河南省实验中学2019-2020学年高二上学期期中考试物理试题

河南省实验中学2019-2020学年高二上学期期中考试物理试题

河南省实验中学2019——2020学年上期期中试卷 高二 物理 一. 选择题 ‎1.下列说法正确的是 A. 铅蓄电池的电动势为2V，这表示蓄电池在1s内将2J的化学能转变成电能 B. 电场强度为零的地方，电势也一定为零 C. 电阻率大的导体的电阻也一定大 D. 根据电势差，带电量为1C正电荷，从A点移动到B点克服电场力做功为1J，则A、B点的电势差为-1V。‎ ‎【答案】D ‎【解析】‎ ‎【详解】A. 蓄电池的电动势是2V，只表示每通过1C的电荷量，电源把2J的化学能转变为电能，而不表示在1s内将2J的化学能转变为电能；故A错误；‎ B. 电场强度是从力的角度描述电场，电势从能的角度描述电场，两者大小无关系，电势是相对的，与零势点的选取有关，故B错误；‎ C.导体电阻：可知，电阻率大的导体的电阻值不一定大，还与导体的长度、横截面积有关。故C错误；‎ D.根据可知，带电量为1C正电荷，从A点移动到B点克服电场力做功为1J，则A、B点的电势差为-1V．故D正确。‎ ‎2.如下图所示的真空空间中，仅在正方体中的黑点处存在着电荷量大小相等的点电荷，则图中a、b两点电场强度和电势均相同的是 A. B. C. D. ‎ ‎【答案】C ‎【解析】‎ ‎【详解】A．根据点电荷的电场强度公式，可得a、b两点电场强度大小相等，场强的方向相反，电势是标量，所以a、b两电势相等。故A错误。 B．根据点电荷的电场强度公式，可求得各个点电荷在a、b两点的电场场强大小，再根据矢量的合成，可得a、b两点的电场场强大小不等。故B错误。‎ C．根据点电荷的电场强度公式，得各个点电荷在a、b两点的电场场强大小相等，再根据矢量合成，求出合场强相等，场强的方向相同。a、b两电势相等。故C正确。‎ D．根据点电荷的电场强度公式，可得a、b两点的电场场强大小相等，再根据矢量合成，求出合场强相等，但场强的方向不同。故D错误。‎ ‎3.带电粒子仅在电场力作用下，从电场中a点以初速度v0进入电场并沿虚线所示的轨迹运动到b点，如图所示，下列说法正确的是 A. 粒子可能带负电，在b点时速度较大 B. 粒子的电势能在b点时较大 C. 粒子的加速度在a点时较大 D. 粒子一定带正电，动能先变小后变大 ‎【答案】D ‎【解析】‎ 根据轨迹弯曲方向，知粒子所受的电场力方向沿电场线切线方向向右，所以该电荷是正电荷，电场线的疏密表示场强的大小，由图可知a点的电场强度比b点的小，则粒子在a所受的电场力小，所以粒子的加速度在a点时较小，故C错误；粒子从a点到b点，电场力先做负功，再做正功，电势能先增加后降低，动能先变小后变大，但从a点到b点的整个过程电场力做的总功是正功，所以a点的电势能大于b点，a点的动能小于b点，故AB错误，D正确。所以D正确，ABC错误。‎ ‎4.如图所示A是带正电的球，B为不电的导体，AB、均放在绝缘支架上，M、N是导体B中的两点，以无限远处为电势零点，当导体B达到静电平衡后,说法错误的是（ ）‎ A. M,N两点电场强度大小关系为EM=EN=0‎ B. M,N两点电势高低关系为 C. M,N两点电势高低关系为 D. 感应电荷在M,N两点产生的电场强度 ‎【答案】C ‎【解析】‎ 试题分析：导体B达到静电平衡后，内部场强为零，所以，A正确；B达到静电平衡后变成一个等势体，即，B正确C错误；感应电荷在MN两点产生的电场强度大小等于A在MN两点产生的电场强度，根据点电荷电场公式可知，距离场源电荷越近，电场强度越大，故，故D正确 考点：考查了静电平衡 ‎5.在匀强电场中建立一直角坐标系，如图所示，从坐标原点沿轴前进到点，电势降低了，从坐标原点沿轴前进到点，电势升高了，则匀强电场的场强大小和方向为（ ）‎ A. ，方向 B. ，方向 C. ，方向 D. ，方向垂直斜向下 ‎【答案】C ‎【解析】‎ ‎【详解】令O点电势，则，，再作点B关于点O的对称点B′，因为BO=OB′，则，连接AB′，并作其垂线OE，则从O→E的方向即场强方向；场强为：，方向由B指向A，故C正确，A、B、D错误；‎ 故选C。‎ ‎【点睛】关键是找出x轴方向上电势与A点相等的B′点，A、B′两点的电势相等，即AB′连线上的各点电势相等，并作其垂线OE，则从O→E的方向即场强方向。‎ ‎6.如图所示的电路中，电源电动势为6 V，当开关S接通后，灯泡L1和L2都不亮，用电压表测得各部分电压是Uab＝6 V，Uad＝0，Ucd＝6 V，由此可判定 A. L1和L2灯丝都烧断了 B. L1的灯丝烧断了 C. L2的灯丝烧断了 D. 变阻器R断路 ‎【答案】C ‎【解析】‎ ‎【详解】串联电路中两灯均不发光，则可能是某处断路，电压表测断路位置为电源电压，Ucd=6V，说明从a到d的电路和b到c的电路是连接良好的，故L1的灯丝和滑动变阻器都良好，L2的灯丝烧断了。‎ A. L1和L2的灯丝都烧断了，与分析结论不符，故A错误。‎ B. L1的灯丝烧断了，与分析结论不符，故B错误。‎ C. L2的灯丝烧断了，与分析结论相符，故C正确。‎ D. 变阻器R断路，与分析结论不符，故D错误。‎ ‎7.如图所示，D是一只理想二极管，平行板电容器极板A和B之间有一带电体P处于静止悬浮状态，当两极板A和B的间距稍增大一些（两极板仍平行），P的运动情况将是 A. 仍静止不动 B. 向下运动 C. 向上运动 D. 无法判断 ‎【答案】A ‎【解析】‎ ‎【详解】电容器与电源保持相连，电容器的电压不变，板间距离增大，‎ 电容减小，由于二极管的作用只允许电流从a流向b，电容器的电量无法减小，根据推论板间电场强度 Q、S、ɛ不变，则改变d，E不变，电荷P受的电场力不变，仍静止。‎ A. 仍静止不动，与分析结论相符，故A正确。‎ B. 向下运动，与分析结论不符，故B错误。‎ C. 向上运动，与分析结论不符，故C错误 D. 无法判断，与分析结论不符，故D错误。‎ ‎8.如图所示，完全相同的金属小球A和B带有等量异种电荷，中间连有一轻质绝缘弹簧，放在光滑的水平面上，平衡时弹簧的压缩量为x0，现将不带电的与A、B完全相同的小球与A 接触一下，然后拿走，重新平衡后弹簧的压缩量为x，则（ ） ‎ A. x=x0/2 B. x>x0/2‎ C. xr，所以弹簧压缩量小于原来的一半，要比x0小，故C正确，ABD错误。‎ ‎9.电动势为E、内阻为r的电池与固定电阻R0、可变电阻R串联，如图所示，设R0=r，Rab=2r。当滑动变阻器的滑动片自a端向b端滑动时，下列说法正确的是 A. 变阻器消耗的功率减少 B. 电池消耗的总功率先变大后变小 C. 固定电阻R0上消耗功率将减小 D. 电池内电阻上消耗的功率将变大 ‎【答案】AD ‎【解析】‎ ‎【详解】A.将R0看成电源的内阻，则有 R0+r=2r 而 Rab=2r 当外电阻等于内阻时，电源消耗功率最大，则滑动片由a端向b端滑动时，变阻器消耗的功率减小，故A正确；‎ B.根据电池总功率 P=IE 可知，电流增大，总功率变大，故B错误。‎ CD.当变阻器的滑动片自a端向b端滑动时，变阻器接入电路的电阻减小，电路中电流增大，根据功率 P=I2R 可知，固定电阻R0上和电源的内阻上消耗功率变大，故C错误，D正确；‎ ‎10.如图所示竖直放置的光滑绝缘圆环穿有一带负电的小球，匀强电场水平向右，小球绕O点作圆周运动，那么 A. 在A点小球有最小的电势能 B. 在C点小球有最小的机械能 C. 在D点小球有最小的重力势能 D. 在A点小球有最大的动能 ‎【答案】ABC ‎【解析】‎ ‎【详解】A.正电荷从A向C运动过程中，电场力一直做负功，电势能一直增大，所以A点电势能最小，故A正确。‎ B.除重力以外，其它力所做的功，等于物体的机械能变化量，所以从A运动到C的过程中，电场力一直做负功，机械能一直减小，故C点具有最小的机械能，故B正确。‎ C.物体位置越高，重力势能越大，所以D点小球的重力势能最小，故C正确。‎ D.根据合外力做功判断小球的动能变化。小球在从A点向D点运动的一段距离内，电场力做的正功大于重力做的负功，（根据等效最低点可以判断，速度最大的位置在AD之间某一位置）所以动能在增加，故D错误。‎ ‎11.2019年1月11日1时11分，我国在西昌卫星发射中心用长征三号乙运载火箭，成功将“中星2D”卫星发射升空，升空后的卫星能量补给主要靠太阳能电池.硅光电池是一种太阳能电池，具有低碳环保的优点.如图所示，图线a是该电池在某光照强度下路端电压U和电流I的关系图象，图线b是某纯电阻电器的U- I图象.则在该光照强度下，把该电池和该电器组成一个电路时，电池的（ ）‎ A. 内阻为5.5‎ B. 输出功率为12.5 W C. 内耗功率为0.22 W D. 效率为50%‎ ‎【答案】AC ‎【解析】‎ ‎【详解】由闭合电路欧姆定律得U=E−Ir，当I=0时，E=U，由a与纵轴的交点读出电动势为E=3.6v.根据两图线交点处的状态可知，将它们组成闭合回路时路端电压为U=2.5V，电流为I=0.2A。‎ A. 将它们组成闭合回路时路端电压为U=2V，电流为I=0.2A，则电池的内阻为 故A正确；‎ B. 电池的输出功率为：‎ P出=UI=2.5×0.2W=0.5W 故B错误；‎ C.此时硅光电池的总功率为：‎ P总=EI=3.6×0.2W=0.72W 内耗功率为 P内= P总 -P出=0.22 W 故C正确；‎ D. 电池的输出效率为：‎ η=×100%=×100%≈69.4%‎ 故D错误。‎ ‎12.示波器可以用来观察电信号随时间变化的情况，其核心部件是示波管，其原理图如下，为水平偏转电极，为竖直偏转电极。以下说法正确的是 A. 加图3波形电压、不加信号电压，屏上在两个位置出现亮点 B. 加图2波形电压、加图1波形电压，屏上将出现两条竖直亮线 C. 加图4波形电压、加图2波形电压，屏上将出现一条竖直亮线 D. 加图4波形电压、加图3波形电压，屏上将出现图1所示图线 ‎【答案】A ‎【解析】‎ 加图3波形电压、不加信号电压，则电子将在两个不同方向的电压一定的电场中运动发生两个大小相同方向相反的位移，故在屏上水平方向的两个位置出现亮点，选项A正确；加图2波形电压、加图1波形电压，屏上将出现一条竖直亮线，选项B错误；加图4波形电压、加图2波形电压，屏上将出现一条水平亮线，选项C错误；‎ 加图4波形电压、加图3波形电压，屏上将出现图3所示图线，选项D错误；故选A.‎ ‎【点睛】本题考查示波器原理，搞清楚两个电压的作用是关键。‎ 二．实验题 ‎13.用如图所示的多用电表测量电阻，要用到选择开关K和两个部件S、T。请根据下列步骤完成电阻测量:‎ ‎①旋动部件________，使指针对准电流的"0"刻线。‎ ‎②将K旋转到电阻挡"×l00"的位置。‎ ‎③将插入"十"、"－"插孔的表笔短接，旋动部件_______，使指针对准电阻的________ （填"0刻线"或"∞刻线"）。‎ ‎④将两表笔分别与待测电阻相接，发现指针偏转角度过小。为了得到比较准确的测量结果，请从下列选项中挑出合理的步骤，并按_______的顺序避行操作，再完成读数测量。‎ A．将K旋转到电阻挡"×1k"的位置 ‎ B．将K旋转到电阻挡"×10"的位置 C．将两表笔金属部分分别与被测电阻的两恨引线相接 D．将两表笔短接，旋动合适部件，对电表进行校准 ‎【答案】 (1). S (2). T (3). 0刻线 (4). ADC ‎【解析】‎ ‎【详解】①[1]电表使用前要调节机械调零旋钮，使指针指在0刻线位置，故调节S旋钮；‎ ‎③[2][3]欧姆表测量前要进行欧姆调零，调节T旋钮，使指针对准0刻度线；‎ ‎④[4]指针偏转度过小，说明电阻偏大，故需选择较大的倍率；每次换挡要重新调零，再进行电阻的测量；故顺序为ADC；‎ ‎14. 如图电路，某学生用电流表和电压表测干电池的电动势和内阻时，所用滑动变阻器的阻值范围为0~20Ω，连接电路的实物图如下图所示。‎ ‎（1）该学生接线中错误的和不规范的做法是____________‎ A．滑动变阻器不起变阻作用 B．电流表接线有错 C．电压表量程选用不当 D．电压表接线不妥 ‎（2）该同学将电路按正确的电路图连接好，检查无误后，闭合开关，进行实验。某一次电表的示数如图所示，则电压表的读数为___________V，电流表的读数为___________A。‎ ‎（3）该同学实验完毕，将测量的数据反映在U—I图上（如图所示），根据这一图线，可求出电池的电动势E=___________V，内电阻r=_____________Ω。‎ ‎【答案】（1）AD （2）1.20 0.26 （3）1.48 0.78‎ ‎【解析】‎ 试题分析：（1）据题意，从图可知，滑动变阻器均接在下边两个接线柱，这样使起不到电阻调节作用的；电压表的接线柱应接在电键内，使电键对电压表有控制作用。（2）电压表读数用十分之一估读法，得：1.20v，电流表用二分之一估读法，得：0.26A。（3）图线与纵坐标交点表示电动势大小，为E=1.48v，图线的斜率表示电源内阻，即：。‎ 考点：本题考查电源电动势和内阻测量。‎ 三．计算题 ‎15.如图所示，平行板电容器两板间距0.1m，板间电压为1×103V，一个质量为0.2g、带1×10-7C正电荷的小球用0.01m长的细线悬挂于板间O点，将球拉到A使线水平拉直，然后释放，g取10m/s2,问:‎ ‎（1）小球摆到最低点B时速度多大?‎ ‎（2）若小球经过B点时线突然断开，以后小球经过B点正下方C点处，则BC相距多远?‎ ‎【答案】（1）m/s（2）0.08m ‎【解析】‎ ‎【详解】（1）小球由静止释放后到摆到最低点的过程，由动能定理得：‎ ‎，‎ 代入解得：‎ ‎（2）小球摆至B点时丝线突然断裂，小球水平方向做有往返的匀减速直线运动，加速度大小为：‎ 根据对称性得：‎ 小球在竖直方向做自由落体运动，则 联立解得：‎ h=0.08m ‎16.利用电动机通过如图所示的电路提升重物，已知电源电动势E＝6 V，电源内阻r＝1 Ω，电阻R＝3 Ω，重物质量m＝0.10 kg，当将重物固定时，电压表的示数为5 V，当重物不固定，且电动机最后以稳定的速度匀速提升重物时，电压表的示数为5.5 V，求重物匀速上升时的速度大小(不计摩擦，g取10 m/s2)。‎ ‎【答案】1.5 m/s ‎【解析】‎ 设电动机内阻为r′‎ 当将重物固定时I＝＝1 A R＋r′＝＝5 Ω，r′＝2 Ω 当重物不固定时I′＝＝0.5 A P出＝UI′＝2.75 W，PR＋Pr′＝I′2(R＋r′)＝1.25 W 所以重物的功率P＝P出－PR－Pr′＝mgv，‎ 解得v＝1.5 m/s ‎17.如图所示，静止于A处的离子，经电压为U的加速电场加速后沿图中圆弧虚线通过静电分析器，从P点垂直CN进入矩形区域的有界匀强电场，电场方向水平向左。静电分析器通道内有均匀辐向分布的电场，已知圆弧所在处场强为E0，方向沿圆弧半径指向圆心O。离子质量为m、电荷量为q，、，离子重力不计。‎ ‎（1）求圆弧虚线对应的半径R的大小；‎ ‎（2）若离子恰好能打在QN板的中点上，求矩形区域QNCD内匀强电场场强E的值；‎ ‎【答案】（1）（2）‎ ‎【解析】‎ ‎【详解】（1）离子在加速电场中加速，根据动能定理，有：‎ 离子在辐向电场中做匀速圆周运动，电场力提供向心力，根据牛顿第二定律，有：‎ 联解①②得：‎ ‎（2）离子做类平抛运动：‎ ‎④，⑤‎ 由牛顿第二定律得：‎ ‎⑥‎ 解得：‎ ‎⑦‎ ‎18.一电路如图所示，电源电动势E=28V，内阻r=2Ω，电阻R1=12Ω，R2=R4=4Ω，R3=8Ω，C为平行板电容器，其电容C=3.0pF，虚线到两极板距离相等，极板长L=0.40m，两极板的间距d=1.0×10-2m。‎ ‎（1）若开关S处于断开状态，则当其闭合后，求流过R4的总电量为多少？‎ ‎（2）若开关S断开时，有一带电微粒沿虚线方向以的初速度射入C的电场中，刚好沿虚线匀速运动，问：当开关S闭合后，此带电微粒以相同初速度沿虚线方向射入C的电场中，能否从C的右侧电场中射出？（要求写出计算和分析过程，只写结果不写过程不给分，g取10m/s2）‎ ‎【答案】（1）6.0×10-12C（2）微粒能从C的电场中射出 ‎【解析】‎ ‎【详解】（1）S断开时，电阻R3两端电压为：‎ S闭合后，外阻为：‎ 路端电压为：‎ 电阻R3两端电压为：‎ 则所求流过R4的总电量为：‎ ‎△Q＝CU3−CU3′＝6.0×10−12C ‎（2）设微粒质量为m，电量为q，当开关S断开时有：‎ 当开关S闭合后，设微粒加速度为a，则 设微粒能从C的电场中射出，则水平方向：‎ 竖直方向：‎ 由以上各式求得：‎ 故微粒能从C的电场中射出。（其他符合题意的计算也可以得分）‎ ‎ ‎