【物理】河北省唐山市第一中学2019-2020学年高二上学期期中考试试题（解析版）

【物理】河北省唐山市第一中学2019-2020学年高二上学期期中考试试题（解析版）

唐山一中2019—2020学年度第一学期期中考试 高二年级物理试卷 卷Ⅰ（选择题共48分）‎ 一、选择题（共12小题，每小题4分，计48分。在每小题给出的四个选项中，第1-8题只有一个选项正确，第9-12题有多个选项正确，全部选对的得4分，选不全的得2分，有错选或不答的得0分）‎ ‎1. 某带电粒子M只在电场力作用下由P点运动到Q点，在此过程中克服电场力做了2.6×10-6J的功。那么（　　）‎ A. M在P点的电势能一定小于它在Q点的电势能 B. P点的场强一定小于Q点的场强 C. P点的电势一定高于Q点的电势 D. M在P点的动能一定小于它在Q点的动能 ‎【答案】A ‎【解析】A．带电粒子M在由P点运动到Q点电场力做-2.6×10－6J的功，电势能增大，M在P点的电势能一定小于在Q点的电势能，故A正确；‎ B．因不知道带电粒子在P、Q两点电场力的大小，无法确定两点场强大小，故B错误；‎ C．因不知带电粒子电性，无法确定P、Q两点的电势大小关系，故C错误；‎ D．合外力对带电粒子做负功，动能减小，所以在P点的动能一定大于它在Q点的动能，故D错误。故选A。‎ ‎2. 一块手机电池的背面印有如图所示的一些符号，另外在手机使用说明书上还写有“通话时间3 h，待机时间100 h”，则该手机通话和待机时消耗的功率分别约为（ ）‎ A. 1.8 W，5.4×10-2W B. 3.6 W，0.108 W C. 0.6 W，1.8×10-2 W D. 6.48×103 W，1.94×102 W ‎【答案】C ‎【解析】由图知,．通话时，由，得 ‎.同理待机时，，C对．‎ ‎3. 如图所示，两个定值电阻R1、R2串联后接在输出电压U恒定的直流电源上，有人把一个内阻不是远大于R1、R2的电压表分别接在R1、R2两端，电压表的示数分别为8V和4V，则的值（　　）‎ A. 小于2 B. 等于2 C. 大于2 D. 无法确定 ‎【答案】B ‎【解析】将电压表与电阻R1并联时，电压表读数为8V，则电阻R2两端的电压为4V。设电压表内阻为R，将电压表与电阻R1并联，则 将电压表与电阻R2并联，则 解得 故选B。‎ ‎4. 如图所示，电荷量为Q1、Q2的两个正点电荷分别置于A点和B点，两点相距L。在以L为直径的光滑绝缘半圆环上，穿着一个带电荷量为+q的小球(视为点电荷)，在P点平衡。不计小球的重力，那么，PA与AB的夹角与Q1、Q2的关系应满足（　　）‎ A. B. ‎ C. D. ‎ ‎【答案】A ‎【解析】对小球进行受力分析如图所示： ‎ ‎ 根据库仑定律有;;;‎ 根据平衡条件，沿切向方向的分力有 联立解得 故A正确，BCD错误．故选A。‎ ‎5. x轴上固定着两个点电荷，其静电场在x轴上的电势的分布如图所示，下列说法正确的是（　　）‎ A. x2处场强为0‎ B. 若将一带正电的试探电荷从x1移到x3，电场力一直做负功 C. 由x1到x3，x轴附近的电场线分布先变疏后变密，方向不变 D. 若将一带负电的试探电荷从x1移到x3，电势能先增大后减小 ‎【答案】C ‎【解析】A．φ-x图象的斜率等于电场强度E，x2处的斜率最小，所以x2处的场强最小，但不为零，故A错误；‎ BD．从x1沿x轴移到x3，电势逐渐减小，因为粒子带正电，所以电场力做正功，若将一带负电的试探电荷从x1移到x3，则电场力做负功，电势能一直增大，故BD错误；‎ C．φ-x图象的斜率等于电场强度E，所以由x1到x3，x轴附近的电场线分布先变疏后变密，方向不变，故C正确。故选C。‎ ‎6. 如图所示，实线表示某电场的电场线（方向未标出），虚线是一带负电的粒子只在电场力作用下的运动轨迹，设M点和N点的电势分别为，粒子在M和N 时加速度大小分别为，速度大小分别为，电势能分别为．下列判断正确的是 A. B. ‎ C. D. ‎ ‎【答案】D ‎【解析】将粒子的运动分情况讨论：从M运动到N；从N运动到M，根据电场的性质依次判断；电场线越密，电场强度越大，同一个粒子受到的电场力越大，根据牛顿第二定律可知其加速度越大，故有；若粒子从M运动到N点，则根据带电粒子所受电场力指向轨迹弯曲的内侧，可知在某点的电场力方向和速度方向如图所示，故电场力做负功，电势能增大，动能减小，即，负电荷在低电势处电势能大，故；‎ 若粒子从N运动到M，则根据带电粒子所受电场力指向轨迹弯曲的内侧，可知在某点的电场力方向和速度方向如图所示，故电场力做正功，电势能减小，动能增大，即，负电荷在低电势处电势能大，故；‎ 综上所述，D正确；‎ ‎7. 如图所示，同一直线上的三个点电荷q1、q2、q3‎ ‎，恰好都处在平衡状态，除相互作用的静电力外不受其他外力作用。已知q1、q2间的距离是q2、q3间距离的2倍。下列说法错误的是（　　）‎ A. 若q1、q3为正电荷，则q2为负电荷 B. 若q1、q3为负电荷，则q2为正电荷 C. q1︰q2︰q3=9︰4︰36 D q1︰q2︰q3=36︰4︰9‎ ‎【答案】C ‎【解析】AB．三个自由电荷在同一直线上处于平衡状态，则一定满足“两同夹异，两大夹小，近小远大”，所以和是同种电荷，是异种电荷，故AB正确，不符合题意；‎ CD．根据库仑定律和矢量的合成，则有 化简可得 故C错误，符合题意，D正确，不符合题意。故选C。‎ ‎8. 在如图所示的电路中，输入电压U恒为8V。灯泡L标有“3V，6W”字样，电动机线圈的电阻为1Ω。若灯泡恰能正常发光，电动机正常工作，下列说法正确的是（　　）‎ A. 流过电动机的电流为5A B. 电动机的输出功率为6W C. 电动机的发热功率是25W D. 整个电路消耗的电功率是10W ‎【答案】B ‎【解析】A．因为灯泡正常发光，则电路电流 则流过电动机的电流是2A，故A错误； BCD．整个电路消耗的功率P总=UI=8×2W=16W 电动机的热功率 输出功率为 故B正确，CD错误。故选B。‎ ‎9. 如图，C为中间插有电介质的电容器， b极板与静电计金属球连接，a极板与静电计金属外壳都接地．开始时静电计指针张角为零，在b板带电后，静电计指针张开了一定角度．以下操作能使静电计指针张角变大的是（ ）‎ A. 将b板也接地 B. b板不动、将a板向右平移 C. 将a板向上移动一小段距离 D. 取出a、b两极板间的电介质 ‎【答案】CD ‎【解析】将b板也接地，电容器带电量不变，两板间的电势差不变，则静电计指针张角不变，选项A错误；b板不动、将a板向右平移，根据可知d变小时，C变大，Q不变时，根据C=Q/U，可知U减小，即静电计指针张角变小，选项B错误；将a板向上移动一小段距离，根据可知S变小时，C变小，Q不变时，根据C=Q/U，可知U变大，即静电计指针张角变大，选项C正确；取出a、b两极板间的电介质，根据可知C变小，Q不变时，根据C=Q/U，可知U变大，即静电计指针张角变大，选项D正确；故选CD.‎ ‎10. 如图所示电路中，开关闭合稳定后，某时刻理想电压表和电流表的读数都突然增大，造成这一现象的原因是电阻元件发生短路或断路故障，则可能出现了下列哪种故障（　　）‎ A. R1断路 B. R1短路 C. R2断路 D. R3短路 ‎【答案】AD ‎【解析】A．若R1断路，则外电路电阻增大，电路中电流减小，路端电压将增大，加在R2两端电压增大；则电流表的示数也将增大，故A正确； BCD．若R1或R2短路，则电压表被短路，电压表示数应为零；只有R3‎ 短路时，电压表接在电源两端，测量值为电源的输出电压，故电压表示数变大；同时因电路中电阻减小，故电路中电流增大，故D正确，BC错误。故选AD。‎ ‎11. 静电场在x轴上的场强E随x的变化关系如图所示，x轴正向为场强正方向，带正电的点电荷沿x轴运动，则点电荷　　‎ A. 在和处电势能相等 B. 由运动到的过程中电势能增大 C. 由运动到的过程中电场力先增大后减小 D. 由运动到的过程中电场力先减小后增大 ‎【答案】BC ‎【解析】A．由图像可知，在0～x1之间，电场强度E是正的，是沿x轴正方向的；在x1～x4之间，电场强度E是负的，是沿x轴负方向的，故由x2到x4是逆着电场线的方向，所以x4处的电势要大于x2处的电势，选项A错误；‎ B．由x1运动到x3的过程中，是逆着电场线方向的，所以电势能增大，选项B正确；‎ CD．由x1运动到x4的过程中，x3处的电场强度的大小是最大的，故电荷在该点受到的电场力也应该是最大的，故电场力是先增大后减小，选项C正确，D错误．‎ ‎12. 如图所示，平行板电容器AB两极板水平放置，现将一理想的二极管串联接在电源上，一带正电小球沿一确定的位置水平射入，打在下极板B上的N点，小球的重力忽略，仅竖直上下移动A板来改变两极板AB间距，则下列正确是（　　）‎ A. 当AB间距减小时，小球打在N点的右侧 B. 当AB间距减小时，小球打在N点的左侧 C. 当AB间距增大时，小球打在N的右侧 D. 当AB间距增大时，小球打在N点 ‎【答案】BD ‎【解析】AB．若A、B 间距离减小，电容器的电容变大，极板上电荷量变大，两极间的电场强度增大，小球受到的竖直向下的合力变大，加速度变大，运动时间变，水平位移变小，所以小球打在N点的左侧，故A错误，B正确；‎ CD．因为二极管具有单向导电性，所以电容器两极板上的电荷量只能增大，不能减小；若小球带正电，小球受到的电场力竖直向下，当A、B间距离增大时，电容器的电容减小，但极板上的电荷量不变，两极板电场强度不变，小球受力不变，所以仍会打在N点，故C错误，D正确。故选BD。‎ 卷Ⅱ（非选择题共52分）‎ 二、填空题（共3小题，其中13题每空1分；14题、15题每空2分）‎ ‎13. 如图所示，将一个电流表G和另一个电阻连接可以改装成伏特表或安培表，则甲图对应的是______表，要使它的量程加大，应使R1 ______（填“增大”或“减小”）；乙图是_______表，要使它的量程加大，应使R2 ______（填“增大”或“减小”）．‎ ‎【答案】 (1). 安培 (2). 减小 (3). 伏特 (4). 增大 ‎【解析】甲图通过并联电阻分走部分电流，所以甲为电流表，且R1越小分的电流越多，所以应该是减小；乙图通过并联电阻分得电压，且电阻越大分的电压越多，所以R2应该增大 ‎14. 某同学利用一只电流表和一个电阻箱测定电源的电动势和内电阻，使用的器材还有开关一个、导线若干，实验原理如甲所示。‎ ‎（1）在图乙的实物图中，已正确连接了部分电路，请完成其余电路的连接______。‎ ‎（2）接通开关，多次改变电阻箱的阻值R，同时读出对应的电流表的示数I，并作记录，画出R－关系图线，如图丙所示。则图线斜率的物理意义是______；若电流表内阻RA＝0.1Ω，由图线求得电源的电动势E＝______V，内阻r＝______。‎ ‎【答案】 (1). (2). 电源电动势 1.4 0.6‎ ‎【解析】(1)[1]如图所示 ‎(2)[2][3][4]由闭合电路的欧姆定律可知 得 故图象与纵坐标的交点，即电源内阻为；图象斜率表示电源电动势，故 ‎15. 小灯泡灯丝的电阻会随温度的升高而变大。某同学为研究这一现象，用实验得到部分数据（I和U分别表示小灯泡上的电流和电压），并绘制了小灯泡的U-I图像，如图所示：‎ ‎(1)在方框中画出实验电路图______。可用的器材有：电压表（内阻约为1KΩ）、电流表（内阻约为1Ω）、滑动变阻器（变化范围0~10Ω）、电源、小灯泡、电键、导线若干。‎ ‎(2)若将该小灯泡接在电动势是1.5V，内阻是2.0Ω的电池两端（电源的U-I图像如图所示），小灯泡的实际功率为______（保留两位有效数字）。‎ ‎【答案】 (1). (2). 0.26W~0.30W ‎【解析】(1)[1]小灯泡电阻远小于电压表内阻，故采用电流表外接电路；要使得小灯泡上得到从0开始连续可调电压，则滑动变阻器用分压电路，则电路如图；‎ ‎(2)[2]两图像的交点为电路工作点，由图可知U=0.8V，I=0.34A，则小灯泡的实际功率为 P=IU=08×0.34W=0.27W 三、计算题（写出必要的文字说明和方程，直接写出答案不给分）‎ ‎16. 如图所示的电路中，电源电动势，内阻，电阻，当开关S断开时，电流表的示数为1.5A，电压表的示数为3.0V，试求：‎ ‎(1)电阻R1和R3的阻值；‎ ‎(2)当S闭合后，电压表的示数；‎ ‎(3)R2上消耗的电功率。‎ ‎【答案】(1)；(2)；(3)。‎ ‎【解析】(1)S断开时，由得，又由，求得；‎ ‎(2)S闭合时，、并联电阻，‎ 回路总电流，电压表示数为；‎ ‎(3)上消耗的功率。‎ ‎17. 如图所示，一绝缘细圆环半径为r，环面处于竖直面内，匀强电场与圆环平面平行且水平。环上穿有一电量为＋q、质量为m 的小球，可沿圆环做无摩擦的圆周运动，小球所受电场力和重力大小相等。小球经过A点时速度的方向恰与电场垂直。设地球表面的重力加速度为ｇ，则：‎ ‎（1）若小球经过A点时，圆环与小球间无力的作用，小球经过A点时的速度大小vA是多大？‎ ‎（2）要使小球能运动到与A点对称的B点时，小球在A点速度至少是多大？‎ ‎（3）在保证小球恰好做圆周运动的前提下，小球对轨道的最大压力是多大？‎ ‎【答案】（1）；（2）；（3）‎ ‎【解析】（1）A点，根据电场力提供向心力 解得 ‎（2）能过等效最高点C必能过B点，在等效最高点C 从由动能定理得 解得 ‎（3）等效最高点C到等效最低点D由动能定理得 在D点由牛顿第二定律得 解得 根据牛顿第三定律：圆环对轨道的最大压力为。‎ ‎18. 如图甲所示，热电子由阴极飞出时的初速度忽略不计，电子发射装置的加速电压为U0，电容器板长和板间距离均为L＝10 cm，下极板接地，电容器右端到荧光屏的距离也是L＝10‎ ‎ cm，在电容器极板间接一交变电压，上极板的电势随时间变化的图象如图乙所示．（每个电子穿过平行板的时间都极短，可以认为电子穿过平行板的过程中电压是不变的)求：‎ ‎（1）在t＝0.06 s时刻，电子打在荧光屏上的何处？‎ ‎（2）荧光屏上有电子打到的区间有多长？‎ ‎【答案】（1）13.5cm（2）30cm ‎【解析】（1）设电子经电压U0加速后的速度为v，根据动能定理得：‎ 所以：,经偏转电场偏转后偏移量 所以,由题图知t=0.06s时刻U偏=1.8U0，代入数据解得y=4.5 cm，设打在屏上的点距O点距离为Y，根据相似三角形得：‎ 代入数据解得：Y=13.5cm．‎ ‎（2）由题知电子偏移量y的最大值为 ，所以当偏转电压超过2U0时，电子就打不到荧光屏上了．根据 解得Y= ，所以荧光屏上的电子能打到的区间长为：2Y=3L=30cm