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1、陕西省西安市第一中学2020-2021学年高二物理上学期期中试题一、单项选择题:(本大题共8小题,每小题3分,共24分。每小题给出的4个选项中只有一项是正确的)1.电子绕核运动可等效为一环形电流设电荷量为e的电子以速率v绕原子核沿顺时针方向做半径为r的匀速圆周运动,关于该环形电流的说法,正确的是() A电流大小为,电流方向为顺时针 B电流大小为,电流方向为逆时针C电流大小为,电流方向为顺时针 D电流大小为,电流方向为逆时针2.如图所示,一根长为L、横截面积为S的金属棒,其材料的电阻率为,棒内单位体积自由电子数为n,电子的质量为m、电荷量为e.在棒两端加上恒定的电压时,棒内产生电流,自由电子定向
2、运动的平均速率为v,则金属棒内的电场强度大小为() A. B. Cnev D.3.如图所示,带正电的A球固定,质量为m、电荷量为q的粒子B从a处以速度v0射向A,虚线abc是B运动的一段轨迹,b点距离A最近粒子经过b点时速度为v,重力忽略不计则()A粒子从a运动到b的过程中动能不断增大B粒子从b运动到c的过程中加速度不断增大C可求出A产生的电场中a、b两点间的电势差D可求出A产生的电场中b点的电场强度4.一个质量为m的带电小球,在竖直方向的匀强电场中水平抛出,不计空气阻力,测得小球的加速度大小为,方向向下,其中g为重力加速度则在小球下落h高度的过程中,下列说法正确的是() A小球的动能增加mg
3、h B小球的电势能减少mghC小球的重力势能减少mgh D小球的机械能减少mgh5电路如图所示,电源的电动势为E、内阻为r,与定值电阻R1、R2及滑动变阻器R连接,当滑动变阻器的滑片由中点滑向b端时,下列说法正确的是()A电压表读数增大、电流表读数减小 B电压表读数减小、电流表读数增大CR1的电功率减小 D电源的输出功率增大6.阻值相等的四个电阻、电容器C及电池E(内阻可忽略)连接成如图所示电路开关S断开且电流稳定时,C所带的电荷量为Q1;闭合开关S,电流再次稳定后,C所带的电荷量为Q2.Q1与Q2的比值为() A. B. C. D.7. 如图所示,一个质量为m,带电量为q的粒子(不计重力),
4、始终从两平行板左侧中点处沿垂直场强方向射入,当入射速度为v时,恰好穿过电场而不碰金属板要使粒子的入射速度变为,仍能恰好穿过电场,则必须再使( )A. 粒子的电量变为原来的B. 两板间电压减为原来的C. 两板间距离增为原来的4倍D. 粒子的质量变为原来的2倍8.如图三个固定的带电小球a、b和c,相互间的距离分别为ab5 cm,bc3 cm,ca4 cm.小球c所受库仑力的合力的方向平行于a、b的连线设小球a、b所带电荷量的比值的绝对值为k,则() Aa、b的电荷同号,k Ba、b的电荷异号,kCa、b的电荷同号,k Da、b的电荷异号,k二、多项选择题:(本大题共5小题,每小题4分,共20分。每
5、小题给出的4个选项中至少有两项是正确的,选不全的得2分,有错选或不答的得0分)9. 如图所示是某空间部分电场线分布图,在电场中取一点O,以O为圆心的圆周上有M、Q、N三个点,连线MON与直电场线重合,连线OQ垂直于MON.下列说法正确的是()AM点的场强大于N点的场强 BO点的电势等于Q点的电势C将一负点电荷由M点移到Q点,电荷的电势能增加D一正点电荷只受电场力作用能从Q点沿圆周运动至N点10. 两电荷量分别为q1和q2的点电荷放在x轴上的O、M两点,两电荷连线上各点电势随x变化的关系如图所示,其中A、N两点的电势均为零,ND段中的C点电势最高,则()Aq1与q2带同种电荷BC点的电场强度大小
6、为零CNC间场强方向向x轴正方向D将一负点电荷从N点移到D点,电场力先做正功后做负功11一匀强电场的方向平行于xOy平面,平面内a、b、c三点的位置如图所示,三点的电势分别为10V、17V、26V。下列说法正确的是( )A. 电场强度的大小为2.5V/cmB. 坐标原点处的电势为1VC. 电子在a点的电势能比在b点的低7eVD. 电子从b点运动到c点,电场力做功为9eV12.一带负电的粒子仅在电场力作用下沿x轴正向运动,其电势能Ep随位移x变化的关系如图所示,其中0x2段是对称的曲线,x2x3段是直线,则下列说法正确的是()A.x1处电场强度为零B.在x1、x2、x3处的电势1、2、3的关系为
7、123C.粒子在0x2段做变速运动,在x2x3段做匀速直线运动D.在x2x3段该带负电的粒子速度增大13.如图所示,直线、分别是电源1与电源2的路端电压随输出电流的变化的特性图线,曲线是一个小灯泡的伏安特性曲线,如果把该小灯泡分别与电源1、电源2单独连接,则下列说法正确的是()A电源1与电源2的内阻之比是11:7B电源1与电源2的电动势之比是7:11C在这两种连接状态下,小灯泡消耗的功率之比是1:2D在这两种连接状态下,小灯泡的电阻之比是1:2三填空题(每空2分,共30分)14在“测定金属的电阻率”实验中(1)为了测量金属丝的电阻Rx的阻值,实验室提供如下实验器材:A待测金属丝电阻Rx(约10
8、0 )B电动势E6 V,内阻很小的直流电源C量程50 mA,内阻约为50 的电流表D量程0.6 A,内阻约为0.2 的电流表E量程6 V,内阻约为15 k的电压表F最大阻值15 ,最大允许电流1 A的滑动变阻器G最大阻值15 k,最大允许电流0.5 A的滑动变阻器H开关一个,导线若干为了操作方便,且能比较精确的测量金属丝的电阻值,电流表选用_,滑动变阻器选用_(填写选用器材前的序号)根据所选用的实验器材,设计出测量电阻的下列甲、乙两种电路,为尽可能减少实验误差,应采用_图(选填“甲”或“乙”)实验中测得该金属丝直径为d,长度为L,接入电路后,电压表示数为U,电流表示数为I,则该金属丝的电阻率的
9、表达式为_.(2)若另有一只待测电阻,无论用电流表内接还是外接,测量误差较为接近,有一位同学为了消除因电表内阻所带来的系统误差,他用两只相同的电压表,设计了如图所示的测量电路实验操作步骤如下:按电路图连接好实验器材闭合S1,断开S2,读出此时电压表V1的示数U,电流表示数I.再闭合S2,调节变阻器R,使电流表的电流仍为步骤2的电流I,此时读出电压表V1的示数U1,电压表V2的示数U2.用上述测得的物理量表示待测电阻的阻值Rx_.15一课外小组同学想要测量一个电源的电动势及内阻准备的器材有:电流表A(0200 mA,内阻是12 ),电阻箱R(最大阻值9.9 ),一个开关和若干导线(1)由于电流表
10、A的量程较小,考虑到安全因素,同学们将一个定值电阻和电流表并联,若要使并联后流过定值电阻的电流是流过电流表的电流的2倍,则定值电阻的阻值R0_ .(2)设计的电路图如图甲若实验中记录电阻箱的阻值R和电流表的示数I,并计算出得到多组数据后描点作出R图线如图乙所示,则该电源的电动势E_ V,内阻r_ .16.图(a)为某同学组装完成的简易多用电表的电路图图中E是电池;R1、R2、R3、R4和R5是固定电阻,R6是可变电阻;表头的满偏电流为250 A,内阻为480 .虚线方框内为换挡开关,A端和B端分别与两表笔相连该多用电表有5个挡位,5个挡位为:直流电压1 V挡和5 V挡,直流电流1 mA挡和2.
11、5 mA 挡,欧姆100 挡(1)图(a)中的A端与_(填“红”或“黑”)色表笔相连接(2)关于R6的使用,下列说法正确的是_(填正确答案标号)A在使用多用电表之前,调整R6使电表指针指在表盘左端电流“0”位置B使用欧姆挡时,先将两表笔短接,调整R6使电表指针指在表盘右端电阻“0”位置C使用电流挡时,调整R6使电表指针尽可能指在表盘右端电流最大位置(3)根据题给条件可得R1R2_,R4_.(4)某次测量时该多用电表指针位置如图(b)所示若此时B端是与“1”相连的,则多用电表读数为_;若此时B端是与“3”相连的,则读数为_;若此时B端是与“5”相连的,则读数为_(结果均保留3位有效数字)四计算题
12、(共26分)17.(6分)如图所示,一质量为m1.0102 kg,带电量q1.0106 C的小球,用绝缘细线悬挂在水平向右的匀强电场中,假设电场足够大,静止时悬线向左与竖直方向的夹角为60.现突然将该电场方向变为竖直向上且大小不变,不考虑因电场的改变而带来的其他影响,小球在运动过程电量保持不变,重力加速度g10 m/s2(计算结果保留2位有效数字)(1)判断小球带何种电荷,并求电场强度E;(2)求小球经过最低点时细线的拉力18.(8分)如图所示,一根对称的V字形玻璃管倒置于竖直平面内,V字形玻璃管所在空间充满着方向竖直向下的匀强电场,场强大小E1 000 V/m.一个质量m1.0104 kg、
13、带电量大小q2106 C的带负电小球(小球直径比玻璃管内直径稍小),从A点由静止开始在管内运动,小球与管壁间的动摩擦因数为0.5.已知AB、BC两管长度均为L2 m,倾角37,且管顶B处有一段很短的光滑圆弧,小球在运动过程中带电量保持不变.g10 m/s2.求:(1)小球第一次运动到B点所需的时间t;(2)从开始运动到最终停止,系统产生的热量Q.19.(12分)如图一质量为m11 kg,带电荷量为q0.5 C的小球以速度v03 m/s,沿两正对带电平行金属板(板间电场可看成匀强电场)左侧某位置水平向右飞入,极板长0.6 m,两极板间距为0.5 m,不计空气阻力,小球飞离极板后恰好由A点沿切线落入竖直光滑圆弧轨道ABC,圆弧轨道ABC的形状为半径RR m或R m解析(1)在A点,竖直分速度vy v0tan 534 m/s带电粒子在平行板中运动时间t0.2 svyat,得a20 m/s2 又mgEqmaE,得U10 V(2)在A点速度vA5 m/s若小球不超过圆心等高处,则有mv(mgqE)Rcos 53得R m故3 mR m若小球能到达最高点C,则有mv(mgqE)R(1cos 53)mv在C点:mgEqm可得vC联立解得:R m3 mR m或R m