2019-2020学年吉林省辽源市东辽县一中高二上学期期中考试物理试题(解析版)

辽源市东辽县一中2019-2020学年高二上学期期中考试高二
期中考试物理试卷
一、选择题
1.下列说法正确的是
A. 干电池的体积越大，则电动势越大
B. 在国际单位制中，表示电动势单位的符号是E
C. 同一电源接入不同的电路，电动势会发生变化
D. 电源把其他形式的能转化为电能的本领越大，则电动势越大
『答案』D
『解析』
【详解】A．干电池的电动势与电池的体积无关，选项A错误；
B．在国际单位制中，电动势的单位是伏特，表示电动势单位的符号是V，选项B错误；C．同一电源接入不同的电路，电动势不会发生变化，选项C错误；
D．电源把其他形式的能转化为电能的本领越大，则电动势越大，选项D正确．
2.某同学用理想电流表和电压表分别对三个定值电阻各进行一次测量，并将所测三组电流和电压值描点到同一I-U坐标系中，如图所示，则这三个电阻的大小关系正确的是
A. R a=R b>R c
B. R a>R b>R c
C. R a=R b<R c
D. R a>R b=R c
『答案』C
『解析』
【详解】根据
1
U
I U
R R
==可知，电阻的I-U图象的斜率的倒数等于电阻，可知ab与原点
连线的斜率相等且大于c与原点连线的斜率，可知ab电阻相等且小于c的电阻；
A．R a=R b>R c，与结论不相符，选项A错误；B．R a>R b>R c，与结论不相符，选项B错误；C．R a=R b<R c，与结论相符，选项C正确；D．R a>R b=R c，与结论不相符，选项D错误；
3.某电场中有A、B、C三点，已知A、B两点间的电势差U AB=-60 V，B、C两点间的电势
差U BC=-50 V，三点电势分别用φA、φB、φC表示，则下列关系正确的是
A. φA>φB>φC
B. φB>φC>φA
C. φC>φA>φB
D. φC>φB>φA
『答案』D
『解析』
【详解】A、B两点间的电势差U AB=-60V，知A点的电势比B点的电势低60V；B、C两点间的电势差U BC=-50V，知B点的电势比C点的电势低50V，则C点的电势比A点的电势高110V，所以φC＞φB＞φA．
A．φA>φB>φC，与结论不相符，选项A错误；B．φB>φC>φA，与结论不相符，选项B错误；C．φC>φA>φB，与结论不相符，选项C错误；D．φC>φB>φA，与结论相符，选项D正确；
4.将定值电阻R1与R2串联接入同一电路中，测得R1与R2的两端电压之比为1∶3，则将R1与R2并联接入同一电路中时，则R1与R2消耗的电功率之比为
A.
1∶9 B. 9∶1 C. 1∶3 D. 3∶1 『答案』D
『解析』
【详解】将定值电阻R1与R2串联接入同一电路中，则电流相等，因R1与R2的两端电压之比为1∶3，可知电阻之比为1:3；将R1与R2并联接入同一电路中时，则电压相等，根据2
U
P
R
可知，R1与R2消耗的电功率之比为3:1；
A．1∶9，与结论不相符，选项A错误；B．9∶1，与结论不相符，选项B错误；
C．1∶3，与结论不相符，选项C错误；D．3∶1，与结论相符，选项D正确；
5.如图所示，将灯泡L和电动机串联接在电压为10V的理想电源两端．已知灯泡规格为“6 V 12W”，电动线圈电阻为1 Ω，当灯泡正常发光，下列说法错误的是
A. 电动机的输出功率为16W
B. 电动的输入功率为8W
C. 电动的热功率为4W
D. 若利用该电动带动起重装置匀速提升20 N 的重物（忽路一切阻力），10s 内升高2 m
『答案』A 『解析』
【详解】ABC.灯泡正常发光，则灯泡两端电压为6V ，电流
12
A 2A 6
L P I U =
== 可知电动机两端电压为
U M =10V-6V=4V ；
电动机的输入功率为
P =IU M =8W ；
电动机的热功率
22==21W 4W P I R ⨯=热电
电动机的输出功率为
==4W P P P -出热
则选项A 错误，符合题意；选项BC 正确，不符合题意；
D ．若利用该电动带动起重装置匀速提升20 N 的重物（忽路一切阻力），则
=4W=P mgv 出
解得
v =0.2m/s
则10s 内升高
h=vt =2 m
选项D 正确，不符合题意．
6.如图所示，E 为电源，C 为电容器，R 为定值电阻，S 为单刀双掷开关，则
A. S 接1时，电容器充电且上极板电势较低
B. S 接2时，电容器放电且放电电流从左往右经过定值电阻R
C. 保持S接l ，将上极板竖直向上平移少许，板间电压不变，场强减小
D. 保持S接l ，将上极板水平向左平移少许，板间电压不变，场强减小
『答案』C
『解析』
【详解】A．S接1时，电容器充电且上极板接电源正极，电势较高，选项A错误；B．S接2时，电容器放电且放电电流从右往左经过定值电阻R，选项B错误；
C．保持S接l ，将上极板竖直向上平移少许，板间电压不变，根据
U
E
d
=可知，场强减小，
选项C正确；
D．保持S接l ，将上极板水平向左平移少许，板间电压不变，两板间距d不变，根据
U
E
d
=
可知场强不变，选项D错误．
7.有L1“6V 3W”、L2“6 V 4W'”、L3“6V 9W”、L4“6 V 12 W”四只灯泡，灯泡电阻不随电压变化．现将它们分别与电动势E=6 V，内阻r=4Ω的电源连接成团合回路．则能使连接后电源输出功率和效率达到最大的灯泡分别是
A. L3和L l
B. L2和L3
C. L3和L4
D. L4和L1『答案』A
『解析』根据
2
U
R
P
=可知，四个电阻的阻值分别为：12Ω，9Ω，4Ω，3Ω；当电源内阻等于外电路电阻时，电源的输出功率最大，可知电源输出功率最大的是L3；根据
1
=
1
IU R
r
IE R r
R
η==
++
可知，外电路电阻越大，则电源效率越大，可知L1接入电路时电源的效率较高；
A．L3和L l，与结论相符，选项A正确；B．L2和L3，与结论不相符，选项B错误；C．L3和L4，与结论不相符，选项C错误；D．L4和L1，与结论不相符，选项D错误；8.如图所示，某电场中，水平的等距平行直线能是等势线也可能是电场线，曲线是电子在只受电场力作用下的运动轨迹，a、b是轨迹上的两点，则下列说法正确的是
A. 若直线是等势线．则电场方向竖直向上，a点动能大于b点动能
B. 若直线是等势线，则电场方向竖直向下，a 点动能小于b 点动能
C. 若直线是电场线，则电场方向水平向左，a 点动能大于b 点动能
D. 若直线是电场线，则电场方向水平向右，a 点动能小于b 点动能
『答案』B 『解析』
【详解】AB ．若直线是等势线，则由轨迹可知，电子受电场力向上，则电场方向竖直向下，从a 到b 电场力做正功，动能增加，可知a 点动能小于b 点动能，选项A 错误，B 正确； CD ．若直线是电场线，则电子受电场力水平向左，可知场强水平向右，从a 到b 电场力做负功，动能减小，可知a 点动能大于b 点动能，选项CD 错误．
9.将上下表面均为正方形、高度相等、用同种材科制成的甲、乙导体串联接在电压为U 的电源上，已知电流大小为I ，电流方向如图所示，甲、乙导体上下表面边长分别为a 和b 、高均为h ，则
A. 电流沿图中方向流过两导体时，甲、乙阻值之比是1∶1
B. 电流沿图中方向流过两导体时，甲、乙阻值之比是a ∶b
C. 导体电阻率为ρ=
2Uh I D. 导体电阻率为ρ=a b Uha
I +（）
『答案』AC 『解析』
【详解】AB ．由电阻定律可知：l
R S
ρ
=可知：两导体的电阻 a a R ah h ρρ=＝
b b R bh h ρρ=＝
1:1a
b
R R =
选项A 正确，B 错误；
CD ．两电阻串联，分压相等，则ab 两端的电压均为 2
U ；
由欧姆定律可知：
2a U R I h
ρ=
＝ 解得：
2hU
I
ρ=
故C 正确，D 错误；
10.如图所示为电表改装的电路图，其中表头G 的满偏电流为0.6 A ，满偏电压为3 V ．R 1的阻值等于表头内阻的
1
2
，R 2的阻值等于表头内阻的2倍，则
A. 将1、2接入电路时，可作为大量程电压表使用
B. 将1、3接入电路时，可作为大量程电流表使用
C. 改装后的大量程电流表量程为0~1.8 A
D. 改装后的大量程电压表量程为0~21 V
『答案』CD 『解析』
【详解】A ．将1、2接入电路时，电阻R 1与表头并联，则可作为大量程电流表使用，选项A 错误；
B ．将1、3接入电路时，电阻R 2与表头串联，则可作为大量程电压表使用，选项B 错误；
C ．改装后的大量程电流表量程为
1
3 1.8A
12
G G G G U U I I I I R R =+
=+== 此时两端电压3V U =，选项C 正确； D ．改装后大量程电压表量程为
'232721V G G U U IR U I R U =+=+⋅==
选项D 正确．
11.如图所示，一电子从匀强电场左边界A 点以初速度垂直于场强方向进入电场，经偏转从右边界B 点飞出．已知A 、B 两点间水平和竖直距离均为L ，电子质量为m 、电荷量为e ，不计电子重力及空气阻力．则
A. 电子从A 到B 的运动时间为
L v B. 匀强电场的电场强度为20
2mv eL
C. A 、B 两点间的电势差为20
2mv e
D. 电子从B 点飞出时速度与水平方向夹角的正切值为1
『答案』AB 『解析』
【详解】A ．电子在水平方向做匀速运动，则从A 到B 的运动时间为
L t v =
选项A 正确； B ．竖直方向：
220
11()22eE L L at m v =
=⋅⋅ 解得匀强电场的电场强度为
2
2mv E eL
= 选项B 正确；
C ．A 、B 两点间的电势差为
20
2AB
mv U EL e
=-=- 选项C 错误；
D ．电子在竖直方向做初速度为零的匀加速直线运动，因此有
02y eE
v at t v m
==
⋅= 电子从B 点飞出时速度与水平方向夹角的正切值为
2tan 2y v v v v θ=
=
= 选项D 错误．
12.如图所示的电路中，电源电动势为E ，内阻为r ，电流表为理想电表，R 1、R 2、R 3、R 4均为定值电阻。

灯泡L 1和L 2阻值一定且始终安全．现闭合开关S ，下列分析正确的是（ ）
A. 若R 1断路，则灯泡L 1和L 2均变亮，电流表示数变小
B. 若R 2断路，则灯泡L 1变暗，L 2变亮，电流表示数变小
C. 若R 3短路，则灯泡L 1和L 2均变亮，电流表示数变大
D. 若R 4短路，则灯泡L 1和L 2均变暗，电流表示数变大
『答案』B 『解析』
【详解】将原电路改画如图：
A ．若R 1断路，则相当于R 1处的电阻变大，则总电阻变大，电路中总电流减小，路端电压
变大，而L2灯泡以及与其并联的支路电压减小，则L2变暗，电流表示数变小；而L1灯泡以及与其并联的支路电压变大，即L1变亮；选项A错误；
B．若R2断路，则相当于R2处的电阻变大，则总电阻变大，电路中总电流减小，路端电压变大，而L1灯泡以及与其并联的支路电压变小，即L1变暗；而L2灯泡以及与其并联的支路电压变大，则L2电流变大，变亮，电流表示数变小，选项B正确；
C．若R3短路，则相当于R3处的电阻变小，则总电阻变小，电路中总电流变大，路端电压变小，而L1灯泡以及与其并联的支路电压变大，即L1变亮；而L2灯泡以及与其并联的支路电压变小，则L2电流变小，变暗，电流表示数变大，选项C错误；
D．若R4短路，则相当于R4处的电阻变小，则总电阻变小，电路中总电流变大，路端电压变小，而L1灯泡以及与其并联的支路电压变大，即L1变亮；而L2灯泡以及与其并联的支路电压变小，则L2电流变小，变暗，电流表示数变大，选项D错误。

故选B。

二、实验题
13.某同学为了测量一均匀金属圆柱体的电阻率ρ，完成下列步骤：
（1）用游标卡尺测量其长度，如图甲所示，其长度为______
（2）用螺旋测微器测量其直径．为防止读数时测微螺杆发生转动，读数前应旋紧图乙中的部件________（填“A ”“B”“C”或“ D”）．从图乙中可知其直径为__________mm．
（3）若用伏安法测得流经圆柱体的电流为I，圆柱体两端的电压为U．圆柱体的直径和长度分别用D和L表示，则该圆柱体的电阻率ρ=_________________________（用I、U、D 和L表示）．
『答案』(1). 42.35 (2). B 0.410 (3).
2 4
D U
IL
『解析』
【详解】（1）[1]．用游标卡尺测量其长度为：4.2cm+0.05mm×7=4.235cm=42.35mm；（2）[2][3]．用螺旋测微器测量其直径．为防止读数时测微螺杆发生转动，读数前应旋紧图乙中的部件B．从图乙中可知其直径为：0.01mm×41.0=0.410mm．
（3）[4]．若用伏安法测得流经圆柱体的电流为I，圆柱体两端的电压为U．则
U
R
I
=
由电阻定律
2
1
4
L L
R
S D
ρ
ρ
π
==
则该圆柱体的电阻率
2
4
D U
IL
π
ρ=
14.某物理兴趣小组测绘一只“2.5 V 1.5 W”小灯泡的伏安特性曲线，采用的电路如图甲所示．实验室备有下列实验器材：
A.电压表V（量程0~3 V，内阻约为15 kΩ)
B.电流表A（量程0~0.6 A，内阻约为10 Ω)
C.变阻器R1（0~10 Ω，0.6 A)
D.变阻器R2（0~2000 Ω，0.1 A)
E电池组E（电动势为3 V，内阻约为0.3Ω）
F.开关S，导线若干
（1）实验中应选用的滑动变阻器为_________________（填写仪器前字母序号）．
（2）闭合开关前，滑动变阻器的滑动触头应放在__________________（填“a”或“b”端）．（3）将实验测得数据在图乙所示的坐标系中绘出该灯泡的I-U图线，则可知随温度升高，该灯泡的电阻_____（填“增大”“减小”或“不变”）．
『答案』(1). C (2). a (3). 增大
『解析』
【详解】（1）[1]．实验中滑动变阻器要用分压电路，则应选用的滑动变阻器为阻值较小的C ；
（2）[2]．闭合开关前，滑动变阻器的滑动触头应放在a 端，此时灯泡两端的电压为零，然后从零开始调节．
（3）[3]．将实验测得数据在图乙所示的坐标系中绘出该灯泡的I-U 图线，因图像上各点与原点连线的斜率倒数为电阻值，可知小灯泡电阻随温度的关系是温度升高，电阻增大.
三、计算题
15.如图所示，定值电阻R 1=4Ω、R 2=16Ω、R 3=4Ω、R 4=6Ω、R 5=10Ω，电源电动势 E =10 V ，内阻不计，平行板电容器的电容C =2μF 、a 、b 、c 、d 为电路中的四个结点，令结点d 电势为零．则电容器所带的电荷量为多少？并说明电容器上、下极板的正负．
『答案』4×
10-6C ；上板带正电，下板带负电 『解析』
【详解】由于电源内阻不计，则cd 间电压：
U cd =c d φφ-=10V 则
c φ=10V
ca 间电压即为电阻R 1两端电压 U ca =
112
cd U R R R +=2V 又 U ac =c a φφ-
则
a φ=8V
同理cb 间电压即为R 3两端的电压
U cb =334
cd U R R R +=4V 又
U cb =c b φφ-，
则 b φ=6V
则电容器两端电压
U C =U ab =a b φφ-=2V
则电容器所带电荷量为：
Q =CU C =2×10-6×2C=4×10-6C
因为a φ＞b φ，故上板带正电，下板带负电
16.如图所示，平行板电容器的间距为d ，极板与水平面成15°角．一电荷量为+q 、质量为 m 的带电粒子在电容器下极板左端处，以初动能E k0竖直向上射入两板之间，经偏转恰好从上极板右射出，且射出时速度方向与上极板平行．忽略粒子重力、空气阻力及极板的边缘效应．求：
（1）板间电场强度E 的大小；
（2〕两极板的长度及粒子在两极板间运动时间．
『答案』（1）2ko E qd （2）kO
m E 『解析』
【详解】（1）粒子从上极板右端射出时速度方向恰好与上极板平行，将粒子初速度v 0分解为垂直极板v y 和平行极板v x .则有
v y2=2qE
d m
v y=v0cos45°
联立解得
E=
2
ko
E
qd
（2）在垂直极板方向上有
2
y
v
t=d
极板长
L=v x t
v x=v y=v0cos45°
E k0=2
1
2
mv
联立解得
L=2d
t=2d
0k
m
E
17.电路如图甲所示，电表均为理想电表，R0为定值电阻，闭合开关S后，将滑动变阻器R 的滑片从一端滑到另一端的过程中，两电压表的示数随电流变化的情况如图乙中的A、B两直线所示．求：
（1）定值电阻R0的阻值及滑动变阻器R的最大阻值；
（2）电源的电动势E和内阻r；
（3〕滑动变阻器R的滑片从一端滑动到另一端的过程中，滑动变阻器消耗的最大电功率．
『答案』（1）6Ω；24Ω（2）16V；2Ω（3）8W
『解析』
【详解】（1）电压表V1的示数随电流表示数的变化图象应为直线B；电压表V2的示数随电流表示数的变化图象应为直线A.
定值电阻
R0=2
3 0.5
U V
I A
==6Ω当I=0.5A时，此时外电路的阻值达到最大，则R外=1150.5U I=Ω=30Ω则R的最大值为R=R外-R0=24Ω（2）根据闭合电路欧姆定律可得E=15+0.5r E=l2+2r 解得E=16V，r=2Ω（3）当R=R0+r=8Ω时，变阻器消耗的电功率最大U R=2E=8V P R=2R U R=8W。