河北省沧州市黄骅中学学年高二上学期期中物.docx
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河北省沧州市黄骅中学学年高二上学期期中物
2016-2017学年河北省沧州市黄骅中学高二（上）期中物理试卷
一、选择题（共12小题，每小题4分，共48分．1-9题为单选，10-12题为不定选择，全部选对的得4分，选不全的得2分，有选错或不答的得0分）
1．下列说法符合物理学史实的是（ ）
A．安培发现了磁场对运动电荷的作用规律
B．卡文迪许测出了静电力常量
C．奥斯特通过实验发现了电流能产生磁场
D．库仑提出了用电场线描述电场的方法
2．以下说法正确的是（ ）
A．由
可知此场中某点的电场强度E与F成正比
B．由公式
可知电场中某点的电势φ与q成反比
C．由Uab=Ed可知，匀强电场中的任意两点a、b间的距离越大，则两点间的电势差也一定越大
D．公式C=
，电容器的电容大小C与电容器两极板间电势差U无关
3．在如图所示的四种电场中，分别标记有a、b两点．其中a、b两点电场强度相同的是（ ）
A．甲图中与点电荷等距的a、b两点
B．乙图中两等量异种电荷连线的中垂线上与连线等距的a、b两点
C．丙图中两等量同种电荷连线的中垂线上与连线等距的a、b两点
D．丁图中非匀强电场中的a、b两点
4．磁场中某区域的磁感线，如图所示，则（ ）
A．a、b两处的磁感应强度的大小不等，Ba＞Bb
B．a、b两处的磁感应强度的大小不等，Ba＜Bb
C．同一通电导线放在a处受力一定比放在b处受力大
D．同一通电导线放在a处受力一定比放在b处受力小
5．如图所示，细线拴一带负电的小球，球处在竖直向下的匀强电场中，使小球在竖直平面内做圆周运动，则（ ）
A．小球不可能做匀速圆周运动
B．当小球运动到最高点时绳的张力一定最小
C．小球运动到最低点时，球的线速度一定最大
D．小球运动到最低点时，电势能一定最大
6．如图所示，一根通电直导线放在磁感应强度B=1T的匀强磁场中，在以导线为圆心，半径为r的圆周上有a、b、c、d四个点，若a点的实际磁感应强度为0，则下列说法中正确的是（ ）
A．直导线中电流方向是垂直纸面向里
B．c点的实际磁感应强度也为0
C．d点实际磁感应强度为2T，方向斜向下，与B夹角为45°
D．以上均不正确
7．小灯泡通电后，其电流I随所加电压U变化的图线如图所示，P为图线上一点，PN为P点的切线，PQ为U轴的垂线，PM为I轴的垂线，则下列说法不正确的是（ ）
A．随着所加电压的增大，小灯泡的电阻增大
B．对应P点，小灯泡的电阻为R=
C．对应P点，小灯泡的电阻为R=
D．对应P点，小灯泡的功率为图中矩形PQOM所围的面积
8．如图所示的实验装置中，极板A接地，平行板电容器的极板B与一个灵敏的静电计相接．将A极板向左移动，增大电容器两极板间的距离时，电容器所带的电量Q、电容C、两极间的电压U，电容器两极板间的场强E的变化情况是（ ）
A．Q变小，C不变，U不变，E变小B．Q变小，C变小，U不变，E不变
C．Q不变，C变小，U变大，E不变D．Q不变，C变小，U变大，E变小
9．为了儿童安全，布绒玩具必须检测其中是否存在金属断针，可以先将玩具放置于强磁场中，若其中有断针，则断针被磁化，用磁报警装置可以检测到断针的存在．右图是磁报警装置中的一部分电路示意图，其中RB是磁敏传感器，它的电阻随断针的出现而减小，a、b接报警器，当传感器RB所在处出现断针时，电流表的电流I、ab两端的电压U将（ ）
A．I变大，U变大B．I变大，U变小C．I变小，U变大D．I变小，U变小
10．如图所示，M为一线圈电阻rM=0.4Ω的电动机，R=24Ω，电源电动势E=40V．当S断开时，电流表的示数，I1=1.6A，当开关S闭合时，电流表的示数为I2=4.0A．下列说法正确的是（ ）
A．电源内阻为1Ω
B．当S断开时，电源两端电压为40V
C．开关S闭合时电动机输出的机械功率87.5W
D．开关S闭合时电源输出功率144W
11．如图所示，一根质量为m的金属棒AC用软线悬挂在磁感应强度为B的匀强磁场中，通入A→C方向的电流时，悬线张力不为零，欲使悬线张力为零，可以采用的办法是（ ）
A．不改变电流和磁场方向，仅适当增大电流
B．只改变电流方向，并仅适当减小电流
C．同时改变磁场和电流方向，仅适当增大磁感应强度
D．只改变磁场方向，并仅适当减小磁感应强度
12．如图所示，为某一点电荷所形成的一簇电场线，a、b、c三条虚线为三个带电粒子以相同的速度从O点射入电场的运动轨迹，其中b虚线为一圆弧，AB的长度等于BC的长度，且三个粒子的电荷量大小相等，不计粒子重力，则以下说法正确的是（ ）
A．a一定是正粒子的运动轨迹，b和c一定是负粒子的运动轨迹
B．由于AB的长度等于BC的长度，故UAB=UBC
C．a虚线对应的粒子的加速度越来越小，c虚线对应的粒子的加速度越来越大，b虚线对应的粒子的加速度大小不变
D．b虚线对应的粒子的质量大于c虚线对应的粒子的质量
二、实验题：
（共3题，16分）
13．实验中，电流表（0.6A量程）、电压表（3V量程）的某组示数如图所示，图示中I= A，U= V．
14．
（1）在测定金属丝电阻率的实验中，某同学先用螺旋测微器测出待测金属丝的直径，如图1所示，则螺旋测微器的读数为 mm．
（2）该同学连接电路如图2所示．闭合电键后，发现电路有故障，电源、电表均完好，电源电动势为E，若电流表示数为零，电压表示数为E，则发生故障的是
A．导线B．滑动变阻器C．电键D．待测金属丝
（3）排除故障后，该同学为了验证实验过程中是否出现读数或计算失误，他又用多用电表测量了待测金属丝的电阻，他先用“×10Ω”档位进行测量，表的指针如图3所示，于是他又重新进行了测量，首先进行了档位重选，他又选择了 档位（选填“×1Ω”或“×100Ω”），然后再进行 ，用新的档位进行测量后指针所指位置如图4所示，此时多用表显示的读数为 Ω．
（4）该同学在做完该实验后，将电源换为一节旧干电池，他将金属丝撤去后，在不知道电压表和电流表内阻具体值的情况下，利用剩下的实验器材来测这节旧电池的电动势和内阻．请你将下列实物图（图5）用铅笔进行合理连线（原题中已画出两条线）．
三、计算题（共4题，36分）
15．用长为L的细线将质量为m的带电小球P悬挂在O点下，当空中有方向为水平向右，大小为E的匀强电场时，小球偏转θ后处于静止状态．
（1）分析小球的带电性质；
（2）求小球的带电量；
（3）求细线的拉力．
16．如图所示电路，已知R2=1Ω，S断开时，两表读数分别为0.5A和2.0V，S闭合时，它们的读数分别变化了0.1A和0.4V，两表均视为理想表，求：
（1）R1的阻值；
（2）电源的电动势和内阻；
（3）S断开时电源的输出功率．
17．如图所示，两平行金属导轨间的距离L=0.40m，金属导轨所在的平面与水平面夹角θ=37°，在导轨所在平面内，分布着磁感应强度B=0.50T，方向垂直于导轨所在平面的匀强磁场．金属导轨的一端接有电动势E=4.5V、内阻r=0.50Ω的直流电源．现把一个质量m=0.040kg的导体棒ab放在金属导轨上，导体棒恰好静止．导体棒与金属导轨垂直、且接触良好，导体棒与金属导轨接触的两点间的电阻R0=2.5Ω，金属导轨电阻不计，g取10m/s2．已知sin37°=0.60，cos37°=0.80，求：
（1）通过导体棒的电流；
（2）导体棒受到的安培力；
（3）导体棒受到的摩擦力．
（4）若将磁场方向改为竖直向上，要使金属杆继续保持静止，且不受摩擦力左右，求此时磁场磁感应强度B1的大小？
18．如图所示，平行板电容器倾斜固定放置，极板与水平线夹角θ=30°，某时刻一质量为m，带电量为q的小球由正中央A点静止释放，小球离开电场时速度是水平的，落到距离A点高度为h的水平面处的B点，B点放置一绝缘弹性平板M，当平板与水平夹角α=45°时，小球恰好沿原路返回A点．（电容器极板间电场是匀强电场，极板外无电场，且小球离开电容器的位置不一定是极板边缘）．求：
（1）电容器极板间的电场强度E；
（2）小球离开电容器时的速度；
（3）平行板电容器的板长L；
（4）小球在AB间运动的周期T．
2016-2017学年河北省沧州市黄骅中学高二（上）期中物理试卷
参考答案与试题解析
一、选择题（共12小题，每小题4分，共48分．1-9题为单选，10-12题为不定选择，全部选对的得4分，选不全的得2分，有选错或不答的得0分）
1．下列说法符合物理学史实的是（ ）
A．安培发现了磁场对运动电荷的作用规律
B．卡文迪许测出了静电力常量
C．奥斯特通过实验发现了电流能产生磁场
D．库仑提出了用电场线描述电场的方法
【考点】物理学史．
【分析】本题根据相关科学家的物理学成就解答．安培发现了磁场对电流的作用规律．卡文迪许测出了引力常量．奥斯特发现了电流的磁效应．法拉第最早引入了电场概念．
【解答】解：
A、安培发现了磁场对电流的作用规律．洛伦兹发现了磁场对运动电荷的作用规律．故A错误．
B、卡文迪许测出了引力常量．故B错误．
C、奥斯特发现了电流的磁效应，即电流能产生磁场的现象．故C正确．
D、法拉第最早引入了电场概念，提出了用电场线描述电场的方法．故D错误．
故选：
C
2．以下说法正确的是（ ）
A．由
可知此场中某点的电场强度E与F成正比
B．由公式
可知电场中某点的电势φ与q成反比
C．由Uab=Ed可知，匀强电场中的任意两点a、b间的距离越大，则两点间的电势差也一定越大
D．公式C=
，电容器的电容大小C与电容器两极板间电势差U无关
【考点】电场强度；电势差；电势．
【分析】电场强度
是采用比值定义的，E和F以及检验电荷q无关，E是由电场本身决定的；
电场中某点的电势φ与检验电荷q无关，是由电场本身和零电势点决定的．
Uab=Ed中的d是匀强电场中的任意两点a、b沿着电场线方向的距离．
电容器的电容大小C与电容器两极板间电势差U无关．
【解答】解：
A、电场强度
是采用比值定义的，E和F以及检验电荷q无关，E是由电场本身决定的，故A错误．
B、电场中某点的电势φ与检验电荷q无关，是由电场本身和零电势点决定的．故B错误．
C、Uab=Ed中的d是匀强电场中的任意两点a、b沿着电场线方向的距离，故C错误．
D、公式C=
，电容器的电容大小C与电容器两极板间电势差U无关，与两极板间距离d，极板面积S等有关．
故选D．
3．在如图所示的四种电场中，分别标记有a、b两点．其中a、b两点电场强度相同的是（ ）
A．甲图中与点电荷等距的a、b两点
B．乙图中两等量异种电荷连线的中垂线上与连线等距的a、b两点
C．丙图中两等量同种电荷连线的中垂线上与连线等距的a、b两点
D．丁图中非匀强电场中的a、b两点
【考点】电场强度；电场线．
【分析】电场强度是矢量，只有两点的场强大小和方向都相同时，电场强度才相同．根据这个条件进行判断．
【解答】解：
A、a、b两点的电场强度大小相等，但方向不同，则电场强度不同．故A错误．
B、根据电场线的疏密看出ab两点的电场强度大小，而此中垂线是一条等势线，a、b两点的场强方向都与中垂线垂直向右，说明电场强度方向相同，则ab两点的电场强度相同．故B正确．
C、根据对称性看出，ab两点的电场强度大小相等，但方向相反，所以电场强度不同．故C错误．
D、根据电场强度方向沿电场线的切线方向，电场线的疏密表示场强大小，可看出非匀强电场中的a、b两点电场强度大小和方向都不同，则电场强度不同．故D错误．
故选B
4．磁场中某区域的磁感线，如图所示，则（ ）
A．a、b两处的磁感应强度的大小不等，Ba＞Bb
B．a、b两处的磁感应强度的大小不等，Ba＜Bb
C．同一通电导线放在a处受力一定比放在b处受力大
D．同一通电导线放在a处受力一定比放在b处受力小
【考点】带电粒子在匀强磁场中的运动；牛顿第二定律；向心力．
【分析】磁感应的疏密表示磁场的强弱，导线在磁场中所受的安培力与磁场方向与导线方向的夹角有关．
【解答】解：
由磁感线的疏密可知Ba＞Bb，由通电导线所受安培力与通电导线的放置方向有关，通电导线放在a处与放在b处受力大小无法确定．
故选：
A．
5．如图所示，细线拴一带负电的小球，球处在竖直向下的匀强电场中，使小球在竖直平面内做圆周运动，则（ ）
A．小球不可能做匀速圆周运动
B．当小球运动到最高点时绳的张力一定最小
C．小球运动到最低点时，球的线速度一定最大
D．小球运动到最低点时，电势能一定最大
【考点】电势能；牛顿第二定律；向心力．
【分析】带电小球做圆周运动，由重力、线的拉力、电场力三力的合力提供，但三者的大小未知，小球是否做匀速圆周运动以及何时速度最大要具体分析，电势能的大小可由其算式分析
【解答】解：
A、重力竖直向下、电场力竖直向上，若使二者相等且保持绳子拉力大小不变，则有可能做匀速圆周运动，故A错误
B、重力与电场力大小未知，小球速度最小位置不确定，由受力分析结合牛顿第二定律得知，绳子张力最小位置不确定，故B错误
C、由B分析可知，C错误
D、沿电场方向电势逐渐降低，结合小球带负电，故在电势最低处点势能最大，故D正确
故选D
6．如图所示，一根通电直导线放在磁感应强度B=1T的匀强磁场中，在以导线为圆心，半径为r的圆周上有a、b、c、d四个点，若a点的实际磁感应强度为0，则下列说法中正确的是（ ）
A．直导线中电流方向是垂直纸面向里
B．c点的实际磁感应强度也为0
C．d点实际磁感应强度为2T，方向斜向下，与B夹角为45°
D．以上均不正确
【考点】磁感应强度．
【分析】由题，a点的磁感应强度为0，说明通电导线在a点产生的磁感应强度与匀强磁场的磁感应强度大小相等、方向相反，可确定通电导线在a点的磁场方向，由安培定则判断出通电导线中电流方向．通电导线在abcd四点处产生的磁感应强度大小相等，根据平行四边形定则进行合成分析b、c、d三点的磁感应强度大小和方向．
【解答】解：
A、由题，a点的磁感应强度为0，说明通电导线在a点产生的磁感应强度与匀强磁场的磁感应强度大小相等、方向相反，即得到通电导线在a点产生的磁感应强度方向水平向左，根据安培定则判断可知，直导线中的电流方向垂直纸面向里．故A正确．
B、据上题分析可知，通电导线在c点产生的磁感应强度大小为B=1T，方向水平向右，与匀强磁场方向相同，则c点磁感应强度为2T，方向与B的方向相同．故B错误．
C、通电导线在d处的磁感应强度方向竖直向下，根据磁场的叠加原理可得d点感应强度为Bd=
B=
T，方向与B的方向成45°斜向下．故C错误．
D、由上分析可知D错误．
故选：
A
7．小灯泡通电后，其电流I随所加电压U变化的图线如图所示，P为图线上一点，PN为P点的切线，PQ为U轴的垂线，PM为I轴的垂线，则下列说法不正确的是（ ）
A．随着所加电压的增大，小灯泡的电阻增大
B．对应P点，小灯泡的电阻为R=
C．对应P点，小灯泡的电阻为R=
D．对应P点，小灯泡的功率为图中矩形PQOM所围的面积
【考点】路端电压与负载的关系；欧姆定律．
【分析】该小灯泡是非线性元件，其电阻等于图线上的点与原点连线斜率的倒数，根据斜率的变化分析电阻的变化；找到P点对应的电压和电流，根据欧姆定律求出此时灯泡的电阻；由功率公式可对应图线的“面积”．
【解答】解：
A、由电阻R=
可知，灯泡的电阻等于图线上的点与原点连线斜率的倒数，电压增大，斜率减小，则电阻增大，故A正确；
B、C、由图象可知，P点对应的电压为U1，电流为I2，则灯泡的电阻R=
，故B正确，C错误；
D、因为P=UI，所以图象中矩形PQOM所围的面积为对应P点小灯泡的实际功率，故D正确．
本题选错误的，故选：
C
8．如图所示的实验装置中，极板A接地，平行板电容器的极板B与一个灵敏的静电计相接．将A极板向左移动，增大电容器两极板间的距离时，电容器所带的电量Q、电容C、两极间的电压U，电容器两极板间的场强E的变化情况是（ ）
A．Q变小，C不变，U不变，E变小B．Q变小，C变小，U不变，E不变
C．Q不变，C变小，U变大，E不变D．Q不变，C变小，U变大，E变小
【考点】电容器的动态分析．
【分析】题中平行板电容器与静电计相接，电容器的电量不变，改变板间距离，由C=
，分析电容的变化，根据C=
分析电压U的变化，根据E=
分析场强的变化．
【解答】解：
A、B，平行板电容器与静电计并联，电容器所带电量不变．故A、B错误．
C、D，增大电容器两极板间的距离d时，由C=
知，电容C变小，Q不变，根据C=
知，U变大，而E=
=
=
，Q、k、ɛ、S均不变，则E不变．故C正确，D错误．
故选C
9．为了儿童安全，布绒玩具必须检测其中是否存在金属断针，可以先将玩具放置于强磁场中，若其中有断针，则断针被磁化，用磁报警装置可以检测到断针的存在．右图是磁报警装置中的一部分电路示意图，其中RB是磁敏传感器，它的电阻随断针的出现而减小，a、b接报警器，当传感器RB所在处出现断针时，电流表的电流I、ab两端的电压U将（ ）
A．I变大，U变大B．I变大，U变小C．I变小，U变大D．I变小，U变小
【考点】闭合电路的欧姆定律．
【分析】由图可知磁敏电阻RB与R3并联后与R1串联．由题意可知，出现断针时磁敏电阻的阻值减小，则由闭合电路欧姆定律可得出电路中电流的变化，由电流的变化可得出内电压的变化，即可判断路端电压的变化，由并联电路的电流规律可得出电流表的示数变化．
【解答】解：
发现断针时，磁敏电阻RB的阻值减小，则总阻值减小，由闭合电路的欧姆定律可知，电路中总电流增大，内电压增大，故路端电压U减小；
因总电流增大，R1两端的电压增大，则并联电路两端的电压减小，故流过R3的电流减小，由并联电路的电流规律可知流过电流表的电流I增大，故B正确；
故选：
B
10．如图所示，M为一线圈电阻rM=0.4Ω的电动机，R=24Ω，电源电动势E=40V．当S断开时，电流表的示数，I1=1.6A，当开关S闭合时，电流表的示数为I2=4.0A．下列说法正确的是（ ）
A．电源内阻为1Ω
B．当S断开时，电源两端电压为40V
C．开关S闭合时电动机输出的机械功率87.5W
D．开关S闭合时电源输出功率144W
【考点】电功、电功率．
【分析】当S断开时，根据闭合电路欧姆定律求解电源的内阻．当开关S闭合时，已知电流表的示数，根据闭合电路欧姆定律求出路端电压，由欧姆定律求出通过R的电流，得到通过电动机的电流，电动机发热消耗的功率为：
R热=I2r，电动机的输出功率等于电功率与内部消耗的热功率之差．电源的输出功率为P=UI．
【解答】解：
A、根据闭合电路的欧姆定律I1=
，代入数据解得：
r0=
﹣R=（
﹣24）Ω=1Ω，故A正确；
B、当S断开时，电源两端电压U=E﹣I1r=40﹣1×1.6=38.4V，故B错误；
C、开关S闭合后路端电压U=E﹣I2r0=（40﹣4.0×1）V=36V，
流过R的电流强度为：
IR=1.5A，
流过电动机的电流强度为：
I=I2﹣IR=（4.0﹣1.5）A=2.5A，
电动机发热消耗的功率为：
R热=I2r=（2.52×0.4）W=2.5W，
电动机输出功率：
P机=UI﹣P热=87.5W，故C正确；
D、开关S闭合时电源输出功率为：
P=UI2=36×4=144W，故D正确．
故选：
ACD
11．如图所示，一根质量为m的金属棒AC用软线悬挂在磁感应强度为B的匀强磁场中，通入A→C方向的电流时，悬线张力不为零，欲使悬线张力为零，可以采用的办法是（ ）
A．不改变电流和磁场方向，仅适当增大电流
B．只改变电流方向，并仅适当减小电流
C．同时改变磁场和电流方向，仅适当增大磁感应强度
D．只改变磁场方向，并仅适当减小磁感应强度
【考点】安培力．
【分析】金属棒AC用软线悬挂在匀强磁场中，通入A→C方向的电流时，金属棒受到向上的安培力作用，安培力大小为F=BIL．此时悬线张力不为零，说明安培力小于金属棒的重力．欲使悬线张力为零，应增大安培力．根据安培力公式选择合适的方法．
【解答】解：
A、不改变电流和磁场方向，适当增大电流，可增大安培力，能使悬线张力为零．故A正确；
B、只改变电流方向，金属棒所受安培力方向向下，悬线张力一定不为零．故BD错误；
C、改变磁场和电流方向，金属棒所受的安培力方向仍向上，适当增大磁感强度，安培力增大，能使悬线张力为零，所以C正确．
D、只改变磁场方向，金属棒所受安培力方向向下，悬线张力一定不为零．故D错误；
故选：
AC
12．如图所示，为某一点电荷所形成的一簇电场线，a、b、c三条虚线为三个带电粒子以相同的速度从O点射入电场的运动轨迹，其中b虚线为一圆弧，AB的长度等于BC的长度，且三个粒子的电荷量大小相等，不计粒子重力，则以下说法正确的是（ ）
A．a一定是正粒子的运动轨迹，b和c一定是负粒子的运动轨迹
B．由于AB的长度等于BC的长度，故UAB=UBC
C．a虚线对应的粒子的加速度越来越小，c虚线对应的粒子的加速度越来越大，b虚线对应的粒子的加速度大小不变
D．b虚线对应的粒子的质量大于c虚线对应的粒子的质量
【考点】电场线．
【分析】电场线的疏密反映了电场强度的大小；根据曲线运动的条件判断电场力方向；结合离心运动的条件列式比较粒子质量大小．
【解答】解：
A、图为某一点电荷所形成的一簇电场线，由于没有说明是正电荷的电场，还是负电荷的电场，所以无法判断出电场线的方向；所以不能判断出abc三种粒子的电性；故A错误；
B、根据公式U=
，由于AB间的平均场强小于BC间的平均场强，故UAB＜UBC，故B错误；
C、由于电场线的疏密表示电场强度的大小，粒子只受电场力，故a虚线对应的粒子的加速度越来越小，c虚线对应的粒子的加速度越来越大，b虚线对应的粒子的加速度大小不变，故C正确；
D、a、b、c三条虚线为三个带电粒子以相同的速度从O点射入电场的运动轨迹；且三个粒子的电荷量大小相等；故静电力相等；由于b粒子做圆周运动，说明向心力等于静电力；C粒子做向心运动，故静电力大于需要的向心力，根据F=m
，C粒子的质量较小；故D正确；
故选：
CD．
二、实验题：
（共3题，16分）
13．实验中，电流表（0.6A量程）、电压表（3V量程）的某组示数如图所示，图示中I= 0.48 A，U= 2.20 V．
【考点】用多用电表测电阻．
【分析】由图示电表确定其量程与分度值，然后根据指针位置读出其示数．
【解答】解：
由图示电流表可知，其量程为0.6A，分度值为0.02A，示数为0.48A；
由图示电压表可知，其量程为3V，分度值为0.1V，示数为2.20V；
故答案为：
0.48；2.20．
14．
（1）在测定金属丝电阻率的实验中，某同学先用螺旋测微器测出待测金属丝的直径，如图1所示，则螺旋测微器的读数为 0.900 mm．
（2）该同学连接电路如图2所示．闭合电键后，发现电路有故障，电源、电表均完好，电源电动势为E，若电流表示数为零，电压表示数为E，则发生故障的是 D
A．导线B．滑动变阻器C．电键D．待测金属丝
（3）排除故障后，该同学为了验证
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