解析湖南省郴州市湘南中学2015-2016学年高二上学期期中物理试题理

120152016学年湖南省郴州市湘南中学高二（上）期中物理试卷（理）一、选择题（本题共14小题，每题只有一个正确答案，每小题4分，共56分）1点电荷是静电学中的一个理想模型，它是指（）A体积很小的带电体B球形带电体C带电少的带电体D大小和形状对作用力影响可忽略的带电体2下列各电场中，A、B两点电场强度相同的是（）ABCD3下列静电学公式中，F、Q、E、U、R和D分别表示电场力、电量、场强、电势差以及距离，则（）FKEEUEDA它们都只对点电荷或点电荷的场才成立B只对点电荷或点电荷的场成立，只对匀强电场成立C只对点电荷成立，对任何电场都成立，只对匀强电场才成立D只对点电荷成立，对任何电场都成立4真空中有两个点电荷Q1和Q2，它们之间的静电力为F，下面哪些做法可以使它们之间的静电力变为15F（）A使Q1的电量变为原来的2倍，Q2的电量变为原来的3倍，使它们的距离变为原来的2倍B使每个电荷的电量都变为原来的15倍，距离变为原来的15倍C使其中一个电荷的电量和它们的距离变为原来的15倍D保持它们的电量不变，使它们的距离变为原来的倍5如图所示，有一带负电的粒子，自A点沿电场线运动到B点，在此过程中该带电粒子（）2A所受的电场力逐渐增大，电势能逐渐增大B所受的电场力逐渐增大，电势能逐渐减小C所受的电场力逐渐减小，电势能逐渐增大D所受的电场力逐渐减小，电势能逐渐减小6如图所示，实线表示某静电场的电场线，虚线表示该电场的等势面下列判断正确的是（）A1、2两点的场强相等B1、3两点的场强相等C1、2两点的电势相等D2、3两点的电势相等7一个带正电的点电荷，其电荷量Q4109C，在静电场中有A点运动到B点的过程中，静电力做功4105J，则A、B两点之间的电势差为（）A30104VB20104VC10104VD40104V8如图所示，A、B分别表示由相同材料制成的两条长度相同、粗细均匀电阻丝的伏安特性曲线，下列判断中正确的是（）AA代表的电阻丝较粗BB代表的电阻丝较粗CA电阻丝的阻值小于B电阻丝的阻值D图线表示的电阻丝的阻值与电压成正比9某金属导线的电阻率为，电阻为R，现将它均匀拉长到直径为原来的一半，那么该导线的电阻率和电阻分别变为（）A4和4RB和4RC16和16RD和16R310如图所示电路中，三个相同的灯泡额定功率是40W，在不损坏灯泡的情况下（设定灯泡的阻值不会随温度改变），这三个灯泡消耗的总功率最大不应超过（）A40WB60WC80WD120W11为了儿童安全，布绒玩具必须检测其中是否存在金属断针，可以先将玩具放置于强磁场中，若其中有断针，则断针被磁化，用磁报警装置可以检测到断针的存在右图是磁报警装置中的一部分电路示意图，其中RB是磁敏传感器，它的电阻随断针的出现而减小，A、B接报警器，当传感器RB所在处出现断针时，电流表的电流I、AB两端的电压U将（）AI变大，U变大BI变大，U变小CI变小，U变大DI变小，U变小12电子产品制作车问里常常使用电烙铁焊接电阻器和电容器等零件，技术工人常将电烙铁和一个灯泡串联使用，灯泡还和一只开关并联，然后再接到市电上（如图所示），下列说法正确的是（）A开关接通时比开关断开时消耗的总电功率大B开关接通时，灯泡熄灭，只有电烙铁通电，可使消耗的电功率减小C开关断开时，灯泡发光，电烙铁也通电，消耗的总功率增大，但电烙铁发热较少D开关断开时，灯泡发光，可供在焊接时照明使用，消耗的总功率不变13一台国产封闭型贮水式电热水器的铭牌上所列的主要技术参数如下表所示根据表中提供的数据，计算出此电热水器在额定电压下处于加热状态时，通过电热水器的电流约为（）额定容量54L最高水温75额定功率1500W额定压力07MPA额定电压220V电器类别类A68AB015AC44AD023A14如图，在正点电荷Q形成的电场中，AD、BC是以Q为圆心的两段圆弧正点电荷Q沿ABCDA移动，则该电荷Q（）4A沿BC运动时不受电场力作用B沿DA运动时电场力不做功C在B点时的电势能比在D点时小D在A点时受到的电场力比在C点时小二、实验填空题15（10分）（2010龙川县校级模拟）某同学利用多用电表测量二极管的反向电阻完成下列测量步骤（1）检查多用电表的机械调零（2）将红、黑表笔分别插入正、负表笔插孔，将选择开关拔至电阻测量挡适当的量程处（3）将红、黑表笔，进行欧姆调零（4）测反向电阻时，将表笔接二极管正极，将表笔接二极管负极，读出电表示数（5）为了得到准确的测量结果，应让电表指针尽量指向表盘（填“左侧”、“右侧”或“中央”）；否则，在可能的条件下，应重新选择量程，并重复步骤（3）、（4）（6）测量完成后，将选择开关拔向位置16某学生用电流表和电压表测干电池的电动势和内阻时，所用滑动变阻器的阻值范围为020，连接电路的实物图如图所示下列对该学生接线的说法正确的是（）A滑动变阻器不起变阻作用B电流表接线有错C电压表量程选用不当D电压表接线不妥三、计算题（本题共3小题，共30分解答时应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤，只写出最后答案的不能得分有数值计算的题，解答中必须明确写出数值和单位）517（12分）（2015秋郴州校级期中）在真空中O点放一个点电荷Q10109C，直线MN通O点，OM的距离R30CM，M点放一个点电荷Q101010C，如图所示，求（1）Q在M点受到的作用力；（2）M点的场强；（3）拿走Q后M点的场强；（4）M、N两点的场强哪点大18如图所示，在匀强电场中，有A、B两点，它们间的距离为2CM，两点的连线与场强方向成60角将一个电荷量为2105C的电荷由A移到B，其电势能增加了01J问（1）在此过程中，电场力对该电荷做了多少功（2）A、B两点的电势差UAB为多大19（10分）（2005江苏）如图所示，R为电阻箱，为理想电压表当电阻箱读数为R12时，电压表读数为U14V；当电阻箱读数为R25时，电压表读数为U25V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20152016学年湖南省郴州市湘南中学高二（上）期中物理试卷（理）参考答案与试题解析一、选择题（本题共14小题，每题只有一个正确答案，每小题4分，共56分）1点电荷是静电学中的一个理想模型，它是指（）A体积很小的带电体6B球形带电体C带电少的带电体D大小和形状对作用力影响可忽略的带电体【考点】元电荷、点电荷【专题】电场力与电势的性质专题【分析】点电荷是静电学中的一个理想模型，当带电体之间的距离远大于带电体本身的尺寸，以至于带电体本身的大小和形状对带电体间的作用力影响可忽略不计时，带电体就可以看成点电荷【解答】解带电体能不能看成点电荷是看带电体本身的体积和形状对带电体间的作用力影响是否可以忽略不计，而不是仅仅看带电体的体积的大小和形状故ABC错误，D正确故选D【点评】本题对点电荷的理解能力，带电体能不能看成点电荷，不是取决取带电体绝对体积大小和形状，而看带电体本身的体积和形状对带电体间的作用力影响是否可以忽略不计2下列各电场中，A、B两点电场强度相同的是（）ABCD【考点】电场强度；电场线【分析】在电场线中电场线的疏密表示电场强度的大小，当电场线疏密相同时，电场强度相等【解答】解因电场线的疏密表示场强的大小，由图可知，只有C图中AB两点的电场线疏密程度相同，故A、B两点电场强度相同的点只有C故选C【点评】本题考查电场线的性质，电场线的方向表示场强的方向，电场线的疏密表示场强的大小3下列静电学公式中，F、Q、E、U、R和D分别表示电场力、电量、场强、电势差以及距离，则（）FKEEUEDA它们都只对点电荷或点电荷的场才成立B只对点电荷或点电荷的场成立，只对匀强电场成立C只对点电荷成立，对任何电场都成立，只对匀强电场才成立D只对点电荷成立，对任何电场都成立【考点】电场强度；电势差；电势能【专题】电场力与电势的性质专题7【分析】、E只适用于点电荷；适用于任何电场，UED只适用于匀强电场【解答】解是库仑定律的公式，只适用于点电荷E是由库仑定律和电场强度的定义式E推导出来的，也可适用于点电荷；是电场定义式，采用比值法定义，适用于任何电场；UED是根据WQU和WQED结合推导出来的，WQED只适用于匀强电场，所以UED只对匀强电场成立故C正确故选C【点评】解决本题的关键知道库仑定律和电场强度三大公式的适用条件，要知道各个公式的来源，并能灵活运用，即可正确答题4真空中有两个点电荷Q1和Q2，它们之间的静电力为F，下面哪些做法可以使它们之间的静电力变为15F（）A使Q1的电量变为原来的2倍，Q2的电量变为原来的3倍，使它们的距离变为原来的2倍B使每个电荷的电量都变为原来的15倍，距离变为原来的15倍C使其中一个电荷的电量和它们的距离变为原来的15倍D保持它们的电量不变，使它们的距离变为原来的倍【考点】库仑定律【专题】电场力与电势的性质专题【分析】在真空中有两个点电荷间的作用力遵守库仑定律，根据库仑定律，运用比例法求解【解答】解由题原来的静电力为FA、使Q1的电量变为原来的2倍，Q2的电量变为原来的3倍，同时使它们的距离变为原来的2倍，它们间的静电力为15F，故A正确B、使每个电荷的电量都变为原来的15倍，距离变为原来的15倍，它们间的静电力为，故B错误C、使其中一个电荷的电量和它们的距离均变为原来的15倍，它们间的静电力为，故C错误8D、保持它们的电量不变，使它们的距离变为原来的15倍，则它们间的静电力为，故D错误故选A【点评】本题考查运用比例法解决物理问题的能力，技巧在于用相同的量表示作用力，然后求出比例关系5如图所示，有一带负电的粒子，自A点沿电场线运动到B点，在此过程中该带电粒子（）A所受的电场力逐渐增大，电势能逐渐增大B所受的电场力逐渐增大，电势能逐渐减小C所受的电场力逐渐减小，电势能逐渐增大D所受的电场力逐渐减小，电势能逐渐减小【考点】电场强度；电势能【专题】电场力与电势的性质专题【分析】电场线越密的地方场强越强，越疏的地方场强越弱，沿电场线方向电势逐渐降低根据电场力做功判断电势能和动能的变化【解答】解A、BB点电场线比A点电场线密，所以B处场强较强负电荷受到的电场力与电场线的方向相反，所以电荷从A到B的过程电场力做正功，电势能减小故A错误，B正确；C、DB处场强较强，所以从A到B的过程电场力逐渐增大，故C错误，D错误故选B【点评】解决本题的关键知道电场线的性质，以及知道电场力做功与电势能的关系，电场力做正功，电势能减小，电场力做负功，电势能增加6如图所示，实线表示某静电场的电场线，虚线表示该电场的等势面下列判断正确的是（）A1、2两点的场强相等B1、3两点的场强相等C1、2两点的电势相等D2、3两点的电势相等【考点】电势；电场强度【专题】电场力与电势的性质专题9【分析】根据电场线的分布特点从正电荷或无穷远处出发到负电荷或无穷远处终止，分析该点电荷的电性；电场线越密，场强越大顺着电场线，电势降低利用这些知识进行判断【解答】解A、电场线的疏密表示电场的强弱，由图可得，1与2比较，1处的电场线密，所以1处的电场强度大故A错误；B、电场线的疏密表示电场的强弱，由图可得，1与3比较，1处的电场线密，所以1处的电场强度大故B错误；C，顺着电场线，电势降低，所以1点的电势高于2点处的电势故C错误；D、由题目可得，2与3处于同一条等势线上，所以2与3两点的电势相等故D正确故选D【点评】加强基础知识的学习，掌握住电场线和等势面的特点，即可解决本题7一个带正电的点电荷，其电荷量Q4109C，在静电场中有A点运动到B点的过程中，静电力做功4105J，则A、B两点之间的电势差为（）A30104VB20104VC10104VD40104V【考点】匀强电场中电势差和电场强度的关系【专题】电场力与电势的性质专题【分析】根据电势差公式UAB求出A、B两点的电势差【解答】解AB间的电势差为故选C【点评】本题主要考查了电场力做功与电势差间的关系，关键是在代入数据时要代入正负号8如图所示，A、B分别表示由相同材料制成的两条长度相同、粗细均匀电阻丝的伏安特性曲线，下列判断中正确的是（）AA代表的电阻丝较粗BB代表的电阻丝较粗CA电阻丝的阻值小于B电阻丝的阻值D图线表示的电阻丝的阻值与电压成正比【考点】电阻定律【专题】恒定电流专题10【分析】IU图线的斜率表示电阻的倒数，根据斜率比较电阻的大小根据电阻定律R比较电阻丝的粗细【解答】解A、图线的斜率表示电阻的倒数，图线A的斜率小于B的斜率，所以A的电阻大于B的电阻，根据电阻定律R知，长度相同，材料相同，知A的横截面积小，B的横截面积大故A、C错误，B正确D、电阻的大小与电压、电流无关故D错误故选B【点评】解决本题的关键会从IU图线中比较电阻的大小，以及掌握电阻定律R9某金属导线的电阻率为，电阻为R，现将它均匀拉长到直径为原来的一半，那么该导线的电阻率和电阻分别变为（）A4和4RB和4RC16和16RD和16R【考点】电阻定律【专题】恒定电流专题【分析】在电阻丝温度不变的条件下，电阻的影响因素是材料（电阻率）、长度、横截面积，当导线被拉长后，长度变长的同时，横截面积变小，但导体的整个体积不变【解答】解电阻为R，现将它均匀拉长到直径为原来的一半，其材料和体积均不变，则横截面积变为原来的，长度为原来的4倍；由于导体的电阻与长度成正比，与横截面积成反比，所以此时导体的电阻变为原来的16倍，即16R由于电阻率受温度的影响，因温度不变，所以电阻率也不变故选D【点评】题考查了影响电阻大小的因素，关键要知道导体电阻与长度成正比，与横截面积成反比电阻率不受温度影响的材料，可以制成标准电阻10如图所示电路中，三个相同的灯泡额定功率是40W，在不损坏灯泡的情况下（设定灯泡的阻值不会随温度改变），这三个灯泡消耗的总功率最大不应超过（）A40WB60WC80WD120W【考点】电功、电功率【专题】恒定电流专题【分析】图中L2与L3串联后与L1并联，灯泡L1电压最大，只要保证L1不损坏即可，故最大电压等于灯泡的额定电压，即灯泡L1的功率为40W，然后求解灯泡L2和L3的功率【解答】解设灯泡的额定电压为U，电阻为R，则加上最大电压U后，灯泡L1的功率PUI40W；11此时，灯泡L2与灯泡L3的功率之和为P；故三个灯泡的总功率为PP40W20W60W；故选B【点评】因为三个灯泡的电阻相等，在不损坏灯泡的情况下，并联灯泡L1电压最大，只要保证L1不损坏即可11为了儿童安全，布绒玩具必须检测其中是否存在金属断针，可以先将玩具放置于强磁场中，若其中有断针，则断针被磁化，用磁报警装置可以检测到断针的存在右图是磁报警装置中的一部分电路示意图，其中RB是磁敏传感器，它的电阻随断针的出现而减小，A、B接报警器，当传感器RB所在处出现断针时，电流表的电流I、AB两端的电压U将（）AI变大，U变大BI变大，U变小CI变小，U变大DI变小，U变小【考点】闭合电路的欧姆定律【专题】恒定电流专题【分析】由图可知磁敏电阻RB与R3并联后与R1串联由题意可知，出现断针时磁敏电阻的阻值减小，则由闭合电路欧姆定律可得出电路中电流的变化，由电流的变化可得出内电压的变化，即可判断路端电压的变化，由并联电路的电流规律可得出电流表的示数变化【解答】解发现断针时，磁敏电阻RB的阻值减小，则总阻值减小，由闭合电路的欧姆定律可知，电路中总电流增大，内电压增大，故路端电压U减小；因总电流增大，R1两端的电压增大，则并联电路两端的电压减小，故流过R3的电流减小，由并联电路的电流规律可知流过电流表的电流I增大，故C正确；故选C【点评】闭合电路的欧姆定律的动态分析类题目一般按外电路、内电路、外电路的分析思路进行，要掌握其解决的方法12电子产品制作车问里常常使用电烙铁焊接电阻器和电容器等零件，技术工人常将电烙铁和一个灯泡串联使用，灯泡还和一只开关并联，然后再接到市电上（如图所示），下列说法正确的是（）A开关接通时比开关断开时消耗的总电功率大B开关接通时，灯泡熄灭，只有电烙铁通电，可使消耗的电功率减小C开关断开时，灯泡发光，电烙铁也通电，消耗的总功率增大，但电烙铁发热较少D开关断开时，灯泡发光，可供在焊接时照明使用，消耗的总功率不变【考点】电功、电功率12【专题】恒定电流专题【分析】开关闭合时，灯泡会发生短路，总电阻会减小，消耗的功率会增大，同理当开关断开时，灯泡串联在电路中，总电阻增大，消耗的功率较小【解答】解A、开关接通时，灯泡发生短路，电阻小于开关断开时的电阻，有公式P可知，开关接通时比开关断开时消耗的总功率大，故A正确；B、开关接通时，电灯熄灭，只有电烙铁通电，电路中电阻减小，有公式P可知，消耗的功率增大；故B错误；C、开关断开时，电灯发光，电烙铁也通电，消耗的总功率减小，且电烙铁发热较少，故C错误D、开关断开时，灯泡串联在电路中，电灯发光，总电阻增大，可供在焊接时照明使用，消耗总功率减小，故D错误；故选A【点评】本题考查了串联电路的特点和电阻、电压、实际功率的计算，关键是公式及其变形的灵活运用13一台国产封闭型贮水式电热水器的铭牌上所列的主要技术参数如下表所示根据表中提供的数据，计算出此电热水器在额定电压下处于加热状态时，通过电热水器的电流约为（）额定容量54L最高水温75额定功率1500W额定压力07MPA额定电压220V电器类别类A68AB015AC44AD023A【考点】电功、电功率【专题】电磁学【分析】由热水器铭牌可知，加热时的额定功率是1500W，额定电压是220V，由电功率变形公式可以求出加热时的电流【解答】解电热水器加热时的电流I68A；故选A【点评】从铭牌获取必要的信息，熟练应用电功率的变形公式即可正确解题，本题是一道基础题14如图，在正点电荷Q形成的电场中，AD、BC是以Q为圆心的两段圆弧正点电荷Q沿ABCDA移动，则该电荷Q（）13A沿BC运动时不受电场力作用B沿DA运动时电场力不做功C在B点时的电势能比在D点时小D在A点时受到的电场力比在C点时小【考点】楞次定律；电场；法拉第电磁感应定律【专题】电磁感应与电路结合【分析】电场力做功，根据公式WQU，可知跟两点间的电势差有关系，两点间电势差为零，不做功电场线的疏密反映了电场的强弱【解答】解A、电荷处在电场中就会受到电场力的作用，故A错误B、在正点电荷Q形成的电场中，AD、BC是以Q为圆心的两段圆弧，也是两个等势面，所以沿DA运动时电场力不做功，故B正确C、沿着电场线方向的电势降低，所以D点电势高于B点电势，但是电势能EPQ，所以正点电荷Q在B点时的电势能比在D点时小，故C正确D、根据库仑定律，离点电荷的距离越小，电场强度越大，所以A点的场强大于C点的场强，所以在A点时受到的电场力比在C点时大，故D错误故选BC【点评】根据电场的对称性，电场线与等势面垂直，沿电场线的方向，电势降低，可以分析解决本题二、实验填空题15（10分）（2010龙川县校级模拟）某同学利用多用电表测量二极管的反向电阻完成下列测量步骤（1）检查多用电表的机械调零（2）将红、黑表笔分别插入正、负表笔插孔，将选择开关拔至电阻测量挡适当的量程处（3）将红、黑表笔短接，进行欧姆调零（4）测反向电阻时，将红表笔接二极管正极，将黑表笔接二极管负极，读出电表示数（5）为了得到准确的测量结果，应让电表指针尽量指向表盘中央（填“左侧”、“右侧”或“中央”）；否则，在可能的条件下，应重新选择量程，并重复步骤（3）、（4）（6）测量完成后，将选择开关拔向OFF挡或交流电压最高挡位置【考点】伏安法测电阻【专题】实验题；恒定电流专题【分析】用欧姆表测电阻时，红表笔接电源的负极，黑表笔接电源的正极；使用欧姆表测电阻时，应把红黑表笔短接进行欧姆调零；应选择合适的挡位，使欧姆表指针指在表盘中央附近；多用电表使用完毕，应把选择开关打到OFF挡或交流电压最高挡【解答】解（3）将红、黑表笔短接，进行欧姆调零（4）测反向电阻时，将红表笔接二极管正极，将黑表笔接二极管负极，读出电表示数（5）为了得到准确的测量结果，应让电表指针尽量指向表盘中央（6）测量完成后，将选择开关拔向OFF挡或交流电压最高挡位置故答案为（3）短接；（4）红；黑；（5）中央；（6）OFF挡或交流电压最高挡【点评】要掌握欧姆表的使用方法及注意事项，二极管正向偏压很小，二极管反向偏压电阻很大，相当于断路1416某学生用电流表和电压表测干电池的电动势和内阻时，所用滑动变阻器的阻值范围为020，连接电路的实物图如图所示下列对该学生接线的说法正确的是（）A滑动变阻器不起变阻作用B电流表接线有错C电压表量程选用不当D电压表接线不妥【考点】测定电源的电动势和内阻【专题】实验题【分析】滑动变阻器的限流接法应接一上一下两个接线柱，开关应能控制整个电路的通断，电表正负接线柱不能接反【解答】解A、由电路图可知，滑动变阻器同时接下面两个接线柱，滑动变阻器被接成了定值电阻，不起变阻作用，故A正确；B、由电路图可知，电流表正负接线柱接反了，电流表接线错误，故B正确；C、由电路图可知，电压表选3V量程，电压表量程选择正确，故C错误；D、电压表直接接在电源连接上，开关不能控制电压表与电源断开，电压表接线错误，故D正确；故选ABD【点评】本题考查了实验电路分析，知道连接实物电路图的注意事项、分析图示电路图即可正确解题；滑动变阻器采用限流接法时要接一上一下两个接线柱三、计算题（本题共3小题，共30分解答时应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤，只写出最后答案的不能得分有数值计算的题，解答中必须明确写出数值和单位）17（12分）（2015秋郴州校级期中）在真空中O点放一个点电荷Q10109C，直线MN通O点，OM的距离R30CM，M点放一个点电荷Q101010C，如图所示，求（1）Q在M点受到的作用力；（2）M点的场强；（3）拿走Q后M点的场强；（4）M、N两点的场强哪点大【考点】电场强度【专题】电场力与电势的性质专题【分析】直接根据库伦定律公式进行计算即可15依据库伦定律求出Q所受电场力，然后利用电场强度的定义式即可求出在M所在处的场强的大小电场强度是由电荷所受电场力与其电量的比值来定义比值与电场力及电量均无关【解答】解（1）根据库伦定律公式得F得F1108N方向由M指向0（或向左）（2）根据电场强度定义式得E100N/C方向由M指向N（或向右）（3）电场强度是由电荷所受电场力与其电量的比值来定义比值与电场力及电量均无关拿走点电荷Q后M点的场强，E100N/C方向由M指向N（