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河北省唐山市开滦二中 2021-2021 学年高二物理上学期期中试题(含 解析) 说明: 1、本试卷分第卷(选择题)和第卷(非选择题)两部分,第卷第(1)页至第(4)页, 第卷第(4)页至第(7)页。 2、本试卷共 100 分,考试时间 90 分钟。 第卷(选择题,共 46 分) 注意事项: 1、答第卷前,考生务必将自己的准考证号、科目填涂在答题卡上。 2、每小题选出答案后,用 2B 铅笔把答题卡上对应的题目标号涂黑。答在试卷上无效。 3、 考试结束后,监考人员将试卷答题卡和机读卡一并收回。 一单项选择题:(每题 3 分,共 30 分) 1. 静电现象在自然界中普遍存在,我国早在西汉末年已有对静电现象的记载, 春秋纬考 异邮中有“玳瑁吸褚”之说,但下列不属于静电现象的是( ) A. 梳过头发的塑料梳子吸起纸屑 B. 带电小球移至不带电金属球附近,两者相互吸引 C. 小线圈接近通电线圈过程中,小线圈中产生电流 D. 从干燥的地毯上走过,手碰到金属把手时有被电击的感觉 【答案】C 【解析】 梳过头发的塑料梳子吸起纸屑,是因为梳子与头发摩擦起电,静电吸引轻小物体,故 A 属于 静电现象,所以 A 错误;带电小球移至不带电金属球附近,两者相互吸引,是因为先感应起 电,然后静电作用力,故 B 错误;小线圈接近通电线圈过程中,消息安全中产生感应电流是 电磁感应现象,不是静电现象,所以 C 正确;从干燥的地毯走过,手碰到金属把手时有被电 击的感觉,是因为摩擦起电,所以 D 错误 【考点】静电现象 【方法技巧】本题主要是识记静电现象,知道几种常见的起电方式:摩擦、接触、感应,以 及电磁感应现象 2. 两个完全相同的小球 A 和 B(可看成点电荷) ,电荷量之比为 1:7,相距为 r,库仑力大小 是 F。现将两球接触一下,再放回原来的位置,此时两小球之间的库仑力大小是 F。下列 判断正确的是() A. 若小球 A 和 B 原来带有同种电荷,则 97F B. 若小球 A 和 B 原来带有同种电荷,则 16 C. 若小球 A 和 B 原来带有异种电荷,则 7F D. 若小球 A 和 B 原来带有异种电荷,则 9 【答案】B 【解析】 【详解】接触以前两球之间的库仑力 27QFkr 如果带异种电荷,带电量先中和后平分,设金属球 A 和 B 带电量为 Q:7 Q,所以 A、B 所带的 电荷相等都为 3Q,根据库仑定律得 2 3Fkr 解得 97 则后来两小球之间 的 静电力大小与原来之比是 9:7; 如果带同种电荷,A、B 所带的电荷相等都为 4Q,根据库仑定律得 2216 kFkr 解得 7 则后来两小球之间的静电力大小与原来之比是 16:7,故 B 正确,ACD 错误。 故选 B。 3. 两个阻值均为 R 的电阻,并联在电源时通过每个电阻的电流为串联在同一电源时的 , 23 则电源内阻为() A. B. C. 2 R D. 4 R24 【答案】D 【解析】 【详解】ABCD两个电阻阻值均为 R,并联接入电路中,每个电阻的电流 12EIr 串联在电路中时 2IrR 因为 123I 联立解得 4rR 故 ABC 错误,D 正确。 故选 D。 4. 如图所示的电路中,当变阻器 R 的滑片 P 向下滑动时,电压表 V 和电流表 A 的示数变化 的情况是( ) A. V 和 A 的示数都变小 B. V 和 A 的示数都变大 C. V 的示数变大,A 的示数变小 D. V 的示数变小,A 的示数变大 【答案】B 【解析】 【详解】当变阻器 R 的滑片 P 向下滑动时, R 减小,则总电阻减小,总电流变大,路端电压 减小; R1R2上的电压变大,故 V 的示数变大, R3电压减小,故通过 R3电流减小,故 A 读数变 大。 故选 B。 5. 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. 两粒子速度都减少 C. a 的加速度将减小, b 的加速度将增大 D. 两个粒子的电势能都增大 【答案】C 【解析】 【详解】A物体做曲线运动,所受力的方向指向轨道的内侧,所以能判断 a、 b 一定带异种 电荷,但是不清楚哪一个是正电荷,哪一个是负电荷,所以不能判断电场的方向,故 A 错误; BD物体做曲线运动,所受力的方向指向轨道的内侧,从图中轨道变化来看电场力都做正功, 动能都增大,速度都增大,电势能都减小,故 BD 错误; C电场线密的地方电场的强度大,电场线疏的地方电场的强度小,所以 a 受力减小,加速 度减小, b 受力增大,加速度增大,故 C 正确。 故选 C。 6. 相距 5cm 的正对平行金属板 A 和 B 带有等量异号电荷。如图所示。电场中 C 点距 A 板 1cm, D 点距 B 板 1cm, A、 B 距离为 5cm。已知 A 板接地, C 点电势 ,则()60V A. D 点的电势 240V B. C、 D 两点连线中点的电势为-180V C. 若 B 板不动, A 板上移 0.5cm, C、 D 两点间的电势差将变大 D. 若 A 板不动, B 板上移 0.5cm,则 D 点电势不变 【答案】D 【解析】 【详解】A由题可知 板的电势 ,所以 之间的电势差为0AC60VCAU 、 之间的距离为 ,板间场强大小为CA1cm0.CAd/m60/.1ACEd 方向竖直向下。 点和 板之间的距离为D5c14c0.DAd 则 、 之间 的 电势差为A6.V2ADAUE 由 可得ADU240D 故 A 错误; B 、 沿电场线方向的距离为C5cm1c30.mCDd 所以 、 之间的电势差为D60.3V180CDUEd 则 、 连线的中点 与 点的电势差为CP1902CPD 由 可得 、 连线中点 的电势为CPPUD 150VP 故 B 错误; C若 板不动, 板上移,则平行金属板所带电荷量 保持不变,根据AQ4SUCEUkd, , 可得 S 即板间的电场强度保持不变,又因为 、 之间的距离不变,所以 、 之间的电势差不CDCD 变,故 C 错误; D若 板不动, 板上移, 点到 板的距离不变,由上面 的分析可知板间的场强不变,ABA 所以 点与 板之间的电势差也不变,即 点的电势不变,故 D 正确。 故选 D。 7. 如图所示为一有界匀强电场,场强方向水平向右,带电微粒以某一角度 从电场的 A 点 斜向上方射入,沿直线运动到 B 点,则该微粒在 A、 B 两点的动能 EK和电势能 EP的关系是( ) 。 A. EKA=EKB, EPA=EPB B. EKAEKB, EPAEPB C. EKAEKB, EPA QB B. 小球 A 带正电,小球 B 带负电,且 QA QB D. 小球 A 带负电,小球 B 带正电,且 QA QB 【答案】D 【解析】 【详解】AB假设小球 A 带正电,小球 B 带负电,对小球各自受力分析,小球 B 受向左的电 场力和 A 对 B 向左的库仑力,所以小球 B 的合力向左。由于小球 A、B 向右做匀加速运动, 所以它们所受合力方向水平向右,则假设不成立,故 AB 错误; CD小球 A 带负电,小球 B 带正电,对小球各自受力分析,由牛顿第二定律得,对小球 B 2 ABkQEmaL 对小球 A 2 ABAka 两式相加得 BABAEQm 所以必有 QA QB,故 D 正确,C 错误。 故选 D。 二多项选择题:(每题 4 分,选不全的得 2 分,共 16 分) 11. 下列说法正确的是:() A. 法国学者库仑通过扭秤实验测出了万有引力常量 B. 所有带电体的电荷量一定等于元电荷的整数倍 C. 英国物理学家、化学家法拉第最早提出了场的概念 D. 电荷量 e 的数值最早是由美国物理学家密立根用实验测得的 【答案】BCD 【解析】 【详解】A英国物理学家卡文迪许利用扭秤,成功地测出了引力常量 G 的数值,法国学者 库伦通过扭秤实验得出了库仑定律,故 A 错; B所有带电体的电荷量一定等于元电荷的整数倍,故 B 正确; C英国物理学家、化学家法拉第最早提出了场的概念,故 C 正确; D电荷量 e 的数值最早是由美国物理学家密立根用实验测得的,故 D 正确。 故选 BCD。 12. 用伏安法测电阻时,电流表外接电路和电流表内接电路的误差来源是( ) A. 外接电路由于电压表内阻的分流,使得电阻的测量值小于真实值 B. 外接电路由于电压表内阻的分流,使得电阻的测量值大于真实值 C. 内接电路由于电流表内阻的分压,使得电阻的测量值小于真实值 D. 内接电路由于电流表内阻的分压,使得电阻的测量值大于真实值 【答案】 AD 【解析】 【详解】电流表内接法测量未知电阻阻值时,误差来源于电流表内阻的分压,电压表测量的 电压大于待测电阻两端实际电压,测量值大于真实值;电流表外接法测量未知电阻阻值时, 误差来源于电压表内阻的分流,电流表测量的电流大于待测电阻实际电流,测量值小于真实 值,故 AD 正确故选 AD 13. 用控制变量法,可以研究影响平行板电容器电容 的 因素。如图所示,平行板电容器的极 板 A 上固定一绝缘柄,可以使极板 A 随意移动。极板 B 固定在铁架台上。实验中,极板所带 电荷量不变。下列判断正确的是() A. 仅将极板 A 向上移动,电容器的电容变大 B. 仅将极板 A 向右移动,两板间的电场强度不变 C. 仅将极板 A 向左移动,静电计指针偏角 变大 D. 仅向极板 A、B 间插入云母片,两极板间的电压不变 【答案】BC 【解析】 【详解】A根据 4SCkd 可知,仅将极板 A 向上移动,则相对面积 S 减小,则电容器的电容变小,选项 A 错误; B根据 4kd QCU E 可得 4kS 仅将极板 A 向右移动,两板间的间距 d 减小,则电场强度不变,选项 B 正确; C根据 4Ck 可知,仅将极板 A 向左移动,则 C 减小,根据 QU 当 Q 不变时, U 变大,即静电计指针偏角 变大,选项 C 正确; D根据 4Skd 可知,仅向极板 A、 B 间插入云母片,则 C 变大,根据 QU 两极板间的电压减小,选项 D 错误。 故选 BC。 14. 额定电压均为 220V 的白炽灯 L1和 L2的 U I 特性曲线如图甲所示,现将和 L2完全相同 的 L3与 L1和 L2一起按如图乙所示电路接入 220V 电路中,则下列说法正确的是() A. L2的额定功率约为 99W B. L2的实际功率约为 17W C. L2的实际功率比 L3的实际功率小 17W D. L2的实际功率比 L3的实际功率小 82W 【答案】ABD 【解析】 【详解】A由 L2的伏安特性曲线可得,在额定电压 220V 时的电流为 0.45A,则 L2的额定功 率为 P 额 U 额 I 额 99W 故 A 正确; B图示电路为 L1和 L2串联再与 L3并联,所以 L1和 L2串联后两端的总电压为 220V,那么流 过 L1和 L2的电流及两灯的电压满足 I1 I2 U1 U2220V 由 L1和 L2的 U I 图线可知 I1 I20.25A U1152V U268V 故灯 L2的实际功率 P2 I2U217W 故 B 正确; CD由于 L3两端的电压为 220V,故 P3 P 额 99W 则 P3 P282W 故 C 错误,D 正确。 故选 ABD。 第卷(非选择题,共 54 分) 三实验题:(每空 2 分,共 24 分) 15. 如图(a)为多用电表的示意图,其中 S、K、T 为三个可调节的部件,现用此电表测量 一阻值约 1000 的定值电阻。 (1)测量的某些操作步骤如下: 调节可调部件_,使电表指针停在_(选填“电流 0 刻度” 、 “欧姆 0 刻度” ) 位置。 调节可调部件 K,使它的尖端指向_(选填“1k” 、 “100”、 “10”、 “1”) 位置。 将红、黑表笔分别插入“+” “-”插孔,笔尖相互接触,调节可调部件_,使电 表指针指向_(选填“电流 0 刻度” 、 “欧姆 0 刻度” )位置。 红、黑表笔笔尖分别接触待测电阻的两端,当指针摆稳后,读出表头的示数,如图(b) 所示,再乘以可调部件 K 所指的倍率,得出该电阻的阻值 Rx=_。 测量完毕,应调节可调部件 K,使它的尖端指向 “OFF”或交流电压“500”位置。 (2)欧姆挡进行调零后,用“10”挡测量另一个阻值未知的电阻,发现指针偏转角度很 小,则下列说法和做法中正确的是_。 A.这个电阻的阻值较小 B.这个电阻的阻值较大 C.为测量更准确些,电表应当换用欧姆“1”挡,并且重新调零后进行测量 D.为测得更准确些,电表应当换用欧姆“100”挡,并且重新调零后进行测量 【答案】 (1). S (2). 电流 0 刻度 (3). 100 (4). T (5). 欧姆 0 刻度 (6). 1100 (7). BD 【解析】 【详解】(1)12多用电表使用前要进行机械调零,调节可调部件 S,使电表指针停在电流 0 刻度位置; 3待测电阻阻值约为 1000,调节可调部件 K,使它的尖端指向欧姆100 位置; 45将红、黑表笔分别插入“+” 、 “-”插孔,笔尖相互接触,调节可调部件 T,使电表指针指 向欧姆 0 刻度位置. 6根据图(b)的读数和倍率可知电阻阻值: 10 xR (2)7指针偏转角度很小,说明电流小,则电阻大;因是大电阻,则要换档位大一些即:换 “100”档,每次换档后要重新进行欧姆调零.故选 BD. 16. 某同学测量一个圆柱体 的 电阻率,需要测量圆柱体的尺寸和电阻 分别使用游标卡尺和螺旋测微器测量圆柱体的长度和直径,某次测量的示数如图(a)和图 (b)所示,长度为_cm,直径为_mm 按图(c)链接电路后,实验操作如下: (a)将滑动变阻器 R1的阻值置于最_处(填“大”或“小” ) ;将 S2拨向接点 1,闭合 S1, 调节 R1,使电流表示数为 I0; (b)将电阻箱 R2的阻值调至最_(填“大”或“小” ) ;将 S2拨向接点 2;保持 R1不变, 调节 R2,使电流表示数仍为 I0,此时 R2阻值为 1280; 由此可知,圆柱体的电阻为_ 【答案】5.01 5.315 (a)大 (b)大 1280 【解析】 根据游标卡尺读数规则,主尺读数为 5cm,游标尺读数为 0.053mm,长度为 5.015cm,根 据螺旋测微器的读数规则,主尺读数为 5mm,可动刻度为 31.00.01mm,所以直径为 5.310mm (a)为了保护电路,因此闭合电键前,滑动变阻器一定调到阻值最大; (b) 将固柱体电阻换成电阻箱时,也一定将电阻箱调到最大,也是为了保护电路安全; 此题采用等效替代法测量电阻,圆柱体的电阻等于电阻箱 R2的阻值为 1280 点晴:首先应明确实验原理,本实验中测量电阻所采取的方法是替代法 四.计算题:(17 题 6 分,18 题 13 分,19 题 11 分) 17. 如图所示,匀强电场的场强方向水平向右一根绝缘丝线一端固定在 O 点,另一端连接 一质量为 m、电荷量为 q 的小球小球静止在电场中,丝线与竖直方向成 37已知重力加 速度为 g,sin37=0.6,cos37=0.8求: (1)小球带电的种类; (2)小球受到的电场力大小 F; (3)电场强度的大小 E 【答案】 (1)小球带正电 (2) mg (3)44 mgq 【解析】 试题分析:根据小球所受的电场力方向和电场线方向的关系即可判断带电种类;对小球受力 分析,再根据平衡条件即可求出电场力的大小;再根据电场强度的定义 ,即可求出电 FEq 场强度的大小 (1)由题意可知,小球的受力方向与电场线方向一致,所以小球带正电 (2)小球在电场中静止时,受力分析如图所示: 根据平衡条件得: F mgtan37 mg 34 (3)根据电场强度的定义: Eq 解得电场强度: E 34mg 点睛:本题主要考查了小球在电场力作用下的平衡问题,先对小球受力分析,再根据平衡条 件即可求解 18. 如图所示,电源的电动势 E=110V,电阻 R1=21,电动机绕组的电阻 R0=0.5,电键 S1 始终闭合当电键 S2断开时,电阻 R1的电功率是 525W;当电键 S2闭合时,电阻 R1的电功率 是 336W,求: (1)电源的内电阻; (2)当电键 S2闭合时流过电源的电流和电动机的输出功率 【答案】 (1)1(2)1606W 【解析】 【详解】设 S2断开时 R1消耗的功率为 P1,则 211EPRr 代入数据可以解得, r 设 S2闭合时 R1两端的电压为 U,消耗的功率为 P2,则 1UR 解得, U=84V 由闭合电路欧姆定律得, EIr 代入数据,得 26AI 流过 R1的电流为 I1,流过电动机的电流为 I2, A 14UR 而电流关系: 12I 所以 2AI 由 220UIPIR出 代入数据得, 16W出 19. 如图所示,半径为 R 的环状非金属管竖直放置, AB 为该环的水平直径,且管的内径远小 于环的半径,环的 AB 以下处于水平向左的匀强电场中。现将一质量为 m,带电量为 q 的小球 从管中 A 点由静止释放,小球恰好能通过最高点 C,求: (1)匀强电场的场强 E; (2)小球第二次通过 C 点时,小球对管壁压力的大小和方向。 【答案】(1) ;(2) ,方向向上2 mgEq 【解析】 【详解】(1)据题可知小球恰好能通过最高点 ,在 点由重力与支持力提供其向心力,根C 据牛顿第二定律得: 20CmvgNR 从 到 的过程,由动能定理得:AC2120CqEgv 解得: 2mq (2)设小球第二次通过 点时速度为 ,根据动能定理得:Cv214ERgv 在 点,根据牛顿第二定律有:C2NvFmgR 解得: Ng 根据牛顿第三定律得小球对管壁压力的大小为 ,方向向上。
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