四川雅安中学2019-2020高二物理上学期期中试题（Word版带解析）

四川省雅安中学 2019-2020 学年高二上学期期中考试物理试题 1.关于静电场，下列结论普遍成立的是（ ） A. 电场强度大的地方电势高，电场强度小的地方电势低 B. 电场中电场强度为零的地方电势也为零 C. 在正电荷或负电荷产生的静电场中，场强方向都指向电势降低最快的方向 D. 电场力对带电体做正功，带电体的电势能一定增加 【答案】C 【解析】 【详解】A．电场强度与电势没有直接的关系，所以电场强度大的地方电势不一定高，电场强 度小的地方电势不一定低，故 A 错误； B．电场强度和电势都是描述电场的物理量，但二者无直接关系．电势是标量，与零势面的选 取有关，所以电场强度为零的地方电势不一定为零，故 B 错误； C．在正电荷或负电荷产生的静电场中，场强方向都指向电势降低最快的方向，故 C 正确； D．根据功能关系可知电场力对带电体做正功，电势能减小，电场力做负功，电势能增加，故 D 错误。 2.关于电源电动势，下列说法正确的是（ ） A. 电动势、电压和电势差虽名称不同，但物理意义相同，所以单位也相同 B. 同一电源接入不同的电路中，电动势会发生变化 C. 电源的电动势就是电源两极间的电压 D. 1 号 1.5V 干电池比 7 号 1.5V 干电池大，但电动势相同 【答案】D 【解析】 【详解】A．电动势表征电源把其他形式的能转化为电能的本领大小，反映了电源内部非静电 力做功的本领，电压和电势差是两点之间电势的差，它们的物理意义不同，故 A 错误； B．把同一电源接在不同的电路中，电源的电动势不变，故 B 错误； C．电源的电动势等于外电路为断路时电源两端的电压，若电路为通路，电流经过内阻时有电 势的降低，此时电源两端的电压小于电动势，故 C 错误； D．干电池的电动势都是 1.5V，1 号干电池比 7 号干电池的体积大，但电动势相同，故 D 正确。 3.两个完全相同的带电金属小球 A 和 B，A 的带电量为 2Q，B 的带电量为 ，两者开始相距4Q−为 r，相互作用力为 F，现将两球接触后再分开放回原处，则它们间的库仑力可能变为 A. B. C D. 【答案】A 【解析】 【详解】由库仑定律可得： 二者接触后电荷先中和，然后平分，所以每一个的电荷量为： 它们间的库仑力可能变为： A. 与分析相符，符合题意； B. 与分析不符，不符合题意； C. 与分析不符，不符合题意； D. 与分析不符，不符合题意。 4.将一根粗细均匀、阻值为 R 的电阻丝均匀拉长到原来的 5 倍后，其电阻变为 250Ω，则 R 的 阻值为（ ） A. 10Ω B. 50Ω C. 1250Ω D. 6250Ω 【答案】A 【解析】 根据 得,长度变为原来的 5 倍,截面积变为原来的 ,所以电阻变为原来 25 倍,所以 . 8 F 4 F F 9 8 F 2 2 2 2 4 8k Q Q kQF r r = = 2 ( 4 ) 2 Q Qq Q + −′ = = − 2 2 2 1 8 kq q kQF Fr r ′ ′′ = = = 8 F 4 F F 9 8 F LR S ρ= 1 5R=10Ω,故 A 正确 综上所述本题答案是：A 5.已知某一电流表 G 满偏电流 ，内阻 ，要把它改装成一个量程为 3V 的电压表，则应在电流表 G 上 A. 串联一个 400Ω 电阻 B. 串联一个 100Ω 的电阻 C. 并联一个 400Ω 的电阻 D. 并联一个 100Ω 的电阻 【答案】A 【解析】 【详解】把电流表改装成电压表需要串联分压电阻，串联电阻阻值： 故 A 符合题意，BCD 不符合题意。 6.某一电源的路端电压与电流的关系和电阻 R1、R2 两端的电压与电流的关系如图所示。用此 电源和电阻 R1、R2 组成电路，R1、R2 可以同时接入电路，也可以单独接入电路。下列说法正确 的是（ ） A. 将 R1、R2 串联后接到电源两端时，电源的效率为 75% B. 将 R1、R2 并联后接到电源两端时，电源的效率为 75% C. 为使电源输出功率最大，可将 R1 单独接到电源两端 D. 为使电源输出功率最大，可将 R2 单独接到电源两端 【答案】AC 【解析】 【详解】A．根据题图可知，电源的电动势为 的 的 5gI mA= 200gR = Ω 3 200 4000.005g g UR RI = − = − = ΩE=3V 内阻 根据 知，两定值电阻的阻值分别为 R1=0.5Ω，R2=1Ω．将 R1、R2 串联后接到电源两端时，电源的 效率为 故 A 正确； B．外电阻越大，电源的效率越高，因为 R1、R2 并联后的电阻小于将它们串联后的电阻，可知， 将 R1、R2 并联后接到电源两端时，电源的效率小于 75%，故 B 错误； CD．当外电阻等于电源的内阻时，电源的输出功率最大，据此可知将 R1 单独接到电源两端时， 电源输出功率最大，故 C 正确，D 错误。 7.如图所示，电源电动势为 E，内阻为 r．电路中的 R2、R3 分别为总阻值一定的滑动变阻器， R0 为定值电阻，R1 为光敏电阻（其电阻随光照强度增大而减小）．当电键 S 闭合时，电容器中 一带电微粒恰好处于静止状态。有关下列说法中正确的是（ ） A. 只逐渐增大 R1 的光照强度，电阻 R0 消耗的电功率变大，电阻 R3 中有向上的电流 B. 只调节电阻 R3 的滑动端 P2 向上端移动时，电源消耗的功率变大，电阻 R3 中有向上的电流 C. 只调节电阻 R2 的滑动端 P1 向下端移动时，电压表示数变大，带电微粒向上运动 D. 若断开电键 S，电容器所带电荷量变大，带电微粒向上运动 【答案】A 【解析】 【详解】A.只逐渐增大 R1 的光照强度，R1 的阻值减小，总电阻减小，总电流增大，电阻 R0 消 耗的电功率变大，滑动变阻器的电压变大，电容器两端的电压增大，电容下极板带的电荷量 3 0.56r = Ω = Ω UR I = 1 2 1 2 100% 75%R R R R r η += × =+ +变大，所以电阻 R3 中有向上的电流，故 A 正确； B.电路稳定时，电容相当于开关断开，只调节电阻 R3 的滑动端 P2 向上端移动时，对电路没有 影响，故 B 错误； C.电路中有效总电阻不变，总电流不变，则电压表的示数不变。电容器两板间的电压变大， 由 可知电场力变大，带点微粒向上运动，故 C 错误； D.若断开电键 S，电容器处于放电状态，电荷量变小，电场强度减小，故粒子将向下运动； 故 D 错误。 8.一匀强电场的方向平行于 xOy 平面，平面内 a、b、c 三点的位置如图所示，三点的电势分 别为 9V、13.5V、5.5V。下列说法正确的是( ) A. 电场强度的大小为 2.5V/cm B. 坐标原点处 电势为 2V C. 电子在 a 点的电势能比在 b 点的低 4.5eV D. 电子从 b 点运动到 c 点，电场力做功为 【答案】A 【解析】 【详解】B. 由于 ， 平行 ，则有： 可得坐标原点处的电势为： 故 B 错误； A. 设场强方向与 轴夹角为 ，则有： 的 UE d = 181.0 10 J−− × aO bc= aO bc a O b c ϕ ϕ ϕ ϕ− = − 1VO ϕ = x α 0.03cosα 4.5VOcU E= =联立解得： 故 A 正确； C. 点电势比 点低，则电子在 点的电势能比在 点的高 ，故 C 错误； D. 电子从 点运动到 点，电势能增加 ，则电场力做功 ，故 D 错误。 第 II 卷 非选择题（共 174 分） 9.某实验小组利用如图甲所示的电路测定两节干电池的电动势和内电阻，要求尽量减小实验 误差。 （1）该小组记录了 6 组数据，在坐标纸上画出 U-I 图线如图乙所示。可以测得两节干电池的 电动势 E＝_____V，内电阻 r＝_____Ω（结果保留两位小数） （2）为测量某锂电池的电动势 E 和内阻 r，小红设计了如上图乙所示的电路图。根据测量数 据作出 ﹣ 图象如图丙所示，若该图线的斜率为 k，纵轴截距为 b，则该锂电池的电动势 E＝_____，内阻 r＝_____。 0.04sinα 8VOaU E= = 53α = ° 250V/m 2.5V/cmE = = a b a b 4.5eV b c 8eV 181.28 10 J−− × 1 U 2 1 R【答案】 (1). 2.95 (2). 0.70~0.72 (3). (4). 【解析】 【详解】(1)[1][2]由图示电源 U-I 图象可知，纵截距为电源电动势： E=2.95V 图像的斜率为电源内阻： (2)[3][4]由图乙所示电路可知， 则 因此图象的纵轴截距 故电动势为 图象的斜率 则电源内阻 10.某同学通过实验测定一个阻值约为 100Ω 的电阻 Rx 的阻值。现有电源（3V，内阻可不计）、 开关和导线若干，以及下列电表： A．电流表（0～0.6A，内阻约 0.025Ω） B．电流表（0～30mA，内阻约 0.125Ω） C．电压表（0～3V，内阻约 3kΩ） D．电压表（0～15V，内阻约 15kΩ） E．滑动变阻器 R1（0～20Ω，0.5A） F．滑动变阻器 R2（0～50Ω，0.5A） 1 b k b 2.95 2.0 0.721.32 Ur I ∆ −= = Ω ≈ Ω∆ 2 UE U Ir U rR = + = + 2 1 1r U ER E = + 1b E = 1E b = rk E = kr kE b = =（1）为尽可能较精确地测出该电阻的阻值，并且实验中，电表示数调节方便，在实验中，电 流表应选用_____，电压表应选用_____滑动变阻器应选_____（选填器材前的字母）；在方框 中画出符合要求的实验电路图____. （2）利用螺旋测微器测定合金丝的直径，示数如图所示，则可读得合金丝的直径为_____mm. （3）请根据电路图，在图中画出实物连线图______. （4）接通开关，改变滑动变阻器滑片 P 的位置，并记录对应的电压表示数 U、电流表示数 I．某次电表示数如图所示，则电压 U＝_____V，电流 I＝_____A，由此可得该电阻的测量值 Rx ＝ ＝_____Ω. （5）采用该同学设计的电路测量金属丝的电阻，电阻的测量值比真实值_____.（选填：“偏 大”、“相等”、“偏小”） 【答案】 (1). B (2). C (3). E (4). 0.700 (5). U I(6). (7). 2.60 (8). 0.0250 (9). 104 (10). 偏大 【解析】 【详解】(1)[1][2]因电源的电压为 3V，因此电压表选择 3V 量程的 C；由于测量的约为 100Ω 的电阻，根据欧姆定律可知，电流的最大值为 所以电流表选择 30mA 量程的 B； [3]滑动变阻器用小电阻控制大电阻，操作方便，故用小滑动变阻器 R1（0～20Ω），选 E. [4]根据待测电阻的阻值与电压表及电流表的阻值，可知 所以待测电阻是大电阻，因此选择电流表内接法，滑动变阻器的阻值远小于待测电阻阻值， 所以滑动变阻器采用分压式，电路图如图所示： (2)[5]测合金丝的直径时，螺旋测微器的固定刻度为 0.5mm，可动刻度为 20.0×0.01mm=0.200mm， 所以最终读数为 0.5mm+0.200mm=0.700mm. (3)[6]实物连线图如图所示： max 3 30mA100I = Ω = x A VR R R> ⋅(4)[7]电压表最小分度是 0.1V，所以读数保留到最小分度下一位，其读数为 2.60V， [8]电流表最小分度为 1mA，所以读数保留到最小分度下一位，其读数为 25.0mA，即为 0.0250A； [9]待测电阻为： (5)[10]根据电路图可知，电压表测量的是电流表和待测电阻的电压之和，电流表测量的是通 过待测电阻的电流，所以代入公式中，其测量值偏大. 11.如图所示，平行板电容器板间距离为 2cm，有一个质量 m＝10-7kg、电荷量 q＝-10﹣8C 的液 滴，在两板正中央处于静止状态。问：（取 g＝10m/s2） （1）哪块板带正电？板间电场强度多大？ （2）若电容器电容为 5×10-10F，则电容器带电荷量 Q 为多少？ （3）若下板接地，液滴的电势能是多少？ 【答案】（1）100N/C （2）1×10-9C （3）-1×10-8J 【解析】 【详解】（1）液滴处于静止状态，可知电场力方向向上，则电场强度的方向竖直向下，上极 板带正电. 根据平衡得： qE＝mg 解得： ① 104x UR I = = Ω 100N / CmgE q = =（2）由两极板电势差为： U＝Ed ② 根据电容器电容定义 得电容器带电量为： Q＝CU ③ ①②③联立解得 Q＝1×10-9C （3）由 U＝Ed 得 CB 两点间电势差为： UCB＝EdCB＝1V 若下板接地则 φC＝1V 则液滴的电势能为 EP＝qφC＝-1×10-8J 12.在如图所示的竖直平面内，物体 A 和带正电的物体 B 用跨过定滑轮的绝缘轻绳连接，分别 静止于倾角 θ＝37°的光滑斜面上的 M 点和粗糙绝缘水平面上，轻绳与对应平面平行．劲度 系数 k＝5 N/m 的轻弹簧一端固定在 O 点，一端用另一轻绳穿过固定的光滑小环 D 与 A 相连， 弹簧处于原长，轻绳恰好拉直，DM 垂直于斜面．水平面处于场强 E＝5×104N/C、方向水平向 右的匀强电场中．已知 A、B 的质量分别为 mA＝0.1 kg 和 mB＝0.2 kg，B 所带电荷量 q＝＋4×10 －6 C．设两物体均视为质点，不计滑轮质量和摩擦，绳不可伸长，弹簧始终在弹性限度内，B 电荷量不变．取 g＝10 m/s2，sin 37°＝0.6，cos 37°＝0.8. (1)求 B 所受静摩擦力的大小； (2)现对 A 施加沿斜面向下的拉力 F，使 A 以加速度 a＝0.6m/s2 开始做匀加速直线运动．A 从 M 到 N 过程中，B 的电势能增加了 ΔEp＝0.06 J．已知 DN 沿竖直方向，B 与水平面间的动摩的 QC U =擦因数 μ＝0.4.求 A 到达 N 点时拉力 F 的瞬时功率． 【答案】（1）f=0.4N （2）2.1336W 【解析】 试题分析：（1）根据题意，静止时，对两物体受力分析如图所示： 由平衡条件所得： 对 A 有：mAgsin θ＝FT① 对 B 有：qE＋f0＝FT② 代入数据得 f0＝0．4 N ③ （2）根据题意，A 到 N 点时，对两物体受力分析如图所示： 由牛顿第二定律得： 对 A 有：F＋mAgsin θ－F′T－Fksin θ＝mAa ④ 对 B 有：F′T－qE－f＝mBa ⑤ 其中 f＝μmBg ⑥ Fk＝kx ⑦ 由电场力做功与电势能的关系得 ΔEp＝qEd ⑧ 由几何关系得 x＝ － ⑨ A 由 M 到 N，由 v －v ＝2ax 得 A 运动到 N 的速度 v＝ ⑩ 拉力 F 在 N 点的瞬时功率 P＝Fv ⑪ 由以上各式，代入数据 P＝0．528 W ⑫ 考点：受力平衡 、牛顿第二定律、能量转化与守恒定律、功率 【名师点睛】静止时，两物体受力平衡，列方程求解。A 从 M 到 N 的过程中做匀加速直线运动， 根据牛顿第二定律，可列出力的关系方程。根据能量转化与守恒定律可列出电场力做功与电势能变化的关系方程。根据匀加速直线运动速度位移公式，求出运动到 N 的速度，最后由功 率公式求出功率。 13.某直流电动机接入电路，如图所示的实验电路。调节滑动变阻器 R 的阻值，使电动机无法 转动，此时电流表和电压表的示数分别为 0．2 A 和 0．4V。重新调节 R 的阻值，使电动机能 够正常运转，此时电流表和电压表的示数分别为 0.8A 和 3V。求： （1）这台电动机的线圈电阻； （2）电动机正常运转时的输入功率； （3）电动机正常运转时的输出功率。 【答案】（1）2Ω（2）2.4W（3）1.12W 【解析】 （1）电动机不转时，可看成纯电阻电路，由欧姆定律得： （2）正常工作时输入功率：P 入=U2I2=3×0.8=2.4W （3）正常工作时内阻消耗的功率 P 热=I22 r=0.82×2=1.28W 输出功率 P 输出=P 入-P 热=2.4-1.28=1.12W 1 1 0.4 20.2 Ur I = = Ω = Ω