山东省菏泽市2020-2021学年高二上学期期中考试物理试卷（B卷） Word版含解析

山东省菏泽市2020-2021学年高二上学期期中考试物理试卷（B卷） Word版含解析

- 1 - 2020-2021 学年山东省菏泽市高二（上）期中物理试卷（B 卷） 1. 关于能量和能源，下列说法中正确的是 A. 化石能源是清洁能源；水能是可再生能源 B. 人类在不断地开发和利用新能源，所以能量可以被创造 C. 在能源的利用过程中，由于能量在数量上并未减少，所以不需要节约能源 D. 能量耗散现象说明：在能量转化的过程中，虽然能的总量并不减小，但能量品质降低了 【答案】D 【解析】 【详解】A．化石能源不是清洁能源；水能是可再生能源，选项 A 错误； B．人类在不断地开发和利用新能源，但是能量是不可以被创造的，选项 B 错误； C．在能源的利用过程中，虽然能量在数量上并未减少，但是能源的品质再降低，所以还需要 节约能源，选项 C 错误； D．能量耗散现象说明：在能量转化的过程中，虽然能的总量并不减小，但能量品质降低了， 选项 D 正确. 故选 D。 2. 富兰克林提出存在正、负两种电荷，但物体通常呈电中性，这是因为（ ） A. 物体没有电荷 B. 通常物体所带的正负电荷一样多 C. 物体很容易失去电荷 D. 以上说法都不正确 【答案】B 【解析】 【详解】物体通常呈电中性，即物体不带电，这是由于物体所带正负电荷一样多，物体对外 不显电性造成的。故 ACD 错误，B 正确。 故选 B。 3. 如图是某电场区域的电场线分布，A、B、C 是电场中的三个点，下列说法正确的是（ ） - 2 - A. A 点的电场强度最大 B. B 点的电场强度最小 C. 把一个正的点电荷依次放在这三点时，其中放在 B 点时它受到的静电力最大 D. 把一个带负电的点电荷放在 A 点时，它所受的静电力方向和 A 点的电场强度方向一致 【答案】C 【解析】 【详解】如图，B 处电场线最密，电场强度最大，电场最强．A 处电场线最疏，电场强度最小， 电场最弱．故 AB 错误 根据 F=Eq，可知把一个正的点电荷依次放在这三点时，其中放在 B 点时它受到的静电力最大， 故 C 正确 负电荷所受电场力的方向跟场强反向相反，所以把一个带负电的点电荷放在 A 点时，它所受 的静电力方向和 A 点的电场强度方向相反，故 D 错误 所以应该选 C 4. 根据电容器的电容的定义式 QC U  ,可知（ ） A. 电容器带的电荷量 Q 越多，它的电容C 就越大 B. 电容器两极板之间的电势差U 越大，它的电容C 就越小 C. 电容器的电容大小与电容器的带电情况无关 D. 电容器不带电时，其电容为零 【答案】C 【解析】 【详解】AB.根据电容的定义式 QC U  ，采用的是比值法定义，可知 C 与 Q、U 无关．故 AB 错误； C.电容是反映电容器容纳电荷本领大小的物理量，由电容器本身决定，C 与 Q 无关，故 C 正 确； D.电容器不带电时，其电容不为零，故 D 错误； 故选 C。 - 3 - 5. 下列 4 个图中，a、b 两点电势相等、电场强度矢量也相等的是（ ） A. B. C. D. 【答案】D 【解析】 【详解】A．极板之间为匀强电场，电场强度相等，沿电场线方向电势降低，所以 a、b 两点 电势不同，A 错误； B．a、b 两点处于点电荷的某一等势面上，所以电势相等，场强大小相等，方向不同，B 错误； C．a、b 两点关于等量同种电荷对称，所以电势相等，但是场强等大反向，C 错误； D．等量异种电荷连线的中垂线上电势处处相等，电场强度方向相同，a、b 两点处于等量异种 电荷连线的中垂线上，电势相等，根据场强的叠加法则可知两点处的场强大小也相同，D 正确。 故选 D。 6. 在静电场中，将一正电荷从 a 点移到 b 点，电场力做了负功，则（ ） A. 该电荷的动能可能减小 B. b 点的电场强度一定比 a 点大 C. b 点的电势一定比 a 点高 D. 各点的场强方向一定由 b 指向 a 【答案】AC 【解析】 【详解】A．若只有电场力做负功，则该电荷的动能一定减小，若还有其它力做功，则电荷的 动能不一定减小，选项 A 正确； B．由于电场力正负与场强的大小没有直接关系，故无法判断 a、b 两点电场强度大小，选项 B 错误； CD．电场力做负功，则电荷电势能增加，又由于正电荷在高电势点电势能较大，则 b 点的电 势一定比 a 点高，但是各点的场强方向不一定由 b 指向 a，选项 C 正确，D 错误； 故选 AC。 7. 我国北京正负电子对撞机的储存环是周长为 240 m 的近似圆形轨道，当环中的电流是 10 mA 时(设电子的速度是 3×107m/s)，在整个环中运行的电子数目为(电子电量 e=1.6×10－19C)( ) - 4 - A. 5×1011 个 B. 5×1010 个 C. 1×102 个 D. 1×104 个 【答案】A 【解析】 试 题 分 析 ： 电 子 运 动 一 周 用 的 时 间 ： 6 7 240 8 103 10 / s mt sv m s     ， 因 为 QI t  ， 6 80.01 8 10 8 10Q It A s C       ， 在 整 个 环 中 运 行 的 电 子 数 目 8 11 19 8 10 5 101.6 10 / Cn C 个      个，A 正确． 考点：考查了电流的宏观定义 【名师点睛】知道电子的速度和周长，利用速度公式求电子运动一周用的时间，再根据电流 定义式求电荷量，而一个电子电荷量 191.6 10e C  ，可求在整个环中运行的电子数目． 8. 如图所示电路的三根导线中有一根是断的。电源、电阻器 R1、R2 及另外两根导线都是好的。 为了查出断导线，某学生想先用万用表的红表笔连接在电源的正极 a，再将黑表笔分别连接在 电阻器 R1 的 b 端和 R2 的 c 端，并观察万用表指针的示数。在下列选挡中，符合操作规程的是： （ ） A. 直流 10V 挡 B. 直流 0.5A 挡 C. 直流 2.5V 挡 D. 欧姆挡 【答案】A 【解析】 【详解】用欧姆档要把电源断开，本题操作没有，所以不用欧姆档；用电流档要用较大量程， 本题的电流表量程的 0.5A 太小；由于电源的电动势为 6V，用电压档检测其量程要大于 6V， 故 A 正确，B、C、D 错误； 故选 A。 9. 在如图所示的负点电荷 O 产生的电场中，一检验电荷从 A 点分别移到 B、C、D、E（四点 均在以 O 为圆心的圆周上），则下列情况正确的是（ ） - 5 - A. 从 A 到 B 做功最大 B. 从 A 到 E 做功最大 C. 做功一样大 D. A 点比 D 点电势高 【答案】C 【解析】 【详解】以点电荷 Q 为中心的球面上所有各点的场强的大小相等而方向不同；该球面是等势 面。因为负点电荷的等势面是以负电荷为球心的同心球面，B、C、D、E 在同一个等势面上， 故检验电荷在 B、C、D、E 具有的电势能相等，故从 A 点分别移到 B、C、D、E 各点电势能 的变化量相同，静电力做的功也相同，沿电场线的方向电势降低，故 A 点电势低于 D 点。 故选 C。 10. 如图所示，带箭头的直线是某一电场中的一条电场线，在这条线上有 A 、 B 两点，用 EA、 EB 表示 A 、 B 两处的电场强度，则 A. A 、 B 两处的电场强度方向相同 B. 因为 A 、B 在一条电场线上，所以 EA=EB C. 电场线从 A 指向 B，所以 EA＞EB D. 负点电荷在 a 点所受的静电力方向与 E 的方向相反 【答案】AD 【解析】 【分析】 【详解】A.由题，A、B 两点所在的电场线是直线，A、B 两点电场强度方向必定相同，故 A 正 确； BC.A.B 在一条电场线上，电场线方向由 A 指向 B，电场线的疏密表示电场强度的相对大小， - 6 - 由于无法判断电场线的疏密，也就无法判断 A、B 两点电场强度的大小，故 BC 错误； D.电场强度的方向为正点电荷在该点受到的电场力的方向，与负电荷在该点受到的电场力方 向相反，故 D 正确。 11. 如图所示是使用静电计探究平行板电容器电容与哪些因素有关的实验装置。充电后的平行 板电容器 A 板带正电且固定在绝缘支架上，用导线将 A 板与静电计的金属小球相连，将带负 电的 B 板与静电计的金属外壳同时接地，要使静电计的指针张角变小，可采用的方法是（ ） A. 减小 A 板与 B 板之间的水平距离 B. A 板位置不动，将 B 板稍微竖直向上平移 C. 将玻璃板插入 A 板与 B 板之间 D. A 板位置不动，将 B 板向左移动 【答案】AC 【解析】 【详解】A．减小 A 板与 B 板之间的水平距离，根据电容的决定式 4 SC kd   可知电容 C 变大，而电容器的电量 Q 不变，根据电容的定义式 QC U  可知板间电势差 U 减小，则静电计指针张角变小，故 A 正确； B．A 板位置不动，将 B 板稍微竖直向上平移，两极板正对面积减小，根据电容的决定式 4 SC kd   可知电容 C 减小，而电容器的电量 Q 不变，根据电容的定义式 QC U  可知板间电势差 U 增大，则静电计指针张角变大，故 B 错误； C．将玻璃板插入 A 板与 B 板之间，根据电容的决定式 4 SC kd   可知电容 C 增大，而电容器的电量 Q 不变，根据电容的定义式 - 7 - QC U  可知板间电势差 U 减小，则静电计指针张角变小，故 C 正确； D．A 板位置不动，将 B 板向左移动，增大两极板之间的水平距离，根据电容的决定式 4 SC kd   可知电容 C 减小，而电容器的电量 Q 不变，根据电容的定义式 QC U  可知板间电势差 U 增大，则静电计指针张角变大，故 D 错误； 故选 AC 。 12. 电饭锅工作时有两种状态。一种是锅内水烧干前的加热状态，另一种是锅内水烧干后保温 状态，如图所示是电饭锅电路原理示意图，K 是感温材料制造的开关。下列说法中正确的是 （ ） A. 其中 R2 是供加热用的电阻丝 B. 当开关 S 接通时电饭锅为加热状态，S 断开时为保温状态 C. 要使 R2 在保温状态时的功率为加热状态的一半， 1 2 R R 应为 2：1 D. 要使 R2 在保温状态时的功率为加热状态时一半， 1 2 R R 应为  2 1 :1 【答案】ABD 【解析】 【详解】AB．如图所示，由 2UP R 得，当接通 K 时，电阻变小，功率变大，处于加热状态； 当断开 K 时，电阻变大，功率变小，处于保温状态，则 R2 是供加热用的电阻丝，当开关 K 接 通时电饭锅为加热状态，K 断开时为保温状态，故 AB 正确； CD．使 R2 在保温状态时的功率为加热状态的一半，由 P=I2R 可得：电阻 R2 在保温与加热状 态下的电流之比1: 2 ，所以 - 8 - 1 2 2( 2 :1R R R ): 则 1 1: ( 2 1) :1R R   故 C 错误，D 正确。 故选 ABD。 13. 有一圆柱体的未知合金，为测定其电阻率，某同学做了如下操作 （1）用螺旋测微器测其直径 d，如图，读数是___________mm （2）再用游标卡尺测其长度 l，如图，读数是___________cm （3）若已知该合金的电阻为 R，则该合金的电阻率的表达式 ρ=__________(请用上述字母 d、 l、R 表示)． 【答案】 (1). 2.150 (2). 1.240 (3). 2 4 d R l   【解析】 【详解】（1）[1]．用螺旋测微器测其直径 d=2mm+0.01mm×15.0=2.150mm （2）[2]．用游标卡尺测其长度 l=1.2cm+0.05mm×8=1.240cm （3）[3]．若已知该合金的电阻为 R，则由 21 4 l lR S d      - 9 - 解得合金的电阻率的表达式 2 4 d R l   ． 14. 用电流表、电压表测电源（两节干电池）的电动势 E 和内阻 r，所给的器材有： A．电压表 V：0~3V~5V； B．电流表 A：0~0.6A~3A； C．滑动变阻器 1R （总电阻 20Ω）； D．滑动变阻器 2R （总电阻 1000Ω）； E．开关 S 和导线若干 (1)实验中应选择的电压表量程为___________（填“3”或“15”V），电流表量程为_________ （填“0.6”或“3”A），变阻器为___________（填选项前的字母）。 (2)学生选择合适的量程和器材，安装如图甲所示连接电路，作出了如图乙所示的 U-I 图线， 根据图线求得电源的电动势 E=_____V，内阻 r=_______Ω。 【答案】 (1). 3 (2). 0.6 (3). C (4). 3.0 (5). 3.6 【解析】 【详解】(1)[1][2][3]由于电源电动势约 3V，电压表的量程应选择 3V；实验中，电流不宜过大， 电流表的量程应选择 0.6A；电源内阻一般为几欧姆到几十欧姆，为调节电压、电流方便，滑 动变阻器应选择总电阻为 20Ω的较小的。 (2)[4][5]根据闭合电路欧姆定律 E U Ir  可得 - 10 - U E Ir  则 U-I 图线与纵轴的交点等于电源电动势，故电源电动势等于 3V；U-I 图线的斜率等于电源 内阻 3.0 1.5 3.60.42r     15. 风能作为一种清洁的可再生能源，越来越受到世界各国的重视，如图所示的风力发电机是 把风的动能转为电能的装置。测得某地的平均风速为 5m/s，已知空气密度是 31.2kg / m ，风 力发电机的车叶转动时可形成半径为 12m 的圆面，如果这个风车能将此圆内10% 气流的动能 转变为电能，则该风车带动的发电机功率是多大？ 【答案】3.4kW 【解析】 【详解】用 S 表示风力发电机的车叶转动形成的圆面积。将 t 时间内的流过 S 的风看作一个风 柱，设该风柱长度为 L，里面空气的质量为 m，根据质量与密度和体积关系有 2m V SL Svt R vt          这部分空气的动能 2 2 2 2 3 k 1 1 1 2 2 2E mv R vt v R v t          根据题意有 k 10%E E 电 2 31 10%2 3.4kW R v tEP t t       电 16. 将 54 10 C 的正电荷，从电场中的 A 点移到 B 点，电场力做正功 42 10 J 。 (1)A、B 两点的电势差多大？ (2)将一带电量为 55 10 C  的电荷从 A 点移到 B 点，电场力做多少功？是正功还是负功？ 【答案】(1)5V；(2) 42.5 10 J ，负功。 - 11 - 【解析】 【详解】(1)A、B 两点的电势差 4 5 2 10 V 5V4 10 AB AB WU q      (2)将一带电量为 55 10 C  的电荷从 A 点移到 B 点时，A、B 两点的电势差不变，则电场力做 功为 5 45 10 5J 2.5 10 JAB ABW q U           负号表示做负功。 17. 如图所示，电荷量 72 10Q C  的正点电荷 A 固定在空间中 O 点，将质量 42 10 kgm   、电荷量 71 1 C0q   的另一正点电荷 B 从 O 点正上方 0.5m 的某处由静止释 放，B 运动过程中速度最大位置在 P 点。若静电力常量 9 2 29 10 N m / Ck    ，重力加速度 g 取 210m / s ，求： (1)B 释放时所受库仑力的大小； (2)B 释放时的加速度大小； (3)P、O 间的距离 L。 【答案】(1) 47.2 10 N ；(2) 26.4m / s ；(3) 0.3m 【解析】 【详解】(1)根据库仑定律可得 B 释放时所受库仑力的大小 9 7 7 4 2 2 9 10 2 10 1 N10 N 7.2 100.5 QqF k l           (2)根据牛顿第二定律，则有 - 12 - mg F ma  代入数据解得 26.4m/sa  (3)速度最大时加速度为零，由力的平衡条件，则有 F mg 代入数据解得 0.3mL  18. 如图所示为某显像设备内电场的简化模型。 在 y 轴左侧存在水平向左的匀强电场，右侧 存在竖直向上的匀强电场，场强大小均为 E。 电子枪在 A 处无初速释放一质量为 m，电荷量 为 e 的电子，A 点的坐标为（-L，L），不计电子重力。 求： (1)电子进入第一象限的速度大小； (2)电子从释放到达 x 轴所需的时间； (3)若在 B 点 ( , )2 LL 无初速释放电子，则电子经过 x 轴上的点到 O 点的距离。 【答案】(1) 2eEL m ；(2) 22 mL eE ；(3) 2L 【解析】 【详解】(1)由动能定理则有 21 02eEL mv  可得 2eELv m  (2)在 A 处释放加速运动至 y 轴后，做类平抛运动到达 x 轴，设匀加速直线运动时间为 1t ，则 有 - 13 - 1 vt a  eEa m  可得 1 2mLt eE  进入第一象限后，由 y 轴分运动得 2 2 1 2L at 可得 2 2mLt eE  粒子由释放到 x 轴的时间 1 2 22 mLt t t eE    (3)粒子在第一象限运动时间为 3t ，则有 2 3 1 2 2 L at 则粒子到达 x 轴时有 3x vt 则电子经过 x 轴上的点到 O 点的距离为 2x L