2019-2020高二物理上学期期中试题(Word版带解析)
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2019-2020高二物理上学期期中试题(Word版带解析)

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资料简介
2019—2020 学年度上学期高二年级 期中考试物理试卷 一、单项选择题:本题共 8 小题,每小题 4 分,共 32 分。在每小题给出的四个选项中,只有 一项符合题目要求,选对的得 4 分,没选或有选错的得 0 分。 1.一段粗细均匀、横截面积为 S 的金属导线接到输出电压为 U 的稳压电源上,此时导线中自 由电子定向移动速率为 v,电子的电荷量大小为 e,导线接入电路中的部分电阻为 R,则这导 线单位体积内自由电子的数量 n 等于 A. B. C. D. 【答案】B 【解析】 【详解】导体中的电流 根据电流微观表达式 I=nevS 联立可得: A. ,与结论不相符,选项 A 错误; B. ,与结论相符,选项 B 正确; C. ,与结论不相符,选项 C 错误; D. ,与结论不相符,选项 D 错误; 2.某直流电源的电动势为 E,与定值电阻构成闭合回路,此时电源两端的电压为 U。下列说法 正确的是 A. 电压和电动势的单位都是伏特,故电源的电动势 E 与电源两端的电压 U 是同一物理量 B. 一节电动势为 1.5 V 的干电池在 1 s 内把 1.5 J 的化学能转变为电能 C. 一节电动势为 1.5 V 的干电池接入电路中,该电路每通过 1 C 的电荷量,干电池就把 1.5 J 的化学能转变为电能 D. 一节电动势为 1.5 V 的干电池将化学能转变为电能的本领比一块蓄电池(电动势为 2.0 V) R eUSv U eRSv UR eSv eSv UR UI R = Un eRSv = R eUSv U eRSv UR eSv eSv UR的大 【答案】C 【解析】 【详解】A.电压和电动势的单位都是伏特,但是电源的电动势 E 与电源两端的电压 U 不是同 一物理量,电动势是表示电源把其它形式的能转化为电能的本领大小的物理量,而电压是两 点之间电势的差,二者的物理意义不同,选项 A 错误; B.干电池电源的电动势表示将 1C 的电量转移时做功为 1.5J,但并不明确做功的时间。故 B 错误。 C.一节电动势为 1.5 V 的干电池接入电路中,该电路每通过 1 C 的电荷量,干电池就把 1.5 J 的化学能转变为电能,选项 C 正确; D.一节电动势为 1.5 V 的干电池将化学能转变为电能的本领比一块蓄电池(电动势为 2.0 V) 的小,选项 D 错误。 3.某一导体的伏安特性曲线如图中的 AB 段(曲线)所示,关于导体的电阻,下列说法正确的是 A. A 点对应的导体的电阻为 120 Ω B. 在 AB 段,导体的电阻变化了 20 Ω C. B 点对应的导体的电阻为 8 Ω D. 在 AB 段,导体的电阻随电压的增大而减小 【答案】B 【解析】 【详解】ABC.A 点的电阻为: B 点的电阻为: 则两点间的电阻改变了 80Ω-60Ω=20Ω;故 AC 错误,B 正确; 6 600.1 A A A UR I = = Ω = Ω 12 800.15 B B B UR I = = Ω = ΩD.由于从 A 到 B,曲线上各点与原点连线的斜率逐渐减小,则在 AB 段,导体的电阻随电压的 增大而增大,选项 D 错误。 4.在闭合电路中,E 表示电动势,U 表示外电压,U′表示内电压,R 表示外电路的总电阻, r 表示内电阻,I 表示电流,则下列各式中对于纯电阻电路和非纯电阻电路均正确的是 A. U′ = IR B. U′ = E-U C. U = E+Ir D. U = Ir 【答案】B 【解析】 【详解】AD.已知电源的内电阻为 r,干路电流为 I,U′表示内电压,则据部分电路欧姆定 律得 U′=Ir 故 AD 错误; B.根据闭合电路欧姆定律得 U′+U=E,则有 U′=E-U 故 B 正确; C.将上两式联立得 Ir=E-U,则得: U=E-Ir 故 C 错误; 5.如图所示,为某一电场中的一条电场线,a、b 为线上的两点,则下列判断正确的是 A. 这一定是一个匀强电场 B. a 点场强方向与 b 点场强方向可能不同 C. a 点电势可能低于 b 点电势 D. 同一负电荷在两处所受静电力的大小可能不相同 【答案】D 【解析】 【详解】A.一条电场线不能判断电场线的疏密,则不能确定是否是匀强电场,选项 A 错误; B.a 点场强方向与 b 点场强方向都是水平向右,选项 B 错误; C.沿电场线电势逐渐降低,可知 a 点电势高于 b 点电势,选项 C 错误; D.两处 场强可能不同,则同一负电荷在两处所受静电力的大小可能不相同,选项 D 正确。的6.如图所示,a、b、c 为不同材料做成的电阻,a 与 b 的长度相等,b 的横截面积是 a 的 3 倍;a 与 c 的横截面积相等,c 的长度是 a 的 2 倍。当开关闭合后,三个理想电压表的示数关系是 U1∶U2∶U3 = 2∶1∶2。则三种材料的电阻率 ρa、ρb、ρc 的比值为 A. 3:2:6 B. 2:2:1 C. 1:2:3 D. 2:3:1 【答案】D 【解析】 【详解】三个理想电压表的示数关系是 U1∶U2∶U3 = 2∶1∶2,因串联电流相同,可知电阻之 比: R1∶R2∶R3 = 2∶1∶2; 三段电阻的长度之比为:1:1:2;横截面积之比:1:3:1;根据 可知 可得: ￿a∶￿b∶￿c = 2∶3∶1; A.3:2:6,与结论不相符,选项 A 错误; B.2:2:1,与结论不相符,选项 B 错误; C.1:2:3,与结论不相符,选项 C 错误; D.2:3:1,与结论相符,选项 D 正确; 7.如图所示,在匀强电场中有 a、b、c、d 四点,它们处于同一圆周上,且 ac、bd 分别是圆 的直径。已知 a、b、c 三点的电势分别为 φa = 10 V,φb = 16 V,φc = 17 V,则 d 点的电 势为 A. 1 V B. 6 V LR S ρ= = RS L ρC. 11 V D. 18 V 【答案】C 【解析】 【详解】由图利用几何关系可知,ab 长度等于 dc 长度,且线段 ab 平行于线段 dc,故 φb-φa=16-10=φc-φd=17-φd 可得 φd=11V A.1 V,与结论不相符,选项 A 错误; B.6 V,与结论不相符,选项 B 错误; C.11 V,与结论相符,选项 C 正确; D.18 V,与结论不相符,选项 D 错误; 8.一个电流表的满偏电流 Ig = 1 mA,内阻为 200 Ω。要把它改装成一个量程为 10 V 的电压表, 下列说法中正确的是 A. 应在电流表旁串联一个 9800 Ω 的电阻 B. 应在电流表上并联一个 10000 Ω 的电阻 C. 改装之后的电压表内阻为 9800 Ω D. 改装之后的电压表内阻小于 200 Ω 【答案】A 【解析】 【详解】AB.把电流表改装成电压表需要串联分压电阻,串联电阻阻值: 选项 A 正确,B 错误; CD.改装之后的电压表内阻为 9800 Ω+200Ω=10000Ω,选项 CD 错误。 二、多项选择题:本题共 5 小题,每小题 4 分,共 20 分。在每小题给出的四个选项中,有多 项符合题目要求,全部选对的得 4 分,选对但不全的得 2 分,没选或错选的得 0 分。 9.一充电后的平行板电容器保持两极板的正对面积、电荷量和中间的电介质不变,将两极板 间的距离变小,其电容 C、极板间匀强电场的场强 E 及两板间电势差 U 的变化情况是 A. C 增大、E 不变 B. C 增大、U 增大 10 200 98000.001g g UR RI = − = − = ΩC. U 减小、E 不变 D. C 减小、U 减小 【答案】AC 【解析】 【详解】根据电容的决定式 ,分析可知,电容与板间距离成反比,当把两金属板距 离变小,电容 C 变大;由 可知,Q 不变时,U 变小;据 , 和 可得: E 与 d 无关,所以板间场强 E 不变。 A.C 增大、E 不变,与结论相符,选项 A 正确; B. C 增大、U 增大,与结论不相符,选项 B 错误; C.U 减小、E 不变,与结论相符,选项 C 正确; D.C 减小、U 减小,与结论不相符,选项 D 错误; 10.如图所示的 U - I 图象中,直线Ⅰ为某电源的路端电压与电流的关系,直线Ⅱ为某一电阻 R 的伏安曲线,将该电源直接与电阻 R 连接成闭合电路,由图象可知 A. R 的阻值为 2.0 Ω B. 电源电动势为 2 V,内阻为 0.5 Ω C. 电源的输出功率为 2.0 W D. 电源总功率为 2.0 W 【答案】BC 【解析】 【详解】A.R 的阻值为 选项 A 错误; B.由图像可知,电源电动势为 E=2 V,内阻为 4 SC kd ε π= QC U = 4 SC kd ε π= QC U = UE d = 4 kQE S π ε= 1.0 0.5 2.0 UR I = = Ω = Ω选项 B 正确; C.电源的输出功率为 P=IU=2×1W=2 0 W 选项 C 正确; D.电源总功率为 P 总=IE=2×2W=4.0 W 选项 D 错误。 11.如图所示,一直流电动机与阻值 R = 4 Ω 的电阻串联在电源上,闭合开关,电动机的输入 功率为 P = 20 W,电源的电动势 E = 20 V,内阻 r = 1 Ω。用理想电压表测出电动机两端电 压,已知电动机线圈的电阻 RM = 1 Ω,则下列说法中正确的是 A. 通过电动机的电流为 10 A B. 电源的输出功率为 36 W C. 电动机的输出功率为 16 W D. 理想电压表的示数为 2 V 【答案】BC 【解析】 【详解】A.设电路中的电流为 I,则: P=I[E-I(R+r)] 即 20=I[20-I(4+1)] 解得 I=2A 选项 A 错误; B.电源的输出功率为 . 2 0.54 Ur I ∆= = Ω = Ω∆ 2= 36WP IE I r− =出选项 B 正确; CD.电动机两端电压 U=E- I(R+r)=10V 电动机的输出功率为 选项 C 正确,D 错误。 12.如图,一带负电的点电荷固定于 O 点,两虚线圆均以 O 为圆心,两实线分别为带电量大小 相等的带电粒子 M 和 N 先后在电场中运动的轨迹,a、b、c、d、e为轨迹和虚线圆的交点。不 计重力。下列说法说法正确的是 A. M 带正电荷,N 带负电荷 B. M 在 b 点的电势能小于它在 a 点的电势能 C. N 在 c 点的动能小于它在 e 点的动能 D. N 在从 c 点运动到 d 点动能变化量大于 M 从 a 点到 b 点动能变化量的绝对值 【答案】AC 【解析】 【详解】A.由粒子运动轨迹可知,M 受到的是吸引力,N 受到的是排斥力,可知 M 带正电荷, N 带负电荷,故 A 正确。 B.因 M 带正电,b 点电势高于 a 点,则故 M 在 a 点的电势能大于它在 b 点的电势能,故 B 错 误; C.N 从 e 到 c,电场力做负功,故 c 点的速度小于 e 点的速度,故 C 正确。 D.因从 c 到 d 的电势差等于从 a 到 b 的电势差,则 N 在从 c 点运动到 d 点动能变化量等于 M 从 a 点到 b 点动能变化量的绝对值,选项 D 错误。 13.在如图所示电路中,闭合开关 S,当滑动变阻器的滑动触头 P 向下滑动时,五个理想电表 的示数都发生了变化,关于五个理想电表示数的变化,下列分析正确的是 2= 16WMP IU I R− =机出A. 电压表 V1 示数增大,电流表 A 示数减小 B 电压表 V2 示数增大,电流表 A1 示数减小 C. 电压表 V1 示数的改变量的绝对值大于电压表 V2 示数的改变量的绝对值,即∣ΔU1∣ >∣ΔU2∣ D. 电压表 V 示数 改变量与电流表 A 示数改变量的比值的绝对值大于电源内阻,即 【答案】AC 【解析】 【详解】AB.当滑动变阻器的滑动触头 P 向下滑动时,R1 阻值变大,可知总电阻变大,总电 流减小,则 A 读数减小;路端电压变大,则 R3 电流变大,则 A1 支路电流减小,则 V2 读数减小, 则 V1 读数变大,选项 A 正确,B 错误; C.因路端电压 U=U1+U2,路端电压 U 变大,而 U1 变大,而 U2 减小,则电压表 V1 示数 改变量 的绝对值大于电压表 V2 示数的改变量的绝对值,选项 C 正确; D.根据 U=E-Ir 可知 ,则电压表 V 示数的改变量与电流表 A 示数改变量的比值的绝对 值等于电源内阻,选项 D 错误。 三、实验题:本题共 2 小题,第 14 小题 4 分,第 15 小题 10 分,共 14 分。 14.某实验小组同学在做“测定金属丝的电阻率”的实验中,选取了一段 10 cm 多一点的直金 属丝用于实验的测量,通过游标卡尺测定其长度 L,用螺旋测微器测定其直径 d,两尺的示数 如下图所示,则这段金属丝的长度为__________cm,直径为________mm。 【答案】 (1). 10.15 (2). 2.320 【解析】 【详解】[1].金属丝的长度为:10.1cm+0.01m×5=10.15cm . 的 的 U rI ∆ >∆ U rI ∆ =∆[2] .金属丝的直径为:2mm+0.01mm×32.0=2.320mm。 15.某同学在实验室找到了一个小灯泡(额定电压 3.8 V,额定功率 2 W),该同学打算描绘该灯 泡的伏安特性曲线,并测定其在额定电压下的实际功率,看看是否等于标称的额定功率。他 在实验室还找到了如下的实验器材: A.电压表(量程 3 V,内阻约 6 kΩ) B.电压表(量程 6 V,内阻约 30 kΩ) C.电流表(量程 0.6 A,内阻约 0.5 Ω) D.电流表(量程 3 A,内阻约 0.1 Ω) E.滑动变阻器(阻值范围 0 ~ 5 Ω,额定电流为 2.0 A) F.滑动变阻器(阻值范围 0 ~ 100 Ω,额定电流为 0.3 A) G.蓄电池组(电动势 E = 6 V,内阻很小) H.开关、导线若干。 (1)为了提高实验的精度,电压表选_______;电流表选_______;滑动变阻器 选______。 (填写器材前面的字母序号,如:A、B、C ……) (2)该同学共设计了四个实验电路图 A、B、C、D,如图甲所示。请你帮他选择最佳的实验电 路设计方案________。 (3)根据所选的实验电路,将器材连接成实物图后进行实验,通过实验得到如下数据(I 和 U 分别表示电学元件上的电流和电压)。 I/A 0 0.10 0.20 0.31 0.38 0.44 0.47 … U/V 0 0.50 1.00 1.50 2.00 2.50 3.00 …根据实验数据作出小灯泡的伏安特性曲线,如图乙所示。请根据图象求出该灯泡在额定电压 下的实际功率为_________W。(结果保留两位有效数字) 【答案】 (1). B (2). C (3). E (4). C (5). 1.9 【解析】 【详解】(1)[1][2][3].灯泡额定电压为 3.8V,则电压表选择 B;灯泡的额定电流为 ,可知电流表选择 C 即可;滑动变阻器要用分压电路,故选择 E 即可; (2)[4].小灯泡电阻为 ,可知电压表内阻远大于待测电阻的阻值, 可知电流表选择外接电路,滑动变阻器用分压电路,故选 C; (3)[5].画出电阻的 U-I 图像如图; 由图像可知,当 U=3.8V 时,I=0.5A,则 P=IU=1.9W. 四、解答题:本题共 3 小题,第 16 小题 10 分,第 17、18 小题各 12 分,共 34 分。解答时要 有必要的文字说明、物理公式,数字计算的结果要有相应的单位。请考生在指定的虚线框内 2 A 0.53A3.8 = 2 23.8 7.22 UR P = = = Ω作答,超区域作答不计分。 16.如图,平行板电容器竖直放置,极板长为 L = 1 m,板间距为 d = 2 m,两板之间电压为 U = 400 V。带电小球由 A 点以一定的初速度 v0 沿图示方向飞入电场中,沿直线 AB 运动,并由 B 点飞出电场。已知带电小球的电荷量大小为 q = 3×10-2 C,重力加速度 g 取 10 m/s2,sin53° = 0.8,cos53° = 0.6。求: (1)匀强电场的场强 E; (2)AB 两点之间的电势差 UAB; (3)带电小球的质量 m。 【答案】(1)200 V/m(2)150 V(3)0.8 kg 【解析】 【详解】(1)匀强电场的场 (2)AB 两点之间的电势差 (3)小球受向左的电场力和向下的重力,则: 解得 17.如图,将小灯泡与电动机并联接在电源上,闭合开关,此时小灯泡刚好 正常发光,电动机正常转动。已知电源电动势为 E = 9 V,内阻为 r = 2 Ω,电动机的内阻为R = 3 Ω,小灯泡的额定电压为 U = 6 V,额定功率为 P = 3 W。求: 400 V/m 200V/m2 UE d = = = 3cos53 200 V 150Vtan53 4AB LU E AB E= = ⋅ = × =  tan37Eq mg=  23 10 200= kg 0.8kg3g tan37 10 4 qEm −× ×= = ×(1)干路电流 I; (2)电动机的热功率 P1; (3)电动机的工作效率 η(输出功率与总功率比值的百分数)。 【答案】(1)1.5 A(2)3 W(3)50% 【解析】 【详解】(1)路端电压为 U=6V,由闭合电路的欧姆定律: E=U+Ir 解得 I=1.5A。 (2)通过灯泡的电流: 则通过电动机的电流 IM=I-I1=1A 电动机的热功率 (3)电动机的总功率: 电动机的工作效率 18.如图,平行板电容器水平放置,两板间的匀强电场方向竖直向下,极板长为 L = 10 m,板 间距为 d = 5 m。不带电的小球甲以一定的初速度 v1 由紧贴上极板的 A 点从左侧飞入电场中, 并刚好打在下极板的中央位置 C。另一同质量的带电小球乙以初速度 v2 由极板中间的 B 点从 左侧飞入电场中,刚好由极板右侧的边缘 D 点(图中未画出)飞出电场,该过程所经历的时 间为小球甲在电场中运动时间的一半。已知小球甲的质量为 m = 0.1 kg,小球乙的电荷量大小 1 0.5API U = = 2 2 1 1 3W 3WMP I R= = × = 6WM MP I U= = 1 0 0 00 0 0 6 3100 100 506 M M P P P η − −= × = × =为 q = 1×10-2 C,重力加速度 g 取 10 m/s2。求: (1)小球甲的初速度 v1 的大小; (2)当小球乙带正电时,两板之间的电压 U; (3)当小球乙带负电时,其飞出电场时的动能 Ek。 【答案】(1)5 m/s(2)500 V(3)25 J 【解析】 【详解】(1)对甲小球: 解得 v1=5m/s (2)对乙: 其中 解得 v2=20m/s a=20m/s2 小球乙带正电,由牛顿第二定律: 解得 U=500V 1 12 L v t= 2 1 1 2d gt= 2 2L v t= 2 2 1 2 2 d at= 2 1 1 =0.5s2t t= mg qE ma+ = UE d =(3)当小球乙带负电时,则受向上的电场力 qE 和向下的重力 mg,由于合力为 则当从下极板边缘飞出时的动能: = 2NF ma =合 2 2 0 2 1 1 0.1 20 J 2 2.5J 25J2 2 2 2k k d dE E F mv F= + ⋅ = + ⋅ = × × + × =合 合

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