【物理】黑龙江省哈尔滨市第六中学2019-2020学年高二上学期期中考试试题（理）（解析版）
哈尔滨市第六中学2019-2020学年度上学期期中考试
高二物理试题
一、选择题：本题共14小题，每小题4分。在每小题给出的四个选项中，第1～8题只有一项符合题目要求，第9～14题有多项符合题目要求。全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分。
1.下列说法正确的是( )
A. 电势降低的方向就是电场强度的方向
B. 处于静电平衡的导体，由于导体内部场强为零，所以导体内的电势也为零
C. 电动势公式E＝中的W与电压U＝中的W一样，都是电场力做的功
D. 若电荷由A点移到B点的过程中，除受电场力外，还受其它力的作用，但电势能的减少量仍等于这一过程中电场力所做的功
【答案】D
【解析】
【详解】A．电势降低最快的方向是电场强度的方向，选项A错误；
B．处于静电平衡的导体，导体内部场强为零，导体是等势体，但是导体内的电势不一定为零，选项B错误；
C．电动势公式E＝中的W是非静电力做功；而电压U＝中的W是电场力做的功，选项C错误；
D．若电荷由A点移到B点的过程中，除受电场力外，还受其它力的作用，但电势能的减少量仍等于这一过程中电场力所做的功，选项D正确．
2.如图所示，在正方形四个顶点分别放置一个点电荷，所带电荷量已在图中标出，则下列四个选项中，正方形中心处场强最大的是 ( )
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】
【详解】根据点电荷电场强度公式，结合矢量合成法则，两个负电荷在正方形中心处场强为零，两个正点电荷在中心处电场强度为零，故A错误；同理，正方形对角线异种电荷的电场强度，即为各自点电荷在中心处相加，因此此处的电场强度大小为，故B正确；正方形对角线的两负电荷的电场强度在中心处相互抵消，而正点电荷在中心处，叠加后电场强度大小为，故C错误；根据点电荷电场强度公式，结合叠加原理，则有在中心处的电场强度大小，故D错误．所以B正确，ACD错误．
3.有一条横截面积为S的铜导线，通过的电流为I．已知铜的密度为ρ，摩尔质量为M，阿伏伽德罗常数为NA，电子的电量为e．若认为导线中每个铜原子贡献一个自由电子，则铜导线中自由电子定向移动的速率可表示为（ ）
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】
【详解】设铜导线中自由电子定向移动的速率为v，导线中自由电子从一端定向移到另一端所用时间为，则导线的长度为:
体积为
质量为
这段导线中自由电子的数目为
在t时间内这些电子都能通过下一截面，则电流:
代入解得，
解得电子定向移动的速率：
故A正确，BCD错误．
4. 如图所示，在等量的异种点电荷形成的电场中，有A、B、C三点，A点为两点电荷连线的中点，B点为连线上距A点距离为d的一点，C点为连线中垂线距A点距离也为d的一点，则下面关于三点电场强度的大小、电势高低的比较，正确的是
A. EA＝EC>EB；φA＝φC>φB
B. EB>EA>EC；φA＝φC>φB
C. EA
φB，φA>φC
D. 因为零电势点未规定，所以无法判断电势的高低
【答案】B
【解析】
【详解】由等量异种点电荷周围的电场线的分布情况可知B点场强最大，C点场强小于A点场强，由正负电荷的电势分布可知A和C点的电势为零，B点电势小于零，因此B正确ACD错误
5.某一网络电路中的部分电路如图所示，已知I=3A，I1=2A，R1=10Ω，R2=5Ω，R3=30Ω，则下列结论正确的是( )
A. 通过 R3的电流为0.5A，方向从
B. 通过 R3的电流为0.5A，方向从
C. 通过电流表的电流为0.5A，电流表“+”接线柱在右边
D. 通过电流表的电流为1.5A，电流表“+”接线柱在左边
【答案】B
【解析】AB．根据欧姆定律，电阻R1两端电压为2A×10Ω=20V，电阻R2两端电压为1A×5Ω=5V，故电阻R3两端电压为20V-5V=15V，且b端电势高于a端电势，故通过R3的电流为
方向从b→a，故A错误，B正确；
CD．根据电荷守恒定律，流入与流出b点的电流是相等的，故通过电流表的电流为0.5 A，电流表“+”接线柱在左边，故C D错误；
6.右图所示的电路中，电源内阻r不可忽略，电流表和电压表均为理想电表，当滑动变阻器R2的滑动键P向上滑动时 （ ）
A. A1和A2的示数均变大
B. V1和V2的示数均变小
C. A1示数的变化量小于A2示数的变化量
D. V1示数的变化量大于V2示数的变化量
【答案】C
【解析】AC．当滑片P上移时，R2增大，回路中的总阻值增大，总电流：
总电流减小；
V2的示数：
可知U2增大
A1的示数：
可知增大，
I减小、增大，知减小，减小量大于增加量，A错、C对；
BD．U1、U2的大小为：
可知：U1、U2都增大，U2的变化量大，BD错．
【点睛】判定总电阻变化情况的规律(记一记)
1．当外电路的任何一个电阻增大(或减小)时，电路的总电阻一定增大(或减小)．
2．若开关的通、断使串联的用电器增多时，电路的总电阻增大；若开关的通、断使并联的支路增多时，电路的总电阻减小．
3．在如图所示分压电路中，滑动变阻器可视为由两段电阻构成，其中一段R并与用电器并联，另一段R串与并联部分串联．A、B两端的总电阻与R串的变化趋势一致．
7.如图所示，竖直放置的两个平行金属板间存在匀强电场，与两板上边缘等高处有两个质量相同的带电小球，小球A从紧靠左极板处由静止开始释放，小球B从两板正中央由静止开始释放，两小球最终都能运动到右极板上的同一位置，则从开始释放到运动至有极板的过程中，下列判断正确的是
A. 运动时间 B. 电荷量之比
C. 机械能增加量之比 D. 机械能增加量之比
【答案】B
【解析】A．小球释放后在竖直方向受到重力作用，做自由落体运动，AB下落高度相等，根据两个小球运动时间：
故选项A错．
B．水平方向在电场力作用下做初速度0的匀加速直线运动，加速度：
水平位移：
同一电场，电场强度相等，运动时间相等，质量相等，据图知AB水平位移之比2:1，所以，选项B对．
机械能增加量等于电场力做功：
CD．根据水平方向，可得机械能增加量之比：
选项CD错．
8.如图所示电路中，A、B是构成平行板电容器的两金属极板，P为其中的一个定点．将开关S闭合，电路稳定后将A板向上平移一小段距离，则下列说法正确的是（ ）
A. 电容器的电容增加 B. 在A板上移过程中，电阻R中有向上的电流
C. A、B两板间的电场强度增大 D. P点电势升高
【答案】B
【解析】
【详解】A．根据，当A板向上平移一小段距离，间距d增大，其它条件不变，则导致电容变小，故A错误；
B．在A板上移过程中，导致电容减小，由于极板电压不变，那么电量减小，因此电容器处于放电状态，电阻R中有向上的电流，故B正确；
C．根据与相结合可得：
由于电量减小，场强大小变小，故C错误；
D．因场强变小，导致P点与B板的电势差减小，因B板接地，电势为零，即P点电势降低，故D错误．
【点睛】做好电容器题目要把电容的定义式、决定式和场强的推导式结合应用，掌握电场强度的推导式，注意B极接地，电势为零．
9.有一电流计，内阻Rg＝25 Ω，满偏电流Ig＝3 mA，现对它进行改装，下列说法正确的是( )
A. 把它改装成量程为0.6 A的电流表，需与它并联一个0.126 Ω的电阻
B. 把它改装成量程为0.6 A的电流表，需与它串联一个0.126 Ω的电阻
C. 把它改装成量程为3 V的电压表，需与它并联一个975 Ω的电阻
D. 把它改装成量程为3 V的电压表，需与它串联一个975 Ω的电阻
【答案】AD
【解析】
【详解】AB．把电流表改装成的电流表需要并联一个分流电阻，分流电阻阻值：
故A正确，B错误；
CD．把电流表改装成的电压表需要串联分压电阻，串联电阻阻值：
故C错误，D正确．
【点睛】本题考查了电压表与电流表的改装，知道电表的改装原理，应用串并联电路特点与欧姆定律即可解题．
10.如图所示，在点电荷Q产生的电场中，实线MN是一条方向未标出的电场线，虚线AB是一个电子只在静电力作用下的运动轨迹.设电子在A、B两点的加速度大小分别为、
，电势能分别为、.下列说法正确的是( )
A. 电子一定从A向B运动
B. 若>，则Q靠近M端且为正电荷
C. 无论Q为正电荷还是负电荷一定有<
D. B点电势可能高于A点电势
【答案】BC
【解析】
由于不知道电子速度变化，由运动轨迹图不能判断电子向那个方向运动，故A错误；若aA＞aB，则A点离点电荷Q更近即Q靠近M端；又由运动轨迹可知，电场力方向指向凹的一侧即左侧，所以，在MN上电场方向向右，那么Q靠近M端且为正电荷，故B正确；由B可知，电子所受电场力方向指向左侧，那么，若电子从A向B运动，则电场力做负功，电势能增加；若电子从B向A运动，则电场力做正功，电势能减小，所以，一定有EpA＜EpB求解过程与Q所带电荷无关，只与电场线方向相关，故C正确；由B可知，电场线方向由M指向N，那么A点电势高于B点，故D错误；故选BC．
11.下列关于多用电表电阻挡的说法中，正确的是( )
A. 表盘刻度是不均匀的，从零刻度处开始，刻度值越大处，刻度越密
B. 红表笔是与表内的电源的正极相连的
C. 测电阻时，首先要把红、黑表笔短接进行调零，然后再去测电阻
D. 为了减小误差，应尽量使指针指在中间刻度附近
【答案】ACD
【解析】
【详解】A．欧姆表的雾表盘刻度是不均匀的，从零刻度处开始，刻度值越大处，刻度越密，选项A正确；
B．黑表笔是与表内的电源的正极相连的，选项B错误；
C．测电阻时，首先要把红、黑表笔短接进行调零，然后再去测电阻，选项C正确；
D．表盘的中央部分刻度比较均匀，则为了减小误差，应尽量使指针指在中间刻度附近，选项D正确．
12.某同学将一直流电源的总功率PE、输出功率PR和电源内部的发热功率Pr随电流I变化的图线画在了同一坐标上，如图中的a、b、c所示．以下判断正确的是( )
A. 直线a表示电源的总功率 B. 曲线c表示电源的输出功率
C. 电源电动势E＝3V，内电阻r＝1Ω D. 电源的最大输出功率Pm＝9W
【答案】ABC
【解析】A．闭合电路中电动势E和内电阻r不变，外电阻的变化引起电路中的电流I发生变化．电路中消耗的总功率PE＝IE，E一定时，PE与I成正比，故直线a表示电源的总功率与电流的关系，且a图线的斜率大小为电源电动势E＝3 V．
B．电源内电阻消耗的功率：
r一定时，Pr 与I2成正比，所以抛物线b表示电源内电阻消耗的功率与电流的关系；外电阻上消耗的功率：
故抛物线c表示外电阻消耗的功率与电流的关系，选项A、B正确；
C．图线a、b的交点表示，此时外电阻消耗功率为0，R＝0，则：
所以内阻：
r＝1 Ω
选项C正确；
D．图线b、c的交点也是抛物线c的顶点，该处纵坐标表示外电阻消耗功率的最大值，此时：
R＝r
选项D错误．
13.如图所示，氕核、氘核、氚核三种粒子从同一位置无初速度地飘入电场线水平向右的加速电场，之后进入电场线竖直向下的匀强电场发生偏转，最后打在屏上，整个装置处于真空中，不计粒子重力及其相互作用，那么
A. 偏转电场对三种粒子做功一样多 B. 三种粒子打到屏上时速度一样大
C. 三种粒子运动到屏上所用时间相同 D. 三种粒子一定打到屏上的同一位置，
【答案】AD
【解析】
试题分析：带电粒子在加速电场中加速，电场力做功W=E1qd； 由动能定理可知：E1qd=mv2；
解得：；粒子在偏转电场中的时间；在偏转电场中的纵向速度
纵向位移
；即位移与比荷无关，与速度无关；则可三种粒子的偏转位移相同，则偏转电场对三种粒子做功一样多；故A正确，B错误；因三粒子由同一点射入偏转电场，且偏转位移相同，故三个粒子打在屏幕上的位置一定相同；因粒子到屏上的时间与横向速度成反比；因加速后的速度大小不同，故三种粒子运动到屏上所用时间不相同；故C错误，D正确；故选AD．
考点：带电粒子在匀强电场中的运动
【名师点睛】此题考查带电粒子在电场中的偏转，要注意偏转中的运动的合成与分解的正确应用；正确列出对应的表达式，根据表达式再去分析速度、位移及电场力的功．
14.相同的电流表分别改装成两个电流表A1、A2和两个电压表V1、V2，A1的量程大于A2的量程，V1的量程大于V2的量程，把它们接入图所示的电路，闭合开关后
A. A1的读数比A2的读数大 B. A1指针偏转角度比A2指针偏转角度大
C. V1的读数比V2的读数大 D. V1指针偏转角度比V2指针偏转角度大
【答案】AC
【解析】A．电流表A1的量程大于A2的量程，故电流表A1的内阻小于A2的内阻；电压表V1的量程大于V2的量程，故V1的电阻大于V2的电阻；由图可知，两电流表并联，故两流表两端的电压相等，故A1中的电流要大于A2中的电流，故A1的读数比A2的读数大，故A正确；
B．因两表由同一电流表改装而成，而将电流表扩大量程时为并联一小电阻，故相当于为四个电阻并联，故两表头中电流相同，故两表的偏角相同；故B错误；
C．两电压表串联，故通过两表的电流相等，故V1的读数比V2的读数大，故C正确；
D．因表头与电阻串联，故为四个电阻串联，因此通过两表头的电流相等，两表的偏转角度一样，故D错误；
二、实验题（14分）
15.（1）用游标为20分度的游标卡尺测量某物体长度，由图可知其长度为______mm；
（2）某同学用螺旋测微器测量一圆柱形金属工件的直径，测量结果如图所示，该工件的直径为______mm．
【答案】 (1). 50.05; (2). 1.775;
【解析】
【分析】
游标卡尺读数的方法是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．
【详解】(1) 游标卡尺主尺读数为50mm，游标读数为0.05×1=0.05mm，所以最终读数为50.05mm；
(2)螺旋测微器固定刻度读数1.5mm，可动刻度读数为0.01×27.5mm=0.275mm，所以金属丝的直径为1.775mm．
【点睛】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．以及螺旋测微器的读数方法，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．
16.有一个小灯泡上标有“4 V，2W”的字样，现在要用伏安法测量这个小灯泡的伏安特性曲线．现有下列器材供选用：
A．电压表V1(0～5 V，内阻约10 kΩ)
B．电压表V2(0～10V，内阻约20 kΩ)
C．电流表A1(0～0.3 A，内阻约1 Ω)
D．电流表A2(0～0.6 A，内阻约0.4Ω )
E．滑动变阻器R1(0～10Ω，2 A)
F．滑动变阻器R2(0～100Ω，0.2 A)
G．学生电源(直流6V)、开关及导线
(1)为了调节方便，测量尽可能准确，实验中应选用电压表______，电流表_____，滑动变阻器_______(填器材前方选项符号，如“A”，“B”)
(2)为使实验误差尽量减小，要求从零开始多取几组数据；请在下面的方框中画出实验电路图____________．
(3)P为上图中图线上的一点，PN为图线上P点的切线、PQ为U轴的垂线，PM为I
轴的垂线，下列说法中正确的是（ ）
A．随着所加电压的增大，小灯泡的电阻增大
B．随着所加电压的增大，小灯泡的电阻减小
C．对应P点，小灯泡的电阻约为5.33 Ω
D．对应P点，小灯泡的电阻约为24.0Ω
(4)某同学通过实验得到的数据画出了该小灯泡的伏安特性曲线，如图所示，若用电动势为4.0V、内阻为8Ω的电源直接给该小灯泡供电，则该小灯泡的实际功率是_______W（保留两位有效数字）
【答案】 (1). A (2). D E (3). AC (4). 0.42W
【解析】
【详解】（1）[1][2][3]．灯泡的额定电压为4V，电压表应选A；灯泡的额定电流
电流表应选择0～0.6A量程，故选D；变阻器用分压接法，为方便实验操作，滑动变阻器选E．
（2）[4]．灯泡内阻
电压表内约为10kΩ，电流表内阻约为0.4Ω，电压表内阻远大于灯泡电阻，因此电流表应采用外接法；描绘灯泡伏安特性曲线，电压与电流应从零开始变化，滑动变阻器应采用分压接法，电路图如图所示：
（3）[5]．AB、由图示I-U图象可知，随电压增大，电流增大，电压与对应电流的比值增大，即灯泡电阻变大，故A正确，B错误；
CD、由图象可知，在P点，小灯泡的电阻为
故C正确，D错误；
（4）[6]．根据闭合电路欧姆定律得：U=E-Ir，则有U=4-8I，画出U-I图象如图所示；
交点对应的电压与电流即为小灯泡此时的实际电压与电流，所以小灯泡两端电压为1.2V，电流I=0.35A，所以实际功率为
P=UI=1.2×0.35W=0.42W
三、计算题（共40分，要求写出必要的文字说明、方程式或重要的演算步骤，只写出最后答案的不得分。有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位。）
17.如图所示是一提升重物用的直流电动机工作时的电路图．电动机的内阻r=0.8 Ω，电路中另一电阻R=10 Ω，直流电压U=160 V，电压表示数UV=110 V．试求：
(1)通过电动机的电流；
(2)输入电动机的电功率；
(3)若电动机以v=1 m/s匀速竖直向上提升重物，求该重物的质量．(g取10 m/s2)．
【答案】（1）5A（2）550W（3）53kg
【解析】
【分析】考查了电功率的计算
【详解】（1）通过R的电流：；
（2）电动机的输入功率：，
（3）电动机内电阻的发热功率：，
输出的机械功率：；
而
解得：
18.如图所示的电路中，两平行金属板A、B水平放置，两板间的距离d=40cm．电源电动势E=24V，内电阻r=1Ω，电阻R=15Ω．闭合开关S，待电路稳定后，将一带正电的小球从B板小孔以初速度v0=4m/s竖直向上射入板间．若小球带电量为q=1×10-2C，质量为m=2×10-2kg，不考虑空气阻力．那么，滑动变阻器接入电路的阻值为多大时，小球恰能到达A板？此时，电源的输出功率是多大？（取g=10m/s2）
【答案】8Ω；23W
【解析】小球进入板间后，受重力和电场力作用，且到A板时速度为零，设两板间电压为UAB由动能定理得
解得：
UAB=8V
则滑动变阻器两端电压
U滑=UAB=8V
设通过滑动变阻器电流为I，由欧姆定律得
滑动变阻器接入电路的电阻
电源的输出功率
19.如图所示，AB是一倾角为θ=37°的绝缘粗糙直轨道，滑块与斜面间的动摩擦因数，BCD是半径为R=0.2m的光滑圆弧轨道，它们相切于B点，C为圆弧轨道的最低点，整个空间存在着竖直向上的匀强电场，场强E = 4.0×103N/C，质量m = 0.20kg的带电滑块从斜面顶端由静止开始滑下．已知斜面AB对应的高度h = 0.24m，滑块带电荷q = -5.0×10-4C，取重力加速度g = 10m/s2，sin37°= 0.60，cos37°=0.80．求：
（1）滑块从斜面最高点滑到斜面底端B点时的速度大小；
（2）滑块滑到圆弧轨道最低点C时对轨道的压力．
【答案】(1) (2)
【解析】
【分析】
(1)滑块沿斜面滑下的过程中，根据动能定理求解滑到斜面底端B点时的速度大小；
(2)滑块从B 到C 点，由动能定理可得C点速度，由牛顿第二定律和由牛顿第三定律求解．
【详解】(1)滑块沿斜面滑下的过程中，受到的滑动摩擦力：
设到达斜面底端时的速度为v1，根据动能定理得：
解得：
v1=2.4m/s
(2)滑块从B 到C 点，由动能定理可得：
当滑块经过最低点时，有：
由牛顿第三定律：
方向竖直向下．
【点睛】本题是动能定理与牛顿定律的综合应用，关键在于研究过程的选择.
