2017-2018学年湖北省黄冈市黄梅县第二中学高二上学期期中考试物理试题 解析版 13页

湖北省黄冈市黄梅县第二中学2017—2018学年高二上学期期中考试物理试题 一、选择题（1—6单选题，7—10多选题）‎ ‎1. 下列说法中正确的是（　　）‎ A. 点电荷就是体积很小的带电体 B. 电场中P点的场强方向为试探电荷在该点受到的电场力的方向 C. 根据，设想当时得出 D. A电荷受到B电荷的作用，是B电荷的电场对A电荷的作用 ‎【答案】D ‎【解析】该电荷能否看成点电荷，与体积、电量无关，当带电体的形状、大小以及电荷分布可以忽略不计，该电荷可以看成点电荷，A错误；电场中P点的场强方向为正试探电荷在该点受到的电场力的方向，B错误；当时，该电荷不能看成点电荷，公式不能适用，C错误；电场的基本性质是对放入其中的电荷有力的作用，A电荷受到B电荷的作用，是B电荷的电场对A电荷的作用，D正确．选D.‎ ‎【点睛有】库仑定律的公式适用于点电荷之间的静电力，当带电体的形状、大小以及电荷分布可以忽略不计，该电荷可以看成点电荷，电场强度方向为正电荷在该点的电场力方向．‎ ‎2. 要使真空中的两个点电荷间的库仑力增大到原来的4倍，下列方法中可行的是（　　）‎ A. 每个点电荷的带电量都增大到原来的4倍，电荷间距离变为原来4倍 B. 保持点电荷的带电量不变，使两个电荷间的距离增大到原来的2倍 C. 使一个点电荷的电荷量加倍，另一个点电荷的电荷量保持不变，同时将两个点电荷间的距离减小为原来的 D. 保持点电荷的电荷量不变，将两个点电荷的距离减小到原来的1/2‎ ‎【答案】D ‎3. 关于电源的电动势，下列说法正确的是（ ）‎ A. 电源的电动势就是接在电源两极间的电压表测得的电压 B. 同一电源接入不同的电路，电动势就会发生变化 C. 电源的电动势是表示电源把其他形式的能转化成电能的本领大小的物理量 D. 电路中，当电阻变大时，电源的电动势也增大 ‎【答案】C ‎【解析】解：A项，电压表测得的是电源电压，小于电动势，故A项错误。‎ B、D项，电动势是非静电力在电源内部移送单位电荷所做的功，电动势是电源本身的属性，与外接电路无关，故B、D项错误。 ‎ C项，电动势衡量电源将其他形式的能转化为电能的本领大小，故C项正确。‎ ‎4. 如图甲，真空中有一半径为R、电荷量为＋Q的均匀带电球体，以球心O为坐标原点，沿半径方向建立x轴．己知x轴上各点的场强随x变化关系如图乙，分别对应轴上A、B两点，规定电场强度沿x轴正方向为正，则（ ）‎ ‎ ‎ A. A、B两点电势相等 B. 负电荷在A点电势能大于在B点的电势能 C. 同一电荷在A、B两点所受电场力等大反向 D. 正电荷从A到B，电场力一直做正功 ‎【答案】D ‎【解析】解:A、因电场力做功与初末位置有关,当假设将试探电荷沿x轴移动,则从x1移到R处和从R移到x1处,因电势差不同,则电场力做功不同,再由,则x1、x2两点处,即A与B两点的电势不同,故A错误;  B、R位置的电势比位置B的电势高,所以负试探电荷在R位置的电势能比在位置B小.故B错误;  C、由图象乙可以知道,A和B处场强方向相同,那么同一电荷在A、B两点所受电场力等大同向,故C错误;  D、因规定电场强度沿x轴正方向为正,由图象可以知道,正电荷的电场力方向为x轴正方向,正电荷从A到B,电场力一直做正功,所以D选项是正确的;  所以D选项是正确的.‎ ‎5. 如图所示的电路中，当变阻器的滑动触头P向a端移动时（ ）‎ A. 电压表示数变大，电流表示数变小 B. 电压表示数变小，电流表示数变大 C. 电压表示数变大，电流表示数变大 D. 电压表示数变小，电流表示数变小 ‎【答案】B ‎【解析】解：R2、R3串联电路总电阻为 ，干路电流 ，电压表示数 ，R2两端电压，通过R2的电流，通过 R3的电流。随着R3向b端移动，R3减小，则R减小，I1增大，U减小，U2减小，I2减小，I3增大。所以电压表示数变小，电流表示数变大，故B项正确。‎ ‎6. 如图所示，匀强电场中三点A、B、C是一个三角形的三个顶点，，．已知电场线平行于所在的平面，一个电荷量的点电荷由A移到B的过程中，电势能增加了，由B移到C的过程中电场力做功，下列说法正确的是（　　）‎ A. B、C两点的电势差 B. 该电场的场强为 C. 正电荷由C点移到A点的过程中，电势能增加 D. A点的电势低于B点的电势 ‎【答案】C ‎【解析】解:A、B、C两点的电势差 .故A错误. B、A、B两点的电势差,则知C点与AB连线的中点电势相等,则场强 .故B错误. C、由上知,A、C两点的电势差,即知A点电势高于C点电势,正电荷在电势高处电势能大,则将正电荷由C点移到A点的过程中,电势能增加.所以C选项是正确的. D、A、B两点的电势差,则A点的电势高于B点的电势.故D错误. 所以C选项是正确的 ‎7. 关于多用电表，下列说法正确的是（ ）‎ A. 多用表是电压表、电流表、欧姆表共用一个表头组装而成的 B. 用多用表无论是测电压、电流还是测电阻，红表笔的电势都要高于黑表笔的电势 C. 多用表的电压挡、电流挡和欧姆挡都 是靠外部提供电流的 D. 用多用表测电压、电流和测电阻时，电流都是从红表笔流入的 ‎【答案】AD ‎【解析】解：A项，多用电表是电压表、电流表、欧姆表共用一个表头组装而成的，通过选择不同的挡位来实现不同的测量目的，故A项正确。‎ B项，用多用表无论是测电压和电流时，红表笔的电势要高于黑表笔的电势，而当测量电阻时，红表笔的电势要低于黑表笔的电势，故B项错误。‎ C项，多用表的电压挡和电流挡是靠外部提供电流的，而欧姆挡具有内置电源，故C项错误。‎ D项，用多用表测电压、电流和测电阻时，电流都是从红表笔流入的，黑表笔流出的，故D项正确。‎ 综上所述，本题正确答案为AD。‎ ‎8. 带电的平行板电容器与静电计的连接如图所示，要使静电计的指针偏角变小，可采用的方法有（ ）‎ ‎ ‎ A. 减小两极板间的距离 B. 用手触摸极板A C. 在两极间插入电介质 D. 将极板B向上适当移动 ‎【答案】ABC ‎【解析】试题分析：根据电容的决定式C=，分析电容的变化，再由电容的定义式分析板间电压的变化，确定静电计指针张角的变化．‎ 解：A、减小两极板间的距离，则d减小，则由决定式可得是容器的电容增大；则由Q=UC可知，电势差减小，故A正确；‎ B、由于B板接地，用手触摸A时，故对电量有影响，电势差减小，故B正确；‎ C、在两板间插入电介质时，介电常数增大，则C增大，由由Q=UC可知，电势差减小，故C正确；‎ D、将极板B向上运动时，正对面积减小，则C减小，由定义式可知，电势差增大，故D错误；‎ 故选：ABC．‎ ‎【点评】本题考查电容器的动态分析问题，要明确夹角大小表示电势差的大小．‎ ‎9. 如右图所示，一个质量为m、带电荷量为q的粒子，从两平行板左侧中点沿垂直场强方向射入，当入射速度为v时，恰好穿过电场而不碰金属板．要使粒子的入射速度变为仍能恰好穿过电场，则必须再使(　　)‎ A. 粒子的电荷量变为原来的 B. 两板间电压减为原来的 C. 两板间距离变为原来的4倍 D. 两板间距离变为原来的2倍 ‎【答案】AD ‎【解析】试题分析：以一定速度垂直进入偏转电场，由于速度与电场力垂直，所以粒子做类平抛运动．这样类平抛运动可将看成沿初速度方向的匀速直线与垂直于初速度方向匀加速直线运动．根据运动学公式解题．‎ 设平行板长度为l，宽度为d，板间电压为U，恰能穿过一电场区域而不碰到金属板上，则沿初速度方向做匀速运动：，垂直初速度方向做匀加速运动：，，欲使质量为m、入射速度为的粒子也能恰好穿过这一电场区域而不碰到金属板，则沿初速度方向距离仍是，垂直初速度方向距离仍为；使粒子的带电量减少为原来的，则，故A正确；使两板间所接电源的电压减小到原来的一半，‎ ‎，故B错误；板的电压不变，距离变化，根据，有恒定，速度减小为，则距离应该增加为2倍，C错误D正确．‎ ‎10. 如图所示，在匀强电场中，有一个与匀强电场平行的直角三角形区域ABC，AB=6cm，，A点的电势为，B点的电势为，C点的电势为 ．则（ ）‎ A. 将一个电荷量为的电荷从B点移到C点，电场力做功为 B. 将一个电荷量为的电荷从B点移到C点，电场力做功为 C. 此电场的电场强度大小为，从A指向C D. 此电场的电场强度大小为，沿的平分线斜向上 ‎【答案】BD ‎【解析】解:‎ ‎ ‎ A、B电荷从B移到C,电场力做 .故A错误,B正确 C、D、AC中点D的电势为,所以D与B电势相等,BD是一条等势线. 根据几何知识得知:,如图,电场方向沿的平分线斜向上. 则电场强度大小 .故C错误,D正确. 所以BD选项是正确的 二、实验题（2小题）‎ ‎11. 如图所示，是研究平行板电容器的电容大小与哪些因素有关的实验:‎ ‎（1）本实验过程使用的实验方法是___________________；‎ ‎（2）实验过程中进行如下操作:①使电荷量Q、正对面积S一定，增大两板间距离d，则静电计指针偏角__________(填“变大”、“变小”或“不变”)；‎ ‎②使电荷量Q、两板间距离d、正对面积S一定，在两极板间放入石蜡，则静电计指针偏角____(填“变大”、“变小”或“不变”)；‎ ‎【答案】 (1). 控制变量法 (2). 变大 (3). 变小 ‎【解析】解:(1)研究每一个要素的影响,须让其它的量不变为:控制变量法    (2 )①因Q,S不变,增大d,则由,则C变小,又由,则U变大,静电计的指针偏角变大   ②因Q,S,d不变,ɛ增大,则由,则C变大,又由,则U变小,静电计指针偏角变小 ‎ ‎12. 某探究小组采用如图甲所示的电路测定一节干电池的电动势和内阻时，发现量程为3V的电压表出现故障不能正常使用，实验台上有一个量程为，内阻灵敏电流计和一个电阻箱R（）．‎ ‎（1）为了把灵敏电流计改装成量程为2V的电压表继续实验，电阻箱R应调整至______．‎ ‎（2）探究小组中一个同学用灵敏电流计和电阻箱设计了如图乙所示的实验电路，同样测出了干电池的电动势和内阻．‎ ‎①多次调节电阻箱，记录灵敏电流计的示数I和电阻箱的阻值R ‎，电源的电动势和内阻分别用E和r表示，则和R的关系式为_____________． ‎ ‎②然后以为纵坐标，以R为横坐标，做出图线为一直线，如图丙所示，测得直线在纵轴上的截距b=134，直线的斜率，则该电池的电动势E=______V，内阻r=______．‎ ‎【答案】 (1). 3800 (2). (3). 1.5 (4). 1.0‎ ‎【解析】解：（1）将电流计改装成电压表，应串联一个大电阻，根据串并联电路的规律可知：‎ ‎ ‎ ‎（2）①根据闭合电路欧姆定律可知： ‎ 变形可得： ‎ ‎②根据图象和公式可知：， ‎ 根据题意可知：E=1.5V；r=1.0Ω； ‎ 三、计算题（4小题）‎ ‎13. 如图所示，电源的电动势E＝110V，电阻，电动机绕线的电阻，开关始终闭合．当开关断开时，电阻的电功率是525W；当开关闭合时，电阻的电功率是336W．求：‎ ‎（1）电源的内电阻；‎ ‎（2）当开关闭合时流过电源的电流和电动机输出的功率．‎ ‎ ‎ ‎【答案】（1） ，（2）26A，1606W.‎ ‎【解析】解:(1)S断开时,设通过电源的电流为I,则, 对R1有: 所以有: 对闭合回路: ‎ 所以有:r=1Ω ‎...............‎ 设流过R1的电流为IR1，流过电动机的电流为IM， ，‎ 而IM＋IR1＝I 对电动机有UIM＝P出＋I2R0‎ 代入数据联立解得P出＝1606W.‎ ‎14. 如图所示，一条长为L的细线上端固定在O点，下端系一个质量为m带电量为的小球，将它置于一个很大的匀强电场中，电场强度方向水平向右，已知小球在B点时平衡，细线与竖直线的夹角为，重力加速度为g，求：‎ ‎（1）电场强度E的大小； ‎ ‎（2）若将小球拉到与0点等高处的A点释放，小球摆到最低点时绳子的拉力大小。‎ ‎【答案】（1），（2）.‎ ‎【解析】解：（1）由受力分析可知：， ‎ ‎（2）根据动能定理： 在最低点： ‎ 联立可以得到： ‎ ‎15. 如图（a）所示，倾角的光滑固定斜杆底端固定一电量为的正点电荷，将一带正电小球（可视为点电荷）从斜杆的底端（但与Q未接触）静止释放，小球沿斜杆向上滑动过程中能量随位移的变化图象如图（b）所示，其中线1为重力势能随位移变化图象，线2为动能随位移变化图象（g取，静电力常量）则 ‎（1）求小球的质量m和电量q； ‎ ‎（2）斜杆底端至小球速度最大处由底端正点电荷形成的电场的电势差U．‎ ‎【答案】（1）4kg，；（2）.‎ ‎【解析】解:(1)由线1可得 斜率 ,所以 当达到最大速度时带电小球受力平衡,则有 由线2可得 计算得出 (2)由线2可得,当带电小球运动至1m处动能最大为27J 根据动能定理有 代入数据得 ‎ ‎16. 一平行板电容器长，宽a=8cm，板间距d=4cm，在板左侧有一足够长的“狭缝”离子源，沿着两板中心平面，连续不断地向整个电容器射入离子，它们的比荷均为，速度均为，距板右端处有一屏，如图甲所示，如果在平行板电容器的两极板间接上如图乙所示的交流电，由于离子在电容器中运动所用的时间远小于交流电的周期，故离子通过电场的时间内电场可视为匀强电场．试求：‎ ‎（1）离子打在屏上的区域面积；‎ ‎（2）在一个周期内，离子打到屏上的时间． ‎ ‎【答案】(1) ，(2)0.0128s.‎ ‎【解析】试题分析：（1）设离子恰好从极板边缘射出时极板两端的电压为U0，‎ 水平方向：①‎ 竖直方向： ②‎ 又③‎ 由①②③得：‎ 代入数据得：，即当V时离子打到极板上，当V时离子打到屏上，‎ 利用推论：打到屏上的离子好像是从极板中心沿直线射到屏上，由此可得：，‎ 解得：，‎ 又由对称性知，打到屏上的总长度为2d 则离子打到屏上的区域面积为 ‎（2）在前T，离子打到屏上的时间：‎ 又由对称性知，在一个周期内，打到屏上的总时间：‎ 考点：带电粒子在匀强电场中的运动。‎ ‎【名师点睛】（1）离子进入电场后做类平抛运动，先由类平抛运动的知识求出离子恰好从极板边缘射出时的电压，利用推论，求出离子打在屏上最大的偏转距离．即可得到离子打在屏上的区域面积；‎ ‎（2）在第（1）问的基础上，根据临界情况的电压，求出在一个周期内，离子打到屏上的时间。‎ ‎ ‎ ‎ ‎