高二物理上學(xué)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(guān)于電場強(qiáng)度和電勢的敘述正確的是
    A.在勻強(qiáng)電場中,場強(qiáng)處處相同,電勢也處處相等
    B.在正點(diǎn)電荷形成的電場中,離點(diǎn)電荷越遠(yuǎn),電勢越高,場強(qiáng)越小
    C.等量異種點(diǎn)電荷形成的電場中,取無限遠(yuǎn)處為電勢零點(diǎn),兩電荷連線中點(diǎn)的電勢為零,場強(qiáng)不為零
    D.在任何電場中,場強(qiáng)越大的地方,電勢也越高
    關(guān)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(zhuǎn)化為電能的本領(lǐng)越大
    C.電源電動勢的數(shù)值等于內(nèi)、外電壓之和
    D.電源電動勢與外電路的組成無關(guān)
    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?jǐn)嚅_,再緩慢增大兩板距離。設(shè)兩種情況下增大極板距離后,板間場強(qiáng)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(qiáng)
    將截面均勻、長為L、電阻為R的金屬導(dǎo)線截去,再拉長至L,則導(dǎo)線電阻變?yōu)?BR>    A.B.C.D.nR
    等量異種點(diǎn)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(diǎn),如圖所示,現(xiàn)將一個帶負(fù)電的檢驗(yàn)電荷先從圖中a點(diǎn)沿直線移到b點(diǎn),再從b點(diǎn)沿直線移到c點(diǎn),則檢驗(yàn)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(nèi)阻Rg=500Ω,若要將它改裝成量程為3V的電壓表,則應(yīng)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(dǎo)體殼內(nèi)放一負(fù)電荷q,則殼內(nèi)的a點(diǎn)、殼上的b點(diǎn)、殼外的c點(diǎn)的電場強(qiáng)度和電勢的關(guān)系應(yīng)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(qiáng)電場電離為電子和正離子,電子在向A極運(yùn)動過程中被煙氣中的煤粉俘獲,使煤粉帶負(fù)電,最終被吸附到A極上,排出的煙就比較清潔了。有關(guān)靜電除塵的裝置,下列說法正確的是
    A.金屬管A應(yīng)接高壓電源的正極,金屬絲B接負(fù)極
    B.金屬管A應(yīng)接高壓電源的負(fù)極,金屬絲B接正極
    C.C為煙氣的進(jìn)氣口,D為排氣口
    D.D為煙氣的進(jìn)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(nèi)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(dāng)開關(guān)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(nèi)阻r1>r2
    C.電動勢E1>E2,內(nèi)阻r1    D.當(dāng)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(qiáng)電場中與場強(qiáng)方向垂直的等間距平行直線。不計重力的兩粒子M、N質(zhì)量相等,電荷量的絕對值也相等?,F(xiàn)將M、N從虛線上的O點(diǎn)以相同速率射出,兩粒子在電場中運(yùn)動的軌跡分別如圖中兩條實(shí)線所示。a、b、c為粒子軌跡與虛線的交點(diǎn),已知O點(diǎn)電勢高于c點(diǎn)。則
    A.M帶正電,N帶負(fù)電
    B.N在a點(diǎn)的速度與M在c點(diǎn)的速度相同
    C.N從O點(diǎn)運(yùn)動至a點(diǎn)的過程中克服電場力做功
    D.M從O點(diǎn)運(yùn)動至b點(diǎn)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(nèi)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(guān)S閉合后,C的兩板間恰好有一質(zhì)量為m、電荷量為q的油滴處于靜止?fàn)顟B(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(yùn)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(yùn)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(yùn)動,G中電流由b至a
    第Ⅱ卷(非選擇題共52分)
    實(shí)驗(yàn)題(本題共2小題,共14分。把答案填在相應(yīng)的橫線上或按照題目的要求作答。)
    (4分)甲圖中游標(biāo)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(nèi)阻約100Ω)
    C.電流表A2(量程0~40mA,內(nèi)阻約40Ω)
    D.電壓表V1(量程0~3V,內(nèi)阻約5kΩ)
    E.電壓表V2(量程0~15V,內(nèi)阻約15kΩ)
    F.直流電源(輸出電壓4V,內(nèi)阻不計)
    G.滑動變阻器R(阻值范圍0~50Ω,允許電流1A)
    H.開關(guān)一個、導(dǎo)線若干
    (1)(4分)根據(jù)器材的規(guī)格和實(shí)驗(yàn)要求,為使實(shí)驗(yàn)結(jié)果更加準(zhǔn)確,電流表應(yīng)選______,電壓表應(yīng)選_______(填器材前的序號)。
    (2)(3分)在方框內(nèi)畫出實(shí)驗(yàn)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(shí)物圖連線。
    計算題(本題共4小題,滿分38分。解答應(yīng)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(qiáng)電場中,電場線與正方形所在平面平行。已知A、B、C三點(diǎn)的電勢依次為φA=6.0V,φB=4.0V,φC=-2.0V。
    (1)求D點(diǎn)的電勢φD。
    (2)在圖中畫出過A點(diǎn)的電場線(要把作圖過程畫在圖上。只畫最后結(jié)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(nèi)阻未知,R1=8Ω,R2=1.5Ω,L為規(guī)格“3V,3W”的燈泡,開關(guān)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(nèi)阻;
    (3)開關(guān)S閉合時,燈泡實(shí)際消耗的功率。
    17.(10分)如圖所示電路中,電源電動勢為E,內(nèi)阻不計,滑動變阻器可調(diào)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(cè)距極板L處有一熒光屏?,F(xiàn)讓一束質(zhì)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(jìn)入電容器,現(xiàn)改變滑動變阻器阻值,并設(shè)所有帶電粒子總是能從右側(cè)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(nèi)固定一光滑圓弧軌道AB,軌道半徑為R=0.4m,軌道點(diǎn)A與圓心O等高。有一傾角θ=30°的斜面,斜面底端C點(diǎn)在圓弧軌道B點(diǎn)正下方、距B點(diǎn)H=1.5m。圓弧軌道和斜面均處于場強(qiáng)E=100N/C、豎直向下的勻強(qiáng)電場中。現(xiàn)將一個質(zhì)量為m=0.02kg、帶電量為的帶電小球從A點(diǎn)靜止釋放,小球通過B點(diǎn)離開圓弧軌道沿水平方向飛出,當(dāng)小球運(yùn)動到斜面上D點(diǎn)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(zhì)點(diǎn)。求:
    (1)小球經(jīng)過B點(diǎn)時對軌道的壓力NB;
    (2)B、D兩點(diǎn)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(yīng)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(shí)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(yīng)選C;直流電壓表若選15V量程的,則讀數(shù)誤差較大,故應(yīng)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(shí)物圖連線如圖所示:
    三、本題共4小題,滿分38分。解答應(yīng)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(qiáng)電場中任何一個相同方向上,相距同樣距離的兩點(diǎn)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(diǎn)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(diǎn)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(shè)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(shí)際功率P=U2LRL=0.48W
    17.(10分)解析:當(dāng)滑動變阻器接入電阻為零時,帶電粒子垂直打在右側(cè)O點(diǎn),偏距為零
    當(dāng)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(shè)小球到達(dá)B點(diǎn)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(shè)小球由B點(diǎn)到D點(diǎn)的運(yùn)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(yùn)動示意如圖所示,設(shè)C、D間的距離為x,由幾何關(guān)系有:
    ……………………⑩
    設(shè)物塊上滑加速度為a′,由牛頓運(yùn)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(xiàng)中,只有一個正確答案,13—15題四個選項(xiàng)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(guān)于點(diǎn)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(diǎn)電荷
    B.體積很大的帶電體一定不能看成點(diǎn)電荷
    C.當(dāng)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(diǎn)電荷
    D.一切帶電體在任何情況下都可以看成點(diǎn)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(dāng)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(guān)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(qiáng)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(qiáng)均相同
    D.電場中某點(diǎn)場強(qiáng)方向就是該點(diǎn)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(guān)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(qiáng)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(xué)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(dāng)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(diǎn).已知電子的質(zhì)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(diǎn)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(dāng)R1、R2的滑片剛好處于各自的中點(diǎn)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?fàn)顟B(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.?dāng)嚅_電鍵S
    8.某帶電粒子僅在電場力作用下由A點(diǎn)運(yùn)動到B點(diǎn),電場線、粒子在A點(diǎn)的初速度及運(yùn)動軌跡如圖所示,可以判定()
    A.粒子在A點(diǎn)的加速度大于它在B點(diǎn)的加速度
    B.粒子在A點(diǎn)的動能小于它在B點(diǎn)的動能
    C.粒子在A點(diǎn)的電勢能小于它在B點(diǎn)的電勢能
    D.電場中A點(diǎn)的電勢低于B點(diǎn)的電勢
    9.圖中A、B、C三點(diǎn)都在勻強(qiáng)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(qiáng)電場的場強(qiáng)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(diǎn)電荷從無窮遠(yuǎn)點(diǎn)移至電場中A點(diǎn),電場力做功4×10-5J,已知電場無窮遠(yuǎn)處的電勢為0,則A點(diǎn)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(shí)線為電場線,虛線為等勢面。A、B、C三點(diǎn)的電場強(qiáng)度大小分別為、、,電勢分別為、、,關(guān)于這三點(diǎn)的電場強(qiáng)度和電勢的關(guān)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(shí)質(zhì)就是電子(或質(zhì)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(yīng)起電,都是電荷的轉(zhuǎn)移
    14.三個點(diǎn)電荷電場的電場線分布如圖所示,圖中a、b兩點(diǎn)處的場強(qiáng)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(yùn)動軌跡如實(shí)線KLMN所示,由圖可知()
    A.粒子從K到L的過程中,電場力做負(fù)功
    B.粒子從L到M的過程中,電場力做負(fù)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(zhì)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(qiáng)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(qiáng)電場的電場強(qiáng)度E的大小.(g=10m/s2)
    17.(14分)如圖所示,在勻強(qiáng)電場中,電荷量q=5.0×10-10C的正電荷由a點(diǎn)移到b點(diǎn)和由a點(diǎn)移到c點(diǎn),電場力做功都是3.0×10-8J。已知a、b、c三點(diǎn)的
    連線組成直角三角形,ab=20cm,∠a=37°,∠c=90°,求:
    (1)a、b兩點(diǎn)的電勢差Uab;(sin37°=0.6,cos37°=0.8)
    (2)勻強(qiáng)電場的場強(qiáng)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(zhì)量為m的電子靜止在豎直放置的平行金屬板的A點(diǎn),經(jīng)電壓U0加速后,通過B點(diǎn)進(jìn)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(cè)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(diǎn),右側(cè)平行金屬板的長度為L,求:
    (1)電子通過B點(diǎn)時的速度大小V
    (2)電子從右側(cè)的兩塊平行金屬板之間穿出時的側(cè)移距離y