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浙江省杭州七校2012-2013学年高二上学期期中联考物理试题

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2012 学年第一学期期中杭州地区七校联考
高二年级物理学科 试题
一.单项选择题(本题 10 小题,每小题 3 分,共 30 分。每小题只有一个选项符合题意,请 将正确答案填入答题卷中。) 1.物理学中用到大量的科学方法建立概念,如“理想模型”、“等效替代”、“控制变量”等等, 下列选项均用到“等效替代”方法的是: A.“合力与分力”、“质点”、“电场强度” B.“质点”、“平均速度”、“点电荷” C.“点电荷”、“总电阻”、“电场强度” D.“合力与分力”、“平均速度”、“总电阻” 2. 一节干电池的电动势为 1.5V,这表示该电池: A.能将 1.5J 的化学能转变成电能 B.接入电路工作时两极间的电压恒定为 1.5V C.它存储的电能比电动势为 1.2V 可充电电池存储的电能多 D.将 1C 电量的电荷由负极移送到正极的过程中,非静电力做了 1.5J 的功 3.在点电荷 Q 形成的电场中有一点 A, 当一个-q 的检验电荷从电场的无限远处移到电场中 的 A 点时,电场力做的功为 W,则检验电荷在 A 点的电势能及电场中 A 点的电势分别为:

W q W C. ? A ? W,? A ? q
A. ? A ? ?W,? A ?

B. ? A ? W,? A ? ?

W q W q

D. ? A ? ?W,? A ? ?

4.将标有“110V、40W”白炽灯 L1 和标有“110V、100W”白炽灯 L2,与一只滑动变阻器(0~ 300Ω)组合起来接在 220V 的线路上,要使 L1 、L2 都能正常发光而且最省电,应选择的电 路图是

5.如图电路中, 电源 E 的电动势为 3.2V, 电阻 R 的阻值为 30Ω, 小灯泡 L 的额定电压为 3V,额定功率为 4.5W.当电键 S 接位 置 1 时,电压表的读数为 3V,那么当电键 S 接到位置 2 时,小 灯泡 L 的发光情况是: A.很暗,甚至不亮 C.比正常发光略亮 B.正常发光 D.有可能先发强光后被烧坏 题5图

1

6.某导体置于电场后周围的电场分布情况如图所示,图中虚线表示电场 线,实线表示等势面,A、B、C 为电场中的三个点。下列说法错误 的是: .. A.A 点的电场强度小于 B 点的电场强度 B.A 点的电势高于 B 点的电势 C.将负电荷从 A 点移到 B 点,电场力做正功 D.将正电荷从 A 点移到 C 点,电场力做功为零 7.某课外活动小组将锌片和铜片插入一个西红柿中,用电压表测量铜片 题6图
C A B

和锌片间电压为 0.30V.然后又将同样的 10 个西红柿电池串联成电池组(n 个相同电池串联时, 总电动势为 nE,总电阻为 nr),与一个额定电压为 1.5V、额定功率为 1W 的小灯泡相连接, 小灯泡不发光,测得小灯泡两端的电压为 0.2V.对此现象以下解释正确的是: A.西红柿电池组的电动势大于小灯泡的额定电压,小灯泡已经烧毁 B.西红柿电池组不可能提供电能 C.西红柿电池组提供的电功率太小 D.西红柿电池组的内阻远小于小灯泡的电阻 8. 如图所示,带有等量异种电荷的两块很大的平行金属板 M、N 水平正对放置,两板间有 一带电微粒以速度 v0 沿直线运动,当微粒运动到 P 点时,迅速将 M 板上移一小段距离,则 此后微粒的运动情况可能的是: A.沿轨迹①做曲线运动 B.方向改变沿轨迹②做直线运动 C.方向不变沿轨迹③做直线运动 D.沿轨迹④做曲线运动 9.如图所示,一带电量为 q 的金属球,固定在绝缘的支架上,这时球 外 P 点的电场强度为 E0,当把一电量也是 q 的点电荷放在 P 点时, 测得点电荷受到的静电力为 f; 当把一电量为 aq 的点电荷放在 P 点时, 测得作用于这点电荷的静电力为 F,则在国际单位制中: A.f 的数值等于 qE0 C.a 比1小得越多,F 的数值越接近 af B.F 的数值等于 af 题9图 题8图
① ② P ④ ③ M

N

D.a 比1小得越多,F 的数值越接近 aqE0 y
P θ

10.两个相距很近的等量异号点电荷组成的系统称为电偶极子。 设 相距为 l,电荷量分别为 +q 和 -q 的点电荷构成电偶极子。如图 10 +q 所示,取二者连线方向为 y 轴方向,中点 O 为原点,建立 xOy 坐标系, P 点距坐标原点 O 的距离为 r( r>>l) , P、 O 两点间连
O -q

r
x

题 10 图
2

线与 y 轴正方向的夹角为 θ,设无穷远处的电势为零,P 点的电势为 φ,真空中静电力常 量为 k。 下面给出 φ 的四个表达式, 其中只有一个是合理的。 你可能不会求解 P 点的电势 φ, 但是你可以通过一定的物理分析,对下列表达式的合理性做出判断。根据你的判断,φ 的合 理表达式应为 A. U CO ? C. ? ?

m v2 ? 2m gd 2q

B. ? ? D. ? ?

kql cos ? r2

kqr cos ? l2

kql sin ? r2

二、不定项选择题(本题 5 小题,每小题 4 分,共 20 分。每小题有一个或一个以上的选项 符合题意。全选对的得 4 分,选对但不全的得 2 分,有选错或不选的得 0 分) 11.如右图,实线表示一匀强电场的电场线,一个带正电荷的粒子射入该电场,虚线是它的 运动轨迹, a、b 是轨迹上的两点,不计重力,则: A.场强方向向左 B.粒子一定是从 a 点运动到 b 点 C.a 点电势比 b 点电势高 D.粒子在 a 点的电势能大于在 b 点的电势能 12.节日挂在树上或商店门口的小彩灯通电后发出丽的色彩, 众多 小彩灯是先和电阻 R 并联后再串联接到 220 v 电源上的,其简化的电路如右图所示.下面对 此电路正确的认识是: A.当某小彩灯灯丝断时由于 R 的导电作用仍 保持整个电路通路,其他灯仍能发光 B.R 的作用是分流,使小彩灯的电流不至太大 C.R 的作用是分压,使得小彩灯不被烧坏 D.为了节能,R 的阻值要大于小彩灯的灯丝电阻 13.如图所示,在等量异种电荷形成的电场中,有 A、B、C 三 点,A 为两点电荷连线的中心,B 为连线上距 A 为 d 的一点, C 为连线中垂线上距 A 也为 d 的一点,关于三点的场强大小、 电势高低比较,正确的是: A. EB ? EA ? EC C.φ A ?φ C ?φ B B. EA ? EB ? EC D.φ B ?φ C ?φ A 题 13 图 题 12 图
L1 L2 220v L3

a

b 题 11 图

R

R

R

v

14.如图所示的电路,a、b、c 为三个相同的灯泡,每个灯泡的电 题 14 图
3

阻大于电源内阻,当变阻器 R 的滑臂 P 向上移动时,下列判断中正确的是: A.b 灯中电流变化值小于 c 灯中电流变化值 B.a、b 两灯变亮,c 灯变暗 C.电源输出功率增大 D.电源的供电效率增大

15.水平放置的光滑绝缘环上套有三个带电小球,小球可在环上自由移动。如图所示,是小 球平衡后的可能位置图。甲图中三个小球构成一个 钝角三角形,A 点是钝角三角形的顶点。乙图中小 球构成一个锐角三角形,其中三角形边长 DE>DF>EF.可以判断正确的是: A.甲图中 A、B 两小球一定带异种电荷 B.甲图中三个小球一定带等量电荷 C.乙图中三个小球一定带同种电荷 D.乙图中三个小球带电荷量的大小为 QD>QF>QE 三、填空、实验题(16、17、18 题每空 2 分,19 题 7 分,共 19 分) 16.雷雨天的闪电是雷暴云中正电荷区与负电荷区的电场大到一定程度,空气被击穿形成的 火花放电。 假设两带电的云团某一时刻相距 600 m 发生闪电, 两云团间的电场可视作场强为 2× 106 N/C 的匀强电场。则此时两云团间的电势差为____________V。若这次闪电通过的电 量为 20C,则释放的电能为________J(设闪电的火花路径为直线) 17.若将一个电量为 2.0× 10
- -10

题 15 图

C 的正电荷,从零电势点移到电场中 M 点要克服电场力做功 V;若再将该电荷从 M 点移到电场中的 N 点,电场力 V。

8.0× 10 9J,则 M 点的电势是


做功 1.8× 10 8J,则 M、N 两点间的电势差 UMN = 18.如图所示是定性研究平行板电 容器电容的影响因素的装置, 平行 板电容器的 A 板与静电计相连,B 板和静电计金属壳都接地 ,指出图 甲、 乙所示的情况下, 静电计指针 的偏转角度变化情况:

题 18 图

(1)正对面积增大时,静电计指针的偏转角度____________; (2)板间距离减小时,静电计指针的偏转角度_____________. 19、某同学利用电流、电压传感器描绘小灯泡的伏安特性曲线,采用了如图甲所示的电路。 实验中得出了如下一组数据:
4

电流(A) 电压(V)

0.00 0.00

0.10 0.20

0.20 0.50

0.30 1.00

0.36 1.50

0.39 2.00

0.41 2.50

0.43 3.00 ;

(1)图甲中矩形框 1 中应接

,矩形框 2 中应接

,矩形框 3 中应接

(选填“电流传感器”、“电压传感器”或“小灯泡”) (2)在图乙中画出小灯泡的 U—I 图线;
3.0 2.5 U/V

1 2

数据采集器 3

2.0 1.5 1.0 0.5 0 I/A 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5

R E S

(甲) 题 19 图

(乙)

(丙)

(3)把与本题中相同的两个灯泡接到如图丙所示的电路中,若电源电动势 E=4.5V,内阻 不计,定值电阻 R=10Ω,此时每个灯泡的实际功率是 W。 (结果保留两位有效数字)

四.计算题(共 31 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。 20. (8 分)如图所示,已知电源电动势 E=20V,内阻 r=lΩ,当接入固定电阻 R=4Ω 时,电 路中标有“3V, 6W”的灯泡 L 和内阻 RD=0.5Ω 的小型直流电动机 D 都恰能正常工作. 试求: (1)电路中的电流大小; (2)电动机的额定电压; (3)电动机的输出功率.

题 20 图

5

21.(11 分)如图所示,固定于同一条竖直线上的 A、B 是两个带等量异种电荷的点电荷, 电荷量分别为+Q 和-Q,A、B 相距为 2d.MN 是竖直放置的光滑绝缘细杆,另有一个穿 过细杆的带电小球 p,其质量为 m、电荷量为+q(可视为点电荷,不影响电场的分布. ) ,现 将小球 p 从与点电荷 A 等高的 C 处由静止开始释放,小球 p 向下运动到距 C 点距离为 d 的 O 点时速度为 v,已知 MN 与 AB 之间的距离为 d,静电力常量为 k,重力加速度为 g.求: (1)C、O 间的电势差 UCO; (2)小球 p 在 O 点时的加速度; (3)小球 p 经过与点电荷 B 等高的 D 点时的速度大小.

题 21 图

22.(12 分)带有等量异种电荷的两块水平金属板 M、N 正对放置,相距为 d(d 远小于两 板的长和宽) ,一个带正电的油滴 A 恰好能悬浮在两板正中央,如图所示。A 的质量为 m, 所带电荷量为 q,在 A 正上方距离 M 板 2d 处,有另一质量也为 m 的带电油滴 B 由静止释 放,可穿过 M 板上的小孔进入两板间,若能与油滴 A 相碰,会结合成一个油滴,结合后的 瞬间该油滴的速度为碰前油滴 B 速度的一半,方向竖直向下。整个装置放在真空环境中, 不计油滴 B 和 A 间的库仑力以及金属板的厚度, 为使油滴 B 能与油滴 A 相碰且结合后不会 与金属板 N 接触,重力加速度取 g,求: (1)金属板 M、N 间的电压 U 的大小; (2)油滴 B 带何种电荷?请简要说明理由; (3)油滴 B 所带电荷量的范围。
M A N d B 2d

题 22 图

6

2012 学年第一学期期中杭州地区七校联考
高二年级物理学科参考答案
一、单项选择题 1 D 2 D 3 A 4 C 5 A 6 C 7 C 8 C 9 D 10 B

二、不定项选择题 11 ACD 三、填空、实验题 16、 1.2× 109 17、 40 V ; 2.4× 1010 ; 90 V 。 ;
3.0 2.5 2.0 1.5 1.0 0.5

12 AD

13 AC
U/V

14 BC

15 AC

18、(1) 减小 ;(2) 减小. 19、 (1) 电压传感器, 小灯泡, 电流传感器 (2)见右图 (3) 0.20~0.26 。

四.计算题 20.⑴灯泡 L 正常发光,电路中的电流为
I? PL 6 ? ? 2A UL 3

0

I/A 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5

(+2 分)

⑵由闭合电路欧姆定律可求得,电动机的额定电压为 UD=E-I(r+R)-UL=20-2× (1+4)-3=7V ⑶电动机的总功率为 P 总=IUD=2× 7=14W 电动机的热功率为 P 热=I RD=2 × 0.5=2W 所以电动机的输出功率为 P 出=P 总-P 热=14-2=12W 21、 (1)小球 p 由 C 运动到 O 时,由动能定理, 得: mgd ? qU CO ?
2q
2 2

(+3 分) (+1 分) (+1 分) (+1 分)

1 mv 2 ? 0 2

(+2 分)
F2 F1

2 ∴ U ? m v ? 2m gd CO

(+1 分)

F

(2) 小球 p 经过 O 点时受力如图: 由库仑定律得:

F1 ? F2 ? k

Qq ( 2d ) 2

(+1 分) (+1 分)

它们的合力为: F ? F1 cos 450 ? F2 cos 450 ? 2kQq 2d 2

7

∴p 在 O 点处的加速度 a ? 方向竖直向下

F ? mg 2kQq ? ?g m 2d 2 m

(+1 分) (+1 分)

(3)由电场特点可知,在 C、D 间电场的分布是对称的 即小球 p 由 C 运动到 O 与由 O 运动到 D 的过程中合外力做的功是相等的, 运用动能定理 (+1 分)

W合 ?

1 1 2 mv D ? 0 ? 2 mv 2 2 2
(+1 分)

(+2 分)

解得 vD ? 2v

22、 (12 分) (1) 根据油滴平衡得到 mg=Eq= U q ,
d

(+2 分) (+1 分)

解得: U ? m gd
q

(2)正电荷, (+1 分)。因为油滴 B 与 A 结合时重力增大,所以电场力也必须增大才能使新 油滴接下来做减速运动,而碰不到金属板 N,由此可知:油滴 B 的电性与 A 相同,带正电 荷。 (+3 分)

(3)设油滴 B 与 A 相碰前的瞬时速度为 v,根据动能定理有:

mg ( 2 d +

d U 1 2 )-Q = mv - 0 ………………………………………………① 2 2 2

将 qU=mgd 代入式中可得: 5 qU - Q U = 1 mv 2 - 0 2 2 2 因为 v 必须大于 0,所以 Q < 5q。 (+2 分)

当油滴 B 与 A 结合后,根据动能定理有:
2 mg
d

2

U 1 v - (Q + q)< 0 - 2 m ( )2 ……………………………………②

2

2

2

由①②解得: Q > 7 q
3

(+2 分)

所以: 7 q < Q < 5 q 3

(+1 分)

8


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