）(2)_ T升高R增大_；（3）_0.69_‎ ‎16 (1) d到c （3）__ a ____ （4）‎ ‎(2)如图连接 ‎17．（10分）解析：（1）由题意，当有4个小球在电场中时，电场力与重力平衡 ‎4Eq=10mg ① （3分）‎ 解得 E=5mg/2q. ② （2分）‎ ‎（2）对第4个小球刚好进入电场之前的过程应用动能定理：‎ ‎10mg×‎3L－qE（‎3L+‎2L+L）=×10mv2 ③ （3分）‎ 将②式代入③式得 v=. （2分）‎ ‎18（10分）解：（1）电动机的电功率 P=IU （2分）‎ 代入数据解得P=180W (1分)‎ ‎（2）当电动自行车匀速行驶时，牵引力等于阻力，有：‎ F=F阻=0.02mg　 （1分） ‎ 电动机输出的机械功率 P出=Fv （1分）‎ 代入数据解得 P出=120W （1分）‎ ‎(3)电动机内部的热功率 Pr=I2r （1分）‎ 由能量守恒定律有 P=P出+ Pr （1分）‎ 所以 r= (P － P出)/ I2 （1分）‎ 代入数据解得 r=2.4Ω （1分）‎ ‎19．（12分）(1)K接a时，R1被短路，外电阻为R2，根据电功率公式可得 通过电源电流 A 电源两端电压V ‎ ‎ (2)K接a时，有E=U1+I1r=4+r ①‎ K接b时，R1和R2串联, R′外=R1+R2=6 Ω 通过电源电流I2＝A 这时有：E=U2+I2r=4.5+0.75 r ② 解①②式得：E=6 V r＝2 Ω ‎ ‎ (3)当K接c时，R总=R1+r+R23=6 Ω 总电流I3＝E/R总=‎‎1 A 通过R2电流I＇＝I3=0.5 A ‎ ‎20．（12分）解：（1）由动能定理： （2分）‎ 离子在a、b间的加速度 （2分）‎ 在a、b间运动的时间 （1分）‎ 在MN间运动的时间： （1分）‎ 离子达到探测器的时间：‎ ‎ （2分）‎ ‎（2）在MN间侧移 （2分）‎ 由，得 （2分）‎ 附加题. （16分）（1）设间的距离为，依据动能定理 ‎ 解得 ‎ 设带电体运动到点的速度为，依据机械能守恒定律 ‎ 解得 （4分）‎ ‎（2）带电体离开点后在竖直方向上做自由落体运动，设在空间运动的时间为 ‎ ‎ 在水平方向上做匀减速运动，设在水平方向的加速度大小为： ‎ 设落在水平轨道上的位置到点距离为，依据运动学公式 ‎ 解得 （6分）‎ D ‎（3）压力最大位置在等效场的最低点D，OD与竖直方向夹角=450选D到C过 在D点：‎ 解得： 由牛顿第三定律，对轨道的压力： （6分） ‎