【物理】四川省泸县第五中学2019-2020学年高二上学期期中考试物理试题（解析版）

【物理】四川省泸县第五中学2019-2020学年高二上学期期中考试物理试题（解析版）

‎2019年秋四川省泸县第五中学高二年级期中监测 物理试题 一、选择题 ‎1. 在真空中有a、b两个点电荷， b的电荷量是a的3倍，如果a受到的静电力是F，则b受到的静电力是 A. F B. C. 3F D. 4F ‎【答案】A ‎【解析】‎ ‎【详解】根据牛顿第三定律，两带电体之间的库仑力是作用力与反作用力，二者大小总是相等的，与所带电量无关，因此b受到的静电力大小是F，故A正确，BCD错误．‎ ‎2.一学校物理兴趣小组用蓄电池、电动机、皮带、自行车组装了一辆电动车，人骑上后总质量为50 kg，假定蓄电池能提供的电压为24 V，内电阻不计，当电动车在水平地面上以0.8 m/s的速度匀速行驶时，通过电动机的电流为5 A，设车所受的阻力恒为车重的0.2倍，忽略电动车自身的摩擦，则电动机的阻值是(g取10 m/s2) （ ）‎ A. 4.8 Ω B. 3.2 Ω C. 1.6 Ω D. 0.4 Ω ‎【答案】C ‎【解析】‎ 所受的阻力恒为车重的0.2倍，所以阻力的大小为： ‎ 车电动车的总功率为： ‎ 电动车的机械功率为： ‎ 电动车的热功率为： ‎ 所以电动车的电阻为： ‎ 故C项正确．‎ 点睛：纯电阻元件，电功等于电热，电功率等于热功率；非纯电阻元件，电功大于电热，电功率大于热功率．对非纯电阻元件，要注意电功率、热功率、转化为其它能功率三者间关系．‎ ‎3.如图所示的实验装置中，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.倾角为α的导电轨道间接有电源，轨道上静止放有一根金属杆ab.现垂直轨道平面向上加一匀强磁场，如图所示，磁感应强度B逐渐增加的过程中，ab杆 受到的静摩擦力（ ）‎ A. 逐渐增大 B. 逐渐减小 C. 先减小后增大 D. 先增大后减小 ‎【答案】C ‎【解析】‎ 加上磁场之前对杆受力分析：受重力、支持力、静摩擦力；根据平衡条件可知：mgsinθ=f； 加速磁场后，根据左手定则，安培力的方向平行斜面向上，磁感应强度B逐渐增加的过程中，安培力逐渐增加；根据平衡条件，有：mgsinθ=f′+FA；由于安培力逐渐变大，故静摩擦力先减小后反向增加；故选C．‎ ‎5.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．‎ ‎6.如右图所示，高为h的光滑绝缘曲面处于匀强电场中，匀强电场的方向平行于竖直平面，一带电荷量为+q，质量为m的小球，以初速度为v0从曲面底端的A点开始沿曲面表面上滑，到达曲面顶端B点的速度仍为v0，则 （ ）‎ A. 电场力对小球做功为 B. A、B两点的电势差为 C. 小球在B点的电势能大于在A点的电势能 D. 电场强度的最小值为 ‎【答案】B ‎【解析】‎ ‎【详解】、小球上滑过程中，由动能定理得：‎ ‎ ，则得电场力做功．故错误．‎ ‎、由得，、两点的电势差为．故正确．‎ ‎、由于电场力做正功，小球的电势能减小，则小球在点的电势能小于在点的电势能．故错误．‎ ‎、由得，，若电场线沿时，两点沿电场线方向的距离，则，即场强的最小值小于．故错误．‎ ‎7.在如图所示的电路中，电源的电动势E和内阻r恒定，闭合开关S后灯泡能够发光，以下四个选项中能让灯泡突然变亮的是（ ）‎ A. 电阻R1短路 B. 电阻R2断路 ‎ C. 电阻R2短路 D. 电容器C短路 ‎【答案】AB ‎【解析】‎ A：若电阻R1短路，电路中总电阻减小，总电流增大，灯泡与R2并联的电压增大，则灯泡变亮．故A项正确．‎ B：若R2断路，则总电阻增大，总电流减小，R1及内阻电压减小，灯泡两端的电压增大，灯泡变亮．故B项正确．‎ C：若电阻R2短路，灯泡被短路，不亮．故C项错误．‎ D：若电容器C短路，灯泡被短路，不亮．故D项错误．‎ ‎8.如图所示，在区域I和区域II内分别存在着与纸面垂直的匀强磁场，一带电粒子沿着弧线apb由区域I运动到区域II．已知圆弧ap与圆弧pb的弧长之比为2∶1，下列说法正确的是( )‎ A. 粒子在区域I和区域II中的速率之比为2∶1‎ B. 粒子通过圆弧ap、pb的时间之比为2∶1‎ C. 圆弧ap与圆弧pb对应的圆心角之比为2∶1‎ D. 区域I和区域II的磁场方向相反 ‎【答案】BD ‎【解析】‎ 由于洛伦兹力不做功，所以粒子在两个磁场中的运动速度大小不变，即粒子在区域I和区域II中的速率之比为1：1，A错误；根据，v相同，则时间之比等于经过的弧长之比，即粒子通过圆弧ap、pb的时间之比为2：1，B正确；圆心角，，由于磁场的磁感应强度之比不知，故半径之比无法确定，则转过的圆心角之比无法确定，故C错误；根据曲线运动的条件，可知洛伦兹力的方向与运动方向的关系，再由左手定则可知，两个磁场的磁感应强度方向相反，故D正确；故选BD．‎ 点睛：此题考查粒子在洛伦兹力作用下做匀速圆周运动，掌握半径与周期公式，理解运动时间与圆心角及周期关系，同时知道洛伦兹力对粒子不做功．‎ ‎9.如图所示，在光滑四分之一圆弧轨道的顶端a点，质量为m 的物块(可视为质点)由静止开始下滑，经圆弧最低点b滑上粗糙水平面，圆弧轨道在b点与水平轨道平滑相接，物块最终滑至c点停止．若圆弧轨道半径为R，物块与水平面间的动摩擦因数为 ，下列说法正确的是： （ ）‎ A. 物块滑到b点时的速度为 B. 物块滑到b点时对b点的压力是3mg C. c点与b点的距离为 D. 整个过程中物块机械能损失了mgR ‎【答案】BCD ‎【解析】‎ ‎【详解】由机械能守恒可知，mgR=mv2；解得b点时的速度为，故A错误；b点时，物体受重力、支持力而做圆周运动，则由可得，支持力F=3mg，由牛顿第三定律可知，物块对b点的压力为3mg； 故B正确；对全程由动能定理可知，mgR-μmgs=0，解得bc两点间的距离为，故C正确；在滑动过程中，摩擦力所做的功等于机械能的损失，故机械能损失了μmgs=mgR，故D正确；故选BCD．‎ ‎【点睛】在功能关系中，要注意明确：重力做功等于重力势能的改变量；而摩擦力做功等于机械能的改变量．‎ 二、实验题 ‎10.某同学用50分度的游标卡尺测定一金属杆的直径，另一同学用螺旋测微器测小球的直径示数如所示，则该金属杆的直径为____________mm,小球的直径是______ mm．‎ ‎【答案】 (1). 4.20 (2). 6.700‎ ‎【解析】‎ ‎【详解】游标卡尺的主尺读数为4mm，游标尺上第10个刻度和主尺上某一刻度对齐，所以游标读数为10×0.02mm=0.20mm，所以最终读数为：4mm+0.20mm=4.20mm；‎ 螺旋测微器的固定刻度为6.5mm，可动刻度为20.0×0.01mm=0.200mm，所以最终读数为6.5mm+0.200mm=6.700mm．‎ ‎11.某同学用如图甲所示的电路测量某电池的电动势E和内阻r，R为电阻箱．干电池的工作电流不宜超过0.5A，实验室提供的器材如下：电压表(量程0〜3V，内阻约3kΩ)；电阻箱(阻值范围0〜999.9Ω)；开关、导线若干．‎ ‎(1)请根据图甲的电路图在图乙中画出连线，将器材连接成实验电路__________．‎ ‎(2)实验时，改变电阻箱R的值，记录电压表的示数U，得到若干组R、U的数据．根据实验数据绘出如图丙所示的图线，由图像得出电池组的电动势E＝____V，内阻r＝____Ω．(保留三位有效数字)‎ ‎ (3)关于这个实验中存在的误差以及减小误差的各种方法，下列说法正确的是 ‎ A.电压表的分流作用引起的误差属于偶然误差 B.该同学读电压表读数引起的误差属于系统误差 C.本实验用图像法处理数据可以减小偶然误差 D.如果将电压表的内阻计算在内就可以减小系统误差 ‎【答案】 (1). 如图所示： (2). 2.86(2.85～2.87均可) (3). 6.07(6.06～6.08均可) (4). CD ‎【解析】‎ ‎ (1)如图所示： ‎ ‎(2)根据闭合电路欧姆定律：则 ，所以图象的纵截距：，解得：，斜率为：，解得： ‎ ‎(3)A：电压表分流作用引起的是系统误差，故A项错误．‎ B：读数引起的是偶然误差，故B项错误．‎ C：图像法可以减小偶然误差，故C项正确．‎ D：电压表的电阻计算在内可以减小系统误差，故D项正确．‎ 点睛：图象法处理数据时，要根据物理规律写出横纵坐标之间的关系式．结合图象的截距、斜率等求解．‎ 三、解答题 ‎12.如图所示，在平行金属带电极板MN电场中将电荷量为－4×10－6C的点电荷从A点移到M板，电场力做负功8×10－4J，把该点电荷从A点移到N板，电场力做正功为4×10－4J，N板接地．则 ‎(1)A点的电势是多少？‎ ‎(2)M板的电势是多少?‎ ‎(3)等于多少伏？‎ ‎【答案】(1)；(2)；(3)‎ ‎【解析】‎ ‎【详解】(1)、间的电势差：‎ 又：‎ 则点的电势：‎ ‎(2)、间的电势差：‎ 又：‎ 则点电势：‎ ‎(3)、间的电势差：‎ ‎13.某课外小组设计了一种测定风速的装置，其原理如图所示．一个劲度系数k＝120N/m、自然长度L0＝1m的弹簧一端固定在墙上的M点，另一端N与导电的迎风板相连，弹簧穿在光滑水平放置的电阻率较大的金属杆上，弹簧是不导电的材料制成的．迎风板面积S＝0.5m2，工作时总是正对着风吹来的方向，电路的一端与迎风板相连，另一端在M点与金属杆相连，迎风板可在金属杆上滑动，且与金属杆接触良好．定值电阻R＝1.0Ω，电源的电动势E＝12V，内阻r＝0.5Ω.闭合开关，没有风吹时，弹簧处于原长，电压表的示数U1＝9.0V，某时刻由于风吹迎风板，电压表的示数变为U2＝6.0V．(电压表可看做理想表)求：‎ ‎(1)金属杆单位长度的电阻；‎ ‎(2)此时作用在迎风板上的风力．‎ ‎【答案】(1)r0= (2)F=‎ ‎【解析】‎ ‎【详解】设无风时金属杆接入电路的电阻为R1，风吹时接入电路的电阻为R2，由题意得 ‎（1）无风时：‎ 代入解得：R1=45Ω 所以金属杆单位长度的电阻：‎ Ω/m ‎（2）有风时：‎ 代入解得：R2=1.5Ω 此时弹簧长度：‎ m 压缩量：‎ m 由二力平衡得此时风力：‎ N ‎14.如图所示，一足够长的矩形区域abcd内充满方向垂直纸面向里的、磁感应强度为B的匀强磁场，在ad边中点O，垂直于磁场射入一速度方向跟ad边夹角θ＝30°、大小为v0的带正电粒子．已知粒子质量为m，电荷量为q，ad边长为L，ab边足够长，粒子重力不计，求：‎ ‎（1）粒子能从ab边上射出磁场v0大小范围；‎ ‎（2）如果带电粒子不受上述v0大小范围的限制，求粒子在磁场中运动的最长时间．‎ ‎【答案】（1）＜v0≤（2）‎ ‎【解析】‎ ‎【详解】（1）若粒子速度为v0，则qv0B=， 所以有R=，‎ 设圆心在O1处对应圆弧与ab边相切，相应速度为v01，则R1＋R1sinθ=，‎ 将R1=代入上式可得，v01=‎ 类似地，设圆心在O2处对应圆弧与cd边相切，相应速度为v02，则R2－R2sinθ=，‎ 将R2=代入上式可得，v02=‎ 所以粒子能从ab边上射出磁场的v0应满足＜v0≤‎ ‎（2）由t=及T=可知，粒子在磁场中经过的弧所对的圆心角α越长，在磁场中运动的时间也越长．由图可知，在磁场中运动的半径r≤R1时，运动时间最长，弧所对圆心角为（2π－2θ），‎ 所以最长时间为t=‎