安徽省黄山市2019-2020学年高二上学期期中考试物理试题 16页

黄山市“八校联盟”2019-2020 学年度第一学期期中考试 高二物理试题 一、选择题（1~8 题为单项选择题，9~12 题为多项选择题，每题 4 分，共 48 分，多项选择题 中漏选得 2 分，多选或错选不得分，请将答案填写在答题卷中）‎ ‎1.关于点电荷和元电荷的下列说法中正确的是( )‎ A. 点电荷和元电荷都是指电量小体积小的带电体 B. 点电荷带电量通常取 e＝1.60×10－19 C C. 体积很大的带电体也能看成是点电荷,带电量可以是 4.0×10－17 C D. 电荷量 e 的数值最早是由科学家库仑用实验测得的 ‎【答案】C ‎【解析】‎ ‎【详解】A．元电荷是指最小的电量单位；而点电荷是指只有当带电体所带电量与所研究的问题相比可忽略不计时，才可看做点电荷，不一定是电量小体积小的带电体都可看做是点电荷，选项A错误；‎ B．元电荷e＝1.60×10－19 C，选项B错误；‎ C．体积很大带电体所带电量与所研究的问题相比可忽略不计时，也能看成是点电荷；带电体所带电量都是1.60×10－19 C的整数倍，则带电量可以是 4.0×10－17 C，选项C正确；‎ D．电荷量 e 的数值最早是由科学家密立根用实验测得的，选项D错误；‎ 故选C.‎ ‎2.A、B 两个点电荷之间的距离恒定,当其它电荷移到 A、B 附近时,A、B 之间的库仑力将( )‎ A. 可能变大 B. 一定不变 C. 可能变小 D. 不能确定 ‎【答案】B ‎【解析】‎ ‎【详解】两电荷之间的库仑力不受其他电荷的影响，则当其它电荷移到 A、B 附近时，A、B 之间的库仑力将不变；‎ A．可能变大，与结论不相符，选项A错误；‎ B．一定不变，与结论相符，选项B正确；‎ C．可能变小，与结论不相符，选项C错误；‎ D．不能确定，与结论不相符，选项D错误；‎ 故选B.‎ ‎3.如图所示为在一个电场中的 a、b、c、d 四点分别引入试探电荷，测得试探电荷的电量跟它 所受电场力的函数关系图象如图所示，则下列说法中正确的是( ) ‎ A. 这个电场是匀强电场 B. 四点场强强弱关系为 Ea> Eb > Ec > Ed C. a，b ，c，d 四点场强方向相同 D. 以上说法都不正确 ‎【答案】C ‎【解析】‎ ‎【详解】AB．由F=qE知：图线斜率的绝对值大小为，所以可以使用直线的斜率大小表示电场强度的大小，d图线斜率的绝对值最大，所以d点的电场强度最大，c图线斜率的绝对值最小，电场强度的最小，所以四点场强的大小关系是Ed＞Ea＞Eb＞Ec．可知该电场不是匀强电场，选项AB错误；‎ CD．由图象知，正电荷受力方向与负电荷受力方向相反，故电场方向相同，故C正确、D错误。‎ 故选C.‎ ‎4.如图，在两等量异种电荷的电场中，+Q,-Q 在 A 点的电场场强大小分别用 E+，E-表示，+Q,-Q 单独存在时在 A 点的电势用ψ+，ψ-表示，则下列说法中正确的是( )‎ A. +Q,-Q 同时存在时， A 点电场的电势值ψA= ψ-+ψ+‎ B. +Q,-Q 同时存在时， A 点的电场场强大小 EA= E-+ E+‎ C. +Q,-Q 同时存在时， A 点电场的电势值仅由电场决定 D. +Q,-Q 同时存在时， A 点电场的电场场强大小和 A 点电势值相等 ‎【答案】A ‎【解析】‎ ‎【详解】A．因为电势是标量，合成时取算数和，则+Q、-Q 同时存在时， A 点电场的电势值ψA= ψ-+ψ+，选项A正确；‎ B．场强是矢量，合成时遵循平行四边形法则，则+Q、-Q 同时存在时， A 点的电场场强大小等于E-和E+的矢量和，选项B错误；‎ C．+Q、-Q 同时存在时， A 点电场的电势值除与电场有关外，还与零电势点选择有关，选项C错误；‎ D．+Q、-Q 同时存在时， A 点电场的电场场强大小和 A 点电势值不一定相等，选项D错误；‎ 故选A.‎ ‎5.如图所示，放在绝缘台上的金属网罩 内放有一个不带电的验电器 ，如把一有正电荷的绝缘体 移近金属网罩 ，B、C 两 点的电势为φB、φC 则下列说法中正确的是( )‎ A. B 的内表面带正电荷 B. 验电器的金属箔片不张开 C. B、C 两点的电势φB>φC D. 无法比较为φB、φC 的大小关系 ‎【答案】B ‎【解析】‎ ‎【详解】A．由于金属网罩静电屏蔽作用，B的内表面不带电，金属网罩表面的自由电子重新分布，根据“近异远同”的结论，B的右侧外表面带正电荷，B的左侧外表面负电荷，故A错误；‎ B．由于金属网罩的静电屏蔽作用，B的内部电场强度处处为零，故验电器的金箔不张开，故B正确； CD．金属网罩处于静电平衡状态，是等势体，则B、C 两点的电势φB=φC，故CD错误；‎ 故选B.‎ ‎6.用控制变量法，可以研究影响平行板电容器的电容大小因素，如图所示，平行板电容器的 极板 A 与一静电计相接，极板 B 接地，若极板 B 稍向上移动一点，由观察到的静电计的指针变 化 ， 作 出 平 行 板 电 容 器 的 电 容 变 小 的 结 论 ， 其 依 据 是( )‎ A. 极板上的电量几乎不变，静电计指针张角变小 B. 极板上的电量几乎不变，静电计指针张角变大 C. 两极板间的电压不变，静电计指针张角变大 D. 两极板间电压不变，静电计指针张角变小 ‎【答案】B ‎【解析】‎ ‎【详解】A极板与静电计相连，所带电荷电量几乎不变，B板与A板带等量异种电荷，电量也几乎不变，故电容器的电量Q几乎不变。将极板B稍向上移动一点，极板正对面积减小，由电容决定式，，可知，电容C减小，由公式，知板间电压变大，则静电计指针的偏角θ变大。 A．极板上的电量几乎不变，静电计指针张角变小，与结论不相符，选项A错误；‎ B．极板上的电量几乎不变，静电计指针张角变大，与结论相符，选项B正确；‎ C．两极板间的电压不变，静电计指针张角变大，与结论不相符，选项C错误；‎ D．两极板间的电压不变，静电计指针张角变小，与结论不相符，选项D错误；‎ 故选B。‎ ‎7.有甲、乙两同种材料制成的导体，乙的横截面积是甲的 2 倍，而单位时间内通过甲导体横截面的电荷量是乙的 2 倍，则下列说法中正确的是( )‎ A. 甲、乙两导体中的电流相同 B. 乙导体的电流是甲导体的 2 倍 C. 乙导体中自由电荷定向移动的速率是甲导体的 4 倍 D. 甲导体中自由电荷定向移动速率是乙导体的 4 倍 ‎【答案】D ‎【解析】‎ ‎【详解】AB．根据I=q/t，单位时间内通过横截面的电荷量，甲是乙的2倍，所以甲的电流是乙电流的两倍，故A B错误；‎ CD．根据电流的微观表达式I=nqvS可知，‎ 则导体甲中自由电荷定向移动的速率是乙导体的4倍，故C错误，D正确。‎ 故选D。‎ ‎8.某电场线分布如图所示，一带电粒子沿图中虚线所示途径运动，先后通过 M 点和 N 点。以下说法正确的是( ) ‎ A. M、N 点的电势ψM＞ψN B. 粒子在 M、N 点的加速度 aM2.5 A C. P 热＜20 W D. P＜25 W ‎【答案】CD ‎【解析】‎ ‎【详解】AB．当电键S断开时，由欧姆定律得 U=I1R1=10V．‎ 当电键S闭合后，通过R1的电流仍为0.5A，电动机的电流 故电流表的电流I＜2.5A，选项AB错误；‎ C．电动机消耗的热功率 选项C正确；‎ D．电路中电功率P=UI＜10×2.5=25W，选项D正确 故选CD。‎ 二、实验题（13 题 4 分，14 题 8 分，共 12 分。请将答案填写在答题卷中）‎ ‎13.在如图所示的电路中，小量程电表头的内阻 Rg＝100 Ω，满偏电流 Ig＝1 mA，R1＝900Ω，R2＝ 100 Ω.‎ ‎(1) 当 S1 和 S2 均断开时，改装所成的表是________ 表（填“电流”或“电压”，）。量程_______________。‎ ‎(2) 当 S1 和 S2 均闭合时，改装所成的表是_____表（填“电 流”或“电压”）。量程_____。‎ ‎【答案】 (1). 电压 (2). 1V (3). 电流 (4). 2mA ‎【解析】‎ ‎【详解】（1）[1][2]．根据串联电阻具有分压作用可知，S1和S2断开时，改装的应是电压表，由 可知电压表的量程是1V；‎ ‎（2）[3][4]．当S1和S2均闭合时，电流表与电阻R2并联，改装的应是电流表，由 所以电流表的量程是2mA；‎ ‎14.如图所示为用伏安法测定一个定值电阻的阻值的实验所需的器 材实物图，器材规格如下：‎ A.待测电阻Rx(约 100 Ω)‎ B.直流电流表 A1 (量程 0～20 mA，内阻 50 Ω)‎ C.直流电流表 A2 (量程 0～0.6A，内阻 1.7 Ω)‎ D.直流电压表 V1(量程 0～3 V，内阻 5 kΩ)‎ E.直流电压表 V2(量程 0～6 V，内阻 10 kΩ)‎ F.直流电源(输出电压 6 V，内阻不计)‎ G.滑动变阻器(阻值范围 0～15 Ω，允许最大电流 1 A)‎ H.开关 1 个，导线若干 ‎(1)、为减小实验误差，实验中测电流应该用__________（填“A1”或“A2”），测电压应该用（填“V1”或“V2”）。测量电路采用电流表_______________（填“内接法”或“外接法”）；滑动变阻器是采用__________接法(填“限流式”或“分压式”)。‎ ‎(2)、根据器材规格及实验要求，在虚线框内画出实验原理图_________;‎ ‎(3)、请用笔在本题的实物图上连线．把实验电路补充完整_______;‎ ‎【答案】 (1). A1 (2). V2 (3). 外接法 (4). 电路图见解析 (5). 电路连线见解析 ‎【解析】‎ ‎【详解】（1）[1][2][3][4]．电源电压为6V，则电压表选择V2；电路中可能出现的最大电流 则电流表应该选择A1；因为RV≫Rx，则采用电流表外接；滑动变阻器阻值较小，应该采用分压电路；‎ ‎（2）[5]．实验电路如图：‎ ‎（3）[6]．电路连线如图；‎ 三、计算题（共 40 分，写出必要的文字说明及解题步骤，只写最后答案不得分，请将答案填 写在答题卷中）‎ ‎15.某个实验探究小组用一个标有“12 V”，但额定功率模糊不清的灯泡做实验，测 得灯丝电阻随灯泡两端电压变化关系图象如图所示。求:‎ ‎（1）灯泡的额定功率多大?‎ ‎（2）若将一定值电阻与灯泡串联后接到 20 V 电压上，要使灯泡能正常发光，串联的电阻为 多大?‎ ‎【答案】（1）18W（2）5.3Ω ‎【解析】‎ ‎【详解】（1）由图像可知，当电压为12V时，电阻为8Ω，则额定功率 ‎（2）灯泡正常发光时的电流 要串联的电阻 ‎16.如图在足够长的光滑绝缘水平直线轨道上方 h 高度的 P 点，固定电荷量为+Q 的点电荷，一质量为 m、带电荷量为 -q 的物块（可视为质点），从轨道上的 A 点以初速度 v0 沿 轨道向右运动，当运动到 P 点正下方 B 点时速度为 v，已知点电荷产生的电场在 A 点的电势为φ（取无穷远处电势为零），PA 连线与水平轨道的夹角为 60°,‎ 小球始终未脱离水平直线轨道，重力加速度为 g，试求：‎ ‎（1）物块在 A 点时加速度 ‎（2）点电荷+Q 产生的电场在 B 点的电势。‎ ‎【答案】（1） （2）‎ ‎【解析】‎ ‎【详解】（1）物块在A点受重力、电场力、支持力，分解电场力，由牛顿第二定律得：‎ 得：‎ ‎（2）从A运动到P点正下方B点的过程中，由动能定理得：‎ 又有：‎ UAB=φA-φB 解得：‎ ‎17.如图所示，离子发生器发射出一束质量为 m，电量为 q 的正离子（初速不 计），经加速电压 u1 加速后，以垂直于电场方向射入两平行板中央，受偏转电压 u2 作用后，离 开电场。已知平行板的长度为 L，两板间距离为d.‎ ‎⑴求通过偏转电场时的速度 v 的大小 ‎⑵若以进入偏转电场时位置为坐标原点，以平行极板方向为 x 轴正方向，偏转电场方向为y 轴正方向，建立坐标系，试推导离子在偏转电场中的轨迹方程 ‎【答案】（1） （2）‎ ‎【解析】‎ ‎【详解】（1）离子在加速电场中运动的过程中，只有电场力做功，根据动能定理得：‎ ‎ ‎ 解得：‎ 离子在偏转电场中做类平抛运动，水平方向匀速直线运动，所以：‎ L=v0t 根据牛顿第二定律：‎ ‎ ‎ 离子在偏转电场中做类平抛运动，竖直方向初速度为零的匀加速直线运动： 所以：‎ ‎ ‎ 则出离偏转电场时的速度：‎ ‎ ‎ ‎（2）水平方向 x=v0t 竖直方向：‎ ‎ ‎ 联立解得：‎ ‎18.如图所示，在水平向右的匀强电场中，用长为L不可伸长的绝缘细线拴住一质量为 m，带电荷量为q的小球，线的上端固定于O点．细线与竖直方向成 30°角时静止释放小球，小球开始摆动，当摆到A点时速度为零，此时OA 恰好处于水平状态，设整个过程中细线始终处于拉直状态，静电力常量为k，忽略空气阻力．求：‎ ‎（1）判断小球电性和BA两点间的电势差UBA ‎（2）匀强电场的场强E的大小；‎ ‎（3）绳子拉力的最大值.‎ ‎【答案】（1）正电 （2） （3）‎ ‎【解析】‎ ‎【详解】（1）若小球不带电，则从A点释放，将运动到与A点等高的地方，而实际上小球没能运动到与A点等高的地方，所以电场力对小球做了正功，电场力水平向右，而电场强度方向水平向右，则小球带正电；‎ 小球从B到A过程，由动能定理得：‎ qUBA-mgLcos30°=0-0‎ 解得：‎ ‎（2）BA间沿电场线的距离为：‎ d=L+Lsin30°‎ 在匀强电场，有：‎ 所以联立三式得：‎ ‎．‎ ‎（3）由对称知识可知，当小球振动到竖直线右侧与竖直方向成30°角时，线的拉力最大，根据动能定理：‎ ‎ ‎ 由牛顿第二定律：‎ ‎ ‎ 解得：‎ ‎ ‎ ‎ ‎