【物理】山西省晋中市祁县二中2019-2020学年高二上学期期中考试试题（解析版）

【物理】山西省晋中市祁县二中2019-2020学年高二上学期期中考试试题（解析版）

祁县二中高二物理期中考试卷 ‎2019 11‎ 一、单选题 ‎1.下列说法中，正确是：（ ）‎ A. 由可知电场中某点的电场强度E与q成反比 B. 由公式可知电场中某点的电势与q成反比 C. 由可知，匀强电场中的任意两点、间的距离越大，则两点间的电势差也一定越大 D. 公式，其中电容器的电容与电容器两极板间电势差无关 ‎【答案】D ‎【解析】‎ ‎【详解】A．电场中某点的电场强度只和电场本身的性质有关，与外界因素无关，A错误；‎ B．电场中某点的电势大小是人为规定的，B错误；‎ C．公式中的d是沿电场方向间的距离，ab的距离大，但 不一定沿电场方向间的距离大，C错误；‎ D．电容器的电容是由电容器本身的性质决定的，与外界因素无关，D正确。‎ ‎2.如图所示，实线表示电场线，虚线表示只受电场力作用的带电粒子的运动轨迹．粒子先经过M点，再经过N点．可以判定(　　) ‎ A. 粒子在M点受到的电场力大于在N点受到的电场力 B. M点的电势高于N点的电势 C. 粒子带负电 D. 粒子在M点的动能大于在N点的动能 ‎【答案】B ‎【解析】‎ 试题分析：场线的疏密反映电场的强弱，M点的场强小于N点的场强，所以粒子在M点受到的电场力小于在N点受到的电场力，故A错误；沿电场方向电势降低，从图中可知：M点电势比N点高，所以B正确；由图看出，粒子的轨迹向下弯曲，粒子所受电场力方向和电场线切线方向一致，说明粒子带正电．故C错误；粒子从M运动到N的过程中，电场力做正功，粒子的电势能减小，动能增大，粒子在M点的动能小于在N点的动能．故D错误.‎ 考点： 电场线，电势，电势能 ‎3.如图所示实验装置中，极板A接地，平行板电容器的极板B与一个灵敏的静电计相接。将A极板向左移动，增大电容器两极板间的距离时，电容器所带的电量Q、电容C、两极间的电压U，电容器两极板间的场强E的变化情况是 ( )‎ A. Q不变，C变小，U变大，E不变 B. Q不变，C变小，U变大，E变小 C. Q变小，C不变，U不变，E变小 D. Q变小，C变小，U不变，E不变 ‎【答案】A ‎【解析】‎ ‎【分析】题中电容器的带电量不变； 先由电容的决定式分析电容的变化，再由电容的定义式分析极板间电压的变化。‎ ‎【详解】当增大电容器两极板间的距离时，电容器所带的电量Q不变，根据电容的决定式：‎ 由于d增大，所以电容减小，‎ 由公式 可知板间电压U增大，‎ 由公式，所以板间场强不变，故A正确。‎ ‎【点睛】解决本题的关键要掌握电容的决定式和电容的定义式并能结合进行分析。‎ ‎4.如图所示，电子在电势差为U1的加速电场中由静止开始运动，然后射入电势差为U2的两块平行板间的电场中，入射方向跟极板平行，整个装置处于真空中，重力可忽略.在满足电子能射出平行板的条件下，下述四种情况中，一定能使电子的偏角φ变大的是：‎ A. U1变大，U2变大 B. U1变小，U2变大 C. U1变大，U2变小 D. U1变小，U2变小 ‎【答案】B ‎【解析】‎ ‎【详解】设电子被加速后获得初速为v0，则由动能定理得：…①‎ 又设极板长为l，则电子在电场中偏转所用时间：…②‎ 又设电子在平行板间受电场力作用产生加速度为a，由牛顿第二定律得：…③‎ 电子射出偏转电场时，平行于电场方向的速度：vy=at…④‎ 由①、②、③、④可得：‎ 又有：，故U2变大或U1变小都可能使偏转角φ变大，故选项B正确．‎ ‎5.甲、乙两根同种材料制成的电阻丝，长度相等，甲横截面的半径是乙的两倍，将其并联后接在电源上 A. 甲、乙的电阻之比是1：2 B. 甲、乙中的电流强度之比是2：1‎ C. 甲、乙电阻丝上产生的热量之比是4：1 D. 甲、乙电阻丝两端的电压之比是1：2‎ ‎【答案】C ‎【解析】‎ ‎【详解】A. 两根长度相同，甲的横截面的圆半径是乙的2倍，根据电阻定律 得：‎ R甲：R乙=1：4，‎ 故A错误；‎ B. 并联电路电压相等，由 可知，甲乙中的电流强度之比为 I甲：I乙=4：1，‎ 故B错误；‎ C. 由电阻丝产生的热量：‎ 可得：‎ Q甲：Q乙=4:1，‎ 故C正确；‎ C. 两电阻并联，则两电阻两端的电压相等，故D错误。‎ ‎6.如图所示是电阻R的I－U图象，图中α＝45°，由此得出 A. 导体的电阻与与电阻两端的电压成正比 B. 电阻R＝0.5 Ω C. 因I－U图象的斜率表示电阻的倒数，故R＝＝1.0 Ω D. 在R两端加上6.0 V的电压时，每秒通过电阻横截面的电荷量是3.0 C ‎【答案】D ‎【解析】‎ ‎【详解】A.电阻的大小是由电阻本身决定的，与电流的大小、电压的大小无关。故A错误；‎ BC.根据电阻的定义式可知，I−U图象斜率的倒数等于电阻R，则得：‎ ‎，‎ 故B错误，C错误；‎ D.当U=6V时，电流：‎ 则每秒通过电阻横截面的电荷量：‎ q=It=3×1C=3.0C，‎ 故D正确。‎ ‎7.在场强为的匀强电场中，取点为圆心， 为半径作一圆周，在点固定一带电荷量为的正点电荷， 为相互垂直的两条直径，其中bd与电场线平行，不计试探电荷的重力，如图所示。则 （ ）‎ ‎ ‎ A. 把一正试探电荷放在点, 试探电荷恰好处于平衡 B. 把一负试探电荷放在点, 试探电荷恰好处于平衡 C. 把一负试探电荷放在点 试探电荷恰好处于平衡 D. 把一正试探电荷放在点, 试探电荷恰好处于平衡 ‎【答案】B ‎【解析】‎ 点电荷+Q在a点产生的电场方向为水平向右，大小为，与电场E叠加后合电场指向右斜上方，故正试探电荷受力不平衡，A错误；点电荷在b点产生的电场强度方向水平向下，大小为，与电场E叠加后合场强为零，试探电荷正好受力平衡，B正确；在c点的合场强方向为斜向左上方，电场不为零，试探电荷不能平衡，C错误；在d点的合场强方向竖直向上，电场不为零，试探电荷不能平衡，D错误；‎ ‎8.把两个相同的电灯分别接在图中甲、乙两个电路里，调节滑动变阻器，使两灯都正常发光，两电路中消耗的总功率分别为和，可以断定 A. > B. <‎ C.  = D. 无法确定 ‎【答案】C ‎【解析】‎ 根据两电路灯泡正常，可得甲电路中的电流是乙电路中的2倍，而甲电路两端所加的电压乙电路两端的一半，由P=UI可知 =，选项ABD错误、C正确。‎ 故选：C。‎ ‎9.四个相同的小量程电流表（表头）分别改装成两个电流表A1、A2和两个电压表V1、V2.已知电流表A1的量程大于A2的量程，电压表V1的量程大V2的量程，改装好后把它们按图示接入电路，则（ ）‎ A. 电流表A1的读数小于电流表A2的读数 B. 电流表A1的偏转角小于电流表A2的偏转角 C. 电压表V1的读数小于电压表V2的读数 D. 电压表V1的偏转角等于电压表V2的偏转角 ‎【答案】D ‎【解析】‎ 试题分析：据题意，由于四个小量程电流表完全相同，改装后接成上图，要改装成电流表需要并联一个定值电阻，要改装成电压表，需要串联一个定值电阻，由于电流表A1量程大于A2的量程，则A1的内阻小于A2的内阻， 据上图可知由于电压相同则通过A1的电流较大，所以A选项正确；但由于A1和A2‎ 的表头相同，两者又并联，所以两个表头的指针偏角相同，B选项错误；由于电压表V1的量程大于V2，则电压表V1的内阻大于V2的，当两者串联时，通过的电流相同，所以V1的读数较大，而两个表头的偏角相同，故C选项错误而D选项正确。‎ 考点：本题考查电表改装。‎ 二、多选题 ‎10.如图所示，在x轴相距为L的两点固定两个等量异种点电荷+Q、-Q，虚线是以+Q所在点为圆心、L/2为半径的圆，a、b、c、d是圆上的四个点，其中a、c两点在x轴上，b、d两点关于x轴对称。下列判断正确的是（ ）‎ A. b、d两点处的电势相同 B. 四点中c点处的电势最低 C. b、d两点处的电场强度相同 D. 将一试探电荷+q沿圆周由a点移至c点，+q的电势能减小 ‎【答案】ABD ‎【解析】‎ A、该电场为等量异种点电荷的电场，将等量异种点电荷的电场线与等势面的图画出如图，与该题的图比较可得：‎ 该电场中的电势关于x轴上下对称，所以b、d两点的电势相等，故A正确；‎ B、c点在两个电荷连线的中点上，也是在两个电荷连线的中垂线上，所以它的电势和无穷远处的电势相等。而正电荷周围的电场的电势都比它高，即c点的电势在四个点中是最低的，故B正确；‎ C、该电场中的电场强度关于x轴对称，所以bd两点场强大小相等，方向是对称的，不相同的，故C错误；‎ D、c点的电势低于a点的电势，试探电荷+q沿圆周由a点移至c点，电场力做正功，+q的电势能减小，故D正确。‎ 故选：ABD。‎ 点睛：‎ 该电场中的电势、电场强度都关于x轴对称，所以bd两点的电势相等，场强大小相等，方向是对称的；c点在两个电荷连线的中点上，也是在两个电荷连线的中垂线上，所以它的电势和无穷远处的电势相等，最低。‎ ‎11.某静电场中一条电场线与x轴重合，其电势的变化规律如图所示。在O点由静止释放一电子，电子仅受电场力的作用，则在- x0～x0区间内（ ）‎ A. 该静电场是匀强电场 B. 该静电场是非匀强电场 C. 电子将沿x轴正方向运动，加速度逐渐减小 D. 电子将沿x轴正方向运动，加速度逐渐增大 ‎【答案】BC ‎【解析】‎ ‎【详解】试题分析：‎ AB．由图象可知电势与距离不成正比，由公式，可知该静电场是非匀强电场，A错误B正确；‎ CD．根据沿着电场线方向电势降低，由图象可知电场线的方向为x轴负方向，图像的斜率表示电场强度大小，故当电子沿x轴正方向运动，则电场强度减小，所以电场力也减小，故加速度大小减小，C正确D错误．‎ 考点：考查了电场强度，电势 ‎【名师点睛】本题考查了匀强电场中电势与电场强度的关系，要加强识别图象并从图象中获取信息的能力．同时还可根据电场力做功来确定电子的电势能如何变化．‎ ‎12.两个带等量正电的点电荷，固定在图中P、Q两点，MN为PQ连线的中垂线，交PQ与 O点，A为MN上的一点，一带负电的试探电荷q，从A点由静止释放，只在静电力作用下运动，取无限远处的电势为零，则（　　）‎ A. q由A向O的运动是匀加速直线运动 ‎ B. q由A向O运动的过程电势能逐渐减小 C. q运动到O点时的动能最大 ‎ D. q运动到O点时电势能为零 ‎【答案】BC ‎【解析】‎ 试题分析：本题要根据等量同种点电荷电场线的分布情况，抓住对称性，分析试探电荷的受力情况，分析其运动情况，根据电场力做功情况，分析其电势能的变化情况．‎ 解：A、两等量正电荷周围部分电场线如右图所示，其中P、Q连线的中垂线MN上，从无穷远到O过程中电场强度先增大后减小，且方向始终指向无穷远方向．‎ 故试探电荷所受的电场力是变化的，q由A向O的运动做非匀加速直线运动，故A错误．‎ B、电场力方向与AO方向一致，电场力做正功，电势能逐渐减小；故B正确．‎ C、从A到O过程，电场力做正功，动能增大，从O到N过程中，电场力做负功，动能减小，故在O点试探电荷的动能最大，速度最大，故C正确．‎ D、取无限远处的电势为零，从无穷远到O点，电场力做正功，电势能减小，则q运动到O点时电势能为负值．故D错误．故选BC ‎【点评】本题考查静电场的基本概念．关键要了解等量同种点电荷电场线的分布情况，运用动能定理进行分析．‎ ‎13. 如图，平行板电容器的两个极板与水平地面成一角度，两极板与一直流电源相连。若一带电粒子恰能沿图中所示水平直线通过电容器，则在此过程中，该粒子 A. 所受重力与电场力平衡 B. 电势能逐渐增加 C. 动能逐渐增加 D. 做匀变速直线运动 ‎【答案】BD ‎【解析】‎ 试题分析：根据题意可知，粒子做直线运动，则电场力与重力的合力与速度方向反向，粒子做匀减速直线运动，因此A错误，D正确；由A选项分析可知，电场力做负功，则电势能增加，故B正确；因电场力做负功，则电势能增加，导致动能减小，故C错误。‎ 考点：带电粒子在电场中的运动 ‎【名师点睛】考查根据运动情况来确定受力情况，带电粒子在场中受到电场力与重力，根据粒子的运动轨迹，结合运动的分析，可知电场力垂直极板向上，从而可确定粒子的运动的性质，及根据电场力做功来确定电势能如何变化。‎ 二、计算题 ‎14.如图所示，长l＝1m的轻质细绳上端固定，下端连接一个可视为质点的带电小球，小球静止在水平向右的匀强电场中，绳与竖直方向的夹角θ＝37°.已知小球所带电荷量q＝1.0×10－6C，匀强电场的场强E＝3.0×103N/C，取重力加速度g＝10m/s2，sin 37°＝0.6，cos 37°＝0.8.求：‎ ‎(1)小球所受电场力F的大小；‎ ‎(2)小球的质量m；‎ ‎(3)将电场撤去，小球回到最低点时速度v的大小．‎ ‎【答案】(1)F=3.0×10－3N　(2)m=4.0×10－4kg　(3)v=2.0m/s ‎【解析】‎ ‎【详解】(1)根据电场力的计算公式可得电场力 ‎； (2)小球受力情况如图所示：‎ ‎ ‎ 根据几何关系可得，所以；‎ ‎(3)电场撤去后小球运动过程中机械能守恒，则，解得v=2m/s．‎ ‎15.如图所示，有一电子（电荷量为e，质量为m）经电压U0加速后，进入两块间距为d，电压为U的平行金属板间。若电子从两板正中间垂直电场方向射入，且正好能穿过电场，‎ 求：（1）金属板AB的长度L； （2）电子穿出电场时的动能Ek。‎ ‎【答案】（1）（2）‎ ‎【解析】‎ ‎【详解】（1）设电子离开加速电场瞬间的速度为v0，由动能定理，有：‎ 在偏转电场中偏转时，有：‎ 而：‎ 解得：‎ ‎（2）电子在偏转电场中偏转时，由动能定理，得：‎ 解得 ‎16.如图所示是一提升重物用的直流电动机工作时的电路图．电动机的内阻r=0.8 Ω，电路中另一电阻R=10 Ω，直流电压U=160 V，电压表示数UV=110 V．试求：‎ ‎(1)通过电动机的电流；‎ ‎(2)输入电动机的电功率；‎ ‎(3)若电动机以v=1 m/s匀速竖直向上提升重物，求该重物的质量．(g取10 m/s2)．‎ ‎【答案】（1）5A（2）550W（3）53kg ‎【解析】‎ ‎【分析】考查了电功率的计算 ‎【详解】（1）通过R的电流：；‎ ‎（2）电动机的输入功率：，‎ ‎（3）电动机内电阻的发热功率：，‎ 输出的机械功率：；‎ 而 解得：‎ ‎17.一个电流表G的内阻=l k，满偏电流为=500uA，现要把它改装成量程为15 V的电压表，求：‎ ‎（1）串联的分压电阻；‎ ‎（2）50uA刻度处对应的电压值为多少？‎ ‎【答案】（1）；（2）1.5V ‎【解析】‎ ‎【分析】本题（1）的关键是根据串联电路规律和欧姆定律解出分压电阻阻值即可；题（2）的关键是明确电压表表盘刻度是均匀的，然后按比例求解即可．‎ ‎【详解】（1）根据欧姆定律可知，需要串联的分压电阻为：‎ ‎. （2）由改装原理可知，500μA刻度对应的电压为15V，由于电压表的刻度是均匀的，所以50μA刻度对应的电压应是 ‎【点睛】电压表或电流表的改装原理是欧姆定律和串并联规律，可以先画出电路图，然后求解即可；应明确直流电表的表盘刻度是均匀的．‎