新平县一中学年高二上学期份考试物理试题含答案.docx
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新平县一中学年高二上学期份考试物理试题含答案
绝密★启用前
云南省新平县一中2020-2021学年上学期12月份考试
高二物理
本试卷分第Ⅰ卷和第Ⅱ卷两部分,共100分,考试时间90分钟。
学校:
___________姓名:
___________班级:
___________考号:
___________
分卷I
一、单选题(共10小题,每小题3.0分,共30分)
1.有一“3V,3W”的小灯泡,则接入下列的哪一电源可使小灯泡最亮( )
A.E=3V,r=1.0ΩB.E=3V,r=1.5Ω
C.E=3V,r=2.0ΩD.E=3V,r=2.5Ω
2.关于通电导线所受安培力F的方向、磁感应强度B的方向和电流I的方向之间的关系,下列说法正确的是( )
A.F、B、I三者必须保持相互垂直
B.F必须垂直B、I,但B、I可以不相互垂直
C.B必须垂直F、I,但F、I可以不相互垂直
D.I必须垂直F、B,但F、B可以不相互垂直
3.如图所示,有竖直向下的匀强电场,A、B两等势面间距离为5cm,电势差为25V,在电场中P点固定放置电荷量为5×10-9C的负点电荷,此时电场中有一点场强为零,此点在P点的( )
A.上方30cm处
B.下方30cm处
C.上方25cm处
D.下方25cm处
4.电源电动势为E,内阻为r,向可变电阻R供电.关于路端电压,下列说法中正确的是( )
A.因为电源电动势不变,所以路端电压也不变
B.因为U=IR,所以当R增大时,路端电压也增大
C.因为U=IR,所以当I增大时,路端电压也增大
D.因为U=E-Ir,所以当I增大时,路端电压减小
5.如图为某同学设计的研究磁场对通电金属棒作用的实验装置.当其接通开关时,有电流通过金属棒,观察到金属棒向左运动,则下列说法正确的是( )
A.此时通过金属棒的电流是由电源经b流向a
B.若调换U形磁铁的南北极,则金属棒仍向左运动
C.若调换流经金属棒的电流方向,则金属棒仍向左运动
D.若同时调换U形磁铁的南北极和流经金属棒的电流方向,则金属棒仍向左运动
6.如图所示,足够大的光滑绝缘水平面上有三个带电质点,A和C围绕B做匀速圆周运动,B恰能保持静止,其中A、C和B的距离分别是L1和L2.不计三个质点间的万有引力,则A和C的比荷(电荷量与质量之比)应是( )
A.(
)2B.(
)2C.(
)3D.(
)3
7.有三个用电器,分别为电风扇、白炽灯和电热毯,它们的额定电压和额定功率均为“220V,60W”.现让它们在额定电压下工作相同时间,产生的焦耳热( )
A.电风扇最少B.白炽灯最少
C.电热毯最少D.三者相同
8.在如图所示的电路中,开关S闭合后,由于电阻元件发生短路或断路故障,电压表和电流表的读数都增大,则可能出现了下列哪种故障( )
A.R1短路B.R2短路C.R3短路D.R1断路
9.一根长为0.1m的电流为1A的通电导线,在磁场中某处受到的磁场力大小为0.4N,则该处的磁感应强度为( )
A.等于4TB.大于或等于4T
C.小于或等于4TD.可能为0
10.一个电流表的满偏电流Ig=1mA,内阻Rg=500Ω,要把它改装成一个量程为3V的电压表,则( )
A.应在电流表上再串联一个阻值为3kΩ的电阻
B.应在电流表上再并联一个阻值为3kΩ的电阻
C.改装后的电压表内阻是500Ω
D.改装后的电压表内阻是3kΩ
二、多选题(共4小题,每小题4.0分,共16分)
11.(多选)如图的电路中C是平行板电容器,在S先触1后又扳到2,这时将平行板的板间距拉大一点,下列说法正确的是( )
A.平行板电容器两板的电势差不变
B.平行板电容器带电量不变
C.平行板电容器两板的电势差减小
D.平行板电容器两板间的电场强度不变
12.(多选)由磁感应强度公式B=
可知,磁场中某处的磁感应强度的大小( )
A.随通电导线中的电流I的减小而增大
B.此式只是B的定义式不是决定式,所以值是固定的
C.随通电导线所受磁场力F的增大而增大
D.跟F、I、L的变化无关
13.(多选)如图所示电路中,当可变电阻R的阻值增大时( )
A.A、B两点间的电压增大
B.A、B两点间的电压减小
C.通过R的电流I增大
D.通过R的电流I减小
14.(多选)如图所示,甲是某电场中的一条电场线,A、B是这条电场线上的两点,若将一负电荷从A点自由释放,负电荷沿电场线从A到B运动过程中的速度-时间图象如图乙所示,比较A、B两点电势φ的高低和场强E的大小可得( )
A.φA>φBB.φA<φBC.EA>EBD.EA=EB
分卷II
三、实验题(共2小题,共15分)
15.某直流电动机M转动时的U-I图象如图甲所示,该同学利用图乙的实验电路研究电动机的转动情况,电路中使用恒压电源,R1=15Ω,R2是滑动变阻器,电流表A是理想电流表,实验操作步骤如下:
(1)闭合开关S2前,调节滑动变阻器,使其滑动触头应在________端.(选填“左”或“右”)
(2)先闭合开关S1,开关S2保持断开,此时电流表的示数为0.6A,则恒压电源输出电压为________V.
(3)再闭合开关S2,然后缓慢调节滑动变阻器使电动机恰好转动起来,此时电流表的示数为1.8A,直流电动机M实际消耗的电功率为________W,滑动变阻器接入电路中的阻值为________Ω.(取两位有效数值)
16.如图所示为J0411多用电表示意图
.
其中A、B、C为三个可调节的部件.某同学在实验室中用它测量一阻值约为1~3kΩ的电阻.他测量的操作步骤如下:
(1)调节可调部件 ,使电表指针指向 .
(2)调节可调部件B,使它的尖端指向 位置.
(3)将红黑表笔分别插入正负插孔中,两笔尖相互接触,调节可动部件 ,使电表指针指向欧姆零刻度位置.
(4)将两只表笔分别与待测电阻两端相接,进行测量读数.
(5)换测另一阻值为20~25kΩ的电阻时,应调节B,使它的尖端指向“×1k”的位置,此时还必须重复步骤 ,才能进行测量,若电表读数如图所示,则该待测电阻的阻值是 .
四、计算题
17.一平行板电容器,板间距离为d,电容为C,接在电压为U
的电源上,充电完成后撤去电源.
(1)求充电后电容器带的电荷量;
(2)若使板间距离增大为2d,则电容器的电容变为多少?
板间电场强度变为多大?
18.如图甲所示,在真空中足够大的绝缘水平地面上,一个质量为m=0.2kg、带电荷量为q=2.0×10-6C的小物块处于静止状态,小物块与地面间的动摩擦因数μ=0.1.从t=0时刻开始,空间加上一个如图乙所示的场强大小和方向呈周期性变化的电场(取水平向右为正方向,g取10m/s2),求:
(1)23s内小物块的位移大小;
(2)23s内电场力对小物块所做的功.
19.如图所示的电路中,R1是由某金属氧化物制成的导体棒(非纯电阻),通过它的电流I和它两端电压U遵循I=kU3的规律(式中k=0.02A/V3),R2是普通电阻,阻值为24Ω,遵循欧姆定律,电源电动势E=6V,闭合开关S后,电流表的示数为0.16A.求:
(1)R1两端的电压U1;
(2)R2消耗的电功率P2;
(3)电源的内电阻r.
20.如图所示,一均匀带正电的无限长细直棒水平放置,带电细直棒在其周围产生方向与直棒垂直向外辐射状的电场,场强大小与直棒的距离成反比.在直棒上方有一长为a的绝缘细线连接了两个质量均为m的小球A、B,A、B所带电量分别为+q和+4q,球A距直棒的距离为a,两球恰好处于静止状态.不计两小球之间的静电力作用.
(1)求细线的张力;
(2)剪断细线,若A球下落的最大速度为vm,求A球下落到速度最大过程中,电场力对A球做的功.
(3)分析剪断细线后,B球的运动情况及能量的转化情况.
答案
1.A2.B3.B4.D5.D6.C7.A8.A9.B10.D
11.BD12.BD13.AD14.BC
15.
(1)左
(2)9 (3)3.8 4.8
【解析】
(1)闭合开关S2前,调节滑动变阻器使其接入电路中的阻值最大,则滑动触头应在左端.
(2)恒压电源输出电压U=I1R1=0.6×15V=9V
(3)通过直流电动机M的电流I2=I-I1=1.8A-0.6A=1.2A,根据甲图可知此时直流电动机M的电压为UM=3.2V,U2=U-UM=9V-3.2V=5.8V,则直流电动机M实际消耗的电功率为P=UMI2=3.2×1.2W≈3.8W,滑动变阻器接入电路中的阻值为R=
=
Ω≈4.8Ω.
16.
(1)A表盘左边的零刻度
(2)“×100Ω”挡(3)C
(5)(3)22kΩ.
【解析】解:
(1)多用电表的使用首先进行机械调零:
调节可调部件A,使电表指针停在表盘左边的零刻度的位置;
(2)选择合适的档位:
因电阻1~3kΩ,为使指针指在中央刻度附近选择×100Ω即可.
(3)选档后进行欧姆调零:
将红、黑表笔分别插入“+”、“﹣”插孔,笔尖相互接触,调节可调部件C,使电表指针指向表盘右边的欧姆挡零刻线位置.
(5)换测另一阻值为20~25kΩ的电阻时,应调节B,使它的尖端指向“×1k”的位置,此时还必须重新进行欧姆调零,即重复步骤(3),图示读数为:
22×103Ω=22kΩ.
17.
(1)CU
(2)
C
【解析】
(1)由C=
知,电容器带的电荷量Q=CU.
(2)由于电容器的电容与极板间的距离成反比,故距离增大为2d,电容变为原来的一半,即C′=
C.又由于充电后撤去电源,电容器带的电荷量不会发生改变,故电容器极板间的电压U′=
=
=2U.
原来两板间的电场强度为E1=
,变化后两板间的电场强度为E2=
=
,所以电场强度不变.
18.
(1)47m
(2)9.8J
【解析】
(1)设0~2s内小物块的加速度为a1
由牛顿第二定律得E1q-μmg=ma1
即a1=
=2m/s2
位移x1=
a1t
=4m
2s末的速度为v2=a1t1=4m/s
2~4s内小物块的加速度为a2,由牛顿第二定律得
E2q-μmg=ma2
即a2=
=-2m/s2
位移x2=x1=4m,4s末小物块的速度为v4=0
因此小物块做周期为4s的匀加速和匀减速运动
第22s末的速度为v22=4m/s,第23s末的速度v23=v22+a2t=2m/s
所求位移为x=
x1+
t=47m
(2)23s内,设电场力对小物块所做的功为W,由动能定理得W-μmgx=
mv
解得W=9.8J
19.
(1)2V
(2)0.6144W(3)1Ω
【解析】
(1)因为R1、R2构成串联电路,故电流相等,即I1=I2=IA=0.16(A)
由I=kU3得:
(2)U2=I2R2=0.16×24V=3.84(V)
由P=UI得:
P2=U2I2=3.84×0.16W=0.6144(W)
(3)由E=U1+U2+Ir得:
20.
(1)
(2)
(3)在上升过程中,电势能逐渐减小,机械能逐渐增大(重力势能增大,动能先增大后减小);在下降过程中,电势能逐渐增加,机械能逐渐减小(重力势能减小,动能先增大后减小).机械能与电势能的总和不变.
【解析】
(1)设距直棒为r的点的电场强度大小为
.分别对两小球列平衡方程:
对A:
对B:
解得
(2)设A球下落到距直棒为r时速度最大,此时加速度为零,合力为零.
由平衡条件:
由
(1)中解得:
解得:
由动能定理:
解得
(3)剪断细线后,B小球做先上后下的往复运动(振动).
在上升过程中,电势能逐渐减小,机械能逐渐增大(重力势能增大,动能先增大后减小);在下降过程中,电势能逐渐增加,机械能逐渐减小(重力势能减小,动能先增大后减小).机械能与电势能的总和不变.