【物理】黑龙江省大庆实验中学2015-2016学年高二上学期期中试题

2015-2016学年黑龙江省大庆实验中学高二（上）期中物理试卷一．选择题（本题共14小题，每题4分，共56分，1-9题每题只有一个正确选项，10-14题每题有多个正确选项，全部选对的得4分，选不全的得2分，有选错或不选的得0分）1．下列说法中不正确的是（）A．在高大的建筑物顶端安装的避雷针是利用尖端放电避免雷击的一种设施B．超高压带电作业的工人穿戴的用包含金属丝织物制成的工作服可以起到静电屏蔽的作用C．法拉第首先提出了电荷周围存在电场的观点D．安培通过实验发现了电流的磁效应，首次揭示了电与磁的联系2．如图所示，匀强电场场强E=100V/m，A、B两点相距10cm，A、B连线与电场线夹角为60°，则U BA的值为（）A．﹣10 V B．5 V C．﹣5 V D．﹣5V3．下列由基本门组成的电路中，能使蜂鸣器发出声音的是（）A．B．C．D．4．如图所示，Q1和Q2是被固定在光滑绝缘水平面上的两个电荷量大小相等的带电小球（可视为点电荷），MN是两电荷的连线，HG是两电荷连线的中垂线，O是垂足，P是HG上的一点．下列说法正确的是（）A．若Q1和Q2是异种电荷，则OM的中点与ON的中点电势一定相等B．若Q1和Q2是异种电荷，则O点的电场强度大小，与MN上各点相比是最小的，而与HG上各点相比是最大的C．若Q1和Q2是同种电荷，则OM中点与ON中点处的电场强度一定相同D．若Q1和Q2是同种正电荷，则将一个电荷量很小的带负电的小球C（可视为质点）由P 点静止释放，小球C由P到O的过程一定是做加速度减小的加速运动，到达O点时速度最大5．如图所示，平行板电容器与电动势为E的直流电源（内阻不计）和灵敏电流计连接，电容器下极板接地．一带电油滴位于电容器中的P点且恰好处于平衡状态．现将平行板电容器的上极板竖直向上移动一小段距离，则（）A．带电油滴将沿竖直方向向上运动B．P点的电势将降低C．带电油滴在P点的电势能将减小D．此过程中灵敏电流计中的电流方向是由b流向a6．如图所示，M和N是带有异种电荷的带电金属导体，P和Q是M表面上的两点，S是N 表面上的一点，在M和N之间的电场中画有三条等势线．现有一个带正电的粒子（重力不计）在电场中的运动轨迹如图中虚线所示，不计带电粒子对原电场的影响，不计空气阻力，则以下说法正确的是（）A．P和Q两点的电势不相等B．S点的电势高于P点的电势C．带电粒子在F点的电势能大于在E点的电势能D．带电粒子应该由W点射入经F点到E点7．如图所示，一个带正电q的小带电体处于一匀强磁场中，磁场垂直纸面向里，磁感应强度为B．带电体质量为m，为了使它对水平绝缘面正好无压力，应（）A．使B数值增大B．使磁场以速率v=向上移动C．使磁场以速率v=向右移动D．使磁场以速率v=向左移动8．如图所示，一金属直杆MN两端接有导线，悬挂于线圈上方，MN与线圈轴线均处于竖直平面内，为使MN垂直纸面向外运动，可以（）A．将a、c端接在电源正极，b、d端接在电源负极B．将b、d端接在电源正极，a、c端接在电源负极C．将a、d端接在电源正极，b、c端接在电源负极D．将a、c端接在交流电源的一端，b、d接在交流电源的另一端9．如图，电路中定值电阻阻值R大于电源内阻阻值r．将滑动变阻器滑片向下滑动，理想电压表V1、V2、V3示数变化量的绝对值分别为△V1、△V2、△V3，理想电流表A示数变化量的绝对值△I，则（）A．A的示数减小B．V2的示数增大C．△V3与△I的比值大于r D．△V1小于△V210．在静电场中，将一个电子由a点移到b点，电场力做功5eV，下面判断中正确的是（）A．电场强度的方向一定由b指向aB．电子的电势能减少了5eVC．a、b两点电势差U ab=5VD．电势零点未确定，故a、b两点的电势没有确定值11．如图所示，C1=6 μF，C2=3 μF，R1=3Ω，R2=6Ω，电源电动势E=18V，内阻不计．下列说法正确的是（）A．开关S断开时，a、b两点电势相等B．开关S闭合后，a、b两点间的电流是2AC．开关S断开时C1带的电荷量比开关S闭合后C1带的电荷量大D．不论开关S断开还是闭合，C1带的电荷量总比C2带的电荷量大12．如图所示，在x轴上关于原点O对称的两点固定放置等量异种点电荷+Q和﹣Q，x轴上的P点位于﹣Q的右侧．下列判断正确的是（）A．在x轴上还有一点与P点电场强度相同B．在x轴上还有两点与P点电场强度相同C．若将一试探电荷+q从P点沿x轴移至O点，电势能先减小后增大D．若将一试探电荷+q从P点沿x轴移至O点，电势能减小13．某一空间存在与x轴平行的电场，有一质量m=2kg的带电小球，只受电场力作用，以初速度v0=2m/s在x0=7m处开始运动．电势能E P随位置x的变化关系如图所示，则小球的运动范围和最大速度分别为（）A．运动范围x≥0B．运动范围x≥1mC．最大速度v m=2m/s D．最大速度v m=3m/s14．如图所示，水平放置的平行板电容器与某一电源相连，它的极板长L=0.4m，两极板间距离d=4×10﹣3 m，有一束由相同带电微粒组成的粒子流以相同的速度v0从两极板中央平行极板射入，开关S闭合前，两极板间不带电，由于重力作用，微粒能落到下极板的正中央．已知微粒质量m=4×10﹣5 kg、电荷量q=+1×10﹣8 C，g=10m/s2，则下列说法正确的是（）A．微粒的入射速度v0=10 m/sB．电容器上板接电源正极时微粒有可能从平行板电容器的右边射出电场C．电源电压为160 V时，微粒可能从平行板电容器的右边射出电场D．电源电压为100 V时，微粒可能从平行板电容器的右边射出电场二．实验题（共20分，第15题12分，每小题12分；第16题8分，每空2分）15．（12分）（2015秋•大庆校级期中）某同学要测量一均匀新材料制成的圆柱体的电阻率ρ．步骤如下：（1）用游标为20分度的卡尺测量其长度如图1，由图可知其长度为mm；用螺旋测微器测量其直径如图2，由图可知其直径为mm；（2）该同学直接用多用电表测其电阻．用已经调零且选择旋钮指向欧姆挡“×100”的位置测量，发现指针偏转角度太大，这时应将选择旋钮指向欧姆挡“”位置，欧姆调零后测量，其表盘及指针所指位置如图所示，则电阻为Ω．（3）该同学想用伏安法更精确地测量其电阻R，现有的器材及其代号和规格如下：待测圆柱体电阻R；电流表A1（量程0～4mA，内阻约50Ω）；电流表A2（量程0～10mA，内阻约30Ω）电压表V1（量程0～3V，内阻约10kΩ）；电压表V2（量程0～15V，内阻约25kΩ）；直流电源E（电动势4V，内阻不计）；滑动变阻器R1（阻值范围0～15Ω，允许通过的最大电流2.0A）；滑动变阻器R2（阻值范围0～20kΩ，允许通过的最大电流0.5A）；开关S；导线若干．为使实验误差较小，要求测得多组数据进行分析，请在方框中画出测量的电路图，并标明所用器材的代号．16．在“用电流表和电压表测电池的电动势和内电阻”的实验中，提供的器材有：A．干电池一节B．电流表（量程0～0.6A～3A ）C．电压表（量程0～3V～15V ）D．开关S和若干导线E．滑动变阻器R1（最大阻值20Ω，允许最大电流1A）F．滑动变阻器R2（最大阻值200Ω，允许最大电流0.5A）（1）利用所给的器材测量干电池的电动势和内阻，滑动变阻器应选（填写代号）．（2）为使测量尽可能精确，用笔画线代替导线将如图所示的实物图连接成实验电路．（3）利用实验测得的数据在如图所示的坐标系中作出了UI图线，由此求得待测电池的电动势E=V，内电阻r=Ω．（结果均保留三位有效数字）三．计算题（共34分）17．一台直流电动机所加电压为110V，通过的电流为5A，该电动机在10s内把一个质量为50Kg的物体匀速提高了9m，求电动机的电功率和电动机线圈的电阻（不计摩擦）18．（12分）（2014秋•海淀区期末）如图所示，两根足够长的直金属导轨MN、PQ平行放置在倾角为θ的绝缘斜面上，两导轨间距为L．一根质量为m的均匀直金属杆ab放在两导轨上，并与导轨垂直，且接触良好，整套装置处于匀强磁场中．金属杆ab中通有大小为I 的电流．已知重力加速度为g．（1）若匀强磁场方向垂直斜面向下，且不计金属杆ab和导轨之间的摩擦，金属杆ab静止在轨道上，求磁感应强度的大小；（2）若金属杆ab静止在轨道上面，且对轨道的压力恰好为零．试说明磁感应强度大小和方向应满足什么条件；（3）若匀强磁场方向垂直斜面向下，金属杆ab与导轨之间的动摩擦因数为μ，且最大静摩擦力等于滑动摩擦力．欲使金属杆ab静止，则磁感应强度的最大值是多大．19．（14分）（2012秋•扬州期中）如图甲所示，质量为m、电荷量为e的电子经加速电压U1，加速后，在水平方向沿O1O2垂直进入偏转电场．已知形成偏转电场的平行板电容器的极板长为L（不考虑电场边缘效应），两极板间距为d，O1O2为两极板的中线，P是足够大的荧光屏，且屏与极板右边缘的距离也为L．求：（1）粒子进入偏转电场的速度v的大小；（2）若偏转电场两板间加恒定电压，电子经过偏转电场后正好打中屏上的A点，A点与极板M在同一水平线上，求偏转电场所加电压U2；（3）若偏转电场两板间的电压按如图乙所示作周期性变化，要使电子经加速电场后在t=0时刻进入偏转电场后水平击中A点，试确定偏转电场电压U0以及周期T分别应该满足的条件．2015-2016学年黑龙江省大庆实验中学高二（上）期中物理试卷参考答案与试题解析一．选择题（本题共14小题，每题4分，共56分，1-9题每题只有一个正确选项，10-14题每题有多个正确选项，全部选对的得4分，选不全的得2分，有选错或不选的得0分）1．下列说法中不正确的是（）A．在高大的建筑物顶端安装的避雷针是利用尖端放电避免雷击的一种设施B．超高压带电作业的工人穿戴的用包含金属丝织物制成的工作服可以起到静电屏蔽的作用C．法拉第首先提出了电荷周围存在电场的观点D．安培通过实验发现了电流的磁效应，首次揭示了电与磁的联系【考点】物理学史．【分析】1、雷电是云层与大地之间或云层之间的放电现象，在高大的建筑物上安装避雷针，可使云层所带电荷通过避雷针进入大地，从而保护建筑物不受雷击．2、带电作业屏蔽服又叫等电位均压服，是采用均匀的导体材料和纤维材料制成的服装．其作用是在穿用后，使处于高压电场中的人体外表面各部位形成一个等电位屏蔽面，从而防护人体免受高压电场及电磁波的危害．3．奥斯特通过实验发现了电流的磁效应，首次揭示了电与磁的联系．【解答】解：A、避雷针，又名防雷针，是用来保护建筑物物等避免雷击的装置．在高大建筑物顶端安装一根金属棒，用金属线与埋在地下的一块金属板连接起来，利用金属棒的尖端放电，使云层所带的电和地上的电中和，从而不会引发事故．故A正确．B、超高压带电作业的工人穿戴的工作服是用包含金属丝的织物制成的，这种工作服叫屏蔽服，其作用是在穿用后，使处于高压电场中的人体外表面各部位形成一个等电位屏蔽面，从而防护人体免受高压电场及电磁波的危害．故B正确．C、在对电场的研究中，法拉第首先提出了电荷周围存在电场的观点．故C正确；D、奥斯特通过实验发现了电流的磁效应，首次揭示了电与磁的联系．故D不正确．本题选择不正确的，故选：D．【点评】本题考查有关静电应用和防止等知识点的内容，要求同学们能用物理知识解释生活中的现象，难度不大，属于基础题．2．如图所示，匀强电场场强E=100V/m，A、B两点相距10cm，A、B连线与电场线夹角为60°，则U BA的值为（）A．﹣10 V B．5 V C．﹣5 V D．﹣5V【考点】匀强电场中电势差和电场强度的关系；电场强度；电势．【专题】电场力与电势的性质专题．【分析】已知匀强电场的场强为E，A、B两点间的距离为L及AB连线与电场方向的夹角为θ，根据公式U=Ed，求出两点沿电场方向的距离d，再求解电势差U．【解答】解：由图示可知，AB方向与电场线方向间的夹角θ=60°，AB两点沿电场方向的距离：d=Lcosθ，AB两点间的电势差：U AB=Ed=ELcosθ=100V/m×0.1m×cos60°=5V所以：U BA=﹣U AB=﹣5V．故选：C【点评】本题首先要想到匀强电场中电势差与场强的关系式U=Ed，其次要正确理解d的含义：两点沿电场方向的距离．3．下列由基本门组成的电路中，能使蜂鸣器发出声音的是（）A．B．C．D．【考点】简单的逻辑电路．【专题】恒定电流专题．【分析】根据电路分析，当门电路输出为1时，蜂鸣器发出声音．【解答】解：A、由图可知，与门的输入端为1、0，则输出为0，蜂鸣器不发出声音，故A 错误B、图为或门电路，输入端为1、0，则输出为1，蜂鸣器发出声音，故B正确C、图为非门电路，输入端为1，则输出为0，蜂鸣器不发出声音，故C错误D、图为或门、非门的复合电路，或门的输入端为1、0，则输出为1，非门的输入为1，则输出为0，蜂鸣器不发出声音，故D错误故选B【点评】本题考查了逻辑门电路及复合门电路，理解逻辑关系及功能．4．如图所示，Q1和Q2是被固定在光滑绝缘水平面上的两个电荷量大小相等的带电小球（可视为点电荷），MN是两电荷的连线，HG是两电荷连线的中垂线，O是垂足，P是HG上的一点．下列说法正确的是（）A．若Q1和Q2是异种电荷，则OM的中点与ON的中点电势一定相等B．若Q1和Q2是异种电荷，则O点的电场强度大小，与MN上各点相比是最小的，而与HG上各点相比是最大的C．若Q1和Q2是同种电荷，则OM中点与ON中点处的电场强度一定相同D．若Q1和Q2是同种正电荷，则将一个电荷量很小的带负电的小球C（可视为质点）由P 点静止释放，小球C由P到O的过程一定是做加速度减小的加速运动，到达O点时速度最大【考点】电场的叠加；电势差与电场强度的关系．【专题】电场力与电势的性质专题．【分析】若两电荷是异种电荷，根据顺着电场线方向降低，分析电势的高低；在两电荷的连线上，O点场强最小，在连线的中垂线上O点的场强最大；若两电荷是同种电荷，根据电场的对称性分析电场强度的关系，电场线越密，场强越大．【解答】解：A、若Q1和Q2是异种电荷，电场线从正电荷指向负电荷，MN间各点的电势一定不等，则OM的中点与ON的中点电势一定不相等，故A错误．B、若Q1和Q2是异种电荷，在两电荷的连线上，O点电场线最疏，电场强度与MN上各点相比是最小的．在HG线上，O点的电场线最密，与HG上各点相比电场强度是最大的．故B正确．C、若Q1和Q2是同种电荷，根据电场线分布的对称性可知，OM中点与ON中点处的电场强度大小相等，但方向相反，所以电场强度不同，故C错误．D、若Q1和Q2是同种电荷，O点的电场强度大小是0，但不能确定从P到O过程中，加速度一定减小，也可能先增大后减小，故D错误．故选：B．【点评】本题关键是要明确两个等量同种电荷和异种电荷电场线的分布情况，掌握沿着场强方向，电势越来越低，抓住对称性是解答本题的关键．5．如图所示，平行板电容器与电动势为E的直流电源（内阻不计）和灵敏电流计连接，电容器下极板接地．一带电油滴位于电容器中的P点且恰好处于平衡状态．现将平行板电容器的上极板竖直向上移动一小段距离，则（）A．带电油滴将沿竖直方向向上运动B．P点的电势将降低C．带电油滴在P点的电势能将减小D．此过程中灵敏电流计中的电流方向是由b流向a【考点】电容；电势差与电场强度的关系．【专题】电容器专题．【分析】将平行板电容器的上极板竖直向上移动一小段距离，电容器两板间电压不变，根据E=分析板间场强的变化，判断电场力变化，确定油滴运动情况．由U=Ed分析P点与下极板间电势差如何变化，即能分析P点电势的变化和油滴电势能的变化．【解答】解：A、将平行板电容器的上极板竖直向上移动一小段距离，由于电容器两板间电压不变，根据E=得知板间场强减小，油滴所受的电场力减小，则油滴将向下运动．故A 错误．B、场强E减小，而P点与下极板间的距离不变，则由公式U=Ed分析可知，P点与下极板间电势差将减小，而P点的电势高于下极板的电势，则知P点的电势将降低．故B正确．C、由带电油滴原来处于平衡状态可知，油滴带负电，P点的电势降低，则油滴的电势能将增加．故C错误．D、根据Q=UC，由于电势差不变，电容器的电容减小，故带电量减小，放电电流由a到b，故D错误；故选：B．【点评】本题运用E=分析板间场强的变化，判断油滴如何运动．运用推论：正电荷在电势高处电势能大，而负电荷在电势高处电势能小，来判断电势能的变化．6．如图所示，M和N是带有异种电荷的带电金属导体，P和Q是M表面上的两点，S是N 表面上的一点，在M和N之间的电场中画有三条等势线．现有一个带正电的粒子（重力不计）在电场中的运动轨迹如图中虚线所示，不计带电粒子对原电场的影响，不计空气阻力，则以下说法正确的是（）A．P和Q两点的电势不相等B．S点的电势高于P点的电势C．带电粒子在F点的电势能大于在E点的电势能D．带电粒子应该由W点射入经F点到E点【考点】元电荷、点电荷；电势能．【专题】电场力与电势的性质专题．【分析】处于静电平衡状态的导体，其表面是一个等势面，从粒子运动轨迹看出，轨迹向下弯曲，可知带电粒子受到了向下的排斥力作用，根据电场力对粒子做功的正负，可判断电势能的大小．根据粒子的电性，判断电势的高低．【解答】解：A、P和Q两点在带电体M的表面上，M是处于静电平衡状态的导体，其表面是一个等势面，故P和Q两点的电势相等，故A错误；B、从粒子运动轨迹看出，轨迹向下弯曲，可知带电粒子受到了向下的排斥力作用，从E到F库仑力做负功，电势能增加，则粒子在E点的电势能小于在F点的电势能，因为粒子带正电，所以E点电势小于F点电势，则P点的电势大于S点的电势，故B错误，C正确；D、根据题目条件无法判断粒子从那边射入，即从W点和E点都可以射入，故D错误；故选：C【点评】从粒子运动轨迹看出，轨迹向左弯曲，可知带电粒子受到了向左的排斥力作用，从M到N过程中，电场力对粒子做负功，可判断电势能的大小、动能的大小．根据Q的电性，结合电场线的方向判断电势的高低．7．如图所示，一个带正电q的小带电体处于一匀强磁场中，磁场垂直纸面向里，磁感应强度为B．带电体质量为m，为了使它对水平绝缘面正好无压力，应（）A．使B数值增大B．使磁场以速率v=向上移动C．使磁场以速率v=向右移动D．使磁场以速率v=向左移动【考点】共点力平衡的条件及其应用；洛仑兹力．【分析】小球能飘离平面的条件：竖直向上的洛伦兹力与重力平衡，由左手定则可知，当洛伦兹力竖直向上时，电荷向右运动，根据相对运动小球不动时，磁场相对小球向左运动．【解答】解：小球能飘离平面的条件，竖直向上的洛伦兹力与重力平衡即：qvB=mg，得：，根据相对运动当小球不动时，磁场相对小球向左运动．故选项D正确，ABC错误．故选：D。