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山东省滕州市第三中学2014年高二上学期期中考试物理试题及答案


2014-2015 学年度山东省滕州市第三中学高二第一学期期中考试 物理试题
一、选择题(每题 5 分,共 55 分;1-7 为单选题;8-11 为多选题,选对但不全得 3 分,错选 得 0 分) 1.下列说法中正确的是 A.电荷在某处不受电场力的作用,则该处电场强度不一定为零 B.一小段通电导线在某处不受磁场力作用,则该处磁感应强度一定为零 C.电场强度是表征电场中某

点电场的强弱,是把一个检验电荷放在该点时受到的电场力 与检验电荷本身电荷量的比值 D.磁感应强度是表征磁场中某点磁场的强弱,是把一小段通电导线放在该点时受到的磁 场力与该小段导线长度和电流乘积的比值 2.手机已是我们生活中普遍的通信工具,如图所示是中国科健股份有限公司生产的一块手机 电池外壳上的文字说明,由此可知此电池的电动势和待机状态下平均工作电流分别是( )

A.4.2 V 14.58 mA C.3.7 V 14.58 mA

B.4.2 V 700 mA D.3.7 V 700 mA

3.条形磁铁放在水平桌面上,在其正中央的左上方固定一根长直导线,导线与磁铁垂直,给 导线通以垂直纸面向里的电流,用 N 表示磁铁对桌面的压力,用 f 表示桌面对磁铁的摩擦力, 则导线通电后与通电前相比( )

A.N 增大, f 变为向左 C.N 增大,f 仍等于 0

B.N 减小,f 仍等于 0 D.N 减小,f 变为向右

4.如图所示,在一电场强度沿纸面方向的匀强电场中,用一绝缘丝线系一带电小球,小球的 质量为 m、电荷量为 q,为保证当丝线与竖直方向的夹角为 θ=60° 时,小球处于平衡状态,则 匀强电场的电场强度大小最小值为( )

A.

3mg q

mg B. 2q

C.

3mg 2q

mg D. q

5.如图所示,在 xOy 平面内有一个以 O 为圆心、半径 R=0.1m 的圆,P 为圆周上的一点, O、P 两点连线与 x 轴正方向的夹角为 θ。若空间存在沿 y 轴负方向的匀强电场,电场强度大 小 E=100V/m,则 O、P 两点的电势差可表示为( )

A.UOP=-10cosθ(V) C.UOP=-10sinθ(V)

B.UOP=10sinθ(V) D.UOP=10cosθ(V)

6.如图所示,闭合开关 S 使电容器充电,充完后断开开关。当增大两极板间间距时,电容器 带电量 Q,电容 C,两极板间电压 U,两极板间场强 E 的变化情况是( )

A.Q 变小,C 不变,U 变小,E 变小 C.Q 不变,C 变小,U 变大,E 不变

B.Q 变小,C 变小,U 不变,E 变小 D.Q 不变,C 不变,U 变小,E 变小

7.如图所示,一平行板电容器的两极板与一电压恒定的电源相连,极板水平放置,极板间 距为 d,在下极板上叠放一厚度为 l 的金属板,其上部空间有一带电粒子 P 静止在电容器中, 当把金属板从电容器中快速抽出后,粒子 P 开始运动,重力加速度为 g。粒子运动加速度为 ( )

A.

l g d

B.

d ?l g d

C.

l g d ?l

D.

d g d ?l

8.在伏安法测电阻的实验中,待测电阻 Rx 约为 200Ω,电压表 V 的内阻约为 2kΩ,电流表 A 的内阻约为 10Ω,测量电路中电表的连接方式如图(a)或图(b)所示,若将由图(a)和图 (b)中电路测得的电阻值分别记为 Rx1 和 Rx2,则下了说法正确的是( )

A.Rx1 更接近真实阻值 B.Rx2 更接近真实阻值 C.Rx1 大于真实阻值,Rx2 小于真实阻值 D.Rx1 小于真实阻值,Rx2 大于真实阻值 9. 如图所示, 虚线 a、 b、 c 代表静电场中的三个等势面, 它们的电势分别为 φa、 φ b 和 φ c、 φa>φb>φc。 一带电的粒子射入电场中,其运动轨迹如图中实线 KLMN 所示,由图可知( )

A.粒子带正电 B.粒子从 L 到 M 的过程中,静电力做负功 C.粒子从 K 到 L 的过程中,电势能增加

D.粒子从 L 到 M 的过程中,动能减少 10.一个用半导体材料制成的电阻器 D,其电流 I 随它两端的电压 U 的关系图象如下图甲所 示,将它与两个标准电阻 R1、R2 并联后接在电压恒为 U 的电源上,如图乙所示,三个用电器 消耗的电功率均为 P.现将它们连接成如图丙所示的电路,仍然接在该电源的两端,设电阻器 D 和电阻 R1、R2 消耗的电功率分别为 PD、P1、P2,它们之间的大小关系为( )

A.P1=4P2

B.PD<P2

C.P1<4P2

D.PD>P2

11.如图,在正电荷 Q 的电场中有 M、N、P 和 F 四点,M、N、P 为直角三角形的三个顶点, F 为 MN 的中点, ?M ? 30 ,M、N、P、F 四点处的电势分别用 ? M 、 ? N 、 ?P 、 ? F 表示, 已知 ?M ? ?N , ?P ? ?F ,点电荷 Q 在 M、N、P 三点所在平面内,则( )

A.点电荷 Q 一定在 MP 连线上 B.连线 PF 一定在同一个等势面上 C.将正试探电荷从 P 点搬运到 N 点,电场力做负功 D. ?P 大于 ? M 二、填空题(每空 2 分,共 16 分) 12.完成下列仪器读数。 (1)游标卡尺 读数: (2)螺旋测微器 读数: cm mm

13.左下图为“测绘小灯伏安特性曲线”实验的实物电路图,已知小灯泡额定电压为 3V。

(1)在右上框图中画出与实物电路相应的电路图。 (2)完成下列实验步骤: ①闭合开关前,调节滑动变阻器的滑片,应停留在滑动变阻器 端; (填左或右)

②闭合开关后,逐渐移动变阻器的滑片,增加小灯泡两端的电压,记录电流表和电压表 的多组读数,直至电压达到额定电压; ③记录如下一组 U 和 I 的数据,断开开关。根据实验数据在方格纸上作出小灯泡灯丝的 伏安特性曲线。 编号 U/V I/A 灯光发 光情况 1 0.20 0.020 2 0.60 0.060 不亮 3 1.00 0.100 4 1.40 0.140 微亮 5 1.80 0.170 逐渐变亮 6 2.20 0.190 7 2.60 0.200 8 3.00 0.205

正常发光

(3)数据分析: ①从图线上可以得,当电压逐渐增大时,灯丝电阻的变化情况是____ ②图线表明导体的电阻随温度升高而_____ ___。 ③小灯泡正常工作时的电阻约为 。 (保留小数点后一位有效数字) _______。

三、计算题(14 题 9 分、15-17 题 10 分,共 39 分。 要求写出详细计算步骤)

14 . 如图,真空中 xOy 平面直角坐标系上的 ABC 三点构成等边三角形,边长 L=2.0m。若 将 电 荷 量 均 为 q=+2 . 0× 10-6C 的 两 点 电 荷 分 别 固 定 在 A 、 B 点 , 已 知 静 电 力 常 量 k=9.0× 109N· m2/C2.求: (1)两点电荷间的库仑力大小; (2)C 点的电场强度的大小和方向。

15 . 一台电动机内阻为 1 Ω,接到 120 V 的电源上.当电动机工作时,电流为 10 A.问: (1)电动机输入功率是多少? (2)电动机发热功率是多少? (3)每分钟转化的机械能是多少? 16.一电荷量为 q(q>0)、质量为 m 的带电粒子在匀强电场的作用下,在 t=0 时由静止开始 运动,场强随时间变化的规律如图所示.不计重力,求在 t=0 到 t=T 的时间间隔内: (1)粒子位移的大小和方向; (2)粒子沿初始电场反方向运动的时间。

17.如图所示,EF 与 GH 间为一无场区.无场区左侧 A、B 为相距为 d、板长为 L 的水平放置 的平行金属板,两板上加某一电压从而在板间形成一匀强电场,其中 A 为正极板.无场区右 侧为一点电荷 Q 形成的电场,点电荷的位置 O 为圆弧形细圆管 CD 的圆心,圆弧半径为 R, 圆心角为 120° ,O、C 在两板间的中心线上,D 位于 GH 上.一个质量为 m、电荷量为 q 的带 正电粒子以初速度 v0 沿两板间的中心线射入匀强电场,粒子出匀强电场经无场区后恰能进入 细圆管,并做与管壁无相互挤压的匀速圆周运动. (不计粒子的重力、管的粗细)求: (1)O 处点电荷 Q 的电性和电荷量;

(2)两金属板间所加的电压。

2014-2015 学年度山东省滕州市第三中学高二第一学期期中考试 物理试题参考答案
一、选择题 题号 选项 1 C 2 C 3 A 4 C 5 C 6 C 7 A 8 AC 9 AC 10 BC 11 AD

二、实验题 12.(1)3.06 (2) 5.666(5.665-5.667)

13.(1)电路图如图所示

(2)1 左端 3 伏安特性曲线如图所示

(3)1 先不变,后逐渐增大 2 增大 314.6Ω

三、计算题 14.(1)根据库伦定律,A、B 两点间的库仑力大小为: F ? k (2)A、B 点电荷在 C 点产生的场强大小相等,均为: E1 ? k

q2 =9.0× 10-3N 2 L

q L2

A、B 两点电荷形成的电场在 C 点的合场强大小为: E ? 2E1 cos30? 由上述两式并代入数据得 E ? 7.8 ? 10 N / C ,场强 E 方向沿 y 轴正方向 。 (根式同样给分)
3

15.(1)电动机的输入功率 P 电=UI=120×10 W=1 200 W; (2)电动机的发热功率 P 热=I2r=102×1 W=100 W; (3)输出的机械功率 P 机=P 电-P 热=1 200 W-100 W=1 100 W 转化的机械能为 W=P 机 t=66KJ

16.解法一:粒子在 0~T/4、T/4~T/2、 T/2~3T/4、~T 时间间隔内做匀变速运动, 设加速度分别为 a1、a2、a3、a4,由牛顿第二定律得

qE0 ? ma1 、 2qE0 ? ?ma2 、 2qE0 ? ma3 、 qE0 ? ?ma4
由此得带电粒子在 0~T 时间间隔内运动的 a—t 图像 如图(a)所示,对应的 v—t 图像如图(b)所示,其中

v1 ? a1

T qE0T ? 4 4m

由图(b)可知,带电粒子在 t=0 到 t=T 时的位移为

s?
联立解得 s ?

T v1 4

qE0T 2 16m

它的方向沿初始电场正方向。

(2)由图(b)可知,粒子在 t= 3T / 8 到 t= 5T / 8 内沿 初始电场反方向运动,总的运动时间为

t?

5T 3T T ? ? 8 8 4 T 8 T 8

(2)由电场的变化规律知,粒子从 t= T / 4 时开始减速,设经过时间 t1 粒子速度为零,有

0 ? v1 ? a2 t1 ,解得 t1=

粒子从 t= T / 2 时开始加速,设经过时间 t2 粒子速度为零,有

0 ? v2 ? a3t 2 ,解得 t2=

设粒子从 t=0 到 t= T 内沿初始电场反方向运动的时间为 t2,有

T ? t1 ) ? t 2 4 T 解得 t ? 4
t= (
2 2 4m v0 R 3m dv0 17.(1)负电 (2) 3kq 3qL

解析:(1)由几何关系知,粒子在 D 点速度方向与水平方向夹角为 30° , 进入 D 点时速度 v ?

v0 2 3 ? v0 cos30? 3



在细管中做与管壁无相互挤压的匀速圆周运动, 故 Q 带负电且满足 k

Qq v2 ? m R R2



由①②得: Q ?

2 4m v0 R 3kq

(2)粒子射出电场时速度方向与水平方向成 30°

tan30? ?

vy v0



v y ? at ④

a?

qU ⑤ md

t?

L v0



2 2 mdv0 tan30? 3mdv0 由③④⑤⑥得: U ? ? qL 3qL


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