湖北省宜昌市长阳一中高二物理上学期期中试卷(含解析)

1、-1 -2015-2016 学年湖北省宜昌市长阳一中高二（上）期中物理试卷一、单项选择题（共 6 小题，每小题 5 分，共 30 分，每小题只有一项符合题目要求）1 真空中有相距为 r 的两个点电荷AB,它们之间相互作用的静电力为F,如果将 A 的带电量增加到原来的 4 倍，B 的带电量不变，要使它们的静电力变为，则它们的距离应当变为4（）A. 16r B. 4r C. 2D. 2r2. 关于磁感应强度 B,下列说法中正确的是（）A. 磁场中某点 B 的大小，跟放在该点的试探电流元的情况有关B. 磁场中某点 B 的方向，跟该点处试探电流元所受磁场力方向一致C.在磁场中某点试探电流元不受磁场力作

2、用时，该点B 值大小为零D.在磁场中磁感线越密集的地方，B 值越大3.两个可自由移动的点电荷分别放在A、B 两处，如图所示，A 处点电荷带正电 Q, B 处点电荷带负电 Q2,且 QQ,另取可自由移动的点电荷 Q 放在 AB 所在直线上，欲使整个系统处于QiQi平衡状态，则（）-代；-0-ABA. Q 为负电荷，且放于 A 左方 B . Q3为负电荷，且放于 B 右方C. Q 为正电荷，且放于 AB 之间 D. Q3为正电荷，且放于 B 右方MN 两端用细软导线连接后悬挂于 a、b 两点.棒的中部处于方向垂直纸面向里的匀强磁场中，棒中通有电流，方向从4.如图所示，一根有质量的金属棒M 流向 N

3、,此时悬线上有拉力,-2 -A.适当减小磁感应强度B.使磁场反向C.适当增大电流强度D .使电流反向5.如图所示，在真空中有两个带正电的点电荷，分别置于M N 两点.M 处正电荷的电荷量大于 N 处正电荷的电荷量，A、B 为 M N 连线的中垂线上的两点.现将一负点电荷q 由 A 点沿中垂线移动到 B 点，在此过程中，下列说法正确的是（）LVIb w vw a*Q,另取可自由移动的点电荷Q3放在 AB 所在直线上，欲使整个系统处于QiQ2平衡状态，则（）-AA. Q 为负电荷，且放于A 左方 B . Q3为负电何， 且放于B 右方C. Q 为正电荷，且放于AB 之间 D. Q3为正电荷， 且放

4、于B 右方【考点】库仑定律.【专题】定量思想；方程法；电场力与电势的性质专题.【分析】由于 Q 带正电荷，Q 带负电荷，根据同种电荷排斥，异种电荷吸引，要使整个系统 处于平衡状态，对其 Q 受力分析，去判断所处的位置.【解答】解：假设 Q 放在 QQ 之间，那么 Q 对 Q 的电场力和 Q 对 Q 的电场力方向相同， Q 不 能处于平衡状态，所以假设不成立.设 Q 所在位置与 Q 的距离为 ri3, Q 所在位置与 Q 的距离为3，要能处于平衡状态， 所以 Q 对 Q3的电场力大小等于 Q 对 Q3的电场力大小.kQjQ即：=-12 -r13工23由于QQ,-13 -所以23 ri3,所以 Q

5、 位于 Q 的左方.根据同种电荷排斥，异种电荷吸引，可判断Q3带负电.故选：A.【点评】我们可以去尝试假设Q 带正电或负电，根据平衡条件求解它应该放在什么地方，能不能使整个系统处于平衡状态，不行再继续判断.4.如图所示， 一根有质量的金属棒 MN两端用细软导线连接后悬挂于 a、b 两点.棒的中部 处于方向垂直纸面向里的匀强磁场中，棒中通有电流，方向从M 流向 N,此时悬线上有拉力，为了使拉力等于零，可以（）M ix xBx；N A.适当减小磁感应强度B.使磁场反向C.适当增大电流强度 D .使电流反向【考点】安培力；共点力平衡的条件及其应用；左手定则.【专题】共点力作用下物体平衡专题.【分析】

6、通电导线在磁场中的受到安培力作用，由公式F=BIL 求出安培力大小，由左手定则来确定安培力的方向.【解答】解：棒的中部处于方向垂直纸面向里的匀强磁场中，棒中通有电流，方向从 M 流向 N,根据左手定则可得，安培力的方向竖直向上，由于此时悬线上有拉力，为了使拉力等于零， 则安培力必须增加.所以适当增加电流强度，或增大磁场故选：C.【点评】学会区分左手定则与右手定则，前者是判定安培力的方向，而后者是判定感应电流的方向.5.如图所示，在真空中有两个带正电的点电荷，分别置于M N 两点.M 处正电荷的电荷量大于 N 处正电荷的电荷量，A、B 为 M N 连线的中垂线上的两点.现将一负点电荷q 由 A

7、点沿中-14 -垂线移动到 B 点，在此过程中，下列说法正确的是（）-15 -LVIit- - - - -*A. q 的电势能逐渐减小B. q 的电势能逐渐增大C. q 的电势能先增大后减小D. q 的电势能先减小后增大【考点】电势能；电势.【专题】电场力与电势的性质专题.【分析】A、B 为带正电的点电荷连线的中垂线上的两点，电场线从MN 出发到无穷远终止，根据顺着电场线电势降低可知， A 的电势高于 B 点的电势，将负点电荷 q 由 A 点沿中垂线移动到 B 点，根据电场力做功的正负，判断其电势能的变化.【解答】解：由题分析可知，A 的电势高于 B 点的电势，将负点电荷 q 由 A 点沿中垂

8、线移动到B 点的过程中，电场力一直做负功，电荷的电势能逐渐增大.故选 B【点评】本题关键是判断出AB 间电势的高低本题也可以根据推论：负电荷在电势低处电势能大来判断电势能的变化.6.如图所示，在平面直角坐标系中，有方向平行于坐标平面的匀强电场，其中坐标原点0 处的电势为 0V,点 A 处的电势为 6V,点 B 处的电势为 3V,则电场强度的大小为()cm)_直 3.O* 班cm)A. 200V/m B. 200 ；V/mC. 100V/m D. 100 ；V/m【考点】电势；电场强度.【专题】电场力与电势的性质专题.【分析】在 x 轴上找一电势为 3V 的点，将该点与 B 点连接，该连线为等势

9、线，求出OB 沿电场线方向上的距离，根据 E= |求出电场强度的大小.d【解答】解：OA 的中点 C 的电势为 3V,将 C 点与 B 点连接，如图，电场线与等势线垂直，根-16 -据几何关系得，BC=2 ；cm,则 OB 沿电场线方向上的距离 d=上丄丄-17 -n 3所以电场强度mm故 A 正确，B、C D 错误.d1.5X10故选 A.【点评】解决本题的关键知道电场线与等势线垂直，掌握匀强电场的电场强度大小与电势差 的关系，即E=注意 d 是沿电场线方向上的距离.二、多项选择题（共 4 小题，每小题 5 分，共 20 分，每小题给出的选项中有多项符合题目要求，选对不全得 3 分，见错无分

10、）7.如图所示，直线 b 为电源的 U- I 图象，直线 a 为电阻 R 的 U- I 图象，用该电源和该电阻组成闭合电路时，电源的输出功率和电源的效率分别是（）A.电源的输出功率为 4W B.电源的输出功率为 2WC.电源的效率约为 33.3% D.电源的效率约为 67%【考点】电功、电功率.【专题】恒定电流专题.【分析】由电源的 U- I 图象读出电动势，求出内阻.由电阻 R 的 U- I 图象求出电阻 R,根据闭合电路欧姆定律求出用该电源和该电阻组成闭合电路时电路中电流和电源的输出电压，再求出电源的输出功率和效率.T1 9【解答】解：由 a 图线得到，电阻 R= = : Q =1Q,由

11、b 图线得到，电源的电动势为E=3V 短路电流为 I短=6A,内阻为 r= =Q=0.5Q,1 / 用该电源和该电阻组成闭合电路时，电路中电流为0 216 /A-18 -路端电压为 U=E- Ir=2V ,-19 -则电源的输出功率为 P=UI=4W 电源的效率为n=67%EI 3故选：AD.【点评】本题考查对电源和电阻伏安特性曲线的理解能力，其实两图线的交点就表示该电源和该电阻组成闭合电路时的工作状态，能直接电流和路端电压，求出电源的输出功率.&如图所示，一直流电动机与阻值 R=9Q的电阻串联在电源上，电源电动势 E=30V,内阻 r=1Q,用理想电压表测出电动机两端电压U=10V

12、已知电动机线圈电阻 FM=1Q，则下列说法中正确的A.通过电动机的电流为 10AB.电动机的输入功率为 18WC.电动机的热功率为 4W D.电动机的输出功率为16W【考点】电功、电功率.【专题】定量思想；推理法；恒定电流专题.【分析】电动机正常工作时的电路是非纯电阻电路，欧姆定律不成立，而R 和 r 是纯电阻，可以对 R 和 r,运用用欧姆定律求电路中的电流；电动机输入功率 PA=UI ,发热功率 P热=I2FM,输出功率 P出=P- P热.根据功率关系求出电动机输出的功率.E一U【解答】解：A、根据闭合电路欧姆定律，有：E=U+I (r+R)解得：I=2A,故 A 错误；R+rB 电动机的

13、输入功率：P入=UI=10X2=20Vy电动机的热功率：P热=I2FM=22X1=4Vy电动机的输出功率：P出=P- P热=UI - I2RM=10X2 - 22X仁 16Vy故 B 错误，CD 正确； 故选：CD【点评】对于电动机电路区分是纯电阻电路还是非纯电阻电路，可从从能量转化的角度理解：电能全部转化内能时，是纯电阻电路电能转化为内能和其他能时，是非纯电阻电路.9平行板电容器 C 与三个可变电阻器 Ri、艮、R3以及电源连成如图所示的电路闭合开关S,待电路稳定后，电容器C 两极板带有一定的电荷要使电容器所带电荷量增加，以下方法中可行的是()-20 -B. 只增大艮，其他不变C. 只减小忆

14、，其他不变D. 只减小 a、b 两极板间的距离，其他不变【考点】闭合电路的欧姆定律；电容器的动态分析.【专题】恒定电流专题.【分析】电路稳定后，电容器的电压等于电阻R2两端的电压，电阻 甩、Ri串联，根据欧姆定律分析电阻R2的电压，来分析电容器电量的变化只减小a、b 两极板间的距离，电容增大，电压不变，电量增大.【解答】解：AB 电路稳定后，电容器的电压等于电阻R2两端的电压，U2=，当 RiK +K 2减小或 R2增大时，电容器的电压增大，电量增加故A 错误，B 正确.C 、电路稳定后，电阻R3上无电压，电容器的电压与R3的阻值无关故 C 错误.D 、只减小 a、b 两极板间的距离，电容增大

15、，电压不变，电量增加故D 正确.故选 BD【点评】本题是电容器的动态变化分析问题，关键抓住不变量电容不变，关键分析电压变 化；电压不变，关键分析电容如何变化.10.如图，空间有垂直于xoy 平面的匀强磁场.占八、 、方向沿 x 轴正方向.A 点坐标为(-0.5R ,半径不计重力影响，则()t=0 的时刻，一电子以速度Vo经过 x 轴上的 A0),其中 R 为电子在磁场中做圆周运动的轨道-21 -A.电子经过 y 轴时，速度大小仍为 Vo-22 -B.电子在 t= 时，第一次经过y 轴%. 22-J1D.电子第一次经过 y 轴的坐标为（0,-R）2【考点】带电粒子在匀强磁场中的运动.【专题】带电

16、粒子在磁场中的运动专题.【分析】由于电子做匀速圆周运动，故其过y 轴的速度大小是不变的.由此知道A 正确；又由数学几何知识，可以得到经过y 轴上对应的坐标可判定 BC由数学几何知识可以得到达到 y 轴这段的圆心角，由此可以求得运动时间，可判定 D.【解答】解：A、由于电子做匀速圆周运动，自始至终速度都不变，故其过y 轴的速度大小是不变的.速度大小仍为 vo故 A 正确B 由几何知识可知，AB 段的圆心角为：sin0=-，知B=.，故其运动时间为: t= J=【=.,故 B正确;C 由左手定则可以知道，电子往下偏做圆周运动，电子在磁场的运动轨迹如图:故选：ABD9 ATo电子第一次经过 y 轴的

17、坐标为（0,-R）由数学几何知识可知：AC=0 A- O C=R-标为（0,-23 -【点评】本题重点是要画出运动轨迹图，其余就是以几何关系来分析坐标，圆心角，等问题 了，带点例子在磁场中的运动很多时候都是数学的几何问题占重要地位，能不能画出轨迹， 找到圆心，是这类题成败关键.三、实验题（有 2 小题，共 15 分）11 用伏安法测一节干电池的电动势E 和内电阻 r，所给的器材有：A.电压表 ：0315VB. 电流表？： 00.63AC. 滑动变阻器 R:（总阻值 20Q）D. 滑动变阻器 R:（总阻值 100Q）E 电键 S 和导线若干.（1）滑动变阻器选用R1；（填 Ri或 Rz）（2）在

18、图 1 虚线框中将电压表连入实验电路中如图；（3）在 U- I 图中已画出七组实验数据所对应的坐标点，请根据这些点做出2）并由图线求出： E=1.47V, r=0.75Q.【考点】测定电源的电动势和内阻.【专题】实验题；定量思想；图析法；恒定电流专题.【分析】（1）为方便实验操作应选择最大阻值较小的滑动变阻器.（2）根据坐标系内描出的点作出图象.（3）根据图示图象求出电源电动势与内阻.U I 图线（如图【解答】解：（1）为方便实验操作滑动变阻器应选择R1；图1-24 -（2）根据坐标系内描出的点作出图象如图所示:-25 -.A故答案为：（1） R ; （2）如图所示；（3） 1.47 ; 0.

19、75 .【点评】要掌握描点法作图的方向，会根据电源的U- I 图象求电源的电动势与内阻.注意要结合公式理解图象的斜率及截距的含义.12.有一个电阻 R,其阻值大约在 40Q50Q之间，现要进一步准确地测量其电阻，需测量 多组数据，手边现有器材如下：电源 E （电动势 12V,内阻为 0.5Q）;电压表（0315V,内阻约为 10kQ）;电流表（00.63A,内阻约为 1Q）;滑动变阻器 R （阻值 010Q，额定电流 2A）;滑动变阻器 R2（阻值 01750Q，额定电流 0.3A）;开关 S 和导线若干.（1） 电压表的量程应选 015V,电流表的量程应选 00.6A，滑动变阻器应选用 空.

20、（2）在虚线方框内画出实验电路图.（3）在实物图 1 中完成其余连线使之成为完整的实验电路.【考点】伏安法测电阻.-26 -【专题】实验题.【分析】本题的关键是首先根据电源电动势的大小选择电压表的量程，然后根据欧姆定律求出通过待测电阻的最大电流来选择电流表的量程；题(2)的关键是根据-与 RRA大小关系说明电流表应采用外接法，根据电流表能读数的最小电流和闭合电路欧姆定律求出电路中的最 大电阻，说明滑动变阻器可以采用限流式或分压式.【解答】解：(1)由于电源的电动势为 12V,所以电压表应选 15V 量程；根据 1= I 可得，通过待测电阻的最大电流为：RU 12:-=0.3A，所以电流表应选

21、0.6A 的量程；R 40根据闭合电路欧姆定律电路和电流表最小读数，可求出电路中需要的最大电阻为：E12R= = Q=60Q，由于待测电阻电阻为 4050,所以滑动变阻器应用 RI 0. 6(2)由上面分析可知滑动变阻器可以采用限流式接法，也可以采用分压式接法，由于满足:-VRVRA,所以电流表应用外接法，电路图如图所示：故答案为：(1) 015V00.6ARi【点评】要通过电路的估算来选择电表的量程；注意伏安法测电阻时电流表内外接法的选择 方法，以及变阻器采用分压式接法和限流式接法的选择原则.四、计算题(本题有 4 小题，共 45 分要有必要的文字说明和解答步骤，有数值计算的要注明 单位)-

22、27 -13.如图所示，在匀强电场中，电荷量 q=5.0 x1010C 的正电荷由 a 点移到 b 点和由 a 点移到 c 点，电场力做功都是 3.0 x108J .已知 a、b、c 三点的连线组成直角三角形，ab=20cm,/a=37, / c=90，求：(1)a、b 两点的电势差 Ub; (sin37 =0.6 , cos37 =0.8)(2) 匀强电场的场强大小和方向.【考点】电场强度.【专题】电场力与电势的性质专题.【分析】根据公式!.沖求解电势差，根据公式 U=Ed 求解电场强度. ab q【解答】解：在匀强电场中，电荷量 q=5.0 x1010C 的正电荷，由 a 点移到 b 点，

23、静电力做功 都是 3.0 x108J，故 a、b 两点的电势差 Uab为：JVabQ 5X1010正电荷由 a 点移到 b 点和由 a 点移到 c 点静电力做功相同，故 bc 在等势面上，故电场强度方 向垂直 bc向右；根据公式 U=Ed,电场强度为：U 60E= .=. =375V/md0.16方向沿 ac 垂直指向 bc答：(1) a、b 两点的电势差 Uab为 60V;(2)匀强电场的场强大小为375V/m,方向为沿 ac 垂直指向 bc.【点评】本题关键是明确电势差的定义和匀强电场中电势差与电场强度的关系公式，基础题.-28 -14如图所示，两平行金属板带等量异号电荷，两板间距离为电量

24、为+q、质量为 m 的带电小球恰沿水平直线从一板的端点向左运动到另一板的端点，求:(1)该电场的场强大小及小球运动的加速度大小(2)小球静止起从一板到达另一板所需时间.【考点】带电粒子在匀强电场中的运动.【专题】带电粒子在电场中的运动专题.【分析】带电粒子做的是直线运动，说明合力与速度在同一直线上，分析受力可知粒子受电 场力的方向及其大小，由牛顿第二定律可得求出加速度的大小；由几何知识求解水平运动距 离，然后结合运动学公式 s= at2可以求解运动时间.【解答】解：(1)带电小球恰沿水平直线运动，故电场力和重力的合力在水平方向，由平行一、F四边形定制可知 F合=mgtana;故小球运动的加速度

25、大小a= =gtana;IT在竖直方向上合外力为零，故qE= ,故电场的场强大小 E=;cos U-qcos(2)小球从一板到达另一板运动的距离s= ；一12小球由静止开始匀加速直线运动，即s=at；由可得：t= .;gsma. tana答：(1)该电场的场强大小为_;小球运动的加速度大小为gtana;qcos aI2d(2)小球静止起从一板到达另一板所需时间t=*gsina* tana【点评】本题的突破点在于粒子做直线运动，故应根据力与运动的关系确定出粒子的受力情 况.15如图所示，质量为 m=5K108kg 的带电粒子以 vo=2m/s 的速度从水平放置的平行金属板AB 中央飞入电场，已知

26、板长L=10cm,板间距离 d=2cm,当 A、B 间加电压 UAB=103V 时，带电粒d，与水平方向成a角放置，-29 -子恰好沿直线穿过电场(设此时A 板电势高).求:(1)带电粒子的电性和所带电荷量;-30 -(2)AB 间所加电压在什么范围内带电粒子能从板间飞出?a【考点】带电粒子在匀强电场中的运动；动能定理的应用.【专题】带电粒子在电场中的运动专题.【分析】(1)根据电场力等于重力，则可确定电荷的电量与电性；(2)当电场力大于重力时，根据牛顿第二定律与运动学公式可求出对应的电压；当电场力小 于重力时，同理可求出对应的电压从而确定电压的范围.【解答】解：(1)当 UAB=103V 时

27、，粒子做直线运动，则有：Uq=mg解得：-11 _q= =10 C,且带负电.(2)当电压 UAB比较大时，即 qE mg 粒子向上偏, ingrn a.d丄当刚好能从上板边缘飞出时,1 2 1有：，y亍解得，U=1800V设刚好能从下板边缘飞出,有：mg-=ma2d12dy=砂=：解之得 U2=200 V .200 VWUABW1800 V.答：(1)带电粒子的电性：负电和所带电荷量1011C；(2) A B 间所加电压在 200 VWUABW1800 V 范围内带电粒子能从板间飞出.【点评】本题考查重力与电场力大小的关系，何时做直线运动，何时做曲线运动，及如何处 理类平抛当电压 UAB比较小时，即qEvmg 粒子向下偏,则要使粒子能从板间飞出,AB 间所加电压的范围为-31 -运动方法突出牛顿第二定律与运动学公式的重要性.1