2017-2018学年安徽省屯溪第一中学高二上学期期中考试物理试题

2017-2018学年安徽省屯溪第一中学高二上学期期中考试物理试题

屯溪一中2017—2018学年度第一学期期中考试 高二物理试题 一、选择题 （本大题共12小题，每题4分共48分，其中第1~7题只有一个答案，8~12题为多项选择，请把正确答案填涂到答题卡上相应位置）‎ ‎1．如图1所示，P是一个带电体，将原来不带电的导体球Q放入P激发的电场中并接地，a、b、c、d是电场中的四个点．则静电平衡后(　　)‎ A．导体Q仍不带电 B．a点的电势高于b点的电势 C．检验电荷在a点所受电场力等于b点所受电场力 D．带正电的检验电荷在c点的电势能大于在d点的电势能 ‎2．如图2所示，真空中同一平面内MN直线上固定电荷量分别为－9Q和＋Q的两个点电荷，两者相距为L，以＋Q点电荷为圆心，半径为画圆，a、b、c、d是圆周上四点，其中a、b在MN直线上，c、d两点连线垂直于MN，一电荷量为＋q的试探电荷在圆周上运动，则下列判断错误的是(　　)‎ A．电荷＋q在a点所受到的电场力最大 B．电荷＋q在b点的电势能最大 C．电荷＋q在a点的电势能最大 D．电荷＋q在c、d两点的电势能相等 ‎ ‎ ‎ 图1 图2 图3‎ ‎3．如图3所示，实线是一簇由负点电荷产生的电场线。一带正电的粒子仅在电场力作用下通过电场，图中虚线为粒子的运动轨迹，a、b是轨迹上的两点。下列判断正确的是(　　)‎ A．a点场强小于b点场强 B．a点电势大于b点电势 C．带电粒子从a到b电势能减小 　D．带电粒子从a到b动能减小 ‎4．如图4所示，平行板电容器已经充电，静电计的金属球与电容器的一个极板连接，外壳与另一个极板连接，静电计指针的偏转指示电容器两极板间的电势差。实验中保持极板上的电荷量Q不变。设电容器两极板正对面积为S，极板间的距离为d，静电计指针偏角为θ。下列关于实验现象的描述正确的是 (　　)‎ A．保持S不变，减小d，则θ不变 B．保持S不变，增大d，则θ变大 C．保持d不变，减小S，则θ变小 D．保持S、d不变，在两板间插入电介质，则θ变大 图4‎ ‎5．美国物理学家密立根于20世纪初进行了多次实验，比较准确地测定了电子的电荷量，其实验原理可以简化为如下模型：如图5所示，两个相距为d的平行金属板A、B水平放置，两板接有可调电源。从A板上的小孔进入两板间的油滴因摩擦而带有一定的电荷量，将两板间的电势差调节到U时，带电油滴恰好悬浮在两板间；然后撤去电场，油滴开始下落，由于空气阻力，下落的油滴很快达到匀速下落状态，通过显微镜观测这个速度的大小为v，已知这个速度与油滴的质量成正比，比例系数为k，重力加速度为g。则计算油滴带电荷量的表达式为(　　)‎ A．q＝　　 B．q＝　　 C．q＝　　 D．q＝ ‎6．如图6所示的电路中，电源内阻为0.5 Ω，电阻R1为1 Ω，电表均为理想电表。当滑动变阻器R2的滑片从图示位置移到另一位置时，发现电压表示数增大了0.20 V，则下列判断正确的是(　　)‎ A．电流表示数增大了‎0.40 A B．滑动变阻器的滑片是向下移动的 C．电压表示数增大了0.60 V D．滑动变阻器接入电路中的阻值增大了1.5 Ω ‎ ‎ 图5 图6 图7‎ ‎7．如图7所示，图甲中MN为足够大的不带电薄金属板，在金属板的右侧距离为d的位置放一个电荷量为＋q的点电荷O，由于静电感应产生了如图甲所示的电场分布。P是金属板上的一点，P点与点电荷O之间的距离为r，几位同学想求出P点的电场强度大小，但发现问题很难。几位同学经过仔细研究，从图乙所示的电场得到了一些启示，经过查阅资料他们知道：图甲所示的电场分布与图乙中虚线右侧的电场分布是一样的。图乙中两异种点电荷电荷量的大小均为q，它们之间的距离为2d，虚线是两点电荷连线的中垂线。由此他们分别对P点的电场强度方向和大小做出以下判断，其中正确的是(　　)‎ A．方向沿P点和点电荷的连线向左，大小为 B．方向沿P点和点电荷的连线向左，大小为 C．方向垂直于金属板向左，大小为 D．方向垂直于金属板向左，大小为 ‎8．如图8甲是额定电压为8 V的小灯泡的伏安特性曲线，现将该小灯泡与一电阻为7 Ω的定值电阻R串联后，再与一电源串联在一起，如图乙所示，若电源的电动势E＝8 V、内阻r＝1 Ω，闭合开关后，下列说法正确的是(　　)‎ A．此时电路中的电流为‎1 A B．电源的输出功率接近2 W C．灯泡的实际功率为2 W D．此时R的功率为1.75 W ‎ ‎ ‎ 图8 图9‎ ‎9．如图9所示，一带电荷量为q的带电粒子以一定的初速度由P点射入匀强电场，入射方向与电场线垂直．粒子从Q点射出电场时，其速度方向与电场线成30°角．已知匀强电场的宽度为d，P、Q两点的电势差为U，不计重力作用，设P点的电势为零，则下列说法正确的是(　　)‎ A．带电粒子带负电 B． 带电粒子在Q点的电势能为－Uq C．此匀强电场的电场强度大小为E＝ D．此匀强电场的电场强度大小为E＝ ‎10．如图10所示，在平面直角坐标系中，有方向平行于坐标平面的匀强电场，坐标系内有A、B、C三点，坐标分别为(‎6 cm,0)、(0， cm)、(‎3 cm,0)。O、A、B三点的电势分别为0 V、4 V、2 V。现有一带电粒子从坐标原点O处以某一速度垂直电场方向射入，恰好通过B点，不计粒子所受重力。下列说法正确的是(　　)‎ A．粒子带正电 ‎ B．匀强电场的方向与AB垂直斜向下 C．C点的电势为2 V D．匀强电场的场强大小为×102 V/m ‎ 图10 图11‎ ‎11．光滑水平面上放置两个等量同种电荷，其连线中垂线上有A、B、C三点，如图11甲所示，一个质量m＝‎1 kg的小物块自C点由静止释放，小物块带电荷量q＝‎2 C，其运动的vt图线如图乙所示，其中B点为整条图线切线斜率最大的位置(图中标出了该切线)，则以下分析正确的是(　　)‎ A．B点为中垂线上电场强度最大的点，场强E＝1 V/m B．B、A两点间的电势差为UBA＝8.25 V C．由C点到A点，电势逐渐升高 D．由C点到A点物块的电势能先减小后变大 ‎12．如图12所示，一绝缘轻弹簧的下端固定在斜面底端，上端连接一带正电的光滑滑块P，滑块所处空间存在着沿斜面向上的匀强电场，倾角为θ的光滑绝缘斜面固定在水平地面上，开始时弹簧处于原长，物块恰好处于平衡状态，现给滑块一沿斜面向下的初速度v，滑块滑到最低点时，弹簧的压缩量为x，若弹簧始终处于弹性限度内，以下说法正确的是(　　)‎ A．滑块动能的变化量等于电场力和重力做功的代数和 B．滑块到达最低点的过程中，克服弹簧弹力做功mv2‎ C．滑块电势能的增加量等于滑块重力势能的减少量 D．当滑块加速度最大时，滑块和弹簧组成的系统机械能最大 ‎ 二、实验与填空题 （本题共3小题，共18分） 图12‎ ‎13．（4分）如图13所示电路中，电源电动势E＝80 V，内阻r＝5.6 Ω，R1＝6000 Ω，R2＝4000 Ω，R3＝0.3 Ω，R4＝6000 Ω，R5＝0.1 Ω，R6＝0.2 Ω，R7＝8000 Ω，估算R7消耗的功率为 　　　‎ ‎ 图13 图14‎ ‎14．（4分）半径为r的绝缘光滑圆环固定在竖直平面内，环上套有一质量为m、带正电的珠子，空间存在水平向右的匀强电场，如图14所示。珠子所受静电力是其重力的 倍，将珠子从环上最低位置A点静止释放，珠子所能获得的最大动能为 ‎ ‎15．（10分）小明为了精密测量一电阻约为10Ω金属丝的电阻率：‎ ‎(1)如图15甲所示，先用螺旋测微器测其直径为________mm，游标卡尺测其长度为________cm。‎ ‎(2)为了减小实验误差，需进一步测其电阻，除待测金属丝外，实验室还备有的实验器材如下：‎ A．电压表V(量程3 V，内阻约为15 kΩ；量程15 V，内阻约为75 kΩ)‎ B．电流表A(量程‎0.6 A，内阻约为1 Ω；量程‎3 A，内阻约为0.2 Ω)‎ C．滑动变阻器R1(0～5 Ω，‎0.6 A)‎ D．滑动变阻器R2(0～2000 Ω，‎0.1 A)‎ E．1.5 V的干电池两节，内阻不计 F．电阻箱 G．开关S，导线若干 为了测多组实验数据，则上述器材中的滑动变阻器应选用________(填“R1”或“R2”)。‎ 请在方框内设计最合理的电路图并完成实物图乙的连线。‎ ‎ 图15‎ 三、计算题（本题共3小题，共34分。解答应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤．只写出最后答案的不能得分，有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位）‎ ‎16．（10分）如图16所示的电路中，灯L标有“6 V　3 W”，定值电阻R1＝4 Ω，R2 ＝10 Ω，电源内阻r＝2 Ω，当滑片P滑到最下端时，理想电流表读数为‎1 A，此时灯L恰好正常发光，试求：‎ ‎(1)滑动变阻器最大值R；‎ ‎(2)当滑片P滑到最上端时，电流表的读数；‎ ‎(3)当滑片P位于滑动变阻器的中点时，变阻器消耗的功率。‎ ‎ ‎ ‎ 图16‎ ‎17．（12分）在光滑绝缘的水平面上，用长为‎2L的绝缘轻杆连接两个质量为m的带电小球A和B，A球的电荷量为+2q，B球的电荷量为-3q，组成一带电系统，如图17所示。虚线MN为A、B两球连线的垂直平分线，虚线PQ与MN平行且相距‎4L.最初A、B分别静止于MN两侧且距MN均为L.若视小球为质点，不计轻杆质量，在MN、PQ间加上水平向右的匀强电场E后，不计A、B两球间静电力作用，试求：‎ ‎（1）B球刚进入电场时，带电系统的速度大小；‎ ‎（2）带电系统从开始运动到第一次速度为零所需时间以及这段时间内B球电势能的变化量.‎ ‎ ‎ ‎ 图17‎ ‎ ‎ ‎18．（12分）如图18所示，空间有场强E＝1.0×102 V/m竖直向下的电场，长L＝0.8 m且不可伸长的轻绳固定于O点。另一端系一质量m＝‎0.5 kg的带电荷q＝5×10－‎2 C的小球。拉起小球至绳水平后在A点无初速度释放，当小球运动至O点的正下方B点时绳恰好断裂，小球继续运动并垂直打在同一竖直平面且与水平面成θ＝53°、无限大的挡板MN上的C点。试求：‎ ‎(1)绳子的最大张力；‎ ‎(2)A、C两点的电势差；‎ ‎(3)当小球运动至C点时，突然施加一恒力F作用在小球上，同时把挡板迅速水平向右移至某处，若小球仍能垂直打在挡板上，所加恒力F的方向及取值范围。‎ ‎ ‎ ‎ 图18‎ 屯溪一中2017—2018学年度第一学期期中考试 高二物理答题卷 一、填空题（本大题共12小题，每题4分共48分，其中第1~7题只有一个答案；8~12题为多项选择，全部正确得满分，选对但不全的得2分，有一个错误的得零分）‎ ‎1、 2、 3、 4、 5、 6、 7、 ‎ ‎8、 9、 10、 11、 12、 ‎ 二、实验与填空题（本题共3小题，共18分）‎ ‎13、 14、 ‎ ‎15、（1） mm cm ‎（2） ‎ ‎16．（10分）‎ 三、 计算题 ‎17．（12分）‎ ‎18．（12分）‎ 屯溪一中2017—2018学年度第一学期期中考试 高二物理参考答案及评分标准 一、填空题 ‎1、D 2、C 3、D 4、B 5、A 6、C 7、D ‎8、CD 9、BC 10、CD 11、AB 12、BC 二、实验与填空题 ‎ 13．0.8W 14．　‎ ‎ 15．（1）‎2.098mm ‎5.015cm ‎ ‎ （2） R1 ‎ 三、计算题 ‎16．解析　(1)灯L的电阻：RL＝＝ Ω＝12 Ω。‎ 当P滑到最下端时，R2被短路，灯L与整个变阻器R并联，此时灯正常发光，通过灯L的电流IL＝＝ A＝‎0.5 A，通过滑动变阻器R的电流IR＝IA－IL＝‎1 A－‎0.5 A＝‎0.5 A，即滑动变阻器最大值R＝RL＝12 Ω。 （3分）‎ ‎(2)电源电动势 E＝I＝1×(4＋2＋6) V＝12 V， （2分）‎ 当P滑到最上端时，灯L、变阻器R及电阻R2都被短路，此时电流表的读数I1＝＝ A＝‎2 A。 （1分）‎ ‎(3)P位于变阻器的中点时，灯L与并联后再与R1串联。‎ 此时R并＝＝ Ω＝4 Ω， （1分）‎ I总＝＝ A＝‎1.2 A， （1分）‎ 并联部分的电压U并＝I总R并＝1.2×4 V＝4.8 V， （1分）‎ 变阻器上消耗的功率PR＝＝ W＝3.84 W。 （1分）‎ ‎17．解析　(1)设带电系统开始运动时加速度为a1,由牛顿第二定律得：‎ ‎ （1分）‎ 球B刚进入电场时带电系统的速度为： （2分）‎ ‎（2）假设球A能到达右侧PQ位置，电场力对系统做的功为：‎ 由动能定理可得带点系统第一次速度为零时，球A恰好到达PQ处。 （2分）‎ 设球B从静止到刚进入电场时的时间为t1，则 （1分）‎ 球B进入电场后，带电系统的加速度设为a2，则有: ‎ 减速所需时间为： （1分）‎ 带电系统从静止到第一次速度为零时所需的时间为： （2分）‎ 电场力对B球所做的功为： （2分）‎ 故B球电势能增加了 （1分）‎ ‎18．解析　(1)A→B由动能定理及圆周运动知识有：‎ ‎(mg＋qE)L＝mv　①(1分)‎ T－(mg＋qE)＝m　②(1分)‎ 联解①②得：T＝30 N　③(1分)‎ ‎(2)A→C由功能关系及电场相关知识有：‎ ‎(mg＋qE)hAC＝mv　④(1分)‎ vCsinθ＝vB　⑤(1分)‎ UAC＝E·hAC　⑥(1分)‎ 联解④⑤⑥得：UAC＝125 V　⑦(1分)‎ ‎(3)由题可知施加恒力F后小球必须做匀速直线或匀加速直线运动，才能垂直打在挡板上。‎ 设恒力F与竖直方向的夹角为α，作出小球的受力矢量三角形分析如图所示。(或由矢量三角形可知：当F与F合(或运动)的方向垂直时，F有最小值而无最大值)　⑧‎ 由矢量三角形图有：Fmin＝(mg＋qE)·sinθ　⑨(2分)‎ θ≤α＋θ<180°　⑩(1分)‎ 联解⑨⑩得：F≥8 N　⑪(1分)‎ ‎0°≤α＜127°　⑫(1分)‎