2017-2018学年河南省商丘市第一高级中学高二上学期期中考试物理试题 解析版

2017-2018学年河南省商丘市第一高级中学高二上学期期中考试物理试题 解析版

商丘市一高2017-2018 学年第一学期期中考试 ‎ 一、选择题（本题共12个小题，每题4分，共48分。第1-7题只有一个选项符合题目要求，第8-12题有多项符合题目要求。全部选对得4分，选对但没选全的得2分，有错误选项的不给分。）‎ ‎1. 下列说法正确的是(　　)‎ A. 在电场中自由释放的电荷一定沿电场线运动 B. 电阻率越大，说明导体的导电性能越差 C. 闭合电路中电流的方向是从电源的正极流向负极 D. E＝只是电动势的定义式而非决定式，电动势的大小是由电源内非静电力的特性决定的 ‎【答案】D ‎【解析】A、在电场中自由释放的电荷，若电场线是直线，一定沿电场线运动，若电场线是曲线，一定不沿电场线运动，故A错误；‎ B、在S、L一定的条件下，导体的电阻大小与电阻率有关，电阻率越大的电阻越大，所以它的导电性能越差，故B错误；‎ C、闭合电路中外部电流的方向是从电源的正极流向负极，闭合电路中内部电流的方向是从电源的负极流向正极，故C错误；‎ D、只是电动势的定义式而非决定式，电动势的大小是由电源内非静电力的特性决定的，故D正确；‎ 故选D。‎ ‎2. 如图所示，一个电子以100 eV的初动能从A点垂直电场线方向飞入匀强电场，在B点离开电场时，其速度方向与电场线成150°角，则A与B两点间的电势差为( )‎ A. 300 V B. －300 V C. －100 V D. － V ‎【答案】B ‎【解析】由题意知vcos60°=v0‎ 解得v=2v0‎ 又 故AB两点间电压U=-300V，故B正确，ACD错误；‎ 故选B ‎3. 铜的摩尔质量为M，密度为ρ，每摩尔铜原子有n个自由电子，今有一横截面积为S的铜导线，当通过的电流为I时，电子定向移动的平均速率为( )‎ A. 光速c B. C. D. ‎ ‎【答案】D ‎【解析】试题分析：单位长度质量为：；‎ 单位长度原子数为：；‎ 每个铜原子可以提供一个自由电子，故电子数为；电流；‎ 而，解得：，故选项D正确。‎ 考点：电流、电压概念 ‎【名师点睛】设自由电子定向移动的速率为和导线中自由电子从一端定向移到另一端所用时间为，求出导线中自由电子的数目，根据电流的定义式推导出电流的微观表达式，解得自由电子定向移动的速率。‎ ‎4. 如图，有一带电粒子贴着A板沿水平方向输入匀强电场，当偏转电压为时，带电粒子沿①轨迹从两板正中间飞出：当偏转电压为时，带电粒子沿②轨迹落到B板中间；设粒子两次射入电场的水平速度相同，则两次偏转电压之比为（ ）‎ A. B. ‎ C. D. ‎ ‎【答案】A ‎【解析】试题分析：带点粒子在电场中做类似平抛运动，将合运动沿着平行平板和垂直平板方向正交分解，有，，解得，故，A正确 考点：考查了带电粒子在电场中的偏转 ‎【名师点睛】带电粒子在电场中偏转问题，首先要正确的对带电粒子在这两种情况下进行正确的受力分析，确定粒子的运动类型．解决带电粒子垂直射入电场的类型的题，应用平抛运动的规律进行求解．此类型的题要注意是否要考虑带电粒子的重力，原则是：除有说明或暗示外，对基本粒子（例如电子，质子、α粒子、离子等），一般不考虑重力；对带点微粒，（如液滴、油滴、小球、尘埃等），一般要考虑重力 ‎5. 电压表由电流表G与电阻R串联而成.若在使用中发现此电压表的读数总比准确值稍小一些，采取下列哪种措施可能加以改进( )‎ A. 在R上串联一个比R小得多的电阻 B. 在R上串联一个比R大得多的电阻 C. 在R上并联一个比R小得多的电阻 D. 在R上并联一个比R大得多的电阻 ‎【答案】D ‎【解析】试题分析：电流表与电流表都是由表头改装成的，电压表是本题与分压电阻串联成的，根据串并联规律可知，若电压表读数总比准确值小，说明通过本题的电流较小，应减小分压电阻的大小，根据并联电阻需要任一支路电阻可知，应在R上并联一个比R大得多的电阻．‎ 解：电压表的读数总比准确值稍小一些，说明通过电流表G的电流偏小，串联的电阻R偏大，为减小串联电阻R的阻值需在R上并联一个比R大得多的电阻，所以D正确；‎ 故选：D ‎【点评】电流表、电压表的改装，实质上是电阻的串、并联问题，只要分清分电流、总电流，分电压、总电压，应用欧姆定律就能解决 ‎6. 在如图所示的电路中，已知电阻R1的阻值小于滑动变阻器R 的最大阻值．闭合开关S，在滑动变阻器的滑片P由左端向右滑动的过程中，四个电表V1、V2、A1、A2的示数及其变化量分别用U1、U2、I1、I2、ΔU1、ΔU2、ΔI1、ΔI2表示．下列说法正确的是(　　)‎ A. U1先变大后变小，I1不变 B. U1先变大后变小，I1一直变大 C. 的绝对值先变大后变小，的绝对值不变 D. U2先变小后变大，I2一直变小 ‎【答案】B ‎..................‎ 电流I先变小后变大，电阻R2与r不变，所以电压U2r=I（R2+r）先变小后变大，并联电压U并=U-U2r，先变大后变小，电阻R1所在支路电阻R1支路逐渐减小，所以电流I1增大，而I2=I-I1，所以电流表A1示数变大，故AD错误，B正确；‎ 由于，所以有，即的绝对值不变，由于U2=IR2，所以有，即的绝对值不变，故C错误；‎ 故选B。‎ ‎7. 一匀强电场的电场强度E随时间t变化的图象如图所示，在该匀强电场中，有一个带电粒子于t＝0时刻由静止释放，若带电粒子只受电场力作用，则下列说法中正确的是(　　)‎ A. 带电粒子只向一个方向运动 B. 0～2 s内，电场力所做的功等于零 C. 4 s末带电粒子回到原出发点 D. 2.5～4 s内，速度的改变等于零 ‎【答案】D ‎【解析】A、由牛顿第二定律可知，带电粒子在第1s内的加速度a ，第2s内加速度的，a2是a1的2倍，因此带电粒子先加速1s再减小0.5s速度为零，接下来的0.5s将反向加速，v-t图象如图所示，由对称关系可得，反向加速的距离使带电粒子刚回到减速开始的点，故A错误；‎ B、0～2s内，带电粒子的初速度为零，但末速度不为零，由动能定理可知电场力所做的功不为零，故B错误；‎ C、由v-t图象中图线与坐标轴围成的图形的面积为物体的位移，由对称可以看出，前4s内的位移不为零，所以带电粒子不会回到原出发点，故C错误；‎ D、由v-t图象可知，2.5～4 s内，速度的改变等于零，故D正确；‎ 故选D。‎ ‎8. （多选）一台直流电动机的电阻为R，额定电压为U，额定电流为I，当其正常工作时正确的是 （ ）‎ A. 电动机所消耗的电功率IU B. t秒内所产生的电热为IUt C. t秒内所产生的电热为I2Rt D. t秒内所产生的机械能为I（U－IR）t ‎【答案】ACD ‎【解析】A、电动机所消耗的电功率为P=UI，故A正确；‎ BC、t秒内所产生的电热为Q=I2Rt＜UIt，故B错误，C正确；‎ D、根据能量守恒得电动机t秒内输出的机械能为UIt-I2Rt=（U-IR）It，故D正确；‎ 故选ACD。‎ ‎9. 如图 (甲)所示电路中，调节滑动变阻器，通过电压表、电流表示数分别得到电源路端电压和干路电流值，电源路端电压U与干路电流I关系图象如图 (乙)。则(　　)‎ A. 电源电动势为E＝1.5V B. 电源内阻为r＝3.0Ω C. 电源内阻为r＝1.0Ω D. 回路短路电流I0＝0.5A ‎【答案】AC ‎【解析】由闭合电路欧姆定律有U=E-Ir，结合图像，电源电动势为截距，电源电动势为E=1.5V，电源内阻为斜率，电源内阻为r＝1.0Ω，回路短路电流，故AC正确，BD错误；‎ 故选AC。‎ ‎10. 如图所示的电路中，电源电动势为12V，内阻为2Ω，四个电阻的阻值已在图中标出．闭合开关S，下列说法正确的有 （ ）‎ A. 路端电压为10V B. 电源的总功率为10W C. a、b间电压的大小为5V ‎ D. a、b间用导线连接后，电路的总电流为1A ‎【答案】AC ‎【解析】试题分析：外阻为R：，则，则外压U=IR=10V，功率P=EI=12W，则A正确，B错误；选电源负极为0势点，则b点电势为φa=φb==7．5V，则ab间的电压为7．5-7．5=0V，则C错误；a、b间用导线连接后外阻为R′，则R′＝＝7．5Ω，R″＝＝2．5Ω，则电流，则D正确；故选AD。‎ 考点：闭合电路的欧姆定律；电功率 ‎【名师点睛】考查串并联电路电阻的求解及全电路欧姆定律，计算前要明确电路结构是求解问题的关键；‎ ‎11. 如图所示，真空中有一匀强电场（图中未画出），电场方向与圆周在同一平面内，△ABC是圆的内接直角三角形，∠BAC=63.5°，O为圆心，半径R=5cm．位于A处的粒子源向平面内各个方向发射初动能均为8eV、电荷量+e的粒子，有些粒子会经过圆周上不同的点，其中到达B点的粒子动能为12eV，达到C点的粒子电势能为﹣4eV（取O点电势为零）．忽略粒子的重力和粒子间的相互作用，sin53°=0.8。下列说法正确的是 A. 圆周上A、C两点的电势差为16V B. 圆周上B、C两点的电势差为4V C. 匀强电场的场强大小为100V/m D. 当某个粒子经过圆周上某一位置时，可以具有6eV的电势能，且同时具有6eV的动能 ‎【答案】BCD ‎【解析】C点的电势：‎ 则UOC=φO-φC ‎=0-（-4）=4V 根据匀强电场的特点可知：UAO=UOC=4V 则：φA=O+UAC=4V 粒子在A点的动能是8eV，在B点的动能是12eV，根据动能定理得：WAB=EKB-EKA=12-8=4eV 所以：，选项A错误；φB=φA-UAB=4-4=0V，则UBC=φB-φC=0-（-4）=4V．故B正确；由于B点的电势等于O点的电势等于0，所以O与B是等势点，连接OB，则OB为匀强电场的等势面，过A点做OB的垂线交OB与D点，则AD的方向就是该电场的场强方向，如图： O点是圆心，由几何关系可知：∠ABO=∠BAC=63.5° 所以：∠AOB=180°-∠ABO-∠BAC=180°-63.5°-63.5°=53° 所以：＝Rsin53°＝0.05×0.8＝0.04m 由于OBD是等势面，所以：．故C正确．A点的电势为4V，所以粒子在A点的电势能：EPA=e•φA=4eV，粒子的总能量：E=EKA+EPA=8+4=12eV，所以当某个粒子经过圆周上某一位置时，若具有6eV的电势能，则同时具有6eV的动能．故D正确；故选BCD.‎ 点睛：该题考查粒子在匀强电场中的运动问题，解答本题关键是先求出C点的电势，然后正确判断出AB的电势，判断出B点的电势与O点的电势相等．然后从电场力做功公式W=qEd，判断出电场线的方向，并运用这个公式求解电场力做功，要理解这个公式中d是两点沿电场线方向的距离．‎ ‎12. 在x轴上有两个点电荷q1、q2，其静电场的电势φ在x 轴上分布如图所示．下列说法正确的有(　　)‎ A. q1和q2带有异种电荷 B. x1处的电场强度为零 C. 负电荷从x1移到x2，电势能减小 D. 负电荷从x1移到x2，受到的电场力增大 ‎【答案】AC ‎【解析】由图知x1处的电势等于零，所以q1和q2带有异种电荷，A正确，图象的斜率描述该处的电场强度，故x1处场强不为零，B错误；负电荷从x1移到x2，由低电势向高电势移动，电场力做正功，电势能减小，故C正确；由图知，负电荷从x1移到x2，电场强度越来越小，故电荷受到的电场力减小，所以D错误．‎ ‎【名师点睛】本题的核心是对φ–x图象的认识，要能利用图象大致分析出电场的方向及电场线的疏密变化情况，依据沿电场线的方向电势降低，还有就是图象的斜率描述电场的强弱——电场强度．‎ 二、实验题（每空2分，共14分。）‎ ‎13. 依次读出下面两图的读数（1）_______mm (2)_________cm ‎【答案】 (1). 3.700 (2). 10.155‎ ‎【解析】螺旋测微器的固定刻度为3.5mm，可动刻度为20.0×0.01mm=0.200mm，所以最终读数为3.5mm+0.200mm=3.700mm；‎ ‎14. 某同学为了测量一个量程为3 V的电压表的内阻，进行了如下实验．‎ ‎(1)他先用多用表进行了正确的测量，测量时指针位置如图1所示，得出电压表的内阻为3.00×103 Ω，此时电压表的指针也偏转了．已知多用表欧姆挡表盘中央刻度值为“15”，表内电池电动势为1.5 V，则电压表的示数应为________V(结果保留两位有效数字)．‎ ‎(2)为了更准确地测量该电压表的内阻RV，该同学设计了图2所示的电路图，实验步骤如下：‎ A．断开开关S，按图2连接好电路；‎ B．把滑动变阻器R的滑片P滑到b端；‎ C．将电阻箱R0的阻值调到零；‎ D．闭合开关S；‎ E．移动滑动变阻器R的滑片P的位置，使电压表的指针指到3 V位置；‎ F．保持滑动变阻器R的滑片P位置不变，调节电阻箱R0的阻值使电压表指针指到1.5 V位置，读出此时电阻箱R0的阻值，此值即为电压表内阻RV的测量值；‎ G．断开开关S.‎ 实验中可供选择的实验器材有：‎ a．待测电压表 b．滑动变阻器：最大阻值2 000 Ω c．滑动变阻器：最大阻值10 Ω d．电阻箱：最大阻值9 999.9 Ω，阻值最小改变量为0.1 Ω e．电阻箱：最大阻值999.9 Ω，阻值最小改变量为0.1 Ω f．电池组：电动势约6 V，内阻可忽略 g．开关、导线若干 按照这位同学设计的实验方法，回答下列问题：‎ ‎①要使测量更精确，除了选用电池组、导线、开关和待测电压表外，还应从提供的滑动变阻器中选用________(填“b”或“c”)，电阻箱中选用________(填“d”或“e”)．‎ ‎②电压表内阻RV的测量值R测和真实值R真相比，R测________R真(填“>”或“<”)；若RV越大，则 越________(填“大”或“小”)．‎ ‎【答案】 (1). (1)1.0；　 (2). (2)①c，　 (3). d；　 (4). ②＞，　 (5). 小；‎ ‎【解析】（1）电压表的示数即为等效电路的路段电压，由表盘读数可知，现在的欧姆表用的是“”档，故现在的多用表内阻为1500Ω，由闭合电路欧姆定律可得 ‎（2）滑动变阻器选择分压式接法，故选择阻值较小的，c可用；电压表半偏时，所串联变阻箱电阻约为3000Ω，故变阻箱选择d；‎ 由闭合电路欧姆定律可知，随着电阻箱的阻值变大，电源两端的路端电压随之变大，当电阻箱调至使电压表半偏时，此时电压表与变阻箱两端的总电压比变阻箱阻值为0时要大，故此时变阻箱的实际分压是大于电压表的，故有R测＞R真，外电阻越大，干路电流越小，当外电阻变化时，路端电压的变化量越小，故测量误差也越小。‎ 三、计算题（本题3小题，共38分，写出必要的文字说明和重要的演算步骤，只写出结果不得分。）‎ ‎15. 如图所示，电源的总功率为40W，电阻R1=4Ω，R2 =6Ω，电源内阻r =0.6Ω，，电源的输出功率为37.6W．求：（1）电源的内电路功率和电路中的总电流；‎ ‎（2）电源的电动势．‎ ‎（3）R3的阻值．‎ ‎【答案】(1)2A；(2)20V；（3）7 ‎ ‎【解析】(1)电源内阻消耗的功率为I2r=P总-P出=2.4W，  得I=2A ‎(2)由P总=EI  得E=20V ‎(3)外电路总电阻为 由闭合电路欧姆定律E=I（R+r）‎ 解得R3=7Ω ‎16. 如图所示，竖直放置的半圆形光滑绝缘轨道的半径为R，下端与粗糙、绝缘水平面平滑连接，整个装置处于方向竖直向上的匀强电场．质量为m、带电荷量为＋q的物块(可视为质点)从水平面上的A点以一定初速度水平向左运动，沿半圆形轨道恰好能通过最高点C.已知物块与地面间动摩擦因数为μ＝0.2，电场强度大小为E(Eq＝0.5mg，g为重力加速度)．‎ ‎ ‎ ‎(1)物块经过C点的速度大小；‎ ‎(2) A、B间距离；‎ ‎(3)物块离开轨道落回水平面的水平飞行距离．‎ ‎【答案】（1）；（2）17.5R；（3）2R ‎ ‎【解析】（1）半圆形轨道恰好能通过最高点C，对C点 解得 ‎（2）从A→C过程 解得 ‎（3）物块离开轨道落回水平面做类平抛运动 水平飞行距离 ‎17. 如图所示，一质量为m.电荷量为q的带正电荷小球（可视为质点）从y轴上的A点以初速度（未知）水平抛出，两长为L的平行金属板M.N倾斜放置且水平方向间的夹角为，带电小球恰好能垂直M板从其中心小孔B进入两板间（sin37°=0.6, g取10m/s2）‎ ‎（1）试求带电小球抛出时的初速度；‎ ‎（2）若该平行金属板M.N间有如图所示的匀强电场，且匀强电场的电场强度大小与小球质量之间的关系满足，试计算两平行板M.N之间的垂直距离d至少为多少时才能保证小球不打在N板上.‎ ‎【答案】（1）；（2） ‎ ‎【解析】（1）   ‎ ‎ 联立可得 ，‎ ‎（2）因为E＝，‎ 所以带电小球进入匀强电场之后做类平抛运动，其加速度大小为 小球进入电场时的速度 由平抛运动的规律可得，  ‎ 联立可得 ‎ ‎ ‎ ‎