【物理】江西省吉安市遂川中学2019-2020学年高二上学期第二次月考试题（解析版）

【物理】江西省吉安市遂川中学2019-2020学年高二上学期第二次月考试题（解析版）

物理试题 一、单项选择(1-6小题为单选，7-10为多选共40分)‎ ‎1.关于元电荷，下列说法中不正确的是()‎ A. 元电荷实质上是指电子和质子本身 B. 所有带电体的电荷量一定等于元电荷的整数倍 C. 元电荷值通常取作 D. 电荷量e的数值最早是由美国物理学家密立根用实验测得的 ‎【答案】A ‎【解析】‎ ‎【详解】A．元电荷是指最小的电荷量，不是指质子或者是电子。故A符合题意。‎ B．元电荷是指最小的电荷量，所有带电体的电荷量一定等于元电荷的整数倍。故B不符合题意。‎ C．元电荷的值通常取作e=1.60×10-19C。故C不符合题意。‎ D．电荷量e的数值最早是由美国物理学家密立根用实验测得的。故D不符合题意。‎ ‎2.如图所示，虚线a、b、c代表电场中的三个等势面，相邻等势面之间的电势差相等，即Uab=Ubc，实线为一带负电的质点仅在电场力作用下通过该区域时的运动轨迹，P、R、Q是这条轨迹上的三点，R点在等势面b上，据此可知（ ）‎ A. 带电质点在P点的加速度比在Q点的加速度小 B. 带电质点在P点的电势能比在Q点的小 C. 带电质点在P点的动能大于在Q点的动能 D. 三个等势面中，c的电势最高 ‎【答案】D ‎【解析】‎ ‎【详解】A. 等差等势面P处比Q处密，则P处电场强度大，质点受到的电场力大，加速度大，故A错误；‎ D. 根据轨迹弯曲的方向和电场线与等势线垂直可知带电质点所受的电场力方向应向下，所以电场线方向向上，故c的电势最高，故D正确.‎ B.带负电质点在电势高处电势能小，可知质点在P点的电势能大，故B错误.‎ C. 带电质点的总能量守恒，即带电质点在P点的动能与电势能之和不变，在P点的电势能大，则动能小，故C错误.‎ ‎3.如图所示,厚度均匀的矩形金属薄片边长ab=10 cm， bc=5 cm.将A与B接入电压为U的电路中时，电流为1 A，若将C与D接入同一电路中．则电流为 (　 　)‎ A. 4 A B. 2 A C. 0.25A D. 0.5A ‎【答案】A ‎【解析】‎ 设导体沿AB与CD方向导电时的长度分别为 、，则 ‎ 设导体沿AB与CD方向导电时的横截面积分别为 、，则 ‎ 又导体电阻 故导体沿AB与CD方向导电时的电阻之比 ‎ 若将之接入同一电路： 又 故　选A　‎ ‎4.带正电的小球放在不带电的空心金属球的外部或内部，下列情况下放在P点的试探电荷受到电场力的是 A. B. ‎ C. D. ‎ ‎【答案】C ‎【解析】‎ ‎【详解】AB．由于正电荷放在导体的外边，所以达到静电平衡的导体内部的场强处处为0，与空腔导体是否接地无关，即P点的电场强度等于0，放在P点的试探电荷受力为零。故A B不符合题意。‎ C．当正电荷放在没有接地的空腔导体的内部时，达到静电平衡状态时，空腔导体的内表面带负电，外表面带正电，外表面带的正电荷在空腔导体的外边仍然要产生电场，所以P点的电场强度不等于0，所以放在P点的试探电荷会受到电场力的作用。故C符合题意。 D．当正电荷放在接地的空腔导体的内部，达到静电平衡状态时，空腔导体的内表面带负电，大地的无穷远处带正电，而空腔导体的外表面不带电，所以导体的外边没有电场，P点的电场强度等于0，所以放在P点的试探电荷不受到电场力的作用。故D不符合题意。‎ ‎5.如图所示，是一个多量程多用电表的简化电路图测电流和测电压时各有两个量程，还有两个挡位用来测电阻下列说法正确的是(    )‎ A. 当开关S调到位置1、2时，多用电表测量的是电流，且调到位置1时的量程比位置2的小 B. 当开关S调到位置3、4时，多用电表测量的是电阻，且A为黑表笔 C. 当开关S调到位置5、6时，多用电表测量的是电压，且调到位置6时的量程比位置5的大 D. 多用电表各挡位所对应的表盘刻度都是均匀的 ‎【答案】C ‎【解析】‎ ‎【详解】A.是电流表时电流计应与电阻并联，由图可知当转换开关S旋到位置1、2位置是电流表，并联电阻越小，量程大，即调到位置1时的量程比位置2的大，则A错误；‎ B.欧姆表要联接电源，则开关S调到3、4两个位置上时，多用电表测量的是电阻，红表笔在内部接电源的负极，则A为红表笔．故B错误；‎ C.要测量电压，电流表应与电阻串联，由图可知当转换开关S 旋到位置5、6时，测量电压，电流表所串联的电阻越大，所测量电压值越大，故当转换开关S旋到6的量程比旋到5的量程大．故C正确．‎ D.电流、电压挡的刻度都是均匀的，电阻挡的刻度不均匀，左边密右边疏，故D错误．‎ ‎6.如图所示，真空中一椭圆的两焦点M、N处固定两个等量异种电荷+Q、-Q，O为椭圆中心，ab、cd分别是椭圆长轴和短轴，ef是椭圆上关于O点对称的两个点，下列说法中正确的是（　　）‎ A. 椭圆上某点的场强方向为该点的切线方向 B. a、b两点场强相同，e、f两点场强也相同 C. 将一正电荷由e点沿椭圆移到f点，电场力做功为零 D. 将一电荷由O点移到椭圆上任意一点时，电势能的变化量相同 ‎【答案】B ‎【解析】‎ ‎【详解】A.椭圆上某点的场强方向为该点的电场线方向，故A错误；‎ B.a、b两点场强相同，e、f两点场强大小相同，与ab的角度关于O点中心对称，方向均指向斜上方，故B正确；‎ C.e点的电势高于f点，则将一正电荷由e点沿椭圆移到f点，电场力做正功，故C错误；‎ D.将一电荷由O点移到椭圆上任意一点时，椭圆不是等势面，故电势能的变化量不同，故D错误；‎ ‎7.一个T形电路如图所示，电路中的电阻R1＝120 Ω，R2＝10 Ω，R3＝40 Ω.另有一测试电源，电动势为100 V，内阻忽略不计．则( )‎ A. 当c、d端短路时，a、b之间的等效电阻是130 Ω B. 当a、b端短路时，c、d之间的等效电阻是40 Ω C. 当a、b两端接通测试电源时，用理想电压表测得c、d两端的电压为50V D. 当c、d两端接通测试电源时，用理想电压表测得a、b两端的电压为80 V ‎【答案】BD ‎【解析】‎ ‎【详解】当cd端短路时，ab间电路的结构是：电阻R2、R3并联后与R1串联，等效电阻为，故A错误；当ab端短路时，cd之间电路结构是：电阻R1、R3并联后与R2串联，等效电阻为，故B正确；当ab两端接通测试电源时，cd两端的电压等于电阻R3两端的电压，故C错误；当cd两端接通测试电源时，ab两端的电压等于电阻R3两端的电压：，故D正确．所以BD正确，AC错误．‎ ‎8.一带正电的检验电荷，仅在电场力作用下沿x轴从x＝－∞向x＝＋∞运动，其速度v随位置x变化的图象如图所示．x＝x1和x＝－x1处，图线切线的斜率绝对值相等且最大，则 A. x＝x1和x＝－x1两处，电场强度相同 B. x＝x1和x＝－x1两处，电场强度最大 C. x＝0处电势最高 D. 从x＝x1运动到x＝＋∞过程中，电荷的电势能逐渐增大 ‎【答案】BC ‎【解析】‎ ‎【详解】由题，正检验电荷仅在电场力作用下沿x轴从x=-∞向x=+∞运动，速度先减小后增大，所受的电场力先沿-x轴方向，后沿+x轴方向，电场线方向先沿-x轴方向，后沿+x轴方向，则知x=x1和x=-x1两处，电场强度的方向相反，电场强度不同，故A错误．此图是速度-位置图象，速度随位置的变化率即斜率体现的是加速度的变化，根据F=ma及F=qE可知电场强度决定于加速度，也就是斜率，x=x1和x=-x1两处斜率最大，则电荷的电场强度最大，故B正确．由上知，电场线方向先沿-x轴方向，后沿+x轴方向，根据顺着电场线方向电势降低可知，电势先升高后降低，则x=0处电势最大，故C正确．从x=x1运动到x=+∞过程中，电场力沿+x轴方向，则电场力做正功，电荷的电势能逐渐减小，故D错误．故选BC．‎ ‎【点睛】本题的突破口是速度图象的斜率等于加速度．解决这类问题还要明确带电粒子在电场中运动的功能关系．‎ ‎9.在如图所示的电路中，电源的电动势为E，内阻为r，平行板电容器C的两金属板水平放置，和为定值电阻，P为滑动变阻器R的滑动触头，G为灵敏电流表，A为理想电流表开关S闭合后，C的两板间恰好有一质量为m、电荷量为q的油滴处于静止状态在P向上移动的过程中，下列说法正确的是 A. 电流表的示数变小 B. 油滴向上加速运动 C. G中有由a至b的电流 D. 电源输出功率一定变大 ‎【答案】AB ‎【解析】‎ ‎【详解】A．粒子原来处于平衡状态，重力和静电力平衡；电容器与电阻R、电阻R2相并联后与R1串联，滑片向上移动，电阻R变大，电路总电阻变大，电流变小，则A 表的示数变小。故A正确。 BC．电容器两端电压为：U=E-I（r+R1），故电容器两端电压变大，带电量变大，电容器充电，故电流从b到a，电场力变大，粒子向上加速。故B正确，C错误。‎ D．根据当外电阻等于内电阻时，此时电源输出功率最大，虽外电阻在变大，但不知与内电阻的关系，因此无法确定输出功率的大小关系。故D错误。‎ ‎10.如图所示，带正电的小球套在绝缘光滑水平直杆上，轻弹簧一端固定在O点，另一端与小球相连．空间中有水平向右的匀强电场，现将小球从P点由静止释放，它向右运动的过程中经过了Q点．已知，在P、Q两点处，弹簧对小球的弹力大小相等（忽略弹簧的静电效应），且∠OPQ>∠0QP，在小球从P点到Q点的过程中（ ）‎ A. 小球的加速度一直增大 B. 弹簧最短时，弹簧弹力对小球做功的功率为零 C. 弹力做的总功为零 D. 小球到达Q点的动能等于它在P、Q两点的电势能的差值 ‎【答案】BCD ‎【解析】‎ ‎【详解】如下图所示，设O点正下方为O′点，与P点关于O′点对称的点为M点，所以小球从P到M过程中弹簧一直被压缩，弹簧原长的位置一定是在M与Q点之间．‎ ‎ 小球处于O点正下方O′和小球受到的弹力为零的位置（M与Q点之间）时，小球合力都是qE，加速度都是Eq/m，则从P点到Q点的过程中，小球的加速度不是一直增大，选项A错误；弹簧最短时，小球在O′位置，此时弹力和速度方向垂直，则弹簧弹力对小球做功的功率为零，选项B正确；因小球在PQ位置时弹簧的弹力相等，则形变量大小相等，弹性势能相同，则弹力做的总功为零，选项C正确；从P到Q,只有电场力做功，根据动能定理可知，小球到达Q点的动能等于电场力做功，即等于它在P、Q两点的电势能的差值，选项D正确；故选BCD.‎ ‎【点睛】解答本题的关键是：要知道弹力做功与弹性势能的变化关系，电场力做功与电势能变化的关系；分析清楚小球的受力情况和运动情况是解答本题的突破口．‎ 二、实验题(每空2分，共26分)‎ ‎11.某同学要测量一粗细均匀的某种新材料制成的圆柱体的电阻率ρ.‎ ‎（1）用游标卡尺和螺旋测微器测量其长度L和直径d，如图甲所示，由图可知其长度为____mm.由图乙可知其直径d为____mm.‎ ‎（2）圆柱体阻值大约为5Ω.用伏安法测电阻时，由于电压表、电流表内阻有影响，为了减小系统误差，则选择______（图a或图b）的电路图，此做法使得结果_____（偏大、偏小）．‎ ‎【答案】 (1). 50.15mm (2). 4.700mm (3). 图b (4). 偏小 ‎【解析】‎ ‎（1）由图可知其长度为5cm+0.05mm×3=50.15mm；直径d为4.5mm+0.01mm×20.0=4.700mm.‎ ‎（2）圆柱体阻值大约为5Ω，阻值较小，则电压表内阻远大于待测电阻，故可采用电流表外接，故选图b；因电压表的分流，使得通过Rx电流的测量值偏大，根据 可知测量偏小.‎ ‎12.在如图甲所示的电路中，四节干电池串联，小灯泡A、B的规格为“3.8V，0.3A”．合上开关S后，无论怎样移动滑动片，A、B灯都不亮．‎ ‎(1)用多用电表的直流电压挡检查故障(只有一处故障)，‎ ‎①选择开关置于下列量程的_____挡较为合适(用字母序号表示)；‎ A．2.5V B．10V C．50V D．250V ‎②测得c、d间电压约为5.8V，e、f间电压为0，则故障是_____；‎ A．A灯丝断开 B．B灯丝断开 C．d、e间连线断开 D．B灯被短路 ‎(2)接着换用欧姆表的“×1”挡测电阻，欧姆表经过“欧姆调零”，‎ ‎①测试前，一定要将电路中的开关S_____(填“断开”或“闭合”)；‎ ‎②测c、d间和e、f间电阻时，某次测试结果如图乙所示，读数为_____Ω.‎ ‎【答案】 (1). B A (2). 断开 6‎ ‎【解析】 (1)①[1]由于4节电池的电动势为6V左右，所以选择开关应置于10V挡较合适。故选B。 ②[2]A、B两灯均不亮，说明电路中有断路没有短路，根据欧姆定律以及“等势”的概念可知，若c、d间电压不为零说明c、d间可能发生断路，e、f间电压为零说明e、f间电势相等即没有断路，则故障是A灯丝断开。所以A正确，BCD错误。‎ ‎(2)①[3]根据欧姆表的使用方法可知，测试前应将电路中的开关断开。 ②[4]欧姆表的读数为：R=6×1Ω=6Ω。‎ ‎13.实际电流表有内阻，可等效为理想电流表与电阻的串联。测量实际电流表G1内阻r1的电路如图所示。供选择的仪器如下：‎ ‎①待测电流表G1(5mA，内阻约300Ω)；‎ ‎②电流表G2(10mA，内阻约100Ω)；‎ ‎③定值电阻R1(300Ω)；‎ ‎④定值电阻R2(10Ω)；‎ ‎⑤滑动变阻器R3(300Ω)；‎ ‎⑥滑动变阻器R4(10Ω)；‎ ‎⑦干电池(1.5V);‎ ‎⑧电键S及导线若干 ‎(1)定值电阻应选________，滑动变阻器应选________。(在空格内填写序号)‎ ‎(2)补全实验步骤：‎ ‎①按电路图连接实物电路图________。，将滑动触头移至最________端；‎ ‎②闭合电键S，移动滑动触头至某一位置，记录G1、G2，的读数I1、I2；‎ ‎③___________________________________；‎ ‎④以I2为纵坐标，I1为横坐标，作出相应图线，如图所示。‎ ‎(3)根据I2-I1图线的斜率k及定值电阻，写出待测电流表内阻的表达式____________。‎ ‎【答案】 (1). ③ ⑥ (2). 左 多次移动滑动触头，记录相应的G1，G2读数I1，I2 (3). （k-1）R1‎ ‎【解析】(1)[1]定值电阻要和待测电流表内阻接近，故定值电阻选③；因为电流表G2‎ 的量程是待测电流表G1的2倍；滑动变阻器的电阻不要太大，滑动变阻器选⑥。‎ ‎(2)[2][3]根据电路图连接实物电路图，实物电路图如图所示：‎ 按电路图连接电路，将滑动触头移至最左端。‎ ‎③[4]多次移动滑动触头，记录相应的G1，G2读数I1，I2。‎ ‎(3)[5]由电路图可知：，I2-I1图象斜率：，可得：‎ r1=（k-1）R1‎ 四、计算题(共34分)‎ ‎14.如图所示，在匀强电场中，有A、B两点，它们之间的距离为10cm，两点的连线与场强方向成53°角．将一个电荷量为 的电荷由A点移到B点，电场力做功为 ．求：‎ ‎（1）A、B两点的电势差UAB；‎ ‎（2）匀强电场的场强E．‎ ‎【答案】(1) ; (2) ‎ ‎【解析】‎ ‎（1）由W=qU可得，；‎ ‎（2）A、B两点间的沿电场线方向的距离为 由U=Ed得， ‎ ‎15.如图所示，光滑绝缘 半圆形轨道ABC固定在竖直面内，圆心为O，轨道半径为R，B为轨道最低点．该装置右侧的1/4圆弧置于水平向右的足够大的匀强电场中．某一时刻一个带电小球从A点由静止开始运动．到达B点时，小球的动能为E0，进入电场后继续沿轨道运动，到达C点时小球的电势能减少量为2E0，试求：‎ ‎（1）小球所受重力和电场力的大小 ‎（2）小球脱离轨道后到达最高点时的动能 ‎【答案】（1） （2）‎ ‎【解析】‎ ‎【分析】（1）根据动能定理和功能关系即可求解重力和电场力的大小；‎ ‎（2）小球通过C点后，利用运动的分解进行求解即可；‎ ‎【详解】（1）设带电小球的质量为，则从A到B根据动能定理有：‎ 则小球受到的重力为：，方向竖直向下；‎ 由题可知：到达C点时小球的电势能减少量为，根据功能关系可知：‎ 则小球受到的电场力为：，方向水平向右，小球带正电；‎ ‎（2）设小球到达C点时速度为，则从A到C根据动能定理有：‎ 则C点速度为：，方向竖直向上 从C点飞出后，在竖直方向只受重力作用，做匀减速运动，到达最高点时间为：‎ 在水平方向只受电场力作用，做匀加速运动，到达最高点时只有水平方向的速度，其速度为：‎ ‎=‎ 则在最高点动能为：．‎ ‎【点睛】本题考查带电小球在重力场和电场中的运动，注意将运动按照受力情况进行分解，分成水平方向做匀加速运动和竖直方向匀减速进行求解即可．‎ ‎16.如图所示电路中，，，，，当开关闭合、断开电路稳定时，电源消耗总功率为，当开关、都闭合电路稳定时，电源消耗的总功率为，求：‎ 电源电动势E和内阻r；‎ 当闭合，断开，电路稳定后，电容器所带的电量为多少；‎ 当、都闭合电路稳定时，电源的输出功率及电容器所带的电量各为多少？‎ ‎【答案】 4V　；； 0  ‎ ‎【解析】‎ ‎【分析】（1）当开关S1闭合、S2断开电路稳定时，R2和R3串联，当开关S1、S2都闭合电路稳定时，R1和R2并联，再与R3串联，结合闭合电路欧姆定律以及功率的公式求出电源的电动势和内电阻； （2）当开关S1闭合、S2断开电路稳定时，电容器与并联在R2两端，电容器板间电压等于R2两端的电压，由Q=CU求出电容器所带的电量； （3）当S1、S2闭合时，根据求出输出功率．当开关S1、S2都闭合电路稳定时，电容器两端的电势差为零，结合Q=CU求出电容器所带的电荷量；‎ ‎【详解】（1）闭合、断开电路稳定时，电源消耗的总功率为 ‎、都闭合电路稳定时，‎ 电源消耗的总功率 ‎ 联立解得电源的电动势，内电阻； （2）当闭合、断开，电路稳定后，外部总电阻 干路上总电流 电容器两端电压和电阻两端电压相同，‎ 电容器所带的电荷量为 ‎（3）当、都闭合时，外部总电阻 干路上总电流 电源的输出功率 当、闭合时，电容器两端电压为0，电容器所带的电荷量为．‎ ‎【点睛】解决本题的关键理清电路的串并联，结合闭合电路欧姆定律进行求解，关键确定电容器两极板间的电压，要明确电容器的电压等于与之并联的电路两端的电压．‎ ‎17.如图所示，EF与GH间为一无场区．无场区左侧A、B为相距为d、板长为L的水平放置的平行金属板，两板上加某一电压从而在板间形成一匀强电场，其中A为正极板．无场区右侧为一点电荷Q形成的电场，点电荷的位置O为圆弧形细圆管CD的圆心，圆弧半径为R，圆心角为120°，O、C在两板间的中心线上，D位于GH上．一个质量为m、电荷量为q的带正电粒子以初速度v0沿两板间的中心线射入匀强电场，粒子出匀强电场经无场区后恰能进入细圆管，并做与管壁无相互挤压的匀速圆周运动．（不计粒子的重力、管的粗细）求：‎ ‎(1)O处点电荷的电性和电荷量；‎ ‎(2)两金属板间所加电压．‎ ‎【答案】(1)负电，；(2) ‎ ‎【解析】（1）粒子进入圆管后受到点电荷Q的库仑力作匀速圆周运动，粒子带正电，则知O处点电荷带负电．由几何关系知，粒子在D点速度方向与水平方向夹角为30°，进入D点时速度为： …① 在细圆管中做与管壁无相互挤压的匀速圆周运动，故Q带负电且满足…② 由①②得： （2）粒子射出电场时速度方向与水平方向成30° tan 30°= …③ vy=at…④ …⑤‎ ‎ …⑥ 由③④⑤⑥得： ‎