2017-2018学年山西省运城市康杰中学高二上学期期中考试物理试题 解析版

2017-2018学年山西省运城市康杰中学高二上学期期中考试物理试题 解析版

山西省康杰中学2017-2018学年高二上学期期中考试物理试题 一、选择题 ‎ ‎1. 请用学过的电学知识判断下列说法正确的是 A. 超高压带电作业的工人不应该穿含金属丝的衣服 B. 燃气灶中点火器的放电电极一般都做成球形 C. 冬天脱毛线衫时，有时会听到“噼啪”的声音，这是由于内外衣服上电荷放电引起的 D. 打雷时，呆在汽车里比呆在木屋里要危险 ‎【答案】C ‎【解析】电力工人高压带电作业，全身穿戴金属丝网制成的衣、帽、手套、鞋，可以对人体起到静电屏蔽作用，使人安全作业．所以A错误．因为电荷集中于形状比较尖端的地方，即尖端放电，故燃气灶的电子点火器的放电电极做成钉尖型比球形好，所以B错误．冬天脱毛线衫时，有时会听到“噼啪”的声音，这是由于内外衣服上电荷放电引起的，选项C正确；一辆金属车身的汽车也是最好的“避雷所”，一旦汽车被雷击中，它的金属构架会将闪电电流导入地下．所以D错误．故选C．‎ ‎2. 如图所示是真空中两个带等量异种电荷的点电荷A、B周围的电场分布情况（电场线方向未标出）。图中O点为两点电荷连线的中点，MN为两点电荷连线的中垂线上的两点，OM＝ON。下列说法中正确的是 A. O、M、N三点的场强的大小关系是EM＝EN＞EO B. O、M、N三点在同一个等势面上 C. 同一试探电荷在O、M、N三点受到的电场力方向不相同 D. 将一自由电荷从M点静止释放，它将沿MON做直线运动 ‎【答案】B ‎【解析】试题分析：等量异种电荷的中点的场强最大，从中点沿着中垂线向两边逐渐减小，并且是对称的，所以 ‎，所以A错误；等量异种电荷连线的中垂线上的两点，而等量异种电荷连线的中垂线是一条等势线，所以O、M、N三点的电势相同，在一个等势面上，所以B正确；等量异种电荷的中垂线上的电场强度的方向都是水平指向负电荷一侧的，所以O、M、N三点的电场强度方向相同，点受到的电场力方向不相同，所以C错误；把电荷从M点静止释放，电荷受到的电场力是在水平方向的，电荷将向左或向右运动，不会沿MON做直线运动，所以D错误。‎ 考点：电场线 ‎【名师点睛】本题考查的就是点电荷的电场的分布，这要求同学对于基本的几种电场的情况要了解，本题看的就是学生的基本知识的掌握情况，比较简单。‎ ‎3. 一根细橡胶管中灌满盐水，两端用粗短相同的铜丝塞住管口，管中盐水长为40cm时测得电阻为R，若溶液的电阻随长度，横截面积的变化规律与金属导体相同，现将管中盐水柱均匀拉长至50cm（盐水体积不变，仍充满橡胶管）。则盐水柱电阻变为 A. B. C. D. ‎ ‎【答案】D ‎【解析】由于总体积不变，设40cm长时的横截面积为S．所以长度变为50cm后，横截面积S'=，根据电阻定律可知：；，联立两式则R'=R； 故D正确，ABC错误，故选D．‎ ‎4. 如右图，实线表示一匀强电场的电场线，一个带正电荷的粒子射入该电场，虚线是它的运动轨迹， a、b是轨迹上的两点，不计重力，则下面说法中错误的是 A. 场强方向向左 B. 粒子一定是从a点运动到b点 C. a点电势比b点电势高 D. 粒子在a点的电势能大于在b点的电势能 ‎【答案】B ‎5. 用两只完全相同的灵敏电流表分别改装成一只电流表和一只电压表．将它们串联起来接入电路中，如图所示，此时 A. 两只电表的指针偏转角相同 B. 两只电表的指针都不偏转 C. 电流表指针的偏转角小于电压表指针的偏转角 D. 电流表指针的偏转角大于电压表指针的偏转角 ‎【答案】C ‎【解析】试题分析：电流表改装成电压表是串联较大的分压电阻；电流表改装成大量程电流表是并联较小的分流电阻；两表串联后，通过电流表的总电流与电压表的电流相等，由于电流表改装成大量程电流表是并联较小的分流电阻，所以大部分电流通过了分流电阻，通过表头的电流很小，电流表指针的偏转角小于电压表指针的偏转角，故ABD错误，C正确；故选C。‎ 考点：电表的改装 ‎【名师点睛】本题关键是明确电流表和电压表的改装原理，电流表改装成电压表是串联较大的分压电阻；电流表改装成大量程电流表是并联较小的分流电阻；熟悉串联电路的电流特点，基础题。‎ ‎6. 匀强电场方向水平向右，现用一外力将带正电小球拉至图示位置，使轻绳恰好水平伸直。然后将小球由静止释放。已知小球所受电场力大小等于重力大小，不考虑空气阻力，则 A. 小球在下摆过程中速度越来越大 B. 小球在下摆过程中机械能不断增大 C. 整个运动过程中小球电势能与机械能之和一定不变 D. 小球运动至左侧最高点时与右侧初始位置等高 ‎【答案】C ‎【解析】小球受到的电场力水平向右，则小球除受拉力外，还受到重力与电场力．可将此两力等效成一个力，其方向与竖直方向夹角为450的位置，则小球在开始一段时间内小球做变速圆周运动，当摆到重力与电场力合力方向时，小球的速度达到最大，故A错误；小球在下摆过程中，电场力一直做负功，则机械能不断减小，选项B错误；小球受到的电场力水平向右，小球作圆周运动过程中，小球电势能与机械能之和一定不变，故C正确；小球受到的电场力水平向右，小球运动至左侧时最高点即为几何最低点，则一定低于释放位置．故D错误；故选C.‎ ‎7. 如图所示，带有等量异种电荷的两块很大的平行金属板M、N水平正对放置，两板间有一带电微粒以速度v0沿直线运动，当微粒运动到P点时，迅速将M板上移一小段距离，则此后微粒的运动情况可能的是: ‎ A. 沿轨迹①做曲线运动 B. 方向改变沿轨迹②做直线运动 C. 方向不变沿轨迹③做直线运动 D. 沿轨迹④做曲线运动 ‎【答案】C ‎【解析】试题分析：由题，平行金属板所带电量和正对面积都不变，根据推论得知，只改变两板的距离时，板间的场强不变，粒子的受到电场力也不变，微粒的运动方向不变，仍沿轨迹③做直线运动．‎ 故选C 考点：考查了带电粒子在电场中的运动 点评：平行金属板所带电量和正对面积不变，根据推论分析板间场强是否变化，确定微粒的电场力的变化，分析微粒的可能运动情况．‎ ‎8. “电子能量分析器”主要由处于真空中的电子偏转器和探测板组成．偏转器是由两个相互绝缘、半径分别为RA和RB的同心金属半球面A和B构成，A、B为电势值不等的等势面电势分别为φA和φB，其过球心的截面如图所示．一束电荷量为e、质量为m的电子以不同的动能从偏转器左端M的正中间小孔垂直入射，进入偏转电场区域，最后到达偏转器右端的探测板N，其中动能为Ek0的电子沿等势面C做匀速圆周运动到达N板的正中间．忽略电场的边缘效应．下列说法中正确的是 A. A球面电势比B球面电势高 B. 电子在AB间偏转电场中做匀变速运动 C. 等势面C所在处电势大小为 D. 等势面C所在处电场强度的大小为E=‎ ‎【答案】D ‎【解析】电子做匀速圆周运动，电场力提供向心力，受力的方向与电场的方向相反，所以B板的电势较高；故A错误；电子做匀速圆周运动，受到的电场力始终始终圆心，是变力，所以电子在电场中的运动不是匀变速运动．故B错误；该电场是放射状电场，内侧的电场线密，电场强度大，所以UBC＞UCA，即：φC-φB＞φC-φA，所以：φC＜．故C错误．电子在等势面C所在处做匀速圆周运动，电场力提供向心力：；又：，EK0＝mv2，联立以上各式，得：E＝．故D正确；故选D.‎ ‎9. 如图是华为某智能手机电池上的信息，支持低压大电流充电，则 A. 4.35V表示该电池的电动势 B. 3.8V表示该电池的电动势 C. 3000 mAh表示该电池能提供的电能 D. 该电池如果以150mA的电流为用电器供电，则大约可以工作20小时 ‎【答案】BD ‎【解析】4.35V为充电电压，不是该电池的电动势，故A错误；由图可知，3.8V是该电池的电动势，故B正确；mAh为电量的单位，所以3000 mAh表示该电池能提供的电量，故C错误；该电池如果以150mA的电流为用电器供电，则大约可以工作，故D正确．故选BD.‎ ‎10. 如图所示，直线A为电源的路端电压U与电流I的关系图线，直线B是电阻R的两端电压U与电流I的关系图线，用该电源与电阻R组成闭合电路,则下面说法中正确的是 A. 电源的内电阻0.5Ω，电阻R分别1Ω B. 电源的输出功率为4W C. 电源的内阻消耗的功率为4W D. 电源的路端电压为2V ‎【答案】ACD ‎【解析】由闭合电路欧姆定律得：U=E-Ir，可知，当I=0时，U=E，故电源的电动势是3V，，电阻，故A正确；电源的功率为：P=EI=3×2W=6W，电源的内阻消耗的功率为，则电源的输出功率为P出=P-Pr=4W，选项B正确，C错误；电源的路端电压为2V，选项D正确；故选：ABD．‎ ‎11. 如图所示，电源电动势为E，内电阻r，理想电压表V1、V2示数为U1、U2‎ ‎，其变化量的绝对值分别为ΔU1、ΔU2；流经电源的电流为I，其变化量的绝对值为ΔI，在滑动变阻器的触片从右端滑到左端的过程中（灯泡电阻不变化）‎ A. 小灯泡L3变暗，L1、L2变亮 B. 不变 C. D. 减小 ‎【答案】BC ‎【解析】当滑动变阻器的触片P从右端滑到左端时，变阻器接入电路的电阻减小，外电路总电阻减小，总电流增大，路端电压减小，则L2变亮．变阻器的电阻减小，并联部分的电阻减小，则并联部分的电压减小，则L3变暗．总电流增大，而L3的电流减小，则L1的电流增大，则L1变亮．故A正确．根据欧姆定律得=R2，不变，故B正确．由上分析可知，电压表V1的示数减小，电压表V2的示数增大，由于路端电压减小，即两电压表示数之和减小，所以△U1＞△U2．故C正确．由U1=E-I（RL2+r）得：=RL2+r，不变，故D错误．故选ABC.‎ 点睛：本题是电路动态变化分析问题，按“局部→整体→局部”思路进行分析．运用总量法分析两电压表读数变化量的大小．运用欧姆定律定量分析电压表示数变化量与电流表示数变化量的比值变化，这是常用的方法．‎ ‎12. 空间存在一电场，一带负电的粒子仅在电场力作用下从x1处沿x轴负方向运动，初速度大小为v0,其电势能Ep随坐标x变化的关系如图所示，图线关于纵轴左右对称，以无穷远处为零电势能点，粒子在原点O处电势能为E0，在x1处电势能为E1，则下列说法中正确的是 A. 从x1到O之间，该电场的场强先减小后增大 B. 由x1运动到O过程加速度一直减小 C. 粒子经过x1、-x1处速度相同 D. 粒子能够一直沿x轴负方向运动，一定有 ‎【答案】CD ‎【解析】根据电势能与电势的关系：Ep=qφ，场强与电势的关系：，得：．Ep-x图象切线的斜率等于，根据数学知识可知，坐标原点O处切线斜率为零，则坐标原点O处电场强度为零，从x1到O之间，斜率先增加后减小，则该电场的场强先增加后减小，故A错误．由x1运动到O过程，场强先增大后减小，由F=qE知，粒子所受的电场力先增大后减小，根据牛顿第二定律得知，加速度先增大后减小，故B错误．由图看出，x1、-x1两处的电势能相等，根据能量守恒定律得知，粒子经过x1、-x1处速度相同，故C正确．根据公式Ep=qφ，可知，该粒子带负电，从x1处到-x1处，电势先降低后升高，电场方向先沿x轴负方向后沿x轴正方向，电场力先沿x轴正方向后沿x轴负方向，粒子只要能通过原点O，就能一直沿x轴运动，设粒子恰好能到达原点O时的速度为v，则根据能量守恒定律得：mv2=E0-E1，，当v0＞v时，即v0＞粒子能够一直沿x轴负方向运动，故D正确．故选CD.‎ 点睛：解决本题的关键要分析图象斜率的物理意义，判断电势和场强的变化，再根据力学基本规律：牛顿第二定律和能量守恒定律进行分析．‎ 二、填空题 ‎13. 读出下图中游标卡尺和螺旋测微器的读数：‎ 游标卡尺的读数为_________mm.；螺旋测微器的读数为_________mm.‎ ‎【答案】 (1). 11.4mm (2). 0.920mm ‎【解析】10分度的游标卡尺，精确度是0.1mm，游标卡尺的主尺读数为11mm，游标尺上第4个刻度和主尺上某一刻度对齐，所以游标读数为4×0.1mm=0.4mm，所以最终读数为：11mm+0.4mm=11.4mm；‎ 螺旋测微器的固定刻度为0.5mm，可动刻度为42.0×0.01mm=0.420mm，所以最终读数为0.5mm+0.420mm=0.920mm=0.0920cm；‎ 故答案为：11.4；0.0920。‎ ‎14. 某物理学习小组的同学在研究性学习过程中，用伏安法研究某电子元件R1的伏安特性曲线，已知该电子元件的电阻约为120Ω。现在通过实验描绘一个这个电子元件伏安特性曲线，要求多次测量并尽可能减小实验误差，现有电源（电动势6V，内阻不计）、电流表A0（0-500μA，内阻1000Ω）、定值电阻R0、开关和导线若干，其他可供选用的器材如下：‎ A．电流表（0~50mA，内阻约5Ω） B．电流表（0~0.6A，内阻约为0.2Ω）‎ C．滑动变阻器（0~10Ω，额定电流1.0A） D．滑动变阻器（0~50Ω，额定电流0.2A）‎ ‎（1）为了测定小灯泡上的电压，可以将电流表A0串联定值电阻的阻值R0=_______Ω，将其改装成一个量程为6.0V的电压表 ‎（2）根据题目提供的实验器材，请你设计测量电子元件R1伏安特性曲线的电路原理图（R1可用“”表示）（请画在方框内）__________‎ ‎（3）为减小测量误差并便于操作，实验中电流表应选用_________，滑动变阻器应选用________（选填器材前的字母）。‎ ‎【答案】 (1). (1) 11000Ω (2). (2)电路图如图所示；‎ ‎ (3). (3)A (4). C ‎【解析】（1）根据串并联电路规律可知，； （2）根据题意可知，要画出对应的伏安特性曲线应采用分压接法，同时因电流表内阻较小，故应 ；故采用电流表外接法；如图；‎ ‎ ③电源电动势为6V，电阻约为120Ω；则电流约为： =0.5A；故电流表选择B；因采用分压接法，故滑动变阻器选择总阻值较小的C；‎ 三、计算题 ‎15. 如图所示为匀强电场中的一组等势面，若A、B、C、D相邻两点间的距离都是2㎝，P点到A点距离为1.4㎝，e =－1.6×10―19C. 求：‎ ‎（1）场强的大小与方向；‎ ‎（2）P点的电势；‎ ‎（3）电子在P点的电势能。‎ ‎【答案】（1）100V/m；方向垂直等势面与AD夹600角向左上（2）-0.3V（3）4.8x10-18J ‎ ‎【解析】试题分析：（1）如下图所示，电场线和等势面是垂直的关系，而且从高电势指向低电势。从示意图读出任意相邻两点间的电势差，沿电场线方向的距离 所以匀强电场的强度，方向与AD成60角斜向左上方。‎ ‎（2），带入数据即 整理得 ‎（3）电子在P点的电势能 考点：匀强电场电场强度和电势差的关系 电场力做功和电势能电势差的关系 ‎16. 如右图所示，A、B两点间接一电动势为4V，内电阻为1Ω的直流电源，电阻R1、R2、R3的阻值均为4Ω，电容器的电容为30μF，电流表的内阻不计，求：‎ ‎（1）电流表的读数；‎ ‎（2）电容器所带的电荷量；‎ ‎（3）断开电源后，通过R2的电荷量。‎ ‎【答案】（1）0.8A（2）9.6×10－5C（3）4.8×10－5C ‎【解析】试题分析：(1)由于R1、R2被短路，接入电路的有效电阻仅有R3，则I＝＝A＝0.8 A.‎ ‎(2)电容器C两端电压与R3两端电压相同，故电容器电荷量 Q＝C·I·R3＝30×10－6×0.8×4 C＝9.6×10－5C.‎ ‎(3)断开电源，R1和R2并联，与R3、C构成放电回路，故通过R2的电荷量 考点：全电路的欧姆定律；电容器 ‎17. 如图所示，电解槽A和电炉B并联后接到电源上，电源内阻r=1Ω，电炉电阻R=19Ω，电解槽电阻r′=0.5Ω．当S1闭合、S2断开时，电炉消耗功率为684W；S1、S2都闭合时电炉消耗功率为475W（电炉电阻可看做不变），试求：‎ ‎ ‎ ‎（1）电源的电动势；‎ ‎（2）S1、S2闭合时，流过电解槽的电流大小；‎ ‎（3）S1、S2闭合时，电解槽中电能转化成化学能的功率。‎ ‎【答案】（1）120V（2）20A（3）1700W ‎【解析】试题分析：（1）S1闭合，S2断开时电炉功率为P1，电炉中电流．‎ 电源电动势 ‎（2）都闭合时电炉功率为，电炉中电流为 电源路端电压为 流过电源的电流为．‎ 流过电槽的电流为 ‎（3）电解槽消耗的电功率 电解槽内热损耗功率 电解槽转化成化学能的功率为 考点：考查了电功率的计算 ‎【名师点睛】电解槽电路在正常工作时是非纯电阻电路，不能用欧姆定律求解其电流，只能根据电路中电流关系求电流．‎ ‎18. 一电子以水平速度v0沿两平行金属板A、B的轴线MN射入，两金属板间电压UAB的变化规律如图所示．已知电子质量为m，电荷量为e，电压周期为T，电压为U0‎ ‎（1）若电子从t=0时刻进入两板间，且能从板右边水平飞出，则金属板可能为多长？‎ ‎（2）若电子从t=0时刻进入两板间，且在半个周期内恰好能从板的上边缘飞出，则电子飞出速度为多大？‎ ‎（3）若电子能从板右边N点水平飞出，电子应在哪一时刻进入两板间？两板间距离至少为多大？‎ ‎【答案】（1）l=nv0T(n=1,2,3,…..)（2）（3）‎ ‎【解析】（1）粒子能水平从右边飞出,经过时间应满足:t=nT  ‎ 又因水平方向匀速运动,所以板长为: l=nv0T(n=1,2,3,…..)‎ ‎（2）电子加速过程中:  ‎ ‎ 计算得出 ‎（3）要粒子从O'点水平飞出,电子进入时刻应为:（n=0,1,2,3…..）‎ ‎...............‎ 在半周期内竖直位移为  ‎ 又 ‎ 电子不与板相碰,必须满足条件:   ‎ 由上式得两板间距离至少为: ‎ ‎ ‎