吉林省长春市第二十中学2020-2021学年高二物理上学期第三次考试试题.doc

吉林省长春市第二十中学2020-2021学年高二物理上学期第三次考试试题

吉林省长春市第二十中学2020-2021学年高二物理上学期第三次考试试题

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4

吉林省长春市第二十中学2020-2021学年高二物理上学期第三次考试试题
第I卷（选择题）
一、单选题(共44分)
1．关于电压与电动势的说法正确的是（　　）
A．电源电动势等于外电路的路端电压
B．电压与电动势的单位都是伏特，所以是同一物理量的不同叫法
C．电动势是反映电源把其他形式的能转化为电能本领强弱的物理量
D．电动势公式中的W与电压中的W是一样的，都表示电场力做的功
2．有一电场的电场线如图 所示，场中A、B两点电场强度的大小和电势分别用、和、表示，则 （　　）
A． B．
C． D．
3．如图所示为两个等量点电荷的电场线，图中A点和B点、C点和D点皆关于两电荷连线的中点O对称，若将一电荷放在此电场中，则以下说法正确的是（　　）
A．电荷在O点受力最大
B．电荷沿直线由A到B的过程中，电场力先增大后减小
C．电荷沿直线由A到B的过程中，电势能先增大后减小
D．电荷沿直线由C到D的过程中，电场力先增大后减小

4下面是某同学对电场中的一些概念及公式的理解，其中正确的是(　　)
A．根据电容的定义式可知，电容器的电容与其所带电荷量成正比，与两极板间的电压成反比
B．根据真空中点电荷的电场强度公式可知，电场中某点的电场强度与场源电荷所带的电荷量有关
C．根据电流强度的定义式可知，电路中的电流强度与通过的电荷量成正比，与所经历的时间成反比
D．根据电势差的定义式可知，带电荷量为1 C的正电荷，从A点移动到B点克服电场力做功为1 J，则

5．如图为电阻①和电阻②的I-U图像，两电阻的阻值分别为R1和R2。把两电阻串联后接入电路，通过它们的电流大小分别为I1和I2（　　）
A．R1＞R2，I1＝I2
B．R1＜R2，I1＝I2
C．R1＞R2，I1＜I2
D．R1＜R2，I1＞I2
6．连接在电池两极上的平行板电容器,当两极板间的距离减小时,下列说法正确的是（ ）
A．电容器的电容C不变 B．电容器极板的带电量Q不变
C．电容器两极板间的电势差U不变 D．电容器两极板间的电场强度E不变
7．如图所示，直线A、B分别为某电源和一电阻的U-I图线，用该电源和电阻组成闭合电路时，电源的输出功率为（　　）

A．1 W B．2 W
C．3 W D．4 W
8．下列电流产生磁场的分布图中，电流方向与磁场方向关系正确的是（　　）
A． B．C． D．
9．下列各图中，电荷所受洛伦兹力方向正确的是（　　）
A． B． C． D．
10．如图所示，虚线是一个带电粒子从a点运动到d点的运动轨迹，若粒子只受电场力作用，粒子从a点运动到d点的过程中（　　）

A．该粒子带负电荷
B．粒子的电势能逐渐增加，动能逐渐减小
C．粒子运动的加速度逐渐增大
D．若该粒子在b点静止释放，轨迹将与电场线bc重合
11．如图是测量电源电动势和内电阻的电路，关于误差说法正确的是（　　）

A．由于电流表的分压作用，使内电阻的测量值小于真实值
B．由于电流表的分压作用，使内电阻的测量值大于真实值
C．由于电压表的分流作用，使内电阻的测量值小于真实值
D．由于电压表的分流作用，使内电阻的测量值大于真实值

二、多选题(共16分)
12．关于四个公式①P=UI；②P=I2R；③；④，下列叙述正确的是（　　）
A．公式①④适用于任何电路的电功率的计算
B．公式②适用于任何电路的电热功率的计算
C．公式①②③适用于任何电路电功率的计算
D．以上均不正确
13．一束带电粒子沿着水平方向平行地飞过静止的小磁针正上方，这时磁针的N极向纸外方向偏转，这一束带电粒子可能是（　　）

A．向右飞行的正离子束 B．向左飞行的正离子束
C．向右飞行的负离子束 D．向左飞行的负离子束
14．如图所示电路，电源内阻不可忽略。开关S闭合后，在变阻器R0的滑动端向下滑动的过程中（ ）

A．电路总电阻减小
B．干路的电流减小
C．电压表的示数减小
D．电流表的示数减小
15．回旋加速器是加速带电粒子的装置，其核心部分是分别与高频交流电极相连接的两个D形金属盒，两盒间的狭缝中形成周期性变化的电场，使粒子在通过狭缝时都能得到加速，两D形金属盒处于垂直于盒底的匀强磁场中，如图所示，要增大带电粒子射出时的动能，则下列方法可行的是（　　）

A．增大磁场的磁感应强度 B．减小狭缝间的距离
C．增大D形金属盒的半径 D．增大两D形金属盒间的加速电压

第II卷（非选择题）
三、实验题(共16分)
16．(10分)（1）用游标为20分度的卡尺测量长度如图甲，由图可知其长度为___mm；

（2）用螺旋测微器测量直径如图乙，由图可知其直径为___mm；
（3）用多用电表的电阻“×10”挡，按正确的操作步骤测某导体的电阻，表盘的示数如图丙，则该电阻的阻值约为___Ω。
（4）有一个电流表G，内阻Rg=10Ω，满偏电流Ig=3mA，要把它改装成量程0—3V的电压表，要与之__(选填“串联”或“并联”)一个___Ω的电阻。
17．(6分)在测量“水果电池”的电动势和内电阻的实验中，待测“水果电池”的电动势约为1.5V，现有下列器材：

待测“水果电池”
电流表A：满偏电流3mA，电阻不计
电压表V：量程0﹣1.5V，电阻约10KΩ
滑动变阻器R1：0﹣10Ω
滑动变阻器R2：0﹣20kΩ
开关、导线等
（1）本实验选用图甲所示的实验原理图，应该选用的滑动变阻器是_____（选填“R1或“R2”）．
（2）根据电压表的示数U与电流表的示数I，做出如图乙所示的U﹣I图象，根据图象可知，待测电池的电动势E＝_____V，内电阻r＝_____Ω．
四、解答题(共24分)
18如图，R1=19Ω，R2=12Ω，当开关处于位置A时，电流表读数I1=0.2A；当开关处于位置B时，电流表读数I2=0.25A。求：电源的电动势E和内电阻r？

19．如图所示，有界匀强磁场宽度为d，磁场磁感应强度为B，一个电子从左侧边界的A点垂直射入磁场，从右侧边界上的某点离开。粒子在磁场中运动的位移恰好等于其轨道半径，已知电子质量为m、带电量为e，不计电子重力。求：

（1）粒子进入磁场时的速度大小；
（2）粒子穿过磁场的时间。

20．如图所示是一个说明示波管工作原理的示意图，电子经电压为U1的加速电场加速后垂直进入偏转电场，离开电场时的偏转量是h，两平行板间的距离为d，偏转电场电压为U2，板长为L。

则（1）电子进入偏转电场时的速度大小？
（2）电子进入偏转电场后的偏转量h？

参考答案
1．C
【详解】
A．电源电动势等于外电路的路端电压和电源内部电压之和，所以A错误；
B．电压和电动势的单位相同，但是物理意义不同，是两个不同的物理量，所以B错误；
C．电源是把其他形式的能量转化为电能的装置，电动势反映电源转化本领的大小，所以C正确；
D．电动势公式中W表示非静电力做功，电压公式中W表示静电力做功，所以D错误。
故选C。
2．D
【详解】
沿着电场线的方向电势逐渐降低，则有

电场线的疏密表示场强的大小，则有

故选D。
3．D
【解析】
试题分析：根据电场线的疏密特点，在AB直线上，O点电场强度最小，则受到电场力最小，而在CD直线上，O点的电场强度最大，则受到电场力最大，因此电荷在0点受力不是最大，故A错误．根据电场线的疏密可知，从A到B的过程中，电场强度先减小后增大，则电场力也先减小后增大；同理从C到D的过程中，电场强度先增大后减小，则电场力也先增大后减小．故B错误，D正确，电荷沿直线由A到B的过程中，无法确定电荷做功的正负，因此无法确定电势能变化，故C错误．故选D．
考点：电场线；电场强度
【名师点睛】常见电场的电场线分布及等势面的分布要求我们能熟练掌握，并要注意依据电场线的疏密来判定电场强度的大小，同时注意等量异号电荷形成电场的对称性．加强基础知识的学习，掌握住电场线的特点，即可解决本题．
4．B
【解析】
【详解】
电容是描述电容器容纳电荷本领的物理量，取决于电容器本身，并不是电容器的电容与所带电荷量成正比，与两极板间的电压成反比，故A错误。根据点电荷的场强公式，知Q是场源电荷，则电场中某点的电场强度与场源电荷所带的电荷量有关，故B正确。是电流强度的定义，故电流与q、t无关，故C错误；根据电势差的定义式，知带电量为1C正电荷，从A点移动到B点克服电场力做功为1J，即电场力做功为-1J，则A、B点的电势差为-1V，故D错误。故选B。
5．A
【详解】
因I-U图像的斜率的倒数等于电阻，可知
R1＞R2
把两电阻串联，则电流相等，即
I1＝I2
故选A。
6．C
【解析】当两极板间的距离减小时，根据电容的决定式分析得知，电容C变大．故A错误；根据可知，电容器的电压不变，电容C变大，电容器极板的带电荷量Q变大．故B错误．电容器两极板间的电势差U等于电源的电动势，保持不变．故C正确．U不变，d减小，由知板间场强E增大，故D错误．故选C．
【点睛】根据电容的决定式，分析两极板间的距离减小时电容的变化．电容器接在电源上，电容器的电压不变，由电容的定义式分析电容器极板的带电荷量Q变化．由分析板间场强的变化．
7．D
【详解】
由交点坐标可知，工作电压为2V，工作电流为2A。根据公式，有

代入数据，可得

故选D。
8．D
【详解】
根据安培定则对通电直导线周围磁场方向和通电螺线管磁场方向进行判断。
故选D。
9．B
【详解】
A．根据左手定则，A选项中粒子受力方向应该垂直速度方向向上，故A错误；
B．根据左手定则，B选项中粒子受力方向垂直速度方向向下，故B正确；
CD．CD选项中的粒子运动方向与磁场方向平行，不受洛伦兹力，故CD错误。
故选B。
10．C
【详解】
AB．带电粒子在电场中运动时，受到的电场力的方向指向运动轨迹的弯曲的内侧，由此可知，此带电的粒子受到的电场力的方向为沿着电场线向上，所以此粒子为正电荷，粒子带正电，从a到d的过程中，电场力对粒子做正功，所以粒子由a点向d点运动的过程中电势能逐渐减小，动能逐渐增加，故AB错误；
C．由电场线的分布可知，电场线在d点较密，在d点的电场强，粒子在d点时受到的电场力大，在d点加速度大，粒子运动的加速度逐渐增大，故C正确；
D．电场中的带电粒子受力的方向沿电场线的切线方向，由于b点所在在电场线为曲线，所以将该粒子在b点由静止释放，它一定不能沿电场线运动，故D错误。
故选C。
11．B
【详解】
由图示可得，电流表测电路电流，由于电流表的分压作用，电压表测量值小于路端电压，实验误差是由于电流表分压造成的；当外电路断路时，电压表示数等于路端电压，电源的 图像如图所示

由图示可知电源内阻的测量值大于真实值，电源电动势的测量值与真实值相等，即没有系统误差，有偶然误差。
故选BD。

12．AB
【详解】
A．P=UI和适用于任何电路求电功率，故A正确；
B．P=I2R适用于任何电路求电热功率，故B正确；
C．P=UI和适用于任何电路求电功率，而只适用于纯电阻电路求电功率，故C错误；
D．由于选项AB正确，故D错误。
故选AB。
13．BC
【详解】
磁针的N极向纸外偏转，说明带电粒子束下方磁场方向垂直直面向外，根据安培定则，可知这束带电粒子产生的电流方向为水平向左，故可能是向左飞行的正离子束，也可能是向右飞行的负离子束。
故选BC。
14．ACD
【详解】
在变阻器R0的滑片向下滑动的过程中，变阻器接入电路的电阻减小，变阻器R0与R2并联电阻R并减小，则外电路总电阻减小，电路中总电阻减小，根据闭合电路欧姆定律得知，电路中总电流增大，所以干路电流I增大，电源内电压增大，则路端电压U减小，则电压表示数减小；由串联电路电压特点，由于并联部分电阻减小，所以R1分压增大，故并联部分电压减小，则电流表示数减小，故ACD正确，B错误。
故选ACD。
15．AC
【详解】
由洛伦兹力提供向心力，可知

计算得出

则动能

可知，动能与加速的电压无关，与狭缝间的距离无关，与磁感应强度大小和D形盒的半径有关，增大磁感应强度和D形盒的半径，可以增加粒子的动能，故选AC。
16．50.15 4.700 220 串联 990
【详解】
(1)[1] 由图可知，游标卡尺读数为；
(2)[2] 由图可知，螺旋测微器读数为；
(3)[3] 由图可知，多用电表读数为；
(4)[4][5]把电流表改装成电压表需串联一个较大的电阻，改装后总电阻为

则需串联的电阻阻值为

17．R2 1.5 500
【详解】
（1）图线斜率的绝对值表示水果电池的内阻可得：电源的内阻为，若选用0～10Ω的滑动变阻器，移动滑片，电流可调节测量范围较小，所以本实验中滑动变阻器应选用R2．
（2）U﹣I图线的纵轴截距表示电源的电动势，图线斜率的绝对值表示水果电池的内阻．U﹣I图线的纵轴截距为1.5，知水果电池的电动势E＝1.5V，图线斜率的绝对值为：．
18．，
【详解】
开关处于位置A时，由闭合电路欧姆定律得

开关处于位置B时，由闭合电路欧姆定律得

联立可得
，
19．（1） （2）
【解析】
【分析】
粒子进入磁场后做匀速圆周运动，做出粒子运动的轨迹，根据几何关系求出轨道半径，根据牛顿的第二定律求出速度；先求出路程，再根据速度公式求出时间。
【详解】
（1）由几何关系可知，粒子在磁场中的圆心角为θ＝60°，

轨道半径为
根据牛顿第二定律：
解得：
（2）圆心角对于的弧长为
粒子穿过磁场的时间
联立解得：
【点睛】
本题考查带电粒子在磁场中的运动，关键是做出轨迹并根据几何关系求半径。
20．（1）；（2）
【详解】
（1）电子在电场中加速，根据动能定理得

解得

（2）电子进入偏转电场，做类平抛运动
水平方向有

竖直方向有
，
联立得