2014-2015学年北京市重点中学高二（上）期中物理试卷（教师版）

2014-2015学年北京市重点中学高二（上）期中物理试卷参考答案与试题解析一、单项选择题（每小题3分，共36分在每小题给出的四个选项中，只有一个选项是符合题意的选对的得3分，错选或多选的不得分）1（3分）（2014秋北京校级期中）在电场中某点放一检验电荷，其电量为q，检验电荷受到的电场力为F，则该点电场强度为E=，那么下列说法正确的是（）A若移去检验电荷q，该点的电场强度就变为零B若在该点放一个电量为2q的检验电荷，该点的电场强度就变为2EC若在该点放一个电量为q的检验电荷，则该点场强的大小仍为E，但电场强度的方向变为原来相反的方向D若在该点放一个电量q的检验电荷，则该点场强的大小仍为E，电场强度的方向也仍为原来的场强方向考点：电场强度菁优网版权所有分析：电场中的电场强度与放入电场中的试探电荷无关，由电场本身性质决定解答：解：电场强度与放入电场中的试探电荷无关，无论有无放入检验电荷、检验电荷的电量如何，电场强度不变故D正确，A、B、C错误故选：D点评：解决本题的关键知道电场中的电场强度与放入电场中的电荷无关，由电场本身性质决定2（3分）（2014秋北京校级期中）将电量为3106C的负电荷，放在电场中A点，受到的电场力大小为6106N，方向水平向右，则将电量为6106C的正电荷放在A点，受到的电场力为（）A6106N，方向水平向右B6106N，方向水平向左C1.2105N，方向水平向右D1.2105N，方向水平向左考点：电场强度；电场线菁优网版权所有分析：电场强度方向与放在该点的负电荷所受的电场力方向相反由E=求出电场强度，由F=qE求解电场力解答：解：由题意，负电荷受到的电场力方向水平向右，则该点的电场强度方向水平向左该点电场强度大小为E=N/C=2103N/C将电荷量为6106C的正电荷放在该点电场强度不变，则该正电荷所受的电场力大小为F=qE=61062103N=1.2105N，方向水平向左故选：D点评：电场强度是描述电场中的强弱的物理量，不与是否放入电荷，或电荷的多少无关3（3分）（2011海淀区学业考试）在真空中有两个点电荷，带电量分别为q1、q2，相距为l，它们之间的作用力为F则（）A若它们所带的电量不变，距离变为2l，则它们之间的作用力变为2FB若它们所带的电量不变，距离变为，则它们之间的作用力变为C若它们之间的距离不变，电量都变为原来的2倍，则它们之间的作用力变为4FD若它们之间的距离不变，电量都变为原来的倍，则它们之间的作用力变为4F考点：库仑定律菁优网版权所有专题：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F=A、当电量不变，距离变为2L时，库仑力变为F故A错误 B、若它们所带的电量不变，距离变为，库仑力变为4F故B错误 C、FC=4F，故C正确 D、FD=F，故D错误故选C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4（3分）（2014秋北京校级期中）如图所示为一小灯泡的伏安特性曲线，横轴和纵轴分别表示电压U和电流I图线上点A的坐标为（U1，I1），过点A的切线与纵轴交点的纵坐标为I2则小灯泡两端电压为U1时，电阻等于（）ABCD考点：描绘小电珠的伏安特性曲线菁优网版权所有专题：实验题；恒定电流专题分析：小灯泡是纯电阻，根据欧姆定律即可解题解答：解：小灯泡两端电压为U1时，通过小灯泡的电流为I1，根据欧姆定律得：R=故选：B点评：本题主要考查了欧姆定律的直接应用，注意因为在描绘伏安特性曲线时，本身误差较大，故不能用斜率来求电阻5（3分）（2014秋北京校级期中）如图所示的电路中，U=24V，滑动变阻器R2的最大值为100，R1=50当滑片P滑至R2的中点时，a、b两端的电压为（）A8VB12VC16VD24V考点：串联电路和并联电路菁优网版权所有专题：恒定电流专题分析：当滑片P滑至R2的中点时，变阻器下半部分电阻与R1并联后与上半部分电阻串联，根据串联电路电流相等的特点，由欧姆定律采用比例法求出ab两端的电压解答：解：由题，滑片P滑至R2的中点，变阻器下半部分电阻为50，下半部分电阻与R1并联的阻值为 R并=R1=25则ab两端的电压为： Uab=U=24V=8V故A正确，BCD错误故选：A点评：本题中滑动变阻器采用分压式接法，当滑片位置改变时，a、b端输出电压随之改变6（3分）（2014秋北京校级期中）如图所示的电路中，电源的电动势E=3V，内电阻r=1，外电路电阻R=9，不计电压表内阻的影响则闭合开关后，电压表的示数等于（）A3VB0.3VC2.7VD1.5V考点：闭合电路的欧姆定律菁优网版权所有专题：恒定电流专题分析：电源的电动势E等于电路中内外电压之和，根据闭合电路欧姆定律求解解答：解：根据闭合电路欧姆定律得：电压表的示数 U=E=3V=2.7V故选：C点评：闭合电路欧姆定律反映了电路中电流与整个电路的电动势和总电阻的关系根据串联电路特点分析即可7（3分）（2014秋北京校级期中）一根粗细均匀、阻值为R，电阻率为的电阻丝，保持温度不变，若先将它等分成4段，每段电阻为R1，再将这4段电阻丝并联，并联后总电阻为R2，则R1、R2与的大小依次为（）A，B4R，16R，C4R，16R，D，考点：串联电路和并联电路菁优网版权所有专题：恒定电流专题分析：由电阻定律R=可知，电阻与导线长度成正比，与横截面积成反比而电阻率与导线长度及截面积无关解答：解：由电阻定律可知，等分为4段后，每段电阻为：；四段电阻并联，相当于截面积增大4倍，故电阻为：；由于电阻率与电阻大小无关；只与材料本身的性质决定；故电阻率仍为；故选：D点评：本题考查对电阻定律的理解，要注意理解电阻及电阻率的决定因素8（3分）（2008秋朝阳区期末）如图所示，在O点处放置一孤立点电荷+Q，以O点为球心的同一球面上有a、b、c、d、e、f六个点以下说法正确的是（）Aa、c两点的电场强度相同，电势不同Bb、d两点的电场强度不同，电势相同Ce、f两点的电场强度、电势均相同D以上各点的电场强度各不相同、电势也各不相同考点：电场强度；电势菁优网版权所有专题：电场力与电势的性质专题分析：本题考查的就是点电荷的电场的分布及特点，这要求同学对于基本的几种电场的情况要了解，本题看的就是学生的基本知识的掌握情况，比较简单解答：解：A、a、c两点的电场强度大小相等，方向相反，故不同，所以A错误；B、b、d两点的电场强度大小相等，方向相反，故不同；两点处在同一等势面上，故两点的电势相等，故B正确；C、e、f两点的电场强度大小相等，方向相反，故不同，故C错误；D、整个球面是等势面，故电势都相等，故D错误；故选B点评：熟悉正、负点电荷周围电场分布情况往往是解题关键，知道等势面的特点，会分析利用电场力做功和电势差之间的关系9（3分）（2014秋北京校级期中）如图所示，两板间距为d的平行板电容器与电源连接，开始时电键k闭合，电容器两板间有一质量为m，带电量为q的微粒静止不动则下列各叙述中正确的是（）A微粒带的是正电B电源提供电压为C若断开电键k，微粒将向下做加速运动D保持电键k闭合，把电容器两板距离增大，微粒将仍然静止考点：带电粒子在匀强电场中的运动菁优网版权所有专题：电容器专题分析：由题，带电荷量为q的微粒静止不动，受力平衡，根据电场力方向与场强方向的关系，确定微粒的电性由平衡条件求解板间电压，板间电压等于电源的电动势断开电键K，或保持电键K闭合，把电容器两极板距离增大，根据微粒所受电场力有无变化，分析微粒是否运动解答：解：A、如图板间场强方向向下微粒处于静止状态，受到向上的电场力，则微粒带的是负电故A错误；B、板间电压等于电源的电动势由平衡条件得，mg=q，得到E=U=故B正确；C、断开电键K，板间电压与场强均不变，微粒所受的电场力不变，所以微粒仍将保持静止状态故C错误；D、保持电键K闭合，板间电压U不变，把电容器两极板距离增大，板间电场强度E=，则知E减小，微粒所受的电场力减小，微粒将向下加速运动故D错误故选：B点评：微粒能否运动，关键是分析电场力是否变化当电容器的电量和正对面积不变，板间距离变化时，板间场强不变10（3分）（2014秋北京校级期中）如图所示的电路中，电源内阻不能忽略，闭合开关S，当滑动变阻器的滑动触头向下移动的过程中，以下判断中正确的是（）A电压表的示数变大B电源两极间的电压变大C电流表的示数变小D电阻R2两端的电压变大考点：闭合电路的欧姆定律菁优网版权所有专题：恒定电流专题分析：当滑动变阻器的滑动触头向上移动的过程中，变阻器在路电阻增大，即可知外电路总电阻增大，由闭合电路欧姆定律可判断出干路电流的变化，即知电流表示数的变化和电源两极间电压的变化并可根据欧姆定律判断并联部分电压的变化，即可知R2两端的电压变化解答：解：当滑动变阻器的滑动触头向上移动的过程中，变阻器在路电阻增大，外电路总电阻增大，干路电流减小，电源的内电压减小，则根据闭合电路欧姆定律得知，电源两极间的电压即路端电压变大，电流表的示数变小电阻R2两端的电压等于电阻R2与变阻器并联的电压，因路端电压增大，干路电流减小，电阻R1两端的电压减小，则知并联部分的电压增大，故R2两端的电压变大因电压表测量R2两端的电压，则其示数变大故CD正确故选：CD点评：本题按“局部整体局部”的思路进行动态分析，掌握闭合电路欧姆定律和部分电路欧姆定律是分析的理论依据11（3分）（2014秋北京校级期中）一带电粒子在匀强电场E中的运动轨迹如图所示，电场方向竖直向下若不计粒子重力及空气阻力，则（）A不论粒子从a运动到b，还是从b运动到a，都可以判断出粒子带负电B因为不知道运动方向，所以粒子动能变化情况无法判断C若粒子从a运动到b，则粒子动能减小，电势能增加D运动过程中，带电粒子的机械能守恒考点：电场线菁优网版权所有分析：根据图中的运动轨迹情况，可以判断出电场力的方向，即可分析粒子的电性根据功能关系分析动能、电势能的变化和机械能的变化即可解答：解：A、根据轨迹的弯曲方向可知：粒子所受的电场力向上，与电场线方向相反，所以该粒子必定带负电，故A正确B、粒子运动过程中，可以判断电场力做功的正负，能判断动能的变化情况，故B错误C、若粒子从a运动到b，电场力做正功，则粒子动能增大，电势能减小，故C错误D、由于电场力对粒子做功，所以粒子的机械能不守恒故D错误故选：A点评：本题在电场中运动轨迹问题，关键要正确判断电场力的方向，再根据带电粒子的功能关系进行分析在学习过程中要明确各种功能关系是解这类问题的关键12（3分）（2014秋北京校级期中）如图，甲是某电场中的一条电场线，A、B 是这条线上的两点，某正电荷只在电场力作用下，沿电场线从A运动到B 在这一过程中，电荷的速度一时间图线如图乙所示，比较A、B两点的电势的高低和电场强度E 的大小，下述正确的是（）AAB，EAEBBAB，EA=EBCAB，EAEBDAB，EA=EB考点：电场线菁优网版权所有分析：根据受力方向判断电场线方向，根据加速度的大小判断场强大小的变化解答：解：正电荷从A释放（初速为0）后，能匀减速运动到B，说明正电荷受到的电场力方向是从B指向A，那么电场方向就是由B指向A，由于沿电场线方向电势逐渐降低，所以A、B两点的电势关系是AB正电荷从A运动到B的过程中，它的加速度不变（乙图中的“斜率”表示加速度），由牛顿第二定律知，正电荷从A到B时，受到的电场力不变，由F=qE知EA=EB故选：D点评：本题考查了对图象的认识和理解，能从图象中获取有用的物理信息，本题是小型的综合题二、不定项选择题（每小题3分，共15分，全选对的得3分，选对但选不全的得2分，多选或错选的不得分）13（3分）（2014秋北京校级期中）如图是某电场电场线的分布图，其中a、b是电场中的两点下列说法中正确的是（）Aa点的场强比b点的场强大Ba点的电势比b点的电势高C同一个电子在a点的电势能比它在b点的电势能大D同一个电子在a点的电势能比它在b点的电势能小考点：电场线菁优网版权所有分析：电场线的疏密表示电场强度的相对大小，电场线越密，电场强度越大同一点电荷在电场强度越大的地方受到的电场力越大；利用沿电场线方向电势越来越低和电势能公式判断即可解答：解：AB、由图看出，a点处电场线比b点处电场线密，则a点的场强比b点的大；沿电场线方向电势越来越低，所以a点的电势高于b点的电势，故AB正确；CD、由电势能公式Ep=q可知，同一个电子在电势高的地方电势能反而小，所以电子在b点的电势能大故C错误，D正确故选：ABD点评：本题考查对电场线物理意义的理解和应用，抓住电场线越密，电场强度越大和沿电场线方向电势越来越低是关键14（3分）（2014秋北京校级期中）如图所示，A图为平行板电容器内部电场；B图为等值异号点电荷的电场，其中O为两点电荷连线的中点且Oa=Ob；C图为孤立正点电荷的电场，a、b为以点电荷为圆心的圆上的点；D图为等量正点电荷的电场，a、b为两点电荷连线的中垂线上的点，且Oa=Ob则下面四幅图中a、b两点的电场强度相同但电势不同的是（）ABCD考点：匀强电场中电势差和电场强度的关系菁优网版权所有专题：电场力与电势的性质专题分析：电势是标量，同一等势面各点电势相等电场强度是矢量，只有大小和方向均相同时，场强才相同解答：解：A、a、b是匀强电场中的两点，电场强度相同，a、b连线与板不平行，则与电场线不垂直，所以a点的电势高于b点的电势故A正确 B、等量异种电荷连线的两个点，沿着电场线的方向，电势降低，则a的电势高于b的电势由于电场线关于两电荷连线上下对称，场强相同故B正确 C、a、b是同一等势面上的两点，电势相同，场强大小相等，但方向不同，故C错误 D、根据电场线的对称性可知，ab两点电势相同，场强大小相等，但方向相反，故D错误故选：AB点评：本题要抓住电势与场强的区别，只要大小相同，标量就相同而矢量大小和方向都相同才相同对于常见电场的电场线与等势面分布要了解，有助于解题15（3分）（2014秋南通期末）一只电炉的电阻丝和一台电动机线圈电阻相同，都为R，设通过它们的电流相同（电动机正常运转），则在相同时间内（）A电炉和电动机产生的热量相同B电动机消耗的功率大于电炉消耗的功率C电炉两端电压小于电动机两端电压D电炉和电动机两端电压相等考点：电功、电功率菁优网版权所有专题：恒定电流专题分析：对于电炉电路和电动机电路，焦耳定律都适用，欧姆定律适用于电炉，不适用于电动机；根据欧姆定律研究电炉两端的电压；电动机两端的电压大于电流与电阻的乘积解答：解：A、电炉电路和电动机电路焦耳定律都适用根据焦耳定律Q=I2rt，得，电炉和电动机的电阻相同，电流相同，则在相同的时间内电炉和电动机产生的电热相等故A正确B、电动机消耗的电能一部分转化为内能，另一部分转化为机械能，电炉消耗的电能全部转化为内能，而相等时间内它们产生的热量相等，则在相同的时间内，电动机消耗的电能大于电炉消耗的电能，电动机消耗的功率大于电炉消耗的功率故B正确CD、设电流为I，则电炉两端电压U炉=Ir，电动机两端电压U机Ir，所以U机U炉即电动机两端电压大于电炉两端电压，故C正确，D错误故选：ABC点评：明确电动机工作时电功只能用W=UIt求，电热只能用焦耳定律求；电炉工作时，电热等于电功，W=UIt=I2rt16（3分）（2014秋北京校级期中）如图所示，由两块相互靠近正对的平行金属板组成的平行板电容器，极板N与静电计相接，极板M接地用静电计测量平行板电容器两极板间的电势差U在两板相距一定距离d时，给电容器充电，静电计指针张开一定角度在整个实验过程中，保持电容器所带电量Q不变，下面哪些操作将使静电计指针张角变大（）A将M板竖直向下平移一小段距离B将M板沿水平向左方向远离N板C在之间插入云母板（介电常数1）D将M极板向里与N极板错开一些考点：电容器的动态分析菁优网版权所有专题：电容器专题分析：由题意，电容器所带电量Q保持不变，静电计指针张角变大，板间电势差U变大，由定义式分析电容C如何变化，根据决定式进行分析解答：解：由题意，电容器所带电量Q保持不变，静电计指针张角变大，板间电势差U变大，由C=分析可知，电容C应变小，根据C=分析可知，减小正对面积，增大板间距离、或抽出电介质故选：AB点评：对于电容器的动态变化问题，关键要抓住不变量，根据电容的定义式和决定式进行分析三、填空题（共20分）17（5分）（2014秋北京校级期中）已知电流表的内电阻Rg=200，满偏电流Ig=3mA，要把它改装成量程为6V的电压表，应串联一个1800的电阻，改装后电压表内电阻2000；若欲将其改装为量程为0.6A的电流表，需要给并联一只R=1的电阻考点：把电流表改装成电压表菁优网版权所有专题：实验题；恒定电流专题分析：把电流表改装成电压表需要串联一个分压电阻，把电流表改装成大量程的电流表需要并联分流电阻，应用串并联电路特点与欧姆定律求出电阻阻值解答：解：把电流表改装成6V的电压表需要串联分压电阻，串联电阻阻值：R=Rg=200=1800，改装后电压表内阻：RV=2000；把电流表改装成0.6A的电流表需要并联分流电阻，并联电阻阻值：R=1；故答案为：串；1800；2000；并；1点评：本题考查了电压表与电流表的改装，知道电表改装原理、应用串并联电路特点与欧姆定律即可正确解题18（8分）（2014秋北京校级期中）测量干电池电动势和内电阻的实验器材如图1所示（1）请用实线表示导线，将图1中器材连成实验用电路（2）某组同学实验中，得到如图2数据，请你选择恰当的数据处理方法，求出该电源的电动势和内电阻E=1.54V；r=1.1考点：测定电源的电动势和内阻菁优网版权所有专题：实验题；恒定电流专题分析：用实线代替导线将实验器材连成实验电路，注意接线要接在接线柱上，导线不能交叉；外电压与电流成线性关系，图线是一条直线，根据点迹作出UI图线，纵轴截距表示电动势的大小，图线斜率的绝对值表示内阻的大小解答：解：（1）用实线代替导线将实验器材连成实验电路，注意接线要接在接线柱上，导线不能交叉，如图，（2）根据描出的点作出伏安特性曲线如图所示；则由图可知，图象与纵坐标的交点为电源的电动势；E=1.54V；斜率表示内阻，r=1.1；故答案为：（1）如图；（2）1.54；1.1点评：解决本题的关键掌握伏安法测量电源电动势和内阻的原理，E=U+Ir，以及会通过UI图线得出电源的电动势和内阻19（7分）（2014秋北京校级期中）某同学用伏安法测量一个未知电阻Rx的阻值（阻值大约为6左右），除被测电阻外，还有如下实验器材：A学生电源：直流稳压3VB电流表A：量程00.6A，内阻约为0.125C电压表V：量程03V，内阻约为3kD滑动变阻器：最大阻值20E开关、导线等（1）请根据所提供的器材，在如图所示的方框中画出合理的实验电路图（2）这种连接方法属于电流表外接（填“内接”或“外接”）；测量的电阻值比真实电阻值偏小（填“大”或“小”）考点：伏安法测电阻菁优网版权所有专题：实验题；恒定电流专题分析：（1）内接外接的判断标准为：Rx6，故采用外接法，滑动变阻器（最大阻值20），可采用限流接法（2）外接法的电流测量值偏大，故电阻测量值偏小解答：解：（1）由于Rx6，而Rx6，故采用外接法，滑动变阻器的最大阻值20比被测电阻阻值大很多，可采用限流接法，故电路图为：（2）这种连接方法属于电流表外接，此种接法电压U测量准确，电流测量值等于通过电流表的电流与通过电阻的电流之和，故电流偏大，由欧姆定律得：，故电阻测量值偏小故答案为：（1）如图所示；（2）外接，小点评：注意内接外接的判断标准和系统误差分析，电流表内接法电阻测量值大于真实值、电流表外接法电阻测量值小于真实值四、计算题（要求有必要的解题步骤及文字说明，本题共32分）20（8分）（2014秋北京校级期中）电场中有a、b两点，将一个电荷量为q1=2108C的正电荷从a点移到b点，电场力做功w1=4106J（1）求a、b两点的电势差uab（2）若将电荷量为q2=8107C的负电荷从a点移到b点，求电场力所做的功w2和其电势能的变化考点：电势能菁优网版权所有分析：（1）已知试探电荷的电荷量和电场力做功，根据电势差的定义式求解即可（2）由W=qU求解电场力所做的功W2，根据功能关系分析其电势能的变化解答：解：（1）a、b两点的电势差 Uab=V=200V（2）将电荷量为q2=8107C的负电荷从a点移到b点，电场力所做的功 W2=q2Uab=8107200J=1.6104J则负电荷的电势能增加1.6104J答：（1）a、b两点的电势差uab是200V（2）若将电荷量为q2=8107C的负电荷从a点移到b点，电场力所做的功w2是1.6104J，其电势能增加1.6104J点评：在电场中计算电势差时一定要所注意带着符号来运算，不能只算电势差和电场力做功的绝对值21（8分）（2014秋北京校级期中）如图所示的电路中，R1=5，R2=3当开关S切换到位置1时，电流表的示数为I1=0.5A；当开关S扳到位置2时，电流表的示数为I2=0.75A求电源的电动势和内阻考点：闭合电路的欧姆定律菁优网版权所有专题：恒定电流专题分析：对电键闭合和断开时分别根据闭合电路欧姆定律列方程求解即可解答：解：当电键S2断开时，电路欧姆定律得：E=I1（R1+r）当电键S2闭合时，根据闭合电路欧姆定律：E=I2（+r）代入数据解得：E=12V，r=4答：电源电动势E为12V，内电阻r为4点评：解答本题的关键是掌握闭合电路欧姆定律，并能用来分析和计算直流电流的问题22（8分）（2014秋北京校级期中）如图所示，真空中两组平行金属板，一组竖直放置，一组水平放置今有一质量为m电荷量为e的电子，从竖直放置的平行金属板上的A点，由静止开始，经电压U0加速后，通过另一个金属板中间的小孔B点，进入两极板间距为d、电压为U的水平放置的平行金属板间若电子从两块水平放置的平行金属板的正中间射入，且最后刚好能从金属板的右侧穿出，求：（1）电子通过B点时的速度大小；（2）右侧水平放置的平行金属板的长度；（3）电子穿出右侧平行金属板时的动能考点：带电粒子在匀强电场中的运动菁优网版权所有专题：带电粒子在电场中的运动专题分析：（1）电子在加速电场中，电场力做正功eU0，由动能定理求解电子射出加速电场的速度（2）电子进入偏转电场后做类平抛运动，沿水平方向做匀速直线运动，位移大小等于板长L；竖直方向做匀加速直线运动，位移大小等于板间距离的一半，由牛顿第二定律求出加速度，由运动学公式求解板长L（3）根据类平抛知识求得电子穿出平行金属板时的速度，从而求出其动能即可解答：解：（1）电子通过B点时的速度大小为VB，则由动能定理得，所以可得电子在B点时的速度；（2）右侧平行金属板的长度为L，由