2017-2018学年安徽省宣城市三校高二上学期期中联考物理试题 7页

‎2017-2018学年安徽省宣城市三校高二上学期期中联考物理试题 一、选择题（1-8为单选题，9-12为多选题，每题4分，共48分，多选题 漏选得2分，错选不得分。）‎ ‎1、下列是某同学对电场中的概念、公式的理解，其中正确的是（　　）‎ A. 根据电场强度的定义式E=F /q，电场中某点的电场强度和试探电荷的电荷量成反比 B. 根据电容的定义式C=Q /U，电容器的电容与所带电荷量成正比，与两极板间的电压成反比 C. 根据真空中点电荷电场强度公式E=KQ /r2，电场中某点电场强度和场源电荷的电荷量成正比 D. 根据公式UAB=WAB /q，电场中AB两点的电势差与q成反比 ‎2、如图所示，真空中M、N处放置两等量异种电荷+Q、-Q，a、b、c为电场中的三点，实线PQ为M、N连线的中垂线，a、b两点关于MN对称，a、c两点关于PQ对称，则以下判定正确的是（　　）‎ A. a点的场强与c点的场强完全相同 B. 实线PQ上的各点电势相等 C. 负电荷在a点的电势能等于在c点的电势能 D. 若将一正试探电荷沿直线由a点移动到b点，则电场力先做正功，后做负功 ‎3、关于电源的电动势的理解，下列正确的是（　　）‎ A. 电动势为1.5V的电池中每通过1C的电荷量，该电池能将1.5J的化学能转变成电能 B. 电动势即该电池接入电路工作时，电池两极间的电压 C. 电动势为1.5V的电池存储的电能一定比电动势为1.2V的电池存储的电能多 D. 电动势E的大小，与非静电力功W的大小成正比，与移送电荷量q的大小成反比 ‎ ‎4、如图所示，实线表示电场线，虚线表示只受电场力作用的带电粒子的运动轨迹．粒子先经过M点，再经过N点，以下正确的是（　　）‎ A. 该带电粒子应该带负电 B. 粒子在N点的加速度大于在M点的加速度 C. 粒子在M点受到的电场力大于在N点受到的电场力 D. 粒子在M点的电势能小于在N点的电势能 ‎5、一个带电粒子射入一固定在O点的点电荷的电场中，粒子仅在电场力的作用下的运动轨迹如图虚线abc所示，图中实线表示电场的等势面，下列判断正确的是（　　）‎ A. 由于粒子在a→b的过程中，电场力做正功，故运动电荷带正电 B. 粒子在a→b→c的过程中，一直受静电引力作用 C. 粒子在a→b→c的过程中，因为静电引力的作用电势能一直在增大 D. 粒子在a→b的过程中，速度在减小，加速度也在减小 ‎6、铜的摩尔质量为m，密度为ρ，每摩尔铜原子有n个自由电子，电子电量为e。今有一根横截面积为S的铜导线，当通过的电流为I时，则电子平均定向移动的速率为（　　）‎ A. 光速c B. C. D. ‎ ‎7、三个电阻R1、R2、R3并联后，接入电源，每个电阻的伏-安特性曲线如图所示，则下列说法中错误的是（　　）‎ A、R1＞R2＞R3 ‎ B、通过三个电阻的电流I1＜I2＜I3 ‎ C、电阻上消耗功率P1＜P2＜P3‎ D、P1：P2：P3=I3：I2：I1‎ ‎8、如图所示三个电阻的阻值相同，允许消耗的最大功率分别为8W，6W，4W，则此电路允许消耗的最大功率是（　　）‎ A. 12W B. 14W C. 16W D. 18W ‎ 9、如图所示，匀强电场中，A、B、C三点构成一边长为a的等边三角形，电场强度方向平行于三角形所在平面．现有一电子电量为e，仅在电场力作用下，由A至C动能减少W，而某一质子仅在电场力作用下，由A至B动能增加2W，则该匀强电场E的大小和方向的判定正确的是（　　）‎ A.方向沿AB由A指向B ‎ B.方向沿AB由B指向A C. 大小为W / ae ‎ D. 大小为2W / ae ‎10、如图所示，平行板电容器带有等量异种电荷，与静电计相连，静电计金属外壳和电容器下极板都接地．在两极板间有一个固定在P点的点电荷，以E表示两板间的电场强度，Ep表示点电荷在P点的电势能，θ表示静电计指针的偏角．若保持下极板不动，将上极板向下移动一小段距离至图中虚线位置，则下列判断正确的是（　　）‎ A. θ一定减小 B. E一定不变 C.Ep一定增大 D. Ep一定不变 ‎11、如图，矩形的四个顶点a、b、c、d是匀强电场中的四个点，ab=2bc=2m，电场线与矩形所在的平面平行，已知a点电势为18V，b点电势为10V，c点电势为6V，一质子电量为e从a点以速度v0射入电场，v0与为ab边的夹角为45°，一段时间后质子经过ab中点e，不计质子重力，下列判断正确的是（　　）‎ A. 质子从a到e电势能增加了4 eV B. d点电势为14V C. 电场强度大小为 4 V/m D. 若v0=1m/s，则质子从a到e所用时间约为为0.707s ‎12、用轻绳拴着一质量为m、带正电的小球在竖直面内绕O点做圆周运动，竖直面内加有竖直向下的匀强电场，电场强度为E，如图甲所示，不计一切阻力，小球运动到最高点时的动能Ek与绳中张力F间的关系如图乙所示，当地的重力加速度为g，则下列正确的是（　　）‎ A. 小球所带电荷量为 （b+mg）/E ‎ B. 轻绳的长度为 2a/b C. 小球在最高点时的最小速度为 ‎ D. 小球在最低点时的最小速度为 ‎ 二、实验题探究题（每空2分，图2分，共10分）‎ ‎13、某同学为了描绘一个“6V，3W”的电学器件的伏安特性曲线，并测出该电学器件在额定电压下的准确电阻值，到实验室寻找到了一些仪器，规格及数量如下： A．电流表一只（0～0.6A，内阻约为5Ω） B．电压表一只（0～3V，内阻RV=2kΩ） C．定值电阻R0=4kΩ D．滑动变阻器R1（0～10Ω，额定电流为3A） E．滑动变阻器R2（0～1000Ω，额定电流为3A） F．8V直流电源一个 G．开关、导线若干，待测电学器件一个 ‎ 这位同学利用现有器材，结合所学知识，顺利完成了实验． ①该同学在实验中滑动变阻器应选用是 ______ （填器材前序号字母）； ‎ ‎②实验中电压表的量程太小，需要电压表和定值电阻R0 ______ 联，扩大电压表量程．改造之后新的电压表的量程为 ______ V． ③请在虚线框中画出实验电路图．（待测电学器件用表示） ④按照电路设计，测量该电学器件在额定电压下的准确电阻值时，电压表的示数为U，电流表的示数为I．该电学器件在额定电压下的准确电阻值的表达式是 ______ （物理量均用所给字母表示）．‎ 三、计算题（14题12分，15题14分，15题16分，要有必要的文字说明，只写答案不得分）‎ ‎14、如图，灯泡D与电动机M中串联在一个稳压电源上，电源的输出电压为U=40V，灯泡D的电阻为RD=10Ω，电动机M线圈的电阻为RM=3Ω，与电动机并联的理想电压表读数为UM=30V．电动机的转轴的摩擦可忽略，求： （1）通过灯泡的电流I . （2）电动机M线圈的发热功率PQ . （3）电动机M输出的机械功率P机 。‎ ‎15、如图所示，从电子枪射出的电子束（初速度不计）经电压U1加速后，从一对金属板Y和Y′正中间平行金属板射入，电子束穿过两板空隙后最终垂直打在荧光屏上的O点．若现在用一输出电压为U2的稳压电源与金属板Y、Y′连接，在YY′间产生匀强电场，使得电子束发生偏转．设电子质量m，电量e，YY′两板间距d，板长l，板的末端到荧光屏的距离L．整个装置处于真空中，不考虑电子重力及电子间相互作用．试求： （1）电子束射入金属板Y、Y′时速度v0 。 （2）电子束离开金属板Y、Y′时，偏离入射方向的竖直位移量y1. （3）若U1=2000V，U2=160V，m=9×10-31kg，e=1.6×10-19C，l=6.0cm，L=12cm，如果两金属板Y、Y′间的距离d可以随意调节（保证电子束仍从两板正中间射入），那么电子束打到荧光屏上的位置P（图中未标出）到O点的距离的最大值Ym为多少？ ‎ ‎16、如图，内表面光滑绝缘的半径为r=1.2m的圆形轨道处于竖直平面内，有竖直向下的匀强电场，场强大小为E=1×106V/m．有一质量为m=0.12kg、带负电的小球，电量q=1.6×10-6C，小球在圆轨道内壁做圆周运动，当运动到最低点A时，小球与轨道压力恰好为零，g取10m/s2，空气阻力不计，求： （1）小球在A点处的速度大小. （2）小球运动到最高点B时对轨道的压力．‎ ‎（3）若当小球运动到A点时，立即将电场方向改为水平向右，并给小球补充一定的动能。补充后小球恰好可以在圆轨道内壁做完整的圆周运动，则应该补充的动能是多少？若取过A点的水平面为重力势能零势面，则小球运动过程中的机械能的最大值是多少？‎ 答案 1 ‎、C ‎ 2、 B ‎ 3 ‎、A ‎ 4 ‎、B ‎ 5 ‎、B ‎ 6 ‎、D ‎ 7 ‎、D ‎ 8 ‎、A 9 ‎、AD 10 ‎、ABD 11 ‎、BD 12 ‎、BC ‎13 （1）D（2）串 0~9V （3）外接分压（图略）（4）‎ ‎（注：每空2分，共10分）‎ ‎14、（1）UD=U—UM=10V -------（2分）‎ I = UD / RD =1A --------（2分）‎ ‎（2）PQ = I2 RM = 3W -------（2分）‎ ‎(3)P 入= UM*I =30W -------（2分）‎ P机= P 入 — PQ -------（2分）‎ P机= 27W -------（2分）‎ ‎ ‎ ‎ ‎ 15、 ‎（1）电子经加速，由动能定理得：‎ ‎ eU1=mv02 ------（2分）解得v0=------（1分）‎ ‎（2）电子在偏转电场中类平抛，令时间为t1，则有 ‎ l=v0t1 ------（1分）‎ ‎ a=e U2/ m d ------（1分）‎ ‎ y1=a t12 ------（1分）‎ 联立解得y1=U2 l2 / 4 U1 d ------（2分）‎ （3） 电子离开偏转电场时，沿电场力方向的速度：‎ Vy=a t1 ------（1分）‎ 离开偏转电场后匀速运动直至打到屏上，用时为t2 则有 L=V0 t2 ------（1分）‎ y2=Vy t2 ------（1分）‎ 故打到屏上的位置P到O点的距离为Y，则有 Y=y1+y2=------（1分）‎ 因d越小越容易打到偏转电极上，故有：当y1=d 时，Y有最大值 ------（1分）‎ 代入数值解得 Ym=3cm ------（1分）‎ ‎ ‎ ‎ ‎ ‎ ‎ ‎ ‎ ‎ ‎ ‎ ‎ ‎ ‎ 16、 ‎（1）带电小球在A点时，由牛顿第二定律可得 ‎ q E — mg =mVA2/ r ------（2分）‎ 解得：VA=2m/s ------（1分）‎ （2） 小球由A到B，由动能定律可得 ‎ 2（qE—mg）r = mVB2—mVA2 ------（2分）‎ 在B点，同理可得 FN+mg—qE = mVB2/r ------（1分）‎ 解得：FN=2.4N ------（1分）‎ 由牛顿第三定律可得，小球对轨道的压力为2.4 N ------（1分）‎ （3） 电场方向改变后，重力和电场力的合力大小 ‎ F 2 =（mg）2+（qE）2 解得F =2 N ------（1分）‎ 方向左偏下与水平方向成θ，且sinθ=0.6 ------（1分）‎ 故其运动到O点右上方与水平方向的夹角为θ的C点时，其速度有最小值为VC，令小球补充能量后的速度大小为V，‎ 则其从A到C的过程中，由动能定律可得：‎ ‎—mgr（1+sinθ）—qErcosθ =mVC2—mV2------（1分）‎ 在C点，有：F = mVC2 /r ------（1分）‎ 补充的能量为E=mV2—mVA2 为 ------（1分）‎ 解得 E=4.8J ------（1分）‎ 由能量守恒可知，当电势能最小时，机械能最大。故当其运动到O点正左方时，机械能有最大值，‎ Emax=mV2 + qEr ------（1分）‎ 解得 Emax=6.96J ------（1分）‎ ‎ ‎ ‎ ‎ ‎ ‎ ‎ ‎ ‎ ‎