广东省深圳中学2021-2022学年高二物理上学期期中试题（Word版附解析）

深圳中学2021-2022学年度第一学期期中考试试卷年级：高二科目：物理考试时间：75分钟；命题人：注意事项：1．答题前填写好自己的姓名、班级、2．请将答案正确填写在答题卡上一、单选题1.将带电棒移近两个不带电的导体球，两个导体球开始时互相接触且对地绝缘，如图所示，下列几种方法中能使两球都带电的是（　　）A.先把两球分开，再移走棒B.先移走棒，再把两球分开C.先将两球分开，棒再接触一下其中一球D.棒带的电荷量如果不变，不能使两导体球带电【答案】A【解析】【分析】【详解】将带电棒移近两个不带电的导体球，两个导体球互相接触，则甲的左端和乙的右端分别感应出等量异种电荷；A．先把两球分开，再移走棒，则两球会带上等量异种电荷，选项A正确；B．先移走棒，则两球上的感应电荷会消失，则再把两球分开时，两球不带电，选项B错误；C．先把两球分开，棒再接触一下其中一球，则只能使一球带电，选项C错误；D．由以上分析可知，选项D错误。故选A。2.两个大小相同的小球带有同种电荷，（可看作点电荷），质量分别为和，带电量分别为和，用绝缘线悬挂后，因静电力而使线张开，分别与竖直方向成夹角和，且两球同处一水平线上，如图 所示，若，则下述结论正确的是（　　）A.必须同时满足，B.一定满足C.一定等于D.一定等于【答案】D【解析】【详解】题中两电荷电量可能不同，也可能相同，但各自所受电场力大小却相同，方向相反。由于它们与竖直线所成的角度均为，且两球同处一水平线上，所以根据共点力平衡条件可确定，它们的质量一定相等，故ABC错误，D正确。故选D。3.已知平行板电容器水平放置，极板间存在匀强电场，电容器的中线为。带有同种电性且质量均为的小球、，电荷量、，从点分别以水平初速度、射入平行板电容器，，发现它们的运动轨迹恰好关于对称，如图所示，忽略两小球间的相互作用，不计空气阻力，重力加速度大小为，则该极板间的电场强度的大小等于（　　） A.B.C.D.【答案】B【解析】【分析】【详解】由题意可得，因为A、B质量相等，且极板间存在匀强电场，设极板间的距离为d,又电荷量、，故可得，A球向上偏转，B球向下偏转，它们的运动轨迹恰好关于对称，可得A、B水平和竖直方向的位移相同，即有又可得竖直方向，对A球有竖直方向，对B球有 代入数据，解得ACD错误，B正确。故选B。4.两只灯泡A和B，额定电压都是110V,A的额定功率为60W，B的额定功率为100W，为了把它们接在220V电路上都能正常发光，并要电路中消耗的电功率最小，应采用下面的哪种接法：（如图14—151）（）A.B.C.D.【答案】C【解析】【详解】A、由于额定电压都是，额定功率、，由此可知，把灯泡B与电阻并联的话，会使并联的部分的电阻更小，所以AB的电压不会平分，AB不会同时正常发光，故A错误；B、由于灯泡要满足的额定电压，所以当A灯泡与电阻串联以后，再与B灯泡并联，而B灯泡的电压高于额定的电压，不能正常工作，故B错误；C、由于额定电压都是，额定功率、，由此可知，把灯泡A与电阻并联的话，可以使并联部分的电阻减小，可能使A与并联部分的电阻相同，所以AB能同时正常发光，并且电路消耗的功率与B灯泡的功率相同，所以总功率的大小为，故选项C正确；D、把AB并联之后与电阻串连接入电路的话，当电阻的阻值与AB并联的总的电阻相等时，AB就可以正常发光，此时电阻消耗的功率为AB灯泡功率的和，所以电路消耗的总的功率的大小为，由CD的分析可知，正常发光并且消耗的功率最小的为C，故C正确，选项D错误．点睛：解答本题是一定要注意题目要同时满足两个条件即灯泡能够正常发光并且消耗的功率还要最小．5.如图所示，直线OAC为某一直流电源总功率随电流I变化的图线，曲线OBC表示同一直流电源内部的热功率随电流I变化的图线．若A、B点的横坐标均为1A，那么AB线段表示的功率为(　　) A.1WB.6WC.2WD.2.5W【答案】C【解析】【详解】电源的总功率，C点表示，，则电源的电动势，由图看出，C点表示外电路短路，电源内部热功率等于电源的总功率，则有，代入解得，，所以AB段表示的功率为，故C正确，ABD错误．6.某个由导电介质制成的电阻截面如图所示，导电介质的电阻率为ρ，制成内外半径分别为a和b的半球壳层形状（图中阴影部分），半径为a、电阻不计的球形电极被嵌入导电介质的球心成为一个引出电极，在导电介质的外层球壳上镀上一层电阻不计的金属膜成为另外一个电极。设该电阻的阻值为R。下面给出R的四个表达式中只有一个是合理的，你可能不会求解R，但是你可以通过一定的物理分析，对下列表达式的合理性做出判断。根据你的判断，R的合理表达式应为（　　）A.B.C.D.【答案】B【解析】【详解】CD．等式左边的单位是Ω，右边的单位是Ω•m2，左右两边单位不同，则此式不合理。故CD错 误。A．等式左边的单位是Ω，右边的单位是Ω，单位是合理的。将b=a代入得到R≠0，因为电阻是很薄的一层，电阻应该很小，这个等式是不合理的，故A错误；B．等式左边的单位是Ω，右边的单位是Ω，单位是合理的。将b=a代入得到R=0，故B公式是合理的。故选B。【点睛】根据单位（量纲）检查方程是否正确是常用的方法。再从数学的角度分析等式的合理性。7.如图所示，电源为恒流电源（能始终提供恒定的电流），R0为定值电阻，电流表和电压表均为理想电表。移动滑动变阻器R的滑片，则下列电压表示数U和电路总功率P随电流表示数I变化的关系图线中正确的是（　　）A.B.C.D.【答案】D【解析】【分析】【详解】AB．由题图知R0与R并联，电压表测电源电压，电流表测R支路的电流。若电源提供的电流恒定为，根据并联电路特点可知其中为定值，由可知的图象为一次函数，且，故AB错误； CD．由电功率的计算公式：电路消耗总功率其中为定值，由可知的图象为一次函数，，且I不能为0，P不会为0，故C错误，D正确。故选D。二、多选题8.用两个相同的小量程电流表G，分别改装成了两个量程不同的大量程电流表A1、A2，若A1量程大于A2，将A1、A2接入如图甲、乙所示的电路中，闭合电键后，下列有关说法正确的是A.G改装成A1、A2时要串联电阻，A1串联的电阻大B.图甲中A1、A2的指针偏角相同C.G改装成A1、A2时要并联电阻，A1并联的电阻小D.图乙中A1、A2的指针偏角相同【答案】BC【解析】【详解】AC．设表头的满偏电流为Ig，内阻为Rg，利用并联分流的原理改装成电流表，若并联的分流电阻的阻值为R，则改装成的电流表的量程为量程越大，并联的分流电阻越小，由于A1量程大于A2，因此，A1并联的电阻小，故A错误，C正确。B．图甲中，由于A1、A2并联，因此，小量程电流表G的电压相等，流过小量程电流表G的电流相等，A1、A2的指针偏角相同，故B正确。D．图乙中，由于A1、A2串联，流过A1、A2的电流相等，因此A1、A2的示数相同，指针偏角不相同，故D错误。 故选BC。9.两电荷量分别为q1和q2的点电荷放在y轴上的O、M两点，若规定无穷远处的电势为零，则在两电荷连线上各点的电势φ随y变化的关系如图所示，其中A、N两点的电势均为零，ND段中的C点电势最高，则（）A.q1与q2带异种电荷B.A、N两点的电场强度大小为零C.从N点沿y轴正方向，电场强度大小先减小后增大D将一正点电荷从N点移到D点，电场力先做负功后做正功【答案】AD【解析】【详解】A.由图象可知，M点附近的电势为负值、O点附近的电势为正值，所以，q1与q2带异种电荷，故A正确;B.A、N点的电势为零，但场强不为零（φ-y图象的斜率不为零），故B错误;C.从N点沿y轴正方向，电场强度的大小先减小后增大再逐渐减小，故C错误;D.将一正点电荷从N点移到D点，电势能先增后减，所以，电场力先做负功后做正功．故D正确。故选AD。10.如图所示，质量为m、带电荷量为q的带电微粒，以初速度v0从A点竖直向上射入真空中的沿水平方向的匀强电场中，微粒通过电场中B点时速率vB=2v0，方向与电场的方向一致，则下列说法中正确的是（）A.微粒所受的电场力大小是其所受重力的2倍 B.带电微粒的机械能增加了2mv02C.A、B两点间的电势差为2mv02/qD.A、B两点间的电势差为3mv02/2q【答案】ABC【解析】【详解】试题分析：微粒在竖直方向受到重力作用，做匀减速直线运动，从A到B有，水平方向受到电场力作用，加速度，从A到B则有，整理得．即，选项A对．增加的机械能等于除重力外其它力做的功即电场力做的功，选项B对．根据电场力做功可得，选项C对D错．考点:带电粒子在电场中的运动11.用伏安法测电阻，当对被测电阻的阻值一无所知而无法选择何种接法时，可采用试触的方法。如图所示，某同学测量未知电阻R时，让电压表一端接在A点，另一端先后接在B点和C点。他发现电流表示数有明显变化，而电压表示数无明显变化．则下列说法正确的是（　　）A.R与电压表阻值接近，应选择电流表内接电路B.如果选择电流变内接电路，测量值大于真实值C.R与电流表阻值接近，应选择电流表外接电路D.R与电流表阻值接近，应选择电流表内接电路【答案】AB【解析】【详解】由图示电路图可知，电压表的一端接A点，另一端接到B点时，电压表与电阻并联，电流表测电阻与电压表电流之和，另一端接到C点时，电流表测通过电阻的电流；若电流表示数有明显变化，而电压表示数无明显变化，说明电压表分流较大，而电流表分压较小，故R阻值较大，与电压表阻值较近；故应 选择电流表内接电路；如果选择电流表内接法，测量值是待测电阻和电流表电阻的串联总电阻，大于真实值，如果选择电流表外接法，测量值是待测电阻和电压表电阻的并联总电阻，小于真实值，AB正确，CD错误；故选AB。12.在如图所示的电路中，R1>r，将滑动变阻器R的滑片从位置a向下滑动到位置b的过程中，电路均处于稳定状态。滑片处于位置b和位置a相比，电路中（　　）A.灯泡L的亮度变亮B.电容器C所带电荷量Q增大C.电源的输出功率P增大D.电阻R1消耗的热功率P1增大【答案】CD【解析】【详解】A．滑片位于位置b和滑片位于位置a相比，变阻器电阻变小，总电阻变小，根据闭合电路欧姆定律，电路总电流变大，灯泡L两端的电压变小，灯泡L变暗，故A错误；B．灯泡电流变小，总电流变大，通过R2支路的电流变大，R2两端的电压增大，R2和变阻器两端的电压等于等于灯泡L两端的电压，故变阻器两端的电压减小，即电容器两端的电压减小，由知，电容器C所带电荷量Q减小，故B错误；C．当外电阻等于电源内阻时，电源的输出功率最大，因为，所以外电阻一定大于内阻，外电阻变小时，电源的输出功率P变大，故C正确；D．由于总电流增大，根据知电阻R1消耗的热功率增大，故D正确；故选CD。13.如图所示，水平地面上放置一斜面体A，带正电的小物块B置于A的绝缘斜面上，轻推一下B，B 能沿斜面匀速下滑。现在斜面顶端正上方P点固定一带正电的点电荷，让B从斜面顶端向下运动，此后在斜面上滑动过程（　　）A.B物块做加速直线运动B.B物块受到斜面A对它作用力不断变小C.B物块动能的增加量小于电势能的减少量D.斜面体A受到地面水平向左的静摩擦力【答案】ABC【解析】【详解】A．物块B下滑的过程中，B、P距离越来越大，正电荷P对正电荷B的库伦斥力是变力且越来越小，B做变加速运动，故A正确；B．由于P对B的库伦斥力变小，所以这个库伦力在垂直于斜面的分力也减小，AB之间摩擦力也减小，所以B对A的作用力也不断减小，故B正确；C．根据题意，没有电荷P时，B沿斜面向下做匀速运动，根据动能定理mgh-Wf=0①有电荷P时，B沿斜面做变加速运动，由动能定理mgh+W电-Wf′=△Ek②由于f′＞f，所以Wf′＞Wf③因为电势能的减小量等于电场力做功，联合①②③式可得物块动能的增加与电势能的减小量之差为△Ek-W电=mgh-Wf′=Wf-Wf′＜0则有△Ek＜W电故C正确；D．没有电荷P时，由平衡条件mgsinθ=μmgcosθ解得 μ=tanθ有电荷P时，A对B的支持力N在水平方向的分量Nx=NsinθA对B的摩擦力f在水平方向的分量fx=fcosθ=μNcosθ=Ntanθcosθ=Nsinθ即Nx=fx，说明Nx和fx是一对平衡力；根据牛顿第三定律：B对A的压力在水平方向的分量Nx′和B对A的摩擦力在水平方向的分量fx′也是一对平衡力，所以A在水平方向无运动趋势，地面对A的摩擦力为零，故D错误；故选ABC。三、实验题14.有一节干电池，电动势约为，内阻约为某实验小组为了比较准确的测量其电动势和内阻，在实验室找到了如下器材：A.电流表A量程，内阻约为B.电流表G量程，内阻C.定值电阻D.定值电阻E.滑动变阻器，额定电流F.滑动变阻器，额定电流G.开关S和导线若干． (1)因缺少电压表，该组同学准备利用电流表G与定值电阻串联改装成电压表，为较好的满足测量需要，定值电阻应选择______填“C”或“D”；为操作方便，滑动变阻器应选择______填“E”或“F”．(2)该小组根据实验原理图连接线路、测量数据、并在坐标纸上描点连线，得到相应的图线如图，其中I1为电流表G的示数，I2为电流表A的示数，则该电源的电动势E=____________V，内阻r=______(两空均保留三位有效数字)【答案】①.C②.E③.1.48④.0.840【解析】【详解】(1)[1][2]由于没有电压表，可以用电流表G与定值电阻串联组成电压表测电压，改装后电压表的量程若电流表G与定值电阻串联组成电压表的量程电源电动势约为1.5V，所以只需改装成2V的电压表，故定值电阻选择C；因电源内阻较小，为了有效调节电路中的电流，滑动变阻器选择总阻值较小的E；(2)[3][4]设为电流表的示数，为电流表G的示数，数值远大于的数值，可以认为电路电流，在闭合电路中，电源电动势：则： 由图示图像可知，图像纵轴截距：则：电源电动势：图像斜率：解得：15.某同学想设计一个测量金属棒电阻率的实验方案，实验室提供的器材有：A.电流表A1（内阻Rg=100Ω，满偏电流Ig=3mA）B.电流表A2（内阻约为0.4Ω，量程为0.6A）C定值电阻R0=900ΩD.滑动变阻器R（0-5Ω，允许通过的最大电流2A）E.干电池组（电动势为6V，内阻约0.05Ω）F.一个开关和导线若干G.螺旋测微器，游标卡尺(1)如图，用螺旋测微器测金属棒直径为______mm；如图用游标卡尺测金属棒长为_______cm；(2)用多用电表粗测金属棒的阻值：当用“×10Ω”挡时发现指针偏转角度过大，他应该换用______挡（填“×1Ω"或“×100Ω”），换挡并进行一系列正确操作后，指针静止时如图所示，则金属棒阻值约为______Ω； (3)请根据提供的器材，设计一个实验电路，要求尽可能精确测量金属棒的阻值，请在方框中画出电路图______；(4)若实验测得电流表A1示数为I1，电流表A2示数为I2，则金属棒电阻的符号表达式为Rx=______（用I1，I2，R0，Rg表示）。【答案】①.6.123②.10.230③.④.12.0⑤.⑥.【解析】【详解】(1)[1]金属丝的直径为[2]长度为(2)[3]用多用电表粗测金属棒的阻值：当用“”挡时发现指针偏转角度过大，即偏向0刻度线，所以示数偏小，要增大示数则要倍率减小换成“”的倍率；[4]电阻为(3)[5]由于题目中没有给出电压表，显然是用电流表与串联后组成电压表，为多测几组数据滑动变阻器采用分压接法，设计的电路图如图所示 (4)[6]由电路连接及欧姆定律可求出金属棒的电阻为四、解答题16.如图所示，有一提升重物用的直流电动机M，内阻r=0.6，R=10，U=160V，电压表的读数为110V，求：（1）通过电动机的电流是多少？（2）输入到电动机的电功率是多少？（3）在电动机中发热的功率是多少？（4）电动机工作1min对外输出的功率是多少？【答案】（1）5A；（2）550W；（3）15W；（4）535W【解析】【详解】（1）电阻R两端电压为U1=160V−110V=50V电阻R中电流为电动机和电阻串联，电流相等，通过电动机的电流是50A。（2）电动机的电功率 P=UI=110×5W=550W（3）电动机热功率P热=I2r=52×0.6W=15W（4）电动机工作1min对外输出的功率是P出=P-P热=535W17.如图，半径为的绝缘光滑圆环固定在竖直平面内，环上套有一质量为带正电的珠子，空间存在水平向右的匀强电场，珠子所受静电力是其重力的倍，将珠子从环上最低位置点静止释放，求（1）珠子所能获得的最大动能?（2）要使珠子做完整的圆周运动，在点至少给珠子以多大的初速度?【答案】（1）（2）【解析】【详解】(1)如图，在珠子能够静止的一点进行受力分析设与之间的夹角为，则所以：珠子在等效最低点时具有最大的动能，由动能定理得最大动能 (2)如图，此时珠子做圆周运动“最高点”为，在点，珠子速度为零从点到点过程，由动能定理得18.如图甲所示，倾角为θ＝30°绝缘斜面被垂直斜面直线MN分为左右两部分，左侧部分光滑，范围足够大，上方存在大小为E＝1000N/C，方向沿斜面向上的匀强电场，右侧部分粗糙，范围足够大，一质量为m＝1kg，长为L＝0.8m的绝缘体制成的均匀带正电直棒AB置于斜面上，A端距MN的距离为d，现给棒一个沿斜面向下的初速度v0，并以此时作为计时的起点，棒在最初0.8s的运动图像如图乙所示，已知0.8s末棒的B端刚好进入电场，取重力加速度，求：（1）直棒AB开始运动时A端距MN的距离为d；（2）直棒AB的带电量q；（3）直棒AB最终停止时，直棒B端到MN的距离。【答案】（1）20m；（2）7.5×10－3C；（3）25.48m【解析】【详解】（1）由图像可知直棒AB匀减速直线运动。0~0.8s内棒运动的位移为 A端距离MN的距离为（2）棒的加速度为0.8s时，对直棒AB刚越过MN后受到重力、斜面支持力和电场力，合力为代入数据解得（3）直棒AB下滑越过MN之前，根据牛顿第二定律则从棒AB刚完全进入电场到B刚要离开电场的运动过程中，静电力做功为零，重力做功为零，而棒AB出电场过程中，电场力做的正功与摩擦力做的负功大小相等，二力总功为零，棒B端出电场直到最终停止运动，设B端在MN右侧与MN相距为x，由动能定理得解得故B端在MN右边25.48m。