高二物理上學期期中試題及答案

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    【一】
    第Ⅰ卷(選擇題共48分)
    選擇題(本題共12小題,每小題4分,共48分。其中1~7題為單選,8~12題為多選)
    下列關于電場強度和電勢的敘述正確的是
    A.在勻強電場中,場強處處相同,電勢也處處相等
    B.在正點電荷形成的電場中,離點電荷越遠,電勢越高,場強越小
    C.等量異種點電荷形成的電場中,取無限遠處為電勢零點,兩電荷連線中點的電勢為零,場強不為零
    D.在任何電場中,場強越大的地方,電勢也越高
    關于電動勢,下列說法不正確的是
    A.電源兩極間的電壓等于電源電動勢
    B.電動勢越大的電源,將其他形式的能轉化為電能的本領越大
    C.電源電動勢的數(shù)值等于內、外電壓之和
    D.電源電動勢與外電路的組成無關
    在如圖所示的平行板電容器電路中,第一種情況是電鍵S始終閉合,緩慢增大兩板距離;第二種情況是閉合電鍵S后又斷開,再緩慢增大兩板距離。設兩種情況下增大極板距離后,板間場強大小分別為E1和E2,則
    A.E1>E2
    B.E1<E2
    C.E1=E2
    D.E1和E2均小于未拉開前的場強
    將截面均勻、長為L、電阻為R的金屬導線截去,再拉長至L,則導線電阻變?yōu)?BR>    A.B.C.D.nR
    等量異種點電荷+Q和-Q固定,在它們的連線和其中垂線上有c、b、a三點,如圖所示,現(xiàn)將一個帶負電的檢驗電荷先從圖中a點沿直線移到b點,再從b點沿直線移到c點,則檢驗電荷在整個過程中
    A.所受電場力一直增大
    B.所受電場力先增大后減小
    C.電勢能一直減小
    D.電勢能先增大后減小
    現(xiàn)有一個靈敏電流計,它的滿偏電流為Ig=1mA,內阻Rg=500Ω,若要將它改裝成量程為3V的電壓表,則應在該靈敏電流計上
    A.串聯(lián)一個2500Ω的電阻B.串聯(lián)一個25000Ω的電阻
    C.串聯(lián)一個3000Ω的電阻D.并聯(lián)一個2500Ω的電阻
    如圖所示,在導體殼內放一負電荷q,則殼內的a點、殼上的b點、殼外的c點的電場強度和電勢的關系應為
    A.Ea>Eb>Ec,a>b>c
    B.Ea>Eb>Ec,a<b<c
    C.Ea>Ec>Eb,a<b<c
    D.Ea>Ec>Eb,a>b>c
    如圖所示是靜電除塵的原理示意圖,A為金屬管,B為金屬絲,在A,B之間加上高電壓,使B附近的空氣分子被強電場電離為電子和正離子,電子在向A極運動過程中被煙氣中的煤粉俘獲,使煤粉帶負電,最終被吸附到A極上,排出的煙就比較清潔了。有關靜電除塵的裝置,下列說法正確的是
    A.金屬管A應接高壓電源的正極,金屬絲B接負極
    B.金屬管A應接高壓電源的負極,金屬絲B接正極
    C.C為煙氣的進氣口,D為排氣口
    D.D為煙氣的進氣口,C為排氣口
    在如圖甲所示的電路中,電源電動勢為3.0V,內阻不計,L1、L2、L3為三個相同規(guī)格的小燈泡,這種小燈泡的伏安特性曲線如圖乙所示。當開關閉合后,下列判斷正確的是
    A.燈泡L1的電阻為12Ω
    B.通過燈泡L1的電流為燈泡L2的電流的2倍
    C.燈泡L1消耗的電功率為0.75W
    D.燈泡L2消耗的電功率為0.30W
    如右圖所示為兩個不同閉合電路中兩個不同電源的U-I圖象,則下列說法中正確的是
    A.電動勢E1=E2,短路電流I1>I2
    B.電動勢E1=E2.內阻r1>r2
    C.電動勢E1>E2,內阻r1    D.當兩電源的工作電流變化量相同時,電源2的路端電壓變化較大
    圖中虛線為勻強電場中與場強方向垂直的等間距平行直線。不計重力的兩粒子M、N質量相等,電荷量的絕對值也相等。現(xiàn)將M、N從虛線上的O點以相同速率射出,兩粒子在電場中運動的軌跡分別如圖中兩條實線所示。a、b、c為粒子軌跡與虛線的交點,已知O點電勢高于c點。則
    A.M帶正電,N帶負電
    B.N在a點的速度與M在c點的速度相同
    C.N從O點運動至a點的過程中克服電場力做功
    D.M從O點運動至b點的過程中,電場力對它做功為零
    如圖所示的電路中,電源電動勢為E,內電阻為r,平行板電容器C的兩金屬板水平放置,R1和R2為定值電阻,P為滑動變阻器R的滑動觸頭,G為靈敏電流計,A為理想電流表。開關S閉合后,C的兩板間恰好有一質量為m、電荷量為q的油滴處于靜止狀態(tài),則以下說法正確的是
    A.在P向上移動的過程中,A表的示數(shù)變大,油滴仍然靜止,G中電流由a至b
    B.在P向上移動的過程中,A表的示數(shù)變小,油滴向上加速運動,G中電流由b至a
    C.在P向下移動的過程中,A表的示數(shù)變大,油滴向下加速運動,G中電流由a至b
    D.在P向下移動的過程中,A表的示數(shù)變小,油滴向上加速運動,G中電流由b至a
    第Ⅱ卷(非選擇題共52分)
    實驗題(本題共2小題,共14分。把答案填在相應的橫線上或按照題目的要求作答。)
    (4分)甲圖中游標卡尺的讀數(shù)是mm。
    乙圖中螺旋測微器的讀數(shù)是mm。
    (10分)用伏安法測量一個定值電阻的電阻值,現(xiàn)有的器材規(guī)格如下:
    A.待測電阻Rx(大約100Ω)
    B.電流表A1(量程0~10mA,內阻約100Ω)
    C.電流表A2(量程0~40mA,內阻約40Ω)
    D.電壓表V1(量程0~3V,內阻約5kΩ)
    E.電壓表V2(量程0~15V,內阻約15kΩ)
    F.直流電源(輸出電壓4V,內阻不計)
    G.滑動變阻器R(阻值范圍0~50Ω,允許電流1A)
    H.開關一個、導線若干
    (1)(4分)根據(jù)器材的規(guī)格和實驗要求,為使實驗結果更加準確,電流表應選______,電壓表應選_______(填器材前的序號)。
    (2)(3分)在方框內畫出實驗電路圖,要求電壓和電流的變化范圍盡可能大一些。
    (3)(3分)按電路圖將實物圖連線。
    計算題(本題共4小題,滿分38分。解答應寫出必要的文字說明、方程式和重要演算步驟。只寫出最后答案的不能得分。有數(shù)值計算的題,答案中必須明確寫出數(shù)值和單位。)
    15.(8分)如圖所示,正方形ABCD處在一個勻強電場中,電場線與正方形所在平面平行。已知A、B、C三點的電勢依次為φA=6.0V,φB=4.0V,φC=-2.0V。
    (1)求D點的電勢φD。
    (2)在圖中畫出過A點的電場線(要把作圖過程畫在圖上。只畫最后結果不能得分)。
    16.(8分)如圖所示的電路中,電源的電動勢E=12V,內阻未知,R1=8Ω,R2=1.5Ω,L為規(guī)格“3V,3W”的燈泡,開關S斷開時,燈泡恰好正常發(fā)光,不考慮溫度對燈泡電阻的影響,求:
    (1)燈泡的額定電流和燈絲電阻;
    (2)電源的內阻;
    (3)開關S閉合時,燈泡實際消耗的功率。
    17.(10分)如圖所示電路中,電源電動勢為E,內阻不計,滑動變阻器可調取值為0~2R0,定值電阻阻值為R0,C為平行板電容器,極板長度為,極板間距為,極板的右側距極板L處有一熒光屏。現(xiàn)讓一束質量為m,電荷量為q(q>0)的粒子(不計粒子的重力和粒子之間的作用力)以速度平行于極板沿中線進入電容器,現(xiàn)改變滑動變阻器阻值,并設所有帶電粒子總是能從右側穿出,試求帶電粒子在熒光屏上打擊范圍的豎直寬度多大?
    18.(12分)如圖所示,在豎直平面內固定一光滑圓弧軌道AB,軌道半徑為R=0.4m,軌道點A與圓心O等高。有一傾角θ=30°的斜面,斜面底端C點在圓弧軌道B點正下方、距B點H=1.5m。圓弧軌道和斜面均處于場強E=100N/C、豎直向下的勻強電場中?,F(xiàn)將一個質量為m=0.02kg、帶電量為的帶電小球從A點靜止釋放,小球通過B點離開圓弧軌道沿水平方向飛出,當小球運動到斜面上D點時速度方向恰與斜面垂直,并剛好與一個以一定初速度v0從斜面底端上滑的物塊相遇。若物塊與斜面間動摩擦因數(shù),空氣阻力不計,g取10m/s2,小球和物塊都可視為質點。求:
    (1)小球經(jīng)過B點時對軌道的壓力NB;
    (2)B、D兩點間電勢差UBD;
    (3)物塊上滑初速度v0滿足的條件。
    【答案】
    一、本題共12小題,每小題4分,共48分。其中1~7題為單選,8~12題為多選。
    題號123456789101112
    答案CABCAACACACDADADBC
    二、本題共2小題,共14分。把答案填在相應的橫線上或按照題目的要求作答。
    13.(4分)100.50mm;3.200mm
    14.(1)(4分)CD(2)(3分)電路圖見解析圖
    (3)(3分)實物圖見解析圖
    解析:(1)由于直流電源的電動勢為4V,待測電阻Rx阻值約為100Ω,故通過Rx的電流約為40mA,所以直流毫安表應選C;直流電壓表若選15V量程的,則讀數(shù)誤差較大,故應選D.
    (2)由于要求電壓和電流的變化范圍盡可能大一些,所以滑動變阻器采用分壓式接法;
    由于RVRx=5000100=50>RxRA=10040=2.5,故電流表采用外接法.電路圖如圖所示:
    (3)根據(jù)電路圖,實物圖連線如圖所示:
    三、本題共4小題,滿分38分。解答應寫出必要的文字說明、方程式和重要演算步驟。只寫出最后答案的不能得分。有數(shù)值計算的題,答案中必須明確寫出數(shù)值和單位。
    15.(8分)解析:⑴沿同一勻強電場中任何一個相同方向上,相距同樣距離的兩點間的電壓都是相同的:φA-φB=φD-φC
    代入已知數(shù)得φD=0
    ⑵在BC上取一點M,使BM=2MC,則UM=0,連接DM是等勢面。
    由于電場線跟等勢面垂直,過A點作DM的垂線,就是電場線。方向指向電勢降低方向,因此指向右下方。
    16.(8分)答案:(1)1A3Ω(2)1Ω(3)0.48W
    解析:(1)燈泡的額定電流I0=P0U0=33A=1A
    燈絲電阻RL=U20P0=323Ω=3Ω
    (2)S斷開時,燈L正常發(fā)光,即I1=I0,根據(jù)閉合電路歐姆定律E=I0(R1+RL+r)
    得r=EI0-(R1+RL)=[121-(8+3)]Ω=1Ω
    (3)閉合S時,設外電路總電阻為R外
    R外=RL•R2RL+R2+R1=9Ω
    干路電流為I總=ER外+r=1.2A
    燈兩端的電壓UL=I總•RL•R2RL+R2=1.2V
    燈的實際功率P=U2LRL=0.48W
    17.(10分)解析:當滑動變阻器接入電阻為零時,帶電粒子垂直打在右側O點,偏距為零
    當滑動變阻器接入電阻為時,電容器兩板間電壓,偏距為
    由題意有:
    由以上四式得:
    18.(12分)解析:(1)設小球到達B點的速度為vB,由動能定理和牛頓第二定律有:
    ……………………①
    ……………………②
    ……………………③
    聯(lián)解①②③得:
    NB=1.2N,方向豎直向下?!?BR>    (2)設小球由B點到D點的運動時間為t,加速度為a,下落高度為h有:
    ……………………⑤
    ……………………⑥
    ……………………⑦
    ……………………⑧
    聯(lián)解①⑤⑥⑦⑧得:
    ……………………⑨
    (3)作出小球與物塊的運動示意如圖所示,設C、D間的距離為x,由幾何關系有:
    ……………………⑩
    設物塊上滑加速度為a′,由牛頓運動定律有:
    ……………………⑪
    根據(jù)題意,要物塊與小球相遇,有:
    ……………………⑫
    聯(lián)解⑩⑪⑫得:
    ……………………⑬
    【二】
    一、選擇題:(本題共15個小題,每小題4分,共60分,1--12題給出的四個選項中,只有一個正確答案,13—15題四個選項中,至少有一個正確答案,全部選對得4分,選不全得2分)
    1.關于點電荷的說法,正確的說法是:()
    A.只有體積很小的帶電體才能看成點電荷
    B.體積很大的帶電體一定不能看成點電荷
    C.當兩個帶電體的大小及形狀對它們之間的相互作用力的影響可以忽略時,這兩個帶電體可看成點電荷
    D.一切帶電體在任何情況下都可以看成點電荷
    2.真空中有兩個相同的帶電金屬小球A和B,相距為r,帶電量分別為q和-2q,它們之間相互作用力的大小為F.有一個不帶電的金屬球C,大小跟A、B相同,當C跟A、B小球各接觸一次后拿開,再將A、B間距離變?yōu)?r,那么A、B間的作用力的大小可為:()
    A.3F/64B.0C.3F/82D.3F/16
    3.關于電場,下列說法正確的是()
    A.由E=Fq可知,若q減半,則該處電場強度為原來的2倍
    B.由E=kQr2知,E與Q成正比,而與r2成反比
    C.由E=kQr2知,在以Q為球心,以r為半徑的球面上,各處場強均相同
    D.電場中某點場強方向就是該點所放電荷受到的靜電力的方向
    4.如圖所示是電場中的一條電場線,已知ab=bc,則下列關系式中一定正確的是()
    A.Ea=Eb=EcB.Ea>Eb>Ec
    C.φa>φb>φcD.Uab=Ubc
    5.有A、B兩個電阻,它們的伏安特性曲線如圖所示,從圖線可以判斷()
    A、電阻A的阻值小于電阻B
    B、電阻A的阻值大于電阻B
    C、電壓相同時,流過電阻A的電流強度較小
    D、兩電阻串聯(lián)時,電阻A消耗的功率較大
    6.示波管是一種多功能電學儀器,它的工作原理可以等效成下列情況:如圖所示,真空室中電極K發(fā)出電子(初速度不計),經(jīng)過電壓為U1的加速電場后,由小孔S沿水平金屬板A、B間的中心線射入板中.金屬板長為L,相距為d,當A、B間電壓為U2時電子偏離中心線飛出電場*熒光屏上而顯示亮點.已知電子的質量為m、電荷量為e,不計電子重力,下列情況中一定能使亮點偏離中心距離變大的是()
    A.U1變小,U2變大B.U1變大,U2變大
    C.U1變大,U2變小D.U1變小,U2變小
    7.如圖所示的電路中,電鍵S原來是閉合的,當R1、R2的滑片剛好處于各自的中點位置時,懸在平行板電容器C兩水平極板間的帶電塵埃P恰好處于靜止狀態(tài),能使塵埃P加速向上移動的方法是()
    A.把R1的滑片向上移動B.把R2的滑片向上移動
    C.把R2的滑片向下移動D.斷開電鍵S
    8.某帶電粒子僅在電場力作用下由A點運動到B點,電場線、粒子在A點的初速度及運動軌跡如圖所示,可以判定()
    A.粒子在A點的加速度大于它在B點的加速度
    B.粒子在A點的動能小于它在B點的動能
    C.粒子在A點的電勢能小于它在B點的電勢能
    D.電場中A點的電勢低于B點的電勢
    9.圖中A、B、C三點都在勻強電場中。已知AC⊥BC,∠ABC=600,BC=20cm。把一個q=10-5C的正電荷從A移到B,電場力做功為零;從B移到C,電場力做功為-1.73×10-3J,則該勻強電場的場強大小和方向是:()
    A.865V/m,垂直AB斜向下
    B.865V/m,垂直AC向右
    C.1000V/m,垂直AB斜向下
    D.1000V/m,垂直AC向右
    10.將一電量為q=2×10-6C的點電荷從無窮遠點移至電場中A點,電場力做功4×10-5J,已知電場無窮遠處的電勢為0,則A點的電勢為()
    A.-20VB.-8VC.20VD.8V
    11.某電場的分布如圖所示,帶箭頭的實線為電場線,虛線為等勢面。A、B、C三點的電場強度大小分別為、、,電勢分別為、、,關于這三點的電場強度和電勢的關系,以下判斷正確的是()
    A.<,=B.=,=
    C.<,<D.>,>
    12.根據(jù)電容器的定義式C=Q∕U可知()
    A.電容器所帶電荷量就越多,電容越大
    B.電容器的兩級板間電勢差越大,電容越大
    C.電容器的電容與其帶電荷量成正比,與兩級板間的電勢差成反比
    D.電容器的電容不隨帶電荷量及兩級板間的電勢差的變化而變化
    13.下列說法正確的是()
    A.元電荷實質就是電子(或質子)本身
    B.元電荷是表示跟電子所帶電荷量數(shù)值相等的電荷量
    C.摩擦起電是通過摩擦創(chuàng)造出了等量的異種電荷的過程
    D.不論是摩擦起電還是感應起電,都是電荷的轉移
    14.三個點電荷電場的電場線分布如圖所示,圖中a、b兩點處的場強大小分別為Ea、Eb,電勢分別為φa、φb,則()
    A.Ea>Eb,B.Ea    C.φa<φbD.φa>φb
    15.如圖所示,虛線a、b和c是某靜電場中的三個等勢而,它們的電勢分別為Ua、Ub和Uc,Ua>Ub>Uc.一帶正電的粒子射入電場中,其運動軌跡如實線KLMN所示,由圖可知()
    A.粒子從K到L的過程中,電場力做負功
    B.粒子從L到M的過程中,電場力做負功
    C.粒子從K到L的過程中,電勢能減少
    D.粒子從L到M的過程中,動能增加
    二、計算題(要求寫出規(guī)范的解題步驟,16題12分,17題14分,18題14分共40分)
    16.(12分)用一條絕緣輕繩懸掛一個帶電小球,小球質量為1.0×10-2kg,所帶電荷量為2.0×10-8C.現(xiàn)加一水平方向的勻強電場,平衡時絕緣繩與鉛垂線成30°角,如圖所示,
    (1)判斷小球的電性。
    (2)求該勻強電場的電場強度E的大小.(g=10m/s2)
    17.(14分)如圖所示,在勻強電場中,電荷量q=5.0×10-10C的正電荷由a點移到b點和由a點移到c點,電場力做功都是3.0×10-8J。已知a、b、c三點的
    連線組成直角三角形,ab=20cm,∠a=37°,∠c=90°,求:
    (1)a、b兩點的電勢差Uab;(sin37°=0.6,cos37°=0.8)
    (2)勻強電場的場強大小和方向。
    18.(14分)如圖所示為兩組平行金屬板,一組豎直放置,一組水平放置,今有一質量為m的電子靜止在豎直放置的平行金屬板的A點,經(jīng)電壓U0加速后,通過B點進入兩板間距為d、電壓為U的水平放置的平行金屬板間,最后電子從右側的兩塊平行金屬板之間穿出,已知A、B分別為兩塊豎直板的中點,右側平行金屬板的長度為L,求:
    (1)電子通過B點時的速度大小V
    (2)電子從右側的兩塊平行金屬板之間穿出時的側移距離y