河南省郑州市2022学年高二物理上学期期中试题

2022-2022学年高二上学期期中考试物理试题题号一二三四五总分得分注意：本试卷包含Ⅰ、Ⅱ两卷。第Ⅰ卷为选择题，所有答案必须用2B铅笔涂在答题卡中相应的位置。第Ⅱ卷为非选择题，所有答案必须填在答题卷的相应位置。答案写在试卷上均无效，不予记分。第I卷一、单选题（本大题共7小题，共28.0分）1.以下说法正确的是（）A.电子、质子都是元电荷B.物体通常呈现电中性，是因为物体没有电荷C.电荷间的相互作用力是通过电场而产生的D.描述电场的电场线是客观存在的2.关于点电荷的下列说法中哪些是正确的（）A.点电荷是真实存在的B.较大的带电体，不能看成点电荷C.点电荷并非理想模型D.一个带电体能否看成点电荷，不是看它的尺寸的绝对值，而是看它的形状和大小对相互作用力的影响是否能忽略不计3.两个带同种电荷的小球放在光滑绝缘的水平桌面上，由静止释放，运动过程中两球的（）A.速度逐渐变小B.加速度逐渐变大C.库仑力逐渐变小D.库仑力逐渐变大4.板间距为d的平行板电容器所带电荷量为Q时，两极板间电势差为U1，板间场强为E1．现将电容器所带电荷量变为2Q，板间距变为d，其他条件不变，这时两极板间电势差为U2，板间场强为E2，下列说法正确的是（）A.U2=U1，E2=E1B.U2=2U1，E2=4E1C.U2=U1，E2=2E1D.U2=2U1，E2=2E1-14-\n2022-2022学年高二上学期期中考试物理试题题号一二三四五总分得分注意：本试卷包含Ⅰ、Ⅱ两卷。第Ⅰ卷为选择题，所有答案必须用2B铅笔涂在答题卡中相应的位置。第Ⅱ卷为非选择题，所有答案必须填在答题卷的相应位置。答案写在试卷上均无效，不予记分。第I卷一、单选题（本大题共7小题，共28.0分）1.以下说法正确的是（）A.电子、质子都是元电荷B.物体通常呈现电中性，是因为物体没有电荷C.电荷间的相互作用力是通过电场而产生的D.描述电场的电场线是客观存在的2.关于点电荷的下列说法中哪些是正确的（）A.点电荷是真实存在的B.较大的带电体，不能看成点电荷C.点电荷并非理想模型D.一个带电体能否看成点电荷，不是看它的尺寸的绝对值，而是看它的形状和大小对相互作用力的影响是否能忽略不计3.两个带同种电荷的小球放在光滑绝缘的水平桌面上，由静止释放，运动过程中两球的（）A.速度逐渐变小B.加速度逐渐变大C.库仑力逐渐变小D.库仑力逐渐变大4.板间距为d的平行板电容器所带电荷量为Q时，两极板间电势差为U1，板间场强为E1．现将电容器所带电荷量变为2Q，板间距变为d，其他条件不变，这时两极板间电势差为U2，板间场强为E2，下列说法正确的是（）A.U2=U1，E2=E1B.U2=2U1，E2=4E1C.U2=U1，E2=2E1D.U2=2U1，E2=2E1-14-\n1.如图所示电路中，当滑动变阻器R3的滑片P向上端a滑动时，电流表A1、A2及电压表V的示数的变化情况是（）A.电流表A1增大，A2减小，电压表V减小B.电流表A1减小，A2增大，电压表V减小C.电流表A1增大，A2增大，电压表V增大D.电流表A1减小，A2减小，电压表V增大2.一台直流电动机的额定电压为100V，正常工作时电流为10A，线圈内阻为0.5Ω，若该电动机正常工作10s，则（）A.该电动机线圈上产生的热量为104JB.该电动机线圈上产生的热量为2×105JC.该电动机输出的机械功为104JD.该电动机输出的机械功为9.5×103J3.如图所示的电路中，电源电动势E和内阻r为定值，当外电路电阻发生变化时，干路电流I、路端电压U，内电压U′、电源输出功率P随之变化的图象如图所示，其中不正确的是（）A.B.C.D.二、多选题（本大题共5小题，共20.0分）4.下列四幅图中能正确描绘点电荷电场中电场线的是（）A.B.C.D.5.如图所示，虚线a、b、c、d、e-14-\n代表电场中的五个等势面，相邻等势面之间的电势差相等，实线为一带正电的粒子仅在电场力作用下通过该区域时的运动轨迹，P、Q是这条轨迹上的两点，据此可知（）A.五个等势面中，a的电势最高B.带电粒子通过P点时的电势能较Q点大C.带电粒子通过P点时的动能较Q点大D.带电粒子通过P点时的加速度较Q点小1.如图所示，图线1表示的导体的电阻为R1，图线2表示的导体的电阻为R2，则下列说法正确的是（）A.R1：R2=1：3B.R1：R2=3：1C.将R1与R2串联后接于电源上，则电流比I1：I2=1：3D.将R1与R2并联后接于电源上，则电流比I1：I2=3：12.在如图所示的电路中，电源的电动势E和内阻r恒定，闭合开关S后灯泡能够发光，经过一段时间后灯泡突然变亮，则出现这种现象的原因可能是（）A.电阻R1短路B.电阻R2断路C.电阻R2短路D.电容器C断路3.如图所示的电路中，电源电动势为E、内阻为r，R为滑动变阻器，L1、L2、L3为三个相同的灯泡，电键闭合，当滑动变阻器R的滑动端处于某位置时，三个灯泡均能发光．电键保持闭合，当滑动变阻器滑片向右移动时（）A.电源的总功率减小，输出功率可能先增大后减小B.L1变亮，L2变暗，L3变暗C.L1变亮，L2变亮，L3变暗D.三盏灯中Ll的功率最大第II卷三、填空题（本大题共1小题，共4.0分）-14-\n1.用如图甲所示的电路做“测定电池的电动势和内电阻”的实验，根据测得的数据做出了如图乙所示的U-I图象，由图可知测得的电池的电动势为______V，内电阻为______Ω四、实验题探究题（本大题共1小题，共9.0分）2.要测量电压表V1的内阻RV，其量程为2V，内阻约2KΩ．实验室提供的器材有：电流表A，量程0.6A，内阻约为0.1Ω；电压表V2，量程5V，内阻约为5KΩ；定值电阻R1，阻值为30Ω；定值电阻R2，阻值为3KΩ；滑动变阻器R3，最大阻值100Ω，额定电流1.5A；电源E，电动势6V，内阻约0.5Ω；开关S一个，导线若干．（1）有人拟将待测电压表V1和题中所给的电流表A串连接入电压合适的测量电路中，测出V1的电压和电流，再计算出RV．该方案实际上不可行，其最主要的原因是______（2）请从上述器材中选择必要的器材，设计一个测量电压表V1内阻RV的实验电路．要求测量尽量准确，实验必须在同一电路中，且在不增减元件的条件下完成．试画出符合要求的实验电路图（图中电源与开关已连接好），并标出所选元件的相应字母代号．（3）由上问写出电压表V1内阻RV的表达方式，说明式中各测量量的物理意义．五、计算题（本大题共3小题，共30.0分）3.美国物理学家密立根通过油滴实验精确测量出电子的电荷量．测量原理是：让一些体积非常微小的带电油滴进入电场中，当电场力恰好与油滴所受重力平衡时，油滴处于悬浮状态．如图所示，匀强电场的电场强度大小为E，方向竖直向下，一滴质量为m的油滴恰好静止于电场中的P点，重力加速度为g．问：（1）油滴带何种电荷；（2）油滴所带电荷量q的大小．-14-\n1.如图所示电路中，电阻R1=R2=R3=10Ω，电源内阻r=5Ω，电压表可视为理想电表．当开关S1和S2均闭合时，电压表的示数为10V．（1）电阻R2中的电流为多大？（2）路端电压为多大？（3）电源的电动势为多大？（4）当开关S1闭合而S2断开时，电压表的示数变为多大？2.在图示电路中，电源输出电压恒定，定值电阻r的阻值为5Ω，L为标有“3V1.5W”的小灯泡，滑动变阻器的总阻值为30Ω，当滑动变阻器的滑动触头P位于变阻器的中点时，灯泡L恰能正常发光，此时理想电压表的示数为20.5V．求：（1）电阻Rx的阻值；（2）电源的电压；（3）此时滑动变阻器消耗的功率．-14-\n答案和解析【答案】1.C    2.D    3.C    4.C    5.B    6.D    7.C    8.AB    9.CD    10.AD    11.AB    12.AD    13.1.40；1.014.由于电压表的内阻很大，流过的电流较小，待测电压表V1和电流表A串连接入电压合适的测量电路中，电流表A不能准确测量出流过电压表V1的电流15.解：（1）由题意可知，电场力与重力平衡，由于电场强度方向向下，则电场力向上，因此油滴带负电荷；（2）根据平衡条件，则有：qE=mg解得：q=答：（1）油滴带负电；（2）油滴所带电荷量q的大小为．16.解：（1）电阻R2中的电流I==1A（2）外电阻R=R2+=15Ω所以路端电压为：U=RI=15×1=15V（3）根据闭合电路欧姆定律I=得E=I（R+r）代入数据解得E=20V（4）S1闭合而S2断开，电路中的总电流I′==A=0.8A电压表示数U′=I′（R1+R2）=0.8×20V代入数据解得U′=16V．答：（1）电阻R2中的电流是1A；（2）路端电压为15V；-14-\n（3）电源的电动势是20V；（4）当开关S1闭合而S2断开时，电压表的示数是16V．17.解：（1）灯泡L的电阻为：灯泡正常发光时，有：L与滑动变阻器左端部分并联，则的电流为：通过右端的电流为：由电压表两端电压为：解得：（2）电源电压为：（3）滑动变阻器的功率为：答：（1）电阻Rx的阻值10Ω；（2）电源的电压24V；（3）此时滑动变阻器消耗的功率7.95W【解析】1.解：A、元电荷是最小的电量的单位，电子、质子都带一个单位的元电荷．故A错误；B、物体通常呈现电中性，是因为物体内的正负电荷一样多．故B错误；C、电荷间的相互作用力是通过电场而产生的．故C正确；D、描述电场的电场线是人们为了形象地描述电场而引入的，实际上是不存在的．故D错误．故选：C元电荷是最小的电量的单位；物体通常呈现电中性，是因为物体内的正负电荷一样多；电荷间的相互作用力是通过电场而产生的；描述电场的电场线是不存在的．该题可得与电场有关的几个基本概念，都是记忆性的知识点，牢记这些知识点即可．2.解：点电荷不是真实存在的，是一个理想化的模型，故AC错误；能否看作点电荷，要看在研究的问题中，带电体的形状、大小以及电荷分布可否忽略不计，而与带电体的大小无关，故B错误，D正确．故选D．-14-\n物理学上把本身的线度比相互之间的距离小得多的带电体简化为一个点，叫做点电荷，同一个电荷能否看作点电荷，不仅和带电体本身有关，还取决于问题的性质和精度的要求，即需要具体问题具体分析；如果在研究的问题中，带电体的形状、大小以及电荷分布可以忽略不计，即可将它看作是一个几何点，则这样的带电体就是点电荷．本题是基础的题目，考查的就是学生对基本内容的掌握的情况，在平时要注意多积累．3.解：同种电荷相互排斥，根据库仑定律得，F=，r增大，库仑力变小．根据牛顿第二定律知，加速度逐渐减小，由于加速度的方向与速度方向相同，速度逐渐增大，故C正确，A、B、D错误．故选：C．根据库仑定律，结合两球之间距离的变化判断库仑力的变化，通过牛顿第二定律得出加速度的变化，根据速度和加速度的方向关系判断出速度的变化．解决本题的关键知道加速度的方向与合力的方向相同，当加速度方向与速度方向相同，物体做加速运动，当加速度方向与速度方向相反，物体做减速运动．4.解：根据电容公式说明电容变为2倍，根据电容定义式，发现电量变为原来的2倍，电容也变为原来的2倍，所以电势差不变，根据场强关系，d变为原来的，所以场强变为2倍，故A、B、D错误，C正确．故选C．根据电容公式判断出电容的变化，再根据电容定义式得出电势差的变化，再根据匀强电场公式判断出场强的变化．解决本题的关键是熟练运用电容的定义式、决定式．5.解：当滑动变阻器R3的滑片P向上端a滑动时，变阻器有效电阻减小，外电路总电阻减小，由闭合电路欧姆定律得知：干路电流I增大，A2增大．电压表V读数U=E-I（R2+r），I增大，U减小，则电流表A1减小．故选B当滑动变阻器R3的滑片P向上端a滑动时，变阻器有效电阻减小，外电路总电阻减小，由闭合电路欧姆定律分析干路电流的变化，由欧姆定律确定电压表V读数的变化和电流A1的变化．本题是电路中典型的问题：动态变化问题，往往牵一发而动全身，按照“部分→整体→部分”的思路进行分析．-14-\n6.解：A、B、电动机产生的热量Q=I2Rt=102×0.5×10J=500J，故A、B均错误．C、D、电动机输出的机械功W机=W电-Q=UIt-Q=100×10×10-500J=9500J，故C错误、D正确．故选：D．电动机正常工作时其电路是非纯电阻电路，产生的热量只能用Q=I2Rt计算，消耗的电能只能用W=UIt计算．转化为的机械能等于电流的总功减去发热的能量．本题考查了电动机中的转化的能量的计算．在电动机工作时，电能转化为了机械能和内能，内能大小只能由Q=I2Rt计算．7.解：A、根据闭合电路欧姆定律得：I=，可知R增大，I减小，两者是非线性关系，故A正确．B、U=IR==E，E、r为定值，R增大，减小，则得U增大，当R→∞时，U→E，故B正确．C、U′=Ir=，可知U′与R是非线性关系，U′-R图象应是曲线，故C错误．D、P=I2R=（）2R=，根据数学知识可知R从0开始增大时，P先增大后减小，当r=R时P最大，故D正确．本题选错误的，故选：C根据闭合电路欧姆定律和部分电路欧姆定律得到I、U、U′、P与R的表达式，再结合数学知识进行分析．本题关键要掌握各个量与R的关系，能熟练运用欧姆定律推导出解析式，再根据数学知识进行分析．8.解：电场线是从正电荷或无穷远出发，终止于负电荷或无穷远．所以正点电荷的电场线是以电荷为中心向四周发散，而负点电荷是向中心会聚，呈球体分布．故AB正确．故选：AB．电场线虽然不实际存在，但可形象描述电场的大小与方向分布．电场线是从正电荷或无穷远出发，终止于负电荷或无穷远．-14-\n电场线的疏密表示电场强度的强弱，电场线某点的切线方向表示电场强度的方向．电场线不相交，由于是点电荷的电场，属于静电场，所以电场线也不闭合．9.解：A、由题意，结合图可知：电场线与等势面垂直，带正电在P点的电场力一定向左，所以电场线也向左，沿电场线电势逐渐降低，所以a的电势最低，故A错误；B、由P到Q的过程电场力做负功，电势能增加，动能减小，所以Q点电势能大，故B错误；C、由P到Q的过程电场力做负功，电势能增加，动能减小，所以P点动能大，故C正确；D、由电场线的疏密程度可知Q点电场强度大，所以Q点加速度大，故D正确．故选：CD．由于质点只受电场力作用，根据运动轨迹可知电场力指向运动轨迹的内侧即斜向右下方，由于质点带正电，因此电场线方向也指向右下方；电势能变化可以通过电场力做功情况判断；电场线和等势线垂直，且等势线密的地方电场线密，电场强度大．解决这类带电粒子在电场中运动的思路是：根据运动轨迹判断出所受电场力方向，然后进一步判断电势、电场强度、电势能、动能等物理量的变化．10.解：A、根据I-U图象知，图线的斜率表示电阻的倒数，所以R1：R2=1：3；故A正确，B错误；C、串联电路电流处处相等，所以将R1与R2串联后接于电源上，电流比I1：I2=1：1．故C错误；D、并联电路，电压相等，电流比等于电阻之反比，所以将R1与R2并联后接于电源上，电流比I1：I2=3：1．故D正确；故选：AD．通过I-U图象得出两电阻的关系．串联电路电流相等，并联电路，电压相等，电流比等于电阻之反比．解决本题的关键知道I-U图线的斜率表示电阻的倒数以及知道串并联电路的特点．11.解：A、若电阻R1短路，电路中总电阻减小，总电流增大，灯泡与R2并联的电压增大，则灯泡变亮，符合题意，故A正确．B、若电阻R2断路，则总电阻增大，总电流减小，R1及内阻中电压减小，灯泡两端的电压增大；故灯泡变亮；故B正确；C、若电阻R2短路，灯泡被短路，不亮，故C错误．-14-\nD、电容器C断路，对灯泡亮度没有影响，故D错误．故选：AB灯泡突然变亮，其电压和电流变大，逐项分析电路中电流的变化，选择符合题意的选项．本题是故障分析问题，用代入法检验并选择是常用的方法．此题关键抓住题中条件：电源电动势不变，电容器稳定时对电路没有影响进行分析．12.解：A、若将滑片向右滑动时，变阻器在路电阻增大，外电阻增大，根据闭合电路欧姆定律得知，干路电流I减小，根据P=EI可知，电源的总功率减小，当内阻与外电阻相等时，输出功率最大，由于不知道外电阻与内阻的关系，所以输出功率可能先增大后减小，故A正确；B、总电流减小，则L1电流减小，亮度变暗，路端电压U增大，则L2变亮，通过L3的电流减小，所以L3变暗，故BC错误；D、通过Ll的电流等于通过L2和L3电流之和，所以通过Ll的电流最大，根据P=I2R可知，Ll的功率最大，故D正确．故选：AD首先认识电路的结构：闭合电键后，L3与变阻器串联后与L2并联，再与L1串联．若将滑片向右滑动时，变阻器在路电阻增大，外电阻增大，根据闭合电路欧姆定律及串并联电路的特点分析即可解题．本题首先要搞清电路的连接方式，其次按“局部→整体→局部”的思路进行分析．13.解：在U-I图象中图象与纵坐标的交点等于电源的电动势，所以由图可以读出电源的电动势为1.40V，图象中的斜率表示电源的内阻，所以电源的内阻为：r=Ω=1.0Ω．故答案为：1.40，1.0．在U-I图象中纵坐标的截距代表的是电源的电动势，直线的斜率代表的是电源的内阻的大小．本题考查测定电动势和内电阻的数据处理，要求能根据公式得出图象中斜率及截距的含义．在计算电源的内阻的时候，一定要注意纵坐标的数值是不是从0开始的．14.解：（1）由于电压表的内阻很大，流过的电流较小，待测电压表V1和电流表A串连接入电压合适的测量电路中，电流表A不能准确测量出流过电压表V1的电流．故其原因是：由于电压表的内阻很大，流过的电流较小，待测电压表V1和电流表A串连接入电压合适的测量电路中，电流表A不能准确测量出流过电压表V1的电流．-14-\n（2）由于电压表V1接入电路后，由电流通过时其两端电压可以直接读出，因而利用串联分压的特点，选用标准电压表V2和定值电阻R2，反复测量通过滑动变阻器R3控制即可．测量电压表V1内阻Rv的实验电路如图所示：（3）根据串联电路的特点有：，式中U1表示V1的电压，U2表示V1和R2串联的总电压．故电压表内阻的表达式为：；中U1表示V1的电压，U2表示V1和R2串联的总电压．（1）由于电压表的内阻很大，流过的电流较小，待测电压表V1和电流表A串连接入电压合适的测量电路中，电流表A不能准确测量出流过电压表V1的电流．（2）由于电压表V1接入电路后，由电流通过时其两端电压可以直接读出，因而利用串联分压的特点，选用标准电压表V2和定值电阻R2，反复测量通过滑动变阻器R3控制即可．（3）根据串联电路特点可以求出电压表内阻的表达式，从而进一步，明确各个物理量的含义．本题在课本基础实验的基础上有所创新，只要明确了实验原理，熟练应用电路的串并联知识，即可正确解答．15.根据受力分析，结合平衡条件，来判定电场力方向，再依据电场强度的方向，确定电荷的电性；根据电场力等于重力，从而求得电量的大小．考查平衡条件的应用，掌握受力分析的方法，注意负电荷的电场力方向与电场强度的方向关系．16.（1）当开关S1和S2均闭合时，电阻R1与R3并联后与R2串联．已知电压表的读数与电阻R2，根据欧姆定律定律求出电阻R2中的电流；（2）求出外电路总电阻，根据U=IR求出路端电压；（3）根据闭合电路欧姆定律求出电源的电动势；（4）当开关S1闭合而S2断开时，电阻R1与R2-14-\n串联，电压表的读数等于路端电压．再由欧姆定律求出电流和路端电压．本题是电路的计算问题，首先要识别电路的结构，其次要明确电压表测量哪部分电路的电压．17.（1）由题意可知灯泡的额定电流；由并联电路的规律可知滑动变阻器左半部分的电压及电流；则可求得总电流；再由欧姆定律即可求得Rx的阻值；（2）由欧姆定律求得电源的电压；（3）滑动变阻器的功率分两部分由P=I2R求解即可．本题综合考查闭合电路欧姆定律、串并联电路的规律及功率公式，要注意正确分析电路图，得出电路中电流及电压的关系，才能准确求解．-14-