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2019-2020年高二物理上学期期中试题IV一.选择题(本题共10小题,每小题4分,共40分,每小题至少有一个选项是正确的,选对得4分,漏选得2分,不选或错选得0分)1.下列关于点电荷的说法,正确的是 A.点电荷一定是电量很小的电荷B.点电荷是一种理想化模型,实际不存在C.只有体积很小的带电体,才能作为点电荷D.体积很大的带电体一定不能看成点电荷2.真空中两个点电荷Q
1、Q2,距离为R,当Q1增大到原来的3倍,Q2增大到原来的3倍,距离R增大到原来的3倍时,电荷间的库仑力变为原来的 A.1倍B.3倍C.6倍D.9倍3.如图所示,一条绝缘细线,上端固定,下端拴一个质量为m的带电小球.将它置于一匀强电场中,电场强度大小为E,方向水平向右.当细线离开竖直位置的偏角为α时,小球处于平衡状态,则小球所带的电荷量为 A.sinαB.cosαC.tanαD.cotα(第3题图)(第4题图)
4.如图所示,一个质量为m、带电荷量为q的粒子,从两平行板左侧中点沿垂直场强方向射入,当入射速度为v时,恰好穿过电场而不碰金属板.要使粒子的入射速度变为,仍能恰好穿过电场,则必须再使 A.粒子的电荷量变为原来的B.两板间电压减为原来的C.两板间距离增为原来的4倍D.两板间距离增为原来的2倍5.带负电的粒子在某电场中仅受静电力作用,能分别完成以下两种运动
①在电场线上运动,
②在等势面上做匀速圆周运动.该电场可能由 A.一个带正电的点电荷形成B.一个带负电的点电荷形成C.两个分立的带等量负电的点电荷形成D.一带负电的点电荷与带正电的无限大平板形成6.带电粒子射入一固定的带正电的点电荷Q的电场中,沿图中实线轨迹从a运动到b,a、b两点到点电荷Q的距离分别为ra、rbra>rb,b为运动轨迹上到Q的最近点,不计粒子的重力,则可知 A.运动粒子带负电B.b点的场强大于a点的场强C.a到b的过程中,电场力对粒子不做功D.a到b的过程中,粒子动能和电势能之和保持不变(第6题图)(第7题图)7.如图所示,带正电荷量为q、质量为m的滑块,沿固定绝缘斜面匀速下滑,现加一竖直向上的匀强电场,电场强度为E,且qE≤mg,以下判断中,正确的是 .A.物体将沿斜面减速下滑B.物体将沿斜面加速下滑C.物体仍保持匀速下滑D.仅当qE=mg时,物体继续保持匀速下滑8.如图所示,设电表内阻对电路的影响不计,外电阻R1≠R2≠R
3.若把电流表和电压表位置对换,则 .A.电流表读数为零B.电压表读数为零C.电流表读数不为零D.电压表读数不变(第8题图)(第9题图)9.如图所示,直线OAC为某一直流电源的总功率P总随电流I变化的图线,抛物线OBC为同一直流电源内部热功率Pr随电流I变化的图线.若A、B对应的横坐标为2A,那么线段AB表示的功率及I=2A对应的外电阻是 .A.2W
0.5ΩB.4W2ΩC.2W1ΩD.6W2Ω10.如图所示电路,将两个相同的小量程电流表分别改装成A10~3A和A20~
0.6A的电流表,把两个电流表并联接入电路中测量电流.则下列说法中正确的是 .A.A1的指针半偏时,A2的指针也半偏B.A1的指针还没有满偏,A2的指针已经满偏C.A1的读数为1A时,A2的读数为
0.6AD.A1的读数为1A时,干路中的电流I为
1.2A第二卷
二、填空题(共18分,其中11题6分、12题12分)11.6分如图所示螺旋测微器的测量读数应是________mm、________mm.(第11题图)(第12题图)12.12分某同学在做《自来水电阻率的测定》课题时,先在一根均匀的长玻璃管两端各装了一个电极,用如图所示电路进行测量.两电极相距L=
0.700m,其间充满待测的自来水.图中器材如上电压表量程15V,内阻约30kΩ、电流表量程300μA,内阻约50Ω、滑动变阻器100Ω,1A、电池组电动势E=12V,内阻r=6Ω、单刀单掷开关一个.导线若干.下表是他测量通过管中自来水柱的电流及两端电压的实验数据.实验中他还用20分度的游标卡尺测量了玻璃管的内径,结果如图所示.U/V
1.
03.
05.
07.
09.
011.0I/μA2265109155190240根据以上材料请回答下面的问题1玻璃管内径d的测量值为________cm;2根据上表数据在图1坐标中作出U-I图象,根据图象求出电阻R=________Ω;3用直接测量值计算自来水电阻率的公式是ρ=________,测量值为________Ω·m保留两位有效数字;4请在虚线框内画出测量自来水电阻的电路图. 图1
三、计算题(共42分)13.(8分)如图所示,输入电压UAB=200V,变阻器R1标有“150Ω、3A”,负载电阻R2标有“50Ω、2A”,求输出电压Uab的变化范围.14.(10分)一个带正电的粒子,从A点射入水平方向的匀强电场中,粒子沿直线AB运动,如图所示.已知AB与电场线夹角θ=30°,带电粒子的质量m=
1.0×10-7kg,电荷量q=
1.0×10-10C,A、B相距L=20cm.取g=10m/s2,结果保留两位有效数字求1粒子在电场中运动的性质,要求说明理由.2电场强度的大小和方向.3要使粒子从A点运动到B点,粒子射入电场时的最小速度是多少?(第14题图)(第15题图)
15.(12分)如图所示,A、B为两块平行金属板,A板带正电、B板带负电.两板之间存在着匀强电场,两板间距为d、电势差为U,在B板上开有两个间距为L的小孔.C、D为两块同心半圆形金属板,圆心都在贴近B板的O′处,C带正电、D带负电.两板间的距离很近,两板末端的中心线正对着B板上的小孔,两板间的电场强度可认为大小处处相等,方向都指向O′.半圆形金属板两端与B板的间隙可忽略不计.现从正对B板小孔紧靠A板的O处由静止释放一个质量为m、电量为q的带正电微粒微粒的重力不计,问1微粒穿过B板小孔时的速度多大;2为了使微粒能在CD板间运动而不碰板,CD板间的电场强度大小应满足什么条件;3从释放微粒开始,经过多长时间微粒第一次通过半圆形金属板间的最低点P点?16.一台小型电动机在3V电压下工作,用此电动机提升所受重力为4N的物体时,通过它的电流是
0.2A在30s内可使该物体被匀速提升3m若不计除电动机线圈生热之外的能量损失,求1电动机的输入功率;2在提升重物的30s内,电动机线圈所产生的热量;3线圈的电阻高二物理期中考试试题答案
1.【解析】当带电体间的距离比它们自身的大小大得多,以至带电体的形状、大小及电荷分布状况对它们的作用力影响可以忽略时,这样的带电体就可以看成点电荷,所以A、C、D错,B正确.【答案】选B.
2.【解析】原来的库仑力为F=,后来的库仑力为F′=k=k=F.所以A对.【答案】选A.
3.【解析】对小球受力分析如图所示,由物体的平衡条件得Fcosα=mgFsinα=Eq可得q=tanα,故C正确.【答案】C.
4.【解析】.粒子恰好穿过电场时,它沿平行板的方向发生位移L所用时间与垂直板方向上发生位移所用时间t相等,设两板电压为U,则有恰好穿过电场时=··2,得时间t==.当入射速度变为,它沿平行板的方向发生位移L所用时间变为原来的2倍,由上式可知,粒子的电荷量变为原来的或两板间距离增为原来的2倍时,均使粒子在与垂直板方向上发生位移所用时间增为原来的2倍,从而保证粒子仍恰好穿过电场,因此选项A、D正确.【答案】AD
5.【解析】带负电的粒子在由一个带正电的点电荷形成的电场中,可以由静电力提供向心力,围绕正电荷做匀速圆周运动,也可以沿电场线做变速直线运动,A对、B错.C、D两个选项中的电场线均是曲线,粒子只受到静电力作用时不会沿电场线运动,C、D均错.【答案】A
6.【解析】由带电粒子的运动轨迹可知带电粒子带正电;由点电荷所形成电场的场强公式E=k知,Eb>Ea;粒子从a到b的过程中,电场力对粒子做负功,动能减小,电势能增大,但总能量不变,故选B、D.【答案】BD.
7.【解析】 未加电场时mgsinθ=μmgcosθ.加电场后mg-qEsinθ=μmg-qEcosθ,C正确.【答案】 C
8.【解析】 由于电表均为理想的,故当两表位置对换后,R
2、R3均被电流表短路,则电路中总电阻减小,总电流增大.【答案】 BC
9.【解析】 由图象可知,在C点两图线相交,表明P总=Pr,意味着电源短路,所以r==1Ω,E=Ir=3V.A、B对应电流I=2A,根据闭合电路欧姆定律可得R+r==
1.5Ω,所以R=
0.5Ω,其功率P=I2R=2W.【答案】 A
10.【解析】 由于两个电流表并联接入电路中,则加在两小量程电流表上的电压相等,所以指针偏转的角度相同.因此A、D是正确的.【答案】 AD
11.【答案】
0.
900、
1.
10412.【答案】
13.075±
0.005,
24.3×104~
4.9×104Ω,如图甲3 49±3 4如图乙
13.【解析】 设R2恰不烧坏,其两端所加电压最大.U2=I2·R2=100V,则Uab最大值为100V,此时R1上端电阻设为Rx,则有=I2,故Rx=50Ω,由此得下端电流为I1=,得I1=2A<3A,所以R1不会烧坏.当R1恰不烧坏时,设其上端电阻为Rx′,则=3,解得Rx=Ω.a、b间输出电压最小,Uab′=·UAB=75V.【答案】 75~100V
14.【解析】1粒子只在重力和电场力作用下沿直线AB运动,重力和电场力的合力必由B指向A,与粒子初速度vA方向相反,所以粒子做匀减速运动.2由图可得=tanθ代入数据解得E=
1.7×104N/C,方向水平向左.3当粒子到B时的速度vB=0时,粒子进入电场时的速度最小,由动能定理得,mgLsinθ+qELcosθ=mv/2代入数据,解得vA=
2.8m/s.【答案】见解析
15.【解析】1设微粒穿过B板小孔时的速度为v,根据动能定理,有qU=mv2
①解得v=2微粒进入半圆形金属板后,电场力提供向心力,有qE=m=
②联立
①②,得E=3微粒从释放开始经t1射入B板的小孔,则t1===2d设微粒在半圆形金属板间运动经过t2第一次到达最低点P点,则t2==所以从释放微粒开始,经过t1+t2=2d+微粒第一次到达P点.【答案】1 2E= 32d+
16.【解析】1电动机的输入功率P入=UI=
0.2×3W=
0.6W2电动机提升重物的机械功率P机=Fv=4×3/30W=
0.4W根据能量关系P入=P机+PQ,得生热的功率PQ=P入-P机=
0.6-
0.4W=
0.2W所生热量Q=PQt=
0.2×30J=6J3根据焦耳定律Q=I2Rt,得线圈电阻R=5Ω【答案】
10.6W 26J 35Ω。