2021肥东县高级中学高二上学期期中考试物理试题含答案

2020-2021学年高二年级第一学期期中考试

物理试题

注意事项：

1.答卷前，考生务必将自己的姓名、考生号等填写在答题卡上。

2.回答选择题时，选出每小题答案后，用铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其他答案标号。回答非选择题时，将答案写在答题卡上。写在本试卷上无效。

3.考试结束后，将本试卷和答题卡一并交回。

一、单选题(共9小题,每小题3分,共27分 )

1.如图甲所示，Q1、Q2为两个被固定的点电荷，其中Q1带负电，a、b两点在它们连线的延长线上.现有一带负电的粒子以一定的初速度沿直线从a点开始经b点向远处运动(粒子只受电场力作用)，粒子经过a、b两点时的速度分别为va、vb，其速度图象如图乙所示.以下说法中正确的是（ ）

A．Q2一定带负电

B．Q2的电量一定大于Q1的电量

C．b点的加速度为零，电场强度也为零

D． 整个运动过程中，粒子的电势能先减小后增大

2.如图所示，在正点电荷Q的电场中有M、N、P、F四点，M、N、P为直角三角形的三个顶点，F为MN的中点，∠NMP=30°．M、N、P、F四点处的电势分别用φM、φN、φP、φF表示，已知φM=φN，φP=φF，点电荷Q在M、N、P三点所在平面内，则（　　）

A． 点电荷Q一定在MP的连线上

B． 连接PF的线段一定在同一等势面上

C． 将正试探电荷从P点搬运到N点，电场力做负功

D．φP小于φM

3.如图所示，电源的内阻不能忽略，当电路中点亮的电灯的数目增多时，下面说法正确的是（　　）

A． 外电路的总电阻逐渐变大，电灯两端的电压逐渐变小

B． 外电路的总电阻逐渐变大，电灯两端的电压不变

C． 外电路的总电阻逐渐变小，电灯两端的电压不变

D． 外电路的总电阻逐渐变小，电灯两端的电压逐渐变小

4.在如图（a）所示的电路中，L1、L2为规格相同的小灯泡，这种小灯泡的伏安特性曲线如图（b）所示，C是电容为100的电容器，R是阻值为8的定值电阻，电源E

的内阻为1。电路稳定后，通过L1的电流为0.2 A，下列结果正确的是（ ）

A． L1的电功率为0.16 W                                       B． L2的电阻为4

C． 电源的效率为60%                                           D． 电容器的带电量为2.4×104C

5.如图所示，空间内有一场强为、方向竖直向下的匀强电场.一根绝缘轻质硬杆的两端分别固定着A、B两只质量均为m带电量均为+q的小球，O点是一光滑水平轴，已知AO=L，BO=2L，重力加速度为g.细杆从水平位置由静止释放，使其自由转动，当B球转到O点正下方的过程中，正确的是（ ）

A．B球电势能减少了2mgL

B．A、B球与杆组成的系统电势能减少了

C． 转动过程中杆对A的弹力不做功

D． 转到最低点时B球的速度为

6.如图所示，质量为60 g的铜棒长为L=20 cm，棒的两端与等长的两细软铜线相连，吊在磁感应强度B=0.5  T、方向竖直向上的匀强磁场中.当棒中通过恒定电流I后，铜棒能够向上摆动的最大偏角θ=60°，g取10 m／s2，则铜棒中电流I的大小是( )

A．               B．                C． 6A               D．

7.一个带正电荷的小球从a点出发水平进入正交垂直的匀强电场和匀强磁场区域，电场方向竖直向上，某时刻小球运动到了b点，则下列说法正确的是（　　）

A． 从a到b，小球可能做匀速直线运动

B． 从a到b，小球可能做匀加速直线运动

C． 从a到b，小球动能可能不变

D． 从a到b，小球机械能可能不变

8.如图所示电路，电源内阻不可忽略，开关S闭合后，在变阻器R0的滑动端向下滑动的过程中（　　）

A． 电压表与电流表的示数都减小

B． 电压表与电流表的示数都增大

C． 电压表的示数增大，电流表的示数减小

D． 电压表的示数减小，电流表的示数增大

9.如图所示，Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ是竖直平面内三个相同的半圆形光滑轨道，K为轨道最低点，Ⅰ处于匀强磁场中，Ⅱ和Ⅲ处于匀强电场中，三个完全相同的带正电小球a、b、c从轨道最高点自由下滑至第一次到达最低点K的过程中，下列说法正确的是（ ）

A． 在K处球a速度最大                                        B． 在K处球b对轨道压力最大

C． 球b需要的时间最长                                         D． 球c机械能损失最多

二、多选题(共6小题,每小题4分,共24分)  

10.（多选）劳伦斯和利文斯设计出回旋加速器，工作原理示意图如图所示．置于高真空中的D形金属盒半径为R，两盒间的狭缝很小，带电粒子穿过的时间可忽略．磁感应强度为B的匀强磁场与盒面垂直，高频交流电频率为f，加速电压为U．若A处粒子源产生的质子质量为m、电荷量为+q，在加速器中被加速，且加速过程中不考虑相对论效应和重力的影响．则下列说法正确的是（　　）

A． 质子被加速后的最大速度不可能超过2πRf

B． 质子离开回旋加速器时的最大动能与加速电压U成正比

C． 质子第2次和第1次经过两D形盒间狭缝后轨道半径之比为：1

D． 不改变磁感应强度B和交流电频率f，该回旋加速器的最大动能不变

11.(多选)如图所示，虚线AB和CD分别为椭圆的长轴和短轴，相交于O点，两个等量异种点电荷分别处于椭圆的两个焦点M、N上，下列说法中正确的是(　　)

A．A、B两处电势、场强均相同

B．C、D两处电势、场强均相同

C． 在虚线AB上O点的场强最大

D． 带正电的试探电荷在O处的电势能大于在B处的电势能

12.(多选)如图所示，一电容为C的平行板电容器，两极板A、B间距离为d，板间电压为U，B板电势高于A板．两板间有M、N、P三点，M、N连线平行于极板，N、P连线垂直于极板，M、P两点间距离为L，∠PMN＝θ.以下说法正确的是(　　)

A． 电容器带电荷量为

B． 两极板间匀强电场的电场强度大小为

C．M、P两点间的电势差为

D． 若将带电荷量为＋q的电荷从M移到P，该电荷的电势能减少了

13.(多选)在相距为r的A、B两点分别放上点电荷QA和QB，C为AB的中点，如图所示，现引入带正电的检验电荷q，则下列说法正确的是(　　)

A． 如果q在C点受力为零，则QA和QB一定是等量异种电荷

B． 如果q在AB延长线离B较近的D点受力为零，则QA和QB一定是异种电荷，且电量大小QA＞QB

C． 如果q在AC段上的某一点受力为零，而在BC段上移动时始终受到向右的力，则QA一定是负电荷，且电量大小QA＜QB

D． 如果q沿AB的垂直平分线移动时受力方向始终不变，则QA和QB一定是等量异种电荷

14.(多选)如图所示，在平面直角坐标系中有一个垂直纸面向里的圆形匀强磁场，其边界过原点O和y轴上的点为a(0，L)．一质量为m、电荷量为e的电子从a点以初速度v0平行于x轴正方向射入磁场，并从x轴上的b点射出磁场．此时速度方向与x轴正方向的夹角为60°.下列说法中正确的是(　　)

A． 电子在磁场中运动的时间为

B． 电子在磁场中运动的时间为

C． 磁场区域的圆心坐标为(，)

D． 电子在磁场中做圆周运动的圆心坐标为(0，－2L)

15.(多选)如图所示的同心圆是电场中的一组等势线，一个电子只在电场力作用下沿着直线由A向C运动时的速度越来越小，B为线段AC的中点，则有(　　)

A． 电子沿AC运动时受到的电场力越来越小

B． 电子沿AC运动时它具有的电势能越来越大

C． 电势φA＞φB＞φC

D． 电势差UAB＞UBC

三、实验题(共2小题,共12分)

16.某实验小组研究两个未知元件X和Y的伏安特性，使用的器材包括电压表(内阻约为3 kΩ)、电流表(内阻约为1 Ω)、定值电阻等．

①使用多用电表粗测元件X的电阻．选择“×1”欧姆挡测量，示数如图(a)所示，读数为______Ω.据此应选择图中的 ______(填“b”或“c”)电路进行实验．

②连接所选电路，闭合S；滑动变阻器的滑片P从左向右滑动，电流表的示数逐渐_________(填“增大”或“减小”)；依次记录电流及相应的电压；将元件X换成元件Y，重复实验．

③图(d)是根据实验数据作出的U－I图线，由图可判断元件______(填“X”或“Y”)是非线性元件．

④该小组还借助X和Y中的线性元件和阻值R＝21 Ω的定值电阻，测量待测电池组的电动势E和电阻r，如图(e)所示．闭合S1和S2，电压表读数为3.00 V；断开S2，读数为1.00 V，利用图(d)可算得E＝________V，r＝________Ω(结果均保留两位有效数字，视电压表为理想电压表)．

17.某学生实验小组利用图1所示电路，测量多用电表内电池的电动势和电阻“×1k”挡内部电路的总电阻．使用的器材有：

多用电表；

电压表：量程5 V，内阻十几千欧；

滑动变阻器：最大阻值5 kΩ；导线若干．

回答下列问题：

（1）将多用电表挡位调到电阻“×1k”挡，再将红表笔和黑表笔　　，调零点．

（2）将图1中多用电表的红表笔和　　（选填“1”或“2”）端相连，黑表笔连接另一端．

（3）将滑动变阻器的滑片调到适当位置，使多用电表的示数如图2所示，这时电压表的示数如图3所示．多用电表和电压表的读数分别为　　kΩ和　　V．

（4）调节滑动变阻器的滑片，使其接入电路的阻值为零．此时多用电表和电压表的读数分别为12.0 kΩ和4.00 V．从测量数据可知，电压表的内阻为　　kΩ．

（5）多用电表电阻挡内部电路可等效为由一个无内阻的电池、一个理想电流表和一个电阻串联而成的电路，如图4所示．根据前面的实验数据计算可得，此多用电表内电池的电动势为　　V，电阻“×1k”挡内部电路的总电阻为　　kΩ．

六、计算题(共3小题 ,共37分)

18.（12分）如图所示，有一柔软链条全长为L=1.0 m，质量均匀分布，总质量为M=2.0 kg．链条均匀带正电，总带电量Q=1.0×10﹣6C、将链条放在离地足够高的水平桌面上．空间存在竖直向下的匀强电场，电场强度的大小E=2.0×107V/m．若桌面与链条之间的动摩擦因数为μ=0.5（重力加速度取g=10 m/s2）．给链条一个向右的初动能，试求：

（1）链条受到的最大滑动摩擦力；

（2）当桌面下的链条多长时，桌面下的链条所受到的重力恰好等于链条受到的滑动摩擦力．

（3）能使链条从桌面上全部滑下所需的最小初动能．

19.（13分）如图所示，电源电动势E0=15 V内阻r0=1 Ω，电阻R1=30 Ω，R2=60 Ω．间距d=0.2 m的两平行金属板水平放置，板间分布有垂直于纸面向里、磁感应强度B=1  T的匀强磁场．闭合开关S，板间电场视为匀强电场，将一带正电的小球以初速度=0.1 m/s沿两板间中线水平射入板间．设滑动变阻器接入电路的阻值为Rx，忽略空气对小球的作用，取g=10 m/s2．

（1）当Rx=29 Ω时，电阻R2消耗的电功率是多大？

（2）若小球进入板间做匀速度圆周运动并与板相碰，碰时速度与初速度的夹角为60°，则Rx是多少？

20.（12分）如图所示，竖直平面内存在水平向右的匀强电场，场强大小E=10 N/C，在y≥0的区域内还存在垂直于坐标平面向里的匀强磁场，磁感应强度大小B=0.5  T，一带电量、质量的小球由长的细线悬挂于点小球可视为质点，现将小球拉至水平位置A无初速释放，小球运动到悬点正下方的坐标原点时，悬线突然断裂，此后小球又恰好能通过点正下方的N点.(g=10 m/s)，求：

（1）小球运动到点时的速度大小；

（2）悬线断裂前瞬间拉力的大小；

（3）间的距离.

答    案

1.C   2.A   3.D   4.A   5.B   6.A   7.C   8.D   9.C   10.ACD   11.BD   12.CD   13.BCD   14.BC  15.BC

16.①10　b　②增大　③Y　④3.2　0.50

17.（1）短接　（2）1　（3）15.0　3.60　（4）12.0 （5）9.00　15.0

18.（1）20 N （2）m  （3）

【解析】（1）链条刚开始下滑的瞬间，此时链条全部在桌面上，正压力FN最大．

则fmax=μFN=μ（Mg+qE）=20 N

（2）假设有x的链条在桌面下方

得到x=0.5 m

（3）当下垂链条受到的重力加上电场力等于滑动摩擦力时，是能使链条全部从桌面上滑下的临界情况．

根据平衡条件：

求得：

当链条垂下m时，重力+电场力=滑动摩擦力，则如果继续下滑，重力就大于滑动摩擦力了．所以链条下滑m后就会自动下滑，链条所需要的最小初动能是能够让它下滑m所需的能量．

根据动能定理：

代入数据：

解得：

19.（1）（2）

【解析】（1）闭合电路的外电阻为：

根据闭合电路的欧姆定律：

两端的电压为

消耗的功率为：，电阻消耗的电功率为；

（2）小球进入电磁场做匀速圆周运动，则重力和电场力等大反向，洛伦兹力提供向心力，根据牛顿第二定律，得：，，联立化简得：

小球做匀速圆周运动的初、末速度方向的夹角等于圆心角为，根据几何关系得

联立⑦⑧并代入数据：

干路电流为：

则滑动变阻器的电阻：；

要使小球进入板间做匀速度圆周运动并与板相碰，碰时速度与初速度的夹角为，应为.

20.（1）（2）（3）

【解析】（1）小球从A运到O的过程中，根据动能定理：①

带入数据求得小球在O点速度为：②

（2）小球运到O点绳子断裂前瞬间，对小球应用牛顿第二定律：③

④

② ③④联立得：⑤.

(3)绳断后，小球水平方向加速度⑥

小球从O点运动至N点所用时间⑦

ON间距离⑧