2019-2020学年北京市丰台区高二上学期期中考试物理试题（A卷） 解析版

2019-2020学年北京市丰台区高二上学期期中考试物理试题（A卷） 解析版

丰台区2019-2020学年度第一学期期中考试联考 高二物理（A卷）考试时间：90分钟 一、单项选择题（每小题3分，共60分。在每小题给出的四个选项中，只有一个选项是正确的。）‎ ‎1.下列物理量中，用来描述电场强弱和方向的是 ( )‎ A. 电势 B. 电势能 C. 电势差 D. 电场强度 ‎【答案】D ‎【解析】‎ ‎【详解】AB．电势和电势能是描述电场能的性质的物理量，故AB错误；‎ C．电势差描述的是电场中两点间的电势关系，故C错误；‎ D．电场强度是用来描述电场强弱和方向的物理量，故D正确。‎ ‎2.对于一个给定的电容器，其电容C、电荷量Q及两极板间的电压U的关系，下图中描述正确的是 ( )‎ A. B. C. D. ‎ ‎【答案】B ‎【解析】‎ ‎【详解】AB．是电容的定义式，电容器电容的大小与电容的带电量Q以及电容器两极板之间的电压无关，故A错误，B正确；‎ CD．根据可得，由于电容器不变，因此电量Q和电压U成正比，故CD错误。‎ ‎3.下列属于预防静电危害做法的有 ( )‎ A. 利用静电现象进行喷涂打印 B. 利用静电现象制造静电喷涂机 C. 在制造轮胎的橡胶中添加导电材料 D. 水泥厂利用静电除去空气中的粉尘 ‎【答案】C ‎【解析】‎ ‎【详解】A．利用静电现象进行喷涂打印是静电的应用，故A错误；‎ B．利用静电现象制造静电喷涂机是静电的应用，故B错误；‎ C．由于车的运动，轮胎和地面之间会产生静电，在制造轮胎的橡胶中添加导电材料可以及时的把产生的静电导走，故C正确；‎ D．水泥厂利用静电除去废气中的粉尘，这是对于静电的应用，故D错误；‎ ‎4.在研究微观粒子时，常用电子伏（eV）作为能量的单位．1eV等于一个电子在电场力作用下通过电势差为1V的电场时，所获得的动能．下列单位换算关系正确的是 ( )‎ A. B. ‎ C. D. ‎ ‎【答案】C ‎【解析】‎ ‎【详解】，故C正确。‎ ‎5.下列关于电场强度三个表达式、、 的叙述，正确的是 ( )‎ A. 是电场强度的定义式，它适用于任何电场，式中的q是场源电荷的电荷量 B. 是真空中点电荷场强的计算式，式中的Q是场源电荷的电荷量 C. 是匀强电场的场强计算式，U越大，则电场强度越大 D. 由可知q越大，则电场强度越小；由可知Q越大，则电场强度越大 ‎【答案】B ‎【解析】‎ ‎【详解】A．是电场强度的定义式，它适用于任何电场，式中的q是试探电荷的电荷量，故A错误；‎ B．是真空中点电荷场强的计算式，式中的Q是场源电荷的电荷量，故B正确；‎ C．是匀强电场的场强计算式，电场强度取决于本身的性质，故C错误；‎ D．电场强度取决于本身的性质，所以不能说q越大，则电场强度越小，；由可知Q越大，电场强度不一定越大，还与距点电荷的距离有关，故D错误。‎ ‎6.关于电流，下列说法中正确的是 （ ）‎ A. 单位时间内通过导体横截面的电荷量越多，电流越大 B. 电子运动的速率越大，电流越大 C. 单位体积内的自由电子数越少，电流越大 D. 因为电流有方向，所以电流是矢量 ‎【答案】A ‎【解析】‎ ‎【详解】A．单位时间内通过导体横截面电荷量来表示电流的强弱，叫做电流，所以电流越大，单位时间内通过导体横截面的电荷量就越多，故A正确；‎ B．由电流的微观表达式可知，电子的运动速率大，电流不一定越大，还与导体的横截面积等因素有关，故B错误；‎ C．由电流的微观表达式可知，单位体积内的自由电子数越少，电流不一定越大，还与导体的横截面积等因素有关，故C错误；‎ D．电流有方向，但电流的合成运动不符合平行四边形定则；故电流是标量；故D错误。‎ ‎7.下列关于电阻率的叙述，错误的是(　　)‎ A. 当温度极低时，超导材料的电阻率会突然减小到零 B. 常用的导线是用电阻率较小的铝、铜材料做成的 C. 材料的电阻率取决于导体的电阻、横截面积和长度 D. 金属材料电阻率随温度变化而变化 ‎【答案】C ‎【解析】‎ ‎【详解】A.当温度极低时，超导材料的电阻率会突然减小到零，故选项A不符合题意；‎ B.铝、铜的电阻率较小，故常用的导线是用铝、铜材料做成的，故选项B不符合题意；‎ C.材料的电阻率取决于导体的材料和温度，与导体的电阻、横截面积和长度无关，故选项C符合题意；‎ D.材料的电阻率取决于导体的温度，故材料的电阻率随温度变化而变化，故选项D不符合题意。‎ ‎8. 铅蓄电池的电动势为2V，内阻不为零，以下说法中正确的是 A. 电路中每通过‎1C电量，铅蓄电池能把2J的化学能转变为电能 B. 体积大的铅蓄电池比体积小的铅蓄电池的电动势大 C. 电路中每通过‎1C电量，铅蓄电池内部非静电力做功为2J D. 该铅蓄电池把其他形式能转化为电能的本领比一节干电池（电动势为1.5V）的强 ‎【答案】ACD ‎【解析】‎ 试题分析：由=2（J），可知A正确；电动势的大小由电源将其他形式的能转化为电能的能力大小决定与体积无关，故B说法错误；电源输出的电能大小为电源将其他形式的能转化为电能大小，电路中每通过‎1C电量时，电源输出的电能大小为2J，故C正确；电动势的大小表示电源将其他形式的能转化为电能的能力大小，故D正确。‎ 考点：本题考查了电动势的概念 ‎9.把一段阻值为R的均匀金属导线截为长度相等的两段，再将这两段导线并联，并联后总电阻为（ ）‎ A. B. C. D. ‎ ‎【答案】A ‎【解析】‎ ‎【详解】将金属丝截为长度相等的两段再并联后，导体长度减半，截面积加倍，则由电阻定律可知，电阻值变为原来的，即为，故A正确， BCD错误 故选：A ‎10.如图所示，1、2、3是电场中的三个点，其电场强度大小分别为E1、E2、E3‎ ‎，电势分别为φ1、φ2、φ3。关于E1、E2的比较，下列说法中正确的是 ( )‎ A. E1>E2 B. E1φ2>φ3 B. φ1<φ2<φ3‎ C. φ1=φ2=φ3 D. φ1=φ2<φ3‎ ‎【答案】D ‎【解析】‎ ‎【详解】因1点和2点处于同一条等势线上，因此电势相等，沿着电场线得方向电势降低，因此3点电势高于2点的电势，因此φ1=φ2<φ3，D正确 ‎12.如图所示，1、2、3是电场中的三个点，其电场强度大小分别为E1、E2、E3，电势分别为φ1、φ2、φ3。把正点电荷由位置2移到位置3的过程中，关于电场力对电荷所做的功及电荷电势能的变化，下列说法中正确的是 ( )‎ A. 电场力做正功，电势能增加 B. 电场力做正功，电势能减少 C. 电场力做负功，电势能增加 D. 电场力做负功，电势能减少 ‎【答案】C ‎【解析】‎ ‎【详解】正电荷的受力方向与电场线方向相同，因此正点电荷由位置2移到位置3的过程中受力方向与运动方向相反，电场力做负功，电势能增加，C正确 ‎13.用控制变量法，可以研究影响平行板电容器电容的因素（如图）。设两极板正对面积为S，极板间的距离为d，静电计指针偏角为θ。实验中，极板所带电荷量不变，若 ‎ ‎ A. 保持S不变，增大d，则θ变大 B. 保持S不变，增大d，则θ变小 C. 保持d不变，减小S，则θ变小 D. 保持d不变，减小S，则θ不变 ‎【答案】A ‎【解析】‎ ‎【详解】AB、电容器所带电荷量Q不变，由可知不变，增大d，则变小，而由可得电容器的电压U变大，从而使得静电计的电压U变大，其指针的偏角θ变大，故A正确、B错误;‎ CD、同理可知保持d不变，减小S，则变小，而由可得电容器的电压U变大，使得静电计的电压U变大，其指针的偏角θ变大，故选项C、D均错误。‎ 故选:A.‎ ‎14.某同学用如图甲所示的电路做“测定电源电动势和内电阻”的实验，并根据测得的数据作出了如图乙所示的U—I图象，待测电源的电动势E，内电阻r ( )‎ A. 0.40‎V 1Ω B. 0.40V 3.5Ω C. 1.40V 1Ω D. 1.40V 3.5Ω ‎【答案】C ‎【解析】‎ ‎【详解】在U-I图像中，图像与纵轴的交点表示电源的电动势，斜率表示内阻．由图可知测得的电池的电动势为1.40V，内阻 故C正确。‎ ‎15.某同学用如图甲所示的电路做“测定电源电动势和内电阻”的实验，并根据测得的数据作出了如图乙所示的U—I图象，当外电压U=1.20V时，电路消耗总功率P，外电路电阻R ( )‎ A. 0.28‎w 1Ω B. 0.28w 6Ω C. 0.08w 1Ω D. 0.08V 6Ω ‎【答案】B ‎【解析】‎ ‎【详解】由闭合回路的欧姆定律可知U—I图象与电压U的交点表示电动势E，因此电动势E=1.40V，则外电路的电阻为 电路消耗的电功率为 B正确 ‎16.某同学用如图甲所示的电路做“测定电源电动势和内电阻”的实验，并根据测得的数据作出了如图乙所示的U—I图象，由于实验中使用的电表不是理想电表，会对实验结果造成一定的影响，关于该同学实验测量值误差的分析正确的是 ( )‎ A. 由于电压表的分流作用，使得内阻的测量值大于真实值 B. 由于电压表的分流作用，使得内阻的测量值小于真实值 C. 由于电流表的分压作用，使得内阻的测量值大于真实值 D. 由于电流表的分压作用，使得内阻的测量值小于真实值 ‎【答案】B ‎【解析】‎ ‎【详解】由图示可得,电压表测路端电压,因为电压表的分流作用,使电流表的测量值小于真实值(通过电源的电流);实验误差是因为电压表的分流造成的; 当外电路短路时,电压表不分流,故短路电流相同;而测量的电流值要小于真实值;故作出测量值和真实值的图象如图所示;‎ 由闭合回路欧姆定律可知U—I图象的斜率表示内阻，因此测量值偏小，B正确 ‎17.一个电流表的满偏电流Ig=1mA.内阻为300Ω，要把它改装成一个量程为10V的电压表，则应在电流表上（ ）‎ A. 串联一个10000Ω的电阻 B. 并联一个10000Ω的电阻 C. 串联一个9700Ω的电阻 D. 并联一个9700Ω的电阻 ‎【答案】C ‎【解析】‎ 试题分析：改装电压表需要串联一个电阻进行分压，所以BD错误，‎ 根据欧姆定律可得：，即，解得 故选C，‎ 考点：考查了电压表的改装原理 点评：电流表串联电阻起分压作用为电压表，电压表串联电阻为总电阻减去电流表的内阻．总电阻=量程除以满偏电流．‎ ‎18.如图所示，等量异种点电荷分别置于M、N两点，O点为MN连线的中点．点a、b在MN连线上，点c、d在MN的中垂线上，它们均关于O点对称．下列说法正确的是 ( )‎ A. c、d两点的电场强度相同 B. a、b两点的电势相同 C. 将电子沿直线从c移到d，电场力对电子先做负功再做正功 D. 将电子沿直线从a移到b，电场力对电子先做正功再做负功 ‎【答案】A ‎【解析】‎ ‎【详解】A．c、d连线是一条等势线，c、d两点处场强方向都垂直于cd向右，方向相同，根据对称性可知，c、d两处场强大小相等，则c、d两点的电场强度相同，故A正确；‎ B．在等量异种点电荷连线上的电场强度方向由正电荷指向负电荷，所以a点电势高于b点电势，故B错误；‎ C．c、d连线是一条等势线，电子沿直线从c点移到d点，电场力不做功，故C错误；‎ D．将电子沿直线从a点移到b点，电场力方向向左，所以电场力做负功，故D错误。‎ ‎19.如图所示，一带电液滴在重力和匀强电场对它的作用力作用下，从静止开始由b沿直线运动到d，且bd与竖直方向所夹的锐角为，则下列结论正确的是( ) ‎ A. 液滴做匀速直线运动 B. 此液滴带负电 C. 电场力对液滴做的做负功 D. 液滴的电势能加 ‎【答案】B ‎【解析】‎ ‎【详解】A．由于液滴受重力和电场力均为恒力，故合外力不变，加速度不变，所以液滴做匀加速直线运动，故A错误；‎ B．据题带电液滴沿直线从b运动到d，带电液滴所受重力与电场力的合力一定与其运动方向在同一直线上，对液滴进行受力分析，其受力情况如图所示，则电场力方向一定水平向右，与场强方向相反，所以该液滴带负电，故B正确；‎ CD．由于电场力所做的功 所以电场力对液滴做正功，电势能减小，故CD错误。‎ ‎20.如图所示的电路中，电源电动势为E、内电阻为r。将滑动变阻器的滑片P从图示位置向右滑动的过程中，关于各电表示数的变化，下列判断正确的是( )‎ A. 电压表V 的示数变小 B. 电流表V 的示数不变 C. 电流表A1 的示数变大 D. 电流表A 的示数变大 ‎【答案】C ‎【解析】‎ ‎【详解】ABD．当滑片向右滑动时，滑动变阻器接入电阻增大，则总电阻增大；由闭合电路欧姆定律可知，电路中总电流减小，则由U=E-Ir可知，路端电压增大；则可知电流表A的示数减小，电压表V的示数增大，故ABD错误；‎ C．因路端电压增大，由欧姆定律可知，A1中电流增大，故C正确。‎ 二、填空题（每空2分，共16分）‎ ‎21.在“测定金属的电阻率”的实验中：‎ ‎①用螺旋测微器测量金属丝的直径，其示数如图甲所示，则该金属丝直径的测量值d=______mm； ‎ ‎②连接电路前，先用多用电表档粗略测量金属丝的电阻Rx，其示数如图乙所示则该电阻丝电阻值约为______Ω。‎ 使用多用电表欧姆挡测电阻时，下列说法正确的是___________‎ A. 欧姆表的每一档的测量范围是0~∞‎ B. 换用不同倍率的欧姆挡后不需进行欧姆调零 C．测量时应该用两手分别将两表笔与待测电阻两端紧紧捏一起 D．选择适当倍率的欧姆挡，使测量时表针落在刻度盘的中间区域，误差较小 ‎③为了较准确地测出电阻值，图丙所示电路图电压表右触头接____（a或b）；选用该电路图测量电阻Rx时，测量值______________真实值（选填“大于”、“等于、“小于”）。‎ ‎④实验中除开关、若干导线之外还提供下列器材：‎ 电压表V（量程0~3V，内阻约3kW）；‎ 电流表A1（量程0~200mA，内阻约3W）；‎ 电流表A2（量程0~‎0.6A，内阻约0.1W）；‎ 滑动变阻器R1（0~20W）；‎ 滑动变阻器R2（0~200W）； ‎ 电源E（电动势为3.0V，内阻不计）。‎ 为了调节方便，测量准确，实验中电流表应选_________，滑动变阻器应选________。（选填器材的名称符号）‎ ‎⑤若通过测量可知，金属丝的长度为l，直径为d，通过金属丝的电流为I，金属丝两端的电压为U，由此可计算得出金属丝的电阻率ρ=___________。（用题目所给字母和通用数学符号表示）‎ ‎【答案】 (1). 0.381～‎0.385 mm (2). 11 Ω (3). AD (4). b (5). 小于 (6). A1 (7). R1 (8). ‎ ‎【解析】‎ ‎【详解】①[1]由图甲所示螺旋测微器可知，该金属丝直径的测量值d=‎0mm+38.4×‎0.01mm=‎‎0.384mm ‎②[2]欧姆表的读数为：Rx=11×1Ω=11Ω ‎[3]A．欧姆表的表盘只有一排刻度，选每一档测量范围都是0到∞，故A正确；‎ B．用欧姆档，每次换档都要进行欧姆调零，故B错误；‎ C．在测量外电阻时，不能用手接触表笔头，以免将自身接入电路中，故C错误；‎ D．由于欧姆表刻度盘不均匀，故在测量时应尽量让指针指在刻度盘的中间区域，故D正确。‎ ‎③[4]由于金属丝的电阻较小，所以电流表应用外接法，电压表右触头接b ‎[5]由于电流外接法时，电压测量准确，电流测量偏大，由欧姆定律可知，测量值偏小 ‎④[6]电源电动势为3V，待测电阻阻值约为11Ω，故最大电流约为270mA；故电流表选择A1‎ ‎[7]‎ 由于金属丝的电阻率随温度变化，所以实验中流过金属丝的电流不能过大，则滑动变阻器应用限流式，为了调节方便，滑动变阻器略大于待测电阻即可，故滑动变阻器选择R1‎ ‎⑤[8]由电阻定律得 得 三．计算题（共24分，解答应写出必要的文字说明、方程式和演算步骤，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）‎ ‎22.如图所示为一水平向右的匀强电场，电场强度E=1.0×104N/C，将电荷量q=2.0×10‎-8C的点电荷放在电场中的A点。点电荷从A点移到B点，A、B之间的距离d=2×10‎-2m，求：‎ ‎(1)该点电荷在A点受到电场力F的大小；‎ ‎(2)A、B两点间的电势差UAB；‎ ‎(3)此过程中电场力所做的功W。‎ ‎【答案】（1）F=2.0×10-4N（2） UAB=200V（3）WAB=4.0×10-6J ‎【解析】‎ ‎【详解】(1)由公式可得F=Eq 代入数据解得 F=2.0×10-4N ‎(2)由公式可得UAB=Ed 代入数据解得：‎ UAB=200V ‎(3)电荷从A到B的过程中，电场力做功为：WAB= UABq 代入数据解得 WAB=4.0×10-6J ‎23.如图所示，干电池的电动势为1.5V，内阻为0.5Ω，开关闭合时，小灯泡两端电压为 ‎1.2V。求开关闭合时：‎ ‎（1）电路中的电流；‎ ‎（2）小灯泡的电阻；‎ ‎（3）电源消耗的总功率。‎ ‎【答案】（1）I=‎0.6A（2）R=2Ω（3）P=0.9W ‎【解析】‎ ‎【详解】(1)由闭合电路欧姆定律，则有 代入数据解得 I=‎‎0.6A ‎(2)对灯泡由欧姆定律则有 代入数据解得：‎ R=2Ω ‎(3)电源消耗的总功率P=EI 代入数据解得：‎ P=0.9W ‎24.如图所示，氢核从极板A发出(初速度可忽略不计)，经 A、B板间的电压U1加速，从B板中心孔沿中心线射出，然后进入两块平行金属板M、N形成的偏转电场中(偏转电场可视为匀强电场)，氢核进入M、N间电场时的速度与电场方向垂直．已知M、N两板间的电压为U2，两板间的距离为d，板长为L1，氢核的质量为m，电荷量为q，不计氢核受到的重力及它们之间的相互作用力．求：‎ ‎（1）氢核穿过A板时速度的大小v0；‎ ‎（2）氢核从偏转电场射出时的侧移量y；‎ ‎（3）先后让一束氢核和一束α粒子通过上述加速和偏转电场后，两者轨迹是否重合，并理论分析。‎ ‎【答案】（1）v0（2）y（3）两者轨迹重合。通过第二问的分析可知，粒子经过偏转电场的侧移量与电荷的电量、质量均无关，所以两者轨迹重合 ‎【解析】‎ ‎【详解】(1)由动能定理有 得 v0‎ ‎(2)氢核在偏转电场中的加速度为 氢核在偏转电场中运动的时间为 由位移公式得 联立解得 y ‎(3)两者轨迹重合。通过第二问的分析可知，粒子经过偏转电场的侧移量与电荷的电量、质量均无关，所以两者轨迹重合。‎ ‎25.如图甲所示是一种观察电容器的充、放电并可以测量电容的实验电路图。先使开关S与1端相连，电源向电容器充电；然后把开关掷向2端，电容器通过电阻R放电。回答下列问题 ‎（1）电容器充电过程中流经电流表的电流方向为b→a，判断电容器放电过程中流经电流表的电流方向； ‎ ‎（2）将电路中的电流表换成电流传感器（如图乙所示），在电容器充放电时，传感器可以将电流信息传入计算机，屏幕上显示出电流随时间变化的I-t图像，如图丙所示为放电时电流变化情况，已知充电电压U=8V ‎ a．在丙图中画出一个竖立的狭长矩形（图丙的最左边），它的物理意义是什么。‎ b．请根据I-t图像估算电容器在全部放电过程中释放电荷量Q，并计算电容C的大小。‎ ‎【答案】（1）电流方向从a到b（2）0.2s内释放的电荷量（3）Q=2.8×10‎-3C～3.44×10‎-3C， C=3.5×10‎-4F～4.3×10‎-4F答案合理即给分。‎ ‎【解析】‎ ‎【详解】(1)充电过程电流方向为b→a，所以充完电后电容器上极板带负电，所以放电时的电流方向从a到b；‎ ‎(2)a．图像中图线与坐标轴所围面积表示电荷量，所以竖立的狭长矩形的面积为0.2s内释放的电荷量；‎ b．图像中图线与坐标轴所围面积表示电荷量，图线与坐标轴所围面积格数约为35-43格，所以 Q=2.8×10‎-3C～3.44×10‎‎-3C 由公式可知，‎ C=3.5×10‎-4F～4.3×10‎‎-4F ‎26.某同学用如图甲所示的电路做“测定电源电动势和内电阻”的实验，并根据测得的数据作出了如图乙所示的U—I图象，当外电压U=1.20V时，电路消耗总功率P，外电路电阻R ( )‎ A. 0.28‎w 1Ω B. 0.28w 6Ω C. 0.08w 1Ω D. 0.08V 6Ω ‎【答案】B ‎【解析】‎ ‎【详解】由闭合回路的欧姆定律可知U—I图象与电压U的交点表示电动势E，因此电动势E=1.40V，则外电路的电阻为 电路消耗的电功率为 B正确 ‎27.某同学用如图甲所示的电路做“测定电源电动势和内电阻”的实验，并根据测得的数据作出了如图乙所示的U—I图象，由于实验中使用的电表不是理想电表，会对实验结果造成一定的影响，关于该同学实验测量值误差的分析正确的是 ( )‎ A. 由于电压表的分流作用，使得内阻的测量值大于真实值 B. 由于电压表的分流作用，使得内阻的测量值小于真实值 C. 由于电流表的分压作用，使得内阻的测量值大于真实值 D. 由于电流表的分压作用，使得内阻的测量值小于真实值 ‎【答案】B ‎【解析】‎ ‎【详解】由图示可得,电压表测路端电压,因为电压表的分流作用,使电流表的测量值小于真实值(通过电源的电流);实验误差是因为电压表的分流造成的; 当外电路短路时,电压表不分流,故短路电流相同;而测量的电流值要小于真实值;故作出测量值和真实值的图象如图所示;‎ 由闭合回路的欧姆定律可知U—I图象的斜率表示内阻，因此测量值偏小，B正确