吉林省长春市外国语学校学年高二上学期期中考试物理理科试题精校Word解析版答案全.docx
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吉林省长春市外国语学校学年高二上学期期中考试物理理科试题精校Word解析版答案全
长春外国语学校2017-2018学年第一学期期中考试高二年级
物理试卷(理科)
一、选择题:
本大题12小题,在第1—8题中,每小题有一个选项符合题目要求;在第9—12题中,有多个选项符合题目要求。
1.A、B在某个点电荷电场中的一根电场线上,在线上A点处放入一个静止的自由负电荷,它将沿电场线由静止向B点运动,下列判断哪些是正确的()
A.电场线由B指向A,该电荷做加速运动,加速度越来越小
B.电场线由B指向A,该电荷做加速运动,其加速度大小的变化由题设条件不能确定
C.电场线由A指向B,电荷做匀加速运动
D.电场线由B指向A,电荷做加速运动,加速度越来越大
【答案】B
【解析】由题意可知,负电荷由静止开始从A运动到B,负电荷所受电场力方向从A到B,场强方向与电场力方向相反,即场强方向由B指向A,负电荷从静止开始,一定做加速运动,由于电场线的分布情况未知,场强如何变化无法确定,电场力和加速度如何变化也无法确定,则电荷加速度可能越来越小,可能越来越大.故B正确,ACD错误。
2.若带正电荷的小球在电场中运动,它在任意一段时间内()
A.一定沿电场线由高电势处向低电势处运动
B.一定沿电场线由低电势处向高电势处运动
C.不一定沿电场线运动,但一定由高电势处向低电势处运动
D.不一定沿电场线运动,也不一定由高电势处向低电势处运动
【答案】D
【解析】物体的运动情况取决于合力和初始速度的关系,小球只受到电场力的作用,是否沿电场线运动,还要看电场线是直线还是曲线,有没有初速度及初速度方向与电场线的关系;只有当电场线是直线时且小球的运动方向沿着电场线时,小球只受到电场力的作用才可能沿电场线运动,故ABC错误,D正确。
3.关于电场,下列叙述正确的是()
A.以点电荷为圆心,r为半径的球面上,各点的场强都相同
B.正电荷周围的电场一定比负电荷周围的电场强
C.在电场中某点放入检验电荷q,该点的场强为E=F/q,取走q后,该点场强不变
D.电荷所受电场力大,该点电场强度一定很大
【答案】C
【解析】以点电荷为圆心,r为半径的球面上,各点的场强大小相等,方向都不相同,A错;电场线的疏密程度表示场强大小,与场源电荷的正负无关,B错;由F=qE可知电场力的大小与电荷电量有关,D错;
4.在测定小灯泡灯丝的I-U特性曲线实验中,下列哪个图象与实际相符合?
( )
A.
B.
C.
D.
【答案】C
【解析】在I-U图象中,图线的斜率大小表示电阻的倒数,因为灯丝的电阻率随着温度的升高而增大,根据:
可知,灯丝的电阻随着温度的升高而增大,因此I-U特性曲线是过原点且倾斜逐渐减小的曲线,故C正确,ABD错误。
5.电动势为E、内阻为r的电源与定值电阻R1、R2及滑动变阻器R连接成如图所示的电路,当滑动变阻器的触头由中点滑向b端时,下列说法正确的是()
A.电压表和电流表读数都增大
B.电压表和电流表读数都减小
C.电压表读数增大,电流表读数减小
D.电压表读数减小,电流表读数增大
【答案】A
点睛:
本题中R1也可直接作为内电阻处理,可直接由闭合电路欧姆定律得出并联部分的电压减小,流过R2的电流减小.
6.一带电小球悬挂在平行板电容器内部,闭合电键S,电容器充电后,悬线与竖直方向夹角为φ,如图所示.下列方法中能使夹角φ减小的是()
A.保持电键S闭合,使两极板靠近一些
B.保持电键S闭合,使滑动变阻器滑片向右移动
C.保持电键S闭合,使两极板远离一些
D.断开电键S,使两极板靠近一些
【答案】C
【解析】小球在两极板间受到竖直向下的重力,水平向左的电场力以及绳子的拉力,三力作用下处于静止状态,要使夹角减小,则应减小电场力,保持电键S闭合,两极板间的电势差恒定,使两极板靠近一些,则根据
可知,电场强度增大,所以小球受到的电场力增大,即夹角变大,A错误;保持电键S闭合,使滑动变阻器滑片向右移动,两极板间距离不变,电场强度不变,即夹角不变,B错误;保持电键S闭合,两极板间的电势差恒定,使两极板远离一些,则根据
可知,电场强度减小,所以小球受到的电场力减小,即夹角减小,C正确;断开电键,则两极板所带电荷量恒定不变,根据
,则有
,即两板间的电场强度和两极板的距离无关,故电场强度不变,所以夹角不变,D错误.
【点睛】在分析电容器动态变化时,需要根据
判断电容器的电容变化情况,然后结合
,
等公式分析,需要注意的是,如果电容器和电源相连则电容器两极板间的电压恒定,如果电容器充电后与电源断开,则电容器两极板上的电荷量恒定不变
7.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的方向一致
C.在磁场中某点试探电流元不受磁场力作用时,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
【答案】D
【解析】根据磁感应强度定义式:
可知,通过电流元垂直放置于磁场中所受磁场力与电流元的比值来定义磁感应强度,此比值与磁场力及电流元均无关,故A错误;根据左手定则可知,磁感应强度的方向与安培力的方向垂直.故B错误;当通电直导线的方向与磁场的方向平行时,通电直导线受到的安培力为零,而磁感应强度却不为零,故C错误;磁感线的疏密表示磁场的强弱,在磁场中磁感线越密集的地方,磁感应强度大,故D正确。
所以D正确,ABC错误。
8.如图所示,用两根相同的细绳水平悬挂一段均匀载流直导线MN,电流I方向从M到N,绳子的拉力均为F.为使F=0,可能达到要求的方法是()
A.加水平向右的磁场
B.加水平向左的磁场
C.加垂直纸面向里的磁场
D.加垂直纸面向外的磁场
【答案】C
【解析】试题分析:
以直导线MN为研究对象,开始没有电流时重力和绳子拉力大小相等,若使绳子上的拉力为零,则可以在该空间中加上磁场,使MN所受安培力方向向上即可.
解:
根据左手定则可知,在MN中通入电流,在空间加上垂直与纸面的磁场,可以使MN受到向上的安培力,这样可以使MN受到绳子拉力为零,具体根据左手定则有:
当MN中通入从M到N的电流时,要使安培力向上,可以加上垂直纸面向里的磁场,故ABD错误,C正确.
故选C.
【点评】本题考查了在磁场中的受力平衡问题,注意左手定则的灵活应用,明确磁场方向、电流方向、受力方向三者之间的关系.
9.带箭头的线表示某一电场的电场线。
在电场力作用下,一带电粒子(不计重力)经A点飞向B点,径迹如图中虚线所示,下列说法正确的是:
()
A.粒子带负电
B.粒子在A点加速度大
C.粒子在B点动能大
D.A、B两点相比,粒子在B点的电势能较高
【答案】AD
【解析】根据曲线运动条件可得粒子所受合力应该指向曲线内侧,即粒子受力方向与电场方向相反,所以粒子带负电,故A正确;电场线的疏密表示电场强度的强弱,由于B点的电场线密,所以B点的场强大于A点的场强,粒子在B点所受的电场力大于在A点所受的电场力,即A点的加速度较小,故B错误;粒子从A到B,电场力对粒子运动做负功,动能减少,则粒子在B点动能小,故C错误;粒子从A到B,电场力对带负电的粒子运动做负功,电势能增加;所以在B点电势能较大,故D正确。
所以AD正确,BC错误。
10.如图所示,U-I图线上,a、b、c各点均表示该电路中有一个确定的工作状态,b点α=β,则下列说法中正确的是( )
A.在b点时,电源的总功率最大
B.在b点时,电源的输出功率最大
C.从a到b时,β角增大,电源的总功率变小和输出功率减小
D.从b到c时,β角增大,电源的效率变大和输出功率减小
【答案】BD
【解析】由电源的总功率P总=EI可知,在b点时I不是最大,电源的总功率不是最大,故A错误;电源的输出功率P出=UI,由数学知识可知,P出等于图线上的点与两坐标轴所围图形的“面积”,由图可知,在b点时“面积”最大,电源的输出功率最大,故B正确;从a→b时β角越大,电流逐渐减小,电源的总功率逐渐减小,图线上的点与两坐标轴所围图形的“面积”增大,即输出功率增大,故C错误;从b→c时β角越大,电流越小,电源的总功率越小,图线上的点与两坐标轴所围图形的“面积”减小,即输出功率减小,故D正确。
所以BD正确,AC错误。
11.两个半径相同的金属小球,带电量之比为1∶7,相距为r,两者相互接触后再放回原来的位置上,则相互作用力可能为原来的( )
A.3/7B.4/7C.9/7D.16/7
【答案】CD
【解析】由库仑定律可得,两球接触前的库仑力:
;
当两球带同种电荷时,两球接触后平分电量,则两球的电量:
两球接触后的库仑力
;当两球带异种电荷时,两球接触后平分电量,则两球的电量
;两球接触后的库仑力
,故CD正确,AB错误.故选CD.
点睛:
两相同小球相互接触再分开,则电量先中和然后再平分总电荷量;库仑定律计算中可以只代入电量,最后再根据电性判断库仑力的方向.
12.如图所示,从灯丝发出的电子经加速电场加速后,进入偏转电场,若加速电压为U1,偏转电压为U2,要使电子在电场中的偏转量y增大为原来的2倍,下列方法中正确的是
A.使U1减小到原来的1/2
B.使U2增大为原来的2倍
C.使偏转板的长度增大为原来2倍
D.使偏转板的距离减小为原来的1/2
【答案】ABD
【解析】试题分析:
电子先经加速电场加速后,进入偏转电场,根据动能定理求出加速获得的速度与加速电压的关系.由牛顿第二定律求出电子进入偏转电场时的加速度,根据运动的合成与分解,推导出电子在偏转电场中偏转量与偏转电压的关系,再综合得到偏转电场中偏转量与加速电压、偏转电压的关系,再进行选择.
解:
设电子的质量和电量分别为m和e.
电子在加速电场中加速过程,根据动能定理得
eU1=
①
电子进入偏转电场后做类平抛运动,加速度大小为a=
②
电子在水平方向做匀直线运动,则有t=
③
在竖直方向做匀加速运动,则有偏转量y=
④
联立上述四式得,y=
A、根据偏转量y=
得知,要使电子在电场中的偏转量y增大为原来的2倍,使U1减小为原来的
.故A正确.
B、根据偏转量y=
得知,要使电子在电场中的偏转量y增大为原来的2倍,使U2增大为原来的2倍.故B正确.
C、根据偏转量y=
得知,要使电子在电场中的偏转量y增大为原来的2倍,使偏转板的长度L增大为原来
倍.故C错误.
D、要使电子在电场中的偏转量y增大为原来的2倍,使偏转板的距离减小为原来的
.故D正确.
故选ABD
【点评】本题粒子从静止开始先进入加速电场后进入偏转电场,得到的结论与粒子的质量和电量无关.
二、填空题
13.现要测定一个额定电压为4V、电阻约为10Ω(设电阻不变)的小灯泡的伏安特性曲线.要求所测电压范围为0.1V~4V.
现有器材:
直流电源E(电动势4.5V,内阻不计),
电压表V(量程4.5V,内阻约为4×102Ω),
电流表A1(量程250mA,内阻约为2Ω),
电流表A2(量程500mA,内阻约为1Ω),
滑动变阻器R(最大阻值约为30Ω),
开关S,导线若干.
如果既要满足测量要求,又要测量误差较小,应该选用的电流表是________,如图所示的甲、乙两个测量电路应选用的是________.
【答案】
(1).A
(2).甲
【解析】灯泡额定电流约为:
,则电流表应选:
A2;灯泡正常发光时的电阻约为10Ω,电流表内阻约为1Ω,电压表内阻约为4×102Ω,电压表内阻远大于灯泡电阻,为减小实验误差,电流表应采用外接法,因此实验需要选择图甲所示电路图。
14.为确定某电子元件的电气特性,用多用表测量该元件的电阻,选用“×100”倍率的电阻挡测量,发现多用表指针偏转过大,因此需选择________倍率的电阻挡(填“×10”或“×1k”),并________再进行测量,多用表的示数如图所示,测量结果为________Ω.
【答案】
(1).×10
(2).欧姆调零(3).70
............
15.在“伏安法测电阻”的实验中电压表的量程为3V,电流表的量程为0.6A,则图中电压表的读数为________V,电流表的读数为________A。
【答案】
(1).1.70
(2).0.42
【解析】由选择电流压的量程为0~3V,分度值为0.1V,根据指针所指位置,可知U=1.70V;由选择电流表的量程为:
0~0.6A,分度值为;0.02A,根据指针所指位置,可知I=0.42A。
三、计算题
16.如图所示,在倾角为37°的光滑斜面上有一根长为0.4m,质量为6×10-2kg的通电直导线,电流I=1A,方向垂直纸面向外,导线用平行于斜面的轻绳拴住不动,整个装置放在磁感应强度每秒增加0.4T,方向竖直向上的磁场中,设t=0时,B=0,则需要多长时间斜面对导线的支持力为零?
(g取10m/s2)
【答案】5s
【解析】试题分析:
斜面对导线的支持力为零时导线的受力如图所示.由平衡条件,有:
…①,
…②
由①②解得:
由
解得:
,
由于
,故
;
考点:
考查了安培力的计算
【名师点睛】本题关键是明确导线的受力情况,根据平衡条件列式求解安培力,同时要记住磁感应强度的定义公式
.
17.在电场强度为E=105N/C、方向水平向右的匀强电场中,用一根长L=1m的绝缘细杆(质量不计)固定一个质量为m=0.2kg的电量为q=5×10-6C带正电的小球,细杆可绕轴O在竖直平面内自由转动。
现将杆从水平位置A轻轻释放,在小球运动到最低点B的过程中,电场力对小球作功多少?
A、B两位置的电势差多少?
小球的电势能如何变化?
小球到达B点时的速度多大?
取g=10m/s2
【答案】
(1)0.5J
(2)105V(3)减少(4)5m/s
【解析】试题分析:
根据恒力做功的公式求电场力做的功;根据电场力做功情况判断电势能如何变化;由电势差的定义式求出AB两点的电势差;根据动能定理求出小球到达B点的速度。
电场力对小球做的功为:
W=qEL=5×10-6×105×1J=0.5J;静电力做正功,电势能减少,故小球的电势能减少了0.5J;
AB两点间的电势差:
U=EL=105×1V=105V;
由A到B根据动能定理得:
,带入数据解得:
点睛:
本题主要考查了匀强电场中电场力做功公式和电势差公式U=Ed,d是两点沿电场方向的距离。
18.如图所示,电解槽A和电炉B并联后接到电源上,电源内阻r=1Ω,电炉电阻R=19Ω,电解槽电阻r′=0.5Ω.当S1闭合、S2断开时,电炉消耗功率为684W;S1、S2都闭合时,电炉消耗功率为475W(电炉电阻可看作不变).试求:
(1)电源的电动势;
(2)S1、S2闭合时,流过电解槽的电流大小;
(3)S1、S2闭合时,电解槽中电能转化成化学能的功率.
【答案】
(1)120V
(2)20A(3)1700W
【解析】试题分析:
(1)S1闭合,S2断开时电炉功率为P1,电炉中电流
.
电源电动势
(2)
都闭合时电炉功率为
,电炉中电流为
电源路端电压为
流过电源的电流为
.
流过电槽的电流为
(3)电解槽消耗的电功率
电解槽内热损耗功率
电解槽转化成化学能的功率为
考点:
考查了电功率的计算
【名师点睛】电解槽电路在正常工作时是非纯电阻电路,不能用欧姆定律求解其电流,只能根据电路中电流关系求电流.
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