福建省宁德市霞浦七中高二物理上学期期中试题理含解析

2022-2022学年福建省宁德市霞浦七中高二（上）期中物理试卷（理）一、单选题（本题共8小题，每小题5分，共40分．在给出的四个选项中，只有一个选项正确．）1．在真空中有A、B两个点电荷，它们相距为r，它们间的静电引力为F．若A的电量变为原来的2倍，B的电量变为原来的，距离变为2r．则它们之间的静电引力变为()A．FB．C．FD．F2．根据电容器的电容公式C=，下列说法中正确的是()A．电容器的带电荷量Q越多，电容C也一定越大B．电容器不带电时，其电容为零C．两个电容器的带电荷量相等时，两板间电压较小的电容较大D．平行板电容器的电容大小只与板间距离有关3．在如图各电场中，A、B两点电场强度相同的是()A．B．C．D．4．电路中有一段金属丝长为L，电阻为R，将金属丝拉长至2L，电阻变为多少()A．RB．2RC．3RD．4R5．一个电动机每秒所做的机械功1302J，当它的两端所加的电压为220V时，通过的电流是6A，每秒所做的产生的热量是()A．1320JB．18JC．96800JD．1302J6．如图，Q是带负电的点电荷，P1和P2是电场中的两点，若E1、E2为P1、P2两点的电场强度大小，φ1、φ2为P1、P2两点的电势，则()-16-\nA．E1＞E2，φ1＞φ2B．E1＜E2，φ1＜φ2C．E1＞E2，φ1＜φ2D．E1＜E2，φ1＞φ27．如图两个等量异种点电荷电场，O为电荷连线的中点，AB在中垂线上，且AO=BO，则()A．A、B两点场强相同B．A点电势高于O点电势C．正电荷从A运动到O，电势能增加D．负电荷从A运动到B，电势能先减小后增大8．三只灯泡A、B和C，分别标有“6V6W”、“6V12W”、“6V36W”，以下说法中正确的是()A．若并联在6V的电压上，则三灯一样亮B．若串联在电路中且所有灯都能发光，则C灯最亮C．若串联在电路中且所有灯都能发光，则A灯最亮D．三灯串联后可接入18V的电压，三灯均可正常发光二、多选题（共3题，每小题5分，共15分，有多项符合题目要求，全部选对的得5分，选对但不全的得3分，有错选或多选的得0分．）9．在真空中，电量为q1的点电荷产生的电场中有一点P，P点与q1的距离为r，把一个电量为q2的实验电荷放在P点，它受的静电力为F，则P点电场强度的大小等于()A．B．C．D．10．一带电粒子从电场中的A点运动到B点，径迹如图中虚线所示，不计粒子所受重力，则()-16-\nA．粒子带正电B．粒子加速度逐渐减小C．A点的场强小于B点的场强D．粒子的速度不断减小11．如图所示为两电阻R1和R2的伏安特性曲线．若在两电阻两端加相同的电压，关于它们的电阻值及发热功率比较正确的是()A．电阻R1的阻值较大B．电阻R2的阻值较大C．电阻R1的发热功率较大D．电阻R2的发热功率较大三、计算题：（4小题共45分，解答应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤，只写最后答案不得分．有数值计算的题，答案应明确写出数值和单位．）12．在电场中移动电荷量为8×10﹣8C的小球从A点运动到B点，电场力做功1.6×10﹣3J，求：（1）求该两点间的电势差（2）若该电荷的带电量为﹣2.5×10﹣8C，则电场力做多少功，做正功还是负功？13．把质量为2g的带电小球A用细绳吊起来，若将带电小球B靠近带电小球A，当B球带电荷量QB=4×10﹣6C时，两个带电体恰在同一高度，且相距l=30cm，绳与竖直方向的夹角为45°，如图，试求：（1）A球所受的静电力．（2）A球所带的电荷量．-16-\n14．有一个直流电动机，把它接入0.2V电压的电路，当电机不转时，测得流过电动机的电流是0.4A；若把电动机接入2.0V电压的电路中，电动机正常工作，工作电流是1.0A．问：（1）电动机正常工作时的输出功率多大？（2）如果在电动机正常工作时，转子突然被卡住，电动机的发热功率是多大？15．（13分）如图为一真空示波管的示意图，电子从灯丝K发出（初速度可忽略不计），经灯丝与A板间的电压U1加速，从A板中心孔沿中心线KO射出，然后进入两块平行金属板M、N形成的偏转电场中（偏转电场可视为匀强电场），电子进入M、N间电场时的速度与电场方向垂直，电子经过电场后打在荧光屏上的P点．已知M、N两板间的电压为U2，两板间的距离为d，板长为L，电子的质量为m，电荷量为e，不计电子受到的重力及它们之间的相互作用力．（1）求电子穿过A板时速度的大小v0；（2）求电子从偏转电场射出时的侧移量y；（3）若要使电子打在荧光屏上P点的上方，加速电压U1和M、N两板间的电压为U2将如何改变？（不用说明理由）-16-\n2022-2022学年福建省宁德市霞浦七中高二（上）期中物理试卷（理）一、单选题（本题共8小题，每小题5分，共40分．在给出的四个选项中，只有一个选项正确．）1．在真空中有A、B两个点电荷，它们相距为r，它们间的静电引力为F．若A的电量变为原来的2倍，B的电量变为原来的，距离变为2r．则它们之间的静电引力变为()A．FB．C．FD．F【考点】库仑定律．【分析】对于这两种情况下分别根据库仑定律列方程即可求解．【解答】解：当距离为r时有F=k当距离变化后依据题意有故B正确、ACD错误．故选：B【点评】正确理解库仑定律公式以及公式中各个物理量的含义是解本题关键，由于公式涉及物理量较多，因此常用两式相比的方法进行求解．2．根据电容器的电容公式C=，下列说法中正确的是()A．电容器的带电荷量Q越多，电容C也一定越大B．电容器不带电时，其电容为零C．两个电容器的带电荷量相等时，两板间电压较小的电容较大D．平行板电容器的电容大小只与板间距离有关【考点】电容．【专题】定量思想；推理法；电容器专题．-16-\n【分析】电容器的带电量是任一极板带电量的绝对值；公式C=采用比值法定义，C与Q、U无关．增大板距时，电容将减小，由C=分析带电量的变化．【解答】解：A、B、公式C=采用比值法定义，C与Q、U无关，则AB错误C、由公式C=，则同电量，电压小的比值大，则C大，则C正确D、电容C的决定式：C=，行板电容器的电容大小不只与板间距离有关，还与正对面积和介电常数有关，则D错误故选：C【点评】解决本题要掌握电容器带电量的含义，知道C=是电容的定义式，采用比值法定义，具有比值法定义的共性，C与Q、U是无关的3．在如图各电场中，A、B两点电场强度相同的是()A．B．C．D．【考点】电场强度；电场线．【专题】电场力与电势的性质专题．【分析】电场强度是矢量，不仅有大小，而且有方向，只有当电场强度大小和方向都相同时，电场强度才相同．【解答】解：A，A、B两者点处于同一圆周上，根据公式E=k，电场强度大小，但方向不同．故A错误；B，由图，AB两点的电场强度方向，根据公式E=k可知，电场大小不同，故B错误；C、在匀强电场中，各处的电场强度处处相同．故C正确；D、由图A、B两点电场强度不同，大小也不同，EA＜EB．故D错误．故选：C．-16-\n【点评】本题考查对于矢量的理解能力．矢量既有大小，又有方向，只有当矢量的大小和方向都相同时，矢量才相同．4．电路中有一段金属丝长为L，电阻为R，将金属丝拉长至2L，电阻变为多少()A．RB．2RC．3RD．4R【考点】电阻定律．【专题】定性思想；推理法；恒定电流专题．【分析】根据电阻定律R=，结合横截面积和长度的变化得出电阻的变化．【解答】解：将金属丝拉长至2L时，长度为原来的两倍，横截面积变为原来的，根据电阻定律R=得：电阻变为原来的4倍，即为4R．故选：D【点评】解决本题的关键掌握电阻定律的公式，知道导线的体积不变，长度变化时横截面积也变化．5．一个电动机每秒所做的机械功1302J，当它的两端所加的电压为220V时，通过的电流是6A，每秒所做的产生的热量是()A．1320JB．18JC．96800JD．1302J【考点】电功、电功率．【专题】定量思想；推理法；恒定电流专题．【分析】已知机械功率，由电压和电流求出电动机的电功率P电，根据功率分配关系可求出电动机每秒钟产生的热量．【解答】解：电动机的电功率为：P电=UI=220×6=1320W；则电动机的机械功率为：P机=P电﹣P热解得产生的热量为：P热=1320﹣1302=18J；故选：B．【点评】电动机正常工作时，其电路是非纯电阻电路，欧姆定律不再适用，注意不能直接应用P=UI求机械功率，而要根据功率分配关系求解．-16-\n6．如图，Q是带负电的点电荷，P1和P2是电场中的两点，若E1、E2为P1、P2两点的电场强度大小，φ1、φ2为P1、P2两点的电势，则()A．E1＞E2，φ1＞φ2B．E1＜E2，φ1＜φ2C．E1＞E2，φ1＜φ2D．E1＜E2，φ1＞φ2【考点】电势；电场强度．【专题】电场力与电势的性质专题．【分析】Q是带负电的点电荷，则电场线方向由P1→P2，顺着电场线方向，电势降低，可判断电势的高低．由点电荷的场强公式E=k可知，某点的场强大小与该点到场源电荷的距离的平方成反比，来分析场强的大小．【解答】解：Q是带负电的点电荷，则电场线方向由P1→P2，顺着电场线方向，电势降低，则φ1＞φ2．由点电荷的场强公式E=k可知，P2离Q比P1近，则E1＜E2．故选D【点评】本题考查对电势高低和场强大小的判断能力，要根据电场线的方向判断电势高低，由电场线的疏密判断场强的大小．7．如图两个等量异种点电荷电场，O为电荷连线的中点，AB在中垂线上，且AO=BO，则()A．A、B两点场强相同B．A点电势高于O点电势C．正电荷从A运动到O，电势能增加D．负电荷从A运动到B，电势能先减小后增大【考点】电场线．-16-\n【分析】两个等量异种点电荷形成的电场，中垂线上所有点的电场强度的方向都相同且与之垂直；该中垂线是一条等势线，所有点的电势都相等．【解答】解：A、两个等量异种点电荷形成的电场，两个电荷的连线上下的电场是对称的，AO=BO，那么AB两点的场强就是相等的，故A正确；B、该中垂线是一条等势线，所有点的电势都相等，AB之间的电势差为0，故B错误；C、该中垂线上，是一条等势线，正电荷从A运动到O，电势能不变．故C错误．D、负电荷从A运动到B，电场力不做功，电势能不变．故D错误；故选：A．【点评】该题考查常见的电场和电场线，只有掌握两个等量异种点电荷形成的电场的特点，即可正确解答．属于简单题．8．三只灯泡A、B和C，分别标有“6V6W”、“6V12W”、“6V36W”，以下说法中正确的是()A．若并联在6V的电压上，则三灯一样亮B．若串联在电路中且所有灯都能发光，则C灯最亮C．若串联在电路中且所有灯都能发光，则A灯最亮D．三灯串联后可接入18V的电压，三灯均可正常发光【考点】串联电路和并联电路；电功、电功率．【专题】恒定电流专题．【分析】根据公式R=分别求出三个白炽灯的电阻．根据串联电路电流相等，结合P=I2R分析谁的功率最大，谁最亮．【解答】解：A、若并联在6V的电压上，三个灯泡都正常发光，C的功率最大，最亮，故A错误；B、根据公式R=可知，功率小的电阻最大，而串联电路电流相等，则根据P=I2R可知，电阻最大的最大，所以A灯最亮，故B错误，C正确；D、三灯串联后，电流相等，而电阻不等，所以电压不是平均分配到三个灯泡，则三灯均不能正常发光，故D错误．故选：C-16-\n【点评】本题难度不大，知道灯泡铭牌的含义、应用电功率公式及其变形公式、欧姆定律、串并联电路特点即可正确解题．二、多选题（共3题，每小题5分，共15分，有多项符合题目要求，全部选对的得5分，选对但不全的得3分，有错选或多选的得0分．）9．在真空中，电量为q1的点电荷产生的电场中有一点P，P点与q1的距离为r，把一个电量为q2的实验电荷放在P点，它受的静电力为F，则P点电场强度的大小等于()A．B．C．D．【考点】电场强度．【专题】电场力与电势的性质专题．【分析】电量为q1的点电荷场源电荷，在P点产生的电场强度的大小根据公式E=k可以确定．电量为q2的实验电荷在P点所受的电静电力为F，根据电场强度的定义式E=也可以确定P点电场强度的大小．【解答】解：A、B电量为q2的实验电荷在P点所受的电静电力为F，根据电场强度的定义式得到：P点电场强度的大小E=．故A错误，B正确．C、D电量为q1的点电荷场源电荷，在P点产生的电场强度的大小为E=k．故C正确，D错误．故选BC【点评】本题考查了电场强度的两个公式：E=，E=k，q是试探电荷，Q是场源电荷．10．一带电粒子从电场中的A点运动到B点，径迹如图中虚线所示，不计粒子所受重力，则()-16-\nA．粒子带正电B．粒子加速度逐渐减小C．A点的场强小于B点的场强D．粒子的速度不断减小【考点】电场线；电场强度；电势；电势能．【专题】电场力与电势的性质专题．【分析】电场力作用下从A到B，由运动与力关系可知，电场力方向大体指向运动轨迹弯曲一侧，即可判断带电粒子带负电；电场线的疏密表示电场强度的强弱．【解答】解：A、由图所示，粒子从A到B，粒子的轨迹向左弯曲，电场力逆着电场线方向，所以粒子带负电．故A错误．B、从A到B，电场线越来越疏，所以电场强度减小，电场力也变小，则加速度也减小，故B正确C错误．D、由图所示，粒子从A到B，根据曲线运动条件可得，电场力逆着电场线方向，所以电场力对负粒子做负功，其电势能增大，动能减小，因此A点的电势能小于B点电势能，速度不断减小，故D正确．故选：BD．【点评】本题关键是根据运动轨迹来判定电场力方向，由曲线运动条件可知合力偏向曲线内侧；电场线的疏密表示电场强度的强弱．11．如图所示为两电阻R1和R2的伏安特性曲线．若在两电阻两端加相同的电压，关于它们的电阻值及发热功率比较正确的是()A．电阻R1的阻值较大B．电阻R2的阻值较大C．电阻R1的发热功率较大D．电阻R2的发热功率较大【考点】闭合电路的欧姆定律．【专题】恒定电流专题．-16-\n【分析】图象的斜率表示电阻的倒数，很容易比较出两电阻的大小．再根据功率的公式P=，比较两电阻的发热功率．【解答】解：A、B：因为该图象是I﹣U图线，图象的斜率表示电阻的倒数，斜率越大，电阻越小，所以R2的阻值大于R1的阻值．故A错误、B正确．C、D：根据功率的公式P=，电压相同，电阻大的功率小，所以R1的发热功率大．故C正确、D错误．故选BC．【点评】解决本题的关键是搞清I﹣U图线的斜率表示什么．三、计算题：（4小题共45分，解答应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤，只写最后答案不得分．有数值计算的题，答案应明确写出数值和单位．）12．在电场中移动电荷量为8×10﹣8C的小球从A点运动到B点，电场力做功1.6×10﹣3J，求：（1）求该两点间的电势差（2）若该电荷的带电量为﹣2.5×10﹣8C，则电场力做多少功，做正功还是负功？【考点】匀强电场中电势差和电场强度的关系；电势能．【专题】电场力与电势的性质专题．【分析】（1）根据公式UAB=求解电势差；（2）根据公式W=qU求解电场力做的功．【解答】解：（1）在电场中移动电荷量为8×10﹣8C的小球从A点运动到B点，电场力做功1.6×10﹣3J，则该两点间的电势差为：UAB===2×104V；（2）电势差由电场决定，与试探电荷无关，故若该电荷的带电量为﹣2.5×10﹣8C，则电场力做功为：WAB=qUAB=﹣2.5×10﹣8C×2×104V=﹣0.001J；答：（1）该两点间的电势差为2×104V；（2）若该电荷的带电量为﹣2.5×10﹣8C，则电场力做0.001J的正功．-16-\n【点评】本题关键是明确公式UAB=是由比值法定义的，与试探电荷无关，有电场决定．13．把质量为2g的带电小球A用细绳吊起来，若将带电小球B靠近带电小球A，当B球带电荷量QB=4×10﹣6C时，两个带电体恰在同一高度，且相距l=30cm，绳与竖直方向的夹角为45°，如图，试求：（1）A球所受的静电力．（2）A球所带的电荷量．【考点】库仑定律；共点力平衡的条件及其应用．【专题】共点力作用下物体平衡专题；电场力与电势的性质专题．【分析】（1）A球受重力、拉力和静电力处于平衡，根据合成法求出A球所受的静电力．（2）根据库仑定律求出A球所带的电量．【解答】解：（1）分析带电小球A受力，由力的平衡有∴F=mgtanθ=2×10﹣3×10×tan45°=0.02N故A球所受的静电力为0.02N．（2）根据得∴故A球所带的电荷量为5×10﹣8C．-16-\n【点评】解决本题的关键掌握库仑定律以及会用合成法求解共点力平衡问题．14．有一个直流电动机，把它接入0.2V电压的电路，当电机不转时，测得流过电动机的电流是0.4A；若把电动机接入2.0V电压的电路中，电动机正常工作，工作电流是1.0A．问：（1）电动机正常工作时的输出功率多大？（2）如果在电动机正常工作时，转子突然被卡住，电动机的发热功率是多大？【考点】电功、电功率；闭合电路的欧姆定律．【专题】恒定电流专题．【分析】（1）当电机不转时，其电路是纯电阻电路，由欧姆定律求出电机的内阻．当电机正常工作时，其电路是非纯电阻电路，其输出功率P出=P总﹣P内=UI﹣I2r，代入求解电动机正常工作时的输出功率．（2）电动机的转子突然被卡住时，电动机的发热功率P热=．【解答】解：（1）当电机不转时，由欧姆定律得到，电机的内阻，当电机正常工作时，输出功率P出=UI﹣I2r=2W﹣0.5W=1.5W（2）电动机的转子突然被卡住时，此时相当于纯电阻，发热功率为．答：（1）电动机正常工作时的输出功率是1.5W；（2）在电动机正常工作时，转子突然被卡住，电动机的发热功率是8W．【点评】对于电动机电路，要正确区分是纯电阻电路，还是非纯电阻电路，关键看转子是否转动，电能是否全部转化为内能．15．（13分）如图为一真空示波管的示意图，电子从灯丝K发出（初速度可忽略不计），经灯丝与A板间的电压U1加速，从A板中心孔沿中心线KO射出，然后进入两块平行金属板M、N形成的偏转电场中（偏转电场可视为匀强电场），电子进入M、N间电场时的速度与电场方向垂直，电子经过电场后打在荧光屏上的P点．已知M、N两板间的电压为U2，两板间的距离为d，板长为L，电子的质量为m，电荷量为e，不计电子受到的重力及它们之间的相互作用力．-16-\n（1）求电子穿过A板时速度的大小v0；（2）求电子从偏转电场射出时的侧移量y；（3）若要使电子打在荧光屏上P点的上方，加速电压U1和M、N两板间的电压为U2将如何改变？（不用说明理由）【考点】动能定理的应用；带电粒子在匀强电场中的运动．【专题】动能定理的应用专题．【分析】根据动能定理求出电子进入偏转电场的速度．电子进入偏转电场后，做类平抛运动，在沿电场方向上做初速度为零的匀加速直线运动，根据运动学公式，求出偏转量．电子出偏转电场后，做匀速直线运动，最终电子到达屏上P点，若要使电子达到P点上方，需增加偏移量或增大偏转角．【解答】解：（1）设电子经电压U1加速后的速度为v0，由动能定理eU1=﹣0解得（2）电子以速度v0进入偏转电场后，做类平抛运动．设电子离开偏转电场时的侧移量为y沿初速方向匀速直线运动，有L=v0t垂直初速方向，有y=又电场力F=eE=e根据F=ma，得加速度为a=解得y=-16-\n（3）要使电子打在P点上方，需增大侧移量，由解得y=知，可以减小加速电压U1；增大偏转电压U2所以，（1）电子穿过A板时速度的大小为（2）侧移量为（3）可以减小加速电压U1或增大偏转电压U2【点评】解决本题的关键是搞清楚每一过程做的是什么运动，遵守什么规律，然后根据动能定理和运动的合成与分解观点进行求解-16-