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2018-2019学年黑龙江省鸡西市第十九中学高二上学期期中考试物理(理)试题Word版含解析

2018----2019 年度第一学期期中考试高二学年物理试题(理) 一、单项选择题
1.一根长为 L 、横截面积为 S 的金属棒,其材料的电阻率为 r ,棒内单位体积自由电子数为 n , 电子的质量为 m 、电荷量为 e .在棒两端加上恒定的电压时,棒内产生电流,自由电子定向 运动的平均速度为 v ,则金属棒内的电场强度大小为( )

A. mv2 2eL

B. mv2Sn e

C. r nev

D. r ev SL

【答案】C

【解析】

电场强度可表示为 E= U ①,其中 L 为金属棒长度,U 为金属棒两端所加的电动势,而 U=IR②, L

其中 I = Q = n·vt·S·e = nvSe ③,R = L·r ④,联立①②③④,可得 E=nevρ ,故 C 项正确.

t

t

S

视频

2.如图所示,在平面直角坐标系中,有方向平行于坐标平面的匀强电场,其中坐标原点 O 处 的电势为 0V,点 A 处的电势为 12V,点 B 处的电势为 6V,则电场强度的大小为( )

A. 400V/m B. 300V/m C. 200V/m D. 100V/m 【答案】A 【解析】 【详解】OA 的中点 C 的电势为 6V,将 C 点与 B 点连接,如图:

电场线与等势线垂直,根据几何关系得:

BC=2 3 cm,则 OB 沿电场线方向上的距离:d= 3 sin60? =1.5cm.

所以电场强度 E=U/d=6/(1.5×10?2)V/m=400V/m.故 A 正确,BCD 错误。 故选:A 【点睛】在 x 轴上找一电势为 6V 的点,将该点与 B 点连接,该连线为一条等势线,求出 OB 沿电场线方向上的距离 d,根据 E=U/d 求出电场强度的大小. 3.将满偏电流 Ig=300 μ A、内阻 Rg=450aΩ ,的电流表 G 改装改装成量程为 3 V 的电压表, 需要( ) A. 串联一个阻值为 R0= 9550 Ω 的电阻 B. 串联一个阻值为 R0= 550 Ω 的电阻 C. 并联一个阻值为 R0= 9550 Ω 的电阻 D. 并联一个阻值为 R0= 9550 Ω 的电阻 【答案】A 【解析】 【详解】把电流表改装成电压表需要串联一个分压电阻,

串联电阻阻值:R= U ?Rg= 3 ?450=9550Ω ,故 A 正确,BCD 错误。

Ig

300? 10- 6

故选:A 4.如图所示,电阻 R1、R2、R3 的阻值相等,电池的内阻不计,开关 S 闭合前流过 R2 的电流为 I, 求 S 闭合后流过 R2 的电流大小( )

A. 1/2I B. 1/3I C. 2/3I D. 3/2I
【答案】C
【解析】
【详解】设电池两端的电压恒为 U,电阻阻值为 R,开关 S 闭合前电阻 R1、R2 两电阻串联,R2
的电流为 I,
由欧姆定律得:U=I(R1+R2)=2IR,I= U ; 2R
S 闭合后 R2、R3 并联再和 R1 串联,设 S 闭合后流过 R2 的电流大小为 I2,由欧姆定律得:

U=I2R+2I2R,联立解得:I2= U = 2 I,故 C 正确,ABD 错误 3R 3
故选:C 5.先后按图中(1)、(2)所示电路测同一未知电阻阻值 Rx,已知两电路的路端电压恒定不变,若 按图(1)示电路测得电压表示数为 6V,电流表示数 2mA,那么按图(2)所示电路测得的结果应 有( )
A. 图一适合测量小电阻 B. 图二适合测量小电阻 C. 电压表示数小于 6V,电流表示数小于 2mA D. 电压表示数为 6V,电流表示数为 2mA 【答案】B 【解析】 【详解】A.图(1)的误差是由电流表分压引起的,Rx 越大,电流表分压越小,误差越小,所以 图一适合测量大电阻,故 A 错误; B. 图(1)的误差是由电压表分流引起的,Rx 越小,电压表分流越小,误差越小,所以图二适合 测量小电阻,故 B 正确; C.图(1)所示电路中,电压表示数为 6V,电流表示数为 2mA,说明 U=6V. 在图(2)所示电路中,U=6V,电压表与 Rx 并联后与电流表串联,由于电流表的分压,电压表与 Rx 并联部分电压小于 U,即电压表示数小于 6V.又由于电压表与 Rx 并联的电阻小于 Rx,外电路 总电阻小于电流表与待测电阻 Rx 串联的总电阻,则干路中电流大于图(1)中电流表的读数,即 大于 2mA.故 C 错误,D 错误。 故选:B. 【点睛】在测量电阻的实验中,电流表与电压表有一定的电阻,接入电路后改变了电路原来 的结构,电流表有分压作用,电压表有分流作用;图(1)电路中电流表与待测电阻 Rx 串联后 与电压表并联,图(2)电路中电压表与 Rx 并联后与电流表串联.根据欧姆定律和串并联电路 的特点分析两电表的读数. 6. 如图所示,在电键 S 闭合时,质量为 m 的带电液滴处于静止状态,那么,下列判断正确

的是( )

A. 电键 S 断开,极板电量将减小,电压降低 B. 电键 S 断开,极板间距离减小,则极板间电量减小 C. 电键 S 断开,极板间距离减小,则极板间电压减小 D. 电健 S 断开,极板间距离减小,则带电液滴向上运动 【答案】C 【解析】 试题分析:电健断开后,电容器极板电量 Q 保持不变,电容 C 保持不变,所以电压 U 不变.选

项 A、B 是错误的。当电健 S 断开后,板间距离 d 减小,电容 C 增大,

减小,因此选项

C 正确;电容器两板间的场强

,因此,当电量 Q、正对面积 S 不变时,

场强保持不变,液滴不会运动。D 错误; 故选 C。 考点:电容器 7. 关于电流,下列说法中正确的是 ( ) A. 大小不随时间而改变的电流叫做恒定电流 B. 电子运动的速率越大,电流越大 C. 电流是一个矢量,其方向就是正电荷定向移动的方向 D. 在国际单位制中,电流是一个基本物理量,其单位“安培”是基本单位 【答案】D 【解析】 试题分析:大小和方向不随时间而改变的电流叫做恒定电流,A 错误;电子运动的速率和电流 的大小是两回事,B 错误;电流是标量,C 错误;电流是一个基本物理量,其单位是安培,D 正确。 考点:本题考查电流定义及单位。

8.两个等量异种电荷的连线的垂直平分线上有 a、b、c 三点,如图所示,下列说法正确的是 ()
A. a 点电势比 b 点高 B. a、b 两点的场强方向相同,b 点场强比 a 点小 C. a、b、c 三点和无穷远处等电势 D. 一个电子在 a 点的电势能比在 b 点的电势能大 【答案】C 【解析】 【详解】AC、a、b、c 是两个等量异种电荷连线的垂直平分线的三点,电势相等,而且与无穷 远处电势相等。故 A 错误.C 正确; B. a、b 两点的场强方向都与垂直平分线垂直向右,方向相同。由于 b 处电场线密,电场强 度大于 a 处电场强度。故 B 错误; D.由于 a 点与 b 点电势相等,电子在 a 点的电势能与在 b 点的电势能相等,故 D 错误。 故选:C. 【点睛】两个等量异种电荷连线的垂直平分线是一条等势线.电场强度方向与等势面方向垂 直,而且指向电势低的方向.根据 a 点与 b 点电势相等,确定电子在 a 点与在 b 点电势能的 大小。 二、多项选择题 9.如图所示,实线为方向未知的三条电场线,a、b 两带电粒子从电场中的 O 点以相同的初速 度 v 飞出.仅在电场力作用下,两粒子的运动轨迹如图中虚线所示,则( )
A. a 加速度减小,b 加速度增大

B. a 和 b 的动能一定都增大 C. a 一定带正电,b 一定带负电 D. a 电势能减小,b 电势能增大 【答案】AB 【解析】 【详解】A. 根据 a、b 两粒子做曲线运动轨迹弯曲程度即电场线的疏密可知,b 所处的电场线 变密,电场强度变强,所受的电场力在增大,加速度在增大;a 所处的电场线变疏,电场强度 变弱,所受的电场力在减小,加速度在减小,故 A 正确; B. 根据图知 a、b 两粒子的电场力与速度的夹角为锐角,电场力对电荷做正功,电势能减小, 动能增加,故 B 正确,D 错误; C. 由运动轨迹如图可知,a、b 做曲线运动,由于电场线方向未知,故 a、b 电性不能确定, 故 C 错误。 故选:AB 10.关于电源电动势,下列说法中错误的( ) A. 在电源内部,由负极到正极的方向为电动势的方向 B. 电动势为 1.5V 的干电池把化学能转化为电能的本领比电动势为 2V 的蓄电池强 C. 电源电动势就是接在电源两极间的电压表的示数 D. 电动势是矢量 【答案】BCD 【解析】 【详解】A.在闭合电路中,电动势的方向与电流方向相同,即在电源内部从电源的负极到正 极。故 A 正确; B. 电动势是描述电源把其他形式的能转化为电能本领大小的物理量,电动势越大,则电源将 化学能转化为电能的本领越大,故 1.5V 的干电池把化学能转化为电能的本领比电动势为 2V 的蓄电池弱,故 B 错误; C. 根据闭合电源欧姆定律,电源电动势等于电源两极间的电压与内电压之和,故 C 错误; D. 电动势是标量,因为电动势的运算遵守代数法则,不能应用平行四边形定则,故 D 错误。 本题选择错误答案,故选:BCD 11.如图所示的图象所对应的两个导体

(1)电阻之比 R1∶R2 (2)若两个导体的电压相等(不为零)时,电流之比分别为( ) A. 3∶1 B. 2∶1 C. 1∶3 D. 2∶3 【答案】AC 【解析】
【详解】因为在 I?U 图象中,R= 1 = DU , k DI
所以 R1= 10? 10- 3 Ω =2Ω , 5? 10- 3
R2= 10? 10- 3 Ω = 2 Ω ,所以 R1:R2=3:1.故 A 正确; 15? 10- 3 3
由欧姆定律得 I1=U1/R1,I2=U2/R2, 由于 U1=U2,则 I1:I2=R2:R1=1:3.故 C 正确。 故选:AC 【点睛】由图象的斜率可求得电阻,则可求得电阻之比;由欧姆定律可求得电压相等时的电 流; 12.如图所示,把四个相同的灯泡接成甲、乙两种电路后,灯泡都正常发光,且两个电路的总 功率相等,则这两个电路中的 U 甲,U 乙,R 甲,R 乙之间的关系,正确的是( )
A. U 甲>U 乙 B. U 甲=4U 乙 C. R 甲=4R 乙 D. R 甲=2R 乙 【答案】AC 【解析】 【详解】设灯泡的额定电流为 I0,因两灯泡正常发光,故灯泡中电流相等;则甲电路中电流 为 I0;乙电路中电流为 2I0;因总功率相等,故两电阻消耗的功率相等; 则由 P=I2R 可知,R 甲=4R 乙;故 C 正确,D 错误;

则由欧姆定律可知:U 甲=I0R 甲+2U=4I0R 乙+2U;U 乙=2I0R 乙+U;故 U 甲=2U 乙;故 A 正确,B 错误; 故选:AC. 【点睛】分析电路的结构,根据串并联电路的特点得出电流关系,由欧姆定律可得出电压之 比及电流之比. 三、填空题 13.在《描绘小灯泡伏安特性曲线》实验中选择“3V 0.5A 的小灯泡作为研究对象,(填入器材 序号) A.电流表(量程 0~0.6A,内阻 1Ω ) B.电流表(量程 0~3A,内阻 1Ω ) C.电压表(量程 0~15V,内阻约 10kΩ ) D.电压表(0~3v,内阻约 2kΩ ) E.滑动变阻器(阻值 0~100Ω ) F.滑动变阻器(阻值 0~10Ω ) G.电源 E=6V H.开关 I,导线若干 (1)在本实验中,电流表应选择______电压表应选择______滑动变阻器应选择______ (2)滑动变阻器应采用______(填“分压”或“限流”)接法,电流表应采用______(填“内”、 “外”)接法 (3)在答题卡虚线框中画出实验电路图. 可用的器材有:电压表、电流表、滑线变阻器(变化 范围 0—10Ω )、电源、小灯泡、电键、导线若干.(用直尺作图)______ (4)小灯泡灯丝的电阻会随温度的升高而变大.某同学为研究这一现象,用实验得到如下数据 (I 和 U 分别表示小灯泡上的电流和电压): I(A) 0.12 0.21 0.29 0.34 0.38 0.42 0.45 0.47 0.49 0.50
U(V) 0.20 0.40 0.60 0.80 1.00 1.20 1.40 1.60 1.80 2.00
在答题卡坐标格中画出小灯泡的 U—I 曲线保留描点痕迹)______

【答案】 (1). A; (2). D; (3). F; (4). 分压式; (5). 外接法 【解析】 【详解】(1)电流表、电压表的指针偏转角度超过一半时,误差较小。故在本实验中,电流 表应选择 A,电压表应选择 D。为调节电压方便,滑动变阻器应选择总电阻阻值较小的 F; (2)由于要求小灯泡电压从零开始变化,故滑动变阻器采用分压接法;小灯泡的电阻 R=U/I=3/0.5Ω =6Ω ,远小于电压表内阻,与电流表内阻差不多,故电流表应采用电流表外接 法; (3)实验电路图如图所示:
(4)根据表中实验数据在坐标系内描出对应点,然后作出图象如图所示,
14.用游标卡尺测得某导线样品的长度如图甲所示,其示数 L=______mm;用螺旋测微器测得该 样品的外径如图乙所示,其示数 D=_____mm。

实验室购买了一捆标称长度为 100m 的铜导线,某同学想通过实验测其实际长度。该同学首先
测得导线横截面积为 1.0mm2,查得铜的电阻率为1.7碬10- 8 ?m ,再利用图甲所示电路测出铜导
线的电阻 Rx,从而确定导线的实际长度。可供使用的器材有: 电流表:量程 0.6A,内阻约 0.2Ω ; 电压表:量程 3V,内阻约 9kΩ ; 滑动变阻器 R1:最大阻值 5Ω ; 滑动变阻器 R2:最大阻值 20Ω ; 定值电阻:R0=3Ω ; 电源:电动势 6V,内阻可不计;开关、导线若干。 回答下列问题:

(1)实验中滑动变阻器应选________(填“R1”或“R2”),闭合开关 S 前应将滑片移至___端

(填“a”或“b”)。

(2)在实物图中,请根据图甲电路完成剩余部分的连接____。

(3)调节滑动变阻器,当电流表的读数为 0.502A 时,电压表示数如图乙所示,读数为___V。

(4)导线实际长度为________m(保留 2 位有效数字)。

【答案】

(1). 30.25 ;

(2). 3.208 ;

(3). R2 ;

(4). a ;

(5).

【解析】

(6). 2.30; (7). 94

【详解】主尺刻度为 30mm,游标尺刻度为 8×0.05mm=0.40mm,所以游标卡尺的示数为

30mm+0.40mm=30.40mm;

螺旋测微器固定尺刻度为 3mm,螺旋尺刻度为 20.8×0.01mm=0.208mm,所以螺旋测微器的示 数为 3mm+0.208mm=3.208mm; (1)滑动变阻器的总阻值应大于固定电阻和待测电阻的阻值之和,所以滑动变阻器选择 R2; 为了安全,开关闭合前,电流应最小,所以闭合开关 S 前应将滑片移至 a 端; (2)根据电路图,实物连接如图所示:

(3)电压表量程为 3V,图示示数为 2.30V;

(4)根据欧姆定律和电阻定律: Rx

=U I

-

R0 ,代入数据解得

L=94m。

(4)根据欧姆定律得:R0+Rx=U/I=2.30/0.502=4.58Ω

解得:Rx=1.58Ω

根据电阻定律得: Rx

=r

L S

代入数据解得 L=94m。

四、计算题

15.如图所示的电路中,输入电压 U 恒为 12V,灯泡 L 上标有“6V、12W“字样,电动机线圈的

电阻 RM=O.50Ω .若灯泡恰能正常发光,求

(1)电动机的输入功率 (2)电动机的输出功率 (3)整个电路消耗的电功率 (4)电动机若卡住不转动,灯泡将能否烧坏,请说明理由 【答案】(1)12W;(2)10W;(3)24W;(4)见解析 【解析】

【详解】(1)电动机两端的电压 U1=U?UL=12?6V=6V,整个电路中的电流 I= PL = 12 A=2A,所以 UL 6
电动机的输入功率 P=U1I=6×2W=12W; (2)电动机的热功率 P 热=I2RM=4×0.5W=2.0W,电动机的输出功率 P2=P?I2RM=12?2W=10W; (3)整个电路消耗的功率 P 总=UI=12×2W=24W.

(4)对于灯泡的电阻 RL

=

U

2 L

P

= 62 W= 3W 12

电动机若卡住不转动,可看做纯电阻。根据欧姆定律,灯泡两端的电压为:

UL

= URL RL + RM

= 12? 3 V=10V>6V 3 +0.5

灯泡将烧坏。

【点睛】由灯泡铭牌可知灯泡额定电是 6V,额定功率是 12W,由电功率的变形公式可以求出

灯泡正常发光时的电流;由串联电路特点可以求出电动机的电压,由电功率公式可以求出电

机总功率与热功率,进一步求出电动机的输出功率;由电功率公式可以求出电路总功率.电

动机卡住不转动,可看做纯电阻。根据欧姆定律,求出灯泡两端的电压,判断灯泡是否烧坏。

16.如图所示为一真空示波管,电子从灯丝 K 发出(初速度不计),经灯丝与 A 板间的加速电压

U1 加速,从 A 板中心孔沿中心线 KO 射出,然后进入两块平行金属板 M 、 N 形成的偏转电场

中(偏转电场可视为匀强电场),电子进入 M 、N 间电场时的速度与电场方向垂直,电子经过电

场后打在荧光屏上的 P 点.已知加速电压为U1 , M 、 N 两板间的电压为U 2 ,两板间的距离为

d ,板长为 L1 ,板右端到荧光屏的距离为 L2 ,电子质量为 m ,电荷量为 e .求:

(1)电子穿过 A 板时的速度大小;
(2)电子从偏转电场射出时的侧移量;
(3) P 点到 O 点的距离.

( ) 【答案】(1) 2eU1 (2) U2L12 (3) 2L2 + L1 U2L1

m

4U1d

4U1d

【解析】

试题分析:(1)电子在加速电场 U1 中运动时,电场力对电子做正功,根据动能定理求解电子

穿过 A 板时的速度大小.(2)电子进入偏转电场后做类平抛运动,垂直于电场方向作匀速直

线运动,沿电场方向作初速度为零的匀加速直线运动.根据板长和初速度求出时间.根据牛

顿第二定律求解加速度,由位移公式求解电子从偏转电场射出时的侧移量.(3)电子离开偏

转电场后沿穿出电场时的速度做匀速直线运动,水平方向:位移为 L2 ,分速度等于 v0 ,求出

匀速运动的时间.竖直方向:分速度等于 vy ,由 y = v yt 求出离开电场后偏转的距离,再加上

电场中偏转的距离即可解得.

(1)设电子经电压U1

加速后的速度为

v0

,根据动能定理得: eU1

=

1 2

mv02

-

0

解得: v0 =

2eU1 m

(2)电子以速度 v0 进入偏转电场后,垂直于电场方向作匀速直线运动,沿电场方向作初速度

为零的匀加速直线运动.设偏转电场的电场强度为 E,电子在偏转电场运动的时间为 t1 ,电子

的加速度为 a,离开偏转电场时相对于原运动方向的侧移量为 y1

根据牛顿第二定律得: a = eU2 md

水平方向:

L1

=

v0t1

,竖直方向:

y1

=

1 2

at12

联立解得:

y1

=

U 2 L12 4U1d

(3)设电子离开偏转电场时沿电场方向的速度为 vy

,根据学公式得: vy

=

at1

=

eU 2 L1 mdv0

电子离开偏转电场后作匀速直线运动,设电子离开偏转电场后打在荧光屏上所用的时间为 t2 ,

电子打到荧光屏上的侧移量为 y2 ,如图所示

水平方向: L2 = v0t2 ,竖直方向: y2 = vyt2

联立解得:

y2

= U2 L1L2 2U1d

( ) 则 P 到 O 点的距离 y = y1 + y2 =

2L2 + L1 U2L1 4U1d


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