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2019-2020年高二物理上學期期中試題 (IV) 一．選擇題（本題共10小題，每小題4分，共40分，每小題至少有一個選項是正確的，選對得4分，漏選得2分，不選或錯選得0分） 1．下列關于點電荷的說法，正確的是(　　) A．點電荷一定是電量很小的電荷 B．點電荷是一種理想化模型，實際不存在 C．只有體積很小的帶電體，才能作為點電荷 D．體積很大的帶電體一定不能看成點電荷 2．真空中兩個點電荷Q1、Q2，距離為R，當Q1增大到原來的3倍，Q2增大到原來的3倍，距離R增大到原來的3倍時，電荷間的庫侖力變?yōu)樵瓉淼?　　) A．1倍 B．3倍 C．6倍 D．9倍 3．如圖所示，一條絕緣細線，上端固定，下端拴一個質量為m的帶電小球．將它置于一勻強電場中，電場強度大小為E，方向水平向右．當細線離開豎直位置的偏角為α時，小球處于平衡狀態(tài)，則小球所帶的電荷量為(　　) A.sinα B.cosα C.tanα D.cotα （ 第3題圖） （第4題圖） 4.如圖所示，一個質量為m、帶電荷量為q的粒子，從兩平行板左側中點沿垂直場強方向射入，當入射速度為v時，恰好穿過電場而不碰金屬板．要使粒子的入射速度變?yōu)?，仍能恰好穿過電場，則必須再使(　　) A．粒子的電荷量變?yōu)樵瓉淼? B．兩板間電壓減為原來的 C．兩板間距離增為原來的4倍 D．兩板間距離增為原來的2倍 5．帶負電的粒子在某電場中僅受靜電力作用，能分別完成以下兩種運動：①在電場線上運動，②在等勢面上做勻速圓周運動．該電場可能由(　　) A．一個帶正電的點電荷形成 B．一個帶負電的點電荷形成 C．兩個分立的帶等量負電的點電荷形成 D．一帶負電的點電荷與帶正電的無限大平板形成 6．帶電粒子射入一固定的帶正電的點電荷Q的電場中，沿圖中實線軌跡從a運動到b，a、b兩點到點電荷Q的距離分別為ra、rb(ra＞rb)，b為運動軌跡上到Q的最近點，不計粒子的重力，則可知(　　) A．運動粒子帶負電 B．b點的場強大于a點的場強 C．a到b的過程中，電場力對粒子不做功 D．a到b的過程中，粒子動能和電勢能之和保持不變 （第6題圖） （第7題圖） 7．如圖所示，帶正電荷量為q、質量為m的滑塊，沿固定絕緣斜面勻速下滑，現(xiàn)加一豎直向上的勻強電場，電場強度為E，且qE≤mg，以下判斷中，正確的是 (　　)． A．物體將沿斜面減速下滑 B．物體將沿斜面加速下滑 C．物體仍保持勻速下滑 D．僅當qE＝mg時，物體繼續(xù)保持勻速下滑 8．如圖所示，設電表內阻對電路的影響不計，外電阻R1≠R2≠R3.若把電流表和電壓表位置對換，則 (　　)． A．電流表讀數(shù)為零 B．電壓表讀數(shù)為零 C．電流表讀數(shù)不為零 D．電壓表讀數(shù)不變 （第8題圖） （第9題圖） 9．如圖所示，直線OAC為某一直流電源的總功率P總隨電流I變化的圖線，拋物線OBC為同一直流電源內部熱功率Pr隨電流I變化的圖線．若A、B對應的橫坐標為2 A，那么線段AB表示的功率及I＝2 A對應的外電阻是 (　　)． A．2 W,0.5 Ω B．4 W,2 Ω C．2 W,1 Ω D．6 W,2 Ω 10．如圖所示電路，將兩個相同的小量程電流表分別改裝成A1(0～3 A)和A2(0～0.6 A)的電流表，把兩個電流表并聯(lián)接入電路中測量電流．則下列說法中正確的是 (　　)． A．A1的指針半偏時，A2的指針也半偏 B．A1的指針還沒有滿偏，A2的指針已經(jīng)滿偏 C．A1的讀數(shù)為1 A時，A2的讀數(shù)為0.6 A D．A1的讀數(shù)為1 A時，干路中的電流I為1.2 A 第二卷 二、填空題（共18分，其中11題6分、12題12分） 11．(6分)如圖所示螺旋測微器的測量讀數(shù)應是________ mm、________mm. （第11題圖） （第12題圖） 12．(12分)某同學在做《自來水電阻率的測定》課題時，先在一根均勻的長玻璃管兩端各裝了一個電極，用如圖所示電路進行測量．兩電極相距L＝0.700 m，其間充滿待測的自來水．圖中器材如上： 電壓表(量程15 V，內阻約30 kΩ)、電流表(量程300μA，內阻約50 Ω)、滑動變阻器(100 Ω，1 A)、電池組(電動勢E＝12 V，內阻r＝6 Ω)、單刀單擲開關一個．導線若干．下表是他測量通過管中自來水柱的電流及兩端電壓的實驗數(shù)據(jù)．實驗中他還用20分度的游標卡尺測量了玻璃管的內徑，結果如圖所示. U/V 1.0 3.0 5.0 7.0 9.0 11.0 I/μA 22 65 109 155 190 240 根據(jù)以上材料請回答下面的問題： (1)玻璃管內徑d的測量值為________cm； (2)根據(jù)上表數(shù)據(jù)在圖1坐標中作出U－I圖象，根據(jù)圖象求出電阻R＝________Ω； (3)用直接測量值計算自來水電阻率的公式是ρ＝________，測量值為________Ωm(保留兩位有效數(shù)字)； (4)請在虛線框內畫出測量自來水電阻的電路圖． 　　　　　　　　　　　圖1 三、計算題：（共42分） 13．（8分）如圖所示，輸入電壓UAB＝200 V，變阻器R1標有“150 Ω、3 A”，負載電阻R2標有“50 Ω、2 A”，求輸出電壓Uab的變化范圍． 14．（10分）一個帶正電的粒子，從A點射入水平方向的勻強電場中，粒子沿直線AB運動，如圖所示．已知AB與電場線夾角θ＝30，帶電粒子的質量 m＝1.010－7 kg，電荷量q＝1.010－10C，A、B相距L＝20 cm.(取g＝10 m/s2，結果保留兩位有效數(shù)字)求： (1)粒子在電場中運動的性質，要求說明理由． (2)電場強度的大小和方向． (3)要使粒子從A點運動到B點，粒子射入電場時的最小速度是多少？ （第14題圖） （ 第15題圖） 15.（12分）如圖所示，A、B為兩塊平行金屬板，A板帶正電、B板帶負電．兩板之間存在著勻強電場，兩板間距為d、電勢差為U，在B板上開有兩個間距為L的小孔．C、D為兩塊同心半圓形金屬板，圓心都在貼近B板的O′處，C帶正電、D帶負電．兩板間的距離很近，兩板末端的中心線正對著B板上的小孔，兩板間的電場強度可認為大小處處相等，方向都指向O′.半圓形金屬板兩端與B板的間隙可忽略不計．現(xiàn)從正對B板小孔緊靠A板的O處由靜止釋放一個質量為m、電量為q的帶正電微粒(微粒的重力不計)，問： (1)微粒穿過B板小孔時的速度多大； (2)為了使微粒能在CD板間運動而不碰板，CD板間的電場強度大小應滿足什么條件； (3)從釋放微粒開始，經(jīng)過多長時間微粒第一次通過半圓形金屬板間的最低點P點？ 16．一臺小型電動機在3 V電壓下工作，用此電動機提升所受重力為4 N的物體時，通過它的電流是0.2 A。在30 s內可使該物體被勻速提升3 m。若不計除電動機線圈生熱之外的能量損失，求： (1)電動機的輸入功率； (2)在提升重物的30 s內，電動機線圈所產生的熱量； (3)線圈的電阻。 高二物理期中考試試題答案 1.【解析】當帶電體間的距離比它們自身的大小大得多，以至帶電體的形狀、大小及電荷分布狀況對它們的作用力影響可以忽略時，這樣的帶電體就可以看成點電荷，所以A、C、D錯，B正確． 【答案】選B. 2.【解析】原來的庫侖力為F＝，后來的庫侖力為F′＝k＝k＝F.所以A對． 【答案】選A. 3.【解析】 對小球受力分析如圖所示，由物體的平衡條件得： Fcosα＝mg Fsinα＝Eq 可得：q＝tanα，故C正確． 【答案】C. 4.【解析】.粒子恰好穿過電場時，它沿平行板的方向發(fā)生位移L所用時間與垂直板方向上發(fā)生位移所用時間t相等，設兩板電壓為U，則有：恰好穿過電場時＝()2，得時間t＝ ＝ .當入射速度變?yōu)?，它沿平行板的方向發(fā)生位移L所用時間變?yōu)樵瓉淼?倍，由上式可知，粒子的電荷量變?yōu)樵瓉淼幕騼砂彘g距離增為原來的2倍時，均使粒子在與垂直板方向上發(fā)生位移所用時間增為原來的2倍，從而保證粒子仍恰好穿過電場，因此選項A、D正確． 【答案】AD 5.【解析】帶負電的粒子在由一個帶正電的點電荷形成的電場中，可以由靜電力提供向心力，圍繞正電荷做勻速圓周運動，也可以沿電場線做變速直線運動，A對、B錯．C、D兩個選項中的電場線均是曲線，粒子只受到靜電力作用時不會沿電場線運動，C、D均錯． 【答案】A 6.【解析】由帶電粒子的運動軌跡可知帶電粒子帶正電；由點電荷所形成電場的場強公式E＝k知，Eb＞Ea；粒子從a到b的過程中，電場力對粒子做負功，動能減小，電勢能增大，但總能量不變，故選B、D. 【答案】BD. 7.【解析】　未加電場時：mgsin θ＝μmgcos θ. 加電場后：(mg－qE)sin θ＝μ(mg－qE)cos θ，C正確． 【答案】　C 8.【解析】　由于電表均為理想的，故當兩表位置對換后，R2、R3均被電流表短路，則電路中總電阻減小，總電流增大． 【答案】　BC 9.【解析】　由圖象可知，在C點兩圖線相交，表明P總＝Pr，意味著電源短路，所以r＝＝1 Ω，E＝Ir＝3 V．A、B對應電流I＝2 A，根據(jù)閉合電路歐姆定律可得R＋r＝＝1.5 Ω，所以R＝0.5 Ω，其功率P＝I2R＝2 W. 【答案】　A 10.【解析】　由于兩個電流表并聯(lián)接入電路中，則加在兩小量程電流表上的電壓相等，所以指針偏轉的角度相同．因此A、D是正確的． 【答案】　AD 11.【答案】　0.900 、　1.104 12.【答案】　(1)3.0750.005， (2)4.3104～4.9104Ω，如圖甲 (3)　493　 (4)如圖乙 13.【解析】　設R2恰不燒壞，其兩端所加電壓最大．U2＝I2R2＝100 V，則Uab最大值為100 V，此時R1上端電阻設為Rx，則有＝I2， 故Rx＝50 Ω，由此得下端電流為I1＝， 得I1＝2 A＜3 A，所以R1不會燒壞． 當R1恰不燒壞時，設其上端電阻為Rx′，則＝3， 解得Rx＝ Ω. a、b間輸出電壓最小，Uab′＝UAB＝75 V. 【答案】　75～100 V 14.【解析】(1)粒子只在重力和電場力作用下沿直線AB運動，重力和電場力的合力必由B指向A，與粒子初速度vA方向相反，所以粒子做勻減速運動． (2)由圖可得：＝tanθ 代入數(shù)據(jù)解得：E＝1.7104N/C，方向水平向左． (3)當粒子到B時的速度vB＝0時，粒子進入電場時的速度最小，由動能定理得， mgLsinθ＋qELcosθ＝mv/2 代入數(shù)據(jù)，解得vA＝2.8 m/s. 【答案】見解析 15.【解析】(1)設微粒穿過B板小孔時的速度為v，根據(jù)動能定理，有 qU＝mv2① 解得v＝ (2)微粒進入半圓形金屬板后，電場力提供向心力，有 qE＝m＝② 聯(lián)立①②，得E＝ (3)微粒從釋放開始經(jīng)t1射入B板的小孔，則 t1＝＝＝2d 設微粒在半圓形金屬板間運動經(jīng)過t2第一次到達最低點P點，則 t2＝＝ 所以從釋放微粒開始，經(jīng)過t1＋t2＝(2d＋) 微粒第一次到達P點． 【答案】(1) 　(2)E＝　(3)(2d＋) 16.【解析】(1)電動機的輸入功率 P入＝UI＝0.23 W＝0.6 W。 (2)電動機提升重物的機械功率 P機＝Fv＝(43/30) W＝0.4 W。 根據(jù)能量關系P入＝P機＋PQ，得生熱的功率 PQ＝P入－P機＝(0.6－0.4)W＝0.2 W。 所生熱量Q＝PQt＝0.230 J＝6 J。 (3)根據(jù)焦耳定律Q＝I2Rt，得線圈電阻R＝5 Ω。 【答案】(1)0.6 W　(2)6 J　(3)5 Ω