河南省开封市高中2020学年高二物理上学期12月月考试题（含解析）

河南省开封市高中2020学年高二物理上学期12月月考试题（含解析）

开封高中2020学年度上学期12月月考高二物理试卷 ‎ 一、单选题：‎ ‎1. 一个直流电动机，线圈电阻恒定为0.5Ω；若把电动机接2.0V电压能正常工作，此时经过线圈的电流是1.0A，则电动机的输出功率P出是 A. B. ‎ C. D. ‎ ‎【答案】C ‎【解析】试题分析：电动机为非纯电阻电路；明确电动机的总功率、输出功率及热功率的区别与联系，即可列式求解．‎ 电动机消耗的功率主要有两个方面的功能，一是消耗在线圈电阻的热功率上面，另一部分是 对外的输出功率，输出功率等于消耗的总功率减去热功率，故，C正确．‎ ‎2. 如图所示的电路中，电源电动势为E，内电阻为r，平行板电容器C的两金属板水平放置，R1和R2为定值电阻，P为滑动变阻器R的滑动触头，G为灵敏电流计，A为理想电流表.开关S闭合后，C的两板间恰好有一质量为m、电荷量为q的油滴处于静止状态，则以下说法正确的是 A. 在P向上移动的过程中，A表的示数变大，油滴仍然静止，G中有方向由a至b的电流 B. ‎ 在P向上移动的过程中，A表的示数变小，油滴向上加速运动，G中有方向由b至a的电流 C. 在P向下移动的过程中，A表的示数变大，油滴向下加速运动，G中有方向由b至a的电流 D. 在P向下移动的过程中，A表的示数变小，油滴向下加速运动，G中有由a至b的电流 ‎【答案】B ‎【解析】解：A、B、粒子原来处于平衡状态，重力和静电力平衡；电容器与电阻R、电阻R2相并联后与R1串联，滑片向上移动，电阻R变大，电路总电阻变大，电流变小，电容器两端电压为：U=E﹣I（r+R1），故电容器两端电压变大，带电量变大，电场力变大，粒子向上加速；电容器充电，故电流从b到a，故A错误，B正确；‎ C、D、在将滑动变阻器滑片P向下移动的过程，电阻R变小，电路总电阻变小，电流变大，电容器两端电压为：U=E﹣I（r+R1），故电容器两端电压变小，带电量变小，电场力变小，粒子向下加速；电容器放电，故电流从a到b，故CD错误；‎ 故选：B．‎ ‎【点评】本题是电路动态分析问题，关键是理清电路，根据路串并联知识和闭合电路欧姆定律得到各个部分电路电流和电压的变化．‎ ‎3. 关于库仑定律，下列说法正确的是 A. 库仑定律适用于点电荷，点电荷其实就是体积很小的带电球体 B. 根据公式F=k可知，当两个电荷之间的距离趋近于零时库仑力将趋近于无穷大 C. 若点电荷Q1的电荷量大于Q2的电荷量，则Q1对Q2的库仑力大于Q2 对Q1的库仑力 D. 库仑定律的适用条件是真空中两个静止的点电荷 ‎【答案】D ‎【解析】不论带电体的大小、形状如何，只要其对所研究问题的影响可以忽略不计，都可以将其看成点电荷，A错误；当两个电荷之间的距离趋近于零时，两电荷不能看成点电荷，此时库仑定律不适用，B错误；Q1对Q2的库仑力和Q2 对Q1‎ 的库仑力是一对相互作用力，根据牛顿第三定律可知，电荷间的相互作用力大小相等，C错误；库仑定律的适用条件是真空中两个静止的点电荷，D正确．‎ ‎4. 如图所示，在点电荷Q的电场中，已知a、b两点在同一等势面上，c、d两点在同一等势面上，无穷远处电势为零。甲、乙两个带粒子经过a点时动能相同，甲粒子的运动轨迹为acb，乙粒子的运动轨迹为adb.由此可以判定：‎ A. 甲粒子经过c点与乙粒子经过d点时的动能相等 B. 甲、乙两粒子带同种电荷 C. 甲粒子经过b点时的动能小于乙粒子经过b点时的动能 D. 甲粒子经过c点时的电势能小于乙粒子经过d点时的电势能 ‎【答案】D ‎.........‎ 考点：电场力做功及电势能；等势面。‎ ‎5. 在静电场中 A. 电场处处为零的区域内，电势也一定处处为零 B. 电场强度处处相同的区域内，电势也一定处处相同 C. 电场强度的方向总是跟等势面垂直的 D. 如果是负点荷产生的电场，沿着电场强度的方向，电势升高 ‎【答案】C 二、多选题：‎ ‎6. 直线MN表示某电场中一条电场线，a、b是线上的两点，将一带负电荷的粒子从a点处由静止释放，粒子从a运动到b过程中的v-t图线如图(b)所示，设a、b两点的电势分别为、，场强大小分别为、，粒子在a、b两点的电势能分别为、，不计重力，则有 A. ＞ B. ＞‎ C. ＜ D. ＞‎ ‎【答案】BD ‎【解析】由v-t图象可知粒子做加速度减小的加速运动，根据牛顿第二定律可知电场力变小，所以，故B正确，C错误；因电场力做正功，所以场强方向向左，沿着电场线方向电势降低，所以，故A错误；电场力做正功电势能减小，所以，故D正确。所以BD正确，AC错误。‎ ‎7. 一匀强电场的方向平行于xOy平面，平面内a、b、c三点的位置如图所示，三点的电势分别为10 V、17 V、26 V.下列说法正确的是 A. 电场强度的大小为2V/cm B. 电子在a点的电势能为－1.6×10－18J C. 坐标原点处的电势为19V D. 坐标原点处的电势为1V ‎【答案】BD ‎【解析】试题分析：根据电势分别以及公式判断电场强度大小；根据公式判断电势能大小；根据在匀强电场中相互平行的两条线段间的电势差相等计算O点的电势．‎ 若电场沿ca方向，则场强为，但是若电场方向沿ca方向，则b和c等式，所以电场线不是沿ca方向，故电场强度大小不为，A错误；根据电势能和电势的关系可知电子在a点的电势能为，B正确；因为ac∥Ob，所以ac间电势差等于Ob间电视机，故坐标原点处的电势为，C错误D正确．‎ ‎8. 某同学做三种导电元件的导电性质实验，他根据所测数据，分别绘制了三种元件的I—U图象，如图所示，下列判断正确的是 A. 只有②图象是正确的 B. ①、③图象是曲线，肯定误差太大 C. ①、③为非线性元件，②为线性元件 D. ①、②、③三个图象都可能是正确的，并不一定有较大误差 ‎【答案】CD ‎【解析】某导体元件的IU图线可能是直线，也可能是曲线，如果IU图线为曲线，即表示该元件是非线性元件，故C、D选项正确。‎ 三、实验题 ‎9. 利用电流表和电压表测定一节干电池的电动势和内电阻，要求尽量减小实验误差.‎ ‎(1)应该选择的实验电路是图中的____.(选填“甲”或“乙”)‎ ‎(2)现有电流表(0~0.6 A)、开关和导线若干，以及以下器材:‎ A.电压表(0~15 V) B.电压表(0~3 V)‎ C.滑动变阻器(0~50 Ω) D.滑动变阻器(0~500 Ω)‎ 实验中电压表应选用___，滑动变阻器应选用___.(选填相应器材前的字母)‎ ‎(3)某位同学记录的6组数据如下表所示，其中5组数据的对应点已经标在图的坐标纸上，请标出余下一组数据的对应点，并画出U-I图线_________.‎ 序号 ‎1‎ ‎2‎ ‎3‎ ‎4‎ ‎5‎ ‎6‎ 电压U/V ‎1.45‎ ‎1.40‎ ‎1.30‎ ‎1.25‎ ‎1.20‎ ‎1.10‎ 电流I/A ‎0.060‎ ‎0.120‎ ‎0.240‎ ‎0.260‎ ‎0.360‎ ‎0.480‎ ‎(4)根据(3)中所画图线可得出干电池的电动势E=___V，内电阻r=___Ω.‎ ‎(5)实验中，随着滑动变阻器滑片的移动，电压表的示数U及干电池的输出功率P都会发生变化.下列各示意图能正确反映P-U关系的是____.‎ ‎【答案】 (1). 甲 (2). B (3). C (4). (5). 1.50(1.49~1.51) (6). 0.83(0.81~0.85) (7). C ‎【解析】(1) 干电池的内阻较小，电压表的分流作用可以忽略，可以用滑动变阻器中的电流来代替干路中的电流，所以选甲图电路。（注意：两种实验电路都存在系统误差，题图甲实际测量的电阻是电源内阻与电压表的并联电阻，而图乙测量的电阻是电池内阻与电流表内阻之和）‎ ‎(2) 一节干电池的电动势为1.5V，依据精确测量的原则，电压表应该选用B，电源的内阻较小，为了调节方便，滑动变阻器应该选C。‎ ‎(3)‎ ‎ 画线时第4个点的误差较大，将其舍去，其他点连成直线，就得到电源的U-I图线。‎ ‎(4) 在（3）中图线中，U轴上的截距为该电源的电动势1.5V，图线的斜率为该电源的内阻。‎ ‎(5) 当滑动变阻器的阻值等于电源内阻时，电源的输出功率最大，即电源的输出功率随着U先变大再变小，A、B错误；输出功率与路端电压的关系可以表示为：，由数学知识可得C正确，D错误。‎ 点晴：考查了电源电动势和内阻的测量，利用U-I图象的斜率的绝对值表示电源内阻。‎ ‎10. 太阳能电池板在有光照时，可以将光能转化为电能，在没有光照时，可以视为一个电学器件。某实验小组根据测绘小灯泡伏安特性曲线的实验方法，探究一个太阳能电池板在没有光照时(没有储存电能)的I﹣U特性。所用的器材包括：太阳能电池板，电源E，电流表A，电压表V，滑动变阻器R，开关S及导线若干。‎ ‎(1)为了达到上述目的，实验电路应选用图甲中的图___(填“a”或“b”)。‎ ‎(2)该实验小组根据实验得到的数据，描点绘出了如图乙的I﹣U图象。由图可知，当电压小于2.00V时，太阳能电池板的电阻_____(填“很大”或“很小”)：当电压为2.80V时，太阳能电池板的电阻为_____Ω ‎(3)当有光照射时，太阳能电池板作为电源，其路端电压与总电流的关系如图丙所示，分析该曲线可知，该电池板作为电源时的电动势为_____V。若把它与阻值为1KΩ的电阻连接构成一个闭合电路，在有光照射情况下，该电池板的效率是____%。(结果保留三位有效数字)‎ ‎【答案】 (1). a (2). 很大 (3). 1.0×103 (4). 2.8 (5). 64‎ ‎【解析】试题分析：（1）用a图可以在电池板上得到从零开始的电压，故应选a图；‎ ‎（2）由图可知，当电压小于2 00V时，通过太阳能电池板的电流为零，故太阳能电池板的电阻很大；当电压为2 80V时，电流为2 8mA，则可知太阳能电池板的电阻为；‎ ‎（3）由U-I图线可知，电池板作为电源时的电动势为2 80V；若把它与阻值为的电阻连接构成一个闭合电路，则画出此电阻的U-I图线与电池板的U-I线交于一点，读出U="1" 8V，I="1" 8mA该电池板的效率是 考点：测电源的电动势及内阻 ‎【名师点睛】解决本题的关键知道滑动变阻器分压式和限流式接法的区别，以及会通过欧姆定律判断电阻的大小．要掌握应用图象法解题的方法。‎ 四、计算题 ‎11.‎ ‎ 如图所示，在一个水平方向(平行纸面方向)的匀强电场中.用上端固定，长为L的绝缘细线，拴一质量为m、电荷量为q的小球，开始时将细线拉至水平至A点，突然松开后，小球由静止开始向下摆动，当细线转过60°角到B点时，速度恰好为零，求A、B两点间的电势差UAB的大小.‎ ‎【答案】‎ ‎【解析】带电小球由A运动到B的过程中，由动能定理得 则；‎ ‎12. 如图所示，在水平面上固定一个竖直放置的光滑管，半径为R.空间存在平行于纸面但方向未知的匀强电场.将质量为m、带电荷量+q的小球从A点由静止释放，小球沿直线运动到孔1进入光滑管.已知A点与孔1的连线与水平方向成60°，重力加速度为g.求:‎ ‎(1)该电场的多种可能中，电场方向如何时电场强度最小?最小值为多少?‎ ‎(2)若电场强度为(1)问所求，小球从孔2出来后又落入孔1，则点A距离孔1的距离L为多少?‎ ‎【答案】(1) 当电场力垂直于A点与孔1的连线时，场强最小，，场强方向为垂直于A点与孔1的连线指向右上方(2)L=R ‎【解析】（1）如图所示，当电场力垂直于A点与孔1的连线时，场强最小.‎ 所以E=，场强方向为垂直于A点与孔1的连线指向右上方.‎ ‎（2）如图所示，，则 小球从A点至孔2，根据动能定理可得 小球从孔2至孔1，做类平抛运动，则 由以上各式可得 ‎13. 如图所示，有一提升重物用的直流电动机，内阻为0.6 Ω，串联一个阻值为R=5 Ω的电阻，它们两端的总电压为U=160 V，电压表读数为110 V.求:‎ ‎(1)通过电动机的电流.‎ ‎(2)电动机的输入功率.‎ ‎(3)电动机的发热功率.‎ ‎(4)电动机工作1小时对重物做的功.‎ ‎【答案】(1) 10A.(2)1100W(3)60 W(4) 3.744×106 J ‎【解析】（1）根据题意可知，加在电动机两端的电压为，‎ 则电阻R两端的电压为，所以通过R的电流为 故通过电动机的电流为10 A.‎ ‎（2）电动机的输入功率为 ‎（3）由焦耳定律得电动机的发热功率为 ‎（4）由能量守恒定律得电动机的输出功率为 所以电动机工作1小时对重物做的功为