2019-2020学年北京师范大学附属中学高二上学期期中考试物理试题(选考)

北京师大附中2019-2020学年上学期高二年级期中考试
物理试卷（选考）
★祝考试顺利★
注意事项：
1、答题前，请先将自己的姓名、准考证号用0.5毫米黑色签字笔填写在试题卷和答题卡上的相应位置，并将准考证号条形码粘贴在答题卡上的指定位置。

用2B 铅笔将答题卡上试卷类型A 后的方框涂黑。

2、选择题的作答：每个小题选出答案后，用2B 铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。

写在试题卷、草稿纸和答题卡上的非选择题答题区域的答案一律无效。

3、主观题的作答：用签字笔直接答在答题卡上对应的答题区域内。

写在试题卷、草稿纸和答题卡上的非答题区域的答案一律无效。

如需改动，先划掉原来的答案，然后再写上新答案；不准使用铅笔和涂改液。

不按以上要求作答无效。

4、选考题的作答：先把所选题目的题号在答题卡上指定的位置用2B 铅笔涂黑。

答案用0.5毫米黑色签字笔写在答题卡上对应的答题区域内，写在试题卷、草稿纸和答题卡上的非选修题答题区域的答案一律无效。

5、保持卡面清洁，不折叠，不破损，不得使用涂改液、胶带纸、修正带等。

6、考试结束后，请将本试题卷、答题卡、草稿纸一并依序排列上交。

一、单项选择题（本题共12小题，每小题3分，共36分。

在每小题给出的四个选项中，只有一个选项是符合题意的）
1. 在一个带电量为Q 的点电荷形成的电场中，在距Q 为r 处的a 点有一个带电量为q 的试探电荷，受到电场力为F ，静电常量为k ，则a 点的电场强度为（ ）
A. q F
B. Q F
C. 2r q k
D. 2r
Qq k 2. 如图所示电路中，电阻关系为R 1＝1Ω，R 2＝10Ω，R 3＝100Ω，R 4＝1000Ω，有a 、b 、c 、d 四个接线柱，总电阻最小的是（ ）
A. ab R
B. ac R
C. ad R
D. bc R
3. 在实验中测定的小灯泡伏安特性曲线如图所示，下列说法正确的是（ ）
A. 图中曲线的切线斜率代表1/R
B. 小灯泡的电阻随着电压增大而减小
C. 曲线与坐标轴围成的面积的物理意义为小灯泡在某电压下消耗的电功率
D. 如果小灯泡上刻有“110V，100W”的字样，可知小灯泡正常工作时的电阻为121Ω
4. 如图所示是实验室常用的空心金属球形导体，下列何种操作能使得该金属球壳内表面带电，外表面不带电？（）
A. 用带电体接触金属球壳的内表面
B. 用带电体靠近金属球壳的内表面
C. 用带电体接触金属球壳的内表面，同时外表面接地
D. 用带电体靠近金属球壳的内表面，同时外表面接地
5. 如图所示为两个等量正电荷的电场，O为连线中点，a、b为与O距离相等的两点。

m、n 为过O点的垂直平分线上与O距离相等的两点，下列说法正确的是（）
A. 如将一带正电的粒子从m点由静止释放，该电荷必定会通过O点
B. 如将一带正电的粒子从m点由静止释放，粒子的电势能会先增大后减小
C. 如将一带正电的粒子从a点由静止释放，在O点有最大加速度
D. 如将一带正电的粒子从a点由静止释放，在O点具有的动能最大
6. Zn-Cu原电池如图所示，下列说法正确的是（）
A. 该电源内部的能量变换是由电能转化为化学能
B. 该电源内部没有导线所以不存在内阻
C. 不论在正负极之间连接何种用电器，都不会改变该电池的电动势
D. 在该电源内部从电源的负极到电源的正极电势是一直增加的
7. 范式起电机，又称范德格拉夫加速器，是一种用来产生静电高压的装置。

其原理为内部转轴（上辊）与胶带摩擦而发生的负电荷，被上辊旁的上集电梳所收集到电极球上。

同时胶带与上辊摩擦而发生的正电荷，由胶带输送到下辊，被下辊旁的下集电梳收集入地。

而下辊发生的负电荷，由胶带运送到上辊，被上集电梳收集到电极球上，电机不停地运转，不断反复上述过程，从而积累较多电荷，下列说法正确的是（）
A. 范式起电机的原理是利用感应起电，使得外球壳带电
B. 范式起电机之所以做成球型，是因为球型无尖端，不易放电
C. 同学触摸带电球壳时为防止触电，必须保证身体接地
D. 如同学穿着铁丝网防电服靠近带电球壳，也会出现头发竖立的现象
8. 如图所示，三个等间距的虚线代表三个等势面，电势分别为10V、20V、30V，实线是一粒子在该区域的运动轨迹，对于轨迹中的a、b、c三点，下列说法正确的是（）
A. 该粒子可能是电子
B. 粒子在a点和c点具有相同的动能
C. 粒子在从a点运动到c点的过程中动量守恒
D. 粒子在b点速度大小为0
9. 如图所示的实验装置中，充电后的平行板电容器的A极板与静电计相接，极板B接地，若极板B稍向上移动一点，下列说法正确的是（）
A. 两极间的电压不变，电容不变，极板上电荷量变小
B. 两极间的电压不变，电容减小，极板上电荷量变大
C. 极板上的电荷量不变，两极板间的电势差增大
D. 极板上的电荷量不变，两极板之间的电场强度不变
10. 小明同学在改装电表时发现，电压表由灵敏电流计G和电阻R串联而成。

若使用过程中发现这个电压表的读数总比标准电压表读数低一些，为了使它读数更加准确，应当在原电路中（）
A. 在电阻R两端串联一个比R大得多的电阻
B. 在电阻R两端串联一个比R小得多的电阻
C. 在电阻R两端并联一个比R大得多的电阻
D. 在电阻R两端并联一个比R小得多的电阻
11. 下图为一个多用电表的电路原理图，下列说法正确的是（）
A. A接线柱为黑表笔，B接线柱为红表笔
B. B端连接1、2可以测电压，连接5、6可以测电流
C. 换挡开关S由3切换到4时必须进行调零
D. 换挡开关S由1切换到2后电表量程会增大
12. 现有如图所示的电路图，电源电动势为E，内阻为r，R1，R2为两个定值电阻，r<R2，R x为电阻箱。

则下列说法正确的是（）
A. 如果调节R x增大则电路的输出功率将降低
B. 当电路实现最大输出功率时，R x与R1并联阻值与R2相等
C. 若控制R x增大则电路的各段电路电压均增加
D. 若电路中总电流变小，则并联部分中各元件两端的各支路电流均变小
二、不定项选择题（本题共4小题，每小题4分，共16分。

在每小题给出的四个选项中，有一个或多个选项是符合题意的，全部选对得4分，选对但不全得2分，错选不得分。

）
13. 对于给定的电容器，描述其电容C、电荷量Q、电压U之间相应关系的图像应是图中的：（）
14. 如图所示，实线是一簇未标明方向的由点电荷Q产生的电场线，若带电粒子q由a运动到b，运动轨迹如虚线所示。

则下列判断正确的是：（）
A. 若Q为正电荷，则q带正电，做加速度减小的加速运动，电势能减小
B. 若Q为正电荷，则q带负电，做加速度减小的减速运动，电势能增大
C. 若Q为负电荷，则q带正电，做加速度减小的减速运动，电势能增大
D. 若Q为负电荷，则q带正电，做加速度增大的减速运动，电势能减小
15. 如图所示，从灯丝发出的电子经加速电场加速后，进入偏转电场，最后出射的电子枪。

如果在偏转电场区域再加上另一种“场”后电子将不再偏转，也不加速，沿偏转电场中心线匀速飞出，根据该现象，我们可以推测关于这种“场”以及电子在该区域的运动以下说法正确的是：（）
A. 这种“场”对电子的作用力是恒定的
B. 这种“场”对电子的作用力与电场力大小相等
C. 这种“场”对电子的作用力沿电场线反方向
D. 增大U2，电子将可能向上偏转
16. 如图所示的电路中，输入电压U恒为12V，灯泡L标有“6V 12W”字样，电动机线圈的电阻R M＝0.5Ω。

若灯泡恰能正常发光，以下说法中正确的是：（）
A. 电动机的输入功率是12W
B. 电动机的输出功率是12W
C. 电动机的热功率是2.0W
D. 电动机的效率约为83.3％
三、实验题（本题共2小题，共25分）
17. （9分）常用的电压表和电流表都是由小量程的电流表G（表头）改装成的。

现有一个电流表G，内阻为500Ω，满偏电流为1mA。

（1）若想将其改装为一个量程为3V的电压表，也就是在技术上要求实现G表指针指向其最右侧刻度时AB间的电压为________V。

由于G表的满偏电压一般都比较小，故需要串联一个较大电阻来_________。

根据串联电路电压关系，易求得此时串联电阻两端电压为_______V，此时通过它的电流为________mA，根据欧姆定律可知它的阻值为________Ω，这就是改装电压表的原理。

进一步可求得改装好的电压表内阻为___________Ω；
（2）若想将其改装为一个量程为0.1A的电流表，需要_________联一个阻值为_________Ω的电阻。

改装好的电流表内阻为__________Ω（本小题结果保留两位有效数字）。

18. （16分）某同学想测量一根长约1m的截面为圆形的金属丝的电阻率，实验桌上有下列实验器材：
直流电源（9V）电流表（0.6A，0.1Ω）电压表（3V，3kΩ）
金属丝（约5Ω）滑动变阻器（最大阻值5Ω）开关导线若干
毫米刻度尺（1m）游标卡尺（10分度）螺旋测微器
（1）（2分）小明同学用恰当的测量仪器测得一段准备实验的电阻丝长度，下列记录的测量结果中，正确的是__________
A. 100mm
B. 90mm
C. 80.0mm
D. 50.00mm
（2）（4分）为了测得金属丝横截面积，小明用游标卡尺测得金属丝直径如图1所示，则本次测量他应在实验记录表格中记录的数值为d＝________mm。

为了更精确地测量金属丝直径，小明接着用螺旋测微器进行了测量，结果如图2所示，则本次测量他应在实验记录表格中记录的数值为d＇＝__________mm。

（3）（6分）之后小明利用桌上的仪器测出了这段金属丝的电阻。

请在下面的方框内画出他的实验电路图，并在实物图中用笔画线当导线将实物电路连接好（其中的一部分导线已连接，请注意开关闭合时滑动变阻器滑片的位置）。

（4）（4分）若小明多次实验后测得这段金属丝的电阻平均值为4.5Ω，则可计算出这种金属丝的电阻率为ρ＝________________（保留两位有效数字）。

四、论述、计算题（本题共3小题，共23分。

）
解答要求：写出必要的文字说明、方程式、演算步骤和答案。

只写出最后答案的不能得分。

有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位。

19. 匀强电场电场强度为E，同一条电场线上两点距离为d，电势差为U。

试从电场力对电荷做功出发，推导电势差与电场强度的关系。

（若用到题目中没有给出的物理量，请先做说明。

）20. 平行板电容器宽度为l，两板间距为d，两板间电压恒为U。

大量质量为m，带电量为e 的电子从平行板电容器一侧的各处水平进入两板之间，速度大小各不相同，如图所示。

假设电容器边缘电场仍均匀。

（1）有一个电子以初速度v0从两板间进入并能穿出极板，求速度偏转角。

（2）能从平行板中穿出的电子，进入极板时速度至少为多大？
（3）穿出的电子动能最多增加多少？
21. 如图甲所示，用电动势为E、内阻为r的电源，向滑动变阻器R供电。

改变变阻器R的阻值，路端电压U与电流I均随之变化。

（1）以U为纵坐标，I为横坐标，在图乙中画出变阻器阻值R变化过程中U-I图像的示意图，并说明U-I图像与两坐标轴交点的物理意义。

（2）a. 请在图乙画好的U-I关系图线上任取一点，画出带网格的图形，以其面积表示此时电源的输出功率；
b. 请推导该电源对外电路能够输出的最大电功率及条件。

（3）请写出电源电动势定义式，并结合能量守恒定律证明：电源电动势在数值上等于内、外电路电势降落之和。

【试题答案】
一、单项选择题（本题共12小题，每小题3分，共36分。

在每小题给出的四个选项中，只有一个选项是符合题意的）
1. A
2. A
3. D
4. D
5. D
6. C
7. B
8. B
9. C 10. C 11. C 12. A
二、不定项选择题（本题共4小题，每小题4分，共16分。

在每小题给出的四个选项中，有一个或多个选项是符合题意的，全部选对得4分，选对但不全得2分，错选不得分。

）
13. BC 14. BC 15. ABD 16. AC
三、实验题（本题共2小题，共25分）
17. （1）3V ，分压，2.5V ，1mA. 2500Ω，3000Ω（每空1分）
（2）并，5.1Ω，5.0Ω（每空1分）
18. （1）C （2分）
（2）0.5，0.550（每空2分）
（3）（每图3分）
（4）m ⋅Ω⨯-6103.1~1.1（4分）
四、论述、计算题（本题共3小题，共23分。

）
19. 设粒子带电量为q （1分），qU W =①（1分） d F W ⋅=②（1分） qE F =③（1分）
比较①、③，可得d E U ⋅=（1分）
20. （1）t v l 0=（1分），md eU a at v y ==,（1分） x
y v v =θtan （1分） 20
tan mdv eUl =θ（1分） （2）2min min )(21,v l md eU d t v l ==（1分），m
eU d l v 2min =（2分）
- 11 - （3）eU W E k ==∆max 电（2分）
21. （1）纵截距：电动势E （1分），横截距；短路电流：r E I =max （1分） （2）a. （1分）
（1分）
b. R I U r
R E I I U P ⋅=+=⋅=输输输,,， 解出r R
r R E P 222
++=输（1分），当r R =时，2max 4E P r =输（1分） （3）q
W E 非=
（1分），内外U U E Ir IR E Rt I Rt I q E +=+=+=⋅,,22（2分）。