2019-2020高二物理上学期期中试题（Word版带解析）

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