【物理】四川省宜宾市第三中学2019-2020学年高二上学期期中考试试题（解析版）

【物理】四川省宜宾市第三中学2019-2020学年高二上学期期中考试试题（解析版）

高2018级高二上期半期考试题 物理 一、单项选择题（每题3分,共24分。在每小题给出的四个选项中，只有一项符合题目要求。）‎ ‎1.下列关于电场的说法正确的是（ ）‎ A. 电场线就是电荷在电场中的运动轨迹 B. 电场是客观存在的，任意两条电场线都不相交 C. 电场中某处场强的方向与放入该处试探电荷电量无关，但与其电性有关 D. 电场中某点的电势能与放入该处的试探电荷的电量和电性都无关 ‎【答案】B ‎【解析】‎ ‎【详解】A. 电场线是假想的，并不是客观存在的，不是电荷在电场中的运动轨迹，故A项错误；‎ B. 电场是电荷及变化磁场周围空间里存在的一种特殊物质。因为电场线的切线方向表示该点的电场方向，每一点的电场只有一个方向，所以任意两条电场线都不相交。故B正确；‎ C. 电场强度反映的是电场本身的力的性质。电场中某处场强的方向与放入该处试探电荷电量无关，与其电性也无关，故C项错误；‎ D. 根据电场中某点的电势能Ep=φq，与放入该处的试探电荷的电量和电性都有关，故D项错误。‎ ‎2.下列说法正确的是(　　)‎ A. 电流方向就是电荷定向移动的方向 B. 电动势反映了电源把电能转化为其他形式能量的本领 C. 当换用不同倍率的欧姆档去测量电阻时，必须重新进行电阻档调零 D. 使用欧姆表测电阻时，刻度盘上的刻度是均匀的 ‎【答案】C ‎【解析】‎ ‎【详解】A. 规定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A项错误；‎ B.‎ ‎ 电源电动势表征了电源把其他形式的能转化为电能的本领，电源的电动势大，该电源把其他能转化成电能的本领大，故B项错误；‎ C. 当换用不同倍率的欧姆档去测量电阻时，必须重新进行电阻档调零，故C项正确；‎ D. 根据欧姆表的原理，欧姆表刻度盘上的刻度是不均匀的，故D项错误。‎ ‎3.如图所示，已知R1=R2=R3=1Ω，当开关S闭合后，电压表的读数为1V；当开关S断开后，电压表的读数为0.8V，则电池的电动势等于（　　）‎ A. 1V B. 1.2V C. 2V D. 4V ‎【答案】C ‎【解析】‎ 当开关S闭合时，电阻R3与R2并联后与R1串联，外电路总电阻为：，电路中干路电流为：，根据闭合电路欧姆定律得：。当K断开时，R1与R3串联，电路中干路电流为：，根据闭合电路欧姆定律得：。联立解得：、。故C项正确，ABD三项错误。‎ 点睛：对于闭合电路，根据两种情况由闭合电路欧姆定律列出方程组，是求解电源电动势和内电阻常用的方法和思路，要加强这方面的训练，做到熟练掌握。‎ ‎4.一电流表的满偏电流Ig=1mA，内阻为200Ω。下列说法正确的是（　　）‎ A. 要把它改装成一个量程为0.5A电流表，则应在电流表上串联一个约为0.4Ω的电阻 B. 要把它改装成一个量程为0.5A的电流表，则应在电流表上并联一个约为0.4Ω的电阻 C. 要把它改装成一个量程为3V的电压表，则应在电流表上串联一个2000Ω的电阻 D. 要把它改装成一个量程为3V的电压表，则应在电流表上并联一个2000Ω的电阻 ‎【答案】B ‎【解析】‎ ‎【详解】AB.把电流表改装成0.5A的电流表需要并联一个分流电阻，‎ 并联电阻阻值为：‎ ‎；‎ 故A项错误，B项正确；‎ CD.要将电流表改装成电压表，必须在电流表上串联一个大电阻，串联电阻起分压的作用。‎ 应串联电阻阻值为：‎ 故C项错误，D项错误。‎ ‎5.如图所示，虚线a、b、c表示电场中的三个等势面与纸平面的交线，且相邻等势面之间的电势差相等。实线为一带负电荷粒子仅在电场力作用下通过该区域时的运动轨迹，M、N是这条轨迹上的两点，则下列说法中正确的是(　　) ‎ A. 对于M、N两点，带电粒子通过M点时电势能较小 B. 对于M、N两点，带电粒子通过N点时动能较大 C. 带电粒子由M运动到N时，加速度减小 D. 三个等势面中，c的电势最高 ‎【答案】A ‎【解析】‎ ‎【详解】A. 根据曲线运动所受合外力指向轨迹的内测，电场力方向与等势线垂直，电场力垂直等势线指向左上方。带电粒子从M点向N点运动时，电场力方向与运动方向之间的夹角大于90°，电场力做负功，电势能增大，所以带电粒子通过M点时电势能较小。故A项正确；‎ B.由于只有电场力做功，电势能与动能之和不变，所以带电粒子通过M点时动能较大，故B项错误；‎ C. 等势线密的地方电场线也密，电场强度大，所受电场力大，因此加速度也大，带电粒子由M运动到N时，加速度增大，故C项错误；‎ D.由于电荷带负电，因此电场线指向右下方。沿电场线方向电势降低，所以三个等势面中，c的电势最低。故D项错误。‎ ‎6.如图所示，A、B为两个固定的等量同号正电荷，在它们连线的中点处有一个可以自由运动的正电荷C，现给电荷C一个垂直于连线的初速度v0，若不计C所受的重力，则关于电荷C以后的运动情况，下列说法中正确的是 A. 加速度始终增大 B. 电势能先增大后减小 C. 电场力先增大后减小 D. 速度先增大后减小 ‎【答案】C ‎【解析】‎ ‎【详解】AC．根据等量同种点电荷电场的特点，可知两个电荷连线上中点的电场强度为零，电场强度从C点到无穷远，先增大后减小，所以点电荷C的电场力先增大后减小，加速度先增大后减小，故A错误，C正确；‎ BD．在全过程中电场力做正功，电势能一直减小，点电荷C的速度始终增大，故B错误，D错误．‎ ‎7.如图所示，在匀强电场中，有边长为5cm的等边三角形ABC，三角形所在平面与匀强电场的电场线平行，O点为该三角形的中心，三角形各顶点的电势分别为、、，下列说法正确的是 A. O点电势为零 B. 匀强电场的场强大小为，方向由C指向A C. 在三角形ABC外接圆的圆周上电势最低点的电势为1V D. 将电子由C点移到A点，电子的电势能增加了4eV ‎【答案】BD ‎【解析】‎ ‎【详解】因AC中点的电势为可知B与AC中点的连线为等势面，可知O点的电势为3V，选项A错误；匀强电场的场强大小，方向由C指向A，选项B正确；在三角形ABC外接圆的圆周上电势最低的点应该是平行于AC的直径与圆周的上方的交点位置，因A点的电势为1V，则此电势最低点的位置的电势小于1V，选项C错误；将电子由C点移到A点，电势降低4V，则电子的电势能增加了4eV，选项D正确.‎ ‎8.如图所示，平行板电容器与电压恒定的直流电源连接，下极板接地．一带电油滴位于电容器中的P点且恰好处于平衡状态．现将平行板电容器的上极板竖直向下移动一小段距离，则(　　)‎ A. 带电油滴将沿竖直方向向下运动 B. 电容器的电容减小，极板带电荷量将增大 C. 带电油滴的电势能将增大 D. P点的电势将升高 ‎【答案】D ‎【解析】‎ ‎【详解】A. 将平行板电容器的上极板竖直向下移动一小段距离，由于电容器两板间电压不变，根据 得知板间场强增大，油滴所受的电场力增大，则油滴将沿竖直方向向上运动。故 A 错误；‎ B. 两板间距减小，根据，则电容器的电容增大，根据 Q=CU 可知，极板带电荷量将增大。故B项错误；‎ C. 油滴向上运动，电场力做正功，电势能减小，故C项错误；‎ D. 板间场强 E 增大，而 P 点与下极板间的距离不变，则由公式U=Ed 分析可知，P 点与下极板间电势差将增大，下极板接地电势为0，保持不变，而P 点的电势高于下极板的电势，则知 P 点的电势将升高。故D正确。‎ 二、多项选择题（每题4分，共16分。全部选对的得4分，选不全的得2分，有选错或不答的得0分．）‎ ‎9.电动势为E、内阻为r的电源与定值电阻R1、R2及滑动变阻器R连接成如图所示的电路.当滑动变阻器的触头由中点滑向a端时，下列说法正确的是(　　)‎ A. R1消耗的功率增大 B. 电源内部消耗的功率减小 C. 电压表读数增大，电流表A1示数减小，A2示数增大 D. 电压表读数减小，电流表A1示数增大，A2示数减小 ‎【答案】AD ‎【解析】‎ ‎【详解】A. 当滑片向a滑动时，R接入电阻减小，总电阻减小，由闭合电路的欧姆定律可知电路中总电流I增加，由 分析可知，R1消耗的功率增大，故A项正确；‎ B. 由于总电流I增加，电源内部消耗的功率：‎ 增大，故B项错误；‎ CD.干路电流增加，电流表A1示数增大；由U=E−Ir可知路端电压减小，即电压表示数减小；因路端电压减小，R1两端的电压增加，故并联部分电压减小，由欧姆定律可知电流表A2示数减小。故C项错误，D项正确。‎ ‎10.如图所示，氕核、氘核、氚核三种粒子从水平向右的匀强电场E1的同一位置无初速度地释放，之后进入竖直向下的匀强电场E2发生偏转，最后都打在屏上.整个装置处于真空中，不计粒子重力及其相互作用，那么(　　)‎ A. 三种粒子打到屏上时的速度一样大 B. 偏转电场E2对三种粒子做功一样多 C. 三种粒子运动到屏上所用时间相同 D. 三种粒子一定打到屏上的同一位置 ‎【答案】BD ‎【解析】‎ ‎【详解】D.粒子在加速电场中加速，由动能定理可知：‎ 解得：‎ 粒子在加速电场中的运动时间：‎ ‎；‎ 粒子在偏转电场中做类平抛运动，运动时间：‎ ‎；‎ 在偏转电场中竖直分位移：‎ ‎；‎ y与e、m无关，所以三种粒子在偏转电场中轨迹重合，离开偏转电场后粒子做匀速直线运动，因此三种粒子一定打到屏上的同一位置，故D项正确；‎ A.加速电场对粒子做功为：‎ W1=eU1，‎ e和U1相等，所以加速电场E1对三种粒子做功相等。偏转电场E2对粒子做功：‎ W2=eE2y，‎ e、E2、y相等，则知偏转电场E2对三种粒子做功相等。对整个过程，根据动能定理得：‎ ‎，‎ 由于W相等，m不等，所以v不等，即三种粒子打到屏上时速度不等。故A项错误，B项正确。‎ C. 离开偏转电场后粒子的运动时间：‎ ‎；‎ 粒子运动到屏上所用时间：‎ t=t1+t2+t3=(2L1+L2+L3)；‎ 因为不等，所以t不等，故C项错误。‎ ‎11.如图所示,直线A是电源的路端电压和干路电流的关系图线,直线B、C分别是电阻R1、R2的两端电压与电流的关系图线,若将这两个电阻分别接到该电源上,则(  )​‎ A. R1接在电源上时,电源的效率高 B. R1接在电源上时,电源的输出功率大 C. R2接在电源上时,电源的输出功率大 D. R2接在电源上时,电源的效率高 ‎【答案】AC ‎【解析】AD. 电源的效率：‎ ‎，‎ 则知电源的效率与路端电压成正比，R1接在电源上时路端电压大，效率较高，故A项正确，D错误；‎ C. 由两图线的交点读出,R1接在电源上时电压U1=0.75U0，通过R1的电流I1=0.25I0，则电源的输出功率：‎ P1=U1I1=U0I0‎ R2接在电源上时U2=0.5U0，I2=0.5I0，电源的输出输出功率：‎ P2=U2I2=U0I0，‎ 则R2接在电源上时，电源的输出功率较大，故B错误，C正确。‎ ‎12.如图所示，绝缘粗糙斜面体固定在水平地面上，斜面所在空间存在平行于斜面向上匀强电场E，轻弹簧一端固定在斜面顶端，另一端拴接一不计质量的绝缘薄板。一带正电的小滑块，从斜面上的P点处由静止释放后，沿斜面向上运动，并能压缩弹簧至R点(图中未标出)，然后返回。则( )‎ A. 滑块从P点运动到R点的过程中，其机械能增量等于电场力、弹簧弹力、摩擦力做功之和.‎ B. 滑块从P点运动到R点的过程中，电势能的减小量大于重力势能和弹簧弹性势能的增加量之和.‎ C. 滑块返回能到达的最低位置在P点；‎ D. 滑块最终停下时，克服摩擦力所做的功等于电势能的减小量与重力势能增加量之差；‎ ‎【答案】AB ‎【解析】‎ ‎【分析】先对滑块进行受力分析，然后结合滑块的运动分析各个力做功的情况，以及能量转化的方式，即可得出正确的结论．‎ ‎【详解】由题可知，小滑块从斜面上 P点处由静止释放后，沿斜面向上运动，说明小滑块开始时受到的合力的方向向上，开始时小滑块受到重力、电场力、斜面的支持力和摩擦力的作用；小滑块开始压缩弹簧后，还受到弹簧的弹力的作用。小滑块向上运动的过程中，斜面的支持力不做功，电场力做正功，重力做负功，摩擦力做负功，弹簧的弹力做负功。在小滑块开始运动到到达R点的过程中，电场力做的功转化为小滑块的重力势能、弹簧的弹性势能以及内能。由以上的分析可知，滑块从P点运动到R点的过程中，其机械能增量等于电场力与弹簧弹力做功、摩擦力做功之和。故A正确；由以上的分析可知，电场力做的功转化为小滑块的重力势能、弹簧的弹性势能以及内能，所以电势能的减小量大于重力势能和弹簧弹性势能的增加量之和。故B正确；小滑块运动的过程中，由于摩擦力做功，小滑块的机械能与电势能的和逐渐减小，所以滑块返回能到达的最低位置在P点的上方，不能再返回P点。故C错误；滑块运动的过程中，由于摩擦力做功，小滑块的机械能与电势能的和逐渐减小，所以滑块最终停下时，克服摩擦力所做的功等于电势能的减小量与重力势能增加量、弹性势能增加量之差。故D错误。故选AB。‎ ‎【点睛】题中，小滑块的运动的过程相对是比较简单的，只是小滑块运动的过程中，对小滑块做功的力比较多，要逐个分析清楚，不能有漏掉的功，特别是摩擦力的功．‎ 三、实验题（本题共2个小题，共15分）‎ ‎13.要测绘额定电压为 2V 的日常用小电珠的伏安特性曲线，所供选择 的器材除了导线和开 关外，还有以下一些器材可供选择：‎ A．电源 E（电动势 3.0V，内阻可不计）‎ B．电压表 V1(量程为 0~3.0V，内阻约 2kΩ) ‎ C．电压表 V2 (0~15.0V，内阻约 6kΩ ‎ D．电流表 A1(0~0.6A，内阻约 1Ω)‎ E．电流表 A2 (0~100mA，内阻约 2Ω) ‎ F．滑动变阻器 R1（最大值 10Ω）‎ G．滑动变阻器 R2（最大值 2kΩ）‎ ‎（1）为减少实验误差，实验中电压表应选择_____________，电流表应选择_____________，滑动变阻器应选择_____________。（填各器材的序号）‎ ‎（2）为提高实验精度，请你设计实验电路图，并画在下面的虚线框中。‎ ‎（ ）‎ ‎（3）实验中测得一组数据如下表所示，根据表格中 的数据在方格纸上作出该电珠的伏安特性曲线。‎ I/A ‎0‎ ‎0.12‎ ‎0.21‎ ‎0.29‎ ‎0.34‎ ‎0.38‎ ‎0.42‎ ‎0.45‎ ‎0.47‎ ‎0.49‎ ‎0.50‎ U/A ‎0‎ ‎0.20‎ ‎0.40‎ ‎0.60‎ ‎0.80‎ ‎1.00‎ ‎1.20‎ ‎1.40‎ ‎1.60‎ ‎1.80‎ ‎2.00‎ ‎（4）该小电珠的额定功率是_____________(结果保留三位有效数字)。‎ ‎【答案】 (1). B D F (2). (3). (4). 1.00W ‎【解析】‎ ‎【详解】（1）[1]灯泡额定电压是2V，电压表应选B；‎ ‎[2]由表中实验数据可知，最大电流为0.5A，电流表选D；‎ ‎[3]为方便实验操作，滑动变阻器应选F；‎ ‎（2）[4]描绘小灯泡伏安特性曲线，电压与电流要从零开始变化，滑动变阻器应采用分压接法；由表中实验数据可知，灯泡最大电阻约为3.7Ω，电压表内阻约为2kΩ，灯泡电阻阻值远小于电压表内阻，电流表应采用外接法，电路图如图所示：‎ ‎（3）[5]应用描点法作图，根据表中实验数据在坐标系内描出对应的点，然后用平滑的曲线把各点连接起来，作出灯泡的I-U图象，图象如图所示：‎ ‎（4）[6]由图可知，当电压为2V，电流为0.5A；则功率 P=UI=2×0.5=1.00W ‎14.现有一电动势E约为8 V，内阻r约为40Ω的电源，额定电流为50 mA．现有量程为3V、内阻为2kΩ的电压表和阻值为0—999.9Ω的电阻箱各一只，另有若干定值电阻、开关和导线等器材．为测定该电源的电动势和内阻，某同学设计了如图所示的电路进行实验，请回答下列问题 ‎（1）实验室备有以下几种规格的定值电阻R0，实验中应选用的定值电阻是（ ）‎ A．200Ω B．2kΩ C．4kΩ D．10kΩ ‎（2）实验时，应先将电阻箱的电阻调到_____ （选填“最大值”、“最小值”或“任意值”） ，目的是_________．‎ ‎（3）该同学接入符合要求的R0后，闭合开关S，调整电阻箱的阻值，读取电压表的示数．根据记录的多组数据，作出如图所示的—图线．根据该图线可求得电源的电动势E＝____V，内阻r＝______Ω．（保留两位有效数字）‎ ‎【答案】 (1). C (2). 最大值 (3). 保证电源的安全 (4). 8.6 (5). 36‎ ‎【解析】‎ ‎【详解】①因电压表量程为3V过小，故必须要用定值电阻与之串联，因电源电压为9V，则定值电阻最小分压为6V左右,因电压表的内阻为2KΩ,则可知定值电阻大约为4kΩ左右，故选C；‎ ‎②实验时，应先将电阻箱的电阻调到最大值，目的是保证电源的安全。③由图可知，当R趋于无穷大时，=0，‎ 此时外压等于电动势，又R0与电压表串联且电阻为电压表的2倍，所以此时 E＝3U＝3×V＝8.6V 由图象知当时，，‎ 由闭合电路的欧姆定律有，‎ 将E、U、R代入解得r=36Ω 四、计算题（本题共4大题，共45分。解答时应写出必要的文字说明、公式、方程式和重要的演算步骤，只写出结果不得分，有数值计算的题，答案中必须写出明确的数值和单位）‎ ‎15.如图所示，匀强电场中有一直角三角形ABC，∠ACB=90°，∠ABC=30°，BC=20cm，已知电场线的方向平行于ABC所在平面，将电荷量的正电荷从A移到B点电场力做功为零，从B移到C点克服电场力做功，试求：‎ ‎(1)该电场的电场强度大小和方向；‎ ‎(2)若将C点的电势规定为零时，B点的电势。‎ ‎【答案】 （1）500V/m；方向由C垂直指向AB；（2）-50V。‎ ‎【解析】‎ ‎【详解】（1）A到B过程：UAB＝＝0 B到C过程：UBC＝＝−50V       E＝=500V/m  ，方向由C垂直指向AB.      （2）C为零电势点，故φC=0 则有：φB-φC=UBC=-50V                  解得：φB=-50V ‎【点睛】本题考查电势差、电势与场强的关系，要注意明确电场强度方向和电势之间的关系，注意应用电场线与等势面相互垂直这一关键所在.‎ ‎16.如图所示，电源电动势为E=30V，内阻为r=1Ω，电灯上标有“6V，12W”字样，直流电动机线圈电阻R=2Ω.若电灯恰能正常发光，求：‎ ‎（1）流过电灯的电流和电源消耗的热功率；‎ ‎（2）电源的输出功率和电动机的输出功率。‎ ‎【答案】（1）2A，4W；（2）56W，36W ‎【解析】‎ ‎【详解】（1）因为电灯恰能正常发光，所以流过电灯的电流为：‎ 电源消耗的热功率为：‎ ‎；‎ ‎（2）电源的路端电压：‎ 电源的输出功率为：‎ ‎；‎ 电动机的电压：‎ 则电机输出的机械功率为：‎ ‎17.两平行金属板A、B水平放置，两板间距cm，板长cm，一个质量为kg的带电微粒，以m/s的水平初速度从两板间正中央射入，如图所示，取m/s2。‎ ‎（1）当两板间电压Ｖ时，微粒恰好不发生偏转，求微粒的电量和电性。‎ ‎（2）要使微粒不打到金属板上，求两板间的电压的取值范围？‎ ‎【答案】（1）C ，微粒带负电（2）－600V

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