物理卷·2019届北京市东城区第五中学高二上学期期中考试物理试题（解析版）

物理卷·2019届北京市东城区第五中学高二上学期期中考试物理试题（解析版）

北京五中2017—2018学年度第一学期期中试卷高二物理（理科）‎ 一、单项选择题 ‎1. 真空中有静止两个点电苛，它们之间的静电力大小为，若将它们各自的电量都增大到原来的倍，同时将它们之间的距离也增大到原来的倍，那么它们之间的静电力大小将是（ ）‎ A. B.1/2 C. D. ‎ ‎【答案】A ‎2. 电场强度的定义式为，下列说法正确的是（ ）‎ A. 场强的方向总与电场力的方向相同 B. 该式说明电场中某点的场强与电场力成正比，与试探电荷的电量成反比 C. 若拿走试探电荷，则电场力，场强 D. 场强的大小与电场力以及试探电荷的电量无关 ‎【答案】D ‎【解析】正点电荷在电场中受到电场力方向与该点场强方向相同，负点电荷在电场中受到电场力方向与该点场强方向相反，A错误；电场强度是电场本身性质，由场源电荷分布决定，电场强度决定了试探电荷q放置在场中某点时受到电场力，无论点电荷所带电量如何变化，保持不变，故B错误D正确；电场强度由电场本身决定，与F和q无关，拿走q，电场强度不变，故C错误．‎ ‎3. 如图，带电量为的金属小球靠近不带电的导体，是导体内部的一点，点到的距离为，下列正确的是（ ）‎ A. 导体左端带正电荷，右端带负电荷 B. 在点产生的场强为零 C. 把导体左右两端用导线相连，正、负感应电荷就会中和 D. 把带正电的小球和导体用导线相连，导线中会有瞬间电流通过 ‎【答案】D ‎【解析】+Q靠近M时，M中的自由电子被Q吸引到左端，故左端带负电，右端带正电，A错误；M点的合场强为零，+Q在M处产生的电场强度不为零，B错误；因为在+Q的电场中，M为一个等势体，所以把导体左右两端用导线相连，自由电荷不会发生移动，C错误；把带正电的小球和导体用导线相连，自由电荷将发生移动，故导线中会有瞬间电流通过，D正确．‎ ‎4. 某静电场的电场线分布如图所示，图中、两点的电场强度的大小分别为和，电势分别为和，下列正确的是（ ）‎ A. ， B. ，‎ C. ， D. ，‎ ‎【答案】A ‎ ‎ ‎5. 图中直线是某点电荷激发的电场中的一簇电场线，曲线是某一带电粒子通过该电场区域时的运动轨迹，、是轨迹上的两点．若该粒子在运动中只受电场力作用，由图可判断（ ）‎ A. 该粒子在带正电荷 B. 该粒子在处的动能大于在处 C. 该粒子在处的电势能大于在处 D. 该粒子在处的加速度大于在处的加速度 ‎【答案】C ‎【解析】粒子的运动轨迹向上弯曲，说明粒子在两点受到的电场力沿电场线向上，故电场力方向与电场方向相反，故粒子带负电，粒子受到的电场力方向和速度方向的夹角为锐角，故电场力做正功，电势能减小，动能增大，故从A点的动能小于B点的动能，A点的电势能大于B点的电势能，AB错误C正确；根据电场线的疏密反映了电场强度的相对大小，可以知道点的电场强度大，故粒子在点受到的电场力的大，根据牛顿第二定律可以知道，带电粒子在点的加速度比点的加速度大，D错误．‎ ‎6. 如图，三个同心圆是同一个点电荷周围的三个等势面，已知这三个圆的半径成等差数列．、、分别是这三个等势面上的点，且这三点在同一条电场线上．、两点的电势依次为和，则点的电势是（ ）‎ A. 一定高于 B. 一定等于 C. 一定低于 D. 无法确定 ‎【答案】C ‎【解析】电场线与等势面互相垂直，这三个圆的半径成等差数列，所以段电场比段电场线密，段场强较大，根据公式可知，、间电势差大于、间电势差，即，得到，C正确．‎ ‎7. 真空中相距为的两个点电荷、，分别固定于轴上和的两点上，在它们连线上各点场强随变化关系如图所示，以下判断正确的是（ ）‎ A. 处的电势一定为零 B. 点电荷、一定为同种电荷 C. 点电荷、一定为异种电荷 D. 点电荷所带电荷量是所带电荷量的倍 ‎【答案】B ‎【解析】电场强度的点，但电势不一定为零，故A项错误；若、为异种电荷，则两电荷之间电场方向不变，故、为同种电荷，B正确C错误；处电场强度为，由库仑定律可知，则、电荷量之比为，故D错误．‎ ‎8. 质量不同、带电量相同的同位素粒子（不计重力），沿垂直于电场线的方向射入同一个匀强电场．若它们离开电场时速度方向改变的角度相同，则它们在进入该电场前必然具有相同的（ ）‎ A. 初动能 B. 初动量 C. 初速度 D. 初位置 ‎【答案】A ‎【解析】粒子做类似平抛运动，故：，，其中，故：，，；因为q相等，m不等，故进入电场前，初速度，初动量不等，而初动能相等，BCD错误，A正确．‎ ‎9. 如图，电场中一带正电荷的离子只受电场力作用从点运动到点．离子在点的速度大小为，速度方向与电场方向相同．能定性反映该离子从点到点运动情况的速度——时间（）图象是（ ）‎ A. B. ‎ C. D. ‎ ‎【答案】D ‎【解析】试题分析:该离子从A点到B点，电场线分布越来越稀疏，即场强减小，所以电场力减小，那么离子的加速度也减小；图象中，图象的斜率表示加速度，即斜率的绝对值将减小；由于电场力方向向右与速度方向相同，所以离子将做加速运动．故A、B、C错误，D正确.故选D．‎ 考点：本题考查了电场强度、匀变速直线运动的位移与时间的关系、牛顿第二定律.‎ ‎10. 家庭常用的白炽灯里面的钨丝的电阻会随温度升高而增大，下图所列的个图像中，最能正确地表示通过白炽灯的电流随电压变化的关系图像的是（ ）‎ A. B. ‎ C. D. ‎ ‎【答案】C ‎【解析】电灯的灯丝电阻随温度的升高而增大；故随着电压的增大，灯泡温度升高，灯丝的阻值将增大，而I-U图象的斜率表示电阻，故图像的倾斜程度减小，C正确．‎ ‎11. 一台微型电动机，其内阻一定，额定电压是，正常工作时通过的电流为．若施加电压只有，电动机不转，此时电流，下列说法正确的有（ ）‎ A. 该电动机的内阻为 B. 正常工作时，电动机产生的热功率为 C. 正常工作时，电动机输出的机械功率为 D. 正常工作时，该电动机的工作效率达不到 ‎【答案】C ‎【解析】试题分析：电动机不转时，其电路中纯电阻电路，根据欧姆定律求此电动机的内阻；电动机在额定电压下正常工作时，由求出电动机的电功率，由求出电动机消耗的功率，根据求解电动机输出的机械功率，再根据求效率．‎ 电动机不转时为纯电阻电路，欧姆定律适用，故，A错误；正常工作时，电动机产生的热功率为，B错误；依据公式，，C正确；依据公式效率，D错误．‎ ‎12. 如图，两只灯泡、分别标有“，”和“，”，另外有一只滑动变阻器，将它们连接后接入的电路中，要求两灯泡都正常发光，并使整个电路消耗的总功率最小，应使用电路（ ）‎ A. B. ‎ C. D. ‎ ‎【答案】B ‎【解析】试题分析：在该电路中，既要保证两灯泡都正常发光，又要保证消耗的功率最小．运用排除法，先判断哪些电路不能正常发光，在正常发光的情况下，抓住整个电路消耗的功率等于各用电器消耗的功率之和求出总功率．‎ 灯泡的额定电流，灯泡的额定电流，A项中若灯泡正常工作，则通过灯泡的电流比额定电流大，灯泡就会烧掉，A错误；两灯泡正常发光时，通过电阻的电流为，与并联，电压相等，根据，知电阻上消耗的功率为，整个电路中消耗的功率为，两灯泡正常发光，则通过 电阻上的电流为，电压为，故功率为，所以整个电路的总功率，所以电路消耗的功率小，故B正确D错误；两灯泡串联，两灯泡阻值不同，不能平均分配到的额定电压，两灯泡的灯泡不能正常工作，C错误．‎ ‎13. 如图，是某种静电矿料分选器的原理图，两个竖直放置的平行金属板带有等量异号电荷，形成匀强电场．分选器漏斗的出口与两板上端处于同一高度，到两板距离相等．等分离的矿粉经漏斗落入水平匀强电场后，混合在一起的两种颗粒从漏斗出口下落时，种颗粒带上正电，种颗粒带上负电，全部颗粒都分落在收集板中央的两侧．设矿粉初速度为零，下列正确的有（ ）‎ A. 带正电的矿粉落在右侧 B. 电场力对所有矿粉做正功 C. 带负电的矿粉颗粒的电势能变大 D. 矿粉下落的时间与电场强度的大小有关 ‎【答案】B ‎【解析】试题分析：带电矿粉，进入电场后，在水平方向上做匀加速直线运动，在竖直方向上做自由落体运动，根据两个方向上的运动性质分析解题．‎ 两极板间的电场方向为水平向左，正电荷受到的电场力为水平向左，故带正电的微粒落在板的左侧，负电荷受到的电场力向右，则向右运动，故无论正负微粒，受到的力的方向和其水平位移方向相同，故电场力做正功，电势能都减小，故AC错误B正确；矿粉在竖直方向上做自由落体运动，故，与电场强度大小无关，D错误．‎ 二、实验题 ‎14. 如图，由、两块相互靠近的平行金属板组成的平行板电容器，极板与静电计的金属球相接，极板与静电计的外壳均接地．给电容器充电，静电计指针张开一定角度．实验过程中，电容器所带电荷不变．下面操作能使静电计指针张角变大的是（ ）‎ A. 将板向上平移 B. 将板沿水平向右方向靠近板 C. 在、之间插入有机玻璃板 D. 在、之间插入厚金属板，且不和、接触 ‎【答案】A ‎【解析】试题分析：由题意，电容器所带电量Q保持不变，静电计指针张角变大，板间电势差U变大，由Q=CU分析可知，电容C应变小，根据分析可知，将M板向上平移，可减小正对面积，则C减小，选项A正确；将M板沿水平向右方向靠近N板，则板间距离减小，则C变大，选项B错误；在M、N之间插入有机玻璃板，则C变大，选项C错误；在M、N之间插入金属板，且不和M、N接触，相当减小两板间距，C变大，故选项D错误；故选A.‎ 考点：电容器；‎ ‎【名师点睛】此题是关于电容器问题的分析；对于电容器的动态变化问题，关键要抓住不变量，搞清是两板电压不变还是带电量不变；根据电容的定义式和决定式进行分析；注意静电计指针张角反映的是两板电压的变化.‎ ‎15. 图（a）为示波管的原理图，如果在电极之间所加的电压图按图（b）所示的规律变化，在电极之间所加的电压按图（c）所示的规律变化，则在荧火屏上会看到的图形是（ ）‎ A. B. ‎ C. D. ‎ ‎【答案】B ‎【解析】试题分析：示波管的偏转电压上加的是待显示的信号电压，XX′偏转电极通常接入锯齿形电压，即扫描电压，当信号电压与扫描电压周期相同时，就可以在荧光屏上得到待测信号在一个周期内的稳定图象．‎ 由于电极加的是扫描电压，电极之间所加的电压是信号电压，信号电压与扫描电压周期相同，所以荧光屏上会看到的图形是B．‎ ‎16. （1）某同学在“测量金属丝电阻率”的实验中，用螺旋测微器测量金属丝直径，测量结果如图所示，可知直径__________．‎ ‎（2）该同学打算用伏安法测量阻值约为的金属丝电阻，要求测量尽可能准确和方便，除了导线和电键，还有器材如下：‎ A．恒压电源（电压）‎ B．电压表（量程，内阻）‎ C．电压表（量程，内阻）‎ D．电流表（量程，内阻）‎ E．滑动变阻器（，额定电流）‎ F．滑动变阻器（，额定电流）‎ 请选择适当器材：__________________（填写器材前的字母）．‎ ‎（3）请根据电路图，连接实物图_______________．‎ ‎（4）用刻度尺测量三次金属导线的长度，求出平均值，在金属导线三个不同位置测量直径，求出平均值．某次测量中，测得金属导线的电压和电流，写出本次测量中，电阻率的表达式______________________________．‎ ‎【答案】 (1). 0.935 (2). A、B、D、E (3). (4). ‎ ‎【解析】（1）由图甲所示，螺旋测微器可以知道，其示数为．‎ ‎（2）电源是必选的，选A；最大电流：，故电流选择D，电源电动势为，电压表选B，滑动变阻器的每匝电阻较大，电阻每匝电阻较小，为操作方便，滑动变阻器选择与待测电阻相差不大的，故选E．‎ ‎（3）实物图如图所示 ‎（4）由电阻定律，有．‎ 三、论述计算题，请按正确的书写规范答题，应画出必要的草图，写出必要的文字说明、有关的物量公式、方程及重要演算步骤，只写出最后答案的不能得分． ‎ ‎17. 绝缘细线挂一个带电小球，球质量为，带电量为，现在施加一个水平向右的无限大范围的匀强电场，平衡时细线与竖直方向的夹角为，重力加速度为，问：‎ ‎（1）该电场的场强？‎ ‎（2）若细线断开，小球做什么运动？‎ ‎【答案】（1）（2）匀加速直线运动 ‎【解析】（1）对小球受力分析，受到重力，电场力和细线的拉力：‎ 由平衡条件得：‎ 计算得出：．‎ ‎（2）由上面的分析可以知道，重力、电场力和细线的拉力三力平衡，则电场力和重力的合力与绳子的拉力大小相等，方向相反，当将细线剪断后，绳子的拉力消失了，但重力电场力没有变，故二者的合力仍不变，故合力沿原来绳子的拉力的反方向做初速度为零的匀加速直线运动．‎ ‎18. 某点电荷由大地运动到电场中的点，电场力对它做功，再由点继续运动到点，它克服电场力做功，设大地的电势为零，问：‎ ‎（1）点电势和点的电势分别是多少？‎ ‎（2）另一个负点电荷，在点的电势能？‎ ‎【答案】（1）；（2）（）‎ ‎【解析】（1）设大地的点为点，电势为零，依据电场力做功，，代入数据解得，同理，由到的过程中，，代入数据解得．‎ ‎（2）依据电势能公式．‎ ‎19. 如图，电子从灯丝发出（初速度不计），经灯丝与板间的加速电压加速，从板中心孔沿中心线射出，然后进入两块平行金属板、形成的偏转电场中（偏转电场可视为匀强电场），电子进入、间电场时的速度与电场方向垂直，电子经过电场后打在荧光 屏上的点．已知加速电压为，、两板间的电压为，两板间的距离为，板长为，板右端到荧光屏的距离为，电子的质量为，电荷量为．问：‎ ‎（1）电子离开板，刚进入偏转电场时的速度．‎ ‎（2）电子从偏转电场射出的侧移量．‎ ‎（3）荧光屏上点到点的距离．‎ ‎【答案】（1）（2）（3）‎ ‎【解析】试题分析：电子在加速电场U1中运动时，电场力对电子做正功，根据动能定理求解电子穿过A板时的速度大小；电子在偏转电场中做类平抛运动，水平方向做匀速直线运动，根据进入偏转电场时的速度和极板长度求出粒子在偏转电场中运动的时间；粒子在偏转电场中做类平抛运动，竖直方向做初速度为0的匀加速直线运动，根据粒子受力和运动时间求出侧向位移量；粒子离开偏转电场后做匀速直线运动，水平方向做匀速直线运动求出运动时间，竖直方向亦做匀速直线运动由时间和速度求出偏转位移，再加上电场中的侧位移即为OP的距离．‎ ‎（1）设电子经电压加速后的速度为，根据动能定理得：，计算得出：．‎ ‎（2）在竖直方向电子做初速度为0的匀加速运动，已知偏电压为U2，极板间距为d，则电子在偏转电场中受到的电场力： 由牛顿第二定律知，电子产生的加速度 运动时间 所以电子在偏转电场方向上的侧位移 ‎（3）由（3）分析知，电子离开偏转电场时在竖直方向的速度 电子离开偏转电场后做匀速直线运动，‎ 电子在水平方向的分速度，产生位移为S，电子运动时间 电子在竖直方向的分速度，‎ 产生位移 所以电子偏离O点的距离 ‎20. 电流流过导体产生的热量称作焦耳热，对粗细均匀的导体电阻通过直流电的情况进行讨论：设通电产生的焦耳热与导体电阻升高的温度之间满足如下关系：，其中表示该导体的比热，为物体的质量，表示升高的温度，为大于的常数，请你选择一些物理量，通过论述和计算证明“为避免升温过快，若电流越大，导体电阻的横截面应该越粗”．（必须说明自己所设物理量的含义）‎ ‎【答案】见解析 ‎【解析】设有一小段长为的电阻线，其横截面积为，电阻率为，密度为，通过它的电流为，因为通电产生的焦耳热使这段电阻线经过时间温度升高，电流流过电阻线产生的焦耳热，其中此热量的一部分被电阻线吸收，温度升高，此过程满足，，其中，联立，整理有，‎ 因为、、、都是常数，所以与成正比，表示单位时间内升高的温度：与成正比表明：当电流越大时，若想让单位时间内升高的温度少一些，则要求电阻线的横截面积大一些．‎ ‎ ‎