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- 2021-05-23 发布
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高一物理
第Ⅰ卷(选择题,共40分)
注意事项:
1.第Ⅰ卷共12小题。
2.每小题选出答案后,用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。如需改动,用橡皮擦干净后,再选涂其他答案标号。不涂在答题卡上,只答在试卷上不得分。
一、选择题:本题共12小题。在每小题给出的四个选项中,第1~8题只有一项符合题目要求,每小题3分;第9~12题有多项符合题目要求,全部选对的得4分,选对但不全的得2分,有选错的得0分。
1.下列说法正确的是( )
A. 在自助加油站给汽车加油时,可以接打移动电话
B. 家用电器或电线发生火灾时,应先断开电源再灭火
C. 如果有人触电倒地,应该抱住他的腰部拖到安全的地方
D. 超高压带电作业的工人所穿衣物的织物中掺入了金属丝,目的是导走因摩擦产生的静电
【答案】B
【解析】
【详解】A.在自助加油站给汽车加油时,不可以接打移动电话,会有爆炸的风险,故A错误;
B.家用电器或电线发生火灾时,应先断开电源再灭火,故B正确;
C.如果有人触电倒地,抱住他的腰部有触电的风险,应立即切断电源或者用绝缘体挑开电线,故C错误;
D.超高压带电作业的工人穿戴的工作服是用包含金属丝的织物制成的,这种工作服叫屏蔽服,其作用是在穿用后,使处于高压电场中的人体外表面各部位形成一个等电位屏蔽面,从而防护人体免受高压电场及电磁波的危害。故D错误。
故选B。
2.下列物理量的正负号表示大小的是( )
A. 功 B. 电荷量 C. 电势能 D. 电势差
【答案】C
【解析】
【详解】
功的正负表示对应的力是动力还是阻力。电荷量的正负表示是正电荷还是负电荷,不表示大小。电势差的正负表示两点电势的高低,也不表示大小。电势能的正负表示大小。故C正确,ABD错误。
故选C。
3.扫地机器人是智能家用电器的一种,能凭借一定的人工智能,自动在房间内完成地板清理工作。若机器人电动机线圈电阻为r,当它正常工作时,电动机两端所加的电压为U,通过的电流为I,下列说法正确的是( )
A.
B. 经过时间t,电动机消耗的电能
C. 经过时间t,电动机产生的热量
D. 经过时间t,电动机输出的机械功
【答案】A
【解析】
【详解】B.经过时间t,电动机消耗的电能
故B错误;
C.电动机产生的热量
故C错误;
D.电动机输出的机械功
故D错误。
A.根据
得
故A正确;
故选A。
4.一个量程为0~150V的电压表,内阻为20kΩ,把它与一个高阻值电阻串联后接在电压为110V的电路两端,电压表的读数为10V,则这个高阻值电阻的阻值为( )
A. 100kΩ B. 200kΩ C. 300kΩ D. 400kΩ
【答案】B
【解析】
【详解】根据串联规律和欧姆定律,有
代入数据
解得
故B正确,ACD错误。
故选B。
5.A、B、C为直线上等间距的三点,在A点固定一电荷量为的点电荷,B点固定另一点电荷后,C点的合场强为0,则固定在B的点电荷的电荷量为( )
A. B. C. D.
【答案】D
【解析】
【详解】C点的合场强为0,A点固定一电荷量为的点电荷,说明固定在B的点电荷带负电。设固定在B的点电荷的电荷量为,A、B间距为L,根据点电荷场强公式,有
解得
故D正确,ABC错误。
故选D。
6.下列有关物理学史或所用物理学方法的叙述正确的是( )
A. 库仑用扭秤实验比较准确地测定了电子的电荷量
B. 法拉第不仅提出了场的概念,而且采用电场线来描述电场
C. 点电荷与元电荷都是理想化模型
D. 电场强度和电流采用的都是比值定义法
【答案】B
【解析】
【详解】A.库仑用扭秤实验比较准确地测定了静电力常量,电子的电荷量是密立根首先测出的,故A错误;
B.法拉第不仅提出了场的概念,而且采用电场线来描述电场,故B正确;
C.点电荷是理想化模型,人们把最小电荷叫做元电荷,元电荷不是理想化模型,故C错误;
D.电场强度是比值定义法,是欧姆定律,不是电流的定义式,故D错误。
故选B。
7.如图所示,实线为一点电荷电场中的三条电场线,虚线与中间那条电场线垂直,a、b是位于虚线上的两点,下列说法正确的是( )
A. 该点电荷带正电
B. a、b两点场强的方向可能相同
C. a点场强小于b点场强
D. 虚线为一条等势线
【答案】C
【解析】
【详解】A.三条电场线的交点为该点电荷所在位置
可知该点电荷带负电。故A错误;
B.由图可知这两点的场强方向不相同。故B错误;
C.a点离点电荷远。由点电荷的场强公式 可知,a点的场强小,故C正确;
D.点电荷的等势线是以该点电荷为圆心的同心圆,不是直线,故D错误。
故选C。
8.下列关于电场线和等势面的说法,正确的是( )
A. 电场线是电场中实际存在的线
B. 电场线越密集的地方,电势越高
C. 等差等势面越密集的地方,场强越大
D. 同一等势面上各点的场强都相同
【答案】C
【解析】
【详解】A.电场线不是电场中实际存在的线,是假象出来的描述电场的。故A错误;
B.电场线越密集的地方,电场越强,电势不一定高。故B错误;
C.等差等势面越密集的地方,场强越大,故C正确;
D.同一等势面上各点的电势都相同,电场强度不一定相同,故D错误。
故选C。
9.A、B、C为位于匀强电场中的圆上的三点,该圆所在平面与电场线平行,O为圆心,AC为一条直径,,已知圆的半径为2cm,A、B、C三点的电势分别为2V、3V、4V,下列说法正确的是( )
A. 场强的方向由B指向A
B. 场强的方向由C指向A
C. 场强的大小为
D. 场强大小为50V/m
【答案】BD
【解析】
【详解】AB.AC的中点O的电势为3V,故OB为等势线,AC为电场线,由C指向A。故A错误,B正确;
CD.电场强度的大小为
故C错误,D正确。
故选BD。
10.固定在a、c两点等量点电荷的电场线如图所示,a、b、c、d为正方形的四个顶点,下列说法正确的是( )
A. 两点电荷为同种电荷
B. b、d两点的电场强度相同
C. 在两点电荷产生的电场中,a、c中点的电势最低
D. 沿b、d连线移动电荷,电场力不做功
【答案】BD
【解析】
【详解】A.由图可知a点处是负电荷,c点处是正电荷,故A错误;
B.由对称性可知这两点的电场强度大小相等,电场强度的方向沿电场线的切线方向,由图可知这两点的电场强度方向相同,故这两点的电场强度相同,B正确;
C.沿电场线方向电势降低,可知ac中点的电势不是最低,故C错误;
D.bd与电场线垂直,为等势线,故沿b、d连线移动电荷,电荷的电势能不变,电场力不做功。故D正确。
故选BD。
11.如图所示,电源的电动势为E,内阻为r,和为滑动变阻器,R为定值电阻,闭合开关S后,下列说法正确的是( )
A. 若只将的滑动触头向右移动,电压表示数将变大
B. 若只将的滑动触头向右移动,电流表示数将变大
C. 若只将的滑动触头向右移动,电压表示数将变小
D. 若只将的滑动触头向右移动,电流表示数将变大
【答案】AD
【解析】
【详解】AB.若只将的滑动触头向右移动,的阻值增大,由串反并同可知,电压表的示数变大,电流表的示数变小,故B错误,A正确;
CD.若只将的滑动触头向右移动,的阻值增大,由串反并同可知,电压表的示数变大,电流表的示数变大,故C错误,D正确。
故选AD。
12.某静电场的一条电场线与x轴平行,该电场线上各点的电势随x轴上的位置坐标的变化规律如图所示,下列说法正确的是( )
A. 该电场是一点电荷形成的
B. 场强方向沿x轴负方向
C. 处的场强大小为
D. 将一电子从处移到处,电子的电势能增大为原来的2倍
【答案】BC
【解析】
【详解】AC.图像斜率表示电场强度,可知电场强度不变,为
点电荷的一条电场线上的电场强度大小变化,故该电场不是点电荷形成的。故A错误,C正确;
B.沿电场线方向电势降低,由图可知,场强方向沿x轴负方向,故B正确;
D.将一电子从处移到处,电子受到的电场力方向沿x轴正方向,做正功,电势能减小,故D错误。
故选BC。
第Ⅱ卷(非选择题,共60分)
注意事项:
1.第Ⅱ卷共7道题。
2.第Ⅱ卷所有题目的答案,考生须用0.5毫米黑色中性签字笔答在答题卡规定的区域内,在试卷上答题不得分。
二、实验题:本题共3小题,共20分。
13.在“测定金属丝电阻率”的实验中,小张同学选用毫米刻度尺测量金属丝的有效长度,当金属丝的左端与毫米刻度尺的“0”刻度对齐时,右端如图甲所示;用螺旋测微器测量金属丝的直径如图乙所示;用伏安法测得多组U、I数据,做出该金属丝的伏安特性曲线如图丙所示。
(1)金属丝的有效长度L为______cm,直径D为______mm,电阻R为______Ω。
(2)将测得的数据代入公式______,即可求出金属丝的电阻率。(用第(1)问给出的字母表示)
【答案】 (1). 98.70 (2). 5.780 (3). 6.5 (4).
【解析】
【详解】(1) [1] 毫米刻度尺的最小刻度是1mm,需要估读到0.1mm,故金属丝的有效长度L为98.70cm。
[2] 直径D为
[3]电阻R为
(2)[4]根据
得
14.老师给小明一个密封盒,其表面可见一个灯泡和一个可调电阻器的旋钮。为了探究密封盒里的灯泡和可调电阻器是如何连接的,小明连接了一个如图所示的电路,他将可调电阻器的电阻R调小,并将变化前后的结果记录下来。
(1)盒中的可调电阻器和灯泡的连接方式是______(填“串联”或“并联”。利用记录的数据计算出灯泡工作时的电阻值______Ω。
(2)将两个1.5V的电池串联来代替低压电源,进行同样的实验。发现当R减小时,灯泡的亮度______发生变化(填“会”或“不会”),理由是__________。
【答案】 (1). 并联 (2). 10 (3). 会 (4). 因为电池有内阻,由闭合电路欧姆定律可知,电路电阻发生变化时,路端电压会发生变化,即灯泡的电压变化
【解析】
【详解】(1)[1]如果连接方式是串联,则当可调电阻器的阻值调小时,由闭合电路的欧姆定律可知,电流表的读数会变小,不符合观察结果,故不是串联,所以连接方式是并联。
[2]由闭合电路的欧姆定律可知,盒内总电阻为
由电阻并联规律
解得
(2) [3][4] 将两个1.5V的电池串联来代替低压电源,进行同样的实验。因为电池有内阻,由闭合电路欧姆定律可知,当R
减小时,电路总电阻发生变化,路端电压会发生变化,即灯泡的电压变化,灯泡的亮度会发生变化。
15.小红同学要测量1节干电池的电动势和内阻,实验员老师为她准备了如下器材:
A.电流表(0-0.6A~3A)
B.电压表(0-3V~15V)
C.滑动变阻器(0~20Ω)
D.滑动变阻器(0~100Ω)
E.开关一个、导线若干
(1)请你根据老师提供的器材,设计实验原理图,画在方框中___________。
(2)为减小实验误差,滑动变阻器应选用______。(填器材前的字母)
(3)小红同学按正确步骤规范操作实验,利用测得的数据在坐标纸上描点如图所示,请在坐标纸上,画出合理的U-I图线__________,根据图像可求出干电池的电动势______V,内阻______Ω。(结果保留3位有效数字)
【答案】 (1). (2). C (3). (4). 1.48 (5). 0.633
【解析】
【详解】(1) [1] 测电源电动势和内阻,滑动变阻器要采用限流接法,因为干电池的内阻较小,电流表采用相对电源的外接法。故实验原理图为
(2)[2]滑动变阻器阻值较小有利于电表的数值变化,减小误差,故为减小实验误差,滑动变阻器应选用C。
(3)[3] U-I图线为
[4]图像纵轴的截距表示电动势,由图可知
[5]斜率的绝对值表示内阻
三、计算题:本题共4小题,共40分。要求写出必要的文字说明、方程式,只写出最后答案的,不能得分。有数值计算的题,答案中必须明确写出数值和单位。
16.A、B是完全相同的金属小球,质量均为m,其中A球带电(可视为点电荷),B球不带电。分别用长为l的绝缘细线悬挂于同一点O,两小球接触后,由于静电斥力最终平衡,如图所示,它们之间的距离也为l。静电力常量为k,重力加速度为g。
(1)画出A球平衡后的受力分析图;
(2)求接触前A球的电荷量。
【答案】(1)见解析;(2)
【解析】
【详解】(1)对A球受力分析如图所示
(2)设接触前A球的电荷量为q,由题可知细线和水平方向的夹角为,根据受力平衡
两小球接触后,电量等分,则由库仑定律
联立解得
17.如图所示,空间中存在着水平方向的匀强电场,一个带电量为的点电荷在A点具有的电势能为,把该电荷从A点移动到B点,克服静电力做功,已知A、B两点间距为20cm,两点连线与水平方向成37°角。已知,。求:
(1)A、B两点的电势和;
(2)匀强电场的场强E。
【答案】(1),;(2),方向水平向左
【解析】
【详解】(1) 根据电势的定义
因为
解得
(2)根据
解得
由沿电场线方向电势降低可知,电场强度方向水平向左。
18.如图所示,电源的电动势,三个定值电阻的阻值相同且,电容器的电容,闭合电键,电路稳定后,理想电流表的示数为。求:
(1)电源的内阻;
(2)电容器的带电量;
(3)电源的输出功率及其效率。
【答案】(1);(2);(3) 3.75W
【解析】
【详解】(1)由闭合电路欧姆定律得
解得
(2)根据
解得
(3)电源的输出功率
解得
电源的效率
解得
19.如图甲所示,两平行金属板竖直放置,A板接地,B板的电势为,一质量为m、电荷量为的粒子从紧靠B板处由静止释放,经过时间运动到A板。粒子的重力忽略不计。
(1)求粒子到达A板时的速度v及两金属板间距d;
(2)若改变B板的电势,使其按图乙所示规律变化,时刻释放粒子,时刻粒子恰好到达A板,则U为多大?
【答案】(1),;(2)
【解析】
【详解】(1)根据动能定理
解得粒子到达A板时速度
根据运动学公式
解得两金属板间距
(2) 在电场中
时刻释放粒子,时刻粒子恰好到达A
板,结合图乙可知前半段时间从零开始加速,后半段时间减速到零。两段时间内的位移相等,故有
解得