安徽省黄山市屯溪第一中学2019-2020学年高二上学期期中考试物理试题

安徽省黄山市屯溪第一中学2019-2020学年高二上学期期中考试物理试题

屯溪一中2019年高二期中考试 物 理 测 试 卷 一、选择题 ‎1.两根完全相同的金属裸导线，将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】‎ ‎【详解】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：‎ 可知电阻为：‎ 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：‎ 可知电阻为：‎ 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：‎ 知相同时间内通过的电量之比为1：16，故选C。‎ ‎2.如图所示，图中两组曲线中实线代表电场线（方向未画出）、虚线代表等势线，点划线是一个带电粒子仅在电场力作用下从A到B的运动轨迹，下列说法正确的是 A. 粒子一定带正电 B. 粒子的动能一定是越来越大 C. 粒子的电势能一定是越来越大 D. A点的电势一定高于B点的电势 ‎【答案】B ‎【解析】‎ ‎【详解】A.由于不知道电场线的方向，所以不能判断电场的方向，则不能判断电荷的性质，故A错误；‎ BC.根据粒子的运动的轨迹可以判断，粒子受到的力指向轨迹弯曲的内侧，即指向右下方，所以从A到B的过程中，电场力做正功，所以粒子的动能一定是越来越大，粒子的电势能一定是越来越小，故B正确，C错误；‎ D.由于不知道电场的方向，所以不能判断A点和B点电势的高低，故D错误。‎ ‎3.带正电的空心金属球壳置于绝缘支架上，将4个原来不带电的金属小球按图示位置放置，A球用绝缘轻绳竖直悬挂，B球接地，C球用导线与球壳内部相连，D球与球壳内部接触。设大地电势为零，当达到静电平衡时，下列说法正确的是 A. 由于静电感应，A球带负电 B. B球带负电，电势为零 C. C球不带电 D. D球带正电，电势为零 ‎【答案】B ‎【解析】‎ ‎【详解】A.由于静电感应，A球的左右两端带上不同的电荷，但整体不带电。故A错误；‎ B.由于静电感应，B球带负电，但电势和大地的电势相等，为零。故B正确；‎ C.C球在金属球壳外部，会带上与球壳相同的电荷。故C错误；‎ D.D球在球壳的内部，与球壳接触后成为球壳内部的一部分，所以D不带电。故D错误。‎ ‎4.如图，半径为R的圆盘均匀分布着电荷量为Q的电荷，在垂直于圆盘且过圆心c的轴线上有a、 b、d三个点，a和b、b和c、 c和d间的距离均为R，在a点处有一电荷量为q （q>0）的固定点电荷，已知b点处的场强为零，则d点处场强的大小为（k为静电力常量） ‎ A. k B. k C. k D. k ‎【答案】B ‎【解析】‎ ‎【详解】电荷量为q点电荷在b处产生电场强度的大小为：‎ 而半径为R均匀分布着电荷量为Q的圆盘上电荷，与在a点处有一电荷量为q（q＞0）的固定点电荷，在b点处的场强为零，则圆盘在此处产生电场强度大小也为：‎ 根据对称性原理可知，圆盘在d产生电场强度大小也为：‎ 电荷量为q点电荷在d处产生电场强度的大小为：‎ 由于都在d处产生电场强度方向相同，即为两者大小相加。所以两者这d处产生电场强度的大小为：‎ 故选B。‎ ‎5.如图所示，平行板电容器两极A、B间有一个带电油滴P，正好静止在两极板正中间现将两极板稍拉开一些，其它条件不变拉开时间忽略，则　　‎ A. 油滴将向上加速 B. 油滴将向下加速 C. 电流计中电流由b流向a D. 电流计中始终无电流流过 ‎【答案】B ‎【解析】‎ 将两极板的距离拉开一些，由于电势差不变，d变大，则根据知，电场强度变小，电场力减小，油滴向下加速，A错误B正确；根据得，d变大，则电容变小，U不变，根据Q=CU知，电荷量减小，则电流计中的电流由a流向b，CD错误．‎ ‎6.如图所示，匀强电场中的六个点A、B、C、D、E、F为正八面体的六个顶点。已知BE中点O的电势为零，A、B、C三点的电势分别为7 V、–1 V、3 V，则E、F两点的电势分别为 A. 2 V，–2 V B. –2 V，–4 V C. –1 V，–5 V D. 1 V，–3 V ‎【答案】D ‎【解析】‎ ‎【详解】在匀强电场中，由公式：‎ 知沿着任意方向前进相同距离，电势差必定相等。由BO=OE有：‎ 得：‎ ‎0-（-1V）=1 V 由AC∥EF，且AC=EF，有：‎ 得：‎ ‎3V+1V-7V=-3 V 故选D。‎ ‎7.示波器的内部结构如图所示，如果在电极YY之间加上图（a）所示的电压，在XX 之间加上图（b）所示电压，荧光屏上会出现的波形是（ ）‎ A. B. ‎ C. D. ‎ ‎【答案】C ‎【解析】‎ 电极YY′之间加上图（a）所示的电压，则粒子的偏转位移在上下进行变化，‎ 而在XX′之间加上图（b）所示电压时，粒子将分别打在左右各一个固定的位置，因此只能打出图C所示的图象，故C正确，ABD错误．故选：C.‎ ‎8.电荷量分別为q1和q2的两点电荷放在x轴上的O、M两点，两电荷连线上各点电势φ随x变化的关系如图所示，其中A、N两点的电势为零；ND段中C点电势最高。则下列选项中错误的是 A. C点的电场强度大小为零 B. ‎ C. N、C两点之间连线上的电场强度方向沿x轴正方向 D. 将一个带负电的检验电荷从N点沿x轴正方向移动到D 点的过程中，电场力先做正功后做负功 ‎【答案】C ‎【解析】‎ ‎【详解】A.图象的切线斜率等于场强E，由图可知C点的切线斜率为零，所以电场强度为零，故A正确；‎ B. 由图知无穷远处的电势为0，A点的电势为零，由于沿着电场线电势降低，所以O点的电荷带正电，M点电荷带负电，由于A点距离O比较远而距离M比较近，所以电荷量大于的电荷量，故B正确；‎ C.由N到C过程电势升高，则说明场强沿x轴负方向，故C错误；‎ D. N→D段中，电势先高升后降低，所以场强方向先沿x轴负方向，后沿x轴正方向，将一负点电荷从N点移到D点，电场力先沿x轴正方向，后沿x轴负方向，则电场力先做正功后做负功。故D正确。‎ ‎9.如图所示，三条平行等间距的虚线表示电场中的三个等势面，电势分别为10V、20V、30V，实线是一带电粒子(不计重力)在该区域内的运动轨迹，a、b、c是轨迹上的三个点，下列说法正确的是 A. 粒子在三点所受电场力不相等 B. 粒子可能先经过a，再到b，然后到c C. 粒子三点所具有的动能大小关系为Ekb＞Eka＞Ekc D. 粒子在三点的电势能大小关系为Epc＜Epa＜Epb ‎【答案】BD ‎【解析】‎ ‎【详解】A.因表示电场中三个等势面的三条虚线是平行且等间距的，由此可判断电场是匀强电场，所以带电粒子在电场中各点受到的电场力相等，选项A错误；‎ B.由题图可知，电场的方向是向上的，带电粒子受到的电场力指向曲线凹侧，是向下的，粒子带负电，带电粒子无论是依次沿a、b、c运动，还是依次沿c、b、a运动，都会得到如图的轨迹，选项B正确；‎ CD.带负电的粒子在电场中运动时，存在电势能与动能之间的互化，由题意和图可知，在b 点时的电势能最大，在c点的电势能最小，可判断在c点的动能最大，在b点的动能最小，选项C错误，D正确。‎ ‎10.如图所示，在竖直向上的匀强电场中，一根不可伸长的绝缘细绳的一端系着一个带电小球，另一端固定于O点，小球在竖直平面内做匀速圆周运动，最高点为a，最低点为b。不计空气阻力，则下列说法正确的是 A. 小球带负电 B. 电场力与重力平衡 C. 小球在从a点运动到b点的过程中，电势能增大 D. 小球在运动过程中机械能守恒 ‎【答案】BC ‎【解析】‎ ‎【详解】AB.由题可知，小球在竖直平面内做匀速圆周运动，受到重力、电场力和细绳的拉力，电场力与重力平衡，则知小球带正电。故A错误，B正确。‎ C.小球在从a点运动到b点的过程中，电场力做负功，小球的电势能增大。故C正确。‎ D.由于电场力做功，所以小球在运动过程中机械能不守恒。故D错误。‎ ‎11.一根粗细均匀的金属导线阻值为R，两端加上恒定电压U时，通过金属导线的电流强度为I，金属导线中自由电子定向移动的平均速率为v，若将金属导线均匀拉长，使其长度变为原来的2倍，仍给它两端加上恒定电压U，已知电流微观式为I=neSV，其中n为单位体积电子个数，e为元电荷，S为导线模截面积，则下列说法中正确的是 A. 此时金属导线阻值为4R B. 此时通过金属导线的电流为 C. 此时自由电子定向移动的平均速率为 D. 此时自由电子定向移动的平均速率为 ‎【答案】ABC ‎【解析】‎ ‎【分析】‎ 将金属导线均匀拉长，使其长度变为原来的2倍，横截面积变为原来的倍，，根据电阻定律分析电阻的变化，由欧姆定律分析电流的变化．由电流的微观表达式I=nevS分析平均速率v的变化。‎ ‎【详解】A项：将金属导线均匀拉长，使其长度变为原来的2倍，横截面积变为原来的倍，根据电阻定律分析得到，电阻变为原来的4倍，故A正确；‎ B项：根据欧姆定律可知，电流I变为原来，即为，故B正确；‎ C、D项：电流的微观表达式I=nevS，其中n、e不变，电流I为原来的，横截面积S变为原来的倍，则自由电子定向移动的平均速率为，故C正确，D错误。‎ 故应选ABC。‎ ‎12.两个等量同种点电荷固定于光滑绝缘水平面上,其连线中垂线上有A、B、C三点,如图甲所示.一个电荷量为2×10-3C、质量为0.1kg的小物块(可视为质点)从C点静止释放,其在水平面内运动的图像如图乙所示,其中B点处为整条图线切线斜率最大的位置(图中标出了该切线).则下列说法正确的是（ ）‎ A. 由C到A的过程中物块的电势能逐渐减小 B. B、A两点间的电势差 C. 由C点到A点电势逐渐降低 D. B点为中垂线上电场强度最大的点,场强 ‎【答案】ACD ‎【解析】‎ 从速度时间图象可知，由C到A的过程中，物块的速度一直增大，电场力对物块做正功，电势能一直减小，故A正确；从速度时间图象可知，A、B两点的速度分别为 vA=6m/s，vB=4m/s，再根据动能定理得  qUAB=mvB2-mvA2=×0.1×（42-62）J=-1J，解得：UAB=-500V，故B错误．据两个等量同种正电荷其连线中垂线上电场强度方向由O点沿中垂线指向外侧，故由C点到A点的过程中电势逐渐减小，故C正确；带电粒子在B点的加速度最大，为 am==2m/s2，所受的电场力最大为 Fm=mam=0.1×2N=0.2N，则场强最大值为，故D正确； 故选ACD.‎ 点睛：明确等量同种电荷电场的特点是解本题的关键，要知道v-t图切线的斜率表示加速度，由动能定理求电势差是常用的方法．‎ 二、实验题 ‎13.实验室有一个内阻Rg=100Ω，量程为0~0.6mA的小量程电流表，现将该电流表改装成量程为0~3V的电压表，则应___________（填“串联”或“并联”）一个R=___________Ω的电阻。现将改装后的电压表测某一电压，读数时指针位置如图，则所测电压为___________V。‎ ‎【答案】 (1). 串联 (2). 4900 (3). 2.30‎ ‎【解析】‎ ‎【详解】[1][2]设改装成电压表要串联电阻的R，则 有：‎ 代入数据有：‎ 解得：‎ R=4900Ω ‎[3]因最小分度为0.1，则要估读到下0.01位，则读数为2.30V。‎ ‎14.一个小灯泡的额定电压为2.0V。额定电流约为0.5A，选用下列实验器材进行实验，并利用实验数据描绘和研究小灯泡的伏安特性曲线．‎ A.电源E：电动势为3.0V，内阻不计； ‎ B.电压表V1：量程为0~3V，内阻约为1kΩ ‎ C.电压表V2：量程为0~15V，内阻约为4kΩ D.电流表A1：量程为0~3A，内阻约为0.1Ω； ‎ E.电流表A2：量程为0~0.6A，内阻约为0.6Ω；‎ F.滑动变阻器R1：最大阻值为10Ω，额定电流为1.0A；‎ G.滑动变阻器R2：最大阻值为15Ω，额定电流为1.0A；‎ I.开关S，导线若干．‎ 实验得到如下数据（I和U分别表示通过小灯泡的电流和加在小灯泡两端的电压）：‎ I/A ‎ ‎0.00 ‎ ‎0.12 ‎ ‎0.21 ‎ ‎0.29 ‎ ‎0.34 ‎ ‎0.38 ‎ ‎0.42 ‎ ‎0.45 ‎ ‎0.47 ‎ ‎0.49 ‎ ‎0.50 ‎ U/V ‎ ‎0.00 ‎ ‎0.20 ‎ ‎0.40 ‎ ‎0.60 ‎ ‎0.80 ‎ ‎1.00 ‎ ‎1.20 ‎ ‎1.40 ‎ ‎1.60 ‎ ‎1.80 ‎ ‎2．00 ‎ ‎（1）实验中电压表应选用___________；电流表应选用___________；滑动变阻器应选用___________（请填写选项前对应的字母）．‎ ‎（2）请你不要改动已连接导线，在下面的实物连接图中把还需要连接的导线补上___________．闭合开关前，应使变阻器滑片放在最___________（填“左”或“右”）端．‎ ‎（3）在坐标中画出小灯泡的U-I曲线___________．‎ ‎【答案】 (1). B (2). E (3). F (4). 左 (5). ‎ ‎(6). ‎ ‎【解析】‎ ‎【详解】（1）[1]灯泡额定电压是2V，则电压表选B；‎ ‎[2]灯泡额定电流为0.5A，则电流表选E；‎ ‎[3]为方便实验操作，滑动变阻器应选F．‎ ‎（2）[4]灯泡正常发光时电阻 Ω，‎ ‎，‎ ‎，‎ 则有，则电流表采用外接法，由表中实验数据可知，电压与电流从零开始变化，则滑动变阻器应采用分压接法，电路图如图所示； ‎ ‎[5] 闭合开关前，滑片应置于左端．‎ ‎（3）[6]根据表中实验数据，在坐标系中描出对应的点，然后作出灯泡的U-I图象如图所示．‎ 三、解答题 ‎15.如图所示是利用电动机提升重物的示意图，其中D是直流电动机。P是一个质量为m的重物，它用细绳拴在电动机的轴上。闭合开关S，重物P以速度v匀速上升，这时电流表和电压表的示数分别是I=5.0 A和U=110V，重物P上升的速度v=1.0m/s。已知重物的质量m=45kg（g取 10 m/s2）。求：‎ ‎（1）电动机消耗的电功率P电；‎ ‎（2）细绳对重物做功的机械功率P机；‎ ‎（3）电动机线圈的电阻R。‎ ‎【答案】（1）550W（2）450W（3）4Ω ‎【解析】‎ ‎【详解】（1）电动机消耗的电功率为：‎ ‎（2）细绳对重物做功的机械功率为 ‎45×10×1W=450W ‎（3）电动机线圈的电阻R的发热功率为：‎ ‎550W-450W =100W 则电动机线圈的电阻：‎ R=Ω ‎16.如图所示，带电荷量为Q的正点电荷固定在倾角为30°的光滑绝缘斜面底部的C点，斜面上有A、B两点，且A、B和C在同一直线上，A和C相距为L，B为AC中点。现将一带电小球从A点由静止释放， 当带电小球运动到B点时速度正好又为零，已知带电小球在A点处的加速度大小，静电力常量为k，求：‎ ‎（1）小球运动到B点时的加速度大小；‎ ‎（2）B和A两点间的电势差（用k、Q和L表示）。‎ ‎【答案】（1）（2）‎ ‎【解析】‎ ‎【详解】（1）由题知，在A点的加速度为：‎ 带电小球在A点时，根据牛顿第二定律：‎ 带电小球在B点时，根据牛顿第二定律：‎ 解得：‎ ‎（2）由A点到B点应用动能定理得：‎ 由：‎ 得AB间的电势差为：‎ ‎17.如图所示，有一电子（电荷量为e）经电压U1加速后，进入两块间距为d、电压为U2‎ 的平行金属板间．若电子从两板正中间垂直电场方向射入，且刚好能穿过电场，求：‎ ‎（1）金属板AB的长度L；‎ ‎（2）电子穿出电场时的动能；‎ ‎（3）若电子射出电场后，打在荧光屏上的P点，荧光屏距离金属板B端长度也为板长，则OP的距离为多少？‎ ‎【答案】（1）d．（2）eU1＋e（3）‎ ‎【解析】‎ 试题分析：（1）设电子飞离加速电场时的速度为v0，由动能定理得 eU1＝mv02①‎ 设金属板AB的长度为L，电子偏转时间②‎ 电子在偏转电场中产生偏转加速度a＝③‎ 电子在电场中偏转y＝d＝at2④‎ 由①②③④得：L＝d．‎ ‎（2）设电子穿出电场时的动能为Ek，根据动能定理 Ek＝eU1＋e ‎（3）OP=+y 其中y=Ltanθ ，，vy=at 可得y=d 所求OP=‎ 考点：带电粒子在电场中的运动 ‎【名师点睛】此题中电子先在加速电场中做匀加速直线运动，后在偏转电场中做类平抛运动，根据电子的运动的规律逐个分析即可。‎ ‎18.如图所示，矩形区域MNPQ内有电场强度为水平向右的匀强电场，虚线框外为真空区域。半径为R、内壁光滑、内径很小的绝缘半圆管ADB固定在竖直平面内，直径AB垂直于水平虚线MN，圆心O恰在MN的中点，半圆管的一半处于电场中。一质量为m，可视为质点的带正电，电荷量为q的小球从半圆管的A点由静止开始滑入管内，小球从B点穿出后，能够通过B点正下方的C点。重力加速度为g。求：‎ 小球在到达B点时，半圆轨道对它作用力的大小；‎ 两点的距离。‎ ‎【答案】（1） （2）‎ ‎【解析】‎ ‎【详解】解：从由动能定理得：。‎ 得：‎ 在B点：‎ 得：‎ 小球从   水平方向做匀减速运动，竖直方向做自由落体运动 由牛顿第二定律有： ， ‎ 即， ‎ 设向左减速时间为：‎ BC两点的距离：‎ ‎ ‎