黑龙江省实验中学2020学年高二物理上学期期中试卷(含解析)(1)

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黑龙江省实验中学2020学年高二物理上学期期中试卷(含解析)(1)

黑龙江省实验中学2020学年高二物理上学期期中试卷(含解析) ‎ 注意事项:‎ ‎1.答题前,先将自己的姓名、准考证号填写在试题卷和答题卡上,并将准考证号条形码粘贴在答题卡上的指定位置。‎ ‎2.选择题的作答:每小题选出答案后,用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑,写在试题卷、草稿纸和答题卡上的非答题区域均无效。‎ ‎3.非选择题的作答:用签字笔直接答在答题卡上对应的答题区域内。写在试题卷、草稿纸和答题卡上的非答题区域均无效。‎ ‎4.考试结束后,请将本试题卷和答题卡一并上交。‎ 第I卷(选择题)‎ 一、单选题 ‎1.物理学家通过艰苦的实验来探究自然的物理规律,为人类的科学事业做出了巨大贡献,值得我们敬仰。下列描述中符合物理学史实及物理思想方法的的是( )‎ A.奥斯特提出了用电场线形象直观的描绘抽象的电场 B.安培发现了电流的磁效应并提出了分子电流假说 C.电荷量的数值最早是由美国物理学家富兰克林测得的 D.电场场强和感应强度都是用比值法定义的物理量 ‎2.磁场中某区域的磁感线如图所示,则( )‎ A.a、b两处的磁感应强度的大小不等,Ba>Bb B.a、b两处的磁感应强度的大小不等,Ba<Bb C.同一通电导线放在a处受力一定比放在b处受力大 D.同一通电导线放在a处受力一定比放在b处受力小 ‎3.如图所示的温控电路中,R1为定值电阻,R2为半导体热敏电阻(温度越高电阻越小),C为电容器,电源内阻不可忽略。当环境温度降低时下列说法正确的是( )‎ A.电容器C的带电量增大 B.电压表的读数减小 C.干路电流增大 D.R1消耗的功率变大 ‎4.如图所示,平行板电容器与电动势为E的直流电源连接,下极板接地。一油滴位于电容器的点且恰好处于平衡状态。现将平行板电容器的上极板竖直向上移一小段距离,则( )‎ A.电容器的带电量增大 B.两极板间的电场强度减小 C.电路中会有逆时针方向的瞬间电流 D.带点油滴将沿竖直方向向上运动 ‎5.如图所示,A、B、C、D是匀强电场中一个以坐标原点为圆心、半径为1cm的圆与两坐标轴的交点,已知A、B、C三点的电势分别为.由此可得D点的电势为( )‎ A.3V B.6V C.12V D.9V ‎6.将一电荷量为+Q的小球放在不带电的金属球附近,所形成的电场线分布如图所示,金属球表面的电势处处相等,为电场中的两点,则( )‎ A.点的电场强度比点的大 B.点的电势比点的低 C.试探电荷在点的电势能比在点的小 D.将试探电荷从点移到点的过程中,电场力做负功 ‎7.两根完全相同的金属裸导线,如果把其中的一根均匀拉长到原来的2倍,把另一根对折后绞合起来,然后给它们分别加上相同电压后,则在相同时间内通过它们的电荷量之比为( )‎ A.1∶4 B.1∶8 C.16∶1 D.1∶16‎ ‎8.如图所示,电源电动势E=36V,内阻r=1Ω,电灯上标有“6V,12W”的字样,直流电动机线圈电阻R=2Ω。接通电源后,电灯恰能正常发光,下列说法正确的是( )‎ A.电路中的电流大小6A B.电动机产生的热功率56W C.电动机的机械效率85.7%‎ D.电源的输出功率为72W ‎9.如图所示,将一带电小球A通过绝缘细线悬挂于O点,细线不能伸长。现要使细线偏离竖直线30°角,可在O点正下方的B点放置带电量为q1的点电荷,且BA连线垂直于OA;也可在O点正下方C点放置带电量为q2的点电荷,且CA处于同一水平线上。则为(  )‎ A. B. C. D.‎ 二、多选题 ‎10.如图所示,虚线a、b、c代表电场中的三条电场线,实线为一带负电的粒子仅在电场力作用下通过该区域时的运动轨迹,P、R、Q是这条轨迹上的三点,由此可知(  )‎ A.带电粒子在R点时的速度大小大于在Q点时的速度大小 B.带电粒子在P点时的电势能比在Q点时的电势能大 C.带电粒子在R点时的动能与电势能之和比在Q点时的小,比在P点时的大 D.带电粒子在R点时的加速度大小小于在Q点时的加速度大小 ‎11.在伏安法测电阻的实验中,待测电阻约为800Ω,电压表V的内阻约为2kΩ,电流表A的内阻约为10Ω,测量电路中电表的连接方式如图(a)或图(b)所示,若将由图(a)和图(b)中电路测得的电阻值分别记为和,则下列说法正确的是( )‎ A.更接近真实阻值 B.更接近真实阻值 C.大于真实阻值,小于真实阻值 D.小于真实阻值,大于真实阻值 ‎12.分别置于两处的长直导线垂直纸面放置,通有大小相等的恒定电流,方向如图所示,在一条直线上,且。已知点的磁感应强度大小为,点的磁感应强度大小为若将处导线的电流切断,则( )‎ A.点的磁感应强度大小变为 B.点的磁感应强度方向向上 C.点的磁感应强度大小变为 D.点的磁感应强度方向向下 ‎13.两个等量同种电荷固定于光滑水平面上,其连线中垂线上有A、B、C三点,如图甲所示,一个电荷量为质量为0.1kg的小物块(可视为质点)从C点静止释放,其运动的图象如图乙所示,其中B点处为整条图线切线斜率最大的位置(图中标出了该切线),则下列说法正确的是( )‎ A.由C到A的过程中物块的电势能一直增大 B.B点为中垂线上电场强度最大的点,场强E=100V/m C.由C点到A点电势逐渐降低 D.A、B两点间的电势差 ‎14.如图所示,在场强大小为E的匀强电场中,一根不可伸长的绝缘细线一端拴一个质量为电荷量为的带负电小球,另一端固定在O点。把小球拉到使细线水平的位置A,然后将小球由静止释放,小球沿弧线运动到细线与水平成的位置B时速度为零,以下说法正确的是( )‎ A.小球重力与电场力的关系是 B.小球重力与电场力的关系是 C.小球在A点和B点的加速度大小相等 D.小球在B点时,细线拉力为 第II卷(非选择题)‎ 三、填空题 ‎15.如图所示,游标卡尺的读数为 mm;螺旋测微器的读数为 mm.‎ 四、实验题 ‎16.某同学用伏安法测一节干电池的电动势和内阻,现备有下列器材:‎ A.被测干电池一节 B.电流表量程0~3A,内阻约为0.3Ω C.电流表量程0~0.6A,内阻约为0.1Ω D.电压表量程0~3V,内阻未知 E.滑动变阻器0~10Ω,2A F.滑动变阻器0~100Ω,1A G.定值电阻陷(阻值为1Ω、额定功率为5W)‎ H.开关、导线若干 在现有器材的条件下,要尽可能准确地测量电池的电动势和内阻。‎ ‎(1)在上述器材中请选择适当的器材(填写器材前的字母),电流表选择______,滑动变阻器选择_____;‎ ‎(2)请按照图甲设计的电路图用笔画线将图乙实物电路图补充完整____;‎ ‎(3)该同学按照要求连接好电路并进行实验,根据实验数据绘出了图所示的图像,则电源的电动势E=___V,电源内阻r=____Ω(保留两位有效教字)。‎ 五、解答题 ‎17.光滑的金属导轨相互平行,它们所在的平面与水平面的夹角为45°,磁感应强度为B=5T的匀强磁场竖直向上穿过导轨,此时导轨上放一重G=0.2N,电阻值为R1=0.2Ω的金属棒ab,导轨间距L=0.4m,导轨中所接电源的电动势为E=6V,内阻r=0.5Ω,其它的电阻不计,金属棒恰好能静止在导轨上,求:‎ ‎(1)金属棒ab受到磁场的安培力多大;‎ ‎(2)电阻R2的阻值多大?‎ ‎18.如图所示,两块相同的金属板正对着水平放置,板间距离为d。当两板间加电压U时,一个质量为m、电荷量为+q的带电粒子,以水平速度v0从A点射入电场,经过一段时间后从B点射出电场,A、B间的水平距离为L,不计重力影响。求:‎ ‎(1)带电粒子从A点运动到B点经历的时间;‎ ‎(2)带电粒子经过B点时速度的大小;‎ ‎(3)A、B间的电势差。‎ ‎19.如图所示,在竖直平面内存在竖直方向的匀强电场。长度为l的轻质绝缘细绳一端固定在o点,另一端连接一质量为m、电荷量为+q的小球(可视为质点),初始时小球静止在电场中的a点,此时细绳拉力为2mg,g为重力加速度。求:‎ ‎(1)电场强度E的大小和a、O两点的电势差UaO;‎ ‎(2)小球在a点获得一水平初速度Va=4,则小球在最低点绳子的拉力大小。‎ ‎2020学年黑龙江省实验中学高二 上学期期中考试物理试题 物理答案 ‎1.D ‎【解析】‎ A项:法拉第提出了用电场线形象直观的描绘抽象的电场,故A错误;‎ B项:奥斯特现了电流的磁效应,安培提出了分子电流假说,故B错误;‎ C项:电荷量的数值最早是由美国物理学家密立根测得的,故C错误;‎ D项:电场强度和磁感应强度都是比值定义法,且都只取决于自身的性质,故D正确。‎ 故应选:D。‎ ‎2.B ‎【解析】‎ 磁场是一种特殊物质形态,既看不见又摸不着.因此引入磁感线来帮助我们理解磁场,磁感线的疏密表示磁场的强弱,磁感线上某点的切线方向表磁场的方向.而小段通电导线放在磁场中有磁场力作用,但要注意放置的角度.‎ 磁场中某区域的磁感线如图所示:a处的磁感线比b处疏,则a点磁感强度比b点小.所以A不正确,B正确;当将一小段通电导线放入磁场时,磁场力大小和磁场与电流的角度有关,当通电导线垂直磁场时,受到的磁场力最大,平行时为零.因为不知道电流如何放置,所以C、D选项均不正确.故选B.‎ ‎3.A ‎【解析】‎ C、当环境温度降低时R2增大,外电路总电阻增大,根据闭合电路欧姆定律分析得知,干路电流I减小.故C错误。‎ A、电容器的电压UC=E-I(r+R1),E、r、R1均不变,I减小,UC增大,由得,电容器C的带电量增大.故A正确.‎ B、总电流I减小,路端电压U=E-Ir,E、r不变,则U增大,电压表的读数增大.故B错误.‎ D、R1消耗的功率P=I2R1,I减小,R1不变,则P减小.故D错误。故本题选A。‎ ‎4.B ‎【解析】‎ 将平行板电容器的上极板竖直向上移动一小段距离,根据知板间场强的变化,由U=Ed判断P点与下极板间的电势差的变化,确定P点电势的变化.由题分析知道油滴带负电,再判断其电势能的变化.根据场强的变化,判断油滴向什么方向运动。‎ A项:板间距离增大,由公式可知,电容减小,电容器的电压不变,由公式可知,电荷量减小,故A错误;‎ B项:板间距离增大,电容器的电压不变,根据知板间场强减小,故B正确;‎ C项:由图可知,开始时电容器的上极板带正电,也有电量减小,所以上极板的正电荷将流回电源的正极,电路中会有顺时针方向的瞬间电流,故C错误;‎ D项:根据油滴原来静止知道,油滴带负电,平行板电容器的上极板竖直向上移一小段距离,板间场强减小,油滴所受电场力减小,则油滴将沿竖直方向向下运动,故D错误。‎ 故应选:B。‎ ‎【点睛】‎ 本题是电容器动态分析问题,根据、电容的决定式和定义式结合进行分析。‎ ‎5.D ‎【解析】‎ 在匀强电场中,沿着同一方向,每前进相同的距离,电势的降低相等;先求解出D点的电势,然后找出等势面,进一步求解A、D连线中点的电势。‎ 在匀强电场中,沿着同一方向,每前进相同的距离,电势的降低相等;故:φA-φB=φD-φC代入数据,有:15-3=φD-(-3),解得:φD=9V,故D正确,ABC错误。故应选:D。‎ ‎【点睛】‎ 本题关键记住“在匀强电场中,沿着同一方向,没前进相同的距离,电势的降低相等”的结论。‎ ‎6.A ‎【解析】‎ 电场线的疏密表示场强的大小;a点所在的电场线从Q出发到不带电的金属球终止,所以a点的电势高于金属球的电势,而b点所在处的电场线从金属球发出到无穷远,所以金属球的电势高于b点的电势;电势越高的地方,负电荷具有的电势能越小。‎ A项:电场线的疏密表示场强的大小,由图象知a点的电场强度比b点大,故A正确;‎ B项:a点所在的电场线从Q出发到不带电的金属球终止,所以a点的电势高于金属球的电势,而b点所在处的电场线从金属球发出到无穷远,所以金属球的电势高于b点的电势,即a点的电势比b点的高,故B错误;‎ C项:电势越高的地方,正电荷具有的电势能越大,即正电荷在a点的电势能较b点大,故C错误;‎ D项:由上知,+q在a点的电势能较b点大,则把+q电荷从电势能大的a点移动到电势能小的b点,电势能减,电场力做正功,故D错误。‎ 故应选:A。‎ ‎【点睛】‎ 该题考查电场线的特点与电场力做功的特点,解题的关键是电场力做正功,电势能减小;电场力做负功,电势能增加。‎ ‎7.C ‎【解析】‎ 设原来的电阻为R,其中的一根均匀拉长到原来的2倍,横截面积变为原来的,根据电阻定律R=ρ,电阻R1=4R,另一根对折后绞合起来,长度减小为原来的一半,横截面积变为原来的2倍,根据电阻定律R=ρ,电阻R2=‎ R,则两电阻之比为16:1.电压相等,根据欧姆定律,电流比为1:16,根据q=It知相同时间内通过的电量之比为1:16.故C正确,A、B、D错误。故选C。‎ 考点:电阻定律 ‎【名师点睛】‎ 解决本题的关键是在将导线均匀拉长或折后绞合时,导线的体积不变,判断导线的长度和横截面积的变化。根据电阻定律R=ρ判断出两根金属导线的电阻之比,根据欧姆定律得出电流之比,再根据q=It得出通过的电荷量之比。‎ ‎8.C ‎【解析】‎ 因为灯泡恰好能正常发光,所以根据公式可得,电灯和电动机串联在电路中,所以电路中的电流大小为2A,A错误;根据公式可得电动机产生的热功率为,B错误;电动机消耗的总功率为,故电动机的机械效率大小为,C正确;电源的输出功率为,D错误。‎ 考点:考查了非纯电阻电路电功率的计算 ‎9.B ‎【解析】‎ 对两种情况进行受力分析,如图所示:‎ 依据矢量的合成法则,结合三角知识,及平衡条件,则有:F′=mgsin30°,F=mgtan30°,根据库仑定律,则有:,而;根据三角知识,则有:lBA=Ltna30°,lCA=Lsin30°‎ ‎,综上所得:,故ACD错误,B正确;故选B。‎ ‎【点睛】‎ 考查库仑定律、矢量的合成法则与平衡条件的应用,掌握三角知识,及几何关系的内容,注意绳子的长度相等,是解题的关键.‎ ‎10.BD ‎【解析】‎ AB、电荷做曲线运动,电场力指向曲线的内侧,所以电场力的方向向右;若粒子从P经过R运动到Q,电场力做负功,电荷的电势能增大,动能减小,知道R点的动能大,即速度大,而P点电势能较小,故A错误,B正确;‎ C、根据能量守恒定律,带电质点在运动过程中各点处的动能与电势能之和保持不变。故C错误;‎ D、由电场线疏密确定出,R点场强大,电场力大,加速度大小大于在Q点时的加速度大小,故D正确;‎ 故选:BD.‎ ‎11.AC ‎【解析】‎ 本题的关键是明确电流表内外接法的选择方法:当满足,时,电流表应用外接法,根据串并联规律写出真实值表达式,比较可知,测量值小于真实值;当满足时,电流表应用内接法,根据串并联规律写出真实值表达式,比较可知,测量值大于真实值。‎ 由于待测电阻满足时RARV=10×2000<,所以电流表应用内接法,即RX1 更接近真实值;‎ 根据串并联规律可知,采用内接法时真实值应为:‎ 采用外接法时,真实值应为:,即测量值小于真实值。‎ 故应选:AC。‎ ‎12.AB ‎【解析】‎ 根据右手螺旋定则判断出通电导线在c、d两点的磁场方向,在距离导线相等的点磁感应强度大小相等.抓住c点、d点的磁感应强度大小求出a、b导线在c、d两点的磁感应强度。‎ A项:设a导线在c点的磁感应强度大小为B,在d点的磁感应强度大小为B′‎ 根据右手螺旋定则有:‎ B1=2B B2=B-B′‎ 联立两式解得:,‎ 由右手螺旋定则可知,d处的磁感应强度方向向上,故应选:AB。‎ ‎【点睛】‎ 解决本题的关键掌握右手螺旋定则,会根据右手螺旋定则判断电流周围磁场的方向,以及知道在距离导线相等的点磁感应强度大小相等。‎ ‎13.BC ‎【解析】‎ 由能量守恒定律分析电势能的变化情况.根据v-t图可知物块在B点的加速度最大,此处电场强度最大,根据牛顿第二定律求场强的最大值.由C到A的过程中物块的动能一直增大,根据电场线的方向分析电势的变化,由动能定理可求得AB两点的电势差。‎ A项:从速度时间图象可知,由C到A的过程中,物块的速度一直增大,电场力对物块做正功,电势能一直减小,故A错误;‎ B项:带电粒子在B点的加速度最大,为,所受的电场力最大为 Fm=mam=0.1×2N=0.2N,则场强最大值为,故B正确;‎ C项:据两个等量同种正电荷其连线中垂线上电场强度方向由O点沿中垂线指向外侧,故由C点到A点的过程中电势逐渐减小,故C正确;‎ D项:从速度时间图象可知,A、B两点的速度分别为 vA=6m/s,vB=4m/s,再根据动能定理得:‎ ‎,解得:,故D错误。‎ 故应选:BC。‎ ‎【点睛】‎ 明确等量同种电荷电场的特点是解本题的关键,要知道v-t图切线的斜率表示加速度,由动能定理求电势差是常用的方法。‎ ‎14.BC ‎【解析】‎ 类比单摆,小球从A点静止释放,运动到B点速度为0,说明弧AB的中点是运动的最低点,对小球进行受力分析,小球处在弧线中点位置时切线方向合力为零,再根据几何关系可以求出Eq,球到达B点时速度为零,向心力为零,则沿细线方向合力为零,此时对小球受力分析,再根据几何关系即可解题。‎ A、B项:小球从A运动到B的过程中,根据动能定理得:mgLsinθ-qEL(1-cosθ)=0得 ‎,则,故A错误,B正确;‎ C项:在A点,小球所受的合力等于重力,加速度,在B点,合力沿切线方向Eqsin60°-mgcos60°=mg,加速度aB=g,所以A、B两点的加速度大小相等,故C正确;‎ D项:小球到达B点时速度为零,向心力为零,则沿细线方向合力为零,此时对小球受力分析可知:T=qEcos60°+mgsin60°故细线拉力,故D错误。‎ 故应选:BC。‎ ‎【点睛】‎ 本题关键是对小球受力分析,然后找出复合场的最低点位置,最后根据牛顿第二定律和平行四边形定则列式分析计算。‎ ‎15.10.75;9.693‎ ‎【解析】‎ 解决本题的关键掌握游标卡尺读数的方法,主尺读数加上游标读数,不需估读.螺旋测微器的读数方法是固定刻度读数加上可动刻度读数,在读可动刻度读数时需估读.‎ 游标卡尺的主尺读数为10mm,游标尺上第15个刻度和主尺上某一刻度对齐,所以游标读数为15×0.05mm=0.75mm,所以最终读数为:10mm+0.75mm=10.75mm.‎ 螺旋测微器的固定刻度为9.5mm,可动刻度为19.3×0.01mm=0.193mm,所以最终读数为9.5mm+0.193mm=9.693mm.‎ ‎【点评】对于基本测量仪器如游标卡尺、螺旋测微器等要了解其原理,要能正确使用这些基本仪器进行有关测量.‎ ‎16.(1)B;E (2) (3)1.5;0.6‎ ‎【解析】‎ ‎(1)电流表:为了读数准确,所以选择B;滑动变阻器阻值较小有利于电表的数值变化,减小误差,故选E;‎ ‎(2)按原理图连接实物图如图:‎ ‎(3)由U-I图可知,电源的电动势为:E=1.5V;内电阻为:。‎ ‎17.(1)F=0.2N (2)‎ ‎【解析】‎ ‎(1)对ab棒受力分析,如图:‎ 由平衡条件得,金属棒ab受到磁场的安培力:‎ 代入数据:‎ ‎(2)由安培力公式:‎ 回路电流:‎ 由闭合电路的欧姆定律:‎ 电阻R2的阻值:‎ 代入数据:.‎ ‎【点睛】‎ 本题结合安培力特点考查了物体的平衡,注意公式F=BIL的应用条件,以及公式中各个物理量的含义.‎ ‎18.(1) (2) (3)‎ ‎【解析】‎ ‎(1)带电粒子在水平方向做匀速直线运动,‎ 从A点运动到B点经历的时间 ‎(2)带电粒子在竖直方向做匀加速直线运动 板间场强大小 加速度大小 经过B点时粒子沿竖直方向的速度大小vy=at=‎ 带电粒子在B点速度的大小v =‎ ‎(3)带电粒子从A点运动到B点过程中,根据动能定理得:‎ A、B间的电势差UAB=‎ 考点:带电粒子在平行极板间的运动。‎ ‎19.(1),方向竖直向上; (2)‎ ‎【解析】‎ ‎(1)小球静止在a点时,由共点力平衡得①‎ 解得,方向竖直向上②‎ 在匀强电场中,有③‎ 则a、O两点电势差④‎ ‎(2)小球从a点运动到b点,设到b点速度大小为,由动能定理得⑤‎ 小球做圆周运动通过b点时,由牛顿第二定律得⑥‎ 联立②⑤⑥式,代入解得
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