河南省郑州市八校2020-2021学年高二上学期物理期中联考试卷

试卷更新日期：2020-12-25 类型：期中考试

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一、单选题

1. 有关静电场的概念和规律，以下说法正确的是（）

A、摩擦起电并不是产生了电荷，只是电荷发生了转移 B、质子、电子等带电荷量绝对值为 $1.6 \times 10^{- 19} C$ 的带电粒子叫元电荷 C、电场线可以形象地描绘电荷产生的电场，它是客观存在的 D、对于不能看成点电荷的两个带电体，库仑定律不适用，静电力也不存在

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2.
中国宋代科学家沈括在《梦溪笔谈》中最早记载了地磁偏角：“以磁石磨针锋，则能指南，然常微偏东，不全南也。”进一步研究表明，地球周围地磁场的磁感线分布示意如图。结合上述材料，下列说法不正确的是（）

A、地理南、北极与地磁场的南、北极不重合 B、地球内部也存在磁场，地磁南极在地理北极附近 C、地球表面任意位置的地磁场方向都与地面平行 D、地磁场对射向地球赤道的带电宇宙射线粒子有力的作用

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3. 在匀强磁场中，有一长为 $5cm$ 的导线和磁场垂直，当导线通过的电流是2A时，导线受到的安培力是0.1N，那么磁感应强度B为多大？现将导线长度增大为原来的4倍通过电流减小为原来的一半，那么磁感应强度B为多大（）

A、1T和1T B、1T和2T C、2T和1T D、1T和0T

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4. 如图所示，电荷均匀分布在半球面上，电荷在该半球的中心 $O$ 处产生的电场的电场强度大小等于 $E_{0}$ ，半球的一个截面过半球面的直径，该截面与半球面的底面夹角 $α = 60^{°}$ ，则该截面左下侧的这部分球面上的电荷在 $O$ 处产生的电场的电场强度大小为（）

A、 $\frac{1}{3} E_{0}$ B、 $\frac{\sqrt{3}}{6} E_{0}$ C、 $\frac{\sqrt{3}}{2} E_{0}$ D、 $\frac{1}{2} E_{0}$

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5. 如图所示为一正方体，在顶点 $A$ 放一带负电的电荷，则下列正确的说法是（）

A、 $B$ 、 $C$ 、 $D$ 这三点的电场强度相同 B、 $B$ 、 $C$ 、 $D$ 三点确定的平面不是等势面 C、如果将一正的点电荷由 $D$ 点沿 $A D$ 方向远离 $A$ 点，则电场力做正功 D、如果在 $B$ 、 $C$ 、 $D$ 三点放三个合适的点电荷，则 $A$ 点的电荷所受的电场力可能为零

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6. 如图所示是某电路的示意图，虚线框内是超导限流器．超导限流器是一种短路故障电流限制装置，它由超导部件和限流电阻并联组成．当通过超导部件的电流大于其临界电流I_C时，超导部件由超导态（可认为电阻为零）转变为正常态（可认为是一个纯电阻），以此来限制故障电流．超导部件正常态电阻R₁＝6Ω，临界电流I_C＝0.6A，限流电阻R₂＝12Ω，灯泡L上标有“6V，3W”字样，电源电动势E=6V，内阻忽略不计，则下列判断不正确的是（）

A、当灯泡正常发光时，通过灯L的电流为0.5A B、当灯泡正常发光时，通过R₂的电流为0.5A C、当灯泡L发生故障短路时，通过R₁的电流为1A D、当灯泡L发生故障短路时，通过R₂的电流为0.5A

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7. 图甲为某电源的 $U - I$ 图线，图乙为某小灯泡的 $U - I$ 图线，则下列说法正确的是（）

A、电源的内阻为0.5Ω B、小灯泡的电阻随着电压的增大而减小 C、把电源和小灯泡组成闭合回路，小灯泡的功率约为 $2.20 W$ D、当小灯泡两端的电压为 $0.5 V$ 时，它的电阻约为 $\frac{1}{6} Ω$

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8. 某空间存在一静电场，沿 $x$ 方向建立坐标轴，一个电荷量为 $q$ 的带负电粒子从 $- 3 m$ 处由静止释放，粒子只在电场力的作用下沿 $x$ 轴运动，其电势能 $E_{p}$ 随位移 $x$ 的变化图象如图所示，则下列说法正确的是（）

A、此电场为处于原点 $O$ 的点电荷产生的电场 B、从 $O$ 点沿 $x$ 轴正向电势降低 C、在 $x = - 1 cm$ 和 $x = 1 cm$ 处，粒子加速度相同 D、粒子在 $O$ 位置的速度是 $x = 1 cm$ 处的 $\sqrt{3}$ 倍

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9. 如图所示，虚线 $A$ 、 $B$ 、 $C$ 表示某电场中的三个等势面，相邻等势面间的电势差相等，一电子从右侧垂直等势面 $A$ 向左进入电场，运动轨迹与等势面分别交于 $a$ 、 $b$ 、 $c$ 三点，若电子仅受到电场力作用，其在 $a$ 、 $b$ 、 $c$ 三点的速度大小分别为 $v_{a}$ 、 $v_{b}$ 、 $v_{c}$ ，则（）

A、三个等势面的电势大小为中 $φ_{c} < φ_{B} < φ_{A}$ B、电子由 $a$ 到 $b$ 电场力做功小于由 $b$ 到 $c$ 电场力做功 C、电子在 $a$ 、 $b$ 、 $c$ 三点的电势能关系 $E_{p A} > E_{p B} > E_{p C}$ D、电子在 $a$ 、 $b$ 、 $c$ 三点的速度关系 $v_{a} > v_{b} > v_{c}$

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二、多选题

10. 如图，C为中间插有电介质的电容器， b极板与静电计金属球连接，a极板与静电计金属外壳都接地。开始时静电计指针张角为零，在b板带电后，静电计指针张开了一定角度。以下操作能使静电计指针张角变大的是（）

A、将b板也接地 B、b板不动、将a板向右平移 C、将a板向上移动一小段距离 D、取出a、b两极板间的电介质

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11. 如图所示，平行金属板中带电质点P原处于静止状态，不考虑电流表和电压表对电路的影响，当滑动变阻器R₄的滑片向a端移动时，则（）

A、电压表读数变大 B、电流表读数变大 C、质点P将向上运动 D、R₁上消耗的功率逐渐增大

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12. 如图所示，真空中的匀强电场与水平方向成15°角， $A B$ 线段垂直匀强电场 $E$ ，现有一质量为 $m$ 、电荷量为 $+ q$ 的小球在 $A$ 点以初速度大小 $v_{0}$ 、方向水平向右抛出，经时间 $t$ 小球下落到 $C$ 点（图中未画出）时速度大小仍为 $v_{0}$ ，重力加速度为 $g$ ，则小球由 $A$ 点运动到 $C$ 点的过程中，下列说法正确的是（）

A、A点和C点电势相同 B、小球的机械能减小量大于 $\frac{1}{2} m g^{2} t^{2}$ C、小球的电势能增大 D、C点一定位于AB所在直线上

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三、实验题

13. 某实验小组组装了一个简易多用电表，其电路图如图甲所示，已知表头的满偏电流 $I_{g} = 10 mA$ ，内阻 $R_{g} = 15 0Ω$ ，定值电阻 $R_{1}$ 的阻值为30Ω。

(1)、将“选择开关”扳至1时电流表的量程是扳至2时电流表量程的5倍，则定值电阻 $R_{2}$ 的阻值为Ω；

(2)、将“选择开关”扳至3时多用电表是一个倍率为“ $\times 10$ ”的欧姆表，用它测电阻时指针位置如图乙所示，则电源的电动势为V，待测电阻的阻值为Ω；

(3)、将“选择开关”扳至4时，多用电表是一个量程为 $15 V$ 的电压表，则定值电阻 $R_{4}$ 的阻值为Ω。

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14. 老师要求同学们测出一待测电源的电动势及内阻，所给的实验器材有：待测电源E，定值电阻 $R_{1}$ (阻值未知)，电压表V(量程为3.0V，内阻很大)，电阻箱R(0～99.99Ω)，单刀单掷开关S₁ ，单刀双掷开关S₂ ，导线若干.某同学连接了一个如图甲所示的电路，他接下来的操作是：
a.拨动电阻箱旋钮，使各旋钮盘的刻度处于如图乙所示的位置后，将S接到A，闭合S₁ ，记录下对应的电压表示数为2.20V，然后断开S₁；

b.保持电阻箱示数不变，将S切换到B，闭合S₁ ，记录此时电压表的读数(电压表的示数如图丙所示)，然后断开S₁.

(1)、请你解答下列问题：
图乙所示电阻箱的读数为Ω，图丙所示的电压表读数为V.由此可算出定值电阻 $R_{1}$ 的阻值为Ω.(计算结果取3位有效数字)

(2)、在完成上述操作后，该同学继续以下的操作：
将S₂切换到A，多次调节电阻箱，闭合S₁ ，读出多组电阻箱的示数R和对应的电压表示数U，由测得的数据绘出了如图丁所示的 $\frac{1}{U} - \frac{1}{R}$ 图象.由此可求得该电池组的电动势E及内阻r，其中E=V，电源内阻r=Ω.(计算结果保留3位有效数字)

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四、解答题

15. 如图所示，电源的电动势为 $30 V$ ，内电阻为1Ω，一个标有“ $6 V$ ， $12W$ ”的电灯与一个绕线电阻为2Ω的电动机串联，开关闭合后，电路中的电灯正常发光，则：

(1)、流过电动机的电流多大？

(2)、电动机输出的机械功率为多大？

(3)、电源的效率 $η$ 为多少？

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16. 如图所示，为一组方向未知的匀强电场的电场线，将带电荷量为 $q = - 1.0 \times 10^{- 6} C$ 的点电荷由A点沿水平线移至B点，克服电场力做了 $2 \times 10^{-6} J$ 的功，已知A、B间的距离为2cm。试求：

(1)、A、B两点间的电势差U_AB；

(2)、若A点的电势为 $φ_{A}$ =1V，试求B点的电势 $φ_{B}$ ；

(3)、该匀强电场的电场强度E的大小并判断其方向。

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17. 如图1所示的平行板电容器板间距离为d，两板所加电压随时间变化图线如图2所示，t=0时刻，质量为m、带电量为q的粒子以平行于极板的速度v₀沿平行板中轴线 $O O^{'}$ 射入电容器，t₁=3T时刻射出电容器，带电粒子的重力不计，求：

(1)、平行板电容器板长L；

(2)、粒子射出电容器时偏转的角度φ；

(3)、粒子射出电容器时竖直偏转的位移y。

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18. 在光滑绝缘的水平面上放置一个质量m=0.2kg、带电荷量q=5×10^-4C的带正电小球，小球系在长L=0.5m的绝缘细线上，线的另一端固定在O点．整个装置置于匀强电场中，电场方向与水平面平行且沿OA方向，如图所示（此图为俯视图）．现给小球一个初速度使其绕O点做圆周运动，小球经过A点时细线的张力F=140N，小球在运动过程中，最大动能比最小动能大20J，小球可视为质点．

(1)、求电场强度的大小．

(2)、求运动过程中小球的最小动能．

(3)、若小球运动到动能最小的位置时细线被剪断，则小球经多长时间其动能与在A点时的动能相等，此时小球距A点多远．

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