高安中学高一物理下学期期末试题及答案（创新班）

江西省高安中学 2014—2015 学年度下学期期末考试 高一年级创新班物理试题 一、选择题（本题共 10 小题，每小题 4 分，共 40 分．第 1—7 题为单选题，第 8—10 题为多选题，全部 选对的得 4 分，选不全的得 2 分，有选错的或不答的得 0 分．） 1．下面是某同学对电场中的一些概念及公式的理解，其中正确的是( ) A．根据电场强度的定义式 E＝F q 可知，电场中某点的电场强度与试探电荷所带的电荷量成反比 B．根据电容的定义式 C＝Q U 可知，电容器的电容与其所带电荷量成正比，与两极板间的电压成反比 C．根据真空中点电荷的电场强度公式 E＝k Q r2可知，电场中某点的电场强度与场源电荷所带电荷量无关 D．根据电势差的定义式 UAB＝WAB q 可知，带电荷量为 1 C 的正电荷，从 A 点移动到 B 点克服电场力做功为 1 J， 则 A、B 两点间的电势差为 UAB＝－1 V 2．标有“8 V 6.4 W”和“8 V 20 W”字样的 L1、L2 两只灯泡连接在如图所示 的电路中，C 点接地．如果将电路中 L1、L2 两灯泡的位置互换，则( ) A．B 点电势升高 B．B 点电势降低 C．两灯都变亮 D．L1 灯变暗，L2 灯变亮 3．如图所示，R4 是半导体材料制成的热敏电阻，电阻率随温度的升高而减小， 这就是一个火警报警器的电路，电流表是安放在值班室的显示器，电源两极之 间接一个报警器，当 R4 所在处出现火情时，显示器的电流 I 和报警器两端的电 压 U 的变化情况是( ) A．I 变大，U 变小 B．I 变大，U 变大 C．I 变小，U 变大 D．I 变小，U 变小 4.如图所示,一电荷量为+Q 的点电荷甲固定在光滑绝缘的水平面上的 O 点,另一电荷量为+q、质量为 m 的点 电荷乙从 A 点经 C 以 v0=2 m/s 的初速度沿它们的连线向甲运动,到达 B 点时的速度为零,已知 AC=CB,φA=3 V,φB=5 V,静电力常量为 k,则( ) A.φC>4 V B.φC=4 V C.点电荷乙的比荷为 1 C/kg D.点电荷乙的比荷为 2 C/kg 5．如图所示，在 A 板附近有一电子由静止开始向 B 板运动，则关于电子到达 B 板时的速率，下列解释正确的是( ) A．两板间距越大，加速的时间就越长，则获得的速率越大 B．两板间距 越小，加速的时间就越长，则获得的速率不变 C．两板间距越大，加速的时间就越长，则获得的速率不变 D．两板间距越小，加速的时间越短，则获得的速率越小 6．在如图所示的电路中，开关 S 闭合后，由于电阻元件发生短路或断路故障， 电压表和电流表的读数都增大，则可能出现了下列 哪种故障( ) A．R1 短路 B．R2 短路 C．R3 短路 D．R1 断路 7．图为测量某电源电动势和内阻时得到的 U－I 图线．用此电源与三个阻值均 为 3 Ω的电阻连接成电路，测得路端电压为 4.8 V．则该电路可能为( ) 8．一不计重力的带电粒子 q 从 A 点射入一正点电荷 Q 的电场中，运动轨迹如图所示，则 ( ) A．粒子 q 带负电 B．粒子 q 的加速度先变小后变大 C．粒子 q 的电势能先变小后变大 D．粒子 q 的动能一直变大 9．如图所示的电路中，AB 是两金属板构成的平行板电容器．先将电键 K 闭合，等电路稳定后再将 K 断 开，然后将 B 板向下平移一小段距离，并且保持两板间的某点 P 与 A 板的距离不变．则下列说法正确的是 ( ) A．电容器的电容变小 B．电容器内部电场强度大小变大 C．电容器内部电场强度大小不变 D．P 点电势升高 10．如图所示，真空中两个相同的小球带有等量同种电荷，质量均为 0.1 g，分别用 10 cm 长的绝缘细线 悬挂于绝缘天花板的一点，当平衡时 B 球偏离竖直方向 60°，A 竖直悬挂且与绝缘墙接触(g 取 10 m/s2)．静 电力常量 K=9.0×109 N.m2/C2.下列说法正确的是( ) A．小球的带电荷量为 3.33×10－8 C B．墙壁受到的压力为 8.7×10－4 N C．A 球受到细线的拉力为 1.0×10－3 N D．B 球受到的拉力为 1.5×10－3 N 二、填空题（本题共 2 小题，每空 2 分，共 16 分．） 11．(8 分)用伏安法测量一个定值电阻的电阻值，现有的器材规格如下： A．待测电阻 Rx(大约 100 Ω) B．直流毫安表 A1(量程 0～10 mA，内阻约 100 Ω) C．直流毫安表 A2(量程 0～40 mA，内阻约 40 Ω) D．直流电压表 V1(量程 0～3 V，内阻约 5 kΩ) E．直流电压表 V2(量程 0～15 V，内阻约 15 kΩ) F．直流电源(输出电压 4 V，内阻不计) G．滑动变阻器 R(阻值范围 0～50 Ω，允许最大电流 1 A) H．开关一个、导线若干 (1)根据器材的规格和实验要求，为使实验结果更加准确，直流毫安表应选________，直流电压表应选 ________． (2)在方框内画出实验电路图，要求电压和电流的变化范围尽可能大一些． (3)用铅笔按电路图将实 物图连 线． 12．(8 分)某同学要测量一均匀新材料制成的圆柱体的电阻率ρ.步骤如下： (1)用游标为 20 分度的卡尺测量其长度如图甲所示，由图可知其长度为________mm； (2)用螺旋 测微器测量其直径如图 乙所示，由图可知其直径为________mm； (3)在实验室，该同学想测出某种材料的电阻率．由于不知 是何种材料，也不知其大约阻值，于是他用多用电表先粗测 该材料一段样品的电阻，经正确操作后，用“×100”挡时 发现指针偏转情况如图所示，则他应该换用______挡(选填 “×10”或“×1 k”)重新测量．换挡后，在测量前先要________． 三、计算题（本题共 4 小题，第 13、14 题各 10 分，第 15、16 题各 12 分，共 44 分） 13．(10 分)如图所示，R 为电阻箱，V 为理想电压表．当电阻箱 读数为 R1＝2 Ω时，电压表读数为 U1＝4 V；当电阻箱读数为 R2＝5 Ω时，电压表读数为 U2＝5 V．求： (1)电源的电动势 E 和内阻 r； (2)当电阻箱 R 读数为多少时，电源的输出功率最大？最大值 Pm 为多少？ 14.(10 分)如图所示为用电动机提升重物的装置,电动机线圈的电阻 r=1 Ω,电动机两端的电压 U=5 V,电路 中的电流 I=1 A,物体 A 重 G=20 N,不计摩擦力,则: (1)电动机线圈电阻上消耗的热功率是多少? (2)10 s 内,可以把重物 A 匀速提升多高? 15．(12 分)如图 12 所示，空间存在着场强为 E＝2.5×102 N/C、方向竖直向上的匀强电场，在电场内一长 为 L＝0.5 m 的绝缘细线，一端固定在 O 点，另一端拴着质量为 m＝0.5 kg、电荷量为 q＝4×10－2 C 的小 球．现将细线拉直到水平位置，使小球由静止释放，当小球运动到最高点时细线受到的拉力恰好达到它能 承受的最大值而断裂．取 g＝10 m/s2.求： (1)小球的电性； (2)细线能承受的最大拉力； (3)当细线断裂后，小球继续运动到与 O 点水平方向距离为 L 时(仍在匀强电场中)，小球距 O 点的高度． 16．(12 分) 一平行板电容器长 l＝10 cm，宽 a＝8 cm，板间距 d＝4 cm，在板左侧有一足够长的“狭缝” 离子源，沿着两板中心平面，连续不断地向整个电容器射入离子，它们的比荷均为 2×1010 C/kg，速度均 为 4×106 m/s，距板右端 l/2 处有一屏，如图甲所示，如果在平行板电容器的两极板间接上如图乙所示的 交流电，由于离子在电容器中运动所用的时间远小于交流电的周期，故离子通过电场的时间内电场可视为 匀强电场，不计离子重力．试求： (1)离子打在屏上的区域面积； (2)在一个周期内，离子打到屏上的时间． 高一年级创新班物理答案 一、选择题（本题共 10 小题，每小题 4 分，共 40 分．第 1—7 题为单选题，第 8—10 题为多选题，全部 选对的得 4 分，选不全的得 2 分，有选错的或不答的得 0 分．） 题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 答案 D A A C C A B AC ACD AB 二、填空题（本题共 2 小题，每空 2 分，共 16 分．） 11．(8 分)（1） A2 、 V1 （2）（3） 12． (8 分)（1） 50.15 mm （2） 4.700 mm（3） ×1 k 、 欧姆调零 三．计算题:（本大题共 4 小题，，13、14 题各 10 分，15、16 题各 12 分，共 44 分。需写出相应的解题过 程） 13.（10 分）解析：(1)由闭合电路欧姆定律得： E＝U1＋U1 R1 r，E＝U2＋U2 R2 r 联立上述方程，代入数据解得 E＝6 V，r＝1 Ω. (2)由电功率表达式 P＝ E2 R＋r 2R 变形为 P＝ E2 R－r 2 R ＋4r 由上式可知当 R＝r＝1 Ω时， P 有最大值，Pm＝E2 4r ＝9 W. 14.（10 分）解：(1)根据焦耳定律,得热功率 Pr=I2r=1 W。 (2)输入功率 P=UI=5 W 输出功率 P 输出=P-Pr=4 W。 电动机输出的功用来提升重物转化为机械能,在 10 s 内,有:P 输出 t=mgh。 解得:h=2 m。 15（12 分）解： (1)由小球运动到最高点可知，小球带正电． (2)设小球运动到最高点时速度为 v，对该过程由动能定理有， (qE－mg)L＝1 2 mv2① 在最高点对小球进行受力分析，由圆周运动和牛顿第二定律得， FT＋mg－qE＝mv2 L ② 由①②式解得，FT＝15 N (3)小球在细线断裂后，在竖直方向的加速度设为 a， 则 a＝qE－mg m ③ 设小球在水平方向运动位移为 L 的过程中，所经历的时间为 t，则 L＝vt④ 设竖直方向上的位移为 x， 则 x＝1 2 at2⑤ 由①③④⑤解得 x＝0.125 m 所以小球距 O 点的高度为 x＋L＝0.625 m 16（12 分）解：(1)设离子恰好从极板边缘射出时极板两端的电压为 U0， 水平方向：l＝v0t ① 竖直方向：d 2 ＝1 2 at2 ② 又 a＝qU0 md ③ 由①②③得 U0＝md2v2 0 ql2 ＝128 V 即当 U≥128 V 时离子打到极板上，当 U