河南省重点高中2020-2021学年高二上学期物理期中考试试卷

试卷更新日期：2020-12-25 类型：期中考试

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一、单选题

1. 有的物理量既有定义式，也有决定式，比如 $a = \frac{Δ v}{Δ t}$ 是加速度的定义式， $a = \frac{F}{m}$ 是加速度的决定式。下列表达式是某物理量定义式的是（）

A、 $E = \frac{k Q}{r^{2}}$ B、 $C = \frac{ε_{r} S}{4 π k d}$ C、 $E = \frac{F}{q}$ D、 $I = \frac{U}{R}$

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2. 如图所示，A、B、C、D、E、F六点把绝缘均匀圆环平均分成六部分，其中圆弧 $A F$ 、 $B C$ 带正电，圆弧 $D E$ 带负电，其余部分不带电，单位长度圆弧所带电荷量相等。圆弧 $A F$ 所带电荷在圆心O处产生的电场强度大小为E。则圆心O处的合场强大小为（）

A、0 B、E C、 $\sqrt{3} E$ D、 $2 E$

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3. 如图所示，某实验小组将小灯泡A和B串联接在电路中，小灯泡的电阻丝由同种材料制成，小灯泡A的电阻丝较长，小灯泡B的电阻丝较粗，忽略电阻丝的电阻率随温度的变化。下列说法正确的是（）

A、小灯泡A较暗 B、小灯泡B两端的电压较大 C、相等时间内小灯泡B消耗的电能较少 D、单位时间内通过小灯泡A的电子数较多

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4. 在抗击新冠肺炎期间，欢乐送机器人为数十家医院提供了无接触配送服务。该机器人正常工作时电源输出电压为 $29 V$ ，输出电流为 $4 A$ ，整机重量为 $30 kg$ 。在某次无接触配送服务时承载药品重量为 $20 kg$ ，行驶速度为 $1.2 m / s$ ，在行驶过程中受到的阻力大小为总重力的0.15倍，重力加速度g取 $10 m / s^{2}$ 。不计其他能量损耗，则该机器人内部电阻的阻值为（）

A、 $1.625 Ω$ B、 $3.5 Ω$ C、 $3.875 Ω$ D、 $7.25 Ω$

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5. 如图所示，电荷量为Q的正点电荷固定在正三棱锥的顶点O，电荷量为q的检验电荷在外力作用下在底面 $A B C$ 内移动，正三棱锥的边长为L，静电力常量为k。检验电荷在移动过程中受到的最大库仑力为（）

A、 $F = \frac{3 k Q q}{2 L^{2}}$ B、 $F = \frac{4 k Q q}{3 L^{2}}$ C、 $F = \frac{k Q q}{L^{2}}$ D、 $F = \frac{3 k Q q}{L^{2}}$

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二、多选题

6. 一个质量为m、带电量为 $q (q < 0)$ 的小球沿着电场中一条直线运动，沿着这条直线建立x轴，电势变化规律如图所示，b点为图线与x轴的交点，a、c两点间的距离为d。下列判断正确的是（）

A、b点的电场强度为0 B、从a点到c点，小球的电势能减小 $φ_{1} q - φ_{2} q$ C、从a点到c点，小球的动能一定增加 $φ_{1} q - φ_{2} q$ D、该电场的电场强度大小为 $\frac{φ_{2} - φ_{1}}{d}$

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7. 如图所示，带电粒子由静止开始经加速电场加速后，紧接着从偏转电场两板正中间进入偏转电场，已知偏转极板长为L、两极板间距离为d，加速电压为 $U_{1}$ ，偏转电压为 $U_{2}$ 。关于带电粒子在加速电场和偏转电场中的运动情况，下列说法正确的是（）

A、粒子离开加速电场时的速度与 $U_{1}$ 成正比 B、粒子在偏转电场中的偏转距离与 $\frac{U_{2}}{U_{1}}$ 成正比 C、若粒子刚好从下极板离开偏转电场，在偏转电场的运动时间与 $\sqrt{U_{2}}$ 成反比 D、若粒子刚好从下极板离开偏转电场，则 $\frac{L}{d} = \sqrt{\frac{2 U_{1}}{U_{2}}}$

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8. 某区域的电场线分布如图所示，一带正电粒子仅在电场力作用下，沿图中虚线所示的轨迹从A点运动到B点。设带电粒子在A点和B点的加速度速度、动能、电势能的大小分别记为 $a_{A}$ 、 $a_{B}$ 、 $v_{A}$ 、 $v_{B}$ 、 $E_{k A}$ 、 $E_{k B}$ 、 $E_{pA}$ 、 $E_{p B}$ 。下列判断正确的是（）

A、 $a_{A} > a_{B}$ B、 $v_{A} > v_{B}$ C、 $E_{kA} > E_{kB}$ D、 $E_{pA} > E_{p B}$

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9. 如图1所示的电路中， $R_{1}$ 、 $R_{2}$ 为定值电阻， $R_{t}$ 为从汽车进气管道核心部分拆卸下来的电热丝（用特殊材料制作）其阻值随温度t的变化规律如图2所示，电源内阻不能忽略。电压表与电流表均为理想电表，电压表的示数为U，电流表的示数为I。现用冷空气吹电热丝 $R_{t}$ ，下列说法正确的是（）

A、电流表的示数I增大 B、电热丝 $R_{t}$ 消耗的电功率增大 C、定值电阻 $R_{2}$ 两端的电压增大 D、电压表示数U与电流表示数I的比值不变

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10. 如图所示为简单欧姆表原理示意图，其中电流表的满偏电流 $I_{g} = 200 μA$ ，内阻 $R_{g} = 100 Ω$ ，可变电阻R的最大阻值为 $10 kΩ$ ，电池的电动势 $E = 2 V$ ，内阻 $r = 5 Ω$ 。两表笔短接调零后，用它测量电阻 $R_{x}$ ，电流表的指针指在 $80 μA$ 处。下列说法正确的是（）

A、表笔A的颜色为黑色 B、可变电阻接入电路的阻值为 $9895 Ω$ C、欧姆表的内阻为 $10105 Ω$ D、电阻 $R_{x}$ 的阻值为 $15000 Ω$

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三、实验题

11. 某实验小组测绘一只额定电压为 $3 V$ 的小灯泡的伏安特性曲线。

(1)、实验室提供的电压表的量程为 $2.5 V$ ，内阻为 $2 k Ω$ ，想把它的量程扩大为 $4 V$ ，需串联的电阻的阻值为 $Ω$ ；

(2)、实验中，要求加在小灯泡上的电压从零开始变化，闭合开关前滑动变阻器的正确接法是图1中（填“甲”“乙”“丙”或“丁”）的连接方式；

(3)、完成实验后，实验小组同学根据测得的数据描绘出小灯泡的 $U - I$ 曲线，如图所示。当小灯泡两端电压为 $2.2 V$ 时的电阻为 $Ω$ ，此时小灯泡消耗的电功率为W。（计算结果保留两位有效数字）

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12. 小强与小华分别测量电池组Ⅰ和Ⅱ的电动势及内阻，小强设计的电路如图1所示，小华设计的电路如图2所示。

(1)、完成实验后，小强同学根据测得的数据作出了如图3所示的 $U - I$ 曲线，由图可知电池组Ⅰ的电动势为V，内阻为 $Ω$ ；小华同学根据测得的数据作出了如图4所示的 $\frac{1}{U} - \frac{1}{R}$ 曲线，由图可知电池组Ⅱ的电动势为V，内阻为 $Ω$ 。（计算结果均保留两位有效数字）

(2)、将电池组Ⅰ和Ⅱ分别与同一定值电阻 $R_{0}$ 组成如图5所示的电路，闭合开关后，电池组（填“Ⅰ”或“Ⅱ”）的输出功率较大。

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四、解答题

13. 如图所示，倾角为37°、上表面光滑的绝缘斜面体固定在地面上，斜面上有两个质量均为 $m = 2 \times 10^{- 3} kg$ 的小球A、B，它们用绝缘细绳连接，轻质细绳与斜面平行。其中小球A带 $q = 5 \times 10^{- 3} C$ 的正电，小球B不带电，整个装置静止在水平向右的匀强电场中。重力加速度g取 $10 m / s^{2} ， \sin 37^{°} = 0.6$ ， $\cos 37^{°} = 0.8$ 。求：

(1)、匀强电场的电场强度E的大小；

(2)、剪断细线后小球A的加速度a。

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14. 一个带正电的粒子仅在电场力的作用下，由静止开始从A点沿直线运动到B点，A、B两点相距L，粒子运动的位移x随时间t变化的关系如图所示，图中曲线是以原点O为顶点的抛物线，曲线上M点的坐标为 $(t_{0} ， x_{0})$ ， $x_{0} < L$ ，粒子的带电量为q。求：

(1)、带电粒子运动到B点的速度大小；

(2)、带电粒子从A点运动到B点的过程中等效电流的大小。

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15. 如图所示将电源、电阻箱、理想电压表和理想电流表组成电路，改变电阻箱的阻值，记录电阻箱的阻值R、电压表的示数U和电流表的示数I。当电阻箱阻值为 $2 Ω$ 和 $8 Ω$ 时，U和I乘积相等，且均为 $2 W$ 。求：

(1)、电源电动势E和内阻r；

(2)、电阻箱阻值分别为 $2 Ω$ 和 $8 Ω$ 时，电源的效率之比。

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16. 如图所示，电源电动势为E、内阻不计，定值电阻 $R_{1}$ 的阻值已知。理想平行板电容器的金属板水平放置，两板间距为d。一带正电粒子以初速度 $v_{0}$ 从A点进入电场，初速度 $v_{0}$ 与水平方向的夹角为 $α$ ，经过时间 $t_{0}$ 粒子的速度达到最小值，粒子从B点（图中未画出）飞出电场时速度与初速度方向垂直，已知粒子的质量为m，带电量为q。不计空气阻力和粒子的重力。求：

(1)、粒子入射点与出射点间的电势差 $U_{0}$ ；

(2)、极板的长度l；

(3)、定值电阻 $R_{2}$ 的阻值。

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