2015—2016学年度上学期高二期中考试
物理试题
（时间：100分钟 分数：100分）
一、选择题(本题共10小题，每题4分，共40分。在每小题给出的四个选项中，有的只有一个选项正确，有的有多个选项正确．全部选对的得4分。选对但不全的得2分，有错选或不选的得0分。)
1、关于电场强度的概念，下列说法正确的是 ( )
A．由E＝可知，某电场的场强E与q成反比，与F成正比
B．正、负试探电荷在电场中同一点受到的电场力方向相反，所以某一点场强方向与放入试探电荷的正负有关
C．电场中某一点的场强与放入该点的试探电荷的正负无关
D．从点电荷场强计算式分析库仑定律的表达式F＝k，式是点电荷q2产生的电场在点电荷q1处的场强大小，而是点电荷q1产生的电场在q2处场强的大小
2、使两个完全相同的金属小球(均可视为点电荷)分别带上3Q和5Q的电荷后，将它们固定在相距为a的两点，它们之间吸引力的大小为F1.现用绝缘工具使两小球相互接触后，再将它们固定在相距为2a的两点，它们之间库仑力的大小为F2.则F1与F2之比为( )
A．2∶1 B．15∶4
C．16∶1 D．60∶1
3、如图所示，光滑绝缘细杆与水平面成θ角并固定，杆上套有一带正电小球，质量为m、电荷量为q，为使小球静止在杆上，可加一匀强电场，所加电场的场强满足什么条件时，小球可在杆上保持静止( )
A．垂直于杆斜向上，场强大小为mgcosθ/q
B．竖直向上，场强大小为mg/q
C．垂直于杆斜向上，场强大小为mgsinθ/q
D．水平向右，场强大小为mgcotθ/q
4、两个带等量正电的点电荷，固定在图中P、Q两点，MN为PQ连线的中垂线，交PQ于O点，A为MN上的一点．一带负电的试探电荷q，从A点由静止释放，只在静电力作用下运动，取无限远处的电势为零，则 ( )
A．q由A向O的运动是匀加速直线运动
6
B．q由A向O运动的过程电势能逐渐减小
C．q运动到O点时的动能最大
D．q运动到O点时电势能为零
5、如图所示，实线是电场线，一带电粒子只在电场力的作用下沿虚线由A运动到B的过程中，其速度－时间图象是选项中的( )
6、地球表面附近某区域存在大小为150 N/C、方向竖直向下的电场．一质量为1.00×10－4 kg、带电荷量为－1.00×10－7 C的小球从静止释放，在电场区域内下落10.0 m．对此过程，该小球的电势能和动能的改变量分别为(重力加速度大小取9.80 m/s2，忽略空气阻力)( )
A．－1.50×10－4 J和9.95×10－3 J
B．1.50×10－4 J和9.95×10－3 J
C．－1.50×10－4 J和9.65×10－3 J
D．1.50×10－4 J和9.65×10－3 J
7、如图所示，电子由静止开始从A板向B板运动，当到达B极板时速度为v，保持两板间电压不变，则( )
A．当增大两板间距离时，v增大
B．当减小两板间距离时，v增大
C．当改变两板间距离时，v不变
D．当增大两板间距离时，电子在两板间运动的时间变长
8、在如图所示的U－I图象中，直线Ⅰ为某一电源的路端电压与电流的关系图线，直线Ⅱ为某一电阻R的U－I图线．用该电源直接与电阻R相连组成闭合电路，由图象可知( )
A．电源的电动势为3 V，内阻为1 Ω
B．电阻R的阻值为1 Ω
6
C．电源的输出功率为4 W
D．电源的效率为50%
9、如图所示电路中，R为一滑动变阻器，P为滑片，若将滑片向下滑动，则在滑动过程中，下列判断错误的是 ( )
A．电源内电路消耗功率一定逐渐增大
B．灯泡L2一定逐渐变暗
C．电源效率一定逐渐减小
D．R上消耗功率一定逐渐变小
10、某电容式话筒的原理示意图如图所示，E为电源，R为电阻，薄片P和Q为两金属极板，对着话筒说话时，P振动而Q可视为不动。在P、Q间距增大过程中( )
A．P、Q构成的电容器的电容增大
B．P上电荷量变少
C．M点的电势比N点的低
D．M点的电势比N点的高
二、实验题（每空2分，共20分）
11、物理兴趣小组的同学们从实验室中找到一只小灯泡，其标称功率值为0.75 W，额定电压值已模糊不清．他们想测定其额定电压值，于是先用欧姆表直接测出该灯泡的电阻约为2 Ω，然后根据公式计算出该灯泡的额定电压U＝＝ V＝1.22 V．他们怀疑所得电压值不准确，于是，再利用下面可供选择的实验器材设计一个电路，测量通过灯泡的电流和它两端的电压并根据测量数据来绘制灯泡的U－I图线，进而分析灯泡的额定电压．
A．电压表V(量程3 V，内阻约3 kΩ)
B．电流表A1(量程150 mA，内阻约2 Ω)
C．电流表A2(量程500 mA，内阻约0.6 Ω)
D．滑动变阻器R1(0～20 Ω)
E．滑动变阻器R2(0～100 Ω)
F．电源E(电动势4.0 V，内阻不计)
G．开关S和导线若干
H．待测灯泡L(额定功率0.75 W，额定电压未知)
(1)在下面所给的虚线框中画出他们进行实验的电路原理图，指出上述器材中，电流表选择________(填“A1”或“A2”)；滑动变阻器选择________(填“R1”或“R2”)．
(2)在实验过程中，该同学将灯泡两端的电压由零缓慢地增加，当电压达到1.23 V时，发现灯泡亮度很暗，当达到2.70 V时，发现灯泡已过亮，便立即断开开关，并将所测数据记录在下边表格中.
6
次数
1
2
3
4
5
6
7
U/V
0.20
0.60
1.00
1.40
1.80
2.20
2.70
I/mA
80
155
195
227
255
279
310
请你根据表中实验数据在下图中作出灯泡的U－I图线．
(3)由图象得出该灯泡的额定电压应为________V；这一结果大于1.23 V，其原因是________________________________________________________________________．
12、有一内阻未知(20 kΩ～60 kΩ)、量程0～10 V的直流电压表．
(1)某同学想通过一个多用电表的欧姆挡直接测量上述电压表的内阻，该多用电表刻度盘上读出电阻刻度中间值为30，欧姆挡的选择开关拨至倍率______(选填“×10”、“×100”或“1 k”)挡．先将红、黑表笔短接调零后，选用图中_____(选填“A”或“B”)方式连接．
(2)在实验中，欧姆表和电压表的指针分别如图甲、乙所示，某同学读出欧姆表的读数为________Ω，这时电压表的读数为______V．
三．计算题(解答时应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤。只写出最后答案的不能得分。有数值计算的。答案中必须明确写出数值和单位。)
13（9分）一台小型电动机在3 V电压下工作，用此电动机提升所受重力为4
6
N的物体时，通过它的电流是0.2 A．在30 s内可使该物体被匀速提升3 m．若不计除电动机线圈生热之外的能量损失，求：
(1)电动机的输入功率；
(2)在提升重物的30 s内，电动机线圈所产生的热量；
(3)线圈的电阻．
14（9分）如图所示，正电荷q1固定于半径为R的半圆光滑轨道的圆心处，将另一带正电、电荷量为q2、质量为m的小球，从轨道的A处无初速度释放，求：
(1)小球运动到B点时的速度大小；
(2)小球在B点时对轨道的压力．
15（12分）绝缘光滑水平面内有一圆形有界匀强电场，其俯视图如图所示，图中xOy所在平面与光滑水平面重合，电场方向与x轴正向平行，电场的半径为R＝ m，圆心O与坐标系的原点重合，场强E＝2 N/C.一带电荷量为q＝－1×10－5 C、质量m＝1×10－5 kg的粒子，由坐标原点O处以速度v0＝1 m/s沿y轴正方向射入电场(重力不计)，求：
(1)粒子在电场中运动的时间；
(2)粒子出射点的位置坐标；
(3)粒子射出时具有的动能．
物理答案
1、CD 2、D 3、B 4、BC 5、B 6、D 7 、CD 8、 BC 9、D 10、BD
11、(1)电路原理图如图所示 A2 R1
6
(2)见右图
(3)2.5(2.4～2.6均可) 灯泡的冷态电阻小于正常工作时的电阻(或灯泡电阻随温度升高而变大)
12、(1)×1 k A (2)4×104 5.0
13、解析：(1)电动机的输入功率P入＝UI＝0.2×3 W＝0.6 W. （2分）
(2)电动机提升重物的机械功率P机＝Fv＝(4×) W＝0.4 W. （2分）
根据能量关系P入＝P机＋PQ，得生热的功率PQ＝P入－P机＝0.2 W. （2分）
所生热量Q＝PQ t＝0.2×30 J＝6 J. （1分）
(3)根据焦耳定律Q＝I2Rt，得线圈电阻R＝＝ Ω＝5 Ω （2分）
14、 (1)带电小球q2在半圆光滑轨道上运动时，库仑力不做功，故机械能守恒，则
mgR＝mv （2分） 解得vB＝. （1分）
(2)小球到达B点时，受到重力mg、库仑力F和支持力FN，由圆周运动和牛顿第二定律得
FN－mg－k＝m （2分） 解得FN＝3mg＋k （2分）
根据牛顿第三定律，小球在B点时对轨道的压力为3mg＋k，方向竖直向下．（2分）
15、(1)粒子沿x轴负方向做匀加速运动，加速度为a，有Eq＝ma，x＝at2 （2分）
沿y轴正方向做匀速运动，有y＝v0t （1分）
x2＋y2＝R2 （2分） 解得t＝1 s. （1分）
(2)设粒子射出电场边界的位置坐标为(－x1，y1)，则有
x1＝at2＝1 m （1分） y1＝v0t＝1 m （1分）
即出射点的位置坐标为(－1 m,1 m)． （1分）
(3)射出时由动能定理得Eqx1＝Ek－mv （2分）
代入数据解得Ek＝2.5×10－5 J. （1分）
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