山西省忻州市岢岚县中学2019-2020学年高二物理上学期期中试题（含解析）

山西省忻州市岢岚县中学2019-2020学年高二物理上学期期中试题（含解析）一、单选题（每题3分，共30分）1.如图所示，真空中m、n处放置两等量异种电荷，a、b、c为电场中的三点，实线pq为m、n连线的中垂线，a、b两点关于mn对称，a、c两点关于pq对称已知一带正电的试探电荷从a点移动到c点时，试探电荷的电势能增加，则以下判断正确的是 ( )a. a点的电势高于c点的电势b. a点的场强与c点的场强完全相同c. m点处放置的是正电荷d. 若将带正电的试探电荷沿直线由a点移动到b点，则电场力先做正功，后做负功【答案】d【解析】【详解】因正电荷由a到c电势能增加，则电场力做负功，则电势升高故c点电势高于a点电势则m点为负电荷，故ac错误a点与c点为关于两电荷的中垂线对称，则场强大小相等但方向不同，故b正确；将该试探电荷沿直线由a点移动到b点，根据等势线分布图可知，电势先降低后升高，则电势能先减小后增大，电场力先做正功、后做负功故d正确；故选bd【点睛】在电场中跟据带电粒子运动轨迹和电场线关系判断电场强度、电势、电势能、动能等变化是对学生基本要求，也是重点知识，要重点掌握。2.油罐车后面都有一条拖地的铁链，其作用是( )a. 向外界散热b. 把电荷导入大地，避免由静电造成危害c. 作为油罐车的标志d. 发出响声，提醒其他车辆和行人的注意【答案】b【解析】【详解】油罐车上搭地铁链是为了把产生的静电导走，属于静电的防止，故b答案正确故选b3.两个分别带有电荷量q和+5q的相同金属小球（均可视为点电荷），固定在相距为r的两处,它们间库仑力的大小为f，两小球相互接触后将其固定距离变为，则两球间库仑力的大小为（ ）a. b. c. d. 【答案】c【解析】相距为r时，根据库仑定律得：；接触后，各自带电量变为2q，则此时,两式联立得f=，故选c4.关于电场线与电场强度，下列说法中正确的是（ ）a. 电场线越密的地方，电场强度越大b. 电场线越疏的地方，电场强度越大c. 顺电场线的方向移动，电场强度越来越大d. 逆电场线的方向移动，电场强度越来越大【答案】a【解析】【分析】由题中“关于电场线与电场强度”可知，本题考查电场线和电场强度关系，根据电场线的分布、疏密程度可分析本题。【详解】ab电场线密的地方电场的强度大，故a正确b错误；cd沿电场线的方向，电势降低，但是电场线不一定是越来越密的，故cd错误。【点睛】电场线的方向是电势降低的方向，疏密程度反应电场强度。5. 如图所示，虚线表示等势面，相邻两等势面间的电势差相等，有一带电的小球在该电场中运动，不计小球所受的重力和空气阻力，实线表示该带正电的小球的运动轨迹，小球在a点的动能等于20ev，运动到b点时的动能等于2ev，若取c点为零电势点，则这个带电小球的电势能等于6ev，它的动能等于：（ ）a. 16evb. 14evc. 6evd. 4ev【答案】b【解析】小球自a点运动到b时，电场力做负功：wab=2ev-20ev=-18ev 由于相邻两等势面的电势差相等，故电势差的大小关系有：uab=3ubc 从b到c电场力做正功，根据动能定理有：wbc=ekc-ekb 联立可得ekc=8ev由于只有电场力做功，电势能和动能和保持不变，故在c点：e=ep+ek=8ev即电势能和动能之和为8ev，因此当电势能等于-6ev时动能为14ev，故abd错误，c正确故选c6.如图所示，实线为不知方向的三条电场线，从电场中m点以相同速度飞出a、b两个带电粒子，仅在电场力作用下的运动轨迹如图中虚线所示。则（ ）a. a一定带正电，b一定带负电b. a的速度将减小，b的速度将增加c. a的加速度将增加，b的加速度将减小d. 两个粒子的电势能都减小【答案】d【解析】【详解】由图可知，b粒子的轨迹向右弯曲，b粒子受到的电场力方向向右，a的轨迹向左弯曲，a粒子受到的电场力方向向左，由于电场线未知，无法确定两个粒子的电性，但是一定带异种电荷，故a正确；由图看出，向左电场线越来越疏，场强越来越小，则a所受电场力减小，加速度减小，b所受电场力增大，加速度增大，故c错误；由图判断电场力对两个粒子都做正功，电势能都减小，动能都增大，故bd错误。7.物理量的决定式能揭示该物理量的大小受什么因素的影响，以下公式不属于决定式的是( )a. 平行板电容器的电容b. 导体的电阻c. 导体中电流d. 孤立点电荷的电场强度【答案】c【解析】根据电阻定律可知，电阻的决定式为，而是电容的决定式，孤立点电荷的电场强度的决定式是：，而导体中的电流是量度公式；故选c.8.如图，电源的输出电压和a、b两灯的电阻均不变。若滑动变阻器r的滑片向左移动，则a. a、b两灯均变亮b. a、b两灯均变暗c. a灯变暗，b灯变亮d. a灯变亮，b灯亮度不变【答案】d【解析】【详解】滑动变阻器r的滑片向左移动，接入电路电阻变小，根据电阻关系可知，回路总电阻变小，电流变大，由于b灯电压为电源输出电压不变，所以b灯电路不变，亮度不变；但总电流变大，b支路电流不变，所以a支路电流变大，所以a灯变亮，abc错误d正确。9.下图为电阻和电阻的i-u图像，两电阻的阻值分别为r1和r2。把两电阻并联后接入电路，通过它们的电流大小分别为i1和i2，则a. r1r2，i1i2b. r1r2，i1i2c. r1r2，i1i2d. r1r2，i1i2【答案】c【解析】【详解】根据欧姆定律可知，斜率大的电阻小，所以r1r2，电阻并联，电压相同，电阻大的电流小，所以i1i2，abd错误c正确。10.电源、开关s、定值电阻r1和r3、光敏电阻r2、灯泡以及电容器连接成如图所示电路，电容器的两平行板水平放置。当开关s闭合，并且无光照射光敏电阻r2时，一带电液滴恰好静止在电容器两板间的m点。当用强光照射光敏电阻r2时，光敏电阻的阻值变小，则( )a. 电容器所带电荷量减少b. 灯泡变暗c. 电容器两极板间电压变大d. 液滴向下运动【答案】c【解析】【详解】根据闭合电路欧姆定律：，光敏电阻的阻值变小，回路电流增大，灯泡电流变大，灯泡变亮；r1两端电压：电压变大，所以电容器两极板电压变大，电容器电荷量变大；板间场强，变大，初态电场力与重力平衡，现在场强变大，电场力变大，液滴合力向上，向上运动，abd错误c正确。二、多选题（每题4分，共20分，选择不全得2分，错选不得分）11.平行板电容器的一个极板与静电计的金属杆相连，另一个极板与静电计金属外壳相连，给电容器充电后，静电计指针编转一个角度，以下情况中，能使电静电计指针偏角增大的有（）a. 把两板间的距离减小b. 把两板的正对面积减小c. 在两板间插入相对介电常数较大的电介质d. 增大电容器所带电荷量【答案】bd【解析】【详解】a减小板间距离d，根据电容的决定式分析得知，电容c增大，而电容器的带电量q不变，由分析得知，板间电势差u减小，则静电计的指针偏角变小，故a项错误；b减小极板正对面积，根据电容的决定式，分析得知，电容c减小，而电容器的带电量q不变，由分析得知，板间电势差u增大，则静电计的指针偏角变大，故b项正确；c在两板间插入相对常数较大的电介质，根据电容的决定式，分析得知，电容c增大，而电容器的带电量q不变，由分析得知，板间电势差u减小，则静电计的指针偏角变小，故c项错误；d增大电容器所带电荷量，由公式可知，板间电势差u增大，则静电计的指针偏角变大，故d项正确。12.在水平方向的电场线ab上(如图所示，电场线方向未标明)，将一受到水平向右恒定拉力的带电粒子(不计重力)在a点由静止释放，带电粒子沿ab方向开始运动，经过b点时的速度恰好为零，则下列结论正确的是 ()a. 粒子的运动不可能是匀速运动，也不可能是匀加速运动b. 可能a点的电势高于b点的电势，也可能a点的电势低于b点的电势c. a处的场强可能大于b处的场强d. 粒子在a、b两点间移动时，恒力做功的数值大于粒子在a、b两点间的电势能之差的绝对值【答案】ab【解析】【详解】由题中叙述可知，带电粒子由a点运动到b点，速度先增大后减小，故粒子的运动不可能为匀速运动，也不可能为匀加速运动，故a正确；但因粒子的电性未知，故电场方向也无法确定，故b正确；电场力的方向由b指向a，开始向右加速，feaq，后来粒子减速，febq，故c错误；由动能定理得，拉力做正功，电场力一定做负功，电势能增大，且恒力的功等于电势能的增加量，故d错误。13.如图所示，一直流电动机与阻值r9 的电阻串联在电源上，电源电动势e30 v，内阻r1 ，用理想电压表测出电动机两端电压u10 v，已知电动机线圈电阻rm1 ，则下列说法中正确的是a. 通过电动机的电流为10 ab. 电动机输入功率为20 wc. 电动机的热功率为4 wd. 电动机的输出功率为16 w【答案】bcd【解析】【详解】根据闭合电路欧姆定律，有：，解得：，故a错误；b电动机的输入功率：c电动机的热功率：d电动机的输出功率：，故d正确；14.关于电源和电源电动势，下列说法正确的是（ ）a. 定义电源电动势采用的是比值法，电动势大小与非静电力做功多少相关b. 电动势在数值上等于在电源内阻非静电力把1c的正电荷从负极移送到正极所做的功，也等于电路中通过1c的正电荷时，电源提供的能量c. 电动势等于电源正负极之间的电势差d. 化学电池内正、负极附近分别存在着化学反应层，反应层中非静电力（化学力）把正电荷从电势低处移至电势高处，在这两个地方，沿电流方向电势“跃升”【答案】bd【解析】【详解】a.根据电源电动势：可知，该公式为电源电动势的定义式，其大小与非静电力做功的多少无关，故a错误；b.电动势的物理意义是表征电源把其他形式的能转化为电能本领强弱，在数值上等于在电源内阻非静电力把1c的正电荷从负极移送到正极所做的功，也等于电路中通过1c的正电荷时，电源提供的能量，故b正确；c.电源没有接入电路时两极间的电压在数值上等于电源的电动势，故c错误；d.化学电池内正、负极附近分别存在着化学反应层，反应层中非静电力（化学力）把正电荷从电势低处移至电势高处，在这两个地方，沿电流方向电势“跃升”。故d正确。15.用伏安法测未知电阻 rx 时，若不知道 rx 的大概值，为了选择正确的电路接法以减小误差， 可将电路按如下图所示连接，只空出电压表的一个接头 s，然后将 s 分别与 a、b 接触一下，观察 电压表和电流表示数变化情况，那么( )a. 若电流表示数有显著变化，s 应接 ab. 若电流表示数有显著变化，s 应接 bc. 若电压表示数有显著变化，s 应接 ad. 若电压表示数有显著变化，s 应接 b【答案】bc【解析】【详解】ab. 若s从a移到b时，安培表读数有显著变化，说明伏特表的分流明显，s应接在b处，故a项与题意不相符，b项与题意相符；cd. 若s从a移到b时，伏特表读数有显著变化，说明电流表的分压明显，s应接在a处，故c项与题意相符，d项与题意不符。三、实验题（16题8分，17题8分，共16分）16.在描绘小灯泡的伏安特性曲线实验中，已知小灯泡的额定电压为2.5v。如图甲所示为已连接好的实物图。(1)请根据实物图，在方框内画出对应的电路图。(2)图乙是根据测量的数据，在坐标纸中作出的小灯泡的伏安特性曲线，由图线可知，当小灯泡在额定电压下工作时，其功率是_w.(保留两位有效数字)(3)由乙图可知在实验中小灯泡的电阻率随着电压的增大而_(增大、减小、不变)。(4)将该小灯泡与电动势为9.0v、内阻为的直流电源及一个滑动变阻器串联成闭合回路，当滑动变阻器连入电路的阻值为_时，电源的输出功率最大。【答案】 (1). 1.2 w (2). 增大 (3). 20 【解析】【详解】(1)根据题图甲可知，该电路采用滑动变阻器分压接法，同时电流表采用了外接法，故电路图如图所示。(2)由题图乙可知，当电压为2.5 v时，电流为0.48 a；功率piu1.2 w。(3)图像的斜率变小则电阻变大，故电阻率增大。(4)要使直流电源的输出功率最大，应使内、外电阻相等，则可知，外电阻应为22.5 ，此时电路中电流为：，由题图乙可知，对应电压u0.5 v，则小灯泡电阻为：；滑动变阻器阻值为：r(22.52.5)20 。17.在“用电流表和电压表测定电池的电动势和内电阻”的实验中备有如下器材： a干电池1节b滑动变阻器（020 ）c滑动变阻器（01 k）d电压表（03 v，内阻约为20 k）e电流表（00.6 a，内阻ra0.2 ）f电流表（03 a，内阻约为0.01 ）g开关、导线若干(1)为减小实验误差和方便操作，选择图甲所示电路进行实验，其中滑动变阻器应选_，电流表应选_。（填写器材前的序号）(2)某同学根据实验测得的电压表示数u和电流表示数i，画出ui图像如图乙所示，由图像可得电池的电动势为_v，内电阻为_。（保留到小数点后1位）【答案】 (1). b (2). e (3). 1.5 (4). 0.8【解析】【详解】（1）因为电源内阻很小，为了方便调节电压表示数，滑动变阻器选择电阻较小的b；为了准确测量，电流表应选择内阻已知的e。（2）根据闭合电路欧姆定律：，图像纵截距为电动势：；斜率，解得内阻为。四、解答题（18题8分，19题10分，20题8分，21题8分）18.如图所示，粒子从a点以v0的速度沿垂直电场线方向的直线ao方向射入电场，由b点飞出匀强电场时速度方向与ao方向成45。已知粒子质量为m，电荷量为2e。求ob两点间电势差。【答案】【解析】【详解】解：电子进入电场后做类平抛运动在b处，粒子的速度为：由动能定理得：解得：解得：19.如图所示，平行金属板a、b间距为d，电压为，一电子由静止从a板开始加速，穿过b板的小孔，垂直进入平行金属板c、d间的匀强电场。c、d两板间距离和板长均为l，在c、d板的右侧l处有一垂直于c、d板的显示屏mn，当c、d间电压为零时，电子打在屏上o点。当c、d间电压为u时。电子打在mn屏的p点图中没画出。已知电子电量为e，质量为m，电子重力不计，求：电子从静止开始运动到打到p点所经过时间；间的距离。【答案】电子从静止开始运动到打到p点所经过的时间是；间的距离是。【解析】【详解】电子在加速电场中运动时，由动能定理得：，得：对于加速过程，由，得，电子在金属板cd间和右侧无场中运动时，水平方向都做速度为的匀速直线运动，相应的运动时间为故总时间为电子进入偏转电场时做类平抛运动，水平方向做匀速直线运动，则有：。竖直方向做匀加速运动，则电子离开偏转电场时偏转的距离为：，根据牛顿第二定律得，联立得：，设电子离开偏转电场后做匀速直线运动，好像从极板的“中点”射出，根据几何关系得：，解得：20.如图所示，一个质量m40g，带电量q-3106c的半径极小的小球，用