高二上期物理期中测试题(附详解答案).doc

高二上期期中测试
物理试卷
考试范围：选修3-1；
一、选择题（共10小题，每题4分，共40分。其中8、9、10为多选题。）
1．http:(//www.wln10( !未来脑教学云平_台两个大小材质完全相同的金属小球a、b，带电量分别为+3q和-q，距离为rhttp://www.w% )未来脑教)学云+平台时库仑力为F1。两小球接触后分开，距离为2r时库仑力为F2htt@p://$ 未来脑教学云平#台(，(r比半径大得多)则两力之比为
A.1:12
B.12:1
C.3:4
D.4:3
2．一带负电的粒子仅受电场力作用下在电场中做直线运动，v－t图象如图所示，t1、t2时刻分别经过M、N两点，则下列判断正确的是
A.该电场可能是由某正点电荷形成的
B.带电粒子从M点运动到N点的过程中，电势能逐渐增大
C.M点的电势低于N点的电势
D.带电粒子在M点所受电场力大于在N点所受电场力
3．如图所示，h+ttp:// 未|来脑教学云平台+$ABCD是匀强电场中一正方形平面的四个顶点，已知A、B、C三点的电势分别为15V， 3V， -3V，由此可得D点的电势为

A.1.5V
B.6V
C.9V
htt_p://www.wln1? 未来脑教学云平台@|D.12V
4．用控制变量法，可以研究影响平行板电容器电容的因素，如图所示.设两极板正对面积为S，极板间的距离为d，静电计指针偏角为θ.实验中，极板所带电荷量不变，下列判断中正确的是
A.保持S不变，增大d，则θhttp://w$)$ 未来脑教学云平_台变小
B.保持S不变，增大d，则θ不变

ht#tp(:// 未来#脑教学云平台C.保持d不变，减小Shttp://ww%w.w(l_n10_ 未来脑教学云平台，则θ变大
D.保持d不变，减小S，则θ变小
5．有一毫伏表，它的内阻是100 Ω，量程为300 mV，现要将它改装成量程为3 V的伏特表，则毫伏表应
A.并联一个100 Ω的电阻
B.并联一个900 Ω的电阻
C.串联一个100 Ω的电阻
D.串联一个900 Ω的电阻
6．有一未知电阻Rx，为较准确地测出其阻值，先后用下图中甲、乙两种电路进行测试，利用甲图测得的数据是“2.8 V　5.0 mA”，而用乙图测得的数据是“3.0 V　4.0 mA”，那么该电阻测得的较为准确的情况是

A.560 Ω，偏大
B.560 Ω，偏小
C.750 Ω，偏小
D.750 Ω，偏大
7．如图所示，MNhttp$:@//ww+ 未来脑教学)云平台为两个等量同种电荷，在其连线的中垂线上的P点放一静止的点电荷q(负电荷)，不计重力，下列说法中正确的是
A.点电荷在从P到O的过程中，加速度越来越大，速度也越来越大
B.点电荷在从P到O的过程中，加速度越来越小，速度越来越大
C.点电荷运动到O点时加速度为零，速度达最大值
D.点电荷越过O点后，速度越来越小，加速度越来越大，直到粒子速度为零
8．如图电场中，实线是电场线，一带电粒子只在电场力的作用下沿虚线由A运动到B，下列说法正确的是
A.粒子带负电
B.粒子在A点的速度大于在B点的速度
C.粒子在Ah?!ttp://ww@ 未来脑教学云平台+点时的加速度大于在B点的加速度
D.A点电势高于Bhtt*p://w? 未#来脑教学云平+台点电势
9．电路如图所示，在滑动变阻器的滑片P向右移动时，电源的
A.输出功率一定先增大后减小
B.总功率一定减小
C.内部损耗功率可能增大
D.效率一定增大
10．如图所示，电源电动势为E，内电阻为r，当滑动变阻器的触片P从右端滑到左端时，发现电压表V1、V2示数变化的绝对值分别为ΔU1和ΔU2，下列说法中正确的是

A.小灯泡L1、L3变暗，L2变亮
B.小灯泡L3变暗，L1、L2变亮
C.ΔU1<ΔU2
D.ΔU1>ΔU2
二、实验题（共15分，其中连线3分，其余均为每空2分）
11．某同学用游标卡尺和螺旋测微器分别测量一薄的金属圆片的直径和厚度，读出如图中的示数，该金属圆片的直径的测量值为______cm，厚度的测量值为______mm.

12．用下列器材，描绘小灯泡的伏安特性曲线.
A.待测小灯泡：额定电压3.0V，额定功率约为1.5W；
B.电流表：量程0.6A，内阻约为0.5Ω；
C.电压表：量程3V，内阻RV=5.0kΩ；
D.滑动变阻器R1：最大阻值为10Ω，额定电流1A；
E.滑动变阻器R2：最大阻值为100Ω，额定电流1A；
http://ww|w.wln100.co_m 未来!脑教学云平台@F.电源：电动势6V，内阻很小；
G.开关一个，导线若干.
(1)在实验中，为了操作方便且能够准确地进行测量，滑动变阻器应选用 .(填写器材序号)
(2)实验中某次测量如下图，则电压表的读数为________V，电流表的读数为________A.

(3)用笔画线代替导线，将图中的实验仪器连成完整的实验电路.

(4)该同学描绘出的I--U图象和下图中的________形状最接近.

三、 计算题（共45分）
13．（14分）有一光滑半圆形绝缘轨道竖直放置，如图所示，轨道与一水平绝缘轨道MN连接，在水平向左的匀强电场中，E＝2×103V/m，半圆轨道半径R＝0.4 m，一带正电的小滑块质量为m＝0.04 kg，电量q＝1.5×10－4 C，小滑块与水平轨道间的动摩擦因数μ＝0.25，g取10 m/s2，求：

(1)要使小滑块能运动到半圆轨道的最高点L，滑块应在水平轨道上离N点多远处释放？
(2)这样释放的滑块通过半圆轨道中点P点时对轨道压力是多大？

14．（15分）某同学为了测量某非纯电阻电路的机械功率,完成了如下的操作:取一电动剃须刀,接入电路,当加的电压为U1=0.3 V时剃须刀不转动,测得电路中的电流为I1=0.3 A;如果加有U2=2 V的电压时,剃须刀正常工作,测得电路中的电流为I2=0.8 A。通过以上数据计算U2=2 V时剃须刀消耗的电功率和输出的机械功率分别为多少?

15．（16分）如图所示电路中，电源电动势E=12V，内阻r=1Ω，定值电阻R2=10Ω，滑动变阻器R1可在0~19Ω范围内调节，平行板电容器板长L=10cm，板间距d=4cm，一带正电的粒子m=1×10-26kg(不计重力)，q=8×10-16C，以速度v0=2×106m/s从两板正中间射入。当电键断开时，粒子击中距电容器极板右边缘b=20cm的荧光屏正中心O，则当电键闭合后，求：

(1)R1在什么范围内调节可使该粒子打到荧光屏上？
(2)粒子打到荧光屏上距O点最大距离是多少？(荧光屏足够大)

高二上期期中测试
物理参考答案
1.【解析】本题考查了库仑定律，意在考查考生的识记和应用能力。根据库仑定律可知，两个小球接触前作用力为：F1=k3q•qr2=3kq2r2，接触后，电荷量先中和后平分，根据库仑定律有：F2=kq•q(2r)2=kq24r2，所以两力之比为12: 1，选项B正确，ACD错误；综上本题选B。
 2.【解析】本题考查了电场强度、电场力做功与电势能关系等知识点，考查了考生的理解和应用能力.
由图像可知粒子做匀减速直线运动，加速度不变，则有电场强度不变，该电场是匀强电场，选项A错误；带电粒子从M点运动到N点的过程中，速度减小，由动能定理可知电场力做负功，电势能逐渐增大，又此粒子带负电，则可知场强方向由M指向N，则M点的电势高于N点的电势，选项B正确，选项C错误；在匀强电场中，粒子受到的电场力处处相等，选项D错误.综上本题选B. 
3【解析】本题考查了匀强电场中电势差与场强的关系，意在考查考生的识记和应用能力。根据匀强电场中电势差与场强关系可知φA+φC=φB+φD⇒φD=15-3-3V=9V，选项C正确，ABD错误；综上本题选C。 
4【解析】本题考查了平行板电容器的动态分析，关键是考查了学生的分析能力.
根据电容的决定式C=εS4πkd可知，当S不变，增大d时，电容减小，电容器的电量Q不变，由电容的定义式C=QU可知板间电势差增大，则静电计指针的偏角θ变大，AB错误；根据电容的决定式C=εS4πkd可知，当保持d不变，减小S时，电容减小，电容器极板所带的电荷量Q不变，则由电容的定义式C=QU分析可知板间电势差增大，静电计指针的偏角θ变大，故C正确，D错误．故选：C.
5.【解析】本题考查了电表的改装，意在考查考生的理解和应用能力.根据电表的改装原理可知，将小量程的电表改装成大量程的电压表应串联一个电阻，根据串并联特点有：U=U'Rg(Rg+R串)，代入数据得R串=900Ω，选项ABC错误，D正确；综上本题选D.
6.【解析】由于|∆UU|＝|2.8-3.02.8|<|∆II|＝|5.0-4.05.0|，即电流表的变化大，电压表的分流作用大，根据试触法的原则，可知用安培表内接法比较准确，用乙图电路，此时电阻为R＝UI＝3.0V4.0×10-3A＝750 Ω，在电流表的内接法中，测量值大于真实值，选项ABC错误、D正确。
7.【解析】本题考查了等量同种电荷周围的电场，意在考查考生的识记和分析能力。点电荷在从P到O的过程中，所受的电场力方向竖直向下，做加速运动，所以速度越来越大，因为从O向上到无穷远，电场强度先增大后减小，P到O的过程中，电场强度大小变化不能确定，所以电场力无法确定，加速度不能确定．故A错误，B错误；点电荷运动到O点时，所受的电场力为零，加速度为零，然后向下做减速运动，所以O点的速度达到最大值．故C正确；越过O点后，负电荷q做减速运动，速度越来越小，同理加速度的大小无法确定，选项D错误；综上本题选C。
8【解析】本题考查了动能定理、电场线、牛顿第二定律等知识点，考查了考生的理解和应用能力.因为不知道电场线的方向，所以不能判断粒子的带电性质，选项A错误；粒子由A运动到B，电场力做负功，由动能定理可知速度变小，选项B正确；根据电场线的疏密程度可知A处电场强度大于B处电场强度，结合牛顿第二定律可知：粒子在A点时的加速度大于在B点的加速度，选项C正确；因为不知道电场线的方向，所以不能判断电势的高低，选项D错误.综上本题选BC. 
9.【解析】本题考查闭合电路欧姆定律、电功、电功率的知识，意在考查学生对电路的分析能力。当滑动变阻滑片P向右移动时，滑动变阻器接入电路的阻值增大，电路总电阻变大，电源的电动势不变，由闭合电路的欧姆定律可知，电路总电流I变小；当滑动变阻器阻值与电源内阻相等时，电源输出功率最大，由于电源的内电阻与外电阻的大小关系未知，不能判断电源输出功率如何变化，A错；电源电动势E不变，电流I变小，电源总功率P=EI，则P一定减小，B正确；电源内阻r不变，电流I减小，电源内部的发热功率P热=I2r，一定减小，C错；电源的效率η= UIEI×100%= UE×100%，外电阻增大，路端电压U增大，则电源效率一定增大，故D正确。综上本题选BD。
10.【解析】本题考查电路分析的知识点，意在考查学生的推理能力。当滑动变阻器的触片P从右端滑到左端时，变阻器接入电路的电阻减小，外电路总电阻减小，总电流增大，路端电压减小，则L2变亮，变阻器的电阻减小，并联部分的电阻减小，则并联部分电压减小，则L3变暗，总电流增大，而L3的电流减小，则L1的电流增大，则L1变亮，选项A错误，选项B正确；电压表V1的示数减小，电压表V2的示数增大，由于路端电压减小，所以△U1＞△U2，选项C错误，选项D正确。综上本题选BD。
11.(1)1.240     1.682【解析】游标卡尺主尺读数1.20cm，游标尺第8格对齐，读数为：1.2cm+8×0.120cm=1.240cm，螺旋测微器固定部分读1.5mm，可动部分18.2格对齐(此处可估读，允许有误差范围)，读数为：1.5mm+18.2×0.01mm=1.682mm.
12.【解析】本题考查了描绘小灯泡的伏安特性曲线实验知识点，考查了考生的理解和应用能力.
(1)描绘灯泡伏安特性曲线，电压与电流应从零开始变化，滑动变阻器应采用分压接法，滑动变阻器应选择D；
(2)电压表读数为2.28V，电流表读数为0.42A；
(3)本实验采用滑动变阻器分压式接法，电流表外接法，连线如下图：
(4)随着灯泡两端施加的电压变大，灯泡的电阻变大，选项B正确； 
13.【解析】本题考查了电场力、向心力、动能定理等知识点，考查了考生的理解和应用能力.
(1)滑块能运动到半圆轨道的最高点L，在L处最小速度为vL，由重力提供向心力得：mg=mvL2R，
从N到L，N处速度为vN，根据动能定理得
-2mgR=12mvL2-12mvN2
滑块应在水平轨道上离N点S处释放，根据动能定理得
EqS-μmgS=12mvL2
组成方程组可解得S=2m；
(2)这样释放的滑块通过半圆轨道中点P点时速度为vP，从P到L，由动能定理可得：-mgR-EqR=12mvL2-12mvP2，
在P处，滑块对轨道压力F，根据牛顿第三定律可知，轨道对滑块的支持力为F'有：F'-Eq=mvP2R，
组成方程组可解得F'=2.1N.所以滑块对轨道压力大小为2.1N
14【解析】电压为U1=0.3 V时,由于剃须刀不转动,则输出的机械功率为零,此时的电路可视为纯电阻电路,由欧姆定律得内阻r=U1I1=0.30.3 Ω=1 Ω
电压为U2=2 V时,剃须刀消耗的电功率为P=U2I2=2×0.8 W=1.6 W
由能量守恒定律可知,消耗的电能一部分转化为内能而另一部分对外输出做功,因此剃须刀的机械功率为P'=P-I22r=0.96 W
【备注】在非纯电阻电路中,要注意区别电功率和热功率,处理此类问题时要注意以下几点:热功率的求解为P=I2r,而电路消耗的电功率为P=UI,由能量守恒定律可知P出=P-I2r。 
15.(1)4Ω＜R1≤19Ω(2)10cm
【解析】本题考查了类平抛运动、匀速直线运动、匀变速直线运动及其公式、加速度、牛顿第二定律、闭合电路欧姆定律等知识点，意在考查考生的理解和应用能力。
(1)若粒子刚好从下极板边缘飞出，此时R1的最小值是R1m，设粒子运动的时间为t，加速度为a，
根据匀变速直线运动的公式可得粒子的偏移量为：d2=12at2
根据牛顿第二定律可得粒子的加速度为：a=Uqmd
根据匀速直线运动可得粒子在电场中运动的时间为：t=Lυ0
由欧姆定律可得：U=IR2
根据闭合电路欧姆定律可得：E＝I(R1m＋R2＋r)
代入数据得R1m=4Ω
所以R1的取值范围是4Ω＜R1≤19Ω
(2)粒子最大偏移距离是ymax(如图所示)，由类平抛运动规律和几何关系可知

ymaxd2=b+L2L2代入数据解得ymax＝10cm。