长春市长春外国语学校2020-2021学年高二上学期期中考试物理试题（理科）（含答案）

　 长春外国语学校 2020-2021 学年第一学期高二年级期中考试 物理试卷（理科）

　出题人 ：李南

　 审题人：李钟琦

　 本试卷分第Ⅰ卷（选择题）和第Ⅱ卷（非选择题）两部分，共 8 页。考试结束后，将答题卡交回。

　注意事项：

　 1. 答题前，考生先将自己的姓名、准考证号填写清楚，将条形码准确粘贴在考生信

　息条形码粘贴区。

　 2．选择题必须使用 2B 铅笔填涂；非选择题必须使用 0.5 毫米黑色字迹的签字笔书

　写，字体工整、笔迹清楚。

　3．请按照题号顺序在各题目的答题区域内作答，超出答题区域书写的答案无效；

　在草稿纸、试题卷上答题无效。

　4．作图可先使用铅笔画出，确定后必须用黑色字迹的签字笔描黑。

　5. 保持卡面清洁，不要折叠，不要弄破、弄皱，不准使用涂改液、修正带、刮纸刀。

　第Ⅰ卷

　一、 选择题（本题共 2 12 小题，每小题 4 4 分。1 1- -7 7 题为单选题，8 8- -2 12 为多选题。）

　1．两个分别带有电荷量 Q  和+ 3Q 的相同金属小球（均可视为点电荷），固定在相距为 r 的两处，它们间库仑力的大小为 F ．两小球相互接触后将其固定距离变为2r，则两球间库仑力的大小为 A．112F

　B．34F

　C．43F

　D． 12F

　2．AB 和 CD为圆上两条相互垂直的直径，圆心为 O.将电荷量分别为＋q 和－q 的两点电荷放在圆周上，其位置关于 AB 对称且距离等于圆的半径，如图所示．要使圆心处的电场强度为零，可在圆周上再放一个适当的点电荷 Q，则该点电荷 Q(

　)

　A．应放在 A 点，Q＝2q

　B．应放在 B点，Q＝－2q C．应放在 C点，Q＝－q

　D．应放在 D点，Q＝－q

　 3．如图所示，平行板电容器与一个恒压直流电源连接，下极板通过 A 点接地，一带正电小球被固定于 P 点，现将平行板电容器的下极板竖直向下移动一小段距离，则(

　 ) A．平行板电容器的电容将变大 B．静电计指针张角变小 C．电容器的电荷量不变 D．带电小球的电势能将增大 4．如图所示电路中，电源电压 U恒定，由于某元件出现故障，使灯 L 1 变亮，灯 L 2 不亮，其原因可能是（

　）

　A．R 1 断路

　B．R 2 断路

　C．R 2 短路

　D．R 1 短路 5．将悬挂在细线上的带正电的小球 A 放在不带电的金属空心球 C 内(不与球接触)，另有一个悬挂在细线上的带负电的小球 B 向 C 靠近，如图所示，于是有(

　) A．A 向左偏离竖直方向，B 向右偏离竖直方向 B．A 的位置不变，B 向右偏离竖直方向 C．A 向左偏离竖直方向，B 的位置不变 D．A 和 B 的位置都不变 6．在炎热的夏天我们可以经常看到，有的小朋友的太阳帽前有一小风扇（如图所示），该小风扇与一小型的太阳能电池板相接，对其供电。经测量该电池能产生的电动势为 E=0.6V，则关于该电池的描述正确的是（

　）

　A．单位时间内可把 0.6J 的太阳能转化为电能 B．通过 1C电荷量该电池能把 0.6J 的太阳能转化为电能 C．该电池把其他形式能转化为电能的本领比一节 7 号电池的本领大得多 D．把该电池接入闭合电路后，电动势减小 7．在如图所示的电路中，电源电动势为 E、内电阻为 r，C 为电容器，R 0 为定值电阻，R 为滑动变阻器。开关闭合后，灯泡 L 能正常发光；当滑动变阻器的滑片向右移动后，下列说法中正确的是（

　）

　A．灯泡 L 变亮 B．电容器 C的带电量将增大

　 C．0R 两端的电压减小 D．电源的总功率变小，但电源的输出功率一定变大

　多选题 8．如图所示，为某一电场中的一条电场线，已知电子在 A 点的速率为 v 1 ，只在电场力的作用下，电子从 A 点运动到 B 点时速度恰好为零，则（ ）

　A．电场的方向从 A 指向 B B．A 点的电场强度比 B 点大 C．A 点的电势比 B 点高 D．A 到 B 的过程中，电子的电势能减少 9．有两根不同材料的金属丝，长度相同，甲的横截面的圆半径以及电阻率都是乙的 2 倍，则以下说法正确的有（

　）

　A．甲、乙的电阻之比是 8:1 B．甲、乙的电阻之比是 2:1 C．将甲乙并联在电路中，甲乙消耗的电功率之比是 2:1 D．将甲乙串联在电路中，甲乙消耗的电功率之比是 1:2 10．一台电动机的线圈电阻与一只电炉的电阻相同，都通过相同的电流，在相同时间内（

　）

　A．电炉放热与电动机放热相等 B．电炉两端电压小于电动机两端电压 C．电炉两端电压等于电动机两端电压 D．电动机消耗的功率大于电炉的功率 11．如图所示，甲、乙两个电路都是由一个灵敏电流表 G和一个变阻器 R 组成的，已知灵敏电流表的满偏电流2mAgI ，内电阻300ΩgR ，则下列说法正确的是（

　）

　A．甲表是电流表， R 增大时量程增大 B．乙表是电压表， R 增大时量程增大 C．在甲图中，若改装成的电流表的量程为 0.6A ，则 0.5Ω R

　D．在乙图中，若改装成的电压表的量程为 3V ，则 1200Ω R

　12．如图所示，直线Ⅰ、Ⅱ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Ⅲ是一个小灯泡的伏安特性曲线。曲线Ⅲ与直线Ⅰ、Ⅱ相交点的坐标分别为 P（5，3.5）、Q（6，5）。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 3：2

　 B．电源 1 与电源 2 的电动势之比是 1：1 C．在这两种连接状态下，小灯泡的电阻之比是 21：26 D．在这两种连接状态下，小灯泡消耗的功率之比是 7：10

　第Ⅱ卷

　二、填空题（本题共 2 2 小题，每空 2 2 分，共 0 20 分。）

　13．某学校实验室购买了一卷表面有很薄绝缘层的镍铬合金丝，该校的一兴趣小组同学想通过自己设计的实验来测算合金丝的长度。已知该镍铬合金丝的常温电阻率 ρ=1.0×610  Ω·m，他们选用的器材有多用电表、电流表、电压表、开关、滑动变阻器、螺旋测微器、导线和学生电源等。

　(1)他们先使用多用电表粗测合金丝的电阻，操作过程分以下三个步骤：

　①将红、黑表笔分别插入多用电表的“+”“一”插孔，选择电阻挡“×100”； ②调整“机械零点调节旋纽”使指针指到零刻度，调整时____（填“必须”“不能”）将两表笔短接，然后调整“欧姆调零旋钮”进行欧姆调零，调整时__________（填“必须”“不能”）将两表笔短接； ③把红、黑表笔分别与镍铭合金丝的两端（已刮去绝缘漆）相接，多用电表的示数如图甲所示，该合金丝的电阻约为__________Ω．

　(2)为了更准确地测量镍铬合金丝电阻，已知所选用的电压表内阻为几千欧，电流表内阻为几欧，根据多用电表的示数，为了减少实验误差，并获得较大的电压调节范围，以下四个电路中最合理的是_________。

　(3)他们使用螺旋测微器测量镍铬合金丝的直径，示数如图乙所示，则镍铬合金丝的直径为_________mm． (4)根据多用电表测得的镍铬合金丝电阻值，不计合金丝绝缘漆的厚度，可估算出这卷镍铬合金丝的长度约为_________m。（结果保留整数）

　14．某实验小组选用以下器材测定电池组的电动势和内阻，要求测量结果尽量准确。

　电压表（量程 0~3V，内阻约为 3k Ω ）

　电流表（量程 0~0.6A，内阻约为 1 Ω ）

　滑动变阻器（0~20Ω，额定电流 1A）

　待测电池组（电动势约为 3V，内阻约为 10 Ω ）

　开关导线若干 ①该小组连接的实物电路如图所示，经仔细检查，发现电路中有一条导线连接不当，这条导线对应的编号是_____。

　②改正这条导线的连接后开始实验，闭合开关前，滑动变阻的滑片 P应置于滑动变阻器的_____端（填“a”或者“b”）

　 ③实验中发现调节滑动变阻器时。电流表读数变化明显但电压表读数变化不明显。为了解决这个问题，在电池组负极和开关之间串联一个阻值为 4 Ω 的电阻，之后该小组得到了几组电压表读数 U和对应的电流表读数 I，并作出— U I 图像，如图所示。根据图像可知，电池组的电动势为_____V，内阻为_____ Ω 。（结果均保留两位有效数字）

　 三、计算题（本题共 2 2 小题，共 2 22 分。）

　15．（10 分）如图所示，有一电子（电量为 e，质量为 m，）从静止开始经电压 U 0 加速后，进入两块间距为 d、电压为 U的平行金属板间．若电子从两板正中间垂直电场方向射入，且恰好能从金属板右缘飞出 求：（1）该电子刚飞离加速电场时的速度大小 （2）金属板 AB 的长度．

　 16．（12 分）如图所示的电路中，电源电动势 E＝12 V，内阻 r＝0.5 Ω，电动机的电阻 R 0 ＝1.0 Ω，电阻 R 1 ＝2.0Ω。电动机正常工作时，电压表的示数 U 1 ＝4.0 V，求：

　(1)流过电动机的电流； (2)电动机输出的机械功率； (3)电源的工作效率。

　 参考答案 1．C 【解析】

　 【分析】

　【详解】

　本题考查库仑定律及带电体电量的转移问题．接触前两个点电荷之间的库仑力大小为23 Q QF kr ，两个相同的金属球各自带电，接触后再分开，其所带电量先中和后均分，所以两球分开后各自带点为+Q，距离又变为原来的12，库仑力为2 24 432Q Q Q QF k k Frr      ，所以两球间库仑力的大小为43F ，C 项正确． 2．C 【解析】

　【分析】

　【详解】

　+q 的点电荷在圆心 O处的场强与-q 的点电荷在圆心 O处的场强的合场强方向由 O点指向 D点，根据几何关系和点电荷的场强公式得12kqEr ；要使圆心处的电场强度为零，只要点电荷 Q在圆心 O处产生的场强方向由 O指向 C 即可，大小也为2kqr，所以，点电荷 Q=-q 且应发在 C 点。

　故选 C．

　3．D 【解析】

　将平行板电容器的下极板竖直向下移动一小段距离后两极板间的距离变大，根据公式4SCkd 可得电容减小，A错误；电容器两极板和电源相连，所以电容器两极板间的电压恒定不变，故静电计的张角不变，B 错误；根据QCU 可知 Q减小，C 错误；根据公式UEd 可知两极板间的电场强度减小，P点与上极板间的电势差减小，而 P点的电势比上极板低，上极板的电势不变，则 P点的电势增大，因为油滴带正电荷，则小球的电势能增大，D正确． 【点睛】在分析电容器动态变化时，需要根据4SCkd 判断电容器的电容变化情况，然后结合UEd ，QCU 等公式分析，需要注意的是，如果电容器和电源相连则电容器两极板间的电压恒定，如果电容器充电后与电源断开，则电容器两极板上的电荷量恒定不变

　 4．D 【解析】

　【详解】

　A.若 R 1 断路，则总电阻变大，总电流变小，L 1 变暗，不符合题意，故 A错误； B.若 R 2 断路，电路不通，则灯 L 1 和灯 L 2 都不亮，不符合题意，故 B 错误； C.若 R 2 短路，总电阻变小，总电流变大，灯 L 1 变亮， L 2 是发光的，不符合题意，故 C 错误； D.若 R 1 短路，总电阻变小，总电流变大，灯 L 1 变亮，L 2 被短路不亮，符合题意，故 D正确． 5．B 【解析】

　A在空心金属球内，由于静电感应，使得 C 外表面带正电，B、C 相互吸引，所以 B 向右偏；

　而金属空腔 C 可以屏蔽外部的 B 的电场，所以 B的电荷对空腔 C 的内部无影响，所以 A位置不变．故B 正确，ACD错误；故选 B． 点睛：考查静电感应现象，掌握同种电荷相互排斥，异种电荷相互吸引．并理解外部电场对空心球内部没有影响，即为静电屏蔽． 6．B 【解析】

　【分析】

　【详解】

　AB. 电动势在数值上等于非静电力把 1C 的正电荷从电源内部的负极移到正极所做的功，故通过 1C电荷量该电池能把 0.6J 的太阳能转化为电能，A错误，B 正确； C．电动势越大，将其他形式的能转化为电能的本领越大，一节 7 号电池的电动势为 1.5V，因此该电池把其他形式能转化为电能的本领比一节 7号电池的本领小，C 错误； D．电动势的大小为定值，与该电池是否接入电路无关，D错误； 故选 B。

　7．B 【解析】

　【分析】

　【详解】

　A．当滑动变阻器的滑片向右移动时，变阻器在路电阻增大，外电阻增大，路端电压增大，电路中

　 电流减小，灯 L 变暗，故 A错误； B．当滑动变阻器的滑片向右移动时，变阻器在路电阻增大，外电阻增大，路端电压增大，电容器的电压等于路端电压，可见其电压是增大的，则由 Q=CU知，电容器 C 的电荷量将增大，故 B 正确； C．电容器在稳恒电路中视为断路，故 R 0 两端的电压不变，始终等于 0，故 C 错误； D．电源消耗的功率 P=EI，电流减小所以电源消耗的功率将变小，P 向右移动，滑动变阻器电阻变大，不知道内外电阻的关系，输出功率变化情况无法判断，故 D错误。

　故选 B。

　8．AC 【解析】

　试题分析：电子从 A 点运动到 B 点时速度恰好为零，说明电场力做负功，据此判断出电场力的方向，然后判断出电场的方向，根据沿着电场线的方向电势越来越低，判断电势的高低；由电场力做功与电势能变化的关系分析电子电势能如何变化． 解：电子从 A 点运动到 B 点时速度恰好为零，说明电场力做负功，电场力由 B 指向 A； A、电子带负电，电场力由 B 指向 A，则电场方向由 A 指向 B，故 A 正确； B、仅根据一条电场线，不能判断 A、B 两点场强的大小，故 B 错误； C、电场方向由 A 指向 B，沿电场线的方向电势越来越低，所以 A 点电势比 B 点电势高，故 C 正确； D、从 A 到 B 的过程中，电场力做负功，电势能增加，故 D 错误； 故选 AC． 【点评】根据电子速度变为零判断出电场力的方向，根据电荷受力方向与场强方向间的关系、电场线方向与电势的关系、电场力做功与电势能变化的关系分析答题． 9．CD 【解析】

　甲的圆半径是乙的 2 倍，故甲的横截面积是乙的 4 倍，甲的电阻率是乙的 2 倍，由电阻定律LRS 可知，甲的电阻是乙电阻的一半，即甲、乙的电阻之比是 1：2，故 AB错误；将两电阻并联时，电压相等，则由2UPR 可知，甲的电功率是乙电功率的 2 倍，故 C 正确；两电阻串联时，电流相等，则由2P I R 可知，甲的电功率是乙电功率的一半；故 D正确；故选 CD． 【点睛】据电阻定律LRS  求出甲、乙电阻之比，并联电路电压相等、串联电路中电流相等，根据其特点选择功率公式求解．

　 10．ABD 【解析】

　【分析】

　【详解】

　A．电炉电路和电动机电路焦耳定律都适用，根据焦耳定律 Q=I 2 rt，知电炉和电动机的电阻相同，电流相同，则在相同的时间内电炉和电动机产生的电热相等，故 A正确； BC．设电流为 I，电阻为 r，则电炉两端电压 U 炉 =Ir，电动机两端电压 U 机 ＞Ir，所以 U 机 ＞U 炉

　即电动机两端电压大于电炉两端电压，故 B 正确，C 错误； D．电动机消耗的电能一部分转化为内能，另一部分转化为机械能，电炉消耗的电能全部转化为内能，而相等时间内它们产生的热量相等，则在相同的时间内，电动机消耗的电能大于电炉消耗的电能，则电动机消耗的功率大于电炉消耗的功率，故 D正确。

　故选 ABD。

　11．BD 【解析】

　【分析】

　【详解】

　A．甲由一个灵敏电流表 G和一个变阻器 R 并联，利用并联电阻的分流，改装成安培表。安培表的量程 g ggI RI IR 

　可知当 R 增大时量程 I减小，故 A错误； B．乙由一个灵敏电流表 G和一个变阻器 R 串联，利用串联电阻的分压，改装成伏特表。伏特表的量程 g gU I R R   （ ）

　可知 R 增大时量程增大，故 B 正确； C．由公式 g ggI RI IR 

　 知，在甲图中，若改装成的电流表的量程为 0.6A，则 R=1.003Ω，故 C错误； D．由公式 ( )g gU I R R   知，在乙图中，若改装成的电压表的量程为 3V，则 1200Ω R ，故 D正确。

　故选 BD。

　12．AB 【解析】

　【分析】

　【详解】

　A．在电源的 U﹣I图象中，图象的斜率的绝对值表示电源的内电阻，根据电源 U﹣I图线，可知，电源 1、电源 2 的内阻分别为 r 1 ＝ 108Ω＝54Ω 同理， r 2 ＝1012Ω＝56Ω 所以 r 1 ：r 2 ＝3：2 故 A正确； B．U﹣I图象的纵轴截距表示电动势，故 E 1 ＝E 2 ＝10V 即电源 1 与电源 2 的电动势之比是 1：1，故 B 正确； CD．灯泡伏安特性曲线与电源外特性曲线的交点即为灯泡与这电源连接时的工作状态，则连接电源1 时 U 1 ＝3.5V，I 1 ＝5A 故灯泡消耗的功率为

　P 1 ＝U 1 I 1 ＝17.5W 灯泡的电阻

　R 1 ＝11UI＝3.55Ω＝0.7Ω 连接电源 2时

　 U 2 ＝5V，I 2 ＝6A 故灯泡消耗的功率

　P 2 ＝U 2 I 2 ＝30W 灯泡的电阻 R 2 ＝22UI＝56Ω 所以 R 1 ：R 2 ＝21：25 P 1 ：P 2 ＝7：12 故 CD错误。

　故选 AB。

　13．不能

　必须

　1400

　D

　0.305

　102

　 【解析】

　【分析】

　【详解】

　(1)[1]机械调零是调整指针的“游丝（非常细的回摆弹簧）”张紧程度。电表在移动过程或受周围电磁场的影响下，指针会发生偏移，调整游丝的张力大小，即可调整指针左右的摆动位置。机械调零时不需要将两表笔短接。

　[2]欧姆调零的原理为由于欧姆表内带电源，在接入不同（档位）电路中，不可能保证都刚好是满偏电流，所以需要进行内部电阻微调，达到电流满偏，必须将两表笔短接。

　[3]读数为 14 100Ω 1400Ω  

　(2)[4]根据题目，要求电压调节范围较大，滑动变阻器采用分压式接法；根据多用电表的读数 1400Ω，可知被测电阻较大，电流表的分压可忽略，应该选用电流表内接法；故 D项正确，ABC 三项错误。

　故选 D。

　(3)[5]螺旋测微器的读数为 0 30.5 0.01mm 0.305mm d    

　(4)[6]根据公式LRS  ，2π4dS  ，联立可得

　  23263.14 1400 0.305 10πm 102m4 4 1.0 10RdL      14．5

　a

　2.9

　1.8

　 【解析】

　【分析】

　【详解】

　①[1]因为电源内阻较小，故对于电源来说应该采用电流表外接法，图中采用的是电流表内接；故导线 5 连接不当，应该从电压表正接线柱接到电流表正接线柱。

　②[2]开始实验前应该让滑动变阻器连入电路阻值最大，故应将滑片置于 a 端。

　③[3][4]由图线可知图线与纵轴的交点即为电源电动势，故 2.9V E  ；图线与横轴的交点为短路电流 0.50A I  ，故可得等效内阻为 2.9Ω=5.80Ω0.5ErI= =

　又因为在开关和电池负极之间接有 4Ω 的电阻，在计算过程中等效为内阻，故电源内阻为 5.80Ω 4Ω=1.80Ω r¢= -

　15．me Uv o02UUL02d 

　16．（1）2A；（2）14W；（3）91.7% 【解析】

　【分析】

　【详解】

　(1)电动机正常工作时，总电流为 I＝11UR＝ 2A (2)电动机两端的电压为 U＝E－Ir－U 1 =(12－2×0.5－4.0) V＝7 V 电动机消耗的电功率为

　 P 电 ＝UI＝7×2 W＝14 W 电动机的热功率为 P 热 ＝I 2 R 0 ＝2 2 ×1 W＝4 W 电动机输出的机械功率 P 机 ＝P 电 －P 热 ＝10 W (3)电源释放的电功率为 P 释 ＝EI＝12×2 W＝24 W 有用功率 P 有 ＝2122W UI I R  

　电源的工作效率 =91.7%PP 有释