河南省实验中学2021-2022高二物理上学期期中考试试题（附答案）

河南省实验中学2021——2022学年上期期中试卷高二物理（时间：90分钟，满分：100分）一、选择题(本题共12小题，每小题4分，共48分.1～8小题只有一个选项符合要求，选对得4分，选错得0分；9-12小题有多个选项符合要求，全部选对得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分.)1．下列说法正确的是（　　）A．电流的微观表达式中的v指的是自由电荷热运动的速率B．电场中电势越高的地方，电荷在那一点具有的电势能越大C．同一电场分布图中电场线越密的地方，同一电荷所受电场力越大D．由可知，导体的电阻跟它两端的电压成正比，跟通过它的电流成反比2．半导体指纹传感器，多用于手机、电脑、汽车等设备的安全识别，如图所示。传感器半导体基板上有大量金属颗粒，基板上的每一点都是小极板，其外表面绝缘。当手指的指纹一面与绝缘表面接触时，由于指纹凹凸不平，凸点处与凹点处分别与半导体基板上的小极板形成正对面积相同的电容器，使每个电容器的电压保持不变，对每个电容器的放电电流进行测量，即可采集指纹。指纹采集过程中，下列说法正确的是（　　）A．指纹的凹点处与小极板距离远，电容大B．指纹的凸点处与小极板距离近，电容小C．手指挤压绝缘表面，电容器两极间的距离减小，电容器带电量减小D．手指挤压绝缘表面，电容器两极间的距离减小，电容器带电量增大3．如图所示为加油，向未来某期科普节目中神奇的“闪电”实验现场，一辆汽车停在舞台中央，汽车左右两边有两个穿着金属防护服的实验员，高压电源接通后，实验员之间产生了高压静电场，但是汽车里的人毫发无损，下列说法正确的是（　　）A．车内任意两点的电势相同B．车上的感应电荷均匀分布在车体的外表面C．车上的感应电荷在车内产生的电场强度为零D．上述情景下，将某一带电物体放在车外的电势能大于放在车内的电势能 4．如图所示为一个正六边形，每条边的电阻都为R，AB是正对的两个顶点间的连线，AB的材料与六边形各边材料都相同，则A、B之间的电阻为（　　）A．B．C．8RD．3.5R5．如图所示为示波管内的聚焦电场，图中实线为电场线，虚线为等势线，、b、c为静电场中的三点，b、c在同一条直线的电场线上，则下列说法正确的是（）A．、b、c三点中，c点电势最高B．、b、c三点中，点场强最大C．正电荷在b点的电势能大于在c点的电势能D．负电荷在b点由静止释放，仅在电场力的作用下能沿直线由b点运动到c点6．某一导体的伏安特性曲线如图中AB段（曲线）所示，关于导体的电阻，以下说法正确的是（　　）A．对应于B点的电阻为12ΩB．对应于B点的电阻为40ΩC．工作状态从A变化到B时，导体的电阻改变了1ΩD．工作状态从A变化到B时，导体的电阻改变了9Ω7．如图1所示，用充电宝为一手机电池充电，其等效电路如图2所示。在充电开始后的一段时间内，充电宝的输出电压、输出电流可认为是恒定不变的，设手机电池的内阻为，则时间内（　　）A．充电宝输出的电功率为B．充电宝产生的热功率为C．手机电池产生的焦耳热为D．手机电池储存的化学能为8．如图所示，空间有一正三棱，D点是BC边上的中点，O点是底面ABC的中心，现在顶点P点固定一负的点电荷，则下列说法正确的是（　　）A．A，B，C三点的电场强度相同B．底面ABC为等势面，所以沿该面移动电荷电场力不做功C．将一正的点电荷从A点沿直线移到D点过程中，该试探电荷电势能先减少后增加 D．若B，C，D三点的电势为9．如图所示，一个电源在外电阻不断变化时，内、外电阻消耗的电功率随电流变化的关系分别用抛物线C1、C2表示。由该图可知（　　）A．电源的电动势为4VB．电源的内电阻为2ΩC．电源输出功率的最大值为16WD．电源消耗的最大功率为16W10．沿电场中某条直线电场线方向建立x轴，该电场线上各点电场强度E随x的变化规律如图所示，坐标点0、x1、x2和x3与x轴上O、A、B、C四点相对应，相邻两点间距离相等。一个带正电的粒子从O点由静止释放，运动到A点的动能为Ek，仅考虑电场力作用。则（　　）A．从O点到C点，电势先升高后降低B．粒子运动到C点时动能小于3EkC．粒子先做匀加速运动，后做变减速运动D．粒子在AB段的电势能变化量大于BC段的电势能变化量11．如图所示为真空中的实验装置，平行金属板A、之间的加速电压为，、之间的偏转电压为，为荧光屏。现有质子、氘核和粒子三种粒子分别在A板附近由静止开始加速，最后均打在荧光屏上。已知质子、氘核和粒子的质量之比为，电荷量之比为，则质子、氘核和粒子三种粒子（　　）A．从开始到荧光屏所经历时间之比为B．从开始到荧光屏所经历时间之比为C．打在荧光屏时的动能之比为D．打在荧光屏时的动能之比为12．如图所示，a、b、c、d是圆上的四点，ab=5cm,cd=8cm，，一匀强电场的方向与圆所在平面平行，已知a、b、d三点电势分别为、、，则下列说法正确的是（　　）A．点电势比点电势低B．电场强度大小为6V/cm C．电子在点的电势能比在点的低D．电子从点运动到点，克服电场力做功二、实验题(本题共2小题，共14分)13．（6分）国标规定自来水在时电阻率应大于．某同学利用图甲电路测量自来水的电阻率，其中内径均匀的圆柱形玻璃管侧壁连接一细管，细管上加有阀门K以控制管内自来水的水量，玻璃管两端接有导电活塞活塞电阻可忽略，右活塞固定，左活塞可自由移动，实验器材还有：电源电动势约为3V，内阻可忽略，电压表量程为3V，内阻很大，电压表量程为3V，内阻很大，定值电阻阻值），定值电阻（阻值），电阻箱R(最大阻值9999Ω)，单刀双掷开关S，导线若干，游标卡尺，刻度尺，实验步骤如下：A．用游标卡尺测量玻璃管的内径dB．向玻璃管内注满自来水，并用刻度尺测量水柱长度LC．把S拨到1位置，记录电压表示数D．把S拨到2位置，调整电阻箱阻值，使电压表示数与电压表示数相同，记录电阻箱的阻值RE.改变玻璃管内水柱长度，重复实验步骤C、D，记录每一次水柱长度L和电阻箱阻值RF.断开S，整理好器材（1）测玻璃管内径d时游标卡尺示数如图乙，则______mm；（2）玻璃管内水柱的电阻的表达式为Rx______用R1、R2、R表示；（3）利用记录的多组水柱长度L和对应的电阻箱阻值R的数据，绘制出如图丙所示的图象，则坐标轴的物理量分别为____；（4）本实验中若电压表内阻不是很大，则自来水电阻率测量结果将______填“偏大”、“不变”或“偏小”．14．（8分）两个学习小组分别用下面两种方案测量电源电动势和内阻． 方案（1）用内阻为3kΩ、量程为1V的电压表，保护电阻R0，电阻箱R，开关S。测量一节干电池的电动势和内阻．①由于干电池电动势为1.5V，需要把量程为1V的电压表扩大量程．若定值电阻R1可供选择的阻值有1kΩ、1.5kΩ、2kΩ，其中最合适的是__________．②请在虚线框内画出测量电源电动势和内阻的电路原理图__________，并完成图（a）中剩余的连线__________．方案（2）按照图（b）的电路测量电源电动势和内阻，已知电流表内阻为RA，R1=RA，保护电阻的阻值为R0，根据测得的数据作出图像，图线的斜率为k，纵截距为b，则电源电动势E=_________，内阻r=______________．三、解答题(本题共4小题，共38分.解答题应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤，只写出最后答案的不能得分．有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位)15．（6分）如图所示是利用电动机提升重物的示意图，其中D是直流电动机。P是一个质量为m的重物，它用细绳拴在电动机的轴上。闭合开关S，重物P以速度v匀速上升，这时理想电流表和理想电压表的示数分别是I=5A和U=110V，重物P上升的速度v=1.0m/s，重物的质量m=45kg（g取10m/s2）.求：（1）电动机的输入功率P入；（2）电动机线圈的电阻R。16．（8分）两个带电小球A、B（可视为质点）通过一根绝缘的不可伸长的轻绳相连，若将轻绳的某点O固定在天花板上，平衡时两个小球的连线恰好水平，且两根悬线偏离竖直方向的夹角分别为30°和60°，如图甲所示。若将轻绳跨接在竖直方向的光滑定滑轮（滑轮大小可不计）两端，调节两球的位置能够重新平衡，如图乙所示，求：(1)两个小球的质量之比；(2)图乙状态，滑轮两端的绳长O′A、O′B之比。 17．（12分）在如图所示的电路中，两平行正对金属板A、B水平放置，两板间的距离d=4.5cm。电源电动势E=400V，内电阻r=2Ω，电阻R1=198Ω。闭合开关S，待电路稳定后，将一带正电的小球（可视为质点）从B板上的小孔以初速度v0=1.0m/s竖直向上射入两板间，小球恰好能到达A板。若小球所带电荷量q=1.0×10-7C，质量m=2.0×10-4kg，不考虑空气阻力，忽略射入小球对电路的影响，取g=10m/s2，求：（1）滑动变阻器接入电路的阻值；（2）当没有小球射入时，改变P的位置，求滑动变阻器消耗的最大电功率P滑；（3）当滑动变阻器接入电路的阻值为多大时小球恰能到达距A板处。18．（12分）如图甲所示，平行金属板间距离为d、板长，其下极板的A端与右侧竖直放置的光滑圆弧形绝缘轨道相切，轨道半径为d，轨道处在水平向左的匀强电场中。平行金属板间电场强度随时间的变化规律如乙图所示，时刻，带正电的小球以一定的初速度沿中线射入两板间，时间内小球匀速启动，T时刻小球运动至A点。当小球沿着轨道运动到最高点B时，小球对轨道的压力恰好为零。已知小球的质量为m，重力加速度的大小为g，为已知量，T未知。求：（1）小球的带电量q；（2）小球的初速度大小v0；（3）水平向左的匀强电场的电场强度大小E。 河南省实验中学2021——2022学年上期期中答案高二物理1．C2．D3．A4．B5．C6．B7．D8．C9．AD10．BD11．BC12．CD13．30.00（1分）（2分）纵坐标应该表示电阻箱阻值R，横坐标应该表示对应水柱长度的（2分）偏大（1分）14．①1.5kΩ（1分）（2分）（1分）2/k（2分）（或者）（2分）15.（1）550W（2）4Ω解：（1）电动机消耗的电功率为：P入=UI=55×10W=550W2分（2）绳对重物做功的机械功率为：2分电动机线圈的电阻R的发热功率为：1分再由得电动机线圈的电阻16．(1)3∶1；(2)1∶3解：(1)带电小球处于静止状态，受力平衡，对任意一个带电小球受力分析，受到重力、绳子的拉力T和库仑力F，根据平衡条件得Tcosθ－mg＝01分Tsinθ－F＝01分 解得1分所以1分(2)对小球A受力分析，设绳子拉力为T，小球到滑轮的长度为L，O′C的距离为h，根据三角形相似，有2分解得1分所以1分17．（1）Ω；（2）200W；（3）1400Ω解（1）小球在平行板内向上匀减速直线运动，由动能定理得2分解得根据闭合电路的欧姆定律有1分解得滑动变阻器接入的R=Ω1分（2）把滑动变阻器看成外阻，R1和r看成等效内阻，则当R滑=R1+r=200Ω时，1分滑动变阻器的功率有最大值，有电功率最大P滑==200W2分（3）对小球由动能定理得2分解得=350V1分结合，1分解得=1400Ω1分18．（1）；（2）；（3）解：（1）由题意得2分解得1分（2）水平方向1分竖直方向2分解得1分（3）根据动能定理有2分 在B点由牛顿第二定律2分联立解得1分