2021河南省宏力学校高二上学期期中考试物理试题含答案

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河南宏力学校2020~2021学年度第一学期期中考试题高二物理一、选择题（本题共12个小题，每题4分，共48分。期中1-8题为单项选择，9-12题为不定项）1．某同学做奥斯特实验时，把小磁针放在水平的通电直导线的下方，当通电后发现小磁针不动，稍微用手拨动一下小磁针，小磁针转动180°后静止不动．因此可知，通电直导线在小磁针处产生的磁场方向是( 　)A．自东向西 B．自南向北C．自西向东 D．自北向南2．如图所示，A，B在同一水平线上，以AB为直径的半圆周与竖直光滑绝缘杆相交于M点．电荷量为Q1，Q2的两个正、负点电荷分别固定在A点和B点，一个带正电的轻金属环q(视为点电荷，且重力忽略不计)套在绝缘杆上，在M点恰好平衡，MA与AB的夹角为α，则(　　)A．tan3α＝eq \f(Q2,Q1) B．tan2α＝eq \f(Q2,Q1)C．tanα＝eq \f(Q2,Q1) D．tanα＝eq \r(\f(Q2,Q1))磁感应强度B在国际单位制中的单位是特斯拉(符号T)，下列单位中与磁感应强度的单位一致的是 A. eq \f(N,C·m) B.eq \f(N,C·s)C.eq \f(N,A·m) D.eq \f(N,A·s)4.如图为滑动变阻器的示意图，A、B、C、D为4个接线柱，当滑动片P由C向D移动时，若要使变阻器接入电路的电阻由大变小，应将电阻器的哪两个接线柱连入电路(　 　)A．A和B B．A和DC．B和C D．C和D5．如图所示为某电学元器件的伏安特性曲线，图中虚线为曲线上P点的切线．当通过该元器件的电流为0.4 A时，该元器件的阻值为(　　)A．250 Ω　　　　　　　 　 B．125 ΩC．100 Ω D．62.5 Ω6．如图所示，a、b、c、d是匀强电场中的四个点，它们正好是一个梯形的四个顶点．电场线与梯形所在的平面平行．ab平行于cd，且ab边长为cd边长的一半．已知a点的电势是3 V，b点的电势是5 V，c点的电势是7 V．由此可知，d点的电势为(　　)A．1 V　　　　　　　　　 　B．2 VC．3 V D．4 V7．已知磁敏电阻在没有磁场时电阻很小，在有磁场时电阻很大，并且磁场越强阻值越大，为了探测有无磁场，利用磁敏电阻作为传感器设计了如图所示电路，电源电动势E和内阻r不变，在没有磁场时，调节变阻器R使电灯发光，当探测装置从无磁场区进入强磁场区(设电灯L不会烧坏)，则(　　)A．电灯L变亮B．电流表示数增大C．变阻器R的功率增大D．磁敏电阻两端的电压减小8．如图所示为一通电螺线管，a、b、c是通电螺线管内、外的三点，则三点中磁感线最密处为(　　)A．a处 B．b处C．c处 D．无法判断9．某同学为检验某空间有无电场或者磁场存在，想到的以下方法中可行的是(　 　)A．在该空间内引入检验电荷，如果电荷受到电场力说明此空间不存在电场B．在该空间内引入检验电荷，如果电荷没有受到电场力说明此空间不存在电场C．在该空间内引入通电导线，如果通电导线受到磁场力说明此空间存在磁场D．在该空间内引入通电导线，如果通电导线没有受到磁场力说明此空间不存在磁场10．如图所示的电路，电源内阻不能忽略，电阻R1＝8 Ω，R2＝10 Ω，当开关S接a端时，电压表读数为2.0 V，当开关S接到b端时，电压表读数可能为A．2.2 V B．1.8 VC．2.4 D．2.7 V11．如图所示，长为L＝0.5 m、倾角为θ＝37°的光滑绝缘斜面处于水平向右的匀强电场中，一带电荷量为＋q，质量为m的小球(可视为质点)，以初速度v0＝2 m/s恰能沿斜面匀速上滑，g取10 m/s2，sin 37°＝0.6，cos 37°＝0.8，则下列说法中正确的是(　　)A．小球在B点的电势能大于在A点的电势能B．水平匀强电场的电场强度为eq \f(3mg,4q)C．若电场强度加倍，小球运动的加速度大小为3 m/s2D．若电场强度减半，小球运动到B点时速度为初速度v0的一半12．如图所示，直线A为电源a的路端电压与电流的关系图象；直线B为电源b的路端电压与电流的关系图象；直线C为一个电阻R的两端电压与电流关系的图象．将这个电阻R分别接到a、b两电源上，那么(　　)A．R接到b电源上，电源的效率较高B．R接到a电源上，电源的效率较高C．R接到b电源上，电源的输出功率较大D．R接到a电源上，电源的输出功率较大二、实验题（把答案写在答题卡指定的位置处，每空2分，共18分）13、.把一量程为6 mA、内阻为100 Ω的电流表改装成欧姆表，线路如图所示，现备有如下器材：A．电源(E＝3 V，内阻不计)B．变阻器(0～100 Ω)C．变阻器(0～500 Ω)D．红表笔E．黑表笔(1)变阻器选用________（填字母代号）。(2)红表笔接________端，黑表笔接________端。(均选填“N”或“M”)(3)电流表2 mA刻度处换成电阻刻度，其表示电阻值为________Ω。14．某同学要测定一电源的电动势E和内电阻r。实验器材有：1只DIS电流传感器(可视为理想电流表、测得的电流用I表示)、1只电阻箱(阻值用R表示)、1只开关和若干导线．该同学设计了如图甲所示的电路进行实验和采集数据．(1)该同学设计实验的原理表达式是E= (用r、I、R表示)；(2)该同学在闭合开关之前，应先将电阻箱调到 (填“最大值”“最小值”或“任意值”)，实验过程中，将电阻箱调至如图乙所示位置，则此时电阻箱接入电路的阻值为 Ω；(3)该同学根据实验采集到的数据作出如图丙所示的eq \f(1,I)­R图象，则由图象可求得，该电源的电动势E＝ V，内阻r＝ Ω.(结果均保留2位有效数字)三、计算题（本题共44分，请写出必要的文字说明和重要的方程，只写出最后结果的不得分）15．(12分) 将一个电荷量为－2×10－9 C的点电荷从电场中的N点移动到M点， 需克服电场力做功1.4×10－8 J，求：(1)N、M 两点间的电势差UNM 为多少？(2)若将该电荷从M移到N，电场力做什么功？UMN为多少？16．（14分)如图所示的电路中，两平行金属板A、B水平放置，两板间的距离d＝40 cm.电源电动势E＝24 V，内阻r＝1 Ω，电阻R＝15 Ω.闭合开关S，待电路稳定后，将一带正电的小球从B板小孔以初速度v0＝4 m/s竖直向上射入板间．若小球带电荷量为q＝1×10－2 C，质量为m＝2×10－2 kg，不考虑空气阻力．那么，滑动变阻器接入电路的阻值为多大时，小球恰能到达A板？此时，电源的输出功率是多大？(g取10 m/s2) 17.(18分)如图所示，由A、B两平行板构成的电容器，电容为C，原来不带电．电容器的A板接地，并且中心有一个小孔，通过这个小孔向电容器中射入电子，射入的方向垂直于极板，射入的速度为v0.如果电子的发射是一个一个单独进行的，即第一个电子到达B板后再射第二个电子，并且所有和B板相碰的电子都留在B板上．随着电子的射入，两极板间的电势差逐渐增加，直至达到一个稳定值．已知电子的质量为m、电量为e，电子所受的重力可忽略不计，A、B两板的距离为L.(1)有n个电子到达B板上，这时两板间电场的场强E多大？(2)最多能有多少个电子和B板相碰？(3)到达B板的第1个电子在两板间运动的时间和最后一个电子在两板间运动的时间相差多少？物理答案：1、D 　通电前小磁针指南北方向，通电后小磁针不动，说明通电直导线产生的磁场还在南北方向；稍微用手拨动一下小磁针，小磁针转动180°后静止不动，由此可知，通电直导线产生的磁场与地磁场方向相反，故D项正确．2、A：设圆的直径为d，根据库仑定律得：Q1对q的库仑力大小为F1＝keq \f(qQ1,dcosα2)，Q2对q的库仑力大小为F2＝keq \f(qQ2,dsinα2)，对q，根据平衡条件得：F1sinα＝F2cosα，联立以上三式得：tan3α＝eq \f(Q2,Q1)，故选A.3、C 由B＝eq \f(F,IL)可知，1 T＝1eq \f(N,A·m)，选项C正确．4、B5、B　由图可知，当电流为0.4 A时，电压为50 V，则由欧姆定律可知，阻值为：R＝eq \f(U,I)＝eq \f(50,0.4) Ω＝125 Ω，故B正确，A、C、D错误．6、C　ab边与cd边相互平行，相等长度的两点电势差大小相等，a、b两点的电势差为2 V，dc距离为ab的2倍，则d、c两点电势差也是a、b两点间电势差的2倍即4 V，d点的电势为3 V，C正确．7、A　探测装置从无磁场区进入强磁场区时，电阻变大，则电路的总电阻变大，根据闭合电路欧姆定律可知，电路中总电流变小，所以电流表的示数减小；根据U＝E－Ir，可知干路电流I减小，路端电压U增大，所以灯泡两段的电压增大，所以电灯L变亮，故A正确，B、C、D错误．8、A9、BC 如果把电荷引入电场中，一定会受到电场力作用，如果电荷没有受到电场力作用，一定是没有电场，A错B对．把通电导线引入磁场中时，只要电流方向不与磁场方向平行，就会受到磁场力作用，但是不受磁场力的原因有两个，一是没有磁场，二是虽有磁场，但是电流方向与磁场方向平行，C对，D错．10、AC： 当开关S从a端改接b端时，由于外电阻R2>R1，故电压表读数必增大，即U>2.0 V；若电源的内阻r≫R外时，可视电源为恒流电源，则U外最大为Umax＝eq \f(R2,R1)U1＝2.5 V，故U<2.5 V，故选项A、C正确．11、BD　在小球由A到B的过程中，重力做负功，电场力做正功，小球电势能减少，A错；由动能定理知qELcos θ－mgLsin θ＝0，所以水平匀强电场的电场强度为eq \f(3mg,4q)，B对；电场强度加倍后，则有q·2Ecos θ－mgsin θ＝ma，所以a＝0.6g＝6 m/s2，C错；电场强度减半后，则有mgsin θ－qeq \f(E,2)cos θ＝ma1，a1＝0.3g＝3 m/s2，由v02－v2＝2a1L，代入数值得v＝1 m/s，D对．12、AD 由图象可知，电源a的电动势较大，内阻较大．由电源效率公式，η＝U/E，R接到a电源上，电源的效率较低；R接到b电源上，电源的效率较高；选项A正确B错误．电源输出功率，P＝UI，R接到a电源上，电源的输出功率较大，R接到b电源上，电源的输出功率较小，选项C错误D正确．13、[答案]　(1)C　(2)N　M　(3)1 000　(1)两表笔直接接触时，调节变阻器阻值使电流达到满偏，Ig＝ eq \f(E,Rg＋R0)，解得R0＝400 Ω，故变阻器应选C。(2)红表笔接内部电源的负极，黑表笔接内部电源的正极，所以红表笔接N端，黑表笔接M端。(3)电流I＝2 mA时，有I＝ eq \f(E,Rg＋R0＋Rx)，解得Rx＝1 000 Ω。14(1)由闭合电路欧姆定律知，电源的电动势E＝I(R＋r)．(2)在闭合开关之前，应先将电阻箱调到最大值．调至图乙位置时电阻箱的阻值为21 Ω.(3)由E＝I(R＋r)得eq \f(1,I)＝eq \f(R＋r,E)＝eq \f(1,E)R＋eq \f(r,E)，由图象可得：斜率k＝eq \f(1,E)＝eq \f(5.4－0.4,30)＝eq \f(1,6)，则E＝6.0 V．纵坐标截距eq \f(r,E)＝0.4，则电源的内阻r＝0.4E＝2.4 Ω.15、(1)由题意可知，将点电荷从N移动到M点，电场力做负功，即WNM＝－1.4×10－8 J，根据公式UNM＝eq \f(WNM,q)＝eq \f(－1.4×10－8,－2×10－9)＝7 V。(2)当点电荷从M移到N点时，电场力做正功。根据电势差之间的关系有：UMN＝－UNM＝－7 V。[答案]　(1)7 V　(2)正功　－7 V16、小球进入板间后，受重力和静电力作用，且到A板时速度为零，设两板间电压为UAB.由动能定理得：－mgd－qUAB＝0－eq \f(1,2)mveq \o\al(2,0)，解得UAB＝8 V所以滑动变阻器两端电压U滑＝UAB＝8 V，设通过滑动变阻器的电流为I，由闭合电路欧姆定律得：I＝eq \f(E－U滑,R＋r)＝1 A，滑动变阻器接入电路的电阻R滑＝eq \f(U滑,I)＝8 Ω.电源的输出功率P出＝I2(R＋R滑)＝23 W.答案：8 Ω　23 W17、(1)当B板上聚集了n个射来的电子时，两板间的电势差为：U＝eq \f(Q,C)＝eq \f(ne,C)，内部电场为匀强电场，场强为：E＝eq \f(U,L)＝eq \f(ne,CL).(2)设最多能聚集N个电子，第N＋1个射入的电子到达B板时速度减为零．此时两板间的电势差为：U1＝eq \f(Q1,C)＝eq \f(Ne,C)对此后再射入的电子，根据动能定理有：－eU1＝0－eq \f(1,2)mv02联立解得：N＝eq \f(Cmv02,2e2).(3)第一个电子在两板间做匀速运动，运动时间为：t1＝eq \f(L,v0)最后一个电子在两板间做匀减速运动，到达B板时速度为零，运动时间为：t2＝eq \f(L,\x\to(v))＝eq \f(2L,v0)二者时间差为：Δt＝t2－t1＝eq \f(L,v0).答案：(1)eq \f(ne,CL)　(2)eq \f(Cmv02,2e2)　(3)eq \f(L,v0)