2017-2018学年江西省铅山县第一中学高二上学期期中考试物理试题 解析版

2017-2018学年江西省铅山县第一中学高二上学期期中考试物理试题 解析版

铅山一中2017-2018学年第一学期高二年级期中考试 物理试卷 一、选择题 (每小题4分, 共40分，其中8、9、10三题为多选题，其他为单选题)。‎ ‎1. 在物理学的发展过程中，科学的物理思想与方法对物理学的发展起到了重要作用，下列关于物理思想和方法说法不正确的是（　　）‎ A. 质点、点电荷、试探电荷是同一种思想方法 B. 重心、合力都体现了等效思想 C. 伽利略在研究自由落体运动时运用了理想实验的方法 D. 伽利略首次提出“提出假说，数学推理，实验验证，合理外推“的科学推理方法 ‎【答案】C ‎【解析】质点和轻弹簧均采用了理想模型法，故是同一种思想方法，故A说法正确；重心、合力都体现了等效思想，故B说法正确；伽利略在研究自由落体运动时运用实验和逻辑推理相结合的方法，故C说法错误；伽利略首次提出“提出假说，数学推理，实验验证，合理外推“的科学推理方法，故D说法正确。所以选C。‎ ‎2. 如图所示，+Q1和-Q2是两个可自由移动的电荷，且Q2=4Q1．现再取一个可自由移动的点电荷Q3放在Q1与Q2连接的直线上，欲使整个系统平衡，那么（ ）‎ ‎ ‎ A. Q3应为负电荷，放在Q2的右边 B. Q3应为负电荷，放在Q1的左边．‎ C. Q3应为正电荷，放在Q1的左边．‎ D. Q3应为正电荷，放在Q2的右边．‎ ‎【答案】B ‎【解析】假设Q3放在Q1Q2之间，那么Q1对Q3的电场力和Q2对Q3的电场力方向相同，Q3不能处于平衡状态，所以假设不成立；设Q3所在位置与Q1的距离为r13，Q3所在位置与Q2的距离为r23，要能处于平衡状态，所以Q1对Q3的电场力大小等于Q2对Q3的电场力大小，，由于Q2=4Q1，所以r23=2r13，所以Q3位于Q1的左方，根据同种电荷排斥，异种电荷吸引，可判断Q3带负电，故B正确，ACD错误。‎ ‎3. 在如图所示的四种电场中，分别标记有a、b两点，B图a、b两点与场源电荷等距，A图a、b两点在两等量异种电荷连线的中垂线上且与连线等距，C图a、b两点在点电荷与带电平板形成的电场中平板上表面处，D图 a、b两点在匀强电场中分别靠近负、正极板处。其中a、b两点的电势、电场强度都相同的是（　　）‎ A. B. C. D. ‎ ‎【答案】A ‎4. 如图所示，将平行板电容器两极板分别与电池正、负极相接，两板间一带电液滴恰好处于静止状态．现贴着下板插入一定厚度的金属板，则在插入过程中 （ ）‎ A. 电容器的带电量不变 B. 电路将有顺时针方向的短暂电流 C. 带电液滴将向上做加速运动 D. 带电液滴仍将静止 ‎【答案】C ‎【解析】插入一金属板相当于极板间距离变小了，根据决定式，知电容增大，电势差不变，则Q=CU 知，电容器带电量增大，电路中有逆时针方向的短暂电流．故AB错误；电势差不变，d减小，则根据可知电场强度增大，带电液滴所受的电场力增大，大于重力，将向上做加速运动，故C正确，D错误。所以C正确，ABD错误。‎ ‎5. 如图所示,直线A是电源的路端电压和干路电流的关系图线,直线B、C分别是电阻R1、R2的两端电压与电流的关系图线,若将这两个电阻分别接到该电源上,则(　 　)‎ A. R2接在电源上时,电源的效率高 B. R1接在电源上时,电源的效率高 C. R1接在电源上时,电源的输出功率大 D. 电源的输出功率一样大 ‎【答案】B ‎【解析】根据电源效率表达式：可知，效率与路端电压成正比，R1接在电源上时路端电压大，效率高，故A错误，B正确；由图线的交点读出，R1接在电源上时电压为：，电流为：，则输出功率为：，R2接在电源上时电压为：，电流为：，则输出功率为：，故CD错误。所以B正确，ACD错误。‎ ‎6. 如图所示，电流表、电压表均为理想电表，L为小电珠。R为滑动变阻器，电源电动势为E，内阻为r。现将开关S闭合，当滑动变阻器滑片P向左移动时，下列结论正确的是(　 　)‎ A. 电流表示数变大，电压表示数变小 B. 小电珠L变亮 C. 电容器C上电荷量减小 D. 电源的总功率变小 ‎【答案】D ‎【解析】当滑动变阻器滑片P向左移动时，变阻器接入电路电阻增大，外电路总电阻增大，由欧姆定律得知，总电流减小，路端电压增大，则电流表示数变小，电压表示数变大，小电珠L变暗，故AB错误；电源的总功率P=EI，I减小，E不变，则电源的总功率变小，故D正确；电容器的电压U=E-I（RL+r），I减小，其它量不变，则U增大，由Q=CU可知电容器C上电荷量Q增加，故C错误。所以D正确，ABC错误。‎ ‎7. 如图所示，在水平方向的匀强电场中，一绝缘细线的一端固定在O点，另一端系一带正电的小球，小球在只受重力、电场力、绳子的拉力作用下在竖直平面内做圆周运动，小球所受的电场力大小等于重力大小． a、b、c、d四点的位置如图所示，圆上各点相比较，小球 （ 　）‎ A. 在最高点a处的动能最小 B. 在最低点c处的机械能最小 C. 在水平直径左端d处的机械能最大 D. 在水平直径右端b处的机械能最大 ‎【答案】D ‎...............‎ ‎8. 图中虚线是用实验方法描绘出的某一静电场中的一簇等势线，若不计重力的带电粒子从a点射入电场后恰能沿图中的实线运动，b点是其运动轨迹上的另一点，则下述判断正确的是（ 　）‎ A. a点的场强一定大于b点 B. b点的电势一定高于a点 C. 带电粒子一定带正电 D. 带电粒子在b点的速率一定小于在a点的速率 ‎【答案】AD ‎【解析】等势线越密的地方场强越强，可知b点的场强小于a点，故A正确；由于电荷的电性未知，无法得出电场强度的方向，则无法比较电势的高低，故B错误；粒子的电性从题目中无法得知，故C错误；电场力的方向大致指向轨迹凹的一向，可知从a到b，电场力做负功，动能减小，则b点的速率一定小于a点的速率，故D正确。所以AD正确，BC错误。‎ ‎9. 使用多用电表的欧姆挡测电阻时，下列说法正确的是( 　)‎ A. 在外电路，电流从红表笔流经被测电阻到黑表笔 B. 每一次换挡，都要重新进行一次调零 C. 测量前应检查指针是否停在“Ω”刻度线的“∞”处 D. 测量时，若指针偏转很小(靠近∞附近)，应换倍率更大的挡进行测量 ‎【答案】BCD ‎【解析】在测量电阻时，电流从黑表笔流出，经被测电阻到红表笔，再流入多用电表，故A错误；每换一次挡位，都要进行一次欧姆调零，故B正确；使用前检查指针是否停在欧姆挡刻度线的“∞”处，故C正确；测量时若发现表针偏转的角度较小，应该更换倍率较大的挡来测量，故D正确；测量时若发现表针偏转的角度较小，应该更换倍率较大的挡来测量，故D正确。所以BCD正确，A错误。‎ ‎10. 如图所示，A、B两个带电小球的质量均为m，所带电量分别为+q和－q，两球间用绝缘细线连接，A球又用绝缘细线悬挂在天花板上，细线长均为L ‎。现在两球所在的空间加上一方向水平向左的匀强电场，电场强度， A、B两球最后会静止在新的平衡位置，则在这个过程中，两个小球 ( )‎ A. 总重力势能增加了 B. 总重力势能增加了 C. 总电势能减少了 D. 总电势能减少了 ‎【答案】BD ‎【解析】把A、B两球看成一个整体水平方向受的电场力为零，从竖直方向受力分析，可知：A绳始终是竖直的，即A球的的重力势能不变；隔离B，水平向右电场力F=qE=mg；向下重力也是mg，对其受力分析根据平衡条件可知：B绳与水平成450，这时B球位置升高，所以重力势能增加，故A正确，B错误；由于B电荷向右移动了，所以电场力对B电荷做功为，所以电势能减少了，故C错误，D正确。所以BD正确，AC错误。‎ 二、实验题（4+3+10=17分）。‎ ‎11. （1）图1螺旋测微读数为________________mm ‎（2）图2游标卡尺读数为____________cm ‎【答案】 (1). 0.796 (2). 1.094‎ ‎【解析】（1）、螺旋测微器的固定刻度为0.5mm，可动刻度为29.6×0.01mm=0.296mm，所以最终读数为0.5mm+0.205mm=0.796mm。 （2）、游标卡尺的主尺读数为10mm，游标尺上第47个刻度和主尺上某一刻度对齐，所以游标读数为47×0.02mm=0.94mm，所以最终读数为：10mm+0.94mm=10.94mm=1.094cm。‎ ‎12. “测定电池的电动势和内阻”的实验中，下列注意事项中错误的是(　　)‎ A. 应选用旧的干电池作为被测电源，以使电压表示数的变化比较明显 B. 移动变阻器的触头时，不能使滑动变阻器短路造成电流表过载 C. 应选用内阻较小的电压表和电流表 D. 根据实验记录的数据作U－I图像时，应通过尽可能多的点画一条直线，并使不在直线上的点大致均匀分布在直线两侧 ‎【答案】C ‎【解析】由电压U=E-Ir可知，应选用旧的干电池作为被测电源，因为旧电池的内阻较大，以使电压表读数变化明显，故A说法正确；移动滑动变阻器的滑片时，不能使滑动变阻器短路造成电流表过载，故B说法正确；实验所用电池内阻很小，相对于电源来说应采用电流表外接法，电流表外接法的误差来源是电压表的分流，电压表内阻越大，实验误差越小，应选择内阻大的电压表进行实验，故C说法错误；根据实验记录的数据作U-I图象时，应通过尽可能多的点画一条直线，并使不在直线上的点大致均匀分布在直线两侧，故D说法正确。所以选C。‎ ‎13. 某同学做描绘小灯泡（额定电压为3.8V，额定电流为0.32A）的伏安特性曲线实验，实验给定的实验器材如下：（本实验要求小灯泡的电压从零开始调至额定电压）‎ 直流电源的电动势为4V，内阻不计；电压表V（量程4V，内阻约为5kΩ）、电流表A1‎ ‎（量程0.6A，内阻约为4Ω）、电流表A2（量程3A，内阻约为1Ω）、滑动变阻器R1（0到1000Ω，0.5A）；滑动变阻器R2（0到10Ω，2A）；开关、导线若干．‎ ‎①若该同学误将电流表和电压表接成如图甲所示的电路，其他部分连接正确，接通电源后，以下说法正确的是：（_____）‎ A．小灯泡将不亮 B．小灯泡将发光 C．V表会烧坏 D．A表将会烧坏 ‎②下列关于该实验的说法，正确的是：（_____）‎ A．实验电路应选择图乙中的电路图（b） ‎ B．滑动变阻器应该选用R2 ‎ C．电流表应选用A2‎ D．若采用如图乙（b）所示电路图，实验前，滑动变阻器的滑片应置于最右端 ‎③该同学按照正确的电路图和正确的实验步骤，描出的伏安特性曲线如图丙所示，从图中可知小灯泡的阻值随小灯泡两端的电压的增大而_____（填增大、减小、不变、先增大后减小、先减小后增大），当给小灯泡加电压2.8V时，此时小灯泡的发热功率为_______W（结果取2位有效数字）‎ ‎【答案】 (1). A (2). B (3). 增大 (4). 0.78‎ ‎【解析】①若将电流表和电压表接成如图甲所示的电路，因电压表内阻很大，通过电压表的电流非常小，通过小灯泡电流非常小，故小灯泡不发光，故A正确，B错误；V表和A表不会被烧坏，故CD错误。所以选A。 ②从图象知电压从零计，故滑动变阻器应用分压式接法，实验电路应选择图乙中的电路图（a），故A错误；因滑动变阻器应用分压式接法，应选阻值小的变阻器R2，故B正确；因小灯泡额定电流为0.32A，用电流表A2量程太大，应用A1，故C错误；若采用如图乙（b ‎）所示电路图，实验前滑动变阻器的滑片应置于最左端而不是右端，最右端时变阻器有效电阻是零，导致通过电路的电流太大而烧坏电流表，故D错误。故选B。 ③根据I-U图象的斜率等于电阻的倒数，所以由图象可知小灯泡的阻值随小灯泡两端的电压的增大而增大，当U=2.8V时I=0.28A，由P=UI得P=2.8×0.28W=0.78W。‎ 三、计算题（10+10+10+13=43分，解答应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤，只写出最后答案的不能得分．有数值计算的题，答案必须明确写出数值和单位．）‎ ‎14. 如图所示，已知电源电动势E＝20V，内阻r＝lΩ，当接入固定电阻R＝2Ω时，电路中标有“3V，6W”的灯泡L和内阻r0＝0.5Ω的小型直流电动机M都恰能正常工作。试求：‎ ‎（1）电路中的电流大小； ‎ ‎（2）电压表的示数；‎ ‎（3）电动机的输出功率。‎ ‎【答案】（1）2A （2）11V （3）20W ‎【解析】试题分析：因灯泡正常工作， 根据可求出电路中电流大小；据闭合电路欧姆定律可得电压表的示数；电动机的输出功率等于总功率减去内耗功率。‎ ‎（1）因灯泡正常工作，所以电路中电流 ‎ 代入数据可解得：I＝2A ‎（2）根据闭合电路欧姆定律有：‎ 代入数据可解得：UM＝11V ‎（3）电动机的输入功率 电动机的发热功率：‎ 则电动机的输出功率：‎ 点睛：本题主要考查了非纯电阻电路，注意电动机的输出功率等于总功率与热功率之差，属于基础题。‎ ‎15.‎ ‎ 如图所示，两平行金属板A、B间为一匀强电场，A、B相距6cm，C、D为电场中的两点，且CD＝4cm，CD连线和场强方向成60°角。已知电子从D点移到C点的过程中电场力做功为6.4×10-17J，求：‎ ‎（1）匀强电场的场强；‎ ‎（2）A、B两板间的电势差；‎ ‎（3）若A板接地，D点电势为多少？‎ ‎【答案】（1）2×104N/C （2）1200V （3）400V ‎【解析】试题分析：（1）‎ ‎（2）‎ ‎（3）‎ 考点：电场强度和电势差的关系 ‎【名师点睛】电场力具有力的一般性质，电场力做功可根据功的一般计算公式W=Flcosα计算；记住场强与电势差的关系，其中的d是沿电场线方向的距离。‎ ‎16. 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=40 cm.电源电动势E=24V，内电阻r=1Ω，电阻R=9Ω。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=4 m/s竖直向上射入板间。若小球带电荷量为q=2×10-2 C，质量为m=2×10-2 kg，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=10 m/s2)‎ ‎【答案】2 Ω 44 W ‎【解析】解:(1)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 ‎ 由动能定理得 ‎ ‎ 解得： ‎ 滑动变阻器两端电压   ‎ 由闭合电路欧姆定律：‎ ‎ ， ‎ 得： ; ‎ 所以滑动变阻器的电阻为8 ‎ ‎（2）电源的输出功率：=11W ‎ 综上所述：本题答案;‎ ‎(1) 当，小球恰好能到达A板 ‎（2）电源的输出功率：=11W ‎ 点评：小球恰好运动到A板,根据动能定理列式求解两板间的电压;然后根据欧姆定律求解滑动变阻器的电阻值;最后根据电功率表达式求解电源的输出功率.本题关键是分析清楚电路结构和运动情况后,根据动能定理、欧姆定律联立列式求解.‎ ‎17. 如图所示，边长为4l的正方形ABCD内存在两个场强大小相等、方向相反的有界匀强电场，中位线OO/上方的电场方向竖直向下，OO/下方的电场方向竖直向上。从某时刻起，在A、O两点间（含A点，不含O点）连续不断地有电量为+q、质量为m的粒子以相同速度v0沿水平方向射入电场。其中从A点射入的粒子第一次穿越OO/后就恰好从C点沿水平方向射出正方形电场区。不计粒子的重力及粒子间的相互作用。求：‎ ‎（1）从AO间入射的粒子穿越电场区域的时间t和匀强电场的场强E的大小；‎ ‎（2）在AO间离O点高度h为多大的粒子，最终能沿水平方向从CD间射出正方形电场区？‎ ‎（3）上一问中能沿水平方向射出正方形电场区的这些粒子，在穿越OO/时的速度大小v ‎【答案】（1） （2）(n=1,2,3…) （3）v0(n=1,2,3……)‎ ‎【解析】试题分析：粒子在电场中做类平抛运动，由类平抛运动可以求出粒子的运动时间与电场强度；作出粒子运动轨迹，粒子在电场中做类平抛运动，由类平抛运动规律可以求出高度h；由动能定理可以求出粒子的速度。‎ ‎（1）带电粒子先类平抛后类斜抛，运动轨迹如图1所示：‎ 在水平方向上，做匀速直线运动所以运动时间为：‎ 又因为竖直方向先匀加速运动： ‎ 联立以上可得：‎ ‎(2) 满足题意的带电粒子运动轨迹如图2所示，每小段抛物线的水平长度为，则：‎ ‎， 其中：‎ 结合（1）中的E解得：‎ ‎（3）由题意粒子每次到达中位线的速度大小相同，从进入电场到第一次到达中位线过程， 由动能定理得：‎ 解得：‎ 点睛：本题主要考查了带电粒子在电场中的运动，带电粒子在电场中做类平抛运动，应用类平抛运动知识可以正确解题，运动形式为斜抛和高度的多解是难点。‎ ‎ ‎ ‎ ‎ ‎ ‎