陕西省汉中市部分高中2020-2021学年高二上学期期中考试质量检测物理试卷 Word版含解析 16页

2020-2021学年度第一学期期中质量检测高二物理试题考生注意:本试卷分第Ⅰ卷（选择题）和第Ⅱ卷（非选择题）两部分，满分100分，考试时间90分钟。请将答案填写在答题纸相应的位置，交卷时，只交答题纸。第Ⅰ卷（选择题共46分）一、单项选择题（每小题3分，计30分）1.如图的装置叫做“雅各布天梯”，两个用金属丝弯成的电极A，B分别与起电机的正、负两极相连，金属丝电极上能够聚集大量的正、负电荷，正、负电荷通过电极间的空气放电，产生明亮的电弧，电弧随着热空气上升，就象以色列的祖先雅各布梦中见到的天梯．在电极放电过程中，下列说法正确的是(　　)A.电极A得到的电荷数多于电极B失去的电荷数B.电极A得到的电荷数等于电极B失去的电荷数C.电极A得到的电荷数少于电极B失去的电荷数D.条件不足，不能判定电极A，B得失电荷间的数量关系【答案】B【解析】【详解】根据电荷守恒定律可知，电荷既不能凭空产生，也不会凭空消失，电荷的总量保持不变，所以在电极放电过程中，电极A得到的电荷数等于电极B失去的电荷数．故B正确，ACD错误。故选B。2.两个半径为R的带电球所带电荷量分别为q1和q2，当两球心相距3R时，相互作用的静电力大小为(　　)A.B.C.D.无法确定【答案】D-16- 【解析】【分析】本题题中由于带电球的大小与它们之间的距离相比，不能忽略，因此不能看作点电荷，不能直接利用库仑定律计算库仑力的大小，只能根据库仑定律定性的比较库仑力的大小；【详解】当两球心相距时，两球不能看成点电荷，电荷的中心不在几何中心；如果是同种电荷，排斥，电荷中心距离大于，故；如果是异种电荷，相互吸引，电荷中心距离小于，故；不知道电性，故无法确定其大小，故D正确，ABC错误。【点睛】本题应明确当两球心相距为3R时，两球不能看成点电荷，不能直接运用库仑定律解答，注意库仑定律的成立条件，理解点电荷的含义。3.某电场电场线如图所示，仅受电场力作用的同一点电荷分别运动到图中所给的M、N上，点电荷的加速度大小为aM和aN，由图可知（）A.aM＞aNB.aM＜aNC.aM=aND.无法比较aM和aN的大小【答案】A【解析】【详解】由电场线的分布可知，电场线在N点较密，所以在N点的电场强度大，点电荷在N点时受到的电场力大，所以由牛顿第二定律可知点电荷在N点加速度大，故A正确，BCD错误；故选A．4.下列关于电容器的说法中，正确的是()A.电容越大的电容器，带电荷量也一定越多B.电容器不带电时，其电容为零-16- C.两个电容器的带电荷量相等时，两板间电势差较大的电容器的电容较大D.电容器的电容跟它是否带电无关【答案】D【解析】【详解】根据Q=CU可知，电容越大的电容器，带电荷量不一定越多，选项A错误；电容器的电容是电容器本身的属性，与电容器是否带电无关，选项B错误，D正确；根据Q=CU可知两个电容器的带电荷量相等时，两板间电势差较大的电容器的电容较小，选项C错误；故选D.5.如图所示，在1价离子的电解质溶液内插有两根碳棒A和B作为电极，将它们接在直流电源上，于是溶液里就有电流通过．若在t秒内，通过溶液内截面S的正离子数为n1，通过的负离子数为n2，设基本电荷为e，则以下说法中正确的是（）A.正离子定向移动形成的电流方向从A→B，负离子定向移动形成的电流方向从B→AB.溶液内由于正负离子移动方向相反，溶液中的电流抵消，电流等于零C.溶液内的电流方向从A→B，电流I=D.溶液内电流方向从A→B，电流I=【答案】D【解析】【详解】正离子从A运动到B，负离子从B运动到A，电流的方向跟正离子的运动方向相同，跟负离子运动的方向相反，所以正离子定向移动形成的电流方向从A→B，负离子定向移动形成得电流方向A→B，AB错误．通过溶液内截面的离子总数为，所以电流，D正确．6.电流表的内阻是，满刻度电流值是，现欲把这个电流表改装成量程为1.0V的电压表，正确的方法是（　　）A.应串联一个0.1Ω的电阻-16- B.应并联一个0.1Ω的电阻C.应串联一个1800Ω的电阻D.应并联一个1800Ω的电阻【答案】C【解析】【详解】把电流表改装成1.0V的电压表需要串联分压电阻，串联电阻阻值为故选C。7.如图所示电路，电源内阻不可忽略。开关S闭合后，在变阻器R0的滑动端向下滑动的过程中（　　）A.电压表与电流表的示数都减小B.电压表与电流表的示数都增大C.电压表的示数增大，电流表的示数减小D.电压表的示数减小，电流表的示数增大【答案】A【解析】【详解】当滑片下移时，滑动变阻器接入电阻减小，则外电路总电阻减小，电路中总电流增大，电源的内电压增大，则由闭合电路欧姆定律可知，电路的路端电压减小，故电压表示数减小；由欧姆定律可知，R1上的分压增大，而路端电压减小，故并联部分的电压减小，则通过R2的电流减小。故选A。【点睛】-16- 8.在基本逻辑电路中，何种逻辑门电路，当所有输入均为0时，输出不是1？(　　)A.“与”门电路B.“或”门电路C.“非”门电路D.都不可能【答案】AB【解析】【详解】A．与门的特点：事件的几个条件都满足，该事件才能发生。所以输入端均为“0”，则输出端为“0”。故A正确；B．或门的特点：只要一个条件得到满足，事件就会发生。所以输入端均为“0”，则输出端为“0”。故B正确；C．非门的特点：输出状态和输入状态相反。输入端为“0”，则输出端为“1”故C错误。故选AB。9.为了解释地球的磁性，19世纪安培假设：地球的磁场是由绕过地心的轴的环形电流I引起的．在下列四个图中，正确表示安培假设中环形电流方向的是（）A.B.C.D.【答案】B【解析】【分析】要知道环形电流的方向首先要知道地磁场的分布情况：地磁的南极在地理北极的附近，故右手的拇指必需指向南方，然后根据安培定则四指弯曲的方向是电流流动的方向从而判定环形电流的方向．【详解】地磁的南极在地理北极的附近，故在用安培定则判定环形电流的方向时右手的拇指必需指向南方；而根据安培定则：拇指与四指垂直，而四指弯曲的方向就是电流流动的方向，故四指的方向应该向西．故B正确．【点睛】-16- 主要考查安培定则和地磁场分布，掌握安培定则和地磁场的分布情况是解决此题的关键所在．另外要掌握此类题目一定要乐于伸手判定．10.如图示，四边形的通电闭合线框abcd处在垂直线框平面的匀强磁场中，它受到磁场力的合力（　　）A.为零B.竖直向上C.方向垂直于ad斜向上D.方向垂直于bc斜向下【答案】A【解析】【详解】由题意可知abcd中电流组成一个封闭电流，其有效长度为零，所以线框abcd所受安培力的合力为零；故选A。二、多项选择题（每小题4分，计16分）11.关于元电荷，下列说法中不正确的是（　　）A.元电荷实质上是指电子和质子本身B.所有带电体的电荷量一定等于元电荷的整数倍C.元电荷的值通常取e＝1.60×10－19CD.电荷量e的数值最早是由美国物理学家密立根用实验测得的【答案】A【解析】【详解】A．元电荷是最小的电量单位，不是指电子和质子本身，选项A错误，符合题意；B．所有带电体的电荷量一定等于元电荷的整数倍，选项B正确，不符合题意；C．元电荷的值通常取e＝1.60×10－19C，选项C正确，不符合题意；D．电荷量e的数值最早是由美国物理学家密立根用实验测得的，选项D正确，不符合题意；故选A。-16- 12.在闭合电路中，下列叙述正确的是(　　)A.闭合电路中的电流跟电源电动势成正比，跟整个电路的电阻成反比B.当外电路断开时，路端电压等于零C.当外电路短路时，电路中的电流无穷大D.当外电阻增大时，路端电压也增大【答案】AD【解析】【分析】电源的电动势等于内、外电路上电势降落之和，电动势等于电源没有接入电路时路端电压．根据闭合电路欧姆定律分析即可．【详解】根据闭合电路欧姆定律知，I=，即闭合电路中的电流跟电源电动势成正比，跟整个电路的电阻成反比，故A正确．当外电路断开时，电流I=0，内电压为0，根据闭合电路欧姆定律知路端电压等于电源电动势，故B错误．当外电路短路时，R≈0，则电路中的电流趋近于I=，并不是无穷大，故C错误．当外电阻增大时，总电阻变大，总电流减小，内阻上的电压减小，则外电路分担的电压增大，则路端电压增大，故D正确．故选AD．13.下列各选项图表示磁场的磁感线，依图分析磁场中a点的磁场比b点的磁场强的是A.B.C.D.【答案】AC【解析】【详解】磁感线的疏密表示磁场的强弱，磁感线分布越密的地方，磁场越强，磁感线分布越疏的地方，磁场越弱，故AC图中a点的磁场比b点的磁场强，AC正确．14.图是磁流体发电机的原理示意图，金属板M、N正对着平行放置，且板面垂直于纸面，在两板之间接有电阻R．在极板间有垂直于纸面向里的匀强磁场．当等离子束（分别带有等量正、负电荷的离子束）从左向右进入极板时，下列说法中正确的是（）-16- A.N板的电势高于M板的电势B.M板的电势高于N板的电势C.R中有由b向a方向的电流D.R中有由a向b方向的电流【答案】BD【解析】【详解】等离子体进入磁场，根据左手定则，正电荷向上偏，打在上极板上，负电荷向下偏，打在下极板上．所以上极板带正电，下极板带负电，则M板的电势高于N板的电势，流过电阻电流方向由a到b．故B、D正确，A、C错误．故选BD。第Ⅱ卷（非选择题共54分）三、填空题（每空2分，计16分）15.真空中有甲、乙两个点电荷，相距为r，它们间的静电力为F。若甲的电量变为原来的2倍，乙的电量变为原来的，距离变为2r，则它们之间的静电力变为______。【答案】【解析】【分析】直接根据库仑力公式得出两次作用力的表达式，则可求得距离减小后的相互作用力。【详解】由库仑定律，变化前库仑力为变化后库仑力为16.如图所示的电场中，已知A、B两点间的电势差则：(1)电荷-16- 由A点移动到B点，电场力所做的功为______J；(2)若电荷在A点的电势能为，则B点的电势为______V。【答案】(1).(2).【解析】【详解】[1]根据可知，电荷由A点移动到B点，电场力所做的功为[2]根据可知，A点的电势为又带入数据解得17.一根粗细均匀的电阻丝截成长度相等的三段，再将它们并联起来，测得阻值为3Ω，则此电阻丝原来的阻值为______Ω。【答案】27【解析】【详解】[1]设此电阻丝原来长度为，原来的横截面积为，根据可知，将这根粗细均匀的电阻丝截成长度相等的三段，再将它们并联起来，其阻值为而原来的电阻-16- 则18.如图所示，当a、b两端接入100V的电压时，c、d两端电压为20V，当c、d两端接入100V的电压时，a、b两端的电压为50V，则为______。【答案】【解析】【分析】本题考查了串并联电路的规律，当a、b端接入电压时，两个R1与R2串联，c、d端测得R2两端的电压；而当c、d端接入时，两个R3与R2串联，a、b端测得R2两端的电压；则欧姆定律可得出输出电压与输出电压的关系式，联立即可得出三个电阻的比值。【详解】当a、b端接入时，由欧姆定律可得当c、d端接入时联立解得19.三根完全相同的长直导线互相平行，通以大小和方向都相同的电流。它们的截面处于一个正方形abcd的三个顶点a、b、c处，如图所示。已知每根通电长直导线在其周围产生的磁感应强度与距该导线的距离成反比，通电导线b在d处产生的磁场其磁感应强度大小为B，则三根通电导线产生的磁场在d处的总磁感应强度大小为______。-16- 【答案】3B【解析】【分析】根据等距下电流所产生的B的大小与电流成正比，得出各电流在d点所产生的B的大小关系，由安培定则确定出方向，再利用矢量合成法则求得B的合矢量的大小和方向。【详解】假设正方形的边长为L，通电导线b在d处所产生磁场的磁感应强度大小为B，根据几何关系得每根通电导线在其周围产生的磁场的磁感应强度大小与距该导线的距离成反比则a与c在d处产生的磁场的强度方向如图则d点的磁感应强度20.某地地磁场磁感应强度大小为B=1.6×10-4T，与水平方向夹角为90°，一正方形线圈位于水平面内，匝数为N=10，面积S=1.5m2，则穿过线圈的磁通量为______Wb。【答案】【解析】-16- 【详解】根据磁通量的公式得21.如图所示，有界匀强磁场边界线SP∥MN，速度不同的同种带电粒子从S点沿SP方向同时射入磁场，其中穿过a点的粒子速度v1与MN垂直，穿过b点的粒子，其速度v2的方向与MN成60°角，设两粒子从S到a、b所需的时间分别为t1、t2，则t1：t2为______。【答案】3：2【解析】【详解】子在磁场中运动的周期的公式为，由此可知，粒子的运动的时间与粒子的速度的大小无关，所以粒子在磁场中的周期相同，由粒子的运动的轨迹可知，通过a点的粒子的偏转角为，通过b点的粒子的偏转角为，所以通过a点的粒子的运动的时间为，通过b点的粒子的运动的时间为，所以从S到a、b所需时间t1：t2为3：2四、实验题（每空2分，计14分）22.用多用电表欧姆挡“×100”测试三只晶体二极管，其结果依次如图中的①、②、③所示.由图可知，图________中的二极管是好的，该二极管的正极是________端.【答案】(1).②(2).a【解析】试题分析：二极管当通正向电流时，电阻几乎为零，当通负向电流时，电阻很大，所以（3）中的二极管是好的，根据红进黑出可知a端为二极管的正极考点：考查了对多用电表以及二极管的特性的理解-16- 点评：本题的关键是理解二极管通正反电流时的电阻特点23.在用电流表和电压表测定电池的电动势和内阻的实验中，被测电源是两节电池串联的电池组。可供选择的实验器材如下：A.电流表，量程0~0.6A，0~3AB.电流表，量程0~100μA，0~100mAC.电压表，量程0~3V，0~15VD.滑动变阻器，0~1000Ω，0.1AE.滑动变阻器，0~20Ω，2AF.开关一个，导线若干(1)为了尽量得到较好效果，电流表量程应选______（填量程），电压表量程应选______（填量程），滑动变阻器应选______（填字母代号）；(2)如图所示有甲、乙两个可供选择的电路，应选______电路进行实验。实验中误差是由于电流表的读数比实际值偏______（填“大”或“小”）。【答案】(1).0~0.6A(2).0~3V(3).E(4).乙(5).小【解析】【详解】(1)[1][2]二节干电池的电动势约为3V，电压表应选0～3V量程，电路最大电流约为零点几安，则电流表应选0～0.6A量程[3]为方便实验操作，滑动变阻器应选总阻值较小的即E(2)[4][5]电源内阻较小，为减小实验误差，应选用图乙所示电路进行实验；乙图中电压表具有分流作用，使电流表的测量值小于通过电源电流的真实值五、计算题（24题7分、25题8分、26题9分，计24分）24.如图所示，平行金属导轨PQ与MN都与水平面成θ角，相距为l，一根质量为m的金属棒ab在导轨上，并保持水平方向，ab棒内通有恒定电流，电流大小为I，方向从a到b.空间存在着方向与导轨平面垂直的匀强磁场，ab棒在磁场力作用下保持静止，并且棒与导轨间没有摩擦力．求磁感应强度B的大小和方向。-16- 【答案】，方向垂直导轨平面向下【解析】【详解】对金属棒受力如图所示根据力的平衡条件可知F安＝mgsinθ而F安＝BIl可得B＝由左手定则可知，磁感应强度B的方向垂直于导轨平面向下。25.如图为质谱仪的示意图，速度选择部分的匀强电场场强E=1.2×105V/m，匀强磁场的磁感应强度为B1=0.6T，偏转分离器的磁感应强度为B2=0.8T。求：(1)能通过速度选择器的粒子速度为多少m/s？(2)质子和氘核进入偏转分离器后打在底片上的条纹之间的距离d为多少m？（已知质子的质量为1.66×10-27kg，电量为1.6×10-19C）【答案】(1)；(2)【解析】【详解】(1)能通过速度选择器的粒子满足代入数据，得-16- 能通过速度选择器的粒子速度为。(2)粒子在偏转磁场中做匀速圆周运动，经过半个周期打在照片上，则条纹间距为代入数据，得质子和氘核进入偏转分离器后打在底片上条纹之间的距离26.如图所示的电路中，R1=9Ω，R2=30Ω，S闭合时，理想电压表V的示数为11.4V，理想电流表A的示数为0.2A，S断开时，理想电流表A的示数为0.3A，求：(1)电阻R3的值；(2)电源电动势E和内阻r的值。【答案】(1)15Ω；(2)12V；1Ω【解析】【详解】(1)S闭合时，R2两端电压U2=I2R2=6V所以，R1两端电压U1=U－U2=5.4V流过R1的电流流过电阻R3的电流I3=I1－I2=0.6A－0.2A=0.4A所以电阻R3的阻值-16- (2)由闭合电路欧姆定律，当S闭合时E=U＋I1r当S断开时代入数据，联立解得E=12V，r=1Ω-16-