物理卷·2019届北京市东城区东直门中学高二上学期期中考试物理试题（解析版） 13页

北京市东直门中学2017—2018学年度第一学期期中考试高二物理 一、单项选择题 ‎1. 下列关于电场线的叙述正确的是（ ）‎ A. 电场线是电场中实际存在的线 B. 复杂电场中的电场线是可以相交的 C. 沿电场线方向，场强一定越来越小 D. 同一电场中电场线越密的地方，同一试探电荷所受的静电力越大 ‎【答案】D ‎【解析】试题分析：电场线是假想的曲线，不是实际存在的线，选项A错误；电场线是不能相交的，选项B错误；沿电场线方向，电势降低，但是场强不一定越来越小，选项C错误；电场线越密的地方，场强越大，同一试探电荷所受的静电力越大，选项D正确；故选D．‎ 考点：电场线 ‎【名师点睛】掌握电场线特点是解本题的关键，电场线从正电荷或无限远出发，终止于无限远或负电荷，不相交不闭合，电场线疏密描述电场强弱，电场线密的地方，电场强度大，疏的地方电场强度弱。‎ ‎2. 关于电源电动势的说法错误的是（ ）‎ A. 电源电动势等于内外电路电势降落之和 B. 电源电动势等于外电路的路端电压 C. 电源电动势等于电源没有接入电路时两极间的电压 D. 电源电动势表征电源把其它形式的能转化为电能的本领 ‎【答案】B ‎【解析】解：A、根据闭合电路欧姆定律得知，电源电动势等于内外电路电势降落之和，故A正确．‎ B、当外电路断开时，电源电动势才等于外电路的路端电压，而当外电路接通时，电源有内电压，电源电动势大于外电路的路端电压，故B错误．‎ C、根据闭合电路欧姆定律可知，当电源没有接入电路时I=0，电源没有内电压，则电动势 等于此时两极间的电压，故C正确．‎ D、电动势是表示电源把其它形式的能转化为电能的本领大小的物理量，故D正确．‎ 本题选错误的，故选B ‎【点评】本题考查对电动势的理解．关键抓住电动势的物理意义和闭合电路欧姆定律进行分析．‎ ‎3. 图是用电压表和电流表测电阻的一种连接方法，为待测电阻．如果考虑到电表内阻对测量结果的影响，则（ ）‎ A. 电压表示数大于两端的实际电压，电流表示数大于通过的实际电流 B. 电压表示数大于两端的实际电压，电流表示数等于通过的实际电流 C. 电压表示数等于两端的实际电压，电流表示数大于通过的实际电流 D. 电压表示等于两端的实际电压，电流表示数等于通过的实际电流 ‎【答案】B ‎【解析】由电路图可以知道，实验采用电流表内接试，电流表的测量值等于真实值，因为电流表的分压作用，电压表的示数大于待测电阻两端电压，故ACD错误，B正确．故选B．‎ ‎4. 有一横截面积为的铜导线，流经其中的电流强度为；设每单位体积的导线中有个自由电子，电子的电量为，此电子的定向移动速率为，在时间内，通过导线橫截面的自由电子数可表示为（ ）‎ A. B. C. D. ‎ ‎【答案】A ‎【解析】在t时间内，以速度v移动的电子在铜导线中通过的距离为vt，因为铜导线的横截面积为S，则在t时间内，电子经过的导线体积为V=vtS，又因为单位体积的导线有n个自由电子，则在∆t时间内，通过导线横截面的自由电子数目可表示为N=nvS∆t．因为流经导线的电流为I，则在t时间内，流经导线的电荷量为q=It，而电子的电荷量为e，则t时间内通过导线横截面的自由电子数目可表示为：；故只有A正确，BCD错误．故选A．‎ ‎5. 两电阻，的电流和电压的关系图线如图所示，可知两电阻的大小之比为等于（ ）‎ A. B. C. D. ‎ ‎【答案】B ‎【解析】根据电阻图线，取相等电压，通过两电阻的电流之比，根据欧姆定律知，电阻之比，故B项正确．故选B．‎ ‎6. 如图所示，在场强为的匀强电场中有、两点，连线长，与电场线夹角为，则两点的电势差为（ ）‎ A. B. C. D. ‎ ‎【答案】D ‎【解析】试题分析：匀强电场中电势差与场强的关系公式为，d是沿电场线方向的两点间距离，为，故AB之间的电势差为：，D正确；‎ 考点：考查了匀强电场中电场强度与电势差的关系 ‎【名师点睛】根据匀强电场中电势差与场强的关系式求电场强度，注意d是沿电场线方向的两点间距离．‎ ‎7. 如图所示，一带电小球用丝线悬挂在水平方向的均强电场中，当小球静止后把悬线烧断，则小球在电场中将作（ ）‎ A. 自由落体运动 B. 曲线运动 C. 匀变速直线运动 D. 变加速直线运动 ‎【答案】C ‎【解析】悬线烧断前，小球受重力、拉力、电场力平衡，重力和电场力的合力与拉力等值反向，烧断细线，物体受重力，电场力，两个力合力恒定，沿细线方向，合力方向与速度方向在同一条直线上，所以物体沿着悬线的延长线做匀加速直线运动，故C正确，ABD错误，故选C．故选C．‎ 点睛：解决本题的关键是要掌握物体做直线运动还是曲线运动的条件，当物体所受的合力与速度在同一条直线上，物体做直线运动，所受的合力与速度不在同一条直线上，物体做曲线运动．‎ ‎8. 有两个完全相同的金属小球、（它们的大小可忽略不计）带电荷量为，带电荷量为，当、在真空中相距为时，两球之间的相互作用的库仑力为；现用绝缘工具使、球相互接触后再放回原处，则、间的相互作用的库仑力是（ ）‎ A. B. C. D. ‎ ‎【答案】D ‎ ‎ 考点：本题旨在考查电荷守恒定律、库仑定律。‎ ‎9. 如图所示的电路中，电源的电动势和内电阻恒定不变，电灯恰能正常发光，如果滑动变阻器的滑片向端滑动，则（ ）．‎ A. 电灯更亮，电流表示的示数增大 B. 电灯更亮，电流表的示数变小 C. 电灯变暗，电流表的示数变小 D. 电灯变暗，电流表的示数增大 ‎【答案】B ‎【解析】变阻器滑片向端滑动时，变阻器接入电路的电阻增大，外电阻增大，电路总电流减小，电流表示数减小，内阻分压减少，路端电压增大，灯泡变亮，故B项正确．故选B．‎ 点睛：本题是简单的电路动态分析问题．分析时按照“局部-整体-再局部”的分析思路进行；对于路端电压也可以直接根据路端电压随外电阻增大而增大判断变化.‎ ‎10. 如图所示，直线为电源的路端电压与电流的关系图像，直线为电源的路端电压与电流的关系图像，直线为一个电阻的两端电压与电流的关系图像，将这个电阻分别接到，两电源上，那么（ ）‎ A. 接到电源上，电源的效率较高 B. 接到电源上，电源的输出功率较大 C. 接到电源上，电源的输出功率较大，但电源效率较代 D. 接到电源上，电阻的发热功率和电源的效率都较高 ‎【答案】C ‎【解析】试题分析：由题图判断电源a的内阻大，在纯电阻电路中电源效率η＝×100%，内阻越大，效率越低；电源的输出功率P＝UI对应图线交点坐标的乘积，选项C正确。‎ 考点：此题考查了电源的路端电压与电流的关系图象。‎ ‎11. 如图所示，平行板电容器、电阻与电动势为的直流电源连接，下极板接地．一油滴位于电容器的点且恰好处于平衡状态．现将平行板电容器的上极板竖直向上移一小段距离，则（ ）‎ A. 电容器的带电量增大 B. 两极板间的电场强度减小 C. 电阻中会有从右向左的瞬间电流 D. 带点油滴将沿竖直方向向上运动 ‎【答案】B ‎【解析】将平行板电容器的上极板竖直向上移动一小段距离，即极板间距变大，则有电容器的电容减小，因为电容器两板间电压不变，根据，因此带电量减小，故A错误；上极板竖直向上移动一小段距离，即极板间距变大，而极板之间的电压不变，由可以知道两极板间的电场强度减小，所以B正确的；由图可以知道，开始时电容器的上极板带正电，由于电量减小，所以上极板的正电荷将流回电源的正极，电阻中会有从左向右的瞬间电流所以C错误；两极板间的电场强度减小，则油滴受到的向上的电场力减小，合力的方向将向下，所以带点油滴将沿竖直方向向下运动，故D错误．故选B．‎ ‎12. 如图所示，在点电荷的电场中，已知、两点在同一等势势面上，、两点在同一等势面上，无穷远处电势为零．甲、乙两个带粒子经过点时动能相同，甲粒子的运动轨迹为，乙粒子的运动轨迹为．由此可以判定（ ）‎ A. 甲粒子经过点与乙粒子经过点时的动能相等 B. 甲、乙两粒子带同种电荷 C. 甲粒子经过点时的电势能小于乙粒子经过点时的电势能 D. 甲粒子经过点时的动能小于乙粒子经过点时的动能 ‎【答案】C ‎【解析】因为甲粒子受到的引力作用，电场力做正功，乙粒子受到的是斥力作用，电场力做负功，根据动能定理，甲粒子的动能增大，乙粒子的动能减小，所以甲粒子在c点的动能大于乙粒子在d点的动能，故A项错误；根据轨迹的弯曲知，乙电荷受到的斥力，甲电荷受到的是引力，所以两粒子的电性相反，故B项错误；因为甲粒子受到的引力作用，电场力做正功，电势能减少，乙粒子受到的是斥力作用，电场力做负功，电势能增加，所以 甲粒子经过c点时的电势能小于乙粒子经过d点时的电势能，故C项正确；a到b不管沿哪一路径，电场力做功为零，动能不变，故D错误．故选C．‎ 点睛：根据轨迹判定“电荷甲受到中心电荷的引力，而电荷乙受到中心电荷的斥力”是解决本题的突破口；同时要注意电场力做功等于电势能的减小量．‎ 二、实验填空题．‎ ‎13. 如图所示，电压表和电流表的示数分别是和，待测电阻的测量值是__________；该测量值__________真实值（填大于、等于和小于）．‎ ‎【答案】 (1). 100 (2). 小于 ‎【解析】电阻R的测量值，电阻的真实值，因为电压表的分流，，则，即测量值比值实值小.‎ ‎14. 一个灵敏电流计允许通过的最大电流（满刻度电流）为，表头电阻，若将其改装成量程为的电流表，应__________（填串联或并联）一个电阻，阻值为__________；若将其改装成量程为的电压表，应__________（填串联或并联）一个阻值为__________的电阻．‎ ‎【答案】 (1). 并联 (2). (3). 串联 (4). ‎ ‎【解析】把灵敏电流计改装成的电流表需要并联分流电阻；‎ 并联电阻阻值为：‎ 把灵敏电流计改装成的电压表需要串联分压电阻；‎ 串联电阻阻值为：．‎ 点睛：把电流表改装成大量程电流表需要并联分流电阻，把电流表改装成电压表需要串联分压电阻，应用串并联电路特点与欧姆定律可以求出电阻阻值．‎ ‎15. 为了描绘一个“、”的小灯泡的伏安特性曲线，给了以下器材：‎ 直流电源：，内阻不计；‎ 电流表：量程分别为：和，内阻均约为；‎ 电压表：，，内阻均约为；‎ 滑动变阻器：最大阻值为，允许通过的最大电流为；开关一个；导线若干．实验时要求加在灯泡两端的电压可从调到．‎ ‎①根据小灯泡的规格，电流表应选择量程__________（填或），电压表应选择量程__________（填或）．‎ ‎②在下面方框里画出符合本实验要求的电路图__________，并根据电路图连接实物图_________． ‎ ‎③某位同学测得小灯泡的伏安特性曲线如下图所示．比较小灯泡在和时的电阻大小，得出____________________的结论，原因是____________________．‎ ‎④某次测量时，电流表指针位置如图所示，电流表读数为__________，此时小灯泡的实际功率为__________．‎ ‎【答案】 (1). (2). (3). (4). ‎ ‎ (5). 见解析 (6). 见解析 (7). (8). ‎ ‎【解析】①由于小灯泡的规格为“、”，即电流为，所以电流表应选择量程，电压表应选择量程．‎ ‎②在连实物图时，要注意滑动变阻器的分压接法，并乘用电流表的外接法．‎ ‎③随着电压的升高由阻在变大，原因：灯泡的灯丝的电阻率随温度的升高而变大． ‎ 三、计算题．要求写出必要的文字说明、方程式、演算步骤和答案．有数值计算的题，答案必须明确写出数值和单位．‎ ‎16. 如果把带电量为的电荷从无穷远移至电场中的点，需克服电场力做功，且此点电荷在点受到电场力，试求：‎ ‎（1）点的电场强度大小；‎ ‎（2）在点的电势能和点的电势（取无穷远处电势为零）；‎ ‎（3）未移入电场前点的电势是多少．‎ ‎【答案】（1）（2）；（3）‎ ‎【解析】（1）依据电场力公式，．‎ ‎（2）依题，正电荷从无限远处移至电场中的点克服电场力做功，其电势能增加，而正点电荷在无限远电势能为零则q在A点的 电势能，‎ ‎； ‎ ‎（3）电势反映电场本身的性质的物理量，与试探电荷无关，所以q未移入电场前A点的电势仍为．‎ 点睛：本题中对于电场力做功与电荷变化的关系要掌握，即电场力做正功，电势能减小，克服电场力做功，电势能增加．电势是描述电场本身性质的物理量，与试探电荷无关．‎ ‎17. 如图所示，为电阻箱，V为理想电压表．当电阻箱读数为时，电压表读数为；当电阻箱读数为时，电压表读数为．求电源的电动势和内阻．‎ ‎【答案】；‎ ‎【解析】根据闭合电路欧姆定律，得当电阻箱读数为时 ①‎ 当电阻箱读数为时， ②‎ 联立上两式得 代入①式得．‎ ‎18. 如图所示，电源的电动势是，内电阻是，小电动机的线圈电阻为，限流电阻为，若电压表的示数为，试求：‎ ‎（1）电源的功率和电源的输出功率；‎ ‎（2）电动机消耗的功率和电动机输出的机械功率．‎ ‎【答案】（1）；（2）；‎ ‎【解析】（1）在串联电路中，电压表读两端的电压，由欧姆定律得，‎ 电源的总功率：‎ 由能量转化和恒定律得：．‎ ‎（2）电源的输出功率为电动机和限流电阻获得功率之和，， ‎ ‎，，有，‎ 得．‎ 点睛：本题关键抓住电路中电压分配和能量的关系，不能直接根据欧姆定律这样来求解电路中电流：，因为电动机工作时，欧姆定律不成立．‎ ‎19. 如图所示，两块相同的金属板正对着水平放置，板间距离为．当两板间的加电压时，一个质量为、电荷量为的带电粒子（不计重力），以水平速度从点射入电场，经过一段时间后从点射出电场，、间的水平距离为，求：‎ ‎（1）带电粒子从点运动到点经历的时间；‎ ‎（2）、间竖直方向的距离；‎ ‎（3）带电粒子经过点时速度的大小．‎ ‎【答案】（1）（2）（3）‎ ‎【解析】（1）带电粒子在水平方向做匀速直线运动，从A点运动到B点经历的时间．‎ ‎（2）带电粒子在竖直方向做匀加速直线运动板间场强大小，加速度大小 A、B间竖直方向的距离．‎ ‎（3）带电粒子从A点运动到B点过程中，根据功能定理得，‎ 而，‎ 解得带电粒子在B点速度的大小．‎ 点睛：解决本题的关键是能根据运动的合成与分解求带电粒子做类平抛运动的问题，知道电场强度与电势差的关系以及电场力做功与物体动能变化的关系．‎ ‎20. 如图所示，沿轴方向有水平向右，场强大小为的范围足够大的匀强电场，一个带电粒子以竖直向上的初速度从点进入匀强电场．当粒子到达点时，速度方向变为水平，大小仍为，已知重力加速度为，试求；‎ ‎（1）粒子从点运动到点所经历的时间？‎ ‎（2）、两点的电势差为多少？‎ ‎（3）带电粒子能否再次通过轴，写出原因？若能，求带电粒子再次通过轴时的速度大小？‎ ‎【答案】（1）（2）（3）见解析 ‎【解析】（1）从A点运动到B点所经历的时间为．‎ ‎（2）带电粒子的运动在水平方向做初速度为零的匀加速直线运动，在竖直方向做竖直上抛运动，设A到B运动时间为t，带电粒子质量m，带电量为q，水平方向：，‎ 竖直方向：，则得，水平位移为，‎ 则A、B两点的电势差为．‎ ‎（3）可以通过，因为粒子在竖直方向上受到重力的作用，由于粒子在竖直方向上做匀减速直线运动，水平方向上，做的匀加速直线运动，故再次回到轴，，即通过轴的速度大小． ‎ ‎ ‎