吉林省吉化第一高级中学2019-2020学年高二上学期期中考试物理试题

吉林省吉化第一高级中学2019-2020学年高二上学期期中考试物理试题

‎2019—2020学年度第一学期期中考试 高二物理 第Ⅰ卷 一、选择题（本大题共12小题，每小题4分，共48分。其中1—6为单选题，只有一个选项正确；7—12为多选题，有两个或两个以上答案正确。）‎ ‎1.用比值法定义物理量是物理学中一种常用方法.,以下物理量表达式中不属于比值法定义的是(    )‎ A. 电流强度 B. 电源电动势 C. 导体电阻 D. 电场强度 ‎【答案】D ‎【解析】‎ ‎【详解】A．电流强度：‎ 电流I等于流过导体的某横截面与时间t的比值，属于比值法定义，故A错误. ‎ B．电动势公式：‎ 是电动势的定义式，属于比值定义法，故B错误. ‎ C．导体电阻：‎ R等于电压U与电流I的比值，属于比值法定义.故C错误. ‎ D．点电荷的电场强度公式：‎ E的大小由Q和r决定，不是比值定义法，故D正确.‎ ‎2.有关电压和电动势的说法中错误的是(    )‎ A. 电动势是反映电源把其他形式能转化为电能本领的物理量 B. 断路时的路端电压等于电源的电动势 C. 电动势中的W与电压中的W是相同的,都指静电力做功。‎ D. 电压和电动势的单位都是伏特,但电压与电动势的物理意义不同,是两个不同的物理量。‎ ‎【答案】C ‎【解析】‎ ‎【详解】A．电源是把其他形式的能转化为电能的装置，电动势反映电源把其他形式的能转化为电能本领大小.所以A不符题意. ‎ B．根据闭合电路欧姆定律路端电压：‎ 只有当外电路断开时，路端电压等于电动势.所以B不符题意 C．电动势公式：‎ 中的W非是非静电力做功；而电压公式：‎ 中的W静是静电力做功.所以C符合题意. ‎ D．电压与电动势的单位相同，但物理意义不同，是两个不同的物理量.故D不符合题意.‎ ‎3.如图所示,先接通电键S使电容器充电,然后断开S,减小两极板间的距离时,电容器所带电量Q、电容C、两极板间电势差U的变化情况是(    )‎ A. Q不变,C变大,U变小 B. Q不变,C变大,U变大 C. Q变小,C变小,U不变 D. Q变小,C不变,U不变 ‎【答案】A ‎【解析】‎ ‎【详解】电容器与电源断开，则Q保持不变，减小两极板间距离时，根据：‎ 知电容C变大，根据：‎ 知两极板间的电势差U变小.‎ A．描述与分析相符，故A正确.‎ B．描述与分析不符，故B错误.‎ C．描述与分析不符，故C错误.‎ D．描述与分析不符，故D错误.‎ ‎4.导体的伏安特性曲线表示导体的导电特性。下图是A、B两个导体的伏安特性曲线，其中图线A的斜率为k，并且图线A与横轴成а角。关于这两个导体的伏安特性曲线的下列说法正确的是（ ）‎ A. 导体A为线性元件，且 B. 导体B是非线性元件，曲线上某点切线的斜率为相应状态的电阻的倒数 C. 两条图线相交的点表示两导体在此状态时的I、U、R均相等 D. 导体B的电阻值随电流的增加而变大 ‎【答案】C ‎【解析】‎ ‎【详解】A．导体A的I-U图线为倾斜直线，故A为线性元件，但因两坐标所用的标度并不相同，故不能用正切值来求解电阻，故A错误.‎ B．导体B的I-U图线为曲线，故B为非线性元件，但曲线上某点和坐标原点连线的斜率才为相应状态的电阻的倒数，故B错误.‎ C．图线交点表示两导体U和I相同，由B选项分析可知两电阻R也相同，故C正确.‎ D．由图可知导体B 曲线上的点与坐标原点连线的斜率逐渐变大，故电阻逐渐变小，故D错误.‎ ‎5.如图所示,两个固定的等量异种电荷,在它们连线的垂直平分线上有a、b、c三点,则(  )‎ A. a点电势比b点高 B. a、b两点场强方向相同 C. a、b、c三点与无穷远处电势不相等 D. 带电粒子(不计重力)在a点无初速释放,则它将在a、b连线上运动 ‎【答案】BC ‎【解析】‎ 考点：点电荷的场强；电场强度；电势．‎ 分析：根据等量异种电荷的电场和电势的分布情况可以知道，在它们连线的垂直平分线上的点的电势都是零，并且垂直平分线上所有的点的电场的方向都是平行的，由此可以判断电场和电势的变化的情况．‎ 解答：解：A、两个等量异种电荷的电场中，在它们连线的垂直平分线上的点的电势都是零，所以a、b、c三点的电势都相等为零，所以A错误．‎ B、两个等量异种电荷的电场中，垂直平分线上所有的点的电场的方向都是平行的，所以B正确．‎ C、由A的分析可以知道C正确．‎ D、垂直平分线上所有的点的电场的方向都是平行的，电场的方向是在水平方向的，所以电荷不能在a、b连线上运动，应该是在水平方向运动，所以D错误．‎ 故选BC．‎ 点评：本题考查的就是点电荷的电场的分布，这要求同学对于基本的几种电场的情况要了解，本题看的就是学生的基本知识的掌握情况，比较简单．‎ ‎6.如图所示,匀强电场的场强E=4×105v/m,A、B两点相距0.2m,两点连线与电场的夹角是60°，下列说法正确的是( )‎ A. 若取A点的电势为0，则B点的电势φB=4×104V B. A、B两点间的电势差是UAB=4×104V C. 电荷量q=+2×10-4C的电荷从A点运动到B点电势能增大8J D. 电荷量q=-2×10-4C的电荷从A点运动到B点电势能减小8J ‎【答案】B ‎【解析】‎ ‎【详解】AB．由图示可知，AB方向与电场线方向间的夹角θ=60°，AB两点沿电场方向的距离：‎ 则AB点间的电势差：‎ 又因为：‎ 故若取A点的电势为0，则B点的电势为：‎ 故A错误，故B正确；‎ C．电荷量电荷从A点运动到B点，电场力做正功，电荷的电势能减小．故C错误； ‎ D．电荷量的电荷从A点运动到B点，电场力做负功，电荷电势能增加，故D错误.‎ ‎7.有两段同种材料的电阻丝,长度相同,横截面的直径之比为dA:dB=1:2,把它们串联在电路中,则下列说法正确的是(    )‎ A. 它们的电阻之比RA:RB=4:1‎ B. 通过它们电流之比IA:IB=1:4‎ C. 两段导体两端电压之比U1:U2=4:1‎ D. 两段电阻丝发热功率之比PA:PB=1:4‎ ‎【答案】AC ‎【解析】‎ ‎【详解】A．长度、材料均相同，它们的横截面的直径之比为：‎ dA：dB=1：2‎ 则横截面积之比为：‎ SA：SB=1：4，‎ 根据：‎ 可知电阻之比：‎ RA：RB=4：1‎ 故A正确；‎ B．因两者是串联，它们的电流总相等，故B错误；‎ C．两段导体两端电压之比为：‎ 故C正确.‎ D．两段电阻丝发热功率之比：‎ 故D错误.‎ ‎8.一个T型电路如图所示,电路中的电阻R1=10,R2=120，R3=40,另有一测试电源,电动势为100V,内阻忽略不计则(    )‎ A. 当cd端短路时,ab之间的等效电阻是40‎ B. ab端短路时,cd之间的等效电阻是50‎ C. 当ab两端接通测试电源时,cd两端的电压为80V D. 当cd两端接通测试电源时,ab两端的电压为80V ‎【答案】AC ‎【解析】‎ ‎【详解】A．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：‎ R=+R1=40Ω 故A正确；‎ B．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：‎ R=+R2=128Ω 故B错误；‎ C．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，为：‎ U3=×100V=80V 故C正确；‎ D．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，为：‎ U3=25V 故D错误。‎ ‎9.在如图所示的图像中，直线Ⅰ为某一电源的路端电压与电流的关系图像,直线Ⅱ为某一电阻R的U-I图线用该电源直接与电阻R相连组成闭合电路，由图像可知(    ) ‎ A. 电源的总功率为6W B. 电源内电阻的热功率4W C. 电源的输出功率为2 W D. 电源的效率为66.7％‎ ‎【答案】AD ‎【解析】‎ ‎【详解】由图像可知该电源的电动势 E=3V，内阻 r=0 .5Ω，电阻 R的阻值为1Ω .用该电源直接与 R相连组成闭合电路时，由图像得该电路的路端电压 U=2V，电流 I=2A，则有：‎ A．电源的总功率为：‎ 故A正确.‎ B．电源内阻热功率：‎ 故B错误.‎ C．电源输出功率：‎ P=UI=2×2W =4W 故C错误.‎ D．电源的效率 ：‎ η= ×100% = ×100%≈66 .7%‎ 故D正确.‎ ‎10.有一个点电荷只受电场力的作用,分别从两电场中的a点由静止释放,在它沿直线运动到b点的过程中,动能EK随位移s变化的关系图象如图所示中的①、②图线则下列说法正确的是(    )‎ A. 正电荷在甲图电场中从a点由静止释放,沿直线运动到b点的过程中,对应的图线是②‎ B. 负电荷在乙图电场中从a点由静止释放,沿直线运动到b点的过程中,对应的图线是①‎ C. 负电荷在丙图电场中从a点由静止释放,沿直线运动到b点的过程中,对应的图线是②‎ D. 负电荷在丁图电场中从a点由静止释放,沿直线运动到b点的过程中,对应的图线是②‎ ‎【答案】BC ‎【解析】‎ ‎【详解】根据动能定理：‎ 可以知道物体的动能：‎ 而：‎ 故有：‎ A．在甲图中各点的场强相同，故正电荷从a点由静止释放后在向b运动的过程中所受电场力大小不变,故图象的斜率保持不变，所以A错误.‎ B．在乙图中各点的场强相同，故负电荷从a点由静止释放后在向b运动的过程中所受电场力大小不变,故图象的斜率保持不变,故B正确.‎ C．在丙图中由a到b场强逐渐增大，故负电荷从a点由静止释放后在向b运动的过程中所受电场力逐渐增大,故图象的斜率逐渐增大，所以C正确.‎ D．在丁图中a到b场强逐渐减小，负电荷从a点由静止释放后在向b运动的过程中所受电场力逐渐减小，故图象的斜率逐渐减小，没有图线与之对应，故D错误.‎ ‎11.如图所示,电源电动势为E内阻r。M、N是平行板电容器的两个极板,R0为定值电阻,R1、R2为可调电阻，用绝缘细线将质量为m、带正电的小球悬于电容器内部，闭合电键S，小球静止时受到悬线的拉力为F，电容器带电量为Q。下列判断正确的是(    )‎ A. 只增大R1时，电容器两板间电压减小，F将变小 B. 只增大R1时，电容器两板间电压不变，F将不变 C. 只增大R2时，电压表示数增大，电流表示数减小，F变小 D. 只增大R2时，电容器所带电荷量增大，板间场强变大，故F将变大 ‎【答案】BC ‎【解析】‎ ‎【详解】AB．当只增大R1时，由于电容器相当于开路，所以对整个回路无影响，电容器两端电压等于R0两端的电压，大小不变，所以库仑力不变，F不变。故A错误，B正确。‎ CD．当增大R2 时，由于R0 与R2串联，‎ ‎ 总电阻增大，故总电流减小，即电流表示数减小；外电压增大，即电压表示数增大；R0 两端的电压会减小，即电容器两端电压减小，电荷量减小，电场强度变弱，库仑力减小。悬线拉力F为库仑力和重力的合力，故F减小。故C正确，D错误。‎ ‎12.如图所示的电路,将两个相同的小量程的灵敏电流计分别改装成A1(0-3A)和A2(0-0.6A)的电流表,把两个改装后的电流表并联接入电路中测量电流强度,则下列说法正确的是(    )‎ A. A1的指针满偏时,A2的指针也满偏 B. A2的指针满偏时，A1的指针刚好指到量程的五分之一处 C. A2的读数始终为A1读数的五分之一 D. A1的读数为1.5 A时,干路电流为1.80A ‎【答案】ACD ‎【解析】‎ ‎【详解】由电路图可以知道两电流表并联，它们两端电压相等，因为两电流表是由相同的电流表改装成的，通过表头的电流相等，指针偏转的角度相同，但量程不同的电流表读数不同, A1的量程等于A2的量程的5倍，故读数也是A2的5倍.‎ A．A1的指针满偏时，A2的指针也满偏,偏转角度相同，故A正确.‎ B．A2的指针满偏时，A1的指针刚好指到量程的五分之一处，因偏转角度要相同，故B错误.‎ C．A2的读数始终为A1读数的五分之一，由分析可知C正确.‎ D．由分析可知A1的读数为1.5 A时，A2的读数为0.3A，故干路电流为1.80A，所以D正确.‎ 第Ⅱ卷 二、实验题（本大题共有两道小题其中13题7分、14题11分，共18分）‎ ‎13.现有一合金制成的圆柱体,为测量该合金的电阻率,现用伏安法测圆柱体两端之间的电阻,用螺旋测微器测量该圆柱体的直径,用游标卡尺测量该圆柱体的长度螺旋测微器和游标卡尺的示数如图和图所示．‎ 由上图读得圆柱体的直径为______mm,长度为______cm．‎ 若流经圆柱体的电流为I，圆柱体两端之间的电压为U，圆柱体的直径和长度分别用D、L表示，则用测得的D、L、I、U表示的电阻率的关系式为______．‎ ‎【答案】 (1). 1.847(1.846-1.848均给分) (2). 4.240 (3). ‎ ‎【解析】‎ ‎【详解】(1)[1][2]用螺旋测微计测得圆柱体的直径为：‎ 用游标卡尺测得圆柱体的长度为：‎ ‎。‎ ‎(2)[3]由电阻定律可得：‎ 面积公式：‎ 有欧姆定律可得：‎ 联立解得。‎ ‎14.某物理兴趣小组要描绘一个标有“3V 0.8W”的小灯泡的伏安特性曲线，要求灯泡两端的电压由零逐渐增大，且尽量减小实验误差。可供选用的器材除导线、开关外，还有：‎ a.电池组（电动势为4.5V，内阻约为1Ω）‎ b.电流表（量程为0～300mA，内阻约为1Ω）‎ c.电压表（量程为3V，内阻约为3kΩ）‎ d.滑动变阻器（最大阻值为20Ω，额定电流为1A）‎ ‎(1)实验电路应选用图中的_____（填选项字母）.‎ ‎(2)请按照(1)中正确选择的实验电路，补充完成图甲中的实物连线_________.‎ ‎(3)以电压表示数U为横轴，以电流表的示数I为纵轴，根据实验得到的多组数据描绘出小灯泡的伏安特性曲线，如图乙所示。由图乙可知，随着电压的增大，小灯泡的电阻_____（选填“增大”或“减小”），发生这一变化的原因是_____.‎ ‎(4)从图乙可知，当灯泡两端电流为0.26A时，小灯泡的功率等于_____W（结果保留两位有效数字）.‎ ‎【答案】 (1). B (2). (3).‎ ‎ 增大 (4). 灯丝电阻率随灯丝温度的升高而增大 (5). 0.57‎ ‎【解析】‎ ‎【详解】(1)本实验要求灯泡两端的电压由零逐渐增大，故滑动变阻器应采用分压接法；由于灯泡内阻，，因此应采用电流表外接法，故选择B电路；‎ ‎(2)实验电路选择电流表的外接法+滑动变阻器的分压式，实物连线如图所示：‎ ‎(3) I-U图象中每个点的割线斜率表示电阻的倒数，则可知随着电压的升高电阻增大；原因是灯丝电阻随温度的升高电阻率增大；‎ ‎(4)由图乙读得灯泡的电流I=0.26A，，则灯泡的实际功率为.‎ 三、计算题（本大题共3小题，15题8分、16题12分、17题14共34分）‎ ‎15.如图所示，电源电动势E＝10 V，内阻r＝0.5 Ω，闭合S，标有“8 V,16 W”的灯泡L恰好能正常发光，电动机M绕线的电阻R0＝1 Ω，求：‎ ‎(1)电源的总功率；‎ ‎(2)电动机的输出功率.‎ ‎【答案】（1）40 W（2）12 W. ‎ ‎【解析】‎ ‎（1）灯泡正常发光，U=U额 =8V，则电源内阻的电压U内 =E-U=2V 由欧姆定律得流过电源的电流I=U内/r =2/0.5 A=4A ‎ 电源的总功率P总=EI=10×4=40W．‎ ‎（2）灯泡的电流I灯 =P额/U额=2A 电动机的电流IM=I-I灯=2A 电动机消耗的电功率PM=UIM=8×2=16W 电动机发热功率P热=IM2R0=22×1=4W 所以电动机的输出功率．P输出=PM-P热=16-4=12W ‎16.一个电荷量为,质量为的带电粒子,由静止经电压为U1=1600V的加速电场加速后,立即沿中心线O1O2垂直进入一个电压为U2=2400V的偏转电场,然后打在垂直于O1O2放置的荧光屏上的P点，偏转电场两极板间距为d=8cm,极板长L=8cm,极板的右端与荧光屏之间的距离也为L=8cm。整个装置如图示(不计粒子的重力)求：‎ ‎(1)粒子出加速电场时的速度v0；‎ ‎(2)粒子出偏转电场时的偏移距离y；‎ ‎(3)P点到O2的距离。‎ ‎【答案】（1）8×104m/s （2）0.03m （3）0.09m ‎【解析】‎ ‎【详解】(1)由动能定理可得：‎ 代入数据解得 ‎(2)进入U2后做类平抛运动，水平方向上：‎ 在竖直方向上：‎ 联立代入数据解得； ‎ ‎(3)粒子出偏转电场后做匀速直线运动，打在屏上时间为：‎ 平行于屏方向速度：‎ 出偏转电场后沿屏方向位移 代入数据解得s=0.06m P点到距离为：‎ ‎。‎ 答：(1)粒子出加速电场时的速度为8×104m/s；‎ ‎(2)粒子出偏转电场时的偏移距离y为；‎ ‎(3)P点到的距离为。‎ ‎17.如图，空间存在水平方向的匀强电场E=2.0×104N/C，在A处有一个质量为0.3kg的质点，所带的电荷量为q=+2.0×10-4C，用一长为L=600cm的不可伸长的绝缘细线与固定点O连接。AO与电场线平行处于水平状态，取g=10m/s2.现让该质点在A处由静止释放，求：‎ ‎（1）释放瞬间质点的加速度；‎ ‎（2）从释放到第一次到达O点正下方过程中质点机械能的变化量；‎ ‎（3）质点第一次到达O点正下方时的速度大小v。‎ ‎【答案】（1），方向与水平方向成角斜向下（2）增加24J（3）‎ ‎【解析】‎ ‎【详解】(1)在释放的瞬间对质点受力分析，质点受水平向左的电场力 ，竖直向下的重力作用。故合力为：‎ 代入数据解得F=5N，方向与水平方向成斜向左下方.‎ 根据牛顿第二定律可知：‎ 代入数据解得：，方向沿水平方向成斜向左下方 ‎(2)质点从释放到运动到O点正下方的过程中一直做直线运动，其中电场力做正功，电势能减少。根据能量守恒，减少的电势能转化成增加的机械能。故此过程机械能增加量：‎ ‎(3)由释放到第一次到达O点过程对质点应用动能定理可得：‎ 代入数据联立解得 ‎ 答：(1)释放瞬间的加速度为，方向与水平方向成370角斜向下 ‎(2)机械能增加24J ‎(3)到O点正下方的速度为 ‎ ‎ ‎ ‎