【物理】广东省惠州市实验中学2019-2020学年高二上学期期中考试试题（解析版）

【物理】广东省惠州市实验中学2019-2020学年高二上学期期中考试试题（解析版）

惠州市实验中学2019-2020度第一学期高二年级期中考试 物理试题 ‎ ‎2019年11‎ 一、单选 ‎1. 以下物理量中，是矢量的是（ ）‎ A. 电荷量 B. 电场强度 C. 电流 D. 电势 ‎【答案】B ‎【解析】‎ 试题分析：既有大小又有方向的物理量为矢量，如电场强度，磁感应强度等，只有大小没有方向的物理量叫做标量如电荷量，电流，电势等，故选B 考点：考查了对矢量标量的理解 ‎2.如图所示，在一大小为E的水平匀强电场中，A、B两点的电势分别为φA、φB，A、B两点的直线距离为l，垂直电场方向的距离为d。一电荷量为q的带正电粒子从A点沿图中虚线移动到B点。下列说法正确的是 A. 该过程中电场力做的功为Eql B. 该过程中电场力做的功为0‎ C. 该过程中电场力做的功为Edl D. 该过程中电场力做的功为q（φA-φB）‎ ‎【答案】D ‎【解析】‎ 试题分析：电场力做功，与路径无关，即答案为D 考点：电场力做功 点评：本题考察了简单的电场力做功公式的应用。‎ ‎3.平行板电容器的电容为C，带电量为Q，两板间距离为d，今在两板的中点处放一点电荷q，则它所受电场力的大小为 （ ）‎ A. B. C. D. ‎ ‎【答案】A ‎【解析】两极板间的电势差为：，则两极板间的电场强度为：，电荷q所受的电场力为：，故A正确，BCD错误。‎ ‎4.用电场线能很直观、很方便地比较电场中各点场强的强弱.如图甲是等量异种点电荷形成电场的电场线，图乙是场中的一些点：O是电荷连线的中点，E、F是连线中垂线上相对O对称的两点，B、C和A、D也相对O对称则 A. B、C两点场强大小和方向都相同 B. A、D两点场强大小相等，方向相反 C. E、O、F三点比较，O点电势最高 D. B、O、C三点比较，O点场强最强 ‎【答案】A ‎【解析】‎ ‎【详解】A．B、C两点电场线的疏密以及方向都相同，可知场强大小和方向都相同，选项A正确；‎ B．A、D两点电场线疏密以及方向都相同，可知场强大小相等，方向相同，选项B错误；‎ C．等量异号电荷连线的中垂面是等势面，可知E、O、F三点比较，电势相等，选项C错误；‎ D．B、O、C三点比较，O点处电场线最疏，场强最弱，选项D错误。‎ ‎5.一负电荷从电场中A点由静止释放，只受电场力作用，沿电场线运动到B点，它运动的速度--时间图像如图所示．则A、B两点所在区域的电场线是下图中的 A. B. C. D. ‎ ‎【答案】D ‎【解析】‎ ‎【详解】由v-t图象可知，粒子做加速度逐渐增大的加速运动，因此从A到B 该电荷所受电场力越来越大，电场强度越来越大，电场线密的地方电场强度大，且负电荷受力与电场方向相反，故ABC错误，D正确。‎ ‎6.把六个相同小灯泡接成如图甲、乙所示的电路，调节变阻器使灯泡均正常发光，甲、乙两电路所消耗的功率分别用和表示，则下列结论中正确的是（ ）‎ A. B. ‎ C. D. ‎ ‎【答案】D ‎【解析】‎ ‎【详解】设灯泡正常发光时的电流为I，对于甲图，电路的总的电流为3I，此时甲的总功率的大小为，对于乙图，电流的总电流的大小就为I，此时乙的总功率的大小为，所以。‎ ABC.根据计算得：，ABC错误； ‎ D.根据计算得：，D正确。‎ ‎7.如图所示电路中，当滑动变阻器R3的滑动触头P向b端移动时：（ ）‎ A. 电压表示数变大，电流表示数变小 B. 电压表示数变大，电流表示数变大 C. 电压表示数变小，电流表示数变大 D. 电压表示数变小，电流表示数变小 ‎【答案】C ‎【解析】‎ 当滑动变阻器R3的滑动触头P向b端移动时，滑动变阻器电阻减小，由串反并同可知，与电阻器并联的电压表示数减小，与电阻器串联的电流表示数增大，C对；‎ ‎8.在地面上插入一对电极M、N ‎，将两个电极与直流电源相连，大地中形成恒定电流和恒定电场恒定电场的基本性质与静电场相同，其电场线分布如图所示，P、Q是电场中的两点下列说法中正确的是（ ） ‎ A. P点场强比Q点场强大 B. P点电势比Q点电势高 C. 电子在P点的电势能比在Q点的电势能大 D. 电子沿直线从N到M的过程中所受电场力变大 ‎【答案】B ‎【解析】‎ ‎【分析】‎ 电场线是从正电荷或者无穷远出发出，到负电荷或无穷远处为止，电场线密的地方电场的强度大，电场线疏的地方电场的强度小．要正确在电场中通过电场线来判断电场强度、电势、电势能大小变化．电子在非匀强电场中所受的电场力是变力．‎ ‎【详解】电场线密的地方电场强度大，所以P点场强比Q点场强小，故A错误；该电场与等量异种点电荷的电场相似，根据等量异种点电荷的特点可知，MN的中垂线为一个等势面，然后根据沿电场线方向电势降低可知：P点电势一定高于Q点电势，故B正确。P点电势高于Q点电势，即φp＞φq．由电势能公式Ep=qφ，可知由于电子带负电，q＜0，所以电子在P点的电势能小于在Q点的电势能。故C错误。由于该电场是非匀强电场，从N到M的过程E先减小后增大，由F=qE可知，电子所受的电场力也是先减小后增大，故D错误。故选B。‎ ‎【点睛】电场强度、电势、电势能、电场力做功等概念是本章重点和难点，要弄清它们之间的区别和联系，并能在实际电场中或者电荷运动过程中弄清它们的变化．‎ 二、多选 ‎9.在静电场中，下列说法正确的是（ ）‎ A 沿着电场线方向，电势一定越来越低 B. 电场强度为零的点，电势不一定为零 C. 电场强度处处相同的区域内，电势也一定处处相同 D. 只在电场力作用下，正电荷一定从高电势的地方向低电势的地方移动 ‎【答案】AB ‎【解析】‎ ‎【分析】‎ 电场线的疏密表示电场强度的相对大小，电场线的方向反映电势的高低，则电场强度与电势没有直接关系．电场强度为零，电势不一定为零．电势为零，电场强度也不一定为零．电场强度越大的地方，电势不一定高．顺着电场线方向，电势逐渐降低，但场强不一定减小。‎ ‎【详解】A项：沿着电场线方向，电势一定越来越低，故A正确；‎ B项：电势为零，是人为选择的，电场强度为零的地方，电势不一定为零，故B正确；‎ C项：电场强度处处相同的区域内，电势不一定处处相同，比如匀强电场，电场强度相同，而电势沿着电场线方向是降低的，故C错误；‎ D项：如果正电荷有初速度，只在电场力作用下，正电荷可以从电势低处运动到电势高处，故D错误。‎ 故应选：AB。‎ ‎【点睛】电场强度和电势这两个概念非常抽象，可借助电场线可以形象直观表示电场这两方面的特性：电场线疏密表示电场强度的相对大小，切线方向表示电场强度的方向，电场线的方向反映电势的高低。‎ ‎10.某同学在研究电子在电场中的运动时，得到了电子由a点运动到b点的轨迹（图中实线所示），图中未标明方向的一组虚线可能是电场线，也可能是等势面，则下列说法正确的判断是 ‎ A. 如果图中虚线是电场线，电子在a点动能较大 B. 如果图中虚线是等势面，电子在b点动能较小 C. 不论图中虚线是电场线还是等势面，a点的场强都大于b点的场强 D. 不论图中虚线是电场线还是等势面，a点的电势都高于b点的电势 ‎【答案】AC ‎【解析】‎ ‎【详解】A．若虚线是电场线，从轨迹弯曲方向可知电场力沿着电场线向左，ab曲线上每一点的瞬时速度与电场力方向均成钝角，故电子做减速运动，动能减小，即电子在a点动能较大，所以A正确；‎ B．若虚线为等势面，根据等势面与电场线处处垂直可大致画出电场线，显然可看出曲线上每个位置电子受到的电场力与速度成锐角，电子加速运动，故动能增大，即电子在b点动能较大，所以B错误；‎ C．不论图中虚线是电场线还是等势面，由电场线的密集程度可看出a点的场强较大，故C正确；‎ D．若虚线是等势面，从电子曲线轨迹向下弯曲可知电场线方向垂直虚线向上，沿着电场线方向电势越来越低，故a点电势较小；若虚线是电场线，从轨迹弯曲方向可知电场力沿着电场线向左，故电场线方向向右，沿着电场线方向电势越来越低，故a点电势较大，故D错误。‎ ‎11. 如图所示，电路中A.B为两块竖直放置的金属板，G是一只静电计，开关S合上后，静电计指针张开一个角度，下述哪些做法可以使指针张角增大（ ）‎ A．使A.B两板靠近一些 B．使A.B两板正对面积错开一些 C．断开S后，使B板向右平移拉开一些 D．断开S后，使A.B正对面积错开一些 ‎【答案】CD ‎【解析】‎ 试题分析：闭合S，则两极板和电源相连，所以电压不变，即指针的角度不变，AB错误，断开S后，两极板的电荷量不变，根据公式可得使B板向右平移拉开一些后，电容减小，根据公式可得电势差增大，故指针角度变大，C正确，使A、B两板正对面积错开一些，电容减小，根据公式可得电势差增大，故指针角度变大，D正确，‎ 考点：本题考查了电容的动态分析 点评：在做此类型的题目时，需要先根据公式判断电容的变化，然后再根据公式 判断电压，电荷量的变化 ‎12.三个电子从同一地点同时沿同一方向垂直进入偏转电场，出现如图所示的轨迹，则可以判断(　　) ‎ A. 它们在电场中运动时间相同 B. A、B在电场中运动时间相同，C先飞离电场 C. C进入电场时的速度最大，A最小 D. 电场力对C做功最小 ‎【答案】BCD ‎【解析】‎ B、C竖直方向上的位移不等，yC＜yB．根据y=at2，可知tC＜tB．AB竖直位移相同，故AB在电场中运动的时间相同，C先飞离电场；故A错误，B正确; 在垂直于电场方向即水平方向，三个粒子做匀速直线运动，则有：，因xC=xB，tC＜tB，则vC＞vB．根据tA=tB，xB＞xA．则vB＞vA．所以有：vC＞vB＞vA．故C正确．根据W=EqL可知，AB竖直位移相同，而C的竖直位移最小，故A、B两电荷，电场力做功一样多，而电场力对C电荷做功最小，故D正确．故选BCD．‎ 点睛：解决本题的关键将类平抛运动分解为垂直电场方向和沿电场方向，在垂直电场方向上做匀速直线运动，在沿电场方向上做初速度为0的匀加速直线运动．‎ 三、实验题 ‎13.在“测定金属的电阻率”的实验中，提供的电源是一节内阻可不计的干电池，被测金属丝的直径小于1 mm，长度约为80 cm，阻值约为3 Ω，使用的电压表有3 V（内阻约为3 kΩ）和15 V（内阻约为15 kΩ）两个量程，电流表有0.6 A（内阻约为0.1 Ω）和3 A（内阻约为0.02 Ω）两个量程，供限流用的滑动变阻器：0～10 Ω，可供选择的实验电路有如图所示的甲、乙两种，用螺旋测微器测金属丝的直径如图所示，则：‎ ‎（1）螺旋测微器的示数是________mm. ‎ ‎（2）为减小电阻测量误差，应选用________图所示的电路．‎ ‎（3）电压表的量程应选用________V.‎ ‎（4）电流表的量程应选用________A.‎ ‎【答案】 (1). 0.806（） (2). 乙 (3). 3 (4). 0.6‎ ‎【解析】‎ ‎【详解】（1）[1]．螺旋测微器的读数为：d=0.5mm+30.6×0.01mm=0.806mm；‎ ‎（2）[2]．根据电源电动势为1.5V可知，电压表应选3V量程；‎ 通过待测电阻的最大电流为：‎ 所以电流表应选0.6A的量程； 由于待测电阻满足，可知电流表应用外接法，所以应选乙图所示的电路；‎ ‎（3）[3]．根据（2）的分析可知，电压表应选3V的量程；‎ ‎（4）[4]．根据（2）的分析可知，电流表应选0.6A的量程．‎ ‎14.一个小灯泡的额定电压为2.0V，额定电流约为0.5A，选用下列实验器材进行实验，并利用实验数据描绘和研究小灯泡的伏安特性曲线 ‎ A. 电源E：电动势为3.0V，内阻不计 ‎ B. 电压表V：量程为0~3V，内阻约为1‎ ‎ C. 电流表A：量程为0~0.6A，内阻约为0.6‎ ‎ D. 滑动变阻器R1：最大阻值为10Ω，额定电流为1.0A ‎ E. 开关S，导线若干 ‎（1） 实验中某同学连接实验电路如图所示,请你不要改动已连接的导线，在下面的实物连接图中把还需要连接的导线补上．‎ ‎（ ）‎ ‎（2）闭合开关前，应使变阻器滑片放在最____（填“左”或“右”）端．‎ ‎（3）实验中得到小灯泡的U-I图线．并简述该图线不是直线的主要原因_____________‎ ‎【答案】 (1). (2). 左 (3). 灯丝电阻（率）随温度升高而增大 ‎【解析】‎ ‎【详解】（1）[1]．实验中电流表应该采用外接；滑动变阻器用分压电路，电路如图：‎ ‎（2）[2]．闭合开关前，应使变阻器滑片放在最左端．‎ ‎（3）[3]．该图线不是直线的主要原因是灯丝电阻（率）随温度升高而增大。‎ 四、计算题 ‎15.如图所示，平行板电容器的两个极板A、B 分别接在电压为60V的恒定电源上，两板间距为3cm，电容器带电荷量为6×10－8C，A极板接地。求：‎ ‎(1)平行板电容器的电容；‎ ‎(2)平行板两板间的电场强度；‎ ‎(3)距B板2cm的C点的电势。‎ ‎【答案】(1)1×10－9 F(2)2×103 V/m，方向竖直向下(3)－20 V ‎【解析】‎ ‎【详解】（1）根据电容定义有 ‎（2）两板之间为匀强电场 方向竖直向下。‎ ‎（3）C点距A板间距离 dAC=d-dBC=1cm A与C间电势差 UAC=EdAC=20V 又 UAC=φA-φC，φA=0‎ 可得 φC=-20V ‎16.如图所示，电源电动势为12 V，内电阻为r＝1 Ω，R1＝1 Ω，R2＝6 Ω，电动机线圈电阻为0.5 Ω，若开关闭合后通过电源的电流为3 A，则 ‎（1）R1上消耗的电功率为多少？‎ ‎（2）电动机消耗的电功率为多少？‎ ‎（3）电动机输出电功率为多少？‎ ‎【答案】（1）9W（2）12W（3）10W ‎【解析】‎ ‎【详解】（1）R1上消耗的功率：‎ P1=I2R1=9×1W=9W ‎（2）电动机两端的电压：‎ U=E-I（R1+r）=6V ‎ 通过R2的电流为：‎ I1=＝1A ‎ 通过电动机的电流为：‎ I2=I-I1=2 A ‎ 电动机消耗的电功率为：‎ P输入=I2U=2×6W=12W ‎ P热=I22RM=2W ‎ ‎（3）电动机输出电功率为 P输出=P输入-P热=12W-2W=10W ‎17.如图所示，以y轴为边界，右边是水平向左的E1=1×104N/C匀强电场，左边是与水平方向成45°斜向上的E2=×104N/C匀强电场，现有一个质量为m=kg，带电量q=1×10－6C小颗粒从坐标为（0.1m，0.1m）处静止释放。忽略阻力，g=10m/s2。 求[结果可以带根号]‎ ‎（1）刚释放时的加速度a ‎（2）第一次经过y轴时的坐标及时间 ‎（3）第二次经过y轴时的坐标 ‎【答案】（1）10m/s2（2）（0，0）;s（3）（0，-1.6m）‎ ‎【解析】‎ ‎【详解】（1） 小颗粒在电场E1中受到电场力 受到的重力 mg=0.01N 合力指向原点，小颗粒作匀加速直线运动，第一次经过y轴的坐标是（0，0）‎ 加速度为：‎ ‎（2） 由释放到原点位移S：‎ 由得，‎ 第一次经过y轴的坐标是（0，0）‎ ‎（3） 运动到原点的速度为：‎ 在电场E2中，电场力 F和重力的合力 恰好和速度垂直，‎ 颗粒做类平抛运动 ‎［注意，这一点难理解，空间上转一下会好理解一点，如右图］‎ 从原点再到y轴，沿初速度方向匀速：‎ 沿垂直速度方向：‎ 而且：‎ S1=S2‎ 解得：‎ 第２次回到y轴的P点，‎ 距离远点的距离 y==‎ 第二次经过y轴时的坐标（0，-1.6m）‎