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高二上学期期中考试 物理 理科(Word版)

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高二上学期期中考试物理试题

满分100分;考试时间90分钟

一、选择题(共15题,每题3分,共45分;其中第1到第10题为单选题;第11到第15题为多选题,漏选得1分)

1.下列物理量中哪些与检验电荷有关(D) A.电场强度

B.电势

C.电势差

D.电势能

2.下列说法正确的(C)

A.电场中电势越高的地方,电荷具有的电势能越大 B.电场强度越大的地方,电场线一定越密,电势也一定越高

C.某电荷在电场中沿电场线的方向移动一定距离,电场线越密的地方,它的电势能改变越大 D.电场强度为零的地方,电势一定为零

3.某电场的电场线分布如图所示,一带电粒子仅在静电力作用下沿图中虚线所示路径运动,先后通过M点和N点,以下说法正确的是(A)[金版原题]

A.粒子带正电

B.粒子在M、N点的加速度aM>aN C.粒子在M、N点的速度vM>vN D.M、N点的场强EM>EN

4.如图所示,a、b、c、d、e、f是以O为球心的球面上的点,平面aecf与平面bedf垂直,分别在b、d两个点处放有等量同种点电荷+Q,取无穷远处电势为零,则下列说法正确的是( D )

A.a、e、c、f四点电场强度相同 B.a、e、c、f四点电势不同

C.电子沿球面曲线aec运动过程中,电场力先做正功后做负功 D.电子沿直线aOc运动过程中,电势能先减少后增加

5.研究与平行板电容器电容有关因素的实验装置如图所示.下列说法正确的是( A )

A.实验前,只用带正电玻璃棒与电容器a板接触,能使电容器两极板都带电 B.实验中,只将电容器b板向上平移,静电计指针的张角变小 C.实验中,只在极板间插入塑料板,静电计指针的张角变大

D.实验中,只增加极板带电荷量,静电计指针的张角变大,表明电容增大

6.图中接地金属球A的半径为R,球外点电荷的电荷量为Q,到球心的距离为r。则感应电荷在球心的场强大小等于( D )

1

A.

kQQ

B.

QQ

C.0 D.

Q R2kr2kR2kr2kR27.图示为一带电粒子在水平向右的匀强电场中运动的一段轨迹,A、B为轨迹上的两点.已知该粒子质量为m、电荷量为q,其在A点的速度大小为vo,方向竖直向上,到B点时速度方向与水平方向的夹角为30°,粒子重力不计.则A、B两点间的电势差为(C)

A.mv20q

B.mv20C.3mv202q

D.2mv202qq

8.两块大小、形状完全相同的金属板正对并且水平放置,构成一个平行板电容器,将两金属板分别与电源正负极相连接,将与电源负极相连的极板接地,p是平行板中间的一点,如图所示。下列判断正确的是( B )

A.保持开关S闭合,下板向上移动一小段距离,p点电势升高 B.保持开关S闭合,上板向下移动一小段距离,p点电势升高 C.断开开关S,下板向上移动一小段距离,p点电势升高 D.断开开关S,上板向下移动一小段距离,p点电势升高

9.如图所示,电荷量为Q1、Q2的两个正电荷分别置于A点和B点,两点相距L,在以L为直径的光滑绝缘半圆环上,穿着一个带电小球q(可视为点电荷),在P点平衡.不计小球的重力,那么,

PA与AB的夹角α与Q1、Q2的关系应满足( D )[校本原题]

tan2Q1tan3Q12Q2tan3Q2A.

Q2

B.

Qtan2 C.

Q1

D.

Q1

10.如图,在匀强电场中有一长方形区域ABCD,边长AB=0.3 m、BC=0.4 m,匀强电场方向与ABCD所在平面平行,A、B、C三点的电势A55V,B19V,C45V,则匀强电场的电场强度大小和方向为(B)

A.120 V/m,沿AC方向 B.200 V/m,沿AC方向 C.160 V/m,沿BD方向 D.300 V/m,沿BD方向

11.如图所示,用绝缘细线拴一个带负电的小球,让它在竖直向下的匀强电场中绕O点做竖直

平面内的圆周运动,a、b两点分别是圆周的最高点和最低点,则(CD)[金版原题]

A.小球经过a点时,线中的拉力最小 B.小球经过b点时,电势能最小 C.小球经过a点时,电势能最小 D.小球经过b点时,机械能最小

2

12.在如图所示的电路中,C为一平行板电容器,闭合开关S,给电容器充电,当电路中电流稳定之后,下列说法正确的是(AC)

A.保持开关S闭合,把滑动变阻器R1的滑片向上滑动,电流表的示数变大,电压表的示数变大 B.保持开关S闭合,不论滑动变阻器R1的滑片是否滑动,都没有电流流过R2

C.保持开关S闭合,将电容器上极板与下极板距离稍微拉开一些的过程中,R2中有由a到b的电流

D.断开开关S,若此时刚好有一带电油滴P(图中未画出)静止在电容器两平行板之间,将电容器上极板与下极板稍微错开一些的过程中,油滴将向下运动

13.如图所示,直线A为某电源的U—I图线,曲线B为某小灯泡L的U—I图线的一部分,用该电源和小灯泡L串联起来组成闭合回路时灯泡L恰能正常发光,则下列说法中正确的是(CD)[金版原题]

A.此电源的电动势为4V,内电阻为23Ω

B.此电源的短路电流为6A

C.灯泡L的额定电压为3V,额定功率为6W

D.把灯泡L换成阻值恒为1Ω的纯电阻,电源的输出功率将变大

14.如图所示电路中,电源电动势为12V,内阻为2Ω,指示灯RL的阻值为16Ω,电动机M线圈电阻为2Ω。当开关S闭合时,指示灯RL的电功率为4W。电流表内阻不计,那么下列说法中正确

的是(CD)

A.流过电动机M的电流为4A

B.流过电流表的电流为4.5A C.电动机M输出的机械功率7.5W

D.电源的总功率为24W

15.在光滑的绝缘水平面内有一沿x轴的静电场,其电势φ随坐标x的变化而变化,变化的图线如图所示(图中φ0已知)。有一质量为m,带电量为q的带负电小球(可视为质点)从O点以某一未知速度v0沿x轴正向移动到点x4。则下列叙述正确的是(BC)

A.带电小球从O运动到x1的过程中,所受电场力逐渐增大 B.带电小球从x1运动到x3的过程中,电势能一直增大

C.若小球的初速度v6φ0q0=2

φ0qm,则运动过程中的最大速度为 m D.要使小球能运动到xφ0q4处,则初速度v0至少为2

m 3

二、实验题(共2题,共18分;第16题8分,第17题10分)

16.在“测定电源的电动势和内阻”的实验中,某同学用如图甲所示的电路测量一电源的电动势E和内阻r(E约为3V,r很小),除了电源、开关S、导线外,实验室可供选择的器材还有: A.电流表A1(量程3A) B.电流表A2(量程0.6A) C.电压表V(量程3V) D.定值电阻R0(阻值4Ω) E.滑动变阻器R1(0 ~ 10Ω) F.滑动变阻器R2(0 ~ 100Ω)

(1)为了更加准确地进行测量,电流表应选______,滑动变阻器应选______(填器材前的字母代号);

(2)该同学连接好器材进行实验,移动滑动变阻器滑片,测得多组电流I、电压U的数据,作出U

—I图像如图乙所示,根据图像得出电池的电动势E = ______V;内阻r = ______Ω(计算结果均保留2位小数);

【答案】B E 2.93 ~ 2.95 1.44~1.48(每空2分)

17.某同学要测量一个由均匀新材料制成的圆柱体的电阻率。步骤如下: (1)用20分度的游标卡尺测量其长度如图甲所示,可知其长度为L=______mm。 (2)用螺旋测微器测量其直径如图乙所示,可知其直径为d=______mm。

2

3

4

cm

0

1

2

3

4

5

6

7

8

9

0

图甲 图乙

(3)根据=______(用R、d、L及有关常数表示),即可计算该金属丝的电阻率。 该电阻的阻值约为2.2×102

Ω。为更精确地测量其电阻,现有的器材及其代号和规格如下: 待测圆柱体电阻R;

电流表A1(量程0~15mA,内阻约为30Ω);电流表A2(量程0~3mA,内阻约为50Ω); 电压表V1(量程0~3V,内阻约为10kΩ);电压表V2(量程0~15V,内阻约为25kΩ);

直流电源E(电压为4V,内阻不计);滑动变阻器R1(阻值范围0~15Ω); 滑动变阻器R2(阻值范围0~2kΩ);开关S,导线若干。

为使实验误差较小,要求测得多组数据进行分析,请在虚线框中画出正确的电路图,并标明所用器材的代号______。 4

【答案】19.00 5.200

Rd24L (每空2分)

(电路连接2分;器材标号2分)

三、计算题(共3题,共37分,其中第18题8分;第19题12分;第20题17分)

18.如图所示,a、b、c、d四个带正电小球恰好构成“三星拱月”之形,其中a、b、c三个完全相同的带正电小球被固定同一绝缘水平面内半径为R的圆周上,O为圆心,三小球所在位置恰好将圆周三等分。小球d位于距O点正上方R处,处于静止状态,已知a、b、c三小球的电荷量均为q,d球的电荷量为6q,重力加速度为g。静电力常量为k。求d球的质量m。

m92kq2【答案】2gR2 【详解】

由几何关系可知

adbdcd2R(2分)

则a、b、c对d球的库仑力大小均为

6q2(2R)23kq2FkR2(2分)

则由平衡条件可知

3Fcos45mg(2分)

联立解得

92kq2m2gR2(2分)

19.如图所示,在水平向右的匀强电场中,用长为L不可伸长的绝缘细线拴住一质量为m,带电荷量为q的小球,线的上端固定于O点.细线与竖直方向成30°角时静止释放小球,小球开始摆

5

动,当摆到A点时速度为零,此时OA恰好处于水平状态,设整个过程中细线始终处于拉直状态,静电力常量为k,忽略空气阻力.求:

dd

(1)若S点的坐标为(,),求粒子通过x轴时的坐标;

22(2)若S点的坐标为(d,d),求粒子通过x轴时的动能;

(3)若粒子能通过x轴上坐标为(-3d,0)的P点,求释放该粒子的点S的坐标(x,y)应该满足的条

(1)判断小球电性;

(2)B、A两点间的电势差UBA; (3)匀强电场的场强E的大小. 【答案】(1)小球带正电(2分)

(2)小球从B到A过程,由动能定理得:qUBAmgLcos30o0(2分)

解得:

(2分)

UBA3mg3(3)BA间沿电场线的距离为:dLLcos30 (2分) 在匀强电场中,有:

UBA(2分) EdE3mg联立解得:

3(2分)

20.如图所示,在平面直角坐标系的第一象限内有水平向左的、场强为E的匀强电场,y轴与直线x=-d(d>0)区域内有竖直向下的、场强也为E的匀强电场.一个带电荷量为+q的粒子(重力不计)从第一象限的S点由静止释放.

件.

(1)(-d,0) (2)5qEd4

(3)4xy=5d2

(x>0,y>0)

【解析】(1)设进入第二象限前粒子的速度为v0,质量为m,由动能定理得

qEd2=12

2

mv0(1分) 在第二象限中运动时,粒子做类平抛运动,假设粒子通过x轴没有出电场左边界,则有加速度a=qE

m

(1分)

x轴方向上x=v0t(1分) y轴方向上d2=12at2

(1分)

联立解得x=d.(1分)

所以粒子通过x轴时的坐标为(-d,0).(1分) (2)设进入第二象限前粒子的速度为v,质量为m, 由动能定理得qEd=12

mv2

(1分)

在第二象限中运动时,粒子做类平抛运动, x轴方向上d=vt1(1分) y轴方向上y=12at2

1(1分)

解得y=d

4(1分)

对整个过程由动能定理得 qEd+qEd

4

=Ek-0(1分)

6

解得E5qEd

k=4

.(1分)

(3)设粒子到达y轴时的速度为v0′,通过第二象限电场所用的时间为t2,粒子进入第二象限前由2

动能定理得qEx=mv0′

2(1分)

vd

0′=t(不再给分,第二问有了)

2vy=at2(1分)

y2122at2(不再给分,第二问有了) 粒子刚出第二象限电场时速度偏向角的正切值tan θ=vy

v(1分)

x粒子出第二象限电场后做直线运动,由几何关系有

tanyy23dd(1分)

解得4xy=5d2

(1分)

7

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