安徽省滁州市定远县西片区2020学年高二物理上学期期中试题 14页

‎2020学年度上学期期中考试 ‎ 高二物理 ‎2020.11‎ 考生注意：‎ ‎1、本卷考试范围：人教版选修3-1第一～二章。满分100分，考试时间90分钟；‎ ‎2、答题前请在答题卷上填写好自己的学校、姓名、班级、考号等信息；‎ ‎3、请将答案正确填写在答题卷指定的位置，在非答题区位置作答无效。‎ 第I卷 选择题 48分 一、单选题(共8小题,每小题3分,共24分)‎ ‎1.如图所示，直角三角形ABC中∠B＝30°，点电荷A、B所带电荷量分别为QA、QB，测得在C处的某正点电荷所受静电力方向平行于AB向左，则下列说法正确的是(　　)‎ A．A带正电，QA∶QB＝1∶8 B．A带负电，QA∶QB＝1∶8‎ C．A带正电，QA∶QB＝1∶4 D．A带负电，QA∶QB＝1∶4‎ ‎2.如图所示，光滑绝缘半球形的碗固定在水平地面上，可视为质点的带电小球1、2的电荷分别为Q1、Q2，其中小球1固定在碗底A点，小球2可以自由运动，平衡时小球2位于碗内的B位置处，如图所示．现在改变小球2的带电量，把它放置在图中C位置时也恰好能平衡，已知AB弦是AC弦的两倍，则(　　)‎ A． 小球在C位置时的电量是B位置时电量的一半 B． 小球在C位置时的电量是B位置时电量的四分之一 C． 小球2在B点对碗的压力大小等于小球2在C点时对碗的压力大小 D． 小球2在B点对碗的压力大小大于小球2在C点时对碗的压力大小 ‎3.在光滑绝缘桌面上，带电小球A固定，带电小球B在A、B间库仑力作用下以速率v0绕小球A做半径为r的匀速圆周运动，若使其绕小球A做匀速圆周运动的半径变为2r，则B球的速率大小应变为(　　)‎ A．v0 B．v‎0 C． 2v0 D．‎ ‎4.均匀带电的球壳在球外空间产生的电场等效于电荷集中于球心处产生的点电荷电场．如图所示，在球面上均匀分布正电荷，总电荷量为q，球面半径为R，球心为O，CD为球面AB的对称轴，在轴线上有M、N两点，且OM＝ON＝2R，A‎1A∥B1B∥CD，已知球面A1B1在M点的场强大小为E，静电力常量为k，则N点的场强大小为(　　)‎ A．－E B．－E C．－E D．－E ‎5.如图所示为两个固定在同一水平面上的点电荷，距离为d，电荷量分别为＋Q和－Q.在它们的水平中垂线上固定一根长为L、内壁光滑的绝缘细管，有一电荷量为＋q的小球以初速度v0从管口射入，则小球(　　)‎ A． 速度先增大后减小 B． 受到的库仑力先做负功后做正功 C． 受到的库仑力最大值为 D． 管壁对小球的弹力最大值为 ‎6.在空间中水平面MN的下方存在竖直向下的匀强电场，质量为m的带电小球由MN上方的A点以一定初速度水平抛出，从B点进入电场，到达C点时速度方向恰好水平，A、B、C三点在同一直线上，且AB＝2BC，如图所示，由此可知(　　)‎ A． 小球带正电 B． 电场力大小为3mg C． 小球从A到B与从B到C的运动时间相等 D． 小球从A到B与从B到C的速度变化相等 ‎7.一根横截面积为S的铜导线，通过电流为I．已经知道铜的密度为ρ，铜的摩尔质量为M，电子电荷量为e，阿佛加德罗常数为NA，设每个铜原子只提供一个自由电子，则铜导线中自由电子定向移动速率为（　　）‎ A． B． C． D．‎ ‎8.如图所示电路中AB两端电压恒定，定值电阻和滑动变阻器的总电阻相等．当滑片P从变阻器上端c滑动到d的过程中，理想电流表示数变化情况是(　　)‎ A．先减小后增大 B．先增大后减小 C．始终增大 D．始终减小 二、多选题(共6小题,每小题4分,共24分)‎ ‎9.如图所示，带电小球A、B的电荷量分别为QA、QB，都用长L的丝线悬挂在O点．静止时A、B相距为d.为使平衡时AB间距离减为，可采用以下哪些方法(　　)‎ A． 将小球A、B的质量都增加到原来的2倍 B． 将小球B的质量增加到原来的8倍 C． 将小球A、B的电荷量都减小到原来的一半 D． 将小球A、B的电荷量都减小到原来的一半，同时将小球B的质量增加到原来的2倍 ‎10.如图所示，虚线AB和CD分别为椭圆的长轴和短轴，相交于O点，两个等量异种点电荷分别处于椭圆的两个焦点M、N上，下列说法中正确的是(　　)‎ A．A、B两处电势、场强均相同 B．C、D两处电势、场强均相同 C． 在虚线AB上O点的场强最大 D． 带正电的试探电荷在O处的电势能大于在B处的电势能 ‎11.如图所示为x轴上A、B两点间电势φ随位置x变化的关系图象，电子仅在电场力作用下由A点沿x轴运动到B点，下列判断正确的是(　　)‎ A． 电子先减速后加速，加速度先减小后增大 B． 电子先加速后减速，加速度先增大后减小 C． 电子从A到B过程中电势能先减小后增大 D． 电场中A到B过程中电势能先增大后减小 ‎12.在地面附近，存在着一有理想边界的电场，边界A、B将该空间分成上下两个区域Ⅰ、Ⅱ，在区域Ⅱ中有竖直向下的匀强电场，区域Ⅰ中无电场．在区域Ⅱ中边界下方某一位置P，由静止释放一质量为m，电荷量为q的带负电小球，如图(a)所示，小球运动的v－t图象如图(b)所示，已知重力加速度为g，不计空气阻力，则以下说法正确的是(　　)‎ A． 小球在7 s末回到出发点 B． 电场强度大小是 C．P点距边界的距离为 D． 若边界AB处电势为零，则P点电势为－‎ ‎13.如图所示，直线OAC为某一直流电源的总功率P总随着电流I变化的图线，抛物线OBC为该直流电源内部的热功率Pr随电流I变化的图线，A、B两点对应的横坐标为‎2 A，则下面说法中正确的有（ ）‎ A．电源电动势为3 V，内电阻为1 Ω B．A、B纵坐标差为2 W C．电流为‎2 A时，外电阻为0.5 Ω D．电流为‎3 A时，外电阻为2 Ω ‎14.用标有“6 V，3 W”的灯泡L1、“6 V，6 W”的灯泡L2与理想电压表和理想电流表连接成如图甲所示的实验电路，其中电源电动势E=9 V。图乙是通过两个灯泡的电流随两端电压变化的曲线。当其中一个灯泡正常发光时( )‎ A．电流表的示数为‎0.5 A B．电压表的示数为6 V C．电路输出功率为4 W D．电源内阻为1 Ω 第II卷 非选择题 52分 二、实验题（共两小题，15题6分，16题8分，共14分）‎ ‎15. 某同学用多用电表粗略测量一定值电阻的阻值，他先把选择开关旋到“×1k”挡，测量时指针偏转如甲图所示，为了比较精确的测量，他进行了下列合理的操作：‎ A．将换挡旋钮调至“×_____Ω”倍率；‎ B．重新将红、黑两表笔短接，调节_____调零旋钮（填图甲中“A”或“B”）使指针指到图中欧姆表刻度盘中的_____刻度线位置；（填“‎0”‎或“∞”）‎ C．将待测电阻两端金属线与红、黑两表笔接触，这时刻度盘上的指针位置如乙图所示，则该定值电阻阻值为_____Ω．‎ ‎16. 某同学要测量一定值电阻Rx(约300Ω)的阻值，现提供了下表中的器材：‎ 为了使实验便于操作，电表调节范围从零开始，且使实验误差尽可能小，则：‎ ‎① 电流表应选用_______，滑动变阻器应选用___________(均填写字母代号)；‎ ‎②‎ ‎ 在图甲虚线框内画出测量电路的原理图（电路中各器材要求用题中给定的符号标出）；‎ ‎③ 若该同学已正确选用器材，连接好部分实验电路如图乙所示，请在图乙中完成其余电路连接。‎ ‎④ 该同学按照实验要求正确连接好图乙电路后，在电键闭合前，应将滑动变阻器的滑片移到____端（填“A”或“B”）‎ ‎⑤该同学按照实验要求正确做完实验，测得的电阻值将__________ (填“大于”、“小于”或“等于”)被测电阻的实际阻值。‎ 四、计算题(共4小题,共38分)‎ ‎17.（9分）如图所示，一均匀带正电的无限长细直棒水平放置，带电细直棒在其周围产生方向与直棒垂直向外辐射状的电场，场强大小与直棒的距离成反比．在直棒上方有一长为a的绝缘细线连接了两个质量均为m的小球A、B，A、B所带电量分别为+q和+4q，球A距直棒的距离为a，两球恰好处于静止状态．不计两小球之间的静电力作用．‎ ‎（1）求细线的张力；‎ ‎（2）剪断细线，若A球下落的最大速度为vm，求A球下落到速度最大过程中，电场力对A球做的功．‎ ‎（3）分析剪断细线后，B球的运动情况及能量的转化情况．‎ ‎18.（10分）如图所示，有一柔软链条全长为L=‎1.0 m，质量均匀分布，总质量为M=‎2.0 kg．链条均匀带正电，总带电量Q=1.0×10﹣‎6C、将链条放在离地足够高的水平桌面上．空间存在竖直向下的匀强电场，电场强度的大小E=2.0×107V/m．若桌面与链条之间的动摩擦因数为μ=0.5（重力加速度取g=‎10 m/s2）．给链条一个向右的初动能，试求：‎ ‎（1）链条受到的最大滑动摩擦力；‎ ‎（2）当桌面下的链条多长时，桌面下的链条所受到的重力恰好等于链条受到的滑动摩擦力．‎ ‎（3）能使链条从桌面上全部滑下所需的最小初动能．‎ ‎19. （12分）如图所示虚线MN左侧有一场强为E1＝E的匀强电场，在两条平行的虚线MN和PQ之间存在着宽为L、电场强度为E2＝2E的匀强电场，在虚线PQ右侧相距为L处有一与电场E2平行的屏．现将一电子(电荷量为e，质量为m)无初速度地放入电场E1中的A点，最后电子打在右侧的屏上，AO连线与屏垂直，垂足为O，求：‎ ‎(1)电子从释放到打到屏上所用的时间；‎ ‎(2)电子刚射出电场E2时的速度方向与AO连线夹角θ的正切值tanθ；‎ ‎(3)电子打到屏上的点P′到点O的距离x.‎ ‎20.（7分）一台电风扇，内阻为20 Ω，接上220 V电压后，消耗的功率为66 W．求：‎ ‎(1)电风扇正常工作时通过风扇电动机的电流；‎ ‎(2)电风扇正常工作时转化为机械能的功率和内能的功率以及电动机的效率；‎ ‎(3)若接上电源后，扇叶被卡住，不能转动，则此时通过电动机的电流多大？电动机消耗的电功率和发热功率各是多大？‎ ‎2020学年度上学期期中考试 高二物理答案 ‎1. B ‎2. C ‎3. A ‎4. C ‎5. C ‎6. B ‎7. A ‎8. A ‎9. BD ‎10. BD ‎11. AD ‎12. ACD ‎13. ABC ‎14. AC ‎15． 100 B 0 2100‎ ‎16． ①A1 R2 ②见下图 ③见下图 ④ A ⑤大于 ‎17. （1）（2）‎ ‎（3）在上升过程中，电势能逐渐减小，机械能逐渐增大（重力势能增大，动能先增大后减小）；在下降过程中，电势能逐渐增加，机械能逐渐减小（重力势能减小，动能先增大后减小）．机械能与电势能的总和不变．‎ ‎【解析】（1）设距直棒为r的点的电场强度大小为．分别对两小球列平衡方程：‎ 对A：‎ 对B：‎ 解得 ‎（2）设A球下落到距直棒为r时速度最大，此时加速度为零，合力为零．‎ 由平衡条件：‎ 由（1）中解得：‎ 解得：‎ 由动能定理：‎ 解得 ‎（3）剪断细线后，B小球做先上后下的往复运动．‎ 在上升过程中，电势能逐渐减小，机械能逐渐增大（重力势能增大，动能先增大后减小）；在下降过程中，电势能逐渐增加，机械能逐渐减小（重力势能减小，动能先增大后减小）．机械能与电势能的总和不变．‎ ‎18. （1）20 N （2）m （3）‎ ‎【解析】（1）链条刚开始下滑的瞬间，此时链条全部在桌面上，正压力FN最大．‎ 则fmax=μFN=μ（Mg+qE）=20 N ‎（2）假设有x的链条在桌面下方 得到x=‎‎0.5 m ‎（3）当下垂链条受到的重力加上电场力等于滑动摩擦力时，是能使链条全部从桌面上滑下的临界情况．‎ 根据平衡条件：‎ 求得：‎ 当链条垂下m时，重力+电场力=滑动摩擦力，则如果继续下滑，重力就大于滑动摩擦力了．所以链条下滑m后就会自动下滑，链条所需要的最小初动能是能够让它下滑m所需的能量．‎ 根据动能定理：‎ 代入数据：‎ 解得：‎ ‎19. (1)3　(2)2　(3)‎‎3L ‎【解析】(1)电子在电场E1中做初速度为零的匀加速直线运动，设加速度为a1，时间为t1，由牛顿第二定律和运动学公式得：‎ a1＝＝‎ ‎＝a1t v1＝a1t1‎ t2＝‎ 运动的总时间为t＝t1＋t2＝3.‎ ‎(2)设电子射出电场E2时沿平行电场线方向的速度为vy，根据牛顿第二定律得，电子在电场中的加速度为 a2＝＝‎ t3＝‎ vy＝a2t3‎ tanθ＝‎ 解得：tanθ＝2.‎ ‎(3)如图，设电子在电场中的偏转距离为x1‎ x1＝a2t tanθ＝‎ 解得：x＝x1＋x2＝‎3L.‎ ‎20. (1)‎0.3 A　(2)64.2 W　1.8 W　97.3%　(3)‎11 A　2 420 W　2 420 W ‎【解析】(1)由P入＝IU得I＝＝A＝‎‎0.3 A ‎(2)电风扇正常工作时转化为内能的功率 P内＝I2r＝0.32×20 W＝1.8 W 电风扇正常工作时转化为机械能的功率 P机＝P入－P内＝66 W－1.8 W＝64.2 W 电风扇正常工作时电动机的效率 η＝×100%＝×100%≈97.3%‎ ‎(3)电风扇扇叶被卡住后通过电动机的电流 I＝＝A＝‎‎11 A 电动机消耗的电功率 P＝IU＝11×220 W＝2 420 W 电动机发热功率 P热＝I2r＝112×20 W＝2 420 W.‎