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江西省南昌市第二中学2013-2014学年高二上学期期中考试物理试卷


江西省南昌市第二中学 2013-2014 学年高二上学期期中考试物理试 卷

本卷分第Ⅰ卷(选择题)和第Ⅱ卷(非选择题)两部分。满分 110 分,时间 100 分钟。 第Ⅰ卷(选择题) 一、选择题(共 10 小题,每小题 4 分,共 40 分,在每小题给出的四个选项中,有 的小题只有一个选项符合题目要求, 有的小题有多个选项符合题目要求, 全部选对的得 4 分

,选不全的得 2 分,有选错或不答的得 0 分) 1.关于电阻和电阻率的说法中,正确的是( )

A.导体对电流的阻碍作用叫做导体的电阻,因此只有导体中有电流通过时才有电阻 B.由 R =U/I 可知导体的电阻与导体两端的电压成正比,跟导体中的电流成反比 C.金属材料的电阻率一般随温度的升高而增大 D.将一根导线等分为二,则半根导线的电阻和电阻率都是原来的二分之一 2.计数器因射线照射,内部气体电离,在时间 t 内有 n 个二价正离子到达阴极,有 2n 个 电子到达阳极,则计数器中的电流为( A.0 B.2ne/t C.3ne/t ) D.4ne/t

3. 如图所示,A、B、C、D 是滑线变阻器的4个接线柱,现把此变阻器串联接入电路中, 并要求滑片 P 向接线柱 C 移动时, 电路中的电流减小, 则该接入电路的接线柱可能是( A. A 和 B C. B 和 C B. A 和 C D. B 和 D )

4.根长 1m 的均匀电阻丝需与一盏“10V,5W”的灯同时工作, 电源电压恒为 100V,电阻丝阻值 R=100Ω(其阻值不随温度而变) ,现利用分压电路从电 阻丝上获取电能使灯正常工作。 和灯并联的一段电阻丝的长度 范围为: ( ) B. 0.1m-0.2m D. 0.3m-0.4m

A. 0-0.1m C. 0.2m-0.3m

5.在如图所示的电路中,E 为电源电动势,r 为电源内阻,R1 和 R3 均为定值电阻,R2 为 滑动变阻器。当 R2 的滑动触点在 a 端时合上开关 S,此时三个电表 A1、A2 和 V 的示数 分别为 I1、I2 和 U。现将 R2 的滑动触点向 b 端移动,则三个电表示数的变化情况是( )
1

A.I1 减小,I2 增大,U 减小 B.I1 减小,I2 不变,U 减小 C.I1 增大,I2 不变,U 增大 D.I1 增大,I2 减小,U 增大 6.如图所示,直线 a 为电源的 U-I 图线,直线 b 为电阻 R 的 U-I 图线,用该电源和该电阻组成闭合电路时,电源的内阻和电源的 效率分别为( ). B. 2Ω 、33.3% D. 2Ω 、67%

A.0.5Ω 、33.3% C. 0.5Ω 、67%

7.高温超导限流器被公认为目前最好的,且惟一行之有效的短路故障电流限制装置,中 国科学院电工研究所完成了一种具有自主知识产权的高温超导限流器样机的研制工作, 并于 2005 年初在湖南进行并网挂机实验. 超导限流器 R1 由超导部件和限流电阻 R2 并联组成,如图所示,超 导部件有一个超导临界电流 IC,当通过限流器的电流 I>IC 时,将造成超导体失超,从超导态(本题认为电阻 为零)转变为正常态(本题认为是一个纯电阻).以此来 限制电力系统故障电流.已知超导部件的正常态电阻 为 R1=3Ω, 超导临界电流 IC=1.2A, 限流电阻 R2=6Ω, 小灯泡 L 上标有“6V,6W”,电源电动势 E=8V,内阻 r=2Ω,原来电路正常工作,现 L 突然发生短路.则( ) B.超导部件将由超导态转为正常态 D.短路后通过 R1 的电流为 2A

A.短路前通过 R1 的电流为 2/3A C.短路后通过 R1 的电流为 4/3A

8.一同学在某电路中接上两个毫安表和两个相同的电压表,如图所示,毫安表 1 的读数 I1 =100mA,毫安表 2 的读数 I2=99mA,电压表 V1 的读数 U1=10V,则电压表 V2 的读数应为( A. 0.01V C. 0.1V B. 1V D. 10V )

9.在如图所示的电路中,圈①、②处可以接小灯泡、电压表(为理想电表) 。电源电动势 ε、 内阻 r 保持不变, 定值电阻 R1=R2=R3=R4=r, 小灯电阻 RL=r, 下列说法中正确的是 (
2

)

A.要使电源总功率较大,则应该①接电压表,②接小灯泡 B.要使电源输出功率较大,则应该①接小灯泡,②接电压表 C.要使路端电压较大,则应该①接小灯泡,②接电压表 D.要使闭合电路中电源效率较高,则应该①接小灯泡,②接电压表 10.如图所示,在 x 轴上关于 O 点对称的 A、B 两点有等量同种点电荷+Q,在 y 轴上 C 点有点电荷-Q,且 CO=OD,∠ADO=60° .下列判断正确的是( A.O 点电场强度为零 B.D 点电场强度为零 C.若将点电荷+q 从 O 移向 C,电势能增大 D.若将点电荷-q 从 O 移向 C,电势能增大 )

第Ⅱ卷(非选择题 共 70 分)
二、填空题(共 4 小题,11、12、13 题,每题 4 分,16 题 6 分,共 18 分。把答案直 接填在横线上) 11.如图所示装置,真空中有三个电极:发射电子的阴极:其电势 φk=-182V;栅网: 能让电子由其间穿过,电势 φg=0;反射电板电势为 φr=-250V.与栅网的距离 d=4mm.设各电极间的电场是均匀 的,从阴极发射的电子初速度为零,电子所受重力可以忽略, 已知电子质量是 0.91× 10
-30

kg,电荷量 e=1.6× 10

-19

C,设某 时间

时刻有一电子穿过栅网飞向反射极, 则它经过 后再到栅网。 (保留 2 位有效数字)

12.有一可供使用的多用电表,S 为选择开关,Q 为欧姆挡调零旋钮.现在要用它检 测两个电阻的阻值.已知阻值分别为 R1 约为 20 Ω,R2 约为 30 kΩ,下面提出了在测量过 程中一系列可能的操作,请你选出能尽可能准确地测定各阻值和符合多用电表安全使用 规则的各项操作,并且将它们按合理顺序填写在后面的横线上的空白处.下图为欧姆挡 表盘刻度的示意图. A.旋动 S 使其尖端对准欧姆挡× k 1 B.旋动 S 使其尖端对准欧姆挡× 100

3

C.旋动 S 使其尖端对准欧姆挡× 10 D.旋动 S 使其尖端对准欧姆挡× 1 E.旋动 S 使其尖端对准“OFF” F.将两表笔分别接到 R1 的两端,读出 R1 的阻值,随后即断开 G.将两表笔分别接到 R2 的两端,读出 R2 的阻值,随后即断开 H.两表笔短接,调节 Q 使表针对准欧姆挡刻度盘上的 0,随后即断开 所选操作及其顺序为(用字母代号填空):______________.(操作:步骤可以重复选用) 13.用伏安法测电池的电动势和内电阻,由于电路存在问题,当电键 S 闭合后,移动 变阻器的滑片 P 时,出现下列异常现象: (1)电流表示数可变,电压表示数始终为零 (2)电流表示数为零,电压表示数不变 (3)电流表烧坏 (4)电流表示数不变,电压表示数可变 以上四种情况与下面电路图对应的情况分别是:(1)对应 (3)对应 ,(4)对应 . ,(2)对应 ,

14.如图甲所示, 为某同学测绘额定电压为 2.5 V 的小灯泡的 I-U 特性曲线的实验电路图。

4

①根据电路图甲,用笔画线代替导线,将图乙中的实验电路连接完整。 ②开关 S 闭合之前, 图甲中滑动变阻器的滑片应该置于_____端 (选填“A”、 “B”或“AB 中间”) ③实验中测得有关数据如下表: 根据表中的实验数据,在图丙中画出小灯泡的 I-U 特性曲线。

三、论述、计算题(本题共 5 小题,共 52 分。解答应写出必要的文字说明、方程式和 重要演算步骤,只写出最后答案不能得分,有数值计算的题,答案中必须明确写出数值 和单位) 15.(8 分)一辆电动车,蓄电池充满后可向电动机提供 E0=4.5× 6J 的能量,已知 10 车辆总质量 M=150kg,行驶时所需克服的阻力 F 阻是车辆总重力的 0.05 倍. (1)若这辆车的电动机的效率 η=80%, 则这辆车充一次电能行驶的最大距离是多少? (g 取 10m/s2) (2)若电动车蓄电池的电动势 E1=24V,工作时的电流强度 I=20A,设电动车电路中 总电阻为 R,蓄电池工作时有 20%的能量在 R 上转化为内能.求 R 的大小. 16. (10 分)有一用电器的铭牌上标明额定电压为 100V,额定功率因字迹不清而无法辨 认, 但该用电器有显示是否处于正常工作状态的装置。 现将该用电器与一阻值为 (0~100) Ω 的滑动变阻器连接后,接在输出电压的 220V 的电源两端。 (1)为使用电器安全正常工作,为什么只能将滑动变阻器连接成分压器?说明理由并画 出电路图。 (2)在正确连接的电路图中,当用电器正常工作时通过电源的电流强度为 2.4A,求用电 器消耗的电功率。 17.如图所示的电路中,电源电动势 E=6V,内阻 r=1Ω,电阻 R1=3Ω,R2=6Ω,电容器的 电容 C=3.6μF,二极管 D 具有单向导电性,开始时,开关 S1 闭 合,S2 断开。 (1) 合上 S2, 待电路稳定以后, 求电容器 C 上电量变化了多少? (2)合上 S2,待电路稳定以后再断开 S1,求断开 S1 后流过 R1 的电量是多少?
5

18.(10 分)三只灯泡 L1、L2 和 L3 的额定电压分别为 1.5V、1.5V 和 2.5V,它们的额 定电流都为 0.3A.若将它们连接成下图(1)、图(2)所示电路,且灯泡都正常发光, (1)试求图(1)电路的总电流和电 阻 R2 消耗的电功率; (2)分别计算两电路电源提供的电 功率,并说明哪个电路更节能.

19. (14 分)如图所示,两平行金属板 A、B 长 8cm,两板间距离 d=8cm,A 板比 B 板电势高 300V,一带正电的粒子电荷量 q=10-10C,质量 m=10-20kg,沿电场中心线 RO 垂直电场线飞入电场,初速度 υ0=2× 6m/s,粒子飞出平行板电场后经过界面 MN、 10 PS 间的无电场区域后,进入固定在 O 点的点电荷 Q 形成的电场区域, (设界面 PS 右边 点电荷的电场分布不受界面的影响) ,已知两界面 MN、PS 相距为 12cm,D 是中心线 RO 与界面 PS 的交点,O 点在中心线上,距离界面 PS 为 9cm,粒子穿过界面 PS 最后垂直打 在放置于中心线上的荧光屏 bc 上. (静电力常数 k = 9.0× 9N· 2/C2) 10 m (1) 求粒子穿过界面 MN 时偏离中心线 RO 的距离多远?到达 PS 界面时离 D 点多远? (2)在图上粗略画出粒子运动的轨迹. (3)确定点电荷 Q 的电性并求其电荷量的大小. (结果保留 2 位有效数字)

6

高二物理试题 答题卡
一、本题共 10 小题;每小题 4 分,共 40 分.每小题给出的四个选项中,有的只有一 个选项正确,有的有多个选项正确,全部选对的得 4 分,选对但不全的得 2 分,有错选或不选 的得 0 分) 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 题号 答案 二、本题共4小题,共18分,把答案填在题中的横线上. 12. ______________. _,(2) ②_ _,(3) ____端 _ ___,(4) __ ③ ___.

11.

13. (1) 14. ①

三、本题共 5 小题,共 52 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. 15. 分) (8

16. (10 分) 17. (10 分)

18. (10 分)

7

19. (14 分)

参考答案
1、 2、 C B A 6、C BD
-9

3、 CD 4、 B

5、

7、BC

8、C 9、ACD10、

11.1.5×10 s

12.AHGDHFE 或 DHFAHGE

13. (1)对应__丁__,(2)对应_乙___,(3)对应_甲___,(4)对应__丙___. 14.①如图所示 ②A ③如图所示。

15.(8 分)解析:(1)当匀速行驶时,F=F 阻, 由题意得:ηE0=F 阻 xmax 所以 xmax= (2)由能量关系 PR=η′E1I η′E1 0.2× 24 又因为 PR=I2R,所以 R= = Ω=0.24Ω I 20 (4 分) ηE0 0.8× 4.5× 6 10 = m=4.8× 4m=48km (4 分) 10 150× 10 F阻 0.05×

16. (10 分)解析: (1)若将滑动变阻器接成限流器,则无法判断当滑动变阻器接入电 路的阻值最大时,用电器两端的电压是否小于等于 100V。因此必须将滑

8

动变阻器接成分压器使用。 分)电路图如图所示。 分) (2 (3 (2)设滑动变阻器的总电阻为 R,其与用电器并联的部分的电阻为 Rx, 则有 I0=(U-U0)/(R-Rx)=(220-100)/(100-Rx)=2.4A 解得 Rx=50Ω (1 分) (1 分) (1 分) (1 分) (1 分)

通过 Rx 的电流 I1=U0/Rx=2A 通过用电器的电流 I2=I0-I1=0.4A 用电器的功率 P2=I2U0=40W

17、(10 分)(1)设开关 S1 闭合,S2 断开时,电容两端的电压为 U1,干路电流为 I1, 根 据闭合电路欧姆定律有 I1 ?

E ? 1.5A , R1 ? r

U 1 = I1 R1 ? 4.5V

(2 分)

合上开关 S2 后,电容电压为 U 2 ,干路电流为 I 2 .根据闭合电路欧姆定律有

I2 ?

E ? 2A , R1 R2 ?r R1 ? R2

U2 = I2

R1 R2 ? 4V R1 ? R2

(2 分)

所以电容器上电量变化了

?Q ? (U 2 ? U1 )C ? ?1.8 ?10-6 C
?5

(2 分) (1 分)

(2)合上 S2 后,电容上电量为 Q, Q ? CU 2 ? 1.44 ?10 C

断开 S1 后, R1 和 R2 的电流与阻值成反比,故流过的电量与阻值成反比。 故流过 R1 的电量

Q1 ?

R2 Q ? 9.6 ?10 ?6 C R1 ? R2

(3 分)

18.(10 分)解析:(1)由题意,在图(1)电路中: 电路的总电流 I 总=IL1+IL2+IL3=0.9A U 路端=E-I 总 r=2.55V UR2=U 路端-UL3=0.05V IR2=I 总=0.9A (1 分) (1 分) (1 分) (1 分)
9

(2 分)

电阻 R2 消耗功率 PR2=IR2UR2=0.045W (2)图(1)电源提供的电功率

P 总=I 总 E=0.9× 3W=2.7W 图(2)电源提供的电功率 P′总=I′总 E′=0.3× 6W=1.8W (3 分)

由于灯泡都正常发光,两电路有用功率相等,而 P′总<P 总 所以图(2)电路比图(1)电路节能. (1 分)

19.(14 分)解: (1)带电粒子穿过界面 MN 时偏离中心线的距离,即侧向位移:

1 2 1 qU L 2 10 ?10 ? 300 0.08 2 y1 ? at ? ( ) ? ?( ) m ? 0.03m (3 分) ? 20 2 2 md v0 2 ? 10 ? 0.08 2 ? 10 6
带电粒子的速度离开电场时的速度及穿过 PS 进入点电荷电场的速度:

v x ? v0 ? 2 ? 10 6 m / s; v y ? at ? qUL / mdv0 ? 1.5 ? 10 6 m / s.
2 2 v ? v x ? v y ? 2.5 ? 10 6 m / s.

此时的速度方向与水平方向成 θ, tan? ?

vy vx

?

3 4

带电粒子在离开电场后将做匀速直线运动打在 PS 上的 a 点(如图) ,则 a 点离中心 线的距离为 y:则 y ? y1 ? y 2 ? y1 ? l1 tan? ? 0.03 ? 0.12 ? (2)轨迹如图所示 (3) 点与点电荷所在位置的 a 连线与 PS 的夹角为 β,则

3 ? 0.12 m 4

(2 分)

tan ? ?

l 2 0.09 3 ? ? y 0.12 4

? ? ? ,带电粒子进入点电荷
的电场时,速度与点电荷对粒 子的库仑力垂直,由题的描 述:粒子穿过界面 PS 最后垂直打在荧光屏 bc 上,由此可以做出判断:该带电粒子在穿 过界面 PS 后将绕点电荷 Q 作匀速圆周运动。带正电的粒子必定受到 Q 的吸引力,所以 Q 带负电。
10

半径 r ?

2 y 2 ? l 2 ? 0.12 2 ? 0.09 2 m ? 0.15 m

由库仑定律和匀速周运动规律得:

k

mv 2 r 10 ?20 ? (2.5 ? 10 6 ) 2 ? 0.15 Qq v2 ? ? 1.04 ? 10 ?8 C ? m 得: Q ? 9 ?10 2 kq r 9 ? 10 ? 10 r

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