学年山西大学附属中学高二上学期期中考试物理试题.docx

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学年山西大学附属中学高二上学期期中考试物理试题

山西大学附中2020～2021学年高二第一学期期中考试

物理试题

考试时间：

90分钟满分：

100分

一、单项选择题（共5小题，每小题4分，共20分）

1．如图为一种服务型机器人，其额定功率为56W，额定工作电压为28V，机器人的锂电池容量为20A·h．以下关于机器人的说法正确的是（　　）

A．机器人的额定工作电流为20AB．机器人充满电后最长工作时间为2h

C．电池充满电后总电量为7.2×104CD．以额定电流工作时每秒消耗能量为20J

2．如图是匀强电场遇到空腔导体后的部分电场线分布图，电场线的方向如图中箭头所示，M、N、O是以直电场线上一点O为圆心的同一圆周上的三点，OQ连线垂直于MN．以下说法正确的是（　　）

A．O点电势与Q点电势相等

B．M、O间的电势差大于NO间的电势差

C．将一负电荷由M点移到Q点，电荷的电势能减少

D．在Q点释放一个正电荷，正电荷所受电场力将沿与OQ垂直的方向竖直向上

3．某汽车的电源与启动电机、车灯连接的简化电路如图所示．当汽车启动时，开关S闭合，电机工作，车灯突然变暗，此时以下说法不正确的是（　　）

A．电路的总电流变小B．路端电压变小

C．车灯的电流变小D．电源的总功率变大

4．如图所示，两块水平放置的平行金属板a、b，相距为d，组成一个电容为C的平行板电容器，R1为定值电阻，R2为可变电阻，开关S闭合．质量为m的带正电的微粒从O点以水平速度v射入金属板间，沿曲线打在b板上的P点．若经过相关的调整后，微粒仍从O点以水平速度v射入，不计空气阻力及板外电场，则下列判断正确的是（　　）

A．只增大R2，微粒打在P点左侧

B．只增大R2，微粒仍打在P点

C．S断开，a板稍微竖直上移，微粒仍打在P点

D．S断开，a板稍微竖直上移，微粒打在P点左侧

5．如图所示的电路中，若ab端为输入端，AB为输出端，并把滑动变阻器的滑动触片置于变阻器的中央，则以下说法错误的是（　　）

A．空载时输出电压UAB=

B．当AB间接上负载R时，输出电压UAB＜

C．AB间的负载R越大，UAB越接近

D．AB间的负载R越小，UAB越接近

二、多项选择题（共5小题，每小题5分，共25分；在每小题给出的四个选项中有多个选项正确，选对但不全得3分，有错或不答得0分）

6．有两个相同材料制成的导体，两导体为上、下面为正方形的柱体，柱体高均为h，大柱体柱截面边长为a，小柱体柱截面边长为b，现将大小柱体串联接在电压U上，已知通过导体电流方向如图，大小为I，则（　　）

A．导体电阻率为

B．导体电阻率为

C．大柱体中自由电荷定向移动的速率小于小柱体中自由电荷定向移动的速率

D．大柱体中自由电荷定向移动的速率大于小柱体中自由电荷定向移动的速率

7．用相同的灵敏电流计作表头改装成电流表A和电压表V，分别将其串联和并联在一起，然后接入电路中．通电后关于指针的偏角情况正确的是（　　）

A．图甲中电压表的指针偏角比电流表的大B．图甲中电压表的指针偏角比电流表的小

C．图乙中电压表的指针偏角比电流表的大D．图乙中电压表的指针偏角比电流表的小

8．两个等量同种正电荷固定于光滑水平面上，其连线中垂线上有A、B、C三点，如图甲所示．一个带电荷量为2×10﹣5C、质量为1g的小物块在水平面上从C点由静止释放，其运动的v﹣t图象如图乙所示，其中B点处为整条图线切线斜率最大的位置（图中标出了该切线）。

则下列说法正确的是（　　）

A．由C点到A点电势逐渐升高

B．由C到A的过程中物块的电势能逐渐减小

C．A、B两点间的电势差UAB＝500V

D．B点为中垂线上电场强度最大的点，场强E＝100N/C

9．在如图所示的电路中，电压表和电流表均为理想电表，电源内阻不能忽略．闭合开关S后，将滑动变阻器的滑片P向下调节，则下列叙述正确的是（　　）

A．灯L1变亮，电压表的示数增大

B．灯L2变暗，电流表的示数增大

C．电源的效率增小，电容器C所带电荷量减小

D．电源的效率减大，电容器C所带电荷量减小

10．如图所示，在竖直放置的平行金属板AB之间加上恒定电压U，A、B两板的中央留有小孔O1、O2，在B板的右侧有平行于极板的匀强电场E，电场范围足够大，感光板MN垂直于电场方向放置，第一次从小孔O1处由静止释放一个质子

，第二次从小孔O1处由静止释放一个

粒子

，关于这两个粒子在电场中运动的判断正确的是（　　）

A．质子和

粒子打到感光板上时的速度之比为2:

1

B．质子和

粒子在电场中运动的总时间相同

C．质子和

粒子打到感光板上时的动能之比为1:

2

D．质子和

粒子在电场中运动的轨迹重叠在一起

三、实验题（共3小题，共28分）

11．（8分）某实验小组用下列器材测定电池组的电动势和内阻，要求测量结果尽量准确。

电压表（量程0～3V，内阻约为3kΩ）电流表（量程0～0.6A，内阻约为1Ω）

滑动变阻器（0～20Ω，额定电流1A）待测电池组（电动势约为3V，内阻约为1Ω）

开关、导线若干

①该小组连接的实物电路如图所示，经仔细检查，发现电路中有一条导线连接不当，这条导线对应的编号是________．

②改正这条导线的连接后开始实验，闭合开关前，滑动变阻器的滑片P应置于滑动变阻器的________端（填“a”或者“b”）．

③实验中发现调节滑动变阻器时，电流表读数变化明显但电压表读数变化不明显．为了解决这个问题，在电池组负极和开关之间串联一个阻值为5Ω的电阻，之后该小组得到了几组电压表读数U和对应的电流表读数I，并作出U-I图像，如图所示．根据图像可知，电池组的电动势为________V，内阻为________Ω．（结果均保留两位有效数字）

12．（12分）某同学想设计一个测量金属棒电阻率的实验方案，实验室提供的器材有：

A．电流表A1（内阻Rg=100Ω，满偏电流Ig=3mA）

B．电流表A2（内阻约为0.4Ω，量程为0.6A）

C．定值电阻R0=900ΩD．滑动变阻器R（5Ω，2A）

E．干电池组（6V，0.05Ω）F．一个开关和导线若干

G．螺旋测微器，游标卡尺

（1）如图用螺旋测微器测金属棒直径为____mm；用游标卡尺测金属棒长为____cm．

（2）用多用电表粗测金属棒的阻值：

当用“×10Ω”挡时发现指针偏转角度过大，他应该换用_____挡（“×1Ω”“×100Ω”），换挡并进行一系列正确操作后，指针静止时如图所示，则金属棒阻值约为_____Ω．

（3）请根据提供的器材，设计一个实验电路，要求尽可能精确测量金属棒的阻值，请在方框中画出电路图_______________。

（4）若实验测得电流表A1示数为I1，电流表A2示数为I2，则金属棒电阻的符号表达式为Rx=___________。

（用I1，I2，R0，Rg表示）

13．（8分）某同学利用如图

（1）所示电路测定电源的电动势和内电阻．实验中电表内电阻对实验结果的影响很小，均可以忽略不计．闭合电键S后，变阻器的滑动触头P由变阻器的一端滑到另一端的过程中，两电压表示数随电流表示数变化情况分别如图

（2）的U-I图象中直线a、b所示．

（1）若滑动触头P由变阻器的一端滑到另一端的过程中，电压表V2的示数一直增大，可知滑动触头P是由___________端滑到___________端（用电路图中的字母表示）．

（2）通过分析可知，其中图

（2）中图线___________（填“a”或“b”）表示电压表V1示数随电流表A示数变化的关系．

（3）根据U-I图象中坐标轴所标出的数据，可以求出电源电动势E=___________，内电阻r=___________（用图中给出的坐标值表示）．

四、计算题（共3小题，共27分．解答时必须写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤，只写出最后结果的不得分．）

14．（7分）如图所示的电路中，电源的电动势为2V，内阻为0.5Ω，R0为2Ω，变阻器的阻值变化范围为0～10Ω，求：

（1）变阻器阻值多大时，变阻器R上消耗的功率最大？

其最大功率Pm为多少?

（2）电源的最大输出功率Pm′为多少？

15．（8分）如图所示，光滑倾斜导轨PA与固定在地面上的光滑水平导轨AB的夹角θ=53°，两导轨在A点平滑连接．导轨AB与半径R=0.5m的光滑半圆轨道BCD在B点相切，O是半圆BCD的圆心，B、O、D在同一竖直线上．BD右方中存在着水平向左的匀强电场，场强大小

V/m．让质量m=8g的绝缘小球a在倾斜轨道PA上的某位置由静止开始自由下滑，g=10m/s2，sin53°=0.8，cos53°=0.6．

（1）若小球a恰好能从D点飞出，求a释放时的高度ha．

（2）让质量m=8g、带电量为

C的b球从斜面上某处静止释放，恰好能通过与圆心等高的C点，求b球释放时的高度hb．

16．（12分）如图所示，虚线MN左侧有一水平向左的匀强电场E1，两条平行的虚线MN和PQ之间有一竖直向下的匀强电场E2，在虚线PQ右侧有一足够大的屏，该屏与匀强电场E2平行．现将一电子（电荷量为e、质量为m且重力不计）由电场E1中的A点无初速度释放，最后电子打在右侧的屏上．已知E1＝E，E2＝3E，虛线MN和PQ之间宽度为L，PQ与屏之间的宽度也为L，A点到MN的距离为L/2，AO连线与屏垂直，垂足为O，求：

（1）电子从释放到打到屏上所用的时间t．

（2）电子刚射出电场E2时的速度方向与AO连线夹角θ的正切值tanθ．

（3）电子打到屏上的点到O点的距离y．

——★参考答案★——

一、单项选择题（共5小题，每小题4分，共20分）

C，B，A，C，D

二、多项选择题（共5小题，每小题5分，共25分；在每小题给出的四个选项中有多个选项正确，选对但不全得3分，有错或不答得0分）

AC,AD,BD,BD,CD

三、实验题（共3小题，共28分）

11.（8分,每空２分）5，a，2.9，0.80

①『1』因为电源内阻较小，故对于电源来说应该采用电流表外接法，图中采用的是电流表内接；故导线5连接不当，应该从电压表正接线柱接到电流表正接线柱；

②『2』开始实验前应该让滑动变阻器连入电路阻值最大，故应将滑片置于a端；

③『3』『4』由图线可知图线与纵轴的交点即为电源电动势，故E=2.9V；图线与横轴的交点为短路电流I=0.50A，故可得等效内阻为

又因为在开关和电池负极之间接有

的电阻，在计算过程中等效为内阻，故电源内阻为

12.（12分，每空２分）6.123，10.230，×1Ω，10.0

（1）『1』金属丝的直径为d=6mm+12.3×0.01mm=6.123mm

『2』长度为

（2）『3』用多用电表粗测金属棒的阻值：

当用“×10”挡时发现指针偏转角度过大，即偏向0刻度线，所以示数偏小，要增大示数则要倍率减小换成“×1”的倍率，

『4』电阻为R=10.0×1Ω=10.0Ω

（3）『5』由于题目中没有给出电压表，显然是用电流表A1与R0串联后组成电压表，为多测几组数据滑动变阻器采用分压接法，设计的电路图如图所示：

（4）『6』由电路连接及欧姆定律可求出金属棒的电阻为

。

13.（8分，）d，c，a，

四、计算题（共3小题，共27分．解答时必须写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤，只写出最后结果的不得分．）

14．（7分）

（1）R=2.5Ω，0.4W

（2）1.28W

（1）对于变阻器而言，此时可以把电源的内阻看成是r’=R0+r，当R=r’=2.5Ω时，

变阻器消耗的功率最大．（2分）

此时的电流为

（1分）

所以变阻器的电功率为Pm=0.42×2.5W=0.4W（1分）

（2）因为r

即R=0时Pm′最大．（1分）

此时电流为

（1分）

最大输出功率Pm′=（0.8A）2×2Ω=1.28W（1分）

15.（8分）

（1）1.25m

（2）

（1）a球恰好通过D点，有

（1分）

由动能定理

（1分）

得

（1分）

（2）b球恰好通过C点，有

（2分）

由动能定理得

（2分）

得

（1分）

16.（12分）

（1）t=3

（2）tanθ=3（3）y=4.5L

解：

（1）设电子在电场E1中运动的加速度为a1，运动时间为t1，获得的速度为v

由牛顿第二定律得eE1＝ma1（1分）

电子从A点到MN的过程中，由运动学规律得

＝

（1分）

电子到达MN时的速度v＝a1t1

电子从MN到屏的运动时间为t2＝

（1分）

运动的总时间为t＝t1+t2

联立解得v＝

，t＝3

（1分）

（2）设电子射出电场E2时竖直方向的分速度为vy，由牛顿第二定律得

eE2＝ma2（1分）

电子在电场E2中运动时间为t3＝

（1分）

电子射出电场E2时竖直方向的分速度为vy＝a2t3（1分）

则tanθ＝

联立解得tanθ＝3（1分）

（3）电子在电场E2中运动时沿电场线方向的位移大小为

y1＝

（1分）

电子打到屏上的点到O点的距离y＝y1+Ltanθ（2分）

联立解得y＝4.5L（1分）