2017-2018学年河北省唐山市滦县二中高二上学期期中考试物理（理）试题 解析版

2017-2018学年河北省唐山市滦县二中高二上学期期中考试物理（理）试题 解析版

河北省唐山市滦县第二中学2017-2018学年高二上学期期中考试 物理试题（理）‎ 一、单项选择题（10小题）‎ ‎1. 两个分别带有电荷量－Q和＋3Q的相同金属小球(均可视为点电荷)，固定在相距为r的两处，它们间库仑力的大小为F.两小球相互接触后将其固定距离变为，则两球间库仑力的大小为(　　)‎ A. B. C. D. 12F ‎【答案】C ‎【解析】根据库仑定律可得，当两者接触后，都带上了等量同种电荷，电荷量为，故库仑力变为，故B正确．‎ ‎2. 关于电荷量，下列说法错误的是(　　)‎ A. 物体带的电荷量可以是任意值 B. 物体带的电荷量只能是某些特定的值 C. 物体带电荷量的最小值为 D. 一个物体带的正电荷，这是它失去了1个电子的缘故 ‎【答案】A ‎【解析】试题分析：物体所带的电荷量只能是某些特定的值，即物体所带的电荷量只能是元电荷电量的整数倍，故A错误，B正确；自然界最小的电荷量是，故C正确；物体原来中性，失去电子后带正电．物体带的正电荷，说明失去了的电子，电子的数目为，即失去了1个电子，故D正确.本题选错误，故选A.‎ ‎【点睛】元电荷又称“基本电量”，在各种带电微粒中，电子电荷量的大小是最小的，人们把最小电荷叫做元电荷，常用符号e 表示，任何带电体所带电荷都等于元电荷或者是元电荷的整数倍．‎ ‎3. 电场线分布如图所示，电场中a，b两点的电场强度大小分别为和，电势分别为和，则（ ）‎ ‎ ‎ A. ‎ B. ‎ C. ‎ D. ‎ ‎【答案】C ‎【解析】试题分析：根据电场线疏密表示电场强度大小，Ea＜Eb；根据沿电场线电势降低，φa＞φb，故C正确，ABD错误。‎ 考点：电场线、电场强度、电势 ‎【名师点睛】此题是对电场强度及电场线电势问题的考查；要知道电场线的疏密反映电场强度的大小，电场线的切线方向表示场强的方向；一条电场线是不能反映电场线的疏密的；电场强度和电势两者之间无直接关系，故电势高的点场强不一定大，电势为零的点场强不一定为零；电势降落陡度最大的方向是场强的方向．‎ ‎4. 两根完全相同的金属裸导线，如果把其中的一根均匀拉长到原来的2倍，把另一根对折后绞合起来，然后给它们分别加相同电压后，则在同一时间内通过它们的电荷量之比为(　　)‎ A. 1∶4 B. 1∶8 C. 1∶16 D. 16∶1‎ ‎【答案】C ‎【解析】试题分析：设原来的电阻为R，其中的一根均匀拉长到原来的2倍，横截面积变为原来的 ‎，根据电阻定律R=ρ，电阻R1=4R，另一根对折后绞合起来，长度减小为原来的一半，横截面积变为原来的2倍，根据电阻定律R=ρ，电阻R2=R，则两电阻之比为16：1．电压相等，根据欧姆定律，电流比为1：16，根据q=It知相同时间内通过的电量之比为1：16．故C正确，A、B、D错误。‎ 故选C。‎ 考点：电阻定律 ‎【名师点睛】解决本题的关键是在将导线均匀拉长或折后绞合时，导线的体积不变，判断导线的长度和横截面积的变化。根据电阻定律R=ρ判断出两根金属导线的电阻之比，根据欧姆定律得出电流之比，再根据q=It得出通过的电荷量之比。‎ ‎5. 对于给定的电容器，描述其电容C、电荷量Q、电压U之间相应关系的图应是下图中的(　　)‎ A. B. C. D. ‎ ‎【答案】B ‎【解析】试题分析：是电容的定义式，电容器电容的大小与电容的带电量Q以及电容器两极板之间的电压无关，电容器电容的决定式为：，只要电容器不变其电容就不发生变化，故ACD错误，B正确．故选B．‎ ‎6. 在如图所示电路中，当滑动变阻器滑片P向下移动时，则（ ）‎ A. A灯变亮、B灯变亮、C灯变亮 B. A灯变亮、B灯变亮、C灯变暗 C. A灯变亮、B灯变暗、C灯变暗 D. A灯变亮、B灯变暗、C灯变亮 ‎【答案】D ‎【解析】试题分析：当滑动变阻器滑片P向下移动时，滑动变阻器的有效阻值变小，总电阻变小，根据闭合电路欧姆定律知，总电流I增大，故A灯变亮；总电流I增大，利用电动势、内电压和路段电压关系可知，B、C灯所在支路的电压和减小，故B灯变暗；B灯所在支路电流减小，而干路电流增大，所以C灯所在支路电流增大，故C灯变亮，故A正确 考点：考查了电路的动态变化 ‎【名师点睛】灵活应用闭合电路的欧姆定律、电动势路端电压和内电压、干路与支路电流关系是解决动态电路的关键，即先局部--整体---局部的解题思路．‎ ‎7. 如图为某匀强电场的等势面分布图，每两个相邻等势面相距2 cm，则该匀强电场的场强大小和方向分别为(　　)‎ A. ，竖直向下 B. ，竖直向上 C. ，水平向左 D. ，水平向右 ‎【答案】C ‎【解析】试题分析：根据电场线总是与等势面垂直，而且由高电势指向低电势，可知，电场强度方向水平向左。两个相邻等势面相距d=2cm，电势差U=2V，则电场强度，选项C正确；故选C。‎ 考点：电势差与电场强度的关系。‎ ‎8. 处于静电平衡中的导体，内部场强处处为零的原因是(　　)‎ A. 外电场不能进入导体内部 B. 所有感应电荷在导体内部产生的合场强为零 C. 外电场和所有感应电荷的电场在导体内部叠加的结果为零 D. 以上解释都不正确 ‎【答案】C ‎ ‎ 考点：静电平衡 ‎9. 如图所示，AC、BD为圆的两条互相垂直的直径，圆心为O. 将等电量的正、负点电荷放在圆周上，它们的位置关于AC对称．要使圆心O处的电场强度为零，可在圆周上再放置一个适当电量的正点电荷＋Q，则该点电荷＋Q应放在(　　)‎ A. A点 B. B点 C. C点 D. D点 ‎【答案】D ‎【解析】试题分析：根据正点电荷在某点的电场强度方向为这两点的连线并背离正点电荷，若负点电荷则为这两点连线并指向负点电荷，可知：等电量的正、负点电荷在圆心处的合电场强度方向是OD，若使圆心O处的电场强度为零，则正点电荷必须放在D点处，故选D．‎ 考点：等量异种电荷的电场 ‎【名师点睛】本题还可以由正电荷在该点所受电场力的方向表示该点电场强度的方向，若是负点电荷则在该点所受的电场力的反方向即为该点的电场强度方向．同时电场强度是矢量，因此叠加时要用平行四边形定则。‎ ‎10. 如图所示为点电荷a、b所形成的电场线分布，以下说法正确的是(　　)‎ A. a、b为异种电荷 B. a、b为同种电荷 C. A点场强大于B点场强 D. A点电势低于B点电势 ‎【答案】A ‎【解析】试题分析：由电场线分布规律可知，a、b为异种电荷，选项A 正确，B错误；因为A处电场线比B处稀疏，故A点场强小于B点场强，选项C 错误；因为顺着电场线电势降低，故A点电势高于B点电势，选项D 正确。‎ 考点：等量异种电荷的电场；电场线及电场强度、电势。‎ 二、双项选择题（4小题）‎ ‎11. 下列说法中正确的是（　　）‎ A. 由可知，电阻与电压、电流都有关系 B. 各种材料的电阻率都与温度有关，金属的电阻率随温度的升高而减小 C. 由可知，电阻与导体的长度和横截面积都有关系 D. 所谓超导体，当其温度降低到接近绝对零度的某个临界温度时，它的电阻率突然变为零 ‎【答案】CD ‎【解析】试题分析：电阻是导体本身的性质决定的，与电压和电流无关；故A错误；金属导体的电阻率随温度的升高而增大；故B错误；由可知，电阻与导体的长度和横截面积都有关系；故C正确；所有导体，当其温度降低到接近绝对零度的某个临界温度时，它的电阻率突然变为零；故D正确；故选CD．‎ ‎【点睛】电阻率越小，导电性能越好；金属的电阻率随温度的升高而增大，半导体材料电阻率随温度升高而减小，可以将电阻率不随温度变化的材料制成标准电阻．‎ ‎12. 下表列出了某品牌电动自行车及所用电动机的主要技术参数，不计其自身机械损耗．若该车在额定状态下以最大运行速度行驶，则(　　)‎ ‎ ‎ A. 电动机的内阻为 B. 电动机的输入功率为576W C. 该车受到的阻力为63N D. 该车获得的牵引力为104N ‎【答案】BC ‎【点睛】对于电动机来说，不是纯电阻电路，对于功率的不同的计算公式代表的含义是不同的，P=UI计算的是总的消耗的功率，‎ 是计算电动机的发热的功率，当速度最大时牵引力和阻力相等．‎ ‎13. 将平行板电容器两极板之间的距离、电压、电场强度大小和极板所带的电荷量分别用d、U、E和Q表示。下列说法正确的是(　　)‎ A. 保持U不变，将d变为原来的两倍，则E变为原来的一半 B. 保持E不变，将d变为原来的一半，则U变为原来的两倍 C. 保持d不变，将Q变为原来的两倍，则U变为原来的一半 D. 保持d不变，将Q变为原来的一半，则E变为原来的一半 ‎【答案】AD ‎【解析】试题分析：保持U不变，根据公式E=分析E与d的关系；保持E不变，U与d正比；保持d不变，C不变，根据C=分析Q与U的关系；保持d不变，将Q变为原来的一半，由C=分析U的变化，由 E=分析E的变化．‎ 解：A、保持U不变，将d变为原来的两倍，根据公式E=可知，E变为原来的一半．故A正确．‎ B、保持E不变，将d变为原来的一半，由U=Ed可知，U变为原来的一半．故B错误．‎ C、保持d不变，电容C不变，将Q变为原来的两倍，由公式C=分析可知，U变为原来的两倍．故C错误．‎ D、保持d不变，电容C不变，将Q变为原来的一半，由公式C=分析可知，U变为原来的一半，由E=分析知，E变为原来的一半．故D正确．‎ 故选AD ‎【点评】本题关键要掌握E=、C=两个公式，同时，要明确d不变时，电容C不变．‎ ‎14. 如图所示，有三个质量相等，分别带正电、带负电和不带电的小球，从平行板电场的中点以相同的初速度垂直于电场方向进入电场，它们分别落在A、B、C三点，下列说法不正确的是(　　)‎ A. 落在A点的小球带正电，落在B点的小球不带电 B. 三个小球在电场中运动的时间相等 C. 三个小球到达极板时的动能关系为 D. 三个小球在电场中运动时的加速度关系为 ‎【答案】BD ‎【解析】试题分析：有图可知上极板带负电，所以平行板间有竖直向上的电场，正电荷在电场中受到向上的电场力，负电荷受到向下的电场力．则不带电的小球做平抛运动，带负电的小球做类平抛运动，加速度比重力加速度大，带正电的小球做加速度比重力加速度小的类平抛运动．由此根据平抛和类平抛运动规律求解．‎ 解：在平行金属板间不带电小球、带正电小球和带负电小球的受力如下图所示：‎ 由此可知不带电小球做平抛运动a1=，带正电小球做类平抛运动a2=，带负电小球做类平抛运动a3=．‎ 根据题意，三小球在竖直方向都做初速度为0的匀加速直线运动，球到达下极板时，在竖直方向产生的位移h相等，据得三小球运动时间，正电荷最长，不带电小球次之，带负电小球时间最短．‎ A、三小球在水平方向都不受力，做匀速直线运动，则落在板上时水平方向的距离与下落时间成正比，故水平位移最大的A是带正电荷的小球，B是不带电的小球，C带负电的小球．故A正确．‎ B、由于三小球在竖直方向位移相等，初速度均为0，由于电场力的作用，三小球的加速度不相等，故它们的运动时间不相等，故B错误；‎ C、根据动能定理，三小球到达下板时的动能等于这一过程中合外力对小球做的功．由受力图可知，带负电小球合力最大为G+F，做功最多动能最大，带正电小球合力最小为G﹣F，做功最少动能最小．故C错误．‎ D、因为A带正电，B不带电，C带负电，所以aA=a2，aB=a1，aC=a3，所以aA＜aB＜aC．故D错误．‎ 故选：A．‎ ‎【点评】确认不带电小球做平抛运动，带电小球做类平抛运动，分水平和竖直方向分析小球的运动，水平方向匀速直线运动，竖直方向初速度为0的匀加速直线运动，由运动的合成与分解进行分析．‎ 三、实验（3小题）‎ ‎15. 使用螺旋测微器测量金属丝的直径示数如图所示，则金属丝的直径是________mm.‎ ‎【答案】2.150‎ ‎【解析】试题分析：螺旋测微器的读数方法是固定刻度读数加上可动刻度读数，在读可动刻度读数时需估读．‎ 解：螺旋测微器的固定刻度为2mm，可动刻度为15.0×0.01mm=0.150mm，所以最终读数为2mm+0.150mm=2.150mm．‎ 最后的结果可以为2.150±0.002．‎ 故答案为：2.150±0.002‎ ‎【点评】对于基本测量仪器如游标卡尺、螺旋测微器等要了解其原理，要能正确使用这些基本仪器进行有关测量．‎ ‎16. 旋钮式电阻箱如图所示，电流从接线柱A流入，从B流出，则接入电路的电阻为________.今欲将接入电路的电阻改为，最简单的操作方法是______________．‎ ‎【答案】 (1). (2). 最简单的方法是将“×1k”旋钮调到2，“×100”旋钮调到0，“×10”旋钮调到1‎ ‎【解析】试题分析：依次读出各档的电阻值，然后相加，得：，今欲将接入电路的电阻改为，最简单的方法是将“×1k”旋钮调到2，“×100”旋钮调到0，“×10”旋钮调到1，即可得.‎ ‎【点睛】电阻箱读数时，用数字乘以底下的倍数，最后将四个数据相加．当各数字为零时，其阻值最小；当各数字为9时，其阻值最大．‎ ‎17. 某同学查阅资料发现铅笔芯的电阻随温度的升高而变小．在实验中，他取一段长为16 cm的铅笔芯，用多用电表测量其电阻大约为.该同学要较精确地测量铅笔芯的电阻，现有下列器材可供选择：‎ A．电源3 V(内阻不计)‎ B．电流表0－3A(内阻)‎ C．电流表0－600mA(内阻)‎ D．电压表0－3V(内阻)‎ E．电压表0－15V(内阻)‎ F．滑动变阻器(，1A)‎ G．滑动变阻器(，300mA)‎ ‎（1）除开关、导线外，实验中要求能够在电压表上从零开始读取若干组数据，‎ 需要选用的器材有：________ (填写字母代号)；‎ ‎（2）用笔画线代替导线，在实物图中连接实验电路；_____‎ ‎（3）该同学记录了实验数据，并画出了该铅笔芯的伏安特性曲线，证实了铅笔芯的电阻随温度的升高而减小，则该铅笔芯的伏安特性曲线为下图中的________．‎ A. B. C. D.‎ ‎【答案】 (1). ACDF (2). (3). C ‎【解析】试题分析：（1）电源电动势为3V，故电压表选D，电流，若选取3A量程，则指针偏转不及刻度的，误差较大，故电流表选C，滑动变阻器分压接法，选取小电阻即可，故选择器材为：ACDF．‎ ‎（2）电压表上从零开始读取，所以选择滑动变阻器分压接法，被测电阻为小电阻，电流表用外接，如图：‎ ‎（3）铅笔芯的电阻随温度的升高而减小，则I-U图象的斜率越来越大，故选C．‎ ‎【点睛】解决本题的关键掌握电流表的内外接问题和滑动变阻器的分压限流接法，知道什么情况下用什么接法．‎ 四、计算题（3小题）‎ ‎18. 把带电荷量的正点电荷从无限远处移到电场中A点，要克服电场力做功，若把该电荷从无限远处移到电场中B点，需克服电场力做功，求：‎ ‎（1）A点的电势；‎ ‎（2）A、B两点的电势差；‎ ‎（3）把的负电荷由A点移到B点电场力做的功．‎ ‎【答案】（1）400 V，（2）300 V，（3）.‎ ‎【解析】试题分析：（1）根据电场力做功与电势能变化的关系公式求出电荷在电场中各个点的电势能，再根据电势的定义式得到各个点的电势；（2）由求A、B间的电势差，（3）由电场力做功与电势差关系公式求解电场力做的功．‎ ‎（1）无穷远处某点O的电势为零，根据电场力做功与电势能变化的关系公式，有：‎ 无穷远处电势能为零，即 故 根据电势的定义式，得 即A点的电势为400V．‎ 同理得，‎ 根据电势的定义式，得 即B点的电势为100V．‎ ‎（2）故A、B间的电势差为 ‎（3）根据电场力做功与电势差关系公式得：‎ ‎【点睛】本题关键是根据功能关系得到电场力做功与电势能变化的关系，然后列式求解出电场中各个点的电势能，最后根据电势的定义式求解各个点的电势，最后根据电场力做功与电势差关系公式求解电场力做的功．‎ ‎19. 如图所示，质量的带电小球用绝缘细线悬挂于O点，处在水平向左的匀强电场中，电场范围足够大，场强，小球静止时细线与竖直方向的夹角，，求：‎ ‎（1）小球电荷量及带电性质；‎ ‎（2）小球静止时细线中的拉力大小；‎ ‎（3）某时刻将细线剪断，此后2s内小球的位移。‎ ‎【答案】（1），（2）1.25N，（3）25m.‎ ‎【解析】试题分析：（1）对小球受力分析，根据共点力平衡求出电场力的大小，结合电场强度的定义式求出小球的电荷量，根据电场力的方向得出小球的电性．（2）根据共点力平衡求出小球静止时细线的拉力大小．（3）剪断细线后，小球做初速度为零的匀加速直线运动，结合牛顿第二定律求出加速度，根据位移时间公式求出小球的位移.‎ ‎（1）小球受重力、电场力F、细线拉力T作用处于静止状态，其受力分析图如下图所示 根据平衡知，电场力 在电场中：F=qE ‎，由小球受到电场力方向与场强方向相反，知小球带负电．‎ ‎（2）根据平衡得，细线拉力：‎ ‎（3）剪断细线后，小球受重力和电场力作用，由静止做匀加速直线运动 小球所受合力 根据牛顿第二定律得 小球在2s内的位移 ‎【点睛】本题考查了牛顿第二定律、共点力平衡和运动学公式的综合运用，知道加速度是联系力学和运动学的桥梁．‎ ‎20. 如图所示，金属丝发射出来的电子(初速度为零，不计重力)‎ 被加速后从金属板的小孔穿出，进入偏转电场。电子在穿出偏转电场后沿直线前进，最后打在荧光屏上。设加速电压，偏转极板长L＝4cm，偏转极板间距d＝2cm，当电子加速后从两偏转极板的正中央沿与板平行方向进入偏转电场。（电子质量符号m 电子电荷量符号e）‎ ‎（1）电子进入偏转电场时速度？（用题中所给物理量符号表示）‎ ‎（2）偏转电压为多大时，电子束打在荧光屏上偏转距离最大？‎ ‎（3）如果偏转极板右端到荧光屏的距离S＝20cm，则电子束最大偏转距离为多少？‎ ‎【答案】（1），（2）410V，（3）0.11m.‎ ‎【解析】试题分析：（1）电子在加速电场，由动能定理可以求出进入偏转电场时的速度，（2）当电子经偏转电场后从下板边缘出来时，电子束打在荧光屏上偏转距离最大．先运用动能定理求得电子进入偏转电场时的初速度．运用运动的分解，根据牛顿第二定律和运动学公式结合求出偏转电压．（3）如图电子束打在荧光屏上最大偏转距，电子离开电场后做匀速直线运动，由求出匀速直线运动的时间，即可求得最大偏转距离y．‎ ‎（1）设电子电量大小e，质量为m，进入偏转电场初速度v0， 根据动能定理，有 得：‎ ‎（2）电子在偏转电场的飞行时间 电子在偏转电场的加速度 要使电子束打在荧光屏上偏转距离最大，电子经偏转电场后必须沿下板边缘射出． 电子在偏转电场中的侧移距离为 则 联立得：‎ ‎（3）电子离开偏转电场时垂直极板方向的速度 电子离开偏转电场到荧光屏的时间：‎ 电子打在荧光屏上最大偏转距离：‎ ‎【点睛】本题是带电粒子先加速后偏转问题，电场中加速根据动能定理求解获得的速度、偏转电场中类平抛运动的研究方法是运动的分解和合成，常规问题．‎ ‎ ‎