安徽省宿州市十三所省重点中学2019-2020高二物理上学期期中联考试题（带解析Word版）

宿州市十三所重点中学 2019-2020 学年度第一学期期中质量检测 高二物理试卷（理科） （满分：100 分，考试时间：100 分钟） 一、选择题（本题共 12 小题，每小题 4 分，共 48 分。在每小题给出的 4 个选项中，第 1—8 题只有一个选项符合题目要求，第 9—12 题有多个选项符合题目要求。全部选对的得 4 分， 选对但不全的得 2 分，有选错的得 0 分） 1.下列关于物体带电和点电荷说法正确的是（ ） A. 带电现象的本质是产生电荷 B. 元电荷实质上是指电子和质子本身 C. 物体所带的电荷量可以是任意实数 D. 当两个带电体的大小、形状对它们之间相互作用影响可以忽略时，这两个带电体可看成点 电荷 【答案】D 【解析】 【详解】A．带电现象的本质是物体得到或失去电子，不是产生电荷，故 A 错误； B．元电荷是指最小的电荷量，不是指质子或者是电子，故 B 错误； C．物体所带电荷量的最小值是 1.6×10-19C，任何带电体所带电荷都等于元电荷或者是元电荷 的整数倍，故 C 错误； D．根据带电体可以看作点电荷的条件可知，当两个带电体的大小、形状对它们之间相互作用 影响可以忽略时，这两个带电体可看成点电荷，故 D 正确。 2.关于电场强度，下列说法正确的是（ ） A. 电场中某点的场强方向即为试探电荷在该点的受力方向 B. 沿电场线方向电场强度一定越来越小 C. 在匀强电场中公式 中的 d 是沿电场方向两点间的距离 D. 公式 和 对于任意静电场都是适用的 【答案】C 【解析】 【详解】A．电场强度的方向规定为放在该点的正电荷受到的静电力方向，与正电荷受力方向 UE d = FE q = 2 QE k r =相同，与负电荷受力方向相反，故 A 错误； B．沿电场线方向电势一定逐渐减小，故 B 错误； C．匀强电场中，公式 中的 d 是沿电场方向两点间的距离，故 C 正确； D．电场强度的定义式是 ，适用于一切电场，点电荷电场的决定式 ，只适用于 点电荷，故 D 错误。 3.下列关于电流、电阻和电阻率的说法正确的是（ ） A. 由 ，可知 I 与 q 成正比 B. 由 可知，导体的电阻跟导体两端的电压成正比，跟导体中电流成反比 C. 由 可知，导体的电阻率跟导体的电阻和横截面积乘积成正比，与导体长度成反比 D. 由 ，可知导体中的电流跟导体两端的电压成正比，跟导体的电阻成反比 【答案】D 【解析】 【详解】A．公式 是电流强度的定义式，I 与 q 无关，与 t 无关，故 A 错误； B．公式 是电阻的定义式，与导体两端的电压成无关，跟导体中的电流成无关，故 B 错 误； C．电阻率是导体本身的性质，取决于导体的材料和温度，与导体长度和截面积无关，故 C 错 误； D．公式 是欧姆定律的表达式，流过导体的电流与导体两端的电压成正比，跟导体中的 电阻成反比，故 D 正确。 4.有关电压和电动势的说法中正确的是（ ） A. 电动势就是电源两极间的电压 B. 电动势是反映电源把其他形式能转化为电能本领强弱的物理量 C. 电压与电动势的单位都是伏特，所以电压与电动势是同一物理量的不同叫法 D. 电动势公式 与电压公式 中的 W 是一样的，都是静电力做功 【答案】B UE d = FE q = 2 kQE r = qI t = UR I = RS L ρ = UI R = qI t = UR I = UI R = WE q = WU q =【解析】 【详解】AC．电动势表征电源把其它形式的能转化为电能的本领大小，电势差是电势之差， 其绝对值等于电压，两者物理意义不同，不是一回事，故 A C 错误； B．电动势的物理意义是表征电源把其他形式的能转化为电能本领强弱，电动势越大，本领越 大，故 B 正确； D．电动势公式 中的 W 为非静电力做功，电压 中的 W 为静电力做功，故 D 错误。 5.在真空中 A、B 两点分别放有异种电荷-2Q 和+Q，以 AB 连线中点 O 为圆心作一圆形路径，如 图所示，下列说法正确的是（ ） A. 场强大小关系有 、 B. 电势高低关系有 、 C. 将一负点电荷沿圆弧由 a 运动到 b 的过程中电场力做正功 D. 将一正点电荷沿直线由 c 运动到 d 的过程中电势能始终不变 【答案】C 【解析】 【详解】A．由于 ，a 点处电场线比 b 点处电场线密，a 点场强大于 b 点场强，而 cd 两点离两电荷的距离相等，所以电场强度大小相等，方向不同，故 A 错误； B．由题，电场线方向由 B 指向 A，则有 φa c d φ φ= A BQ Q> Q+ pE qϕ= 1 12R = Ω 2 3 6R R= = Ω 1Q 2QA. B. C. D. 【答案】A 【解析】 【详解】开关断开稳定时，电路中没有电流，电容器的电压等于电源的电动势，即为 开关闭合稳定时，电容器的电压等于电阻 R2 两端的电压，则有 对于给定电容器，电容不变，由 得 故 A 正确。 7.两电荷量分别为 和 的点电荷固定在 x 轴上的 O、M 两点，两电荷连线上各点电势 随 x 变化的关系如图所示，其中 C 为 ND 段电势最低的点，则下列说法正确的是（ ） A. 、 为等量异种电荷 B. 将一正点电荷从 N 点移到 D 点，电势能先减小后增大 C. N、D 两点间的电场强度大小先增大后减小 D. N、C 两点间场强方向沿 x 轴负方向 1 2: 1:3Q Q = 1 2: 3:1Q Q = 1 2: 1:5Q Q = 1 2: 5:1Q Q = 2U E= 2 1 1 2 3 R EU ER R = =+ Q CU= 1 2 1 2: 1:3:Q Q U U= = 1q 2q ϕ 1q 2q【答案】B 【解析】 【详解】A．若是异种电荷，电势应该逐渐减小，由图像可以看出，应该是等量的同种正电荷， 故 A 错误； B．NC 电场线向右，CD 电场线向左，将一正点电荷从 N 点移到 D 点，电场力先做正功后做负 功，电势能先减小后增大，故 B 正确； C． 图线的斜率表示电场强度，由图可得 N、D 两点间的电场强度大小沿 x 轴正方向先 减小后增大，故 C 错误； D．沿 x 正方向从 N 到 C 的过程，电势降低，N、C 两点间场强方向沿 x 轴正方向，故 D 错误。 8.如图所示，a、b、c、d 一个矩形的四个顶点.匀强电场与矩形所在平面平行.已知 a 点的电 势为 14V，b 点的电势为 18V，d 点的电势为 2V，由此可知 c 点的电势为（ ） A. 6V B. 8V C. 10V D. 14V 【答案】A 【解析】 【详解】由于在匀强电场的同一条直线上，由 知在相等距离上的两点之间的电势差相等，即 即 代入数据解得： 故 A 正确。 9.关于电容器和电容的说法中，正确的是（ ） xφ− • cosU E d θ= ba cdU U= b a c d ϕ ϕ ϕ ϕ− = − 6Vc ϕ =A. 公式 中 Q 是电容器两极板带电量绝对值之和 B. 对于确定的电容器，其带电量与两板间的电压成正比 C. 平行板电容器保持带电量不变而增大两极板间距离，两极板间电场强度不变 D. 平行板电容器保持两极板间电压不变而增大两极板间距离，带电量变大 【答案】BC 【解析】 【详解】A．电容器的带电量等于每个极板带电量的绝对值，则知平行板电容器一板带电+Q， 另一板带电-Q，则此电容器带电量为 Q，故 A 错误； B．电容的定义式 ，采用比值法定义，其带电量与两板间的电压成正比，故 B 正确； C．根据电容的决定式 ， 定义式 和 结合得到：电容器板间电场强度 可知 C 与 d 无关，所以平行板电容器保持带电量不变而增大两板的间距时，两板间的电场强 度不变，故 C 正确； D．平行板电容器保持两极板间电压不变，若增大两极板间距离，由 可知，电容 C 减小，因板间电压 U 不变，由 分析可知：Q 减小，故 D 错误。 10.如图所示，实线是由点电荷产生未标明方向的电场线,虚线是某带电粒子仅在电场力作用 下由 a 到 b 运动轨迹,下列判断正确的是（ ） A. 带电粒子一定带正电 B. 带电粒子在 a 点的速度比 b 点大 C. 带电粒子在 a 点的电势能比 b 点大 D. 带电粒子在 a 点的加速度比 b 点大 【答案】BD 【解析】 【详解】A．由图，粒子的运动轨迹向左弯曲，说明粒子在 a、b 两点受到的电场力沿电场线 QC U = QC U = 4π SC kd ε= QC U = UE d = 4πkQE Sε= 4π SC kd ε= QC U =向左，由于电场线方向不明，无法确定粒子的电性和产生该电场的点电荷的电性，故 A 错误； BC．由 a 到 b，电场力做负功，动能减小，速度减小，电势能增加，故粒子在 a 点 速度比 b 点大，粒子在 a 点的电势能比 b 点小，故 B 正确，C 错误； D．由图可知，a 点的电场线比 b 的更密，所以 a 点的场强比 b 点更大，所以带电粒子在 a 点 的加速度比 b 点大，D 正确。 11.如图所示，在水平向左的匀强电场中，一小球质量为 m，电荷量为-q，用绝缘轻绳（不伸 缩）悬于 O 点，平衡时小球位于 A 点，此时绳与竖直方向的夹角 绳长为 L，OD 水平，OC 竖直。在 D 点给小球适当的初速度使其绕 O 点做圆周运动，下列说法正确的是（ ） A. 匀强电场的场强大小为 B. 小球在 C 点时的重力势能最小 C. 小球在 C 点时动能最大 D. 小球从 D 运动到 A 的过程中电势能先增大后减小 【答案】AB 【解析】 【详解】A．小球在 A 点平衡时，根据平衡条件得 解得： 故 A 正确； BC．小球在竖直平面内做圆周运动时，C 点为最低点，所以物体在 C 点的重力势能最小，A 点 为等效最低点，动能最大，故 B 正确，C 错误； D．小球从 D 到 A 过程，电场力做正功，电势能减小，故 D 错误。 的 =30θ ° 3 3 mg q tanqE mg θ= 3 3 mgE q =12.如图甲所示，在真空中足够大的绝缘水平地面上，一质量为 m=0.1kg、带电荷量为 的小物块处于静止状态，小物块与地面间的摩擦因数 .从 t=0 时刻开 始，空间上加如图乙所示的电场.下列说法正确的是（ ） A. 4 秒内小物块一直向同一方向运动 B. 2s 末小物块速度大小为 2m/s C. 4 秒内小物块的位移大小为 6m D. 4 秒内电场力对小物块所做的功为 0.8J 【答案】AD 【解析】 【详解】ABC．0～2s，由牛顿第二定律得物块加速度： 物块向右做加速运动，2s 末小物块速度 前 2s 内的位移 2～4s，由牛顿第二定律得加速度 物块向右做减速运动，4s 末减速到零，2～4s 的位移 61.0 10 Cq −= + × 0.1µ = 21 1 2m/sqE mga m µ−= = 1 1 2 2m/s 4m/sv a t= = × = 2 2 1 1 1 1 2 2 m=4m2 2x a t= = × × 22 1 2m/sqE mga m µ+= =4 秒内小物块的位移 故 A 正确，BC 错误； D．4 秒内电场力对小物块所做的功 代入数据解得 故 D 正确。 二、实验题（每空 2 分，共 14 分） 13.在“描绘小灯泡的伏安特性曲线”的实验中。 （1）设计如图所示电路图，要求小灯泡两端的电压从零开始变化，且能尽量减小系统误差， 开关 接___（填“M”或“N”）闭合开关 S 前滑片 P 置于_______（填“A 端”或“B 端”） （2）根据所选电路图，请在图中用笔画线代替导线，把实验仪器连接成完整的实验电路 _____。 （3）若实验中电流表出现故障，不能使用。该同学需将一个满偏电流为 1mA、内阻为 30Ω 的 表头改装成量程为 0-0.6A 的电流表，则应将表头与电阻箱_________（填“串联”或“并 联”），并将该电阻箱阻值调为__________Ω.（保留一位有效数字） （4）实验得到小灯泡 伏安特性曲线如图所示. 随着电压增大，温度升高，小灯泡的电阻 ____________. （填“增大”，“减小”或“不变”） （5）若把这种规格的三个小灯泡 、 、 按如图所示电路连接. 当开关 S 闭合后，电路 中的总电流为 0.25A，则此时 、 的实际功率之比为__________ 的 2 2 4m2 vx t= = 1 2 8mx x x= + = 1 1 2 2W qE x qE x= − 0.8JW = 1S 1L 2L 3L 1L 3L【答案】 (1). N (2). A 端 (3). (4). 并 联 (5). 0 05 (6). 增大 (7). 20:1 【解析】 【详解】(1)[1][2]要求小灯泡两端的电压从零开始变化，且能尽量减小系统误差，滑动变阻 器采用分压接法；由于小灯泡电阻较小，电流表采用外接法，故开关 S1 接 N 点，闭合开关前， 为保护电表，闭合开关 S 前滑片 P 置于 A 端； (2)[3] 根据实验原理图连接实物图如图所示： (3)[4][5]把表头改装成大量程电流表应并联小电阻，根据并联电路特点和欧姆定律得 解得： (4)[6]根据 I-U 图象中各点与坐标原点连线的斜率表示电阻倒数可知，随着电压增大，温度 升高，小灯泡的电阻增大； (5)[7]据电路图可知据乙图可知电流为 0.25A，L1 灯泡的电压为 3V；灯泡 L2、L3 并联，每个 灯泡通过的电流为 0.125A，从图乙知电压为： . g g gI R I I R= −（ ） 0.05g g g I RR I I = ≈ Ω−故 三、计算题（本题共 4 小题，共 38 分，解答时应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步 骤。只写出最后答案的不能得分，有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位。） 14.三个完全相同的金属小球，a 球带电量为 4q，b 球带电量为-6q，c 球原来不带电。让 c 球 先后与 a、b 相互接触，然后分别放在边长为 L 的正三角形的顶点上如图所示. （静电力常量 为 k）求：c 球受到的库仑力。 【答案】 方向平行 ba 且向左 【解析】 【详解】c 球先后与 a、b 相互接触分开后 a、b、c 球分别为 2q ，—2q，—2q，由库仑定律 几何关系 Fac 与 Fbc 夹角为 由平行四边形定则 方向平行 ba 且向左。 15.如图所示，在同一条电场线上 A、B 两点相距 8cm，一个带电量为 点电荷在 A 点 的电势能为 ，在 B 点的电势能为 . 若将该点电荷从 A 点移动到 B 点， 求： （1）电场力对点电荷做功及 A、B 两点间电势差； （2）若该电场为匀强电场，分析和计算电场强度方向和大小。 2 3 0.3VU U= = 1 1 1 3 3 3 3 0.25 20 0.3 0.125 1 P U I P U I ×= = =× 2 2 4qF k L =合 2 2 2 ac q qF k L ×= 2 2 2 bc q qF k L ×= 120° 2 2 4qF k L =合 91.0 10 C−× 81.2 10 J−× 80.80 10 J−×【答案】(1) ,UAB= 4V (2) E=50v/m, 电场强度方向由 A 到 B 【解析】 【详解】(1)根据功能关系可知，电场力做功引起电势能的减少量，故 根据电势差的定义可知 UAB= =4V (2) UAB>0,沿电场方向电势逐渐降低，所以场强方向 A→B ，由 E= =50V/m 16.如图所示，固定的光滑斜面倾角为 ，沿水平向右方向加匀强电场时，一质量为 m、电 量为+q 的小物块置于斜面上恰好静止，重力加速度 g（已知 sin =0.6，cos =0.8）求： （1）该电场的电场强度大小； （2）若该点距斜面底端距离为 L，保持场强大小不变，方向变为沿平行斜面向下，则物块滑 到斜面底端时的速度大小。 【答案】(1) E= (2)v=3 【解析】 【详解】(1)对小物块受力分析应满足： tanθ= = 解得 E= 为 80.40 10 J−× 8 8 8 p p 1.2 10 J 0.80 10 J 0.40 10 JA BW E E − − −= − = × − × = × ABW q ABU d 37° 37° 37° 3 4 mg q 3g 10 L Eq mg 3 4 3 4 mg q(2)保持场强大小不变，方向变为沿平行斜面向下，电场力沿斜面向下，由动能定理得 解得 17.如图所示，半径为 R 的光滑绝缘半圆形轨道 BPD 位于竖直平面内，P 为与圆心登高的点，D 为最高点，其下端与水平绝缘轨道在 B 点平滑连接，水平轨道的 BC 段粗糙且 BC=R，AC 段光 滑，竖直线 BD 的左侧轨道处在水平向右的匀强电场中，电场强度 ，现有一质量为 m、 带+q 的小滑块（质点）. 第一次从 A 点由静止释放，在小滑块到达 C 点时即撤去电场，小滑 块恰好能滑到 P 点；第二次从 A 点静止释放小滑块，在小滑块到达 C 点时保持电场强度大小 不变方向变为竖直向上（半圆形轨道 BPD 也在该电场中），小滑块恰好能滑到 D 点，求： （1）小滑块与 BC 段的动摩擦因数 ； （2）AC 段的长度 L； （3）小滑块从 D 点落在水平轨道上到 B 点 距离。 【答案】(1)μ＝0.5(2) L＝3R(3)x=2R 【解析】 【详解】(1)第一次小滑块恰好滑到 P，从 A 到 P 由动能定理知 ① 第二次从 A 到 D 由动能定理知 ② 在 D 点有 的 21( sin37 ) 2qE mg L mv°+ = 103 3gv L= 2 mgE q = µ · · 0qEL mg R mg Rµ－ － ＝ ( ) ( ) 21· 2 02 DqEL mg qE R mg qE R mvµ − − −－ － ＝ ③ 联立以上①②③并代入得 μ＝0.5 (2)由①式代入 E、μ 得 L＝3R (3)由上得 小滑块从 D 点落在水平轨道上到 B 点的过程做类平抛运动，加速度为 竖直方向有 水平方向有 联立解得 即小滑块从 D 点落在水平轨道上到 B 点的距离为 2R。 2 Dvmg qE m R − = 1 2Dv gR 2 mg qE ga m −= = 212 2R at= Dx v t= 2x R=