2021-2022学年河南省中原名校高二(上)期末联考物理试题(解析版)

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(1)电场强度E的大小;
(2)粒子到达a点时速度的大小和方向;
(3)磁感应强度B满足什么条件,粒子经过磁场后能到达y轴上,且速度与y轴负方向成45°角?
【答案】(1) ;(2) ,方向与x轴正方向成45°角;(3)
【解析】
【详解】(1)粒子做类平抛运动,沿y轴方向有
h= t2
沿x轴方向有
2h=v0t
故电流表应选择0~0.6A的量程,故选D;而由题意要求可知,电压从零开始变化,并要多测几组数据,故只能采用滑动变阻器分压接法,而分压接法中应选总阻值小的滑动变阻器,故选E;
(2)[4]电路采取分压式接法,因为电流表内阻已知,故采取内接法,故电路图如下:
三、计算题(本题共4小题,共46分。解答时请写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤。只写出最后答案的不得分,有数值计算的题,答案中必须明确写出数值和单位。)
3.考试结束后,将本试卷和答题卡一并交回。
一、选择题(本题共10小题,每小题4分,共40分。在每小题给出的四个选项中,1-6小题只有一个选项正确,7-10小题有多个选项正确。全部选对的得4分,选对但不全的得2分,有选错的得0分)
1.关于电场力和电场强度,下列说法正确的是( )
A.电场强度的方向总是跟电场力的方向一致
13.匀强电场的场强为40N/C,在同一条电场线上有A、B两点,把质量为2×10-9kg、带电荷量为-2×10-9C的微粒从A点移到B点,静电力做了1.5×10-7J的正功.求:
(1)A、B两点间的电势差UAB;
(2)A、B两点间的距离;
(3)若微粒在A点具有与电场线同向的速度为10m/s,在只有静电力作用的情况下,求经过B点的速度大小.
12.有一个小灯泡上标有“ ”的字样,现在要用伏安法描绘这个小灯泡的 图线。现有下列器材供选用:
A 电压表 1( ,内阻约2kΩ)
B.电压表 2( ,内阻约6kΩ)
C.电流表A1( ,内阻约 )
D.电流表A2( ,内阻 )
E.滑动变阻器R1(0 ~ )
F.滑动变阻器R2(0 ~ )
G.学生电源(直流4V)、开关、导线若干
河南省中原名校2021-2022学年高二上学期期末联考物理试卷
全卷满分100分,考试用时90分钟。
注意事项:
1.答卷前,考生务必将自己的姓名、考生号等填写在答题卡上。
2.回答选择题时,选出每小题答案后,用铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。如需改动,用橡皮擦干净后,再选涂其他答案标号。回答非选择题时,将答案写在答题卡上。写在本试卷上无效。
BC.电容器的电容由电容器本身决定,与所带电荷量和板间的电压无关,故BC错误;
D.电容的常用单位有 和pF
故D错误;
故选A。
3.正电荷q在电场力作用下由P向Q做加速运动,而且加速度越来越大,那么可以断定,它所在的电场是下图中的哪一个( )
A. B.
C. D.
【答案】D
【解析】
【详解】正电荷受力的方向和电场强度方向相同,电场线越密的地方电荷受力越大,根据牛顿第二定律,电场强度越大,电荷的加速度也就越大,所以根据题意,Q点的电场线应比P点的电场线密,又由于电荷做加速运动,则电场方向由P指向Q,故ABC错误D正确。
考点:电势
【名师点睛】①在匀强电场中将某一线段等分同时就将该线段两端的电势差等分;②在匀强电场中电场线平行且均匀分布故等势线平行且均匀分布.以上两点是解决此类题目的金钥匙.
6.在图示的电解池中,测得5s内共有7.5C的正电荷和7.5C的负电荷通过池的竖直截面OO’,则电路中电流表指示的读数应为()
A.0
解得
E=
(2)到达a点时水平速度为v0,竖直速度为vy
水平方向有
B.通过 电流 增大,通过 的电流
减小, 增大,则 减小,电压 也减小,故 的功率减小,故B正确;
C. 的并联电压
增大, 减小,则 增大,故通过电流表的电流 增大,电流表的示数变大,故C正确;
D.通过 的电流
减小, 增大,则 减小,故D错误。
故选BC。
9.电源和一个水平放置的平行板电容器、三个电阻组成如图所示的电路,当开关S闭合后,电容器中有一个带电液滴正好处于静止状态。现将开关S断开,则以下判断正确的是( )
B.1.5A
C.3A
D.7.5A
【答案】C
【解析】
【详解】电路中电流表读数就表示电路中电流的大小,电路中电流表读数 ;故选C.
【点睛】本题考查电流的计算,关键是公式的应用,重点是明白电流是表示单位时间内通过的电荷量.同时要注意明确同时有正负电荷移动时,总电荷量为正负电荷的绝对值的和.
7.一段粗细均匀的金属导体的横截面积是S,导体单位体积内的自由电子数为n,金属内的自由电子的电荷量为e,自由电子做无规则热运动的速率为v0,导体中通过的电流为I,则下列说法中正确的有( )
A. 磁场方向垂直纸面向里,磁感应强度B的大小为
B. 磁场方向垂直纸面向外,磁感应强度B的大小为
C. 在荧光屏上能观察到的亮斑区的长度为2d
D. 在荧光屏上能观察到的亮斑区的长度为3d
【答案】BC
【解析】
【详解】AB.因为沿M板向上射出的 粒子刚好垂直打在荧光屏上,由左手定则可判断磁场方向垂直纸面向外,粒子的运动半径为
根据
解得
故A错误,B正确;
CD.沿M板向上射出的 粒子,打到屏上时最远距离为d,同样沿M板向下射出的 粒子,打到屏上时最远距离也为d,所以在荧光屏上能观察到的亮斑区的长度为2d,故C正确,D错误。
故选BC。
二、实验题(本大题共2小题,每空2分,共14分)
11.在伏安法测电阻的实验中,由于电流表和电压表均不是理想电表,会造成实验存在系统误差,现有一个待测电阻Rx,当由图(a)连接方式变成图(b)连接方式时,电压表的示数减少了 ,电流表的示数变为原来值的 ,则选用___________(填“a”或“b”)测量结果更接近待测电阻的真实值,且测量值___________(填“大于”、“等于”或“小于”)真实值,造成误差的原因___________。
(2)开关S闭合时,电流表的示数为4.0A,故路端电压为:U=E-Ir=40-4×1=36V,
通过电阻R的电流:
故流过电动机的电流为:I2=I-I1=4-1.5=2.5A,
故电动机的机械功率为:P2=UI2-I22RM=36×2.5-2.52×0.4=87.5W;
15.如图所示的平面直角坐标系xOy,在第Ⅰ象限内有平行于y轴的匀强电场,方向沿y轴正方向;在第Ⅳ象限的正方形abcd区域内有匀强磁场,方向垂直于xOy平面向里,正方形边长为L且ad边与x轴重合,ab边与y轴平行。一质量为m、电荷量为q的粒子,从y轴上的P(0,h)点,以大小为v0的速度沿x轴正方向射入电场,通过电场后从x轴上的a(2h,0)点进入第Ⅳ象限的磁场区域,不计粒子所受的重力。求:
故选D。
4.如图为两电阻Ra和Rb的伏安特性曲线,由图可知,电阻Ra与Rb的大小关系为( )
A.Ra>RbB.Ra<Rb C.Ra=Rb D. 不能确定
【答案】B
【解析】
【详解】根据
可知I-U图像的斜率越大,则电阻越小,即
Ra<Rb
故选B。
5.a、b、c、d是匀强电场中的四个点,它们正好是一个矩形的四个顶点.电场线与矩形所在的平面平行.已知a点的电势是20V,b点的电势是24V,d点的电势是4V,如图.由此可知,c点的电势为()
故选BD。
10.如图所示,在竖直放置的金属板M上放一个放射源C,可向纸面内各个方向射出速率均为v的 粒子,P是与金属板M平行的足够大的荧光屏,到M的距离为d。现在P与金属板M间加上垂直纸面的匀强磁场,调整磁感应强度的大小,恰使沿M板向上射出的 粒子刚好垂直打在荧光屏上。若 粒子的质量为m,电荷量为2e。则()
B.电场强度的大小总是跟电场力的大小成正比
C.正电荷受到的电场力的方向跟电场强度的方向一致
D.检验电荷的电量越大,它在电场中受到的电场力就越大,因此该点的电场强度就越大
【答案】C
【解析】
【详解】AC.物理学规定电场强度的方向和正电荷受力的方向相同,与负电荷相反,故A错误,C正确;
BD.电场强度是描述电场本身的属性,和电场力的大小,电荷量的大小、电性以及有无电荷均无关,故BD错误。
【答案】①.b
②.小于③.电压表的分流作用
【解析】
【详解】[1]当由图(a)连接方式变成图(b)连接方式时,电压表的示数减少了 ,电流表的示数增加了
也就是,电流表的示数增加了 ,所以伏特表读数变化更显著,说明电流表的分压明显,所以选用“b”测量结果更接近待测电阻的真实值;
[2] [3]电压表测得的是电阻Rx的两端的真实电压,但电流表测得的是通过电阻Rx和电压表的共同电流,误差是由电压表分流引起的,可知电阻的测量值小于真实值。
A. 自由电子定向移动的速率为v0
B. 自的速率,即为真空中的光速c
D. 自由电子定向移动的速率为v=
【答案】BC
【解析】
【详解】ABD.由电流的微观表达式 ,可得自由电子定向移动的速率为v= ,故B正确,AD错误;
C.电流的速率为电场传播的速率,即为真空中的光速c,故C正确。
A. 液滴仍保持静止状态
B. 液滴将向上运动
C. 电容器上的带电荷量将减为零
D. 电容器上的带电荷量将增大
【答案】BD
【解析】
【分析】
【详解】AB.带电粒子受重力和电场力平衡,断开电键后,电容器两端电压变大到等于电源电动势,故场强变大,电场力变大,粒子会向上加速,故A错误,B正确;
CD.电键断开前,电容器两端电压等于电阻R2两端的电压,断开电键后,电容器两端电压变大到等于电源电动势,根据电容的定义式 得到带电量变大,故C错误,D正确;
【答案】(1) (2) (3) m/s
【解析】
【详解】(1)由电场力做功的公式得:
(2)由匀强电场中的场强公式得:
(3)若微粒只在电场力作用下运动,由动能定理得:
代入数据解得
vB= m/s
14.如图所示,电源电动势E=40V,内阻r=1Ω,电阻R=24Ω,M为一线圈电阻RM=0.4Ω的电动机,电流表为理想电流表,求:
故选BC。
8.如图所示的电路中, 为滑动变阻器, 为定值电阻,电源的电动势为 ,内阻为 .先将开关S闭合,电路稳定后,再将当滑动变阻器 的滑片向左滑动时,下列说法正确的是( )
A. 两端 电压减小B. 的功率减小
C. 电流表的示数变大D. 的电流增大
【答案】BC
【解析】
【详解】A.当滑动变阻器 的滑片向左滑动时,其接入电路的电阻增大,外电路总电阻增大,则干路电流 减小,路端电压 增大, 两端的电压等于路端电压,则 两端的电压增大,故A错误;
A 4VB. 8VC. 12VD. 24V
【答案】B
【解析】
【详解】试题分析:
根据在匀强电场中将某一线段等分同时就将该线段两端的电势差等分将线段bd五等分,如图所示,则Ube= Ubd= ×(24-4)=4v,故Ube=φb-φe=4v,故φf-φd=4v,故φe=24-4=20v.φf=8v.故φa=φe,连接cf,则cf∥ae,故c点的电势φc=φf=8v.故B正确.故选B.
(1)实验中所用电压表应选___________,电流表应选用___________,滑动变阻器应选用___________。(用序号字母表示)
(2)要求:尽可能的减小实验误差,请在方框中画出该实验的电路原理图___________
【答案】①.A②.D③.E④.
【解析】
【详解】(1)[1][2][3]因灯泡的额定电压为4V,为保证安全选用的电压表量程应稍大于4V,但不能大太多,量程太大则示数不准确;故只能选用0~5V的电压表,故选A;由P=UI得,灯泡的额定电流
(1)当开关S断开时,电源输出功率P1是多少?
(2)当开关S闭合时,电流表的示数为4.0A,则通过电动机的电流及电动机输出功率P2是多少?
【答案】(1)61.44W; (2)87.5W;
【解析】
【详解】(1)当开关S断开时,根据闭合电路欧姆定律,电流为:
电源输出功率为:P1=I2R=1.62×24=61.44W;
故选C。
2.电容器是一种常用的电子元件,对电容器认识正确的是( )
A. 电容器的电容表示其储存电荷能力
B. 电容器的电容与它所带的电量成正比
C. 电容器的电容与它两极板间的电压成正比
D. 电容的常用单位有F, 和pF,
【答案】A
【解析】
【详解】A.电容是表示电容器容纳电荷本领大小的物理量,电容器的电容表示其储存电荷能力,故A正确;
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