天津市津南区咸水沽一中2014_2015学年高二物理上学期期中试卷理(含解析)
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2014-2015学年天津市津南区咸水沽一中高二(上)期中物理试卷(理科)一、单项选择(本题共10小题,每小题3分,满分30分.请将正确答案填涂在答题卡上.)1.(3分)关于电流的说法正确的是()A.根据I=,可知I与q成正比B.将导体放置于匀强电场中,导体中就会有恒定的电流C.规定正电荷定向移动的方向为电流的方向,电流是矢量D.电流的单位“安培”是国际单位制中的基本单位考点:电流、电压概念.分析:电流定义式I=为比值定义法;导体中电荷的定向移动形成电流;电流是标量,但方向也有意义;国际单位将安培作为基本单位.解答:解:A、电流定义式I=为比值定义法,比值定义法中各个量之间没有正反比关系,故A错误.B、只有导体中电荷的定向移动才形成电流,放在匀强电场中不一定能定向移动,故B错误.C、电流是标量,故C错误.D、电流强度的单位“安培”,国际单位将安培作为基本单位之一,故D正确.故选:D点评:首先要会区分比值定义公式;其次要明白电荷“自由移动”和“定向移动”的区别.2.(3分)一段横截面积为0.5cm2的导体材料中,每秒钟有0.2C正电荷和0.3C负电荷相向运动,则电流强度是()A. 0.2A B. 0.3A C. 0.5A D. 104A考点:电流、电压概念.专题:恒定电流专题.分析:根据电流的定义:单位时间内通过导体横截面的电荷量.解答:解:电流的定义式是I=,在导电液中,q指正负电荷绝对值的加和,所以I==0.5A,C正确.故选:C.点评:本题需要注意的是对于电解液导电,通过某一横截面的电荷是正负电荷绝对值的加和.3.(3分)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=3:1考点:欧姆定律.专题:恒定电流专题.分析: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.解答: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.点评: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.4.(3分)电阻R和电动机M串连接到电路中,如图所示,已知电阻R跟电动机线圈的电阻值相等,开关接通后,电动机正常工作.设电阻R和电动机M两端的电压分别为U1和U2,经过时间t,电流通过电阻R做功为W1,产生热量为Q1,电流通过电动机做功为W2,产生热量为Q2.则有()A. U1<U2,Q1=Q2 B. U1=U2,Q1=Q2 C. W1=W2,Q1>Q2 D. W1<W2,Q1<Q2考点:闭合电路的欧姆定律;电功、电功率.专题:恒定电流专题.分析:开关接通后,电动机正常工作,其电路非纯电阻电路,电动机两端的电压大于线圈电阻与电流的乘积.而电阻R是纯电阻,其两端电压等于电阻与电流的乘积.根据焦耳定律研究热量关系.解答:解:设开关接通后,电路中电流为I.对于电阻R,由欧姆定律得U1=IR对于电动机,U2>IR,则U1<U2.根据焦耳定律得Q1=I2Rt,Q2=I2Rt,则Q1=Q2.故选A点评:本题把握纯电阻电路与非纯电阻电路区别的能力,抓住欧姆定律适用于纯电阻电路,不适用于非纯电阻电路,而焦耳定律对两种电路均适用.5.(3分)(2014秋•大兴区校级期中)一根阻值为R的均匀电阻丝,长为了L,横截面积为S,设温度不变,在下列哪些情况下其阻值仍为R的是()A.当L不变,S增大一倍时 B.当S不变,L增大一倍时C.当L和S都减为原来的时 D.当L和横截面都增大一倍时考点:电阻定律.专题:恒定电流专题.分析:根据电阻定律R=ρ,结合电阻丝长度、横截面积的变化判断电阻的变化.解答:解:A、根据电阻定律R=ρ,当L不变,S增大一倍,则电阻变为原来的一半.故A错误.B、根据电阻定律R=ρ,当S不变,L增大一倍时,知电阻变为原来的2倍.故B错误.C、根据电阻定律R=ρ,当L和S都缩为原来的一半时,电阻不变.故C正确.D、根据电阻定律R=ρ,当L和S都增大1倍,则电阻不变.故D正确.故选:CD.点评:解决本题的关键掌握电阻定律公式R=ρ,知道影响电阻大小的因素.6.(3分)如图所示,a、b、c三盏灯都能发光,且在电路变化时,灯不至于烧坏.请判断:当滑动变阻器的触头P向上移动时,3盏灯亮度的变化情况为()A. c变亮,a、b变暗 B. a、b变亮,c变暗C. a、c变亮,b变暗 D. a变亮,b、c变暗考点:闭合电路的欧姆定律.专题:恒定电流专题.分析:由图可知电路为简单的串并联关系,由闭合电路的欧姆定律可分析3灯的亮度变化情况.解答:解;当触头向上移动时,滑动变阻器接入电阻增大;则总电阻增大,电路中总电流减小,故a灯变暗;因a灯及电源内阻的电压减小,故并联部分电压增大,故C灯变亮;而因为总电流减小,而C灯电流增大,故b灯中电流减小,故b灯变暗;故选:A.点评:本题为闭合电路欧姆定律中的动态分析问题,由程序法解析时,一般按照:部分﹣整体﹣部分的思路进行分析.7.(3分)如图所示,直线A为电源的U﹣I图线,直线B和C分别为电阻R1和R2的U﹣I图线,用该电源分别与R1、R2组成闭合电路时,电源的输出功率分别为P1、P2;电源的效率分别为η1、η2,则()A. P1>P2 B. P1<P2 C.η1>η2 D.η1<η2考点:路端电压与负载的关系;电功、电功率.专题:恒定电流专题.分析:电源的效率等于电源输出功率与电源总功率的百分比.根据效率的定义,找出效率与电源路端电压的关系,由图读出路端电压,就能求出效率.电源与电阻的U﹣I图线的交点,表示电阻接在电源上时的工作状态,可读出电压、电流,算出电源的输出功率,进而比较大小.解答:解:A、B,由图线的交点读出,B接在电源上时,电源的输出输出功率为:P1=UI=2×4=8W C接在电源上时,电源的输出输出功率P2=UI=8W,即P1=P2;故A、B均错误.C、D,电源的效率为:η===,效率与路端电压成正比,B接在电源上时路端电压大,效率高,η1>η2.故C正确,D错误;故选:C.点评:本题首先要知道效率与功率的区别,电源的效率高,输出功率不一定大.其次,会读图.电源与电阻的伏安特性曲线交点表示电阻接在该电源上时的工作状态.8.(3分)如图所示的电路中,U=8V不变,电容器电容C=200μF,R1:R2=3:5,则电容器的带电量为()A.1.0×103C B. 1.0×10﹣3C C. 6.0×104C D. 1.6×10﹣3C考点:闭合电路的欧姆定律;电容.分析:图中两个电阻串联,电容器板间电压等于R2两端的电压.先根据串联电路电压与电阻成正比,求出电容器的电压,再由电容的定义式C=求解电量解答:解:根据串联电路电压与电流成正比的特点得电容器板间电压为:U C=V电容器储存的电量为:Q=CU C=200×10﹣6×5C=0.001C.故选:B点评:对于给定的电容器,关键确定其电压,要抓住电路稳定时,电容器的电压等于所并联的电路两端的电压.9.(3分)将电阻R1和R2分别单独与同一电源相连,在相等的时间内,两电阻上产生相同的热量,则电源的内阻为()A. B.C. D.考点:闭合电路的欧姆定律.专题:恒定电流专题.分析:根据焦耳定律和闭合电路欧姆定律列式,抓住电阻上产生相同的热量求解.解答:解:根据闭合电路欧姆定律得:,根据焦耳定律得:,根据题意可知,Q1=Q2解得:r=故选:C点评:本题主要考查了闭合电路欧姆定律及焦耳定律的直接应用,抓住在相等的时间内,两电阻上产生相同的热量求解,难度适中.10.(3分)一电流表并联一个分流电阻后就改装成一个大量程的电流表,当把它和标准电流表串联后去测某电路中的电流时,发现标准表读数为1A时,而改装表的读数为1.1A,稍微偏大些,为了使它的读数准确,以下做法正确的是()A.在原分流电阻上再并联一个较小的电阻B.在原分流电阻上再串联一个较小的电阻C.在原分流电阻上再串联一个较大的电阻D.在原分流电阻上再并联一个较大的电阻考点:把电流表改装成电压表.专题:实验题;恒定电流专题.分析:电流表示数偏大,说明所并联电阻的分流太小,则分流电阻阻值偏大.让分流电阻变的稍小些即可.解答:解;A、原分流电阻上再并联一个较小的电阻,可使其并联值变小,但小的太多,会使分流过大,示数又偏小.故A错误BC、串联后分流电阻更大,分流更小,示数更大.故BC错误D、在原分流电阻上再并联一个较大的电阻,可使其并联值稍小,分流稍大,可以.故D正确故选:D点评:本题考查的电流表的改装原理,明确分流与电阻成反比,电阻大,分流小,反之电阻小则分流大二、多选题(本题共4小题,每小题4分,满分16分.全部选对得4分,选不全得2分,有选错或不答的得0分,请将正确答案填涂在答题卡上.)11.(4分)关于电动势,下列说法正确的是()A.电源两极间的电压等于电源电动势B.电动势越大的电源,将其他形式的能转化为电能的本领越大C.电动势的数值等于内外电压之和D.电源电动势与外电路的组成有关考点:电源的电动势和内阻.专题:恒定电流专题.分析:电源是把其它形式的能转化为电能的装置,电动势表征了这种转化本领的大小,等于电源没有接入电路时两极间的电压,根据闭合电路欧姆定律分析电动势与外、内电压的关系.解答:解:A、C根据闭合电路欧姆定律得知:电动势的数值等于内外电压之和,当电源没有接入电路时,电路中没有电流,电源的内电压为零,外电压即电源两极间的电压等于电动势;当电源接入电路时,电路有电流,电源有内电压,两极间的电压小于电动势,故A错误,C正确.B、电源是把其它形式的能转化为电能的装置,电动势表征了这种转化本领的大小,所以电动势越大的电源,将其他形式的能转化为电能的本领越大,故B正确.D、电动势由电源本身特性决定,与外电路的组成无关,故D错误.故选:BC点评:对于电动势,可以结合电动势的物理意义、定义式和闭合电路欧姆定律等知识理解.12.(4分)用伏安法测未知电阻R x时,若不知R x的大约数值,为了选择正确的电流表接法以减小误差,可将仪器如图所示接好,只空出一个电压表的一个接头K,然后将K分别与a,b接触一下,观察电压表和电流表示数变化情况,则()A.若电流表示数有显著变化,K应按aB.若电流表示数有显著变化,K应按bC.若电压表示数有显著变化,K应按aD.若电压表示数有显著变化,K应按b考点:伏安法测电阻.专题:恒定电流专题.分析:伏安法测电阻有两种电路,电流表内接法与电流表外接法,可以用试触法确定电流表的接法,如果电流表示数变化大,说明电压表分流较大,应采用内接法;如果电压表示数变化较大,说明电流表分压较大,应采用外接法.解答:解:A、电流表示数有显著变化,说明电压表分流明显,电流表应采用内接法,K应接在b处,故A错误,B正确;C、如果电压表示数变化明显,电压表示数变化明显,说明电流表的分压明显,电流表应采用外接法,K应接在a处,故C正确,D错误;故选:BC.点评:本题考查了应用试触法判断伏安法测电阻时实验电路的选择问题,难度不是很大,熟练掌握基础知识即可正确解题.P=考点:电功、电功率.专题:恒定电流专题.分析:焦耳定律公式Q=I2Rt计算电热,电功公式W=UIt计算电功;对纯电阻电路,电功等于电热;对非纯电阻电路,电功大于电热解答:解:A、公式P=I2R计算热功率;非纯电阻电路中,电功率大于热功率,故A错误;B、非纯电阻电路中,欧姆定律不适用,故I,故公式P=即不能求解热功率,也不能求解电功率;故B错误;CD、电功公式W=UIt,电功率P==UI,适用于一切电路,故CD正确;故选:CD.点评:本题关键是非纯电阻电路中欧姆定律不适用,导致电功大于电热,基础题.14.(4分)电阻R1、R2、R3串联在电路中.已知R1=10Ω、R3=5Ω,R1两端的电压为6V,R2两端的电压为12V,则下列说法正确的是()A.电路中的电流为0.6AB.电阻R2的阻值为20ΩC.三只电阻两端的总电压为21VD.通过三个电阻的电流之和为1.8A考点:电功、电功率;串联电路和并联电路.专题:恒定电流专题.分析:串联电路中各处的电流相等,根据欧姆定律即可求得电流;电阻R2的阻值等于R2的电压除以电流;三只电阻两端的总电压等与三个电阻电压之和.解答:解:A、串联电路中各处的电流相等,根据欧姆定律得:电路中的电流 I==A=0.6A 故A正确;B、根据欧姆定律得:R2==Ω=20Ω.故B正确;C、R3两端的电压为U3=IR3=0.6×5V=3V,则总电压U=U1+U2+U3=6+12+3=21(V),故C正确;D、通过每个电阻的电流均为0.6A,则总电流为1.8A;故D正确;故选:ABCD.点评:解答本题的关键掌握串联电路电压、电流特点,熟练运用欧姆定律进行解答.三、实验题(共16分.请将正确答案填写在答题纸的相应位置.)15.(2分)用伏安法测量一段金属丝的电阻(阻值大约是10欧),主要备有仪器如下:A.电动势为6V的直流电源B.量程为0~3V,内阻为5kΩ的电压表C.量程为0~15V、内阻为15kΩ的电压表D.量程为0~600mA、内阻为2Ω的电流表E.量程为0~100mA、内阻为150Ω的电流表F.阻值为0~10Ω、额定电流为1.0A的滑动变阻器则本实验中,电流表应选用 D (填代号);电流表须采用外接法(填“外”或“内”).考点:伏安法测电阻.专题:实验题;恒定电流专题.分析:根据题意明确最大电流值,则可选择电流表;再根据待测电阻的阻值进行分析明确电流表的接法.解答:解:因电源电动势为6V,电流约为10Ω;故最大电流I m==0.6A;故电流表选择D即可;因电流内阻与待测电阻均很小且大小相差不多;故为了减小误差应采用电流表外接法;故答案为:D;外.点评:本题考查仪表的选择以及电流表内外接法的选择;要注意掌握:“大内偏大,小外偏小”的选择方法;即大电阻用内接,测量值偏大;小电阻用外接,测量值偏小.16.(4分)用千分尺测量金属丝的直径示数如图甲所示,则该金属丝的直径是 1.400 mm;用游标卡尺测量圆管的内径示数如图乙所示,则圆管内径是53.85 mm.考点:刻度尺、游标卡尺的使用;螺旋测微器的使用.专题:实验题.分析:游标卡尺读数的方法是主尺读数加上游标读数,不需估读;螺旋测微器的读数方法是固定刻度读数加上可动刻度读数,在读可动刻度读数时需估读.解答:解:(1)螺旋测微器固定刻度读数1mm,可动刻度读数为0.01×40.0mm=0.400mm,所以金属丝的直径为:1mm+0.400mm=1.400 mm,(2)游标卡尺主尺读数为53mm,游标尺上第17个刻度与主尺上某一刻度对齐,因此游标读数为:0.05×17=0.85mm,所以最终读数为:53mm+0.85mm=53.85 mm.故答案为:1.400;53.85.点评:解决本题的关键掌握游标卡尺和螺旋测微器的读数方法,游标卡尺读数的方法是主尺读数加上游标读数,不需估读.螺旋测微器的读数方法是固定刻度读数加上可动刻度读数,在读可动刻度读数时需估读.17.(4分)用伏安法测干电池的电动势和内电阻.根据实验数据画出如图所示的图线.则这个干电池的电动势是E= 1.5 V,内电阻r= 0.4 Ω(答案保留一位小数)考点:闭合电路的欧姆定律.专题:恒定电流专题.分析:电源的U﹣I图象与纵轴交点坐标值是电源的电动势,图象斜率的绝对值是电源的内阻.解答:解:由图示电源U﹣I图象可知,图象与纵轴交点坐标值为1.5,则电源电动势E=1.5V,电源内阻:r=故答案为:1.5;0.4点评:本题考查了求电源电动势与内阻的方法,要掌握应用图象法处理实验数据的方法,特别注意图象纵坐标不是从0开始的,难度不大,属于基础题.18.(2分)用欧姆表测一个电阻R的阻值,选择旋钮置于“×10”档,测量时指针指在100与200刻度弧线的正中间,可以确定()考点:多用电表的原理及其使用.专题:恒定电流专题.分析:欧姆表刻度左密又疏,100与200正中间的刻度小于150.解答:解:欧姆表表盘左边密右边疏,零刻度在右边,测量时指针指在100与200刻度的正中间,指针的示数应大于100而小于150,又选择旋钮置于“×10”档,所以带测电阻的阻值应该在1000到1500Ω之间,故C正确.故选C点评:本题考查了欧姆表刻度盘的特点,题目难度较小.19.(4分)小灯泡灯丝的电阻会随温度的升高而变大.某同学为研究这一现象,用实验得:(2)在图2中画出小灯泡的U﹣I曲线考点:描绘小电珠的伏安特性曲线.专题:实验题;恒定电流专题.分析:(1)为测量多组实验数据,滑动变阻器应采用分压接法,灯泡电阻较小,远小于电压表内阻,电流表应采用外接法,据此作出实验电路图.(2)根据表中实验数据,应用描点法作图,作出小灯泡的伏安特性曲线.解答:解:(1)由于小灯泡灯丝的电阻值远小于电压表的内阻,如:电压为2.00V时,其阻值R灯===4Ω;为减少由于电表接入电路引起的系统误差,应采用电流表外接法.为使小灯泡两端的电压的变化范围尽可能大,滑线变阻器应连接成分压电路,实验电路如图1所示.(2)根据实验得到的数据在U﹣I坐标系中描点,并将这些数据点连接成一条平滑的曲线,如图2所示.故答案为:(1)如图所示;(2)如图所示.点评:本题考查了实验电路的设计,设计实验电路是实验常考问题,设计实验电路的关键是根据题目要求确定滑动变阻器采用分压接法还是采用限流接法,根据待测电路元件电阻大小与电表内阻间的关系确定电流表采用内接法还是外接法.四、计算题(本题共4小题,共38分.解答题应写出必要的文字说明、方程和重要演算步骤,包括相应的受力分析图,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.)20.(7分)如图所示,在场强为E的匀强电场中,取O点为圆心,r为半径作一圆周,在O 点固定一点电荷,a、b、c、d为相互垂直的两条直线和圆周的交点.现一检验电荷+q放在d点时,恰好能在电场力作用下平衡(已知静电力常量为k),则:(1)圆心O点固定的点电荷带什么电?带电量是多少?(2)检验电荷+q放在b点,受力F b的大小、方向如何?考点:带电粒子在匀强电场中的运动;向心力.专题:万有引力定律的应用专题.分析:(1)检验电荷静止,处于平衡状态,应用库仑定律与平衡条件求出电荷的电荷量,根据库仑力的方向判断电荷的电性.(2)根据检验电荷在b点所受的力求出其所受的合力.解答:解:(1)检验电荷受到竖直向下的电场力与竖直向上的库仑力作用,由于检验电荷带正电,则位于O点的电荷带正电;对检验电荷,由平衡条件得:qE=k,解得:Q=;(2)检验电荷在b点受到竖直向下的电场力:qE,竖直向下的库仑力,电荷在b、d两点所示库仑力大小相等,则在b点电荷所受库仑力大小为qE,电荷在b点所受力:F b=qE+qE=2qE,方向:竖直向下;答:(1)圆心O点固定的点电荷带正电,带电量是;(2)检验电荷+q放在b点,受力F b的大小为2qE,方向:竖直向下.点评:本题利用场强的合成法则,解决该题关键要掌握点电荷的电场分布特点,以及匀强电场的电场强度公式.21.(9分)如图所示,一带电粒子以竖直向上的初速度v0,自A处进入电场强度为E、方向水平向右的匀强电场,它受到的电场力恰与重力大小相等.当粒子到达图中B处时,速度大小仍为v0,但方向变为水平向右,那么A、B之间的电势差等于多少?从A到B经历的时间为多长?考点:匀强电场中电势差和电场强度的关系;运动的合成和分解.专题:电场力与电势的性质专题.分析:粒子的运动可以看作水平方向初速度为零的匀加速直线运动和竖直方向竖直上抛运动的合成.根据竖直方向初速度和末速度求出粒子上升的高度和时间,分析水平方向和竖直方向位移的关系,求出粒子在水平方向的位移,由U=Ed求出电势差.解答:解:竖直方向:粒子做竖直上抛运动,运动时间为 t=;水平方向上粒子做初速度为零的匀加速直线运动,水平位移为 x==;则A、B之间的电势差U=Ex=.答:A、B之间的电势差等于,从A到B经历的时间为.点评:本题考查灵活选择研究方法的能力.对于曲线运动,物体所受的是恒力,可以运用运动的合成和分解进行研究.22.(10分)如图所示,让一价氢离子、一价氦离子和二价氦离子的混合物由静止经过同一加速电场加速,然后进入同一偏转电场,假设三种离子都能从偏转电场中飞出,请利用你所学过的物理规律分析它们是否会分成三股?要求写出必要的公式.考点:带电粒子在匀强电场中的运动.专题:带电粒子在电场中的运动专题.分析:三个离子先加速后偏转,先由动能定理得到加速获得的速度,再运用运动的分解法,得到离子离开偏转电场时的侧向距离和偏转角度,即可进行分析.解答:解:设任一正电荷的电量为q,加速电压为U1,偏转电压为U2,偏转电极的极板为L,板间距离为d.在加速电场中,根据动能定理得:qU1=mv02﹣0,在偏转电场中,离子做类平抛运动,运动时间 t=偏转距离 y=at2=t2,联立以上各式得:y=,设偏转角度为θ,则 tanθ====,由上可知y、θ与带电粒子的质量、电荷量无关,则一价氢离子、一价氦离子和二价氦离子在偏转电场轨迹重合,所以它们不会分成三股,而是会聚为一束射出.答:一价氢离子、一价氦离子和二价氦离子不会分成三股,而是会聚为一束射出点评:本题一方面要熟记结论:同种带电粒子经同一加速电场加速,再经同一偏转电场偏转时轨迹重合.另一方面要能运用力学方法进行推导.23.(12分)如图所示,竖直放置的半圆形光滑轨道半径为R,将带电量为+q1的点电荷固定于其圆心O处.另一带电量为+q2,质量为m的小球(可看作质点),从轨道上与圆心等高的A处以竖直向下的初速度v o开始沿轨道运动,(已知静电力常量为k).求:(1)小球到达最低点B点时的速度大小(2)小球在B点对轨道的压力.考点:动能定理的应用;向心力;库仑定律.专题:动能定理的应用专题.分析:(1)小球下滑到最低点B点的过程中,只有重力做功,小球的机械能守恒.根据机械能守恒定律求出小球到达B点时的速度;(2)小球到达B点时由重力、轨道的支持力和点电荷的电场力的合力提供向心力,由牛顿第二定律和第三定律结合求出球对轨道的压力.解答:解:(1)设小球到达B点时速度大小为v.小球从A滑到B的过程,由机械能守恒定律得:mgR=mv2得:v=(2)小球经过B点时,由牛顿第二定律得:N﹣k﹣mg=m代入得:N=3mg+k由牛顿第三定律知,小球在B点对轨道的压力N′=N=3mg+k答:(1)小球到达最低点B点时的速度大小为.(2)小球在B点对轨道的压力为3mg+k.点评:本题是机械能守恒定律和牛顿第二定律的综合应用.对于圆周运动,常常不单独出题,会和动能定理、机械能守恒结合应用.。