浙江省杭州市第二中学高二物理上学期期中试题

杭州二中2022学年第一学期高二年级期中考试物理试题卷一、单项选择题（每题3分，共24分。在每小题给出的四个选项中，只有一个选项正确，选对的得3分，选错或不答的得0分。）1．关于电场线的说法，正确的是()A．电场线的方向，就是电荷受力的方向B．在匀强电场中,正电荷只在电场力作用下一定沿电场线运动C．电场线越密的地方，同一电荷所受电场力越大D．静电场的电场线是闭合的2．用金属做成一个不带电的圆环，放在干燥的绝缘桌面上。小明同学用绝缘材料做的笔套与头发摩擦后，将笔套自上向下慢慢靠近圆环，当距离约为0.5cm时圆环被吸引到笔套上，如图所示。对上述现象的判断与分析，下列说法不正确的是(　　)A．摩擦使笔套带电B．笔套靠近圆环时，圆环上、下感应出的电荷是异种的C．圆环被吸引到笔套的过程中，圆环所受静电力的合力大于圆环的重力D．笔套碰到圆环后，笔套所带的电荷立刻被全部中和3．关于电源的电动势，下列说法正确的是（）A．电源的电动势就是接在电源两极间的电压表测得的电压B．同一电源接入不同的电路，电动势就会发生变化C．电源的电动势是表示电源把其他形式的能转化成电能的本领大小的物理量D．在闭合电路中，当外电阻变大时，路端电压增大，电源的电动势也增大4．电位器是变阻器的一种。如图所示，如果把电位器与灯泡串联起来，利用它改变灯的亮度，下列说法正确的是(　　)A．连接A、B使滑动触头顺时针转动，灯泡变亮B．连接A、C使滑动触头逆时针转动，灯泡变亮C．连接A、C使滑动触头顺时针转动，灯泡变暗+++++++OMNCDRABD．连接B、C使滑动触头顺时针转动，灯泡变亮5．均匀带电的球壳在球外空间产生的电场等效于电荷集中于球心处产生的电场．如图所示，在半球面AB上均匀分布正电荷，总电荷量为q，球面半径为R，CD为通过半球顶点与球心O的轴线，在轴线上有M、N两点，OM=ON=2R．已知M点的场强大小为E，则N点的场强大小为()A．B．C．-10-\nD．6．有三个相同的金属小球A、B、C,其中A球带电荷量为q1,B球带电荷量为q2,C球不带电且与A、B两球相距很远。将A、B两球相隔一定距离固定起来,两球之间的距离远大于小球的直径,两球间的库仑力为F,若使C球先和B接触,再与A接触,移去C,此时A、B球间的库仑力大小不变、但方向相反,则|q1∶q2|为()A.2∶3　　　　　B.3∶4　　　　　C.1∶6　　　　　D.1∶107．如图，在点电荷Q产生的电场中，将两个带正电的试探电荷q1、q2分别置于A、B两点，虚线为等势线。取无穷远处为零势点，若将q1、q2移动到无穷远的过程中外力克服电场力做的功相等，则下列说法正确的是（）A．A点电势高于B点电势B．A、B两点的电场强度相等C．q1的电荷量小于q2的电荷量D．q1在A点的电势能小于q2在B点的电势能8．两根不同金属导体制成的长度相等、横截面积相同的圆柱形杆，串联后接在某一直流电源两端，如图所示。已知杆a的质量小于杆b的质量，杆a金属的摩尔质量小于杆b金属的摩尔质量，杆a的电阻大于杆b的电阻，假设每种金属的每个原子都提供相同数目的自由电子（载流子）。当电流达到稳恒时，若a、b内均存在电场，则该电场可视为均匀电场。下面结论中正确的是（）A．两杆内的电场强度都不等于零，且a内的场强大于b内的场强B．两杆内的电场强度都等于零C．两杆内载流子定向运动的速率一定相等D．a内载流子定向运动的速率一定大于b内载流子定向运动的速率二、不定项选择题（（每题4分，共16分。全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错或不答的得0分）9．某同学设计了一种静电除尘装置,如图甲所示，其中有一长为L、宽为b、高为d的矩形通道,其前、后面板为绝缘材料,上、下面板为金属材料。图乙是装置的截面图,上、下两板与电压恒为U的高压直流电源相连。带负电的尘埃被吸入矩形通道的水平速度为v0,当碰到下板后其所带电荷被中和,同时被收集。将被收集尘埃的数量与进入矩形通道尘埃的数量的比值称为除尘率。不计尘埃的重力及尘埃之间的相互作用。要增大除尘率,则下列措施可行的是(　　)A．只增大电压UB．只增大高度dC．只增大长度LD．只增大尘埃被吸入水平速度v010-10-\n．如图电路中，电源电动势为E、内阻为r．闭合开关S，增大可变电阻R的阻值后，电压表示数的变化量为ΔU．在这个过程中，下列判断正确的是（）A．电压表的示数U和电流表的示数I的比值变大B．电源两端的电压增大，增大量等于ΔUC．电容器的带电量减小，减小量小于CΔUD．电压表示数变化量ΔU和电流表示数变化量ΔI的比值不变11．在空间中水平面MN的下方存在竖直向下的匀强电场，质量为m的带电小球由MN上方的A点以一定初速度水平抛出，从B点进入电场，到达C点时速度方向恰好水平，A、B、C三点在同一直线上，且AB＝2BC，如图所示。由此可见(　　)A．电场力为3mgB．小球带正电C．小球从A到B与从B到C的运动时间相等D．小球从A到B与从B到C的速度变化量的大小相等12.如图所示，电源的电动势和内阻分别为E、r，R0＝r，滑动变阻器的滑片P由a向b缓慢移动，则在此过程中(　　)A．电压表V1的示数一直增大B．电压表V2的示数先增大后减小C．电源的总功率先减小后增大D．电源的输出功率先减小后增大三、填空题（每空4分，共12分）13.如图所示，在水平向右的匀强电场中，有一带电体自点竖直上抛，它的初动能3J，当它上升到最高点时动能为6J，则此带电体折回通过与点在同一水平线上的点时，其动能为J14.如图所示为“风光互补路灯”系统，它在有阳光时通过太阳能电池板发电，有风时通过风力发电机发电，二者皆备时同时发电，并将电能输至蓄电池储存起来，供路灯照明使用。为了能使蓄电池的使用寿命更为长久，一般充电至90％左右即停止，放电余留20％左右即停止电能输出。下表为某型号风光互补路灯系统配置方案：风力发电机太阳能电池组件最小启动风速1.0m/s太阳能电池36W最小充电风速2.0m/s太阳能转化效率15%最大限制风速12.0m/s蓄电池500Ah-12V最大输出功率400W大功率LED路灯80W-12V当风速为6m／s时，风力发电机的输出功率将变为50W，在这种情况下，将蓄电池的电量由20％充至90％所需时间为h；如果当地垂直于太阳光的平面得到的太阳辐射最大强度约为240W／m2，要想使太阳能电池的最大输出功率达到36W，太阳能电池板的面积至少要m2。四、实验题（第15题6分，第16题10分）15．在测导线电阻率试验中,图(a)是改装并校准电流表的电路图．已知表头-10-\n的量程为Ig＝600μA、内阻为Rg，是标准电流表．要求改装后的电流表量程为I＝60mA.完成下列填空：　　　　　图(a)　　　　　　　　　图(b)图(c)　(1)在电表改装完成后的某次校准测量中，表的示数如图(b)所示，由此读出流过电流表的电流为______mA.此时流过分流电阻Rp的电流为______mA(保留1位小数)．(2)由图(c)可以知道该导线直径为mm16．在“用电流表和电压表测定电池的电动势和内电阻”的实验中．(1)备有如下器材：A．干电池1节；B．滑动变阻器(0～20Ω)；C．滑动变阻器(0～1kΩ)；D．电压表(0～3V)；E．电流表(0～0.6A)；F．电流表(0～3A)；G．开关、导线若干．其中滑动变阻器应选______，电流表应选________．(只填器材前的序号)(2)为了最大限度地减小实验误差，请在虚线框中画出该实验最合理的电路图．(3)某同学记录的实验数据如下表所示，试根据这些数据在图中画出U－I图线，根据图线得到被测电池的电动势E＝________V，内电阻r＝________Ω.123456I(A)0.100.150.200.250.300.40U(V)1.321.261.181.131.040.93四、计算题(共32分。请写出必要的文字说明，重要的方程式、重要的演算过程，明确的数值和单位。只有答案，没有过程的不能得分，书写不认真、无法辨认的不能得分。)17.有一种“电测井”技术，用钻头在地上钻孔，通过在钻孔中进行电特性测量，可以反映地下的有关情况，如图所示为一钻孔，其形状为圆柱体，半径为10cm，设里面充满浓度均匀的盐水，其电阻率ρ＝0.314Ω·m，现在钻孔的上表面和底部加上电压，测得U＝100V，I＝100mA。(1)求：该钻孔的深度。(2)若截取一段含盐水的圆柱体与电动势为200V、内阻为100Ω的电源相连，通电10min，当截取的圆柱体长度为多少时，盐水产生的热量最多，最多为多少？18.如图所示,真空中水平放置的电容C=2.3×10-11-10-\nF的平行板电容器,原来AB两板不带电,B极板接地,它的极板是边长L=0.1m的正方形,两板间的距离d=0.4cm,现有很多质量m=2.8×10-9kg、带电荷量q=+1.4×10-11C的微粒,以相同的初速度依次从两板中央平行于极板射入,由于重力作用第一个微粒恰好能落到A板上的中点O处,设微粒落到极板上后,所带电荷全部转移到极板上,取静电力常量k=9×109N·m2/C2,g=10m/s2,π=3。(1)求带电粒子初速度的大小。(2)至少射入几个微粒后,微粒才可以从该电容器穿出?19.如左图，在真空中足够大的绝缘水平地面上，一个质量为m=0.2kg，带电量为的小物块处于静止状态，小物块与地面间的动摩擦因数。从t=0时刻开始，空间加上一个如右图所示的场强大小和方向呈周期性变化的电场，（取水平向右的方向为正方向，取10m/s2。）求：（1）23秒内小物块的位移大小；（Eqm左图0t/sE/（×105N/C)684212103-1右图2）23秒内电场力对小物块所做的功。杭州二中2022学年第一学期高二年级期中考试物理答卷一、单项选择题（（每题3分，共24分。在每小题给出的四个选项中，只有一个选项正确，选对的得3分，选错或不答的得0分。））-10-\n12345678二、不定项选择题（每题4分，共16分。全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错或不答的得0分）9101112三、填空题（每空4分，共12分）13.14.四、实验题（第15题6分，第16题10分）15．(1)　(2)16．(1)　　(2)(3)　四、计算题(共32分。请写出必要的文字说明，重要的方程式、重要的演算过程，明确的数值和单位。只有答案，没有过程的不能得分，书写不认真、无法辨认的不能得分。)17.-10-\n18.19.杭州二中2022学年第一学期高二年级期中考试物理试题答案一、12345678-10-\nCDCDADCA二、9101112ACACDADCD三、填空题（每空3分，共9分）13.27J14.841四、实验题（第15题6分，第16题10分）15．(1)49.4　49.0(2)8.077mm16．(1)B　E　(2)见解析图　(3)1.45　1.3[解析]　(1)由于干电池的电动势只有1.5V，滑动变阻器应选B，从测量的数据可以看出电流最大只有0.4A，电流表应选E.(2)电路图如图所示．(3)作出的U－I图象如图所示，从图象可以看出在U轴上的截距为1.45V，即电源的电动势为1.45V.图象斜率的绝对值为：K＝ΔU/ΔI＝0.65/0.5Ω＝1.3Ω.四、计算题(共35分)17.解析：(1)盐水电阻R＝U/I＝1000Ω。由电阻定律R＝ρh/S，S＝πr2＝3.14×10－2m2，解得h＝100m。(2)当圆柱体电阻等于电源内阻时，电源输出功率最大，盐水产生热量最多。电源内阻r＝100Ω，则截取的圆柱体内阻也应该等于R′＝100Ω，圆柱体长度L＝R′S/ρ＝10m。圆柱体与电源组成闭合电路，电流I′＝E/(r＋R′)＝1A热量最多为Q＝I′2R′t＝6×104J。答案：(1)100m　(2)10m　6×104J18.解析：（1）电容器不带电时，微粒做平抛运动，设初速度为v0，则有：-10-\n 联立两式得：   代入数据得：v0=2.5m/s    (2)设以上述速度入射的带电粒子最多能有n个落到下极板,则第(n+1)个粒子的加速度为a由牛顿运动定律得:mg-Eq=ma其中由上式解得:第(n+1)个粒子穿出电容器,且做匀变速曲线运动第(n+1)个粒子不落到极板上,则因此有:个19.解析：（1）0～2s内物块加速度位移2s末的速度为2～4s内物块加速度-10-\n位移4s末的速度为因此小物块做周期为4s的加速和减速运动，第22s末的速度也为，第23s末的速度（）所求位移为（2）23秒内，设电场力对小物块所做的功为W，由动能定理：求得-10-