学年湖北省咸丰县第一中学高二上学期期中考试物理试题 解析版.docx
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学年湖北省咸丰县第一中学高二上学期期中考试物理试题解析版
咸丰县第一中学2017-2018学年度上学期高二期中考试物理试卷
一、单项选择题
1.一个点电荷从静电场中的a点移到b点，其电势能的变化为零，则（）
A.a、b两点的电场强度一定相等
B.该点电荷一定沿等势面运动
C.作用于该点电荷的电场力与其运动方向总是垂直的
D.a、b两点的电势一定相等
【答案】D
【解析】试题分析：
从静电场中的a点移到b点，其电势能的变化为零，根据公式
可得两点的电势相等，但电场强度不一定相等，所以A错误D正确；场力做功只与初末位置有关，与路径无关．电场力做功为零，电荷可能沿等势面移动，也可能不沿等势面移动，故B错误；电场力做功为零，作用于该点电荷的电场力与其移动的方向不一定总是垂直的，故C错误．
考点：
考查了电场力做功与电势差的关系
【名师点睛】本题抓住电场力做功只与电荷初末位置有关，与路径无关是关键，与重力做功的特点相似．
2.在如图所示的电路中，A、B为相同的两个灯泡，当变阻器的滑动头向D端滑动时（）
A.A灯变亮，B灯变暗
B.A灯变暗，B灯变亮
C.A、B灯均变亮
D.A、B灯均变暗
【答案】D
【解析】变阻器的滑动头向D端滑动时，滑动变阻器连入电路的电阻减小，电路总电阻减小，总电流增大，路端电压减小，即A灯两端电压减小，A灯变暗，通过A的电流减小，故通过R的电流增大，R两端的电压增大，而路端电压是减小的，故B灯两端的电压减小，故B变暗，D正确．
3.如图所示，平行板电容器分别连接静电计两端，对电容器充电，使静电计指针张开某一角度，撤去电源后，只将电容器两极板间距离增大，则静电计指针张角将
A.增大
B.减小
C.不变
D.无法判断
【答案】A
【解析】试题分析：
由题，电容器充电撤去电源，则电容器的电量不变．将电容器两极板间距离增大，电容C减小，由公式
得知，板间电压增大，则静电计张角增大．
故选A
考点：
电容器的动态分析．
点评：
本题是电容器的动态变化分析问题，关键要抓住不变量和决定电容的因素．基础题．
4.如图所示，在平行板电容器A、B两板上加上如图所示的交变电压，开始时B板电势比A板高，这时两板中间原来静止的电子在电场力作用下开始运动，设A、B两板间的距离足够大，则下述说法中正确的是（ ）
A.电子先向A板运动，然后向B板运动，再返回A板做周期性来回运动
B.电子一直向A板运动
C.电子一直向B板运动
D.电子先向B板运动，然后向A板运动，再返回B板做周期性来回运动
【答案】C
【解析】试题分析：
根据AB两极板电场的变化，分析电子所受电场力的变化，结合加速度与速度方向的关系判断其运动性质．
在0-0.2s内，B板电势比A板高，电场方向水平向右，电子受到的电场力方向水平向左，向左做匀加速直线运动，0.2-0.4s内，A板电势比B板高，电场方向水平向左，电子所受的电场力水平右，电子向左做匀减速直线运动，0.4s末速度减为零，然后重复之前的运动，可知电子一直向B板运动，故C正确．
5.电源的效率η定义为外电路电阻消耗的功率与电源的总功率之比．在测电源电动势和内电阻的实验中得到的实验图线如图所示，图中U为路端电压，I为干路电流，a、b为图线上的两点，相应状态下电源的效率分别为ηa、ηb.由图可知ηa、ηb的值分别为（ ）
A.
B.
C.
D.
【答案】D
【解析】电源的效率η定义为外电路电阻消耗的功率与电源的总功率之比．
E为电源的总电压（即电动势），在U﹣I图象中，纵轴截距表示电动势，根据图象可知
、
，则
，
，所以A、B、C错误，D正确。
点晴：
解决本题的关键知道电源的效率也等于外电压与电动势之比以及会从U-I图象中读出电动势和外电压．
视频
6.如图所示电路中，各灯额定电压和额定功率分别是：
A灯“10V10W”，B灯“60V60W”，C灯“40V40W”，D灯“30V30W”。
在a、b两端加上电压后，四个灯都能发光。
比较各灯消耗功率大小，正确的是（）
A.PB＞PD＞PA＞PC
B.PB＞PA＞PD＞PC
C.PB＞PD＞PC＞PA
D.PA＞PC＞PD＞PB
【答案】B
【解析】试题分析：
A灯的电阻：
，B灯的电阻：
，C灯的电阻：
，D灯的电阻：
；设a到b回路的电流为1A，则
；因为C、D两灯并联，所以
，即
，所以
，
，A灯消耗的功率为
，B灯消耗的功率为
，C灯消耗的功率为
，D灯消耗的功率为
，所以
，B正确；
考点：
考查了电功率的计算
【名师点睛】由电路图可知，C、D两灯并联，再与A、B两灯串联；先根据
求出四盏灯的电阻，设电路中的总电流为1A，根据并联电路电流特点求出C、D两灯的电流，根据
分别求出四盏灯的电功率，即可比较各灯消耗功率的大小关系．
二、多项选择题
7.如图所示，虚线a、b、c代表电场中的三个等势面，实线为一带正电的粒子仅在电场力作用下通过该区域时的运动轨迹，P、M为这轨迹上的两个点，由此可知（）
A.三个等势面中，a电势最低
B.粒子在P点比在M点时加速度大
C.粒子在M点比在P点时动能大
D.粒子在P点比在M点时的电势能较小
【答案】AD
【解析】由轨迹的弯曲情况，电场力应指向曲线凹侧，且与等势面垂直（电场线垂直该处等势面），由于正电荷的受力方向与场强方向一致，故场强方向垂直等势面斜向左下方，顺着电场线方向电势降低，a的电势最低，A错误；由于三个等势面并没有说明是等差等势面，所以无法判断场强的大小，所以无法判断电荷在P、M点受的电场力的大小，即加速度大小，B错误；如果由M到P，速度或位移与力的方向夹角小于90°做正功，电势能减小，动能增大；反之，如果由P到M，速度或位移与力的方向夹角大于90°做负功，电势能增大，动能减小，即粒子在P点的动能大，M点的电势能大，故C错误D正确．
8.篮球运动员接传来的篮球时，通常要先伸出两臂迎接，手接触到球后，两臂随球迅速引至胸前．以下说法错误的是:
A.这样做可以减小球对手的冲量
B.这样做可以减小球的动量变化量
C.这样做可以减小球的动量变化率
D.这样做可以减小球的动能变化量
【答案】ABD
【解析】设篮球初速度为
，末速度为零，两臂随球迅速引至胸前，篮球的动量变化量
，球对手的冲量
，动能变化量
，并没有减小，根据定理可得
，，两臂随球迅速引至胸前可以增大手和球的作用时间，故动量变化率减小，故ABD错误C正确．
9.电场强度为E＝1.0×102V/m的匀强电场中，有相距d＝2.0×10－2m的a、b两点，则a、b两点间的电势差可能为（ ）．
A.1.0VB.2.0VC.3.0VD.4.0V
【答案】AB
【解析】试题分析：
若ab连线沿电场线方向，则此时两点的电势差最大，
，故选项AB正确，CD错误；故选AB.
考点：
电场强度与电势差的关系
【名师点睛】此题考查了电场强度与电势差的关系；首先要掌握公式
，其中d是两点沿电场线方向的投影距离；同时知道电场线的方向是电势降落陡度最大的方向；计算时要注意各个物理量的单位；此题难度不大.
10.如图所示，电阻R1=20Ω，电动机的绕组R2=10Ω。
当电键打开时，电流表的示数是0.5A，当电键合上后，电动机转动起来，电路两端的电压不变，电流表的示数I和电路消耗的电功率应是（）
A.I=1.5A
B.I＜1.5A
C.P=15W
D.P＜15W
【答案】BD
【解析】试题分析：
当电键S断开时，由欧姆定律得，U=I1R1=10V．当电键S闭合后，通过R1的电流仍为0.5A，电动机的电流
，故电流表的电流I＜1.5A，电路中电功率P=UI＜15W．故BD正确．
故选BD．
考点：
欧姆定律；电功率
【名师点睛】本题要抓住非纯电阻电路与纯电阻电路的区别，电动机正常工作时，其电路是非纯电阻电路，欧姆定律不成立，
是关键不等式。
三、实验题
11.利用如图所示装置进行验证机械能守恒定律的实验时，需要测量物体由静止开始自由下落到某点时的瞬时速度v和下落高度h.某班同学利用实验得到的纸带，设计了以下四种测量方案：
A．用刻度尺测出物体下落的高度h，并测出下落时间t，通过v＝gt计算出瞬时速度v.
B．用刻度尺测出物体下落的高度h，并通过
计算出瞬时速度v.
C．根据做匀变速直线运动时纸带上某点的瞬时速度，等于这点前后相邻两点间的平均速度，测算出瞬时速度v，并通过
计算出高度h.
D．用刻度尺测出物体下落的高度h，根据做匀变速直线运动时纸带上某点的瞬时速度，等于这点前后相邻两点间的平均速度，测算出瞬时速度v.
以上方案中只有一种正确，正确的是________．（填入相应的字母）
【答案】D
【解析】该实验是验证机械能守恒定律的实验．因为我们知道自由落体运动只受重力，机械能就守恒．如果把重物的实际运动看成自由落体运动，再运用自由落体的规律求解速度，那么就不需要验证了，其中ABC三项都是运用了自由落体的运动规律求解的，故ABC错误D正确．
12.某同学测量一个圆柱体的电阻率，需要测量圆柱体的尺寸和电阻．
①分别使用游标卡尺和螺旋测微器测量圆柱体的长度和直径，某次测量的示数分别如图（a）、（b）所示，长度为____cm，直径为________mm.
②按图（c）连接电路后，实验操作如下．
（a）将滑动变阻器R1的阻值置于最____处（填“大”或“小”）；将S2拨向接点1，闭合S1，调节R1，使电流表示数为I0.
（b）将电阻箱R2的阻值调至最______（填“大”或“小”），S2拨向接点2；保持R1不变，调节R2，使电流表示数仍为I0，此时R2阻值为1280Ω.
③由此可知，圆柱体的电阻为________Ω.
【答案】
（1）.5.01
（2）.5.315（3）.大（4）.大（5）.1280
【解析】①根据游标卡尺读数规则，主尺读数为5cm，游标尺读数为0.05×3mm，长度为5.015cm，根据螺旋测微器的读数规则，主尺读数为5mm，可动刻度为31.0×0.01mm，所以直径为5.310mm。
②（a）为了保护电路，因此闭合电键前，滑动变阻器一定调到阻值最大；
（b）将固柱体电阻换成电阻箱时，也一定将电阻箱调到最大，也是为了保护电路安全；
③此题采用等效替代法测量电阻，圆柱体的电阻等于电阻箱R2的阻值为1280Ω。
点晴：
首先应明确实验原理，本实验中测量电阻所采取的方法是替代法。
视频
四、计算题
13.在图示的电路中，电源电动势E=12V，内阻r=2Ω，R1=10Ω.当滑动变阻器在某一位置时，电路中电压表读数为2V，电流表读数为0.8A.两电表均为理想电表.求R2的阻值.
【答案】5Ω
............
由图可知
。
而
解得
；
流过R2的电流为
；
则R2两端电压为
；
所以
．
14.如图所示，质量M=0.040kg的靶盒A静止在光滑水平导轨上的O点，水平轻质弹簧一端栓在固定挡板P上，另一端与靶盒A连接。
Q处有一固定的发射器B，它可以瞄准靶盒发射一颗水平速度为v0=50m/s，质量m=0.010kg的弹丸，当弹丸打入靶盒A后，便留在盒内，碰撞时间极短。
不计空气阻力。
求弹丸进入靶盒A后，弹簧的最大弹性势能为多少？
【答案】2.5J
【解析】解：
（1）弹丸进入靶盒A后，弹丸与靶盒A的共同速度设为v，由系统动量守恒得：
mv0=（m+M）v
靶盒A的速度减为零时，弹簧的弹性势能最大，由系统机械能守恒得：
Ep=
（m+M）v2
解得：
Ep=
v02
代入数值得Ep=2.5J
答：
弹丸进入靶盒A后，弹簧的最大弹性势能为2.5J．
【点评】应用动量守恒定律时要清楚研究的对象和守恒条件
把动量守恒和能量守恒结合起来列出等式求解是常见的问题．
15.如图所示，BC是半径为R的
圆弧形的光滑且绝缘的轨道，位于竖直平面内，其下端与水平绝缘轨道平滑连接，整个轨道处在水平向左的匀强电场中，电场强度为E。
现有一质量为m、带正电q的小滑块（可视为质点），从C点由静止释放，滑到水平轨道上的A点时速度减为零。
若已知滑块与水平轨道间的动摩擦因数为μ，求：
（1）滑块通过B点时的速度大小；
（2）滑块经过圆弧轨道的B点时，所受轨道支持力的大小；
（3）水平轨道上A、B两点之间的距离。
【答案】
（1）
（2）3mg-2qE（3）
【解析】试题分析：
（1）小滑块从C到B的过程中，只有重力和电场力对它做功，设滑块经过圆弧轨道B点时的速度为vB，根据动能定理有
解得
（2）根据牛顿运动定律有
解得NB=3mg-2qE
（3）小滑块在AB轨道上运动时，所受摩擦力为f=μmg
mgR-qE（R+L）-μmgL=0
解得
考点：
动能定理的应用；电场强度．
点评：
本题考查分析和处理物体在复合场运动的能力．对于电场力做功W=qEd，d为两点沿电场线方向的距离．
16.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，极板长L=0.1m，两板间距离d=0.4cm.有一束由相同粒子组成的带电粒子流从两板中央平行于板射入，由于重力作用，粒子能落到下板上，已知粒子质量为m=2×10-6kg，电荷量q=1×10-8C，电容器的电容C=10-6F.不计带电粒子流之间的相互作用，求:
（1）为使第一个粒子能落在下板中点O到紧靠边缘的B点之间，粒子入射速度v0应为多大?
（2）以上述速度入射的带电粒子，最多能有多少个落到下极板上?
（g取10m/s2）
【答案】
（1）
（2）600
【解析】试题分析：
（1）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
≤x＜L，
即：
≤v0
＜L，解得：
即：
2.5m/s≤v0≤5m/s；
（2）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，
第（n+1）粒子不落到极板上，则y≤
，
即：
（g﹣
）（
）2≤
，
解得：
n=600；
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