2013北师大附中高二(上)期中物 理

2013北师大附中高二（上）期中物理
一、单项选择（共8小题，24分）
1．（3分）下列说法正确的是（）
A．电场中某点的场强与检验电荷在该点所受的电场力成正比
B．电场中某点的场强E=，但与检验电荷的带电量q及受到的力F无关
C．电场中某点的场强方向与检验电荷受到的电场力方向相同
D．公式E=和E=k对任何电场都适用
2．（3分）某同学画的表示磁场B、电流I和安培力F的方向相互关系如图所示．其中正确的是（）
A．B．C．D．
3．（3分）白炽灯的灯丝随温度的升高导电性能变差，则白炽灯不通电时灯丝电阻R1与正常发光时电阻R2比较应是（）
A．R1＞R2B．R1＜R2C．R1=R2 D．无法判断
4．（3分）一个内阻为R g的电流计改装为大量程电压表，则应该给电流计（）
A．串联一个阻值很大的电阻B．并联一个阻值很大的电阻
C．串联一个阻值很小的电阻D．并联一个阻值很小的电阻
5．（3分）如图所示的电路中，电源的电动势E和内阻r恒定不变，滑片P在变阻器正中位置时，电灯L正常发光，现将滑片P移到右端，则（）
A．电压表的示数变大 B．电流表的示数变小
C．电灯L消耗的功率变大 D．电阻R1消耗的功率变大
6．（3分）如图所示，P、Q是电量相等的两个正电荷，它们的连线中点是O，A、B是PQ连线的中垂线上的两点，OA＜OB，用E A、E B、φA、φB分别表示A、B两点的场强和电势，则（）
A．E A一定大于E B，φA一定大于φB
B．E A不一定大于E B，φA一定大于φB
C．E A一定大于E B，φA不一定大于φB
D．E A不一定大于E B，φA不一定大于φB
7．（3分）如图所示，电子在势差为U1的加速电场中由静止开始运动，然后射入电势差为U2的两块平行极板间的电场中，入射方向跟极板平行，整个装置处在真空中，重力可忽略．在满足电子能射出平行板区的条件下，下述四种情况中，一定能使电子的偏转角变大的是（）
A．U1变大，U2变大B．U1变大，U2变小
C．U1变小，U2变大D．U1变小，U2变小
8．（3分）如图，开关S1、S2断开时，令带电小球A靠近有绝缘支架的不带电金属导体B，发现导体左端带有负电荷，右端带有正电荷．M、N为导体内部两点．下列说法中正确的是（）
A．闭合开关S1，则负电荷从上向下经过开关
B．小球A可能带负电
C．感应电荷在M产生的场强大于在N产生的场强
D．因为左端带负电，所以导体的左端比右端电势低
二、不定项选择（共4小题，16分）
9．（4分）在如图所示的电路中，电源的内阻不能忽略．已知定值电阻R1=10Ω，R2=8Ω．当单刀双掷开关S置于位置1时，电压表读数为2V．则当S置于位置2时，电压表读数的可能值为（）
A．2.2V B．1.9V C．1.8V D．1.3V
10．（4分）关于电动势下列说法正确的是（）
A．电源电动势等于电源正负极之间的电势差
B．用电压表直接测量电源两极得到的电压数值，所以它的数值与外电路的组成有关
C．电源电动势总等于内、外电路上的电压之和，所以它的数值与外电路的组成有关
D．电源电动势越大，表明电源将其他形式的能转化为电能的本领越大
11．（4分）一平行板电容器充电后，把电源断开，再用绝缘工具使两板距离减小一些时（）
A．电容器中电量增加 B．电容增加
C．电容器电压减小D．两极间电场强度增大
12．（4分）某同学在研究电子在电场中的运动时，得到了电子由a点运动到b点的轨迹（图中实线所示），图中未标明方向的一组虚线可能是电场线，也可能是等势面，则下列说法正确的判断是（）
A．如果图中虚线是电场线，电子在a点动能较大
B．如果图中虚线是等势面，电子在b点动能较小
C．不论图中虚线是电场线还是等势面，a点的场强都大于b点的场强
D．不论图中虚线是电场线还是等势面，a点的电势都高于b点的电势
三、实验题（共4小题，36分）
13．（8分）在用电压表和电流表研究小灯泡在不同电压下的功率的实验中，实验室备有下列器材供选择：
A．待测小灯泡“3.0V 1.5W”
B．电流表（量程3A，内阻约为1Ω）
C．电流表（量程0.6A，内阻约为5Ω）
D．电压表（量程3.0V，内阻约为10kΩ）
E．电压表（量程15.0V，内阻约为50kΩ）
F．滑动变阻器（总阻值为100Ω，额定电流50mA）
G．滑动变阻器（总阻值为10Ω，额定电流1.0A）
H．电源（电动势为4.0V，内阻不计）
I．电键及导线等
（1）为了使实验完成的更好，电流表应选用；电压表应选用；滑
动变阻器应选用．（只需填器材前面的字母即可）
（2）请在虚线框内画出实验电路图．
14．（10分）在用电流表和电压表测一节干电池的电动势和内电阻的实验中，所用的电流表和电压表的内阻分别约为1Ω和5kΩ．所需器材的实物图如下．
（1）尽量减小误差，在实物图1中画两条线连接成实验电路．
（2）一位同学在实验记录的6组数据如表所示，试根据这些数据在图2中画出U﹣I图线（先标出纵坐标）．I（A）0.15 0.23 0.35 0.36 0.54 0.61 U（V） 1.39 1.35 1.27 1.20 1.13 1.08 （3）根据图线可得出被测电池的电动势E= V，内电阻r= Ω．用这个电路测得的电动势与真实值相比（偏大、偏小或相等）．
15．（4分）做“测定金属的电阻率”实验时，用毫米刻度尺测一段金属导线的长度L，用螺旋测微器测量导线的直径d，用伏安法测导线的电阻R．
（1）根据电阻定律，金属的电阻率ρ= （结果用R、L、d）表示
（2）若用螺旋测微器测金属丝的直径如图所示，则该金属丝的直径为mm．
16．（14分）多用电表的使用
（1）下列说法中正确的是
A．直流电流刻度线和直流电压刻度线都是均匀的，可共用同一刻度线
B．电阻刻度线是均匀的，且每一档的测量范围都是从0～∞
C．电阻刻度线上的零欧姆刻度线与直流电流刻度的最大刻度线相对应
D．测量前必须欧姆调零，而且每测一次电阻都要重新欧姆调零
E．为了使测量值比较准确，应该用两手分别将两表笔与待测电阻两端紧紧捏在一起，以使表笔与待测电阻接触良好
F．待测电阻若是连在电路中，应当把它先与其他元件断开后再测量
G．使用完毕应当拔出表笔，并把选择开关旋到OFF档或交流电压最高档
（2）多用电表中“+”孔插（红、黑）表笔，电流是从该表笔流（填“入”或“出”）多用电表的，欧姆表内部电池的正极接（填“红”或“黑”）表笔的．
（3）如图所示为多用表测量某一电阻、某一电压或某一电流时指针在刻度盘上停留的位置，若选择旋钮在a．“×1kΩ”位置，则所测量电阻阻值为Ω；
b．“直流10V”位置，则所测电压的值为V；
c．“直流50mA”位置，则所测电流的值为mA．
四、计算题（共5小题，44分）
17．（6分）有一小段通电导线，长为1cm，电流强度为5A，把它置于匀强磁场中某点，导线与磁场夹角为37°，受到的磁场力为0.3N，则该点的磁感应强度B大小是多少？（sin37°=0.6，cos37°=0.8）
18．（7分）如图所示，有一台提升重物用的直流电动机M，电机的内阻r=0.50Ω，与电动机串联的定值电阻阻值为R=10Ω，电路的路端电压为U=120V．图中理想电压表的示数为80V．求：
（1）通过电动机的电流I是多大？
（2）电动机的输入功率P是多大？
（3）电动机的机械功率P′是多大？
19．（7分）如图所示，电源电动势为12V，内阻为2Ω，滑动变阻器的总电阻为30Ω，现要使标着“6V 3W”的灯光L正常发光，那么
（1）此时A、P间的电阻应为多少？
（2）此时整个滑动变阻器上消耗的功率多大？
20．（12分）如图所示，ABCD为固定在竖直平面内的轨道，AB段光滑水平，BC段为光滑圆弧，对应的圆心角θ=37°，半径r=2.5m，CD段平直倾斜且粗糙，各段轨道均平滑连接，倾斜轨道所在区域有场强大小为E=2×l05N/C、方向垂直于斜轨向下的匀强电场．质量m=5×l0﹣2kg、电荷量q=+1×10﹣6C的小物体（视为质点）被弹簧枪发射后，沿水平轨道向左滑行，在C点以速度v0=3m/s冲上斜轨．以小物体通过C点时为计时起点，0.1s以后，场强大小不变，方向反向．已知斜轨与小物体间的动摩擦因数μ=0.25．设小物体的电荷量保持不变，取g=10m/s2．sin37°=0.6，cos37°=0.8．
（1）求弹簧枪对小物体所做的功；
（2）在斜轨上小物体能到达的最高点为P，求CP的长度．
21．（12分）如图所示，水平放置的平行板电容器，原来两板不带电，上极板接地，它的极板长L=0.1m，两板间距离d=0.4cm，有一束相同微粒组成的带正电质点流从两板中央平行极板射入，由于重力作用微粒能落到下板上，已知微粒质量为m=2×10﹣6kg，电量q=1×10﹣8C，电容器电容为C=1μF．求：
（1）上极板会带电吗？带哪种电荷？简述原因
（2）为使第一个粒子能落点范围在下板中点到紧靠边缘的B点之内，则微粒入射速度v0应为多少？（3）以上速度入射的带电粒子，最多能有多少落到下极板上？
物理试题答案
一、单项选择（共8小题，24分）
1．【解答】A、场强反映电场本身的性质，由电场本身决定，与检验电荷无关，故A错误．
B、E=是电场强度的定义式，采用比值法定义，则E与F、q无关，故B正确．
C、电场中某点的场强方向与正检验电荷受到的电场力方向相同，与负检验电荷受到的电场力方向相反．故C错误．
D、公式E=适用于任何电场，而公式E=k只适用于点电荷的电场，故D错误．
故选：B．
2．【解答】A、根据左手定则可知，A图中安培力方向应该向上，故A正确；
B、图中磁场方向和电流方向在同一直线上，不受安培力作用，故B错误；
C、根据左手定则可知，安培力方向向下，故C错误；
D、根据左手定则可知，D图中安培力方向垂直纸面向外，故D错误．
故选：A．
3．【解答】白炽灯灯丝由金属钨构成，金属的电阻率随温度的升高而升高，故电阻变大，即白炽灯的灯丝随温度的升高导电性能变差，故通电后温度升高，电阻变大，即R1＜R2．
故选B．
4．【解答】一个内阻为R g的电流计改装为大量程电压表，需要串联一个阻值很大的分压电阻，故A正确，BCD错误；故选：A．
5．【解答】滑动变阻器的滑片向右端滑动过程，变阻器接入电路的电阻减小，所以外电路总R减小，由欧姆定律得知总电流I增大，所以电流表示数变大，故B错误；路端电压U=E﹣Ir减小．电灯L的电压等于路端电压，所以电灯L的电流减小，而PL=I2RL，所以电灯L消耗的功率变小，故C错误；而总电流增大，所以通过滑动变阻器及R1的电流增大，根据P1=I2R1可知电阻R1消耗的功率增大，故D正确；R1的电压增大，所以R的电压减小，所以电压表的示数减小，故A错误；
故选：D．
6．【解答】两个等量同种电荷连线中点O的电场强度为零，无穷远处电场强度也为零，故从O点沿着中垂线向上到无穷远处电场强度先增大后减小，场强最大的P点可能在A点下，也可能在A点上，还可能在A点，由于A、B两点的间距也不确定，故E A可能大于E B，也可能小于E B，还可能等于E B；
由于OA＜OB，故从O到A电势降低小于从O到B电势的降低，故φA一定大于φB；
故A错误，B正确，C错误，D也错误；
故选：B．
7．【解答】设电子被加速后获得初速为v0，则由动能定理得：qU1=mv02﹣0 …①
又设极板长为l，则电子在电场中偏转所用时间：t=…②
又设电子在平行板间受电场力作用产生加速度为a，由牛顿第二定律得：a==…③
电子射出偏转电场时，平行于电场方向的速度：v y=at…④
由①、②、③、④可得：v y=at=，又有：tanθ=，
解得：tanθ=，
A、U1变大，U2变大，偏转角可能增大，也可能减小，也可能不变，故A错误；
B、U1变大，U2变小，偏转角减小，故B错误；
C、U1变小，U2变大，偏转角一定增大，故C正确；
D、U1变小，U2变小，偏转角可能增大，也可能减小，还可能不变，故D错误；
故选：C．
8．【解答】当开关S1、S2断开时，带电小球A靠近金属导体B时，由于静电感应，导体B左端带有负电荷，右端带有正电荷，所以小球A可能带正电．
A、当闭合开关S1时，由于静电感应的作用，金属导体B右端带的正电荷会被从大地上来的负电荷中和，所以负电荷从下向上经过开关，所以A错误，
B、由于静电感应，导体B左端带有负电荷，右端带有正电荷，所以小球A可能带正电．故B错误；
C、到达静电平衡时，导体内部的场强处处是0，所以感应电荷的电场强度与A产生的电场强度大小相等方向相反，所以在M产生的场强大于在N产生的场强．故C正确．
D、导体是等势体，各点的电势相等，故D错误；
故选：C．
二、不定项选择（共4小题，16分）
9．【解答】由闭合电路欧姆定律可知：
当开关置1时，U=R1==2V；
当开关置2时，U′=R2=；
将两式相比可得：
故U′=2×=2﹣；
因0＜＜，故1.6＜U′＜2.0；
故BC符合题意
故选：BC．
10．【解答】A、电源的电动势等于电源没有接入电路时两极间的电势差，若电源接入电路，由于电源的内电路有电势差，两极间的电势差则小于电动势，故A错误；
B、用电压表（理想电压表）直接测量电两极得到的电压，由于理想电压表内阻无穷大，电路中没有电流，电源的内电压为零，根据电源的电动势等于内、外电压之和，可知电压表测得的数值等于电电动势的值．故B错误．
C、电源电动势总等于内、外电路上的电压之和，所以它的数值与外电路的组成无关，故C错误；
D、根据电源电动势定义式E=可知，电动势越大，电源内非静电力从负极向正极移送单位电荷量的电荷做功越多，将其他形式的能转化为电能的本领越大，故D正确；
故选：D．
11．【解答】A、电容器充电后与电源断开，则电容器极板间所带电荷量保持不变，故A错误；
B、根据可知，减小距离d，则电容器的电容将增加，故B正确；
C、根据C=知，电量Q不变，电容C增加，则电容器极板间电压U减小，故C正确；
D、电场强度E=知，场强E与d无关，故电场强度将保持不变，故D错误．
故选：BC．
12．【解答】A、若虚线是电场线，从轨迹弯曲方向可知电场力沿着电场线向左，ab曲线上每一点的瞬时速度与电场力方向均成钝角，故电子做减速运动，动能减小，在a处动能最大，所以A正确；
B、若虚线为等势面，根据等势面与电场线处处垂直可大致画出电场线，显然可看出曲线上每个位置电子受到的电场力与速度成锐角，电子加速运动，故动能增大，即在a点动能较小，所以B错误；
C、D、若虚线是电场线，由电场线的密集程度可看出a点的场强较大，电子受力的方向向左，所以电场线的方向向
右；由沿着电场线方向电势越来越低可判断a处的电势较高；若虚线是等势面，从电子曲线轨迹向下弯曲可知电场线方向垂直虚线向上，沿着电场线方向电势越来越低，故a点电势较小，能判断D错误，而等差等势面密集处电场线也越密集，故a处场强较大，因此无论虚线是电场线还是等势面，均有a点的场强大于b点的场强，故C正确，故D错误．
故选：AC．
三、实验题（共4小题，36分）
13．【解答】（1）灯泡额定电流I===0.5A，电流表选C；灯泡额定电压是3V，电压表选D；为方便实验操作，滑动变阻器应选G．
（2）研究小灯泡在不同电压下的功率，电压与电流应从零开始变化，滑动变阻器要采用分压接法；灯泡电阻阻值R===6Ω，电流表内阻为5Ω，电压表内阻为10kΩ，相对来说，电压表内阻远大于灯泡电阻，电流表应采
用外接法，实验电路图如图所示．
故答案为：（1）C；D；G；（2）电路图如图所示．
14．【解答】（1）本实验采用伏安法，注意电流表相对于电源来说采用外接法；如图所示；
（2）采用描点法作出U﹣I图象如下图；
（3）由图象图象可知，电源U﹣I图象与纵轴交点坐标值为1.47，则电源电动势为：E=1.47V，
电源内阻为：r==≈0.73Ω
如果考虑电压表的内阻，根据实验的原理为：E=U+（+）r
=（1+）+••，考虑电压表的内阻，此时图线的纵轴截距表示（1+），
所以E测小于E真，
故答案为：（1）如图；（2）如图；（3）1.47V，0.73，偏小
15．【解答】（1）由电阻定律可知：R=ρ=ρ，电阻率ρ=．
（2）螺旋测微器的固定刻度为0mm，可动刻度为35.0×0.01mm=0.350mm，所以最终读数为0.350mm．
故答案为：（1）；（2）0.350．
16．【解答】（1）A、直流电流刻度线和直流电压刻度线都是均匀的，可共用同一刻度线，故A正确；
B、电阻刻度线是不均匀的，每一档的测量范围都是从0～∞，故B错误；
C、电阻刻度线上的零欧姆刻度线与直流电流刻度的最大刻度线相对应，故C正确；
D、测量前必须欧姆调零，欧姆表换挡后要重新进行欧姆调零，使用同一挡位测电阻时不需要重新进行欧姆调零，故D错误；
E、为了使测量值比较准确，表笔应与电阻接触良好，由于人体是导体，测电阻时，不能用两手分别将两表笔与待测电阻两端紧紧捏在一起，故E错误；
F、待测电阻若是连在电路中，应当把它先与其他元件断开后再测量，故F正确；
G、使用完毕应当拔出表笔，并把选择开关旋到OFF档或交流电压最高档，故G正确；
故选ACFG．
（2）多用电表中“+”孔插红表笔，电流是从该表笔流入多用电表的，欧姆表内部电池的正极接黑表笔的．
（3）a、选择旋钮在“×1kΩ”位置，由图示可知，则所测量电阻阻值为：32×1kΩ=32kΩ；
b、选择旋钮在“直流10V”位置，由图示表盘可知，其分度值为0.2V，则所测电压的值为4.4V；
c、选择旋钮在“直流50mA”位置，由图示表盘可知，其分度值为1mA，则所测电流的值为22mA．
故答案为：（1）ACFG；（2）红；入；黑；（2）a、32k；b、4.4；c、22．
四、计算题（共5小题，44分）
17．【解答】解：有一小段通电导线，长为1cm，电流强度为5A，把它置于匀强磁场中某点，
导线与磁场夹角为37°，安培力为：F=BILsin37°；
故磁感应强度为：B===10T
答：该点的磁感应强度B大小是10T．
18．【解答】解：（1）电动机和电阻串联，所以电流相等，电阻R两端电压：
U1=120﹣80=40V
故：
I===4A
（2）电动机的电功率：
P=UI=80×4=320W
（3）电动机的热功率：
P热=I2r=16×0.5=8W
所以电动机的机械功率：
P′=P﹣P热=320﹣8=312W
答：（1）通过电动机的电流I是4A；
（2）电动机的输入功率P是320W；
（3）电动机的机械功率P′是312W．
19．【解答】解：（1）灯泡正常发光，则灯泡的电压为6V，通过灯泡的电流：I L===0.5A
由题意可知，PB间的电阻R′=30﹣R，PB间的电压与内电压之和为：
U′=E﹣U L=12﹣6=6V
根据电路电流的特点得：
=I L+
代入数据得：
=0.3+
解得：R=24Ω（负值舍去）
（2）AP段消耗的电功率为：
P1==
PB段消耗的电功率为：
P2=I2R′=（0.5+）2×（30﹣24）=3.375W
答：（1）此时A、P间的电阻应为24Ω；
（2）此时整个滑动变阻器上消耗的功率为3.375W．
20．【解答】解：（1）设弹簧枪对小物体做功为W f，由动能定理得W f﹣mgr（l﹣cosθ）=mv02…①
代人数据得：W f=0.475J…②
（2）取沿平直斜轨向上为正方向．设小物体通过C点进入电场后的加速度为a1，
由牛顿第二定律得：﹣mgsinθ﹣μ（mgcosθ+qE）=ma1…③
小物体向上做匀减速运动，经t1=0.1s后，速度达到v1，有：v1=v0+a1t1…④
由③④可知v1=2.1m/s，设运动的位移为s1，有：s l=v0t1+a1t12…⑤
电场力反向后，设小物体的加速度为a2，由牛顿第二定律得：
﹣mgsinθ﹣μ（mgcosθ﹣qE）=ma2…⑥
设小物体以此加速度运动到速度为0，运动的时间为t2，位移为s2，有：
0=v1+a2t2…⑦
s2=v1t2+a2t22…⑧
设CP的长度为s，有：s=s1+s2…⑨
联立相关方程，代人数据解得：s=0.57m
答：（1）弹簧枪对小物体所做的功为0.475J；
（2）在斜轨上小物体能到达的最高点为P，CP的长度为0.57m．
21．【解答】解：（1）不带电；因为上极板接地；
（2）第一个粒子在极板间做平抛运动，即
水平位移：x=v0t…①
竖直位移：=at2…②
由①、②解得：x=v0；
为使第一粒子能落在下板中点O到紧靠边缘的B点之间，x必须满足L≤x＜L，
即：≤v0＜L，
解得：2.5m/s≤v0≤5m/s；
（3）设以上述速度入射的带电粒子，最多能有n个落到下极板上．则第（n+1）个粒子的加速度为a，由牛顿运动定律得：
mg﹣qE=ma…③
其中E===…④
由③、④得：a=g﹣…⑤
第（n+1）粒子做匀变速曲线运动：
x=v0t=L，y=at2，
y=×（g﹣）2×（）2，
第（n+1）粒子不落到极板上，则y≤，
即：×（g﹣）2×（）2≤，
代入数据解得：n=600个；
答：（1）上极板不带电；
（2）为使第一个粒子能落点范围在下板中点到紧靠边缘的B点之内，则微粒入射速度v0应2.5m/s≤v0≤5m/s；（3）以上速度入射的带电粒子，最多能有600个多少落到下极板上．。