【物理】四川省广安市武胜烈面中学2019-2020学年高二上学期期中考试试题（解析版）

【物理】四川省广安市武胜烈面中学2019-2020学年高二上学期期中考试试题（解析版）

烈面中学高二上期期中考试 物理试题 第Ⅰ卷 一、选择题（本题共12小题，每小题4分，共48分，其中1-8小题只有一个选项正确，9-12小题有多个选项正确）‎ ‎1.在科学发展史上，很多科学家做出了杰出的贡献.他们在物理学的研究过程中应用了很多科学的思想方法.下列叙述不正确的是（ ）‎ A. 库仑得出库仑定律并用扭秤实验最早测出了元电荷e的数值 B. 法拉第首先提出用电场线描绘抽象电场，这是一种形象化的研究方法 C. 用点电荷来代替实际带电体是采用了理想化物理模型的方法 D. 电场强度的表达式和电势差的表达式都是利用比值法得到的定义式 ‎【答案】A ‎【解析】‎ 库仑得出库仑定律并用扭秤实验最早测出了引力常数k的数值，选项A错误；法拉第首先提出用电场线描绘抽象的电场，这是一种形象化的研究方法，选项B正确；用点电荷来代替实际带电体是采用了理想化物理模型的方法，选项C正确；电场强度的表达式和电势差的表达式都是利用比值法得到的定义式，选项D正确；此题选项不正确的选项，故选A.‎ ‎2.如图中分别标明了通电直导线中电流I、匀强磁场的磁感应强度B和电流所受安培力F的方向，其中正确的是（  ）‎ A. B. ‎ C. D. ‎ ‎【答案】A ‎【解析】‎ ‎【分析】直接根据左手定则判断受力即可。‎ ‎【详解】根据左手定则，四指指向电流方向，磁场垂直手心过，拇指所指的方向即为通电导线受力的方向，故C对；ABD错；‎ 故选C ‎3.两个大小材质完全相同的金属小球a、b，带电量分别为+3q和-q，距离为r时库仑力为。两小球接触后分开，距离为2r时库仑力为(r比半径大得多)，则两力之比为（ ）‎ A. 1:12 B. 12:1 C. 3:4 D. 4:3‎ ‎【答案】B ‎【解析】根据库仑定律可知，两个小球接触前作用力为：，接触后，电荷量先中和后平分，根据库仑定律有：，所以两力之比为12: 1，选项B正确，ACD错误；故选：B。‎ ‎4.如图所示，ABCD是匀强电场中一正方形平面四个顶点，已知A、B、C三点的电势分别为15V， 3V， -3V，由此可得D点的电势为（ ）‎ A. 1.5V B. 6V C. 9V D. 12V ‎【答案】C ‎【解析】‎ 根据匀强电场中电势差与场强关系可知，选项C正确，ABD错误；‎ 故选：C。‎ 点睛：根据匀强电场中一条直线中点的电势等于两端点电势的平均值，直线AC、BD的中点为同一点。‎ ‎5.一带负电的粒子仅受电场力作用下在电场中做直线运动，v－t图象如图所示，、 时刻分别经过M、N两点，则下列判断正确的是（ ）‎ A. 该电场可能是由某正点电荷形成的 B. 带电粒子从M点运动到N点的过程中，电势能逐渐增大 C. M点的电势低于N点的电 D. 带电粒子在M点所受电场力大于在N点所受电场力 ‎【答案】B ‎【解析】‎ 试题分析：由速度时间图象可知：粒子在电场中做匀减速直线运动，加速度是一个定值，所以电场力不变，场强不变，因此该电场是匀强电场，不可能是由某正点电荷形成的，故AD错误．由速度图象可知，带电粒子在从M点到N点的过程中，速度减小，动能减小，根据能量守恒定律可知，电势能逐渐增大，粒子的速度减小，所以带电粒子所受的电场力方向从N→M，而粒子带负电，则电场线方向从M→N，所以M点的电势高于N点的电势，故B正确，C错误；故选B.‎ ‎【点睛】由速度时间图象分析粒子速度的变化，根据能量守恒定律分析电势能的变化．粒子在电场中做匀减速直线运动，加速度是一个定值，所以电场力不变，是匀强电场．‎ ‎6.如图所示，电源电动势为E，内阻为r，合上开关S后各灯恰能正常发光，如果某一时刻电灯C烧断，则（ ）‎ A. 灯A变暗，灯B变亮 B. 灯A变亮，灯B变暗 C. 灯A、灯B都变亮 D 灯A、灯B都变暗 ‎【答案】A ‎【解析】电灯C烧断后，电路少了一个支路，则电路中的总电阻增大，总电流减小，即通过灯泡A的电流减小，所以A变暗，A两端电压减小，根据闭合回路欧姆定律可得路端电压增大，所以而A两端的电压减小，所以B两端的电压增大，故B灯变亮，A正确．‎ ‎7.如图所示，电路可将声音信号转化为电信号，该电路中右侧固定不动的金属板b 与能在声波驱动下沿水平方向振动的镀有金属层的震动膜a构成一个电容器，a、b通过导线与恒定电源两极相接。若声源S做简谐振动，则（ ）‎ A. a振动过程中，a、b板间的电场强度不变 B. a振动过程中，a、b板所带电量不变 C. a振动过程中，电容器的电容不变 D. a向右的位移最大时，a、b板所构成的电容器的电容最大 ‎【答案】D ‎【解析】‎ 金属板b在声波驱动下沿水平方向振动，两极板间的距离发生变化，两极板与电源相连，电势差恒定，两板间的场强发生变化，选项A错误；电容器的电容随两板间距离面变两板带电量随电容而变，选项B错误；当距离最近时，电容最大，选项C错误、选项D正确；故选D.‎ 点睛：此题主要考查电容器的知识；首先要知道a、b构成一个平行板电容器；由于声音的振动使得电容器的电容不断变化，则a、b间电场强弱不断变化，结合影响电容器的因素及场强公式就能正确解答．‎ ‎8.有一未知电阻Rx，为较准确地测出其阻值，先后用图中甲、乙两种电路进行测试，利用甲图测得的数据是“2.8 V　5.0 mA”，而用乙图测得的数据是“3.0 V　4.0 mA”，那么该电阻测得的较为准确的情况是（ ）‎ A. 560 Ω，偏大 B. 560 Ω，偏小 ‎ C. 750 Ω，偏小 D. 750 Ω，偏大 ‎【答案】D ‎【解析】‎ 两次测量电压表示数变化率大小，电流表示数变化率大小 ‎，可见电流表示数变化显著，说明电压分流作用显著，采用电流表内接法误差较小，故乙图所示电路测该电阻的阻值误差较小．测量值， 真实值R真=Rx-RA，故测量值比真实值偏大．故选D．‎ 点睛：实验误差要从实验原理进行分析．本实验原理是伏安法，甲图中由于电压表的分流，使测量值小于真实值．乙图中由于电流表的分压，使测量值大于真实值．‎ ‎9.如图电场中，实线是电场线，一带电粒子只在电场力的作用下沿虚线由A运动到B， 下列说法正确的是 ( )‎ A. 粒子带负电 B. 粒子在A点的速度大于在B点的速度 C. 粒子在A点时的加速度大于在B点的加速度 D. A点电势高于B点电势 ‎【答案】BC ‎【解析】‎ ‎【详解】A．由于不知电场线方向，虽可判定电场力方向，但仍无法判定粒子的电性，故A错误；‎ B．由图看出，带电粒子的轨迹向下弯曲，则知带电粒子所受的电场力方向沿电场线向下，与速度的夹角为钝角，所以电场力做负功，导致动能减小，则有在A点的速度大于在B点的速度，故B正确；‎ C．从A到B，电场线越来越疏，场强越来越小，带电粒子所受的电场力减小，则其加速度减小，则有A点时的加速度大于在B点的加速度，故C正确；‎ D．沿着电场线方向，电势是降低的，由于不知电场线方向，因此无法判定电势的高低，故D错误。‎ ‎10. 电路如图所示，在滑动变阻器的滑片P向右移动时，电源的（ ）‎ A. 输出功率一定先增大后减小 B. 总功率一定减小 C. 内部损耗功率可能增大 D. 效率一定增大 ‎【答案】BD ‎【解析】‎ 试题分析：由电路图可知，当滑动变阻滑片向右移动时，滑动变阻器接入电路的阻值增大，电路总电阻变大，电源电动势不变，由闭合电路的欧姆定律可知，电路总电流I变小；当滑动变阻器阻值与电源内阻相等时，电源输出功率最大，由于不知道最初滑动变阻器接入电路的阻值与电源内阻间的关系，因此无法判断电源输出功率如何变化，故A错误；电源电动势E不变，电流I变小，电源总功率P=EI减小，故B正确；电源内阻r不变，电流I减小，源的热功率PQ=I2r减小，故C错误；电源的效率，电源内阻r不变，滑动变阻器阻值R变大，则电源效率增大，故D正确； 故选BD．‎ 考点：电源的输出功率、效率、总功率.‎ ‎【名师点睛】此题是对动态电路的功率分析问题；关键是知道电源的总功率P=IE，电源内阻上的功率P=I2r，电源的效率；知道当外电路电阻等于内阻时，电源的输出功率最大等结论；此题考查学生对基本公式的应用能力.‎ ‎11.如图所示，A、B、C三个小球(可视为质点)的质量分别为m、2m、3m，B小球带负电，电荷量为q，A、C两小球不带电(不考虑小球间的电荷感应)，不可伸长的绝缘细线将三个小球连接起来悬挂在O点，三个小球均处于竖直向上的匀强电场中，电场强度大小E= .则以下说法正确的是( )     ‎ A. 静止时，A、B两小球间细线的拉力为6mg    ‎ B. 静止时，A、B两小球间细线的拉力为4mg C. 剪断O点与A小球间细线瞬间，A、B两小球间细线的拉力为 D. 剪断O点与A小球间细线瞬间，A、B两小球间细线的拉力为 ‎【答案】AC ‎【解析】‎ ‎【详解】AB．静止时，对不带电的C球进行受力分析，有：‎ TBC=3mg 对带负电的B球进行受力分析，有：‎ TAB=2mg+Eq+TBC=3mg+TBC 由以上各式解得 TAB=6mg 故A正确，B错误；‎ CD．B球带负电，相当于在自由落体状态下给B球瞬间施加一个竖直向下的电场力qE，经过AB绳传递，qE对A、B球整体产生一个竖直向下的加速度 此时A、B球的加速度为 ‎（显然大于g），C球以加速度g保持自由下落，以A球为研究对象可得 A、B球间细线的拉力为 故C正确，D错误。‎ ‎12.图中虚线为电场中与场强方向垂直的等间距平行直线，两粒子M、N 质量相等，所带电荷的绝对值也相等。现将M、N从虚线上的O点以相同速率射出，两粒子在电场中运动的轨迹分别如图中两条实线所示。点a、b、c为实线与虚线的交点，已知O点电势高于c点。若不计重力，则 A. M带负电荷，N带正电荷 B. N在a点的速度与M在c点的速度大小相同 C. N在从O点运动至a点的过程中克服电场力做功 D. M在从O点运动至b点的过程中，电场力对它做的功等于零 ‎【答案】D ‎【解析】‎ ‎【详解】A．由于O点电势高于c点。电场强度方向向下，根据MN粒子的运动轨迹可知N受到的电场力向上，M受到的电场力向下，N带负电，M带正电，A错误；‎ B．根据题意可知，而且电场力都做的是正功，而且电荷和质量大小相等，根据动能定理得，N在a点的速度与M在c点的速度大小不等，B错误；‎ C．N在从O点运动至a点的过程中受到的电场力向上，轨迹运动方向也向上，故电场力做正功，C错误 D．图中的虚线为等势线，即O点和b点的电势相等，所以M点从O点到b点的过程中电场力对粒子做功等于零，D正确；‎ 第Ⅱ卷 二、实验填空题 ‎13.某同学做“测定金属电阻率”的实验。‎ ‎（1）用螺旋测微器测金属丝直径如图所示，则该金属丝的直径为________mm．‎ ‎ ‎ ‎（2）这位同学采用伏安法测定一段阻值约为5Ω左右的金属丝的电阻。有以下器材可供选择：（要求测量结果尽量准确）‎ A．电池组（3V，内阻约1Ω） ‎ B．电流表（0—3A，内阻约0.025Ω）‎ C．电流表（0—0.6A，内阻约0.125Ω）‎ D．电压表（0—3V，内阻约3kΩ）‎ E．电压表（0—15V，内阻约15kΩ）‎ F．滑动变阻器（0—20Ω，额定电流1A）‎ G．滑动变阻器（0—1000Ω，额定电流0.3A）‎ H．开关，导线  ‎ ‎①实验时应选用的器材是_________（填写各器材的字母代号）.‎ ‎②请在虚线框中画出实验电路图___.‎ ‎③这位同学在一次测量时，电流表、电压表的示数如图所示。由图中电流表、电压表的读数可计算出金属丝的电阻为________Ω.‎ ‎【答案】(1). 4.592（4.591-4.594） (2). ACDFH (3). (4). 5.2‎ ‎【解析】‎ ‎【详解】(1)[1]螺旋测微器读数=固定刻度读数+半刻度读数+可动刻度读数；‎ 固定刻度读数：4mm 半刻度读数：0.5mm 可动刻度读数：‎ ‎0.01mm×9.2=0.092mm 故金属丝的直径为 ‎4+0.5+0.092=4.592mm（4.591-4.594）；‎ ‎(2)[2]根据欧姆定律 电阻定律 可得电阻率 可见需要通过实验直接测量的物理量有：加在金属丝两端的电压U，通过金属丝的电流I，金属丝的长度L，金属丝的直径d．‎ 因采用伏安法测定一段阻值约为5Ω左右的金属丝的电阻，本实验要求通过的电流不能太大，电流表应选C，又电动势为3V，电压表应选D，当然应选电源A，因滑动变阻器最大电阻大于待测电阻，考虑变阻器用限流式接法，由 可求外电路最小电阻为R≥7.5Ω，故可选变阻器F，当然还应选H，故所需的器材编号为ACDFH。‎ ‎[3]分析可知测量电路为滑动变阻器的限流式+电流表的外接法，电路图如图所示：‎ ‎[4]根据电表读数原理及要求可读出 U=2.40V I=0.46A 则金属丝的电阻为 ‎14.要测量一电源的电动势E(小于3V)和内阻r(约1Ω)，现有下列器材：电压表V(0～3V～15V)、电阻箱(0～999.9Ω)、定值电阻R0＝2Ω 、开关和导线．某实验小组根据所给器材设计了如图甲所示的实验电路  ‎ ‎(1)电路中定值电阻R0作用是保护________(填“电源”或“电压表”)   ‎ ‎(2)A同学调节电阻箱阻值R，读出对应的电压表读数U，得到两组数据：R1=2.0Ω时U1=2.38V；R2=4.0Ω时U2=2.50V,由这两组数据可求得电源的电动势为E＝______V，内阻r＝______ Ω (结果保留两位有效数字)‎ ‎【答案】 (1). 电源 (2). 2.9 (3). 1.0‎ ‎【解析】‎ ‎【详解】(1)[1]若无R0存在，当R调节到0时，电源即短路，有烧坏危险．作用是保护电源，防止短路．‎ ‎(2)[2][3]根据闭合电路欧姆定律，当电阻箱读数为R1=2.0Ω时有：‎ ‎ ①‎ 当电阻箱读数为R2=4.0Ω时有：‎ ‎ ②‎ 联立上两式得：‎ E=2.9V,r=1.0Ω 三、计算题 ‎15.在磁场中某一点放入一通电导线，导线与磁场垂直，导线长1 cm，电流为5 A，所受磁场力为5×10－2 N．求：‎ ‎（1）这点的磁感应强度是多大？‎ ‎（2）若电流增加为10 A，所受磁场力为多大？‎ ‎【答案】(1)1T (2) 0.1N ‎【解析】‎ ‎【详解】(1)根据感应强度的定义式 有：‎ 故这点的磁感应强度是1T．‎ ‎(2)电流为10A时受到的磁场力 F＝BIL＝1×10×1×10－2N＝0.1N ‎16.有一个直流电动机，把它接入0.2V电压的电路时，电机不转，测得流过电动机的电流是0.4A；若把电动机接入2.0V电压的电路中，电动机正常工作，工作电流是1.0A.求：‎ ‎（1）电动机的电阻多大？‎ ‎（2）电动机正常工作时的输出功率多大？‎ ‎【答案】(1) 0.5Ω (2)1.5W ‎【解析】‎ ‎【详解】(1)当电动机不转时，由欧姆定律得：‎ 电动机的内阻为：‎ ‎(2)当电机正常工作时，输入功率 P入=U2I2=2×1W=2W 热功率为 则输出功率 P出=P入-P热=2-0.5（W）=1.5W ‎17.平行金属带电极板A、B间可看作匀强电场，场强E=1.2×103V/m，极板间距离d=5cm，电场中C和D分别到A、B两板距离均为0.5cm，B板接地，如图所示，求：‎ ‎（1）C和D两点的电势φC、φD；‎ ‎（2）将点电荷q=2.0×10-3C,从C匀速移到D时外力做功多少？‎ ‎【答案】(1) φC=54V,φD=6V (2)‎ ‎【解析】‎ ‎【详解】(1)B板接地，φB=0，沿电场方向有：‎ dDB=0.5×10-2m dCB═4.5×10-2m 由 UDB=EdDB=1.2×103×0.5×10-2=6V 故 φD - φB=6V 即 φD=6V UCB═EdCB=1.2×103×4.5×10-2=54V 即 φC -φB =54V，‎ φC=54V ‎(2)点电荷匀速从C移到D过程，电场力做功 由动能定理有 解得：‎ ‎18.如图所示，空间存在着电场强度E＝2.5×102N/C、方向竖直向上的匀强电场，在电场内一长为L＝0.5 m的绝缘细线一端固定于O点，另一端拴着质量m＝0.5kg、电荷量q＝4×10-2C的小球，带正电。现将细线拉至水平位置，将小球由静止释放，当小球速度达到最大时细线受到的拉力恰好达到它能承受的最大值而断裂．取g＝10m/s2。求：‎ ‎(1)细线能承受的最大拉力值 ‎(2)当小球继续运动到与O点水平方向的距离为L时，小球距离O点的高度。‎ ‎【答案】(1)T＝15N (2)小球距O点高度0.625 m ‎【解析】‎ 试题分析：根据动能定理列式求最高点的速度，在最高点，又绳子的拉力、重力和电场力的合力提供向心力列式求解；绳子断后小球做类平抛运动．‎ ‎（1）在最高点，根据动能定理可得 在最高点，小球的向心力由绳子的拉力，重力和电场力的合力充当，故有 联立解得m/s，T=15N ‎（2）小球做类平抛运动，‎ 设小球在水平方向运动L的过程中，历时t，则，由 在竖直方向上，加速度为，故 联立解得=0.625m