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2016-2017学年江西省吉安市第一中学高二上学期第一次段考物理试题 (解析版)

时间:2017-01-05


一、选择题 1、在磁场中的 A、B 两点先后放入长度相等的短直导线,导线与磁场方向垂直,如图所示,图中 a、b 两点 图线分别表示在磁场中 A、 B 两点导线所受的力 F 与通过导线的电流 I 的关系, 下列说法中正确的是 ( )

A、A、B 两点磁感应强度相等 B、A 点的磁感应强度大于 B 点的磁感应强度 C、A 点的磁感应强度小于 B 点的磁感应强度

D、无法比较磁感应强度的大小 【答案】B 【解析】

考点:安培力、磁感应强度 【名师点睛】本题考查了安培力公式 F=BIL 的理解和应用,关键是根据推导出 F 与 I 的关系表达式分析, 得到图象斜率的物理意义。 2、用图示的电路可以测量电阻的阻值,图中 R x 是待测电阻, R 0 是定值电阻,G 是灵敏度很高的电流表, MN 是一段均匀的电阻丝, 闭合开关, 改变滑动头 P 的位置, 当通过电流表 G 的电流为零时, 测 得 MP ? l 1 ,

PN ? l 2 ,则 R x 的阻值为(



A、 l 1 R 0

l2

B、

l1 R0 l1?l 2

C、 l 2 R 0

l1

D、

l2 R0 l1?l 2

【答案】C
1

【解析】 试题分析:电阻丝 MP 段与 PN 段电压之比等于 R0 和 Rx 的电压比,即

U MP U R 0 R0 = = ,通过电流表 G 的 U PN U RX Rx

电流为零,说明通过电阻丝两侧的电流是相等的,而总电流一定,故通过 R0 和 Rx 的电流也相等,故

L R l RMP R0 R l l =? ,有 MP = 1 ,故 0 = 1 ,解得 Rx= 2 R0 ,故选项 C 正确。 = ,根据电阻定律公式 R S RPN Rx RPN l2 Rx l2 l1
考点:伏安法测电阻 【名师点睛】本题是串并联电路中电流、电压关系和电阻定律、欧姆定律的综合运用问题,设计思路巧妙, 考查了分析问题和解决问题的能力。 3、如图所示,虚线 a、b、c 是电场中的三个等势面,相邻等势面间的电势差相同,实线为一个带正电的质 点仅在静电力作用下通过该区域的运动轨迹,P、Q 是轨迹上的两点,下列说法中正确的是( )

A、三个等势面中,等势面 a 的电势最高 B、带电质点一定是从 P 点向 Q 点运动 C、带电质点通过 P 点时的加速度比通过 Q 点时小 D、带电质点通过 P 点时的动能比通过 Q 点时小 【答案】D 【解析】

考点: 电势 、电势能 【名师点睛】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、电势能、动能等物理量的变化。 4、如图所示,虚线为静电场中的等势面 1、2、3、4,相邻的等势面之间的电势差相等,其中等势面 3 的电

2

势为 0,一带正电的点电荷在静电力的作用下运动,经过 a、b 点时的动能分别为 20eV 和 5eV ,当这一点 电荷运动到某一位置,其电势能变为 ?8eV ,它的动能应为( )

A、 18eV 【答案】A 【解析】

B、 10eV

C、 28eV

D、 13eV

考点:等势面、电势 【名师点睛】“在只有电场力做功的条件下动能和电势能的总和保持不变;相邻等势面之间的电势差相同” 是我们解决此类问题时的突破口。 5、 如图所示, 电荷量为 ? q 和 ? q 的点电荷分别位于正方体的顶点, 正方体范围内电场强度为零的点有 ( )

A、体中心、各面中心和各边中点 B、体中心和各边中点 C、各面中心和各边中点 D、体中心和各面中心 【答案】D 【解析】

3

考点:电场的叠加 【名师点睛】两个等量同种电荷在其连线的中点处的合场强为零.两个等量同种正电荷在其连线的中垂线 上的合场强沿中垂线指向远离正电荷的方向.两个等量同种负电荷在其连线的中垂线上的合场强沿中垂线 指向负电荷的方向.然后分线中心、面中心和体中心进行分析,分析时将图中点电荷分组,运用合成法讨 论。 6、如图所示,有一带电粒子贴着 A 板沿水平方向射入匀强电场,当偏转电压为U 1 时,带电粒子沿①轨迹 从两板正中间飞出;当偏转电压为U 2 时,带电粒子沿②轨迹落到 B 板中间;设粒子两次射入电场的水平 速度相同,则两次偏转电压之比为( )

A、U 1 :U 2 ? 1: 4 【答案】B 【解析】

B、U 1 :U 2 ? 1:8

C、U 1 :U 2 ? 1:1

D、U 1 :U 2 ? 1: 2

试题分析:带点粒子在电场中做类似平抛运动,将合运动沿着平行平板和垂直平板方向正交分解,有:

y1

x ? v0t , y ?

2 y md 1 2 qU U 1 y at , a = ,解得 U= v ? 2 ,故 1 = x 1 = ,故选项 B 正确。 2 md U 2 y2 8 qx x

2 0 2

2

x2
考点:带电粒子在匀强电场中的运动 【名师点睛】本题关键根据类平抛运动的分位移公式和牛顿第二定律联立列式求解出电压的一般表达式, 然后再进行分析讨论。

2

4

7、如图所示,电子在电势差为 U 1 的加速电场中由静止开始运动,然后射入电势差为 U 2 的两块平行极板 间的偏转电场中,在满足电子能射出平行极板区的条件下,下述四种情况中,一定能使电子的偏转角 ? 变 大的是( )

A、U 1 变大,U 2 变大 B、U 1 变小,U 2 变大 C、U 1 变大,U 2 变小 D、U 1 变小,U 2 变小 【答案】B 【解析】

考点:带电粒子在匀强电场中的运动 【名师点睛】本题是带电粒子先加速后偏转问题,电场中加速根据动能定理求解获得的速度、偏转电场中 类平抛运动的研究方法是运动的分解和合成。 8、 某同学将一直流电源的总功率 P E 、 输出功率 P R 和电源内部的发热功率 P r 随电流 I 变化的图线画在同 一坐标系中,如图中的 a、b、c 所示,则下列说法中正确的是( )

5

A、图线 b 表示输出功率 P R 随电流 I 变化的关系 B、图中 a 线最高点对应的功率为最大输出功率 C、在图线上 A、B、C 三点的纵坐标一定满足关系 P A ? P B ? P C D、两个图线交点 M 与 N 的横坐标之比一定为 1 : 2 ,纵坐标之比一定为 1 : 4 【答案】CD 【解析】

考点:电功、电功率 【名师点睛】 当电源的内阻和外电阻的大小相等时, 此时电源的输出的功率最大, 并且直流电源的总功率 PE 等于输出功率 PR 和电源内部的发热功率 P r 的和。 9、如图所示,两块水平放置的平行正对的金属板 a、b 与电源 E 相连,在距离两板等距离的 M 点有一个带 电液滴处于静止状态, 若将 b 板向上平移一小段距离, 但仍在 M 点下方, 稳定后, 下列说法中正确的是 ( )

A、液滴将加速向下运动 B、M 点电势升高 C、带电液滴在 M 点的电势能增大
6

D、在 b 板移动前后两种情况下,若将液滴从 a 板移到 b 板,电场力做功相同 【答案】CD 【解析】

考点:电容器、匀强电场中电势差和电场强度的关系 【名师点睛】由于金属板与电源始终相连,即使改变两板间距,两板的电压仍不变,所以电场力做功也相 同.同时考查了电势能与电荷的电量及电势有关,且注意电荷的极性与电势的正负。 10、如图所示,电路中定值电阻阻值 R 大于电源内阻阻值 r,闭合电建后,将滑动变阻器滑片向下滑动,理 想电压表V 1 、V 2 、V 3 示数变化量的绝对值分别为 ?U 1 、 ?U 2 、 ?U 3 ,理想电流表示数变化量的绝 对值为 ?I ,则( )

A、 ?U 2 ? B、

?U 1 ? ?U 3

?U 3 ? R ? r
?I

C、电源输出功率先增大后减小 D、

?U 1 和 ?U 2 保持不变
?I ?I

【答案】BD 【解析】

7

考点:闭合电路的欧姆定律 【名师点睛】本题是电路的动态分析问题,关键要搞清电路的结构,明确电表各测量哪部分电路的电压或 电流,根据闭合电路欧姆定律进行分析。 二、填空题 11、某同学测量一个圆柱体的电阻率,需要测量圆柱体的尺寸和电阻。

①使用螺旋测微器测量圆柱体的直径,某次测量的示数如图(a)所示,直径为 ②按如图(b)连接电路后,实验操作如下: (a)将滑动变阻器 R 1 的阻值置于最 使电流表示数为 I 0 ; (b)将电阻箱 R 2 的阻值调至最大, S 2 拨向接点 2;保持 R 1 不变,调节 R 2 ,

cm 。

处(填“左”或“右” ) ;将 S 2 拨向接点 1,闭合 S 1 ,调节 R 1 ,

,此时 R 2 阻值为

1250? ;
③由此可知,圆柱 体的电阻为

?。

【答案】① 0.5315cm ;②(a)右,使电流表示数为 I 0 ;③ 1250? 【解析】
8

考点:测定金属的电阻率 【名师点睛】该题采用“等效法替代”测圆柱体的电阻,无论什么方法,关键是理解实验原理然后利用电 路的串并联知识求解。 12、实验室有一破损的双量程动圈式电压表,两量程分别是 50V 和 500V ,其内部电路如图 1 所示,因电 压表的表头 G 已烧坏,无法知道其电学特性,但两个精密电阻 R 1 、 R 2 完好,测得 R1 ? 49.9k ? ,

R 2 ? 499.9k? ,现有两个表头,外形都与原表头 G 相同,已知表头 G 1 的满偏电流为1mA ,内阻为 60? ;
表头 G 2 的满偏电流 0.5mA ,内阻为 100? ,又有两个定值电阻 r 1 ? 40? ,r 2 ? 20? ,若保留 R 1 、R 2 的 情况下,对电压表进行修复,则: (1)原表头 G 满偏电流 I g ? (2)用于修复电压表的器材有: (3)在虚线框中画出修复后的电路: ,内阻 r g ? (填器材符号) 。 。

【答案】(1) I g ? 1mA , rg ? 100? (2) G1、r 1 (3)如图所示:

9

【解析】

考点:把电流表改装成电压表 【名师点睛】本题考查了求表头的满偏电流与内阻、电压表的改装,知道电压表的改装原理、应用串联电 路特点与欧姆定律即可正确解题。 13、在测量一节干电池电动势 E 和内阻 r 的实验中,小明设计了如图甲所示的实验电路:

(1)根据图甲实验电路,请在乙图中用笔画线代替导线,完成实物电路的连接。 (2)实验开始前,应先将滑动变阻器的滑片 P 调到 (选填“a”或“b” )端。

(3)合上开关 S 1 、 S 2 接图甲中的 1 位置,改变滑动变阻器的阻值,记录下几组电压表示数和对应的电流 表示数;S 2 该接图甲中的 2 位置, 改变滑动变阻器的阻值, 再记录下几组电压表示数和对应的电流表示数。 在同一坐标系内分别描点作出电压表示数 U 和对应的电流表示数 I 的图像,如图丙所示,两直线与纵轴的 截距分别为U A 、U B ,与横轴的截距分别为 I A 、 I B ; ① S 2 接 1 位置时,作出的 U ? I 图线是图丙中的 (选填“A”或“B” )线;测出的电池电动势 E
10

和内阻 r 存在系统误差,原因是

。 , r 真= 。

②由图丙可知,干电池电动势和内阻的真实值分别为 E 真= 【答案】(1)如图所示:

(2)a 端 (3)①B,电压表的分流;② 【解析】

E真 ?U A ,

UA IB

由于 S 2 接 1 位置时,U-I 图线的 B 线对应的短路电流为

I 短 ? I B ,所以 r 真 ?

E真 ? U A ; I短 IB
11

考点:测定电源的电动势和内阻 【名师点睛】应明确用“等效电源”法分析“测量电源电动势和内阻实验”误差的方法,明确 U-I 图象中纵 轴截距与斜率的含义。 三、计算题 14、如图所示的电路中,电阻 R ? 10? ,电动机 M 的线圈电阻 r ? 1? ,加在电路两端的电压 U ? 100V , 已知电流表的读数为 30 A ,求: (1)通过 电动机线圈的电流强度为多少? (2)通电 1min ,电动机 M 输出的机械功为多少?

【答案】(1) 20 A ;(2) 9.6 ?10 J
4

【解析】

考点:电功、电功率 【名师点睛】本题要抓住非纯电阻电路与纯电阻电路的区别,电动机正常工作时,其电路是非纯电阻电路, 欧姆定律不成立。 15、如图所示,在竖直平面内,光滑绝缘直杆 AC 与半径为 R 的圆周交于 B、C 两点,在圆心处有一固定的 正点电荷,B 点为 AC 的中点,C 点位于圆周的最低点。现有一质量为 m、电荷量为 ? q ,套在杆上的带负 电小球(可视为质点)从 A 点由静止开始沿杆下滑。已知重力加速度为 g,A 点 距过 C 点的水平面的竖直 高度为 3 R ,小球滑到 B 点时的速度大小为 2 gR 。

12

(1)求小球滑至 C 点时的速度大小; (2)求 A、B 两点间的电势差U AB ; (3)若以 C 点为参考点(零电势点) ,试确定 A 点的电势。

【答案】(1) vC= 7 gR ;(2) ? 【解析】

mgR mgR ;(3) ? 2q 2q

考点:电势差与电场强度的关系、电场强度、电势 【名师点睛】本题关键根据动能定理列式分析,切入点在于圆周为等势面,小球从 A 到 C 和 A 到 B 电场力 做功相等。 16、如图(a)所示电路,当变阻器的滑片从一端滑到另一端的过程中,两电压表的示数随电流表示数的变 化情况如图(b)中的 AC、BC 两直线所示,不考虑电表对电路的影响。 (1)电压表V 1 、 V 2 的示数随电流表示数的变化图像应分别为 U ? I 图像中的哪一条直线? (2)定值电阻

R 0 、变阻器 R 的总电阻分别为多少?

(3)试求处电源的电动势和内阻。
13

(4)变阻器滑片从一端滑到另一端的过程中,变阻器消耗的最大电功率为多少?

【答案】(1)BC,AC (2) 3? , 12? (3) E ? 8V , r ? 1? (4) 4W 【解析】

考点:闭合电路的欧姆定律 【名师点睛】本题考查对物理图象的理解能力,可以把本题看成动态分析问题,来选择两电表示对应的图 线。 17、如图甲所示,水平放置的平行金属板 A 和 B 的距离为 d,它们的右端放着垂直于金属板的靶 MN,现在 A、B 板上加上如图乙所示的方波形电压,电压 的正向值为U 0 ,反向电压值为

U 0 ,且每隔 T
2
'

2

变向 1 次。

现将质量为 m 的带正电, 且电荷量为 q 的粒子束从 AB 的中点 O 以平行于金属板的方向 OO 射入, 设粒子 能全部打在靶上而且所有粒子在 A、B 间的飞行时间均为 T。不计重力的影响,试问: (1)定性分析在 t ? 0 时刻从 O 点进入的粒子,在垂直于金属板的方向上的运动情况。 (2)在距靶 MN 的中心 O 点多远的范围内有粒子击中?
'

14

(3)要使粒子能全部打在靶 MN 上,电压U 0 的数值应满足什么条件?(写出U 0 、 m 、 d 、 q 、 T 的关 系即可)

【答案】(1)先向下匀加速运动,再向下匀减速运动 (2)

5qU 0T 2 qU 0T 2 到 16md 16md

8md 2 (3) U 0 < 5qT 2
【解析】

考点:带电粒子在匀强电场中的运动
15

【名师点睛】本题是粒子在周 期性变化的电场中运动,分析带电粒子的运动情况是关键.结合牛顿第二定 律和运动学公式进行求解。

16

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