山西省祁县二中2019-2020高二物理上学期期中试题(带解析Word版)
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山西省祁县二中2019-2020高二物理上学期期中试题(带解析Word版)

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资料简介
祁县二中高二物理期中考试卷 2019 11 一、单选题 1.下列说法中,正确 是:( ) A. 由 可知电场中某点的电场强度 E 与 q 成反比 B. 由公式 可知电场中某点的电势 与 q 成反比 C. 由 可知,匀强电场中的任意两点 、 间的距离越大,则两点间的电势差也一定 越大 D. 公式 ,其中电容器的电容 与电容器两极板间电势差 无关 【答案】D 【解析】 【详解】A.电场中某点的电场强度只和电场本身的性质有关,与外界因素无关,A 错误; B.电场中某点的电势大小是人为规定的,B 错误; C.公式 中的 d 是沿电场方向间的距离,ab 的距离大,但 不一定沿电场方向间的距 离大,C 错误; D.电容器的电容是由电容器本身的性质决定的,与外界因素无关,D 正确。 2.如图所示,实线表示电场线,虚线表示只受电场力作用的带电粒子的运动轨迹.粒子先经 过 M 点,再经过 N 点.可以判定(  ) A. 粒子在 M 点受到的电场力大于在 N 点受到的电场力 B. M 点的电势高于 N 点的电势 C. 粒子带负电 D. 粒子在 M 点的动能大于在 N 点的动能 【答案】B 的 PE q ϕ = ϕ abU Ed= a b QC U = C U abU Ed=【解析】 试题分析:场线的疏密反映电场的强弱,M 点的场强小于 N 点的场强,所以粒子在 M 点受到的 电场力小于在 N 点受到的电场力,故 A 错误;沿电场方向电势降低,从图中可知:M 点电势比 N 点高,所以 B 正确;由图看出,粒子的轨迹向下弯曲,粒子所受电场力方向和电场线切线方 向一致,说明粒子带正电.故 C 错误;粒子从 M 运动到 N 的过程中,电场力做正功,粒子的 电势能减小,动能增大,粒子在 M 点的动能小于在 N 点的动能.故 D 错误. 考点: 电场线,电势,电势能 3.如图所示 实验装置中,极板 A 接地,平行板电容器的极板 B 与一个灵敏的静电计相接。 将 A 极板向左移动,增大电容器两极板间的距离时,电容器所带的电量 Q、电容 C、两极间的 电压 U,电容器两极板间的场强 E 的变化情况是 ( ) A. Q 不变,C 变小,U 变大,E 不变 B. Q 不变,C 变小,U 变大,E 变小 C. Q 变小,C 不变,U 不变,E 变小 D. Q 变小,C 变小,U 不变,E 不变 【答案】A 【解析】 【分析】 题中电容器的带电量不变; 先由电容的决定式 分析电容的变化,再由电容的定义 式 分析极板间电压的变化。 【详解】当增大电容器两极板间的距离时,电容器所带的电量 Q 不变,根据电容的决定式: 由于 d 增大,所以电容减小, 由公式 可知板间电压 U 增大, 的 4 SC kd ε π= QC U = 4 SC kd ε π= QC U =由公式 ,所以板间场强不变,故 A 正确。 【点睛】解决本题的关键要掌握电容的决定式 和电容的定义式 并能结合进 行分析。 4.如图所示,电子在电势差为 U1 的加速电场中由静止开始运动,然后射入电势差为 U2 的两块 平行板间的电场中,入射方向跟极板平行,整个装置处于真空中,重力可忽略.在满足电子能 射出平行板的条件下,下述四种情况中,一定能使电子的偏角 φ 变大的是: A. U1 变大,U2 变大 B. U1 变小,U2 变大 C. U1 变大,U2 变小 D. U1 变小,U2 变小 【答案】B 【解析】 【详解】设电子被加速后获得初速为 v0,则由动能定理得: …① 又设极板长为 l,则电子在电场中偏转所用时间: …② 又设电子在平行板间受电场力作用产生加速度为 a,由牛顿第二定律得: …③ 电子射出偏转电场时,平行于电场方向的速度:vy=at…④ 由①、②、③、④可得: 又有: ,故 U2 变大或 U1 变小都可能使偏转角 φ 变大,故选项 B 正确. 5.甲、乙两根同种材料制成的电阻丝,长度相等,甲横截面的半径是乙的两倍,将其并联后 接在电源上 A. 甲、乙的电阻之比是 1:2 4 4 U Q Q kQE Sd Cd Sdkd π ε ε π = = = = × 4 SC kd ε π= QC U = 2 1 0 1 2qU mv= 0 lt v = 2U qEqa m dm = = 2 0 y qU lv dmv = 2 2 2 0 0 1 tan 2 yv qU l U l v dmv dU ϕ = = =B. 甲、乙中的电流强度之比是 2:1 C. 甲、乙电阻丝上产生的热量之比是 4:1 D. 甲、乙电阻丝两端的电压之比是 1:2 【答案】C 【解析】 【详解】A. 两根长度相同,甲的横截面的圆半径是乙的 2 倍,根据电阻定律 得: R 甲:R 乙=1:4, 故 A 错误; B. 并联电路电压相等,由 可知,甲乙中的电流强度之比为 I 甲:I 乙=4:1, 故 B 错误; C. 由电阻丝产生的热量: 可得: Q 甲:Q 乙=4:1, 故 C 正确; C. 两电阻并联,则两电阻两端的电压相等,故 D 错误。 6.如图所示是电阻 R 的 I-U 图象,图中 α=45°,由此得出 A. 导体的电阻与与电阻两端的电压成正比 B. 电阻 R=0.5 Ω C. 因 I-U 图象的斜率表示电阻的倒数,故 R= =1.0 Ω 2 L LR S r ρρ π= = UI R = 2UQ tR = 1 tanαD. 在 R 两端加上 6.0 V 的电压时,每秒通过电阻横截面的电荷量是 3.0 C 【答案】D 【解析】 【详解】A.电阻的大小是由电阻本身决定的,与电流的大小、电压的大小无关。故 A 错误; BC.根据电阻的定义式可知,I−U 图象斜率的倒数等于电阻 R,则得: , 故 B 错误,C 错误; D.当 U=6V 时,电流: 则每秒通过电阻横截面的电荷量: q=It=3×1C=3.0C, 故 D 正确。 7.在场强为 的匀强电场中,取 点为圆心, 为半径作一圆周,在 点固定一带 电荷量为 的正点电荷, 为相互垂直的两条直径,其中 bd 与电场线平行,不计 试探电荷的重力,如图所示。则 ( ) A. 把一正试探电荷 放在 点, 试探电荷恰好处于平衡 B. 把一负试探电荷 放在 点, 试探电荷恰好处于平衡 C. 把一负试探电荷 放在 点 试探电荷恰好处于平衡 D. 把一正试探电荷 放在 点, 试探电荷恰好处于平衡 【答案】B 【解析】 点电荷+Q 在 a 点产生的电场方向为水平向右,大小为 ,与电场 E 叠加后合电场指向 , 10 25 UR I = = Ω = Ω 6 A 3A2 UI R = = = 2 QE k r = O r O Q+ ac bd、 q+ a q− b q− c q+ d 2a QE k r =右斜上方,故正试探电荷受力不平衡,A 错误;点电荷在 b 点产生的电场强度方向水平向下, 大小为 ,与电场 E 叠加后合场强为零,试探电荷正好受力平衡,B 正确;在 c 点的 合场强方向为斜向左上方,电场不为零,试探电荷不能平衡,C 错误;在 d 点的合场强方向竖 直向上,电场不为零,试探电荷不能平衡,D 错误; 8.把两个相同的电灯分别接在图中甲、乙两个电路里,调节滑动变阻器,使两灯都正常发光, 两电路中消耗的总功率分别为 和 ,可以断定 A. > B. < C. = D. 无法确定 【答案】C 【解析】 根据两电路灯泡正常,可得甲电路中的电流是乙电路中的 2 倍,而甲电路两端所加的电压乙 电路两端的一半,由 P=UI 可知 = ,选项 ABD 错误、C 正确。 故选:C。 9.四个相同的小量程电流表(表头)分别改装成两个电流表 A1、A2 和两个电压表 V1、V2.已知 电流表 A1 的量程大于 A2 的量程,电压表 V1 的量程大 V2 的量程,改装好后把它们按图示接入 电路,则( ) A. 电流表 A1 的读数小于电流表 A2 的读数 B. 电流表 A1 的偏转角小于电流表 A2 的偏转角 C. 电压表 V1 的读数小于电压表 V2 的读数 D. 电压表 V1 的偏转角等于电压表 V2 的偏转角 【答案】D 【解析】 2b QE k r = P甲 P乙 P甲 P乙 P甲 P乙 P甲 P乙 P甲 P乙试题分析:据题意,由于四个小量程电流表完全相同,改装后接成上图,要改装成电流表需 要并联一个定值电阻,要改装成电压表,需要串联一个定值电阻,由于电流表 A1 量程大于 A2 的量程,则 A1 的内阻小于 A2 的内阻, 据上图可知由于电压相同则通过 A1 的电流较大,所以 A 选项正确;但由于 A1 和 A2 的表头相同,两者又并联,所以两个表头的指针偏角相同,B 选项 错误;由于电压表 V1 的量程大于 V2,则电压表 V1 的内阻大于 V2 的,当两者串联时,通过的电 流相同,所以 V1 的读数较大,而两个表头的偏角相同,故 C 选项错误而 D 选项正确。 考点:本题考查电表 改装。 二、多选题 10.如图所示,在 x 轴相距为 L 的两点固定两个等量异种点电荷+Q、-Q,虚线是以+Q 所在点为 圆心、L/2 为半径的圆,a、b、c、d 是圆上的四个点,其中 a、c 两点在 x 轴上,b、d 两点关 于 x 轴对称。下列判断正确的是( ) A. b、d 两点处的电势相同 B. 四点中 c 点处的电势最低 C. b、d 两点处的电场强度相同 D. 将一试探电荷+q 沿圆周由 a 点移至 c 点,+q 的电势能减小 【答案】ABD 【解析】 A、该电场为等量异种点电荷的电场,将等量异种点电荷的电场线与等势面的图画出如图,与 该题的图比较可得: 该电场中的电势关于 x 轴上下对称,所以 b、d 两点的电势相等,故 A 正确; B、c 点在两个电荷连线的中点上,也是在两个电荷连线的中垂线上,所以它的电势和无穷远 处的电势相等。而正电荷周围的电场的电势都比它高,即 c 点的电势在四个点中是最低的, 的故 B 正确; C、该电场中的电场强度关于 x 轴对称,所以 bd 两点场强大小相等,方向是对称的,不相同 的,故 C 错误; D、c 点的电势低于 a 点的电势,试探电荷+q 沿圆周由 a 点移至 c 点,电场力做正功,+q 的电 势能减小,故 D 正确。 故选:ABD。 点睛: 该电场中的电势、电场强度都关于 x 轴对称,所以 bd 两点的电势相等,场强大小相等,方向 是对称的;c 点在两个电荷连线的中点上,也是在两个电荷连线的中垂线上,所以它的电势和 无穷远处的电势相等,最低。 11.某静电场中 一条电场线与 x 轴重合,其电势的变化规律如图所示。在 O 点由静止释放一 电子,电子仅受电场力的作用,则在- x0~x0 区间内( ) A. 该静电场是匀强电场 B. 该静电场是非匀强电场 C. 电子将沿 x 轴正方向运动,加速度逐渐减小 D. 电子将沿 x 轴正方向运动,加速度逐渐增大 【答案】BC 【解析】 【详解】试题分析: AB.由图象可知电势与距离不成正比,由公式 ,可知该静电场是非匀强电场,A 错误 B 正确; CD.根据沿着电场线方向电势降低,由图象可知电场线的方向为 x 轴负方向, 图像的 斜率表示电场强度大小,故当电子沿 x 轴正方向运动,则电场强度减小,所以电场力也减小, 的 U Ed= xφ−故加速度大小减小,C 正确 D 错误. 考点:考查了电场强度,电势 【名师点睛】本题考查了匀强电场中电势与电场强度的关系,要加强识别图象并从图象中获 取信息的能力.同时还可根据电场力做功来确定电子的电势能如何变化. 12.两个带等量正电的点电荷,固定在图中 P、Q 两点,MN 为 PQ 连线的中垂线,交 PQ 与 O 点, A 为 MN 上的一点,一带负电的试探电荷 q,从 A 点由静止释放,只在静电力作用下运动,取 无限远处的电势为零,则(  ) A. q 由 A 向 O 的运动是匀加速直线运动 B. q 由 A 向 O 运动的过程电势能逐渐减 小 C. q 运动到 O 点时的动能最大 D. q 运动到 O 点时电势能为零 【答案】BC 【解析】 试题分析:本题要根据等量同种点电荷电场线的分布情况,抓住对称性,分析试探电荷的受 力情况,分析其运动情况,根据电场力做功情况,分析其电势能的变化情况. 解:A、两等量正电荷周围部分电场线如右图所示,其中 P、Q 连线的中垂线 MN 上,从无穷远 到 O 过程中电场强度先增大后减小,且方向始终指向无穷远方向. 故试探电荷所受的电场力是变化的,q 由 A 向 O 的运动做非匀加速直线运动,故 A 错误. B、电场力方向与 AO 方向一致,电场力做正功,电势能逐渐减小;故 B 正确. C、从 A 到 O 过程,电场力做正功,动能增大,从 O 到 N 过程中,电场力做负功,动能减小, 故在 O 点试探电荷的动能最大,速度最大,故 C 正确. D、取无限远处的电势为零,从无穷远到 O 点,电场力做正功,电势能减小,则 q 运动到 O 点 时电势能为负值.故 D 错误. 故选 BC【点评】本题考查静电场的基本概念.关键要了解等量同种点电荷电场线的分布情况,运用 动能定理进行分析. 13.如图,平行板电容器的两个极板与水平地面成一角度,两极板与一直流电源相连。若一带 电粒子恰能沿图中所示水平直线通过电容器,则在此过程中,该粒子 A. 所受重力与电场力平衡 B. 电势能逐渐增加 C. 动能逐渐增加 D. 做匀变速直线运动 【答案】BD 【解析】 试题分析:根据题意可知,粒子做直线运动,则电场力与重力的合力与速度方向反向,粒子 做匀减速直线运动,因此 A 错误,D 正确;由 A 选项分析可知,电场力做负功,则电势能增加, 故 B 正确;因电场力做负功,则电势能增加,导致动能减小,故 C 错误。 考点:带电粒子在电场中的运动 【名师点睛】考查根据运动情况来确定受力情况,带电粒子在场中受到电场力与重力,根据 粒子的运动轨迹,结合运动的分析,可知电场力垂直极板向上,从而可确定粒子的运动的性 质,及根据电场力做功来确定电势能如何变化。 二、计算题 14.如图所示,长 l=1m 的轻质细绳上端固定,下端连接一个可视为质点的带电小球,小球静止在水平向右的匀强电场中,绳与竖直方向的夹角 θ=37°.已知小球所带电荷量 q= 1.0×10-6C,匀强电场的场强 E=3.0×103N/C,取重力加速度 g=10m/s2,sin 37°=0.6,cos 37°=0.8.求: (1)小球所受电场力 F 的大小; (2)小球的质量 m; (3)将电场撤去,小球回到最低点时速度 v 的大小. 【答案】(1)F=3.0×10-3N (2)m=4.0×10-4kg (3)v=2.0m/s 【解析】 【 详 解 】 (1) 根 据 电 场 力 的 计 算 公 式 可 得 电 场 力 ; (2)小球受力情况如图所示: 根据几何关系可得 ,所以 ; (3)电场撤去后小球运动过程中机械能守恒,则 ,解得 v=2m/s. 15.如图所示,有一电子(电荷量为 e,质量为 m)经电压 U0 加速后,进入两块间距为 d,电 压为 U 的平行金属板间。若电子从两板正中间垂直电场方向射入,且正好能穿过电场, 6 3 31.0 10 3.0 10 N 3.0 10 NF qE − −= = × × × = × tan qEmg θ= 3 43 10 kg 4 10 kgtan 10 tan37 qEm g θ − −×= = = ×× ° 21(1 cos37 ) 2mgl mv− ° =求:(1)金属板 AB 的长度 L; (2)电子穿出电场时的动能 Ek。 【答案】(1) (2) 【解析】 【详解】(1)设电子离开加速电场瞬间的速度为 v0,由动能定理,有: 在偏转电场中偏转时,有: 而: 解得: (2)电子在偏转电场中偏转时,由动能定理,得: 解得 16.如图所示是一提升重物用的直流电动机工作时的电路图.电动机的内阻 r=0.8 Ω,电路中 另一电阻 R=10 Ω,直流电压 U=160 V,电压表示数 UV=110 V.试求: (1)通过电动机的电流; (2)输入电动机的电功率; 02Ud U 0 1 2eU eU+ 2 0 0 1 -02eU mv= Ue mad = 21 2 2 d at= 0L v t= 02UL d U = 2 0 1-2 2k Ue E mv= 0 1 2kE eU eU= +(3)若电动机以 v=1 m/s 匀速竖直向上提升重物,求该重物的质量.(g 取 10 m/s2). 【答案】(1)5A(2)550W(3)53kg 【解析】 【分析】 考查了电功率的计算 【详解】(1)通过 R 的电流: ; (2)电动机的输入功率: , (3)电动机内电阻的发热功率: , 输出的机械功率: ; 而 解得: 17.一个电流表 G 的内阻 =l k ,满偏电流为 =500uA,现要把它改装成量程为 15 V 的电 压表,求: (1)串联的分压电阻; (2)50uA 刻度处对应的电压值为多少? 【答案】(1) ;(2)1.5V 【解析】 【分析】 本题(1)的关键是根据串联电路规律和欧姆定律解出分压电阻阻值即可;题(2)的关键是 明确电压表表盘刻度是均匀的,然后按比例求解即可. 【 详 解 】( 1 ) 根 据 欧 姆 定 律 可 知 , 需 要 串 联 的 分 压 电 阻 为 : . (2)由改装原理可知,500μA 刻度对应的电压为 15V,由于电压表的刻度是均匀的,所以 50μA 刻度对应的电压应是 【点睛】电压表或电流表的改装原理是欧姆定律和串并联规律,可以先画出电路图,然后求 解即可;应明确直流电表的表盘刻度是均匀的. 1 2 160 110 A 5A10 U UI R − −= = = 1 2 110 5W 550WP U I= = × = 2 2 2 5 0.8W 20WP I r= = × = 3 1 2 550 20 W 530WP P P= − = − =( ) 3P Fv mgv= = 530 kg 5.3kg10 10m = =× gr Ω gI 42.9 10 Ω× 6 15 1000 29500 10g g UR r kI −= − = − = Ω× 15 50 1.5500U V V= × =′

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