河南省郑州市外国语中学学年高二上学期期中考试物理试题.docx
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河南省郑州市外国语中学学年高二上学期期中考试物理试题
一.选择题(共7小题)
1、用比值法定义物理量是物理学中一种常见的方法,下面表达式中不属于用比值法定义的是()
A.电场强度
B.电势差
C.功率
D.电阻
2.如图所示的装置,可以探究影响平行板电容器电容的因素,关于下列操作及出现的现象的描述正确的是()
A.电容器与电源保持连接,左移电容器左极板,则静电计指针偏转角增大
B.电容器充电后与电源断开,上移电容器左极板,则静电计指针偏转角增大
C.电容器充电后与电源断开,在电容器两极板间插入玻璃板,则静电计指针偏转角增大
D.电容器充电后与电源断开,在电容器两极板间插入金属板,则静电计指针偏转角增大
3.如图所示,在1价离子的电解质溶液内插有两根碳棒A和B作为电极,将它们接在直流电源上,于是溶液里就有电流通过.若在t秒内,通过溶液内截面S的正离子数为n1,通过的负离子数为n2,设基本电荷为e,则以下说法中正确的是()
A.正离子定向移动形成的电流方向从A→B,负离子定向移动形成的电流方向从B→A
B.溶液内由于正负离子移动方向相反,溶液中的电流抵消,电流等于零
C.溶液内的电流方向从A→B,电流
D.溶液内的电流方向从A→B,电流
4.如图所示,、b为竖直正对放置的平行金属板构成的偏转电场,其中板带正电,两板间的电压为U,在金属板下方存在一有界的匀强磁场,磁场的上边界为与两金属板下端重合的水平面PQ,PQ下方的磁场范围足够大,磁场的磁感应强度大小为B,一比荷为
带正电粒子以速度为v0从两板中间位置与、b平行方向射入偏转电场,不计粒子重力,粒子通过偏转电场后从PQ边界上的M点进入磁场,运动一段时间后又从PQ边界上的N点射出磁场,设M、N两点距离为x(M、N点图中未画出).则以下说法中正确的是()
A.只增大带电粒子的比荷大小,则v减小
B.只增大偏转电场的电压U的大小,则v减小
C.只减小初速度v0的大小,则x不变
D.只减小偏转电场的电压U的大小,则x不变
5.如图所示,R1=R2=R3=R4=R,电键S闭合时,间距为d的平行板电容器C的正中间有一质量为m、电荷量为q的小球恰好处于静止状态;电键S断开时,则小球的运动情况为()
A.不动
B.向上运动
C.向下运动
D.不能确定
6.如图所示,在MN、PQ间同时存在匀强磁场和匀强电场,磁场方向垂直纸面水平向外,电场在图中没有标出.一带电小球从点射入场区,并在竖直面内沿直线运动至b点,则小球()
A.一定带正电
B.受到电场力的方向一定水平向右
C.从到b过程,克服电场力做功
D.从到b过程中可能做匀加速运动
7.多用电表测未知电阻阻值的电路如图乙所示,电池的电动势为E、内阻为r,R0为调零电阻,Rg为表头内阻,电路中电流I与待测电阻的阻值Rx关系图象如图丙所示(调零电阻R0接入电路的部分阻值用R0表示)
下列根据丙图中I﹣Rx图线做出的解释或判断中正确的是()
A.用欧姆表测电阻时,指针指示读数越大,测量的误差越小
B.欧姆表调零的实质是通过调节R0,使Rx=0时电路中的电流I=Ig
C.Rx越小,相同的电阻变化量对应的电流变化量越小
D.测量中,当Rx的阻值为丙图中的R2时,指针位于表盘中央位置的油侧
8.在研究微型电动机的性能时,应用如图所示的实验电路.当调节滑动变阻器R使电动机停止转动时,电流表和电压表的示数分别为0.5A和2.0V.重新调节R使电动机恢复正常运转,此时电流表和电压表的示数分别为2.0A和24.0V.则这台电动机正常运转时输出功率为()
A.32W
B.44W
C.47W
D.48W
9.如图所示,以直角三角形AOC为边界的有界匀强磁场区域,磁感应强度为B,∠A=60°,AO=.在O点放置一个粒子源,可以向各个方向发射某种带负电粒子,粒子的比荷为
,发射速度大小都为v0,且满足
,发射方向由图中的角度θ表示.对于粒子进入磁场后的运动(不计重力作用),下列说法正确的是()
A.粒子有可能打到A点
B.以=60°飞入的粒子在磁场中运动时间最短
C.以<30°飞入的粒子在磁场中运动的时间都相等
D.在AC边界上只有一半区域有粒子射出
10.如图所示,质量相同的两个带电粒子M、N以相同的速度沿垂直于电场方向射入两平行金属板间的匀强电场中,M从上板边缘处射入,N从两板正中央射入,已知两粒子都刚好从下极板边缘射出,不计粒子重力,则射出过程中()
A.M、N的带电荷量之比为2:
l
B.M、N的电势能减少量之为4:
l
C.M、N的动能增量之比为l:
4
D.M、N在极板间运动的时间之比为2:
l
11.如图所示,在x轴上坐标为+1的点上固定一个电荷量为4Q的正点电荷,在坐标原点O处固定一个电量为Q的负点电荷,那么在x坐标轴上,电场强度方向沿x轴负方向的点所在区域应是()
A.(0,1)
B.(-1,0)
C.(-∞,-1)
D.(1,+∞)
12.如图所示,绝缘轻弹簧的上端固定在天花板上的O点,下端系一质量为m,电荷量为-q的带负电的小球,小球套在O点正下方水平光滑绝缘杆上,整个装置处于电场强度大小为E,方向沿AO方向的匀强电场中,现从A点给小球向右的初速度v0,运动到B点时速度恰好为零,若运动到B点时与其在A点时的弹簧弹力大小相等,且OA=
,OB=
l(l为弹簧原长),在小球从A点运动到B点的过程中,下列判断正确的是()
A.小球、弹簧组成的系统的机械能一直在减小
B.小球的电势能一直减小
C.小球的加速度先减小后增大
D.弹簧弹力对小球做功的瞬时功率为零的位置有3个
二.实验题(本题共12分)
13.(4分)
(1)某同学利用螺旋测微器测量一金属板的厚度.该螺旋测微器校零时的示数如图(a)所示,图(a)所示读数为mm.
(2)如图(b)所示为某次实验中两电表的示数情况,则:
电流表A的示数为_________A,电压表V的示数为_________A。
14.(8分)用下列器材组装成一个电路,既能测量出电池组的电动势E和内阻r,又能同时描绘小灯泡的伏安特性曲线.
A.电压表V1(量程6V、内阻很大)
B.电压表V2(量程3V、内阻很大)
C.电流表A(量程3A、内阻很小)
D.滑动变阻器R(最大阻值10Ω、额定电流4A)
E.小灯泡(2A、5W)
F.电池组(电动势E、内阻r)
G.开关一只,导线若干
实验时,调节滑动变阻器的阻值,多次测量后发现:
若电压表V1的示数增大,则电压表V2的示数减小.
(1)请将设计的实验电路图在图甲中补充完整.
(2)每一次操作后,同时记录电流表A、电压表V1和电压表V2的示数,组成两个坐标点(I,U1)、(I,U2)标到U﹣I坐标中,经过多次测量,最后描绘出两条图线,如图乙所示,则电池组的电动势E=V、内阻r=Ω。
(结果保留两位有效数字)
(3)在U-I坐标中两条图线在P点相交,此时滑动变阻器连入电路的阻值应为Ω。
三、计算题(共40分)
15.(8分)用一根长为L的丝线吊着一质量为m、带电荷量为q的小球,小球静止在水平向右的匀强电场中,如图所示,丝线与竖直方向成37°角.现突然将该电场方向变为向竖直上,但大小不变,不考虑因电场的改变而带来的其他影响(重力加速度为g,sin37°=0.6,cos37°=0.8),如图所示,求:
(1)匀强电场的电场强度的大小;
(2)小球经过最低点时丝线的拉力大小.
16.(8分)如图所示,A为电解槽,M为电动机,N为电炉子,恒定电压U=12V,电解槽内阻rA=2Ω,当K1闭合,K2、K3断开时,电流表示数6A;当K2闭合,K1、K3断开时,电流表示数5A,且电动机输出功率为35W;当K3闭合,K1、K2断开时,电流表示数为4A.求:
(1)电炉子的电阻及发热功率各多大?
(2)电动机的内阻是多少?
(3)在电解槽工作时,电能转化为化学能的功率为多少?
17.如图所示,两个带电滑块甲和乙系于一根绝缘细绳的两端,放在一个光滑的平面上,整体置于方向水平向右、大小E=6000N/C的匀强电场中,甲的质量m1=2×10-4kg,带电量q1=2×10-9C,乙的质量m2=1×10-4kg,带电量q2=﹣1×10-9C.开始时细线处于拉直状态.由静止释放两滑块,t=3s时细线断裂,不计滑块间的库仑力.试求:
(1)细线断裂前,两滑块的加速度;
(2)由静止开始释放后的整个运动过程中,乙的电势能增量的最大值.
18.(14分)如图所示的xOy平面上,以坐标原点O为圆心的四分之一圆形区域MON内分布着磁感应强度为B=2.0×10﹣3T的匀强磁场,其中M、N点距坐标原点O为
m,磁场方向垂直纸面向里.坐标原点O处有一个粒子源,不断地向xOy平面发射比荷为
=5×107C/kg的带正电粒子,它们的速度大小都是v=1×105m/s,与x轴正方向的夹角分布在0~90°范围内.
(1)求平行于x轴射入的粒子,出射点的位置及在磁场中的运动时间;
(2)求恰好从M点射出的粒子,从粒子源O发射时的速度与x轴正向的夹角;
(3)若粒子进入磁场前经加速使其动能增加为原来的2倍,仍从O点垂直磁场方向射入第一象限,求粒子在磁场中运动的时间t与射入时与x轴正向的夹角的关系.
郑州外国语学校2017-2018学年高二上期期中考试试卷
物理参考答案
题号
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
答案
D
B
D
D
C
C
B
A
AD
AB
AC
AD
13.
(1)6.870
(2)1.507.5
14.
(1)
(2)4.51.00
15、
(1)以小球为研究对象,分析受力情况:
显然小球带正电,由平衡条件得:
mgtan37°=qE
故:
E=
(2)电场方向变成向下后,小球开始摆动做圆周运动,重力、电场力对小球做正功,
由动能定理得:
①
由圆周运动知识,在最低点时:
②
由①②得:
T=
mg
16、
(1)电炉子为纯电阻,由欧姆定律:
其发热功率为:
PR=UI1=12×6W=72W.
(2)电动机为非纯电阻,由能量守恒定律得:
UI2=I22•rM+P输出
带入数据解得:
rM=1Ω
(3)电解槽工作时,由能量守恒定律得:
P化=UI3﹣I32•rA
带入数据解得:
P化=(12×4﹣42×2)W=16W.
17、对系统运用牛顿第二定律得,
(1)F合=q1E+q2E=(m1+m2)0
解得:
(2)乙位移最大时,乙的电势能增量最大
细绳断裂前,甲、乙发生的位移增均为
v0=0t=0.02×3m/s=0.06m/s
乙速度减为零的位移
整个运动过程乙发生的最大位移为
s乙max=s0+s乙'=0.03m+0.09m=0.12m
此时乙的电势能增量为EP=│W乙│=│q2E│s乙max=1×10-9×6×103×0.12J=7.2×10-7J
18、
(1)平行于x轴射入的粒子,轨迹如图所示,设出射点为P,
由
得:
有几何关系可知:
O1p=O1O=1m,Op=
m,
则△O1Op为等腰直角三角形x=y=1m,=
;
故P点坐标为(1m,1m),
运动时间为:
(2)由几何关系可知:
O2M=O2O=1m,OM=
m,
△O2OM为等腰直角三角形∠O2OM=45°,
则=∠O2OM=45°
(3)由
,
可知:
,
解得:
若粒子从M点出射时OM=R',△O3OM为正三角形,圆心角
,出射角
;
若粒子从弧MN上射出时,弦长均为
m,圆心角均为
,运动时间均为:
故0≤≤
时:
若粒子从边OM出射时,如图,
运动时间
故
≤≤
时,t=(-2)×10-5s
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