2017-2018学年湖北省荆州市公安县车胤中学高二上学期期中考试物理试题 解析版

2017-2018学年湖北省荆州市公安县车胤中学高二上学期期中考试物理试题 解析版

车胤中学2017-2018学年度上学期高二 期中考试物理试卷 一、选择题 ‎1. A和B都是不带电的物体，它们互相摩擦后A带正电荷1.6×10-10 C，下列判断中正确的是（　　）‎ A. 在摩擦前A和B的内部没有任何电荷 B. 摩擦的过程中电子从A转移到了B C. A在摩擦后一定得到了1×109个电子 D. A在摩擦过程中一定失去了1.6×10-19 C电子 ‎【答案】B ‎【解析】A、摩擦起电的本质是电子的转移，说明在摩擦前A、B内部都有电荷，故A错误；‎ B、互相摩擦后A带1.6×10﹣10C正电荷，故应该是A上的电子转移到B上，故B正确；‎ CD、A原来是电中性，摩擦后带上1.6×10﹣10C的正电荷，故B在摩擦后一定带1.6×10﹣10C的负电荷，故A在摩擦过程中失去的电子数为：个，故C错误，D错误．‎ 故选：B ‎2. 走廊里有一盏电灯,在走廊两端各有一个开关,我们希望不论哪一个开关接通都能使电灯点亮,那么设计的电路为(   )‎ A. “与”门电路 B. “非”门电路 C. “或”门电路 D. 上述答案都有可能 ‎【答案】C ‎【解析】试题分析：不论哪一个开关接通都能使电灯点亮，所满足的关系是“或”逻辑关系，即事件的某一个条件满足，该事件就能发生．故C正确，ABD错误．故选C。‎ 考点：逻辑电路 ‎【名师点睛】解决本题的关键理解“或”逻辑关系的特点，当事件的某一个条件满足，该事件就能发生。‎ ‎3. 利用电场线能很直观表示电场．如图，左边是等量异种点电荷形成电场的电场线，右边是场中的一些点：O是电荷连线的中点，E、F是连线中垂线上相对O对称的两点，B、C和A、D也相对O对称，则（　　） ‎ A. B、C两点场强、电势都相同 B. A、D两点场强、电势都相同 C. E、F两点场强、电势都相同 D. 电荷由O点静止释放将沿中垂线运动 ‎【答案】C ‎【解析】根据对称性看出，B、C两处电场线疏密程度相同，则B、C两点场强大小相同．这两点场强的方向均由B→C，方向相同．但沿电场线的方向电势是降低的；故电势不相同；故A错误；根据对称性看出，A、D两处电场线疏密程度相同，则A、D两点场强大小相同．由图看出，A、D两点场强方向相同．根据电场线及等势面的特点可知，AD两点的电势不相等；故B错误；由图看出，E、F两点中，场强相等，并且处在同一等势线上；故电势相同；故C正确；电荷受力沿电场线的方向；故由O点释放后将沿两电荷的连线运动；故D错误；故选C．‎ ‎4. 如图所示是电阻R1和R2的伏安特性曲线,且把第一象限分了Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ三个区域。现将R1和R2并联在电路中,消耗的电功率分别用P1和P2表示,并联的总电阻为R,下列关于R的伏安特性曲线应该在的区域以及P1、P2大小关系正确的是 (    )‎ A. 特性曲线在Ⅰ区P1＜P2 B. 特性曲线在Ⅲ区P1＞P2‎ C. 特性曲线在Ⅰ区P1＞P2 D. 特性曲线在Ⅲ区P1＜P2‎ ‎【答案】C ‎【解析】把R1和R2并联在电路中，并联的总电阻R比R1和R2都小，则R的伏安特性曲线的斜率大于R1和R2的伏安特性曲线的斜率，则R的伏安特性曲线应该ⅠⅢ区．R1和R2并联在电路中，电压相等，由图读出电阻R2的电流较小，则由P=IU可知，功率P1＞P2．故选C．‎ 点睛：本题首先要从数学角度理解图线的物理意义：斜率越大，电阻越小．其次抓住并联电路的基本特点，电压相等．‎ ‎5. a、b、c、d是匀强电场中的四个点,它们正好是一个矩形的四个顶点,电场线与矩形所在平面平行,已知a点的电势为20V,b点的电势为24 V ,d点的电势为4 V ,如图所示,由此可知c点的电势为(   )‎ A. 4 V B. 8 V C. 12 V D. 24 V ‎【答案】B ‎【解析】试题分析：‎ 根据在匀强电场中将某一线段等分同时就将该线段两端的电势差等分将线段bd五等分，如图所示，则Ube=Ubd=×（24-4）=4v，故Ube=φb-φe=4v，故φf-φd=4v，故φe=24-4=20v．φf=8v．故φa=φe，连接cf，则cf∥ae，故c点的电势φc=φf=8v．故B正确．故选B。‎ 考点：电势 ‎【名师点睛】①在匀强电场中将某一线段等分同时就将该线段两端的电势差等分；②在匀强电场中电场线平行且均匀分布故等势线平行且均匀分布．以上两点是解决此类题目的金钥匙。‎ ‎6. 某实物投影机有10个相同的强光灯L1～L10(24V/200W)和10个相同的指示灯X1‎ ‎～X10(200V/2W),将其连接在220V交流电源上,电路如图所示.若工作一段时间后L2灯丝烧断,则(     )‎ A. X1的功率减小,L1的功率增大 B. .X1的功率增大, L1的功率增大 .‎ C. X2的功率增大,其他指示灯的功率减小 D. X2的功率减小,其他指示灯的功率增大 ‎【答案】C ‎【解析】L2与X2并联，灯丝烧断，X2两端电压增大，由 知，照明灯X2电阻不变，实际功率变大；在串联电路中总电压等于分电压之和．X2两端电压增大，所以其它灯组两端电压减小，由知：其它指示灯电阻不变，实际功率减小．故选C．‎ 点睛：此题属混联电路的问题，按先局部（X2和L2）并联再整体（其它灯组）串联的过程分析，运用相应的并联、串联规律，体现了分割和整体思想的交互应用．‎ ‎7. 如图所示，用控制变量法可以研究影响平行板电容器电容的因素．设两极板正对面积为S，极板间的距离为d，静电计指针偏角为θ．实验中，极板所带电荷量不变，则（　　） ‎ A. 保持S不变，增大d，则θ变大 B. 保持S不变，增大d，则θ变小 C. 保持d不变，增大S，则θ变大 D. 保持d不变，增大S，则θ变小 ‎【答案】AD ‎【解析】试题分析：静电计测定电容器极板间的电势差，电势差越大，指针的偏角越大．根据电容的决定式C=分析极板间距离、正对面积变化时电容的变化情况，由于极板所带电荷量不变，由电容的定义式C=分析板间电势差的变化，再确定静电计指针的偏角变化情况．‎ 解：A、B、根据电容的决定式C=得知，电容与极板间距离成反比，当保持S不变，增大d时，电容减小，由电容的定义式C=分析可知板间电势差增大，静电计指针的偏角θ变大；故A正确，B错误；‎ C、D、根据电容的决定式C=得知，电容与极板的正对面积成正比，当保持d不变，减小S时，电容减小，极板所带电荷量Q不变，则由电容的定义式C=分析可知板间电势差增大，静电计指针的偏角θ变大；故C错误，D正确；‎ 故选：AD．‎ ‎【点评】本题是电容器的动态分析问题，关键明确电键闭合时，电压等于电源的电动势；电键断开后，电容器的带电量不变．‎ ‎8. 一个T型电路如图所示,电路中的电阻R1=10Ω，R2=120Ω，R3=40Ω。另有一测试电源,电动势为100V，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40Ω B. 当a、b端短路时, c、d之间的等效电阻是40Ω C. 当a、b两端接通测试电源时, c、d两端的电压为80V D. 当c、d两端接通测试电源时,a、b两端的电压为80V ‎【答案】AC ‎【解析】当cd端短路时，ab间电路的结构是：电阻并联后与串联，等效电阻为，A正确；当ab端短路时，cd之间电路结构是：电阻并联后与 串联，等效电阻为，B错误．当ab两端接通测试电源时，cd两端的电压等于电阻两端的电压，为，C正确；当cd两端接通测试电源时，ab两端的电压等于电阻两端的电压，为，D错误．‎ ‎9. 如图所示，一电场的电场线分布关于y轴(沿竖直方向)对称，O、M、N是y轴上的三个点,且OM=MN。P点与M点纵坐标相等。则(   )‎ A. M点的电势高于P点的电势 B. 将负电荷由O点移动到P点，电势能增加 C. M、N两点间的电势差小于O、M两点间的电势差 D. 在O点静止释放一带正电粒子，该粒子将沿y轴做匀加速直线运动 ‎【答案】ABC ‎【解析】过M、P、N做等势线，可得到过P点的等势线通过M、N之间，因顺着电场线电势降低，则有φM＞φP＞φN，故A正确；将负电荷由O点移到P点，因UOP＞0，所以W=qUOP＜0，则电场力做负功，电势能增加，故B正确；由U=Ed可知，MN间的平均场强小于OM间的平均场强，故MN两点间的电势差小于OM两点间的电势差，故C正确；根据电场线的分布特点会发现，电场线是曲线，不是匀强电场，粒子不能做匀加速直线运动，故D错误； 故选ABC．‎ ‎10. 电阻R和电动机M串连接到电路中,如图所示,已知电阻R跟电动机线圈的电阻值相等,开关接通后,电动机正常工作.设电阻R和电动机M两端的电压分别为U1和U2,经过时间t,电流通过电阻R做功为W1,产生热量为Q1,电流通过电动机做功为W2,产生热量为Q2.则有(   ) ‎ A. U1＜U2，Q1=Q2‎ B. W1=W2，Q1=Q2‎ C. W1＜W2, Q1＜Q2‎ D. W1＜W2, Q1=Q2‎ ‎【答案】AD ‎【解析】设开关接通后，电路中电流为I．对于电阻R，由欧姆定律得U1=IR；对于电动机，U2＞IR，则U1＜U2．电流通过电阻R做功为W1=IU1,电流通过电动机做功为W2=IU2>IU1=W1,根据焦耳定律得Q1=I2Rt，Q2=I2Rt，则Q1=Q2．故选AD.‎ 点睛：本题把握纯电阻电路与非纯电阻电路区别的能力，抓住欧姆定律适用于纯电阻电路，不适用于非纯电阻电路，而焦耳定律对两种电路均适用．‎ 二、实验题探究题 ‎11. 小灯泡灯丝的电阻会随温度的升高而变大．某同学为研究这一现象，用实验得到如下数据（I和U分别表示小灯泡上的电流和电压）：‎ I/A ‎0‎ ‎0.10‎ ‎0.20‎ ‎0.26‎ ‎0.34‎ ‎0.38‎ ‎0.42‎ ‎0.45‎ ‎0.47‎ ‎0.50‎ U/V ‎0‎ ‎0.20‎ ‎0.40‎ ‎0.60‎ ‎0.80‎ ‎1.00‎ ‎1.20‎ ‎1.40‎ ‎1.60‎ ‎2.00‎ ‎（1）在图2虚线框中画出实验电路图．可用的器材有：电压表、电流表、滑动变阻器（变化范围0-10Ω）、电源、小灯泡、电键、导线若干．_______‎ ‎（2）在图1中画出小灯泡的U-I曲线．_______‎ ‎（3）把该小灯泡接在电动势为1.5V、内阻是2.0Ω的电池两端，小灯泡的实际功率是______ ．‎ ‎【答案】 (1). (2). (3). 0.21W ‎【解析】试题分析：（1）电路如图；（2）小灯泡的U-I曲线如图；‎ ‎（3）把该小灯泡接在电动势为1.5 V、内阻是2.0 Ω的电池两端，则在灯泡的U-I图线中画出电源的U-I图线，如图，根据图线的交点可知，灯泡两端电压为：U=0.83V，I="0.35A" 则灯泡的功率P=IU=0.83×0.35W=0.29W 考点：测量小灯泡的实际功率.‎ ‎【名师点睛】此题考查了测量小灯泡的实际功率的实验，要知道小灯泡的电阻随温度升高而变大，故要知道接到电源上时的工作状态，必须要把灯泡的伏安曲线和电源的U-I线画在一起，其交点处即为灯泡接在电源上的工作点，读取电压和电流即可得到功率。‎ ‎12.‎ ‎ (1)某实验小组在“测定金属电阻率”的实验过程中,正确操作获得金属丝的直径以及电流表、 电压表的读数如图甲、乙、丙所示,则它们的读数依次是________、________、________.‎ ‎ ‎ ‎(2)已知实验中所用的滑动变阻器阻值范围为0—10Ω,电流表内电阻约几欧,电压表内电阻约20KΩ。电源为干电池(不宜在长时间、大功率状况下使用),电动势E=4.5V。则图所示电路图中________(填电路图下的字母代号)电路为本次实验应当采用的最佳电路.但用此最佳电路测量的结果仍然会比真实值偏________.‎ ‎(3)若已知实验所用的电流表内电阻的准确值为RA=2.0Ω，那么准确测量金属丝电阻Rx的最佳电路应是图所示的________电路(填电路图下的字母代号).此时测得电流为I、电压为U,则金属丝电阻Rx=________(用题中字母代号表示).‎ ‎【答案】 (1). 0.998mm(0.997-1.000mm均可) (2). 0.41A (3). 2.16V(2.15-2.18V均可) (4). A (5). 小 (6). B (7). ‎ ‎............‎ 三、计算题 ‎13. 如图所示，在边长为L的正三角形的三个顶点A、B、C上各固定一个点电荷，它们的带电量分别为+q、+q和-q，求其几何中心O处的场强． ‎ ‎【答案】几何中心O处的场强大小为，方向为O→C ‎【解析】试题分析：O点是三角形的中心，到三个电荷的距离为，三个电荷在O处产生的场强大小均为 根据对称性和几何知识得知：两个+q在O处产生的合场强为 再与-q在O处产生的场强合成，得到O点的合场强为，方向由O指向C．‎ 考点：场强的叠加 ‎【名师点睛】本题是电场的叠加问题，关键要掌握点电荷场强公式和平行四边形定则，结合数学知识求解．‎ ‎14. 如图所示,灯L上标有200W,电动机上标有2000W,在A、B两端加上220V电压时,灯和电动机均正常工作,求电灯正常工作时的电阻. ‎ ‎【答案】2Ω 根据P=I2R  得RL=2Ω 点睛：本题要抓住：对于纯电阻电路，欧姆定律U=IR成立；对于非纯电阻电路，比如电动机正常工作时，欧姆定律不成立，U＞IR．‎ ‎15. 如下图所示,有一个表头G，满偏电流Ig=500mA,内阻Rg=200Ω,用它改装为有1A 和10 A两种量程的电流表,则R1、R2的阻值各为多大?‎ ‎【答案】 ‎ ‎【解析】改装为1A电流表时，并联电阻的分流电流为：IR=I-Ig=1-500×10-3=0.5A， 分流电阻的阻值为：R1+R2=‎ 改装为10A电流表时： ‎ 解得：R1=20Ω，R2=20Ω； 点睛：把小量程电流表改装为大量程电流表应并联分流电阻，知道电表的改装原理、应用串并联电路特点与欧姆定律可以求出分流电阻阻值．‎ ‎16. 长为L的平行金属板水平放置,两极板带等量的异种电荷,板间形成匀强电场,一个带电量为+q、质量为m的带电粒子,以初速度v0紧贴上极板垂直于电场线方向进入该电场,刚好从下极板边缘射出,射出时速度恰与下极板成30°角,如图所示,不计粒子重力.‎ ‎(1).粒子末速度的大小;‎ ‎(2).匀强电场的场强; ‎ ‎(3).两板间的距离. ‎ ‎【答案】(1) (2) (3) ‎ ‎【解析】试题分析：（1）粒子在电场中做类平抛运动，水平方向是匀速直线运动，竖直方向是匀加速直线运动，由此可以求得粒子末速度的大小；‎ ‎（2）由竖直方向是匀加速直线运动，根据匀加速运动的速度公式和牛顿第二定律可以求得匀强电场的场强；‎ ‎（3）由匀加速直线运动的规律求得板间距离的大小．‎ 解：（1）粒子在电场中做的是类平抛运动，‎ 由图可得，粒子的末速度为 V==．‎ ‎（2）∵V⊥=V0tan30°=‎ 粒子在板间运动的时间为 t=‎ 垂直于板的速度的大小为 V⊥=at=，‎ 解得：E=．‎ ‎（3）粒子子在竖直方向上做的是匀加速运动，‎ 由匀变速运动的规律可得，‎ d=•t=L．‎ 答：（1）粒子末速度的大小是；‎ ‎（2）匀强电场的场强大小为；‎ ‎（3）两板间的距离d为L．‎ ‎【点评】粒子垂直进入电场中做的是类平抛运动，本题就是考查学生对类平抛运动的规律的应用．‎ ‎ ‎ ‎ ‎ ‎ ‎