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- 2021-04-25 发布
北京101中学2017-2018学年上学期高二年级期中考试物理试卷
一、单项选择题：本题共12小题，每题3分，共36分。在每小题给出的4个选项中，只有一项符合题意，选对的得3分，有选错或不答的得0分。
1. 下列物理量是矢量的是（ ）
A. 电场强度 B. 电流 C. 电势能 D. 电荷量
2. 使带电的金属球靠近不带电的验电器，验电器的箔片张开。图1中表示验电器上感应电荷的分布情况正确的是（ ）
A B C D
图1
3. 在真空中有两个点电荷，它们之间的静电力为。如果保持它们各自所带的电荷量不变，将它们之间的距离减小到原来的一半，那么它们之间静电力的大小等于（ ）
A. B. C. D.
4. 某静电场的电场线分布如图所示，图2中P、Q两点的电场强度的大小分别为EP和EQ，电势分别为和，则（ ）
图2
A. EP＞EQ，＞
B. EP＞EQ，＜
C. EP＜EQ，＞
D. EP＜EQ，＜
5. 把电阻是的一根金属丝，均匀拉长为原来的倍，则导体的电阻是（ ）
A. B. C. D.
6. 有关电动势的说法中正确的是（ ）
A. 当电路中通过1C电量时，电源消耗的其他形式能的数值等于电源电动势的数值
B. 电源提供的电能越多，电源的电动势越大
C. 电源的电动势越大，也就是电源内储存的电荷越多
D. 电源的电动势反映了电源将电能转化为其他形式的能的本领
7. 如图3所示的实验装置中，已经充好电的平行板电容器，极板接地，极板与一个静电计连接。将极板向左移动，增大电容器两极板间的距离时，电容器所带的电荷量、电容、两极间的电压，电容器两极板间的场强的变化情况是（ ）
图3
A. 变小，不变，不变，变小
B. 变小，变小，不变，不变
C. 不变，变小，变大，不变
D. 不变，变小，变大，变小
8. 在如图4所示电路中，当滑动变阻器的滑片向端移动时（ ）
图4
A. 电压表示数变大，电流表示数变小
B. 电压表示数变小，电流表示数变大
C. 电压表示数变大，电流表示数变大
D. 电压表示数变小，电流表示数变小
9. 匀强电场中三个距离相等的点，如图5所示，B、C两点连线水平，其电势分别为ΦA=4V，ΦB=5V，ΦC=3V，则根据图示点的位置可知，电场强度的方向可能是（ ）
图5
A. 竖直向上
B. 竖直向下
C. 水平向左
D. 水平向右
10. 如图6所示，虚线a、b、c代表电场中三个等势面，相邻等势面之间的电势差相等，即，实线为一带负电的质点仅在电场力作用下通过该区域时的运动轨迹，、是这条轨迹上的两点，由此可知（ ）
图6
A. 点电势高于点电势
B. 带电质点在点具有的电势能比在点具有的电势能大
C. 带电质点通过点时的动能比通过点时大
D. 带电质点通过点时的加速度比通过点时小
11. 如图7所示，R1为定值电阻，R2为可变电阻，E为电源电动势，r为电源的内阻，以下说法中一定正确的是（ ）
图7
A. 当R2=r时，R2上消耗的功率最大
B. 当R1=R2+r时，R1上消耗的功率最大
C. 当R2=0时，R1上消耗的功率最大
D. 当R2=0时，电源的输出功率最大
12. 在真空中有水平放置的两个平行、正对金属平板，板长为l，两板间距离为d，在两极板间加一交变电压如图8乙，质量为m，电荷量为e的电子以速度v0 （v0接近光速的1/20）从两极板左端中点沿水平方向连续不断地射入两平行板之间。若电子经过两极板间的时间相比交变电流的周期可忽略不计，不考虑电子间的相互作用和相对论效应，则（ ）
图8
A. 当Um＜时，所有电子都能从极板的右端射出
B. 当Um＞时，将没有电子能从极板的右端射出
C. 当时，有电子从极板右端射出的时间与无电子从极板右端射出的时间之比为1：2
D. 当时，有电子从极板右端射出的时间与无电子从极板右端射出的时间之比为1：
二、多项选择题：本题共4小题，每小题3分，共12分。在每小题给出的四个选项中，至少有两个选项正确，全部选对的得3分，选不全的得2分，有选错或不答的得0分。
13. 如图9所示，A、B是两个等量异种点电荷，C、D是A、B连线的中垂线上且与连线距离相等的两点，则 （ ）
图9
A. 在A、B连线中垂线上，从C到D，各点电势都相等，场强都相同
B. 在A、B连线中垂线上，从C到D，场强先增大后减小，电势先升高后降低
C. 在A、B连线中垂线上，从C到D，场强先增大后减小，各点的电势都相等
D. 在A、B连线上，从A到B，场强先减小后增大，电势逐渐升高
14. 测定压力变化的电容式传感器如图10所示，A为固定电极，B为可动电极，组成一个电容大小可变的电容器。可动电极两端固定，当待测压力施加在可动电极上时，可动电极发生形变，从而改变了电容器的电容。现将此电容式传感器连接到如图所示的电路中，当待测压力增大时（ ）
图10
A. 电容器的电容将增加
B. 电阻R中没有电流
C. 电阻R中有从a流向b的电流
D. 电阻R中有从b流向a的电流
15. 图11是改装后的电表的电路图，认识正确的是（ ）
图11
A.（a）图是电流表，使用、两个端点时，量程较大
B.（a）图是电流表，使用、两个端点时，量程较大
C.（b）图是电压表，使用、两个端点时，量程较大
D.（b）图是电压表，使用、两个端点时，量程较大
16. 用如图12所示的实验电路研究微型电动机的性能，当调节滑动变阻器R，让电动机停止转动时，电流表和电压表的示数分别为0.50 A和2.0 V；重新调节R，使电动机恢复正常运转时，电流表和电压表的示数分别为2.0 A和24 V。则这台电动机（不计温度对电阻的影响）（ ）
图12
A. 正常运转时的输出功率为32W
B. 正常运转时的消耗功率为48W
C. 正常运转时的发热功率为16W
D. 正常运转时的效率为80%
三、实验题：本题共2小题，17题8分，18题10分，共18分。
17. 在“描绘小灯泡的伏安特性曲线”的实验中，需测量一个“2.5V，0.3A”的小灯泡两端的电压和通过它的电流。现有如下器材：
直流电源（电动势3.0V，内阻不计）
电流表A1（量程3A，内阻约0.1Ω）
电流表A2（量程600mA，内阻约5Ω）
电压表V1（量程3V，内阻约3kΩ）
电压表V2（量程15V，内阻约15kΩ）
滑动变阻器R1（阻值0~10Ω，额定电流1A）
滑动变阻器R2（阻值0~1kΩ，额定电流300mA）
（1）在该实验中，电流表应选择____________（填“A1”或“A2”），电压表应选择__________（填“V1”或“V2”），滑动变阻器应选择____________（填“R1”或“R2”）。
（2）为了减小实验误差，应选择图13中哪个实验电路进行实验（ ）
图13
（3）下表是学习小组在实验中测出的数据，某同学根据表格中的数据在方格纸上已画出除了第6组数据的对应点，请你在I-U图象上画出第6组数据的对应点，并作出该小灯泡的伏安特性曲线。
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
I（A）
0
0.10
0.13
0.15
0.16
0.18
0.19
0.20
0.23
0.25
0.27
0.28
0.30
U（V）
0
0.10
0.20
0.30
0.40
0.60
0.80
1.00
1.40
1.80
2.00
2.20
2.50
（4）根据图14小灯泡的伏安特性曲线，可以判断出图15中正确的是（ ）（图15中P为小灯泡功率）
图14 图15
18. 用下图16所示的电路，测定一节干电池的电动势和内阻。电池的内阻较小，为了防止在调节滑动变阻器时造成短路，电路中用一个定值电阻R0起保护作用。除电池、开关和导线外，可供使用的实验器材还有：
图16
电流表（量程0.6A、3A）；
电压表（量程3V、15V）
定值电阻（阻值1、额定功率5W）
定值电阻（阻值10，额定功率10W）
滑动变阻器（阻值范围0--10、额定电流2A）
滑动变阻器（阻值范围0--100、额定电流1A）
（1）要正确完成实验，电压表的量程应选择 V，电流表的量程应选择 A；
R0应选择 的定值电阻，R应选择阻值范围是 的滑动变阻器。
（2）关于实验的误差分析下列正确的是（ ）
A. 电流表的分压作用 B. 电压表的分流作用
C. 读数过程中存在偶然误差 D. 由电压表、电流表造成的系统误差
（3）①根据下列所得实验数据，试在坐标系中做出实验得到的U-I图象：
U/V
1.36
1.32
1.30
1.28
1.24
1.20
I/A
0.22
0.28
0.34
0.40
0.46
0.50
②用绘制的U-I图象得出所测的电源的电动势为______V；电源的内电阻为_______Ω（计算结果保留三位有效数字）。
（4）该实验测量的电源电动势、内电阻与真实值从理论上来说：
E测____________ E真 ；r测_____________ r真 （选填“大于、小于、等于”）
四、计算题： 本题共4小题，共35分。解答要写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤。直接写出最后答案的不得分。
19.（8分）如图17所示，R为电阻箱，电压表为理想电压表。当电阻箱读数为R1=2Ω时，电压表读数为U1=4V；当电阻箱读数为R2=5Ω时，电压表读数为U2=5V。求：电源的电动势E和内阻r。
图17
20.（9分）如图18所示，一束初速度为零的带电量为e、质量为m的电子流经电压U1的加速电场加速后，沿垂直于偏转电场的场强方向进入偏转电场，最后飞出偏转电场。已知偏转电场两平行板间的电势差为U2，极板长为L，两板间的距离为d，忽略电子重力。求：
图18
（1）电子在偏转电场中的运动时间；
（2）电子离开偏转电场时相对于入射方向的侧移距离；
（3）电子离开偏转电场时的动能。
21.（9分）宇宙飞船进行长距离星际运行时，不能再用化学燃料，可采用一种新型发动机——离子发动机，小型高效的离子发动机所用燃料不到化学燃料发动机的1/10，它可以使太空中的航天器获得动力，进而调整航天器的飞行姿态或飞行轨道。在离子发动机中，由电极发射的电子射入稀有气体（如氙气），使其离子化，然后从静止开始经电场加速后，从飞船尾部高速连续喷出，利用反冲使飞船本身得到加速。已知氙离子质量为m，电荷为e，加速电压为U ；从飞船尾部高速连续喷出氙离子质量远小于飞船的质量，求：
（1）飞船向后喷出的氙离子的速度大小；
（2）为了使飞船得到的反冲推力大小为F ，
①每秒需要向后喷射出氙的质量；
②飞船向后喷出氙离子的功率。
22.（9分）如图19所示,水平绝缘粗糙的轨道AB与处于竖直平面内的半圆形绝缘光滑轨道BC平滑连接，半圆形轨道的半径R＝0.4m在轨道所在空间存在水平向右的匀强电场，电场线与轨道所在的平面平行，电场强度E＝1.0×104N/C。现有一电荷量q＝＋1.0×10－4C，质量m＝0.1kg的带电体（可视为质点），在水平轨道上的P点由静止释放，带电体恰好能通过半圆形轨道的最高点C，然后落至水平轨道上的D点。取g＝10m／s2，不计带电体在运动过程中的电荷损失。试求：
图19
（1）带电体运动到圆形轨道B点时对圆形轨道的压力大小；
（2）D点到B点的距离xDB；
（3）带电体在从P开始运动到落至D点的过程中的最大动能。
参考答案
1. A 2. C 3. C 4. A 5. D 6. A 7. C 8. B 9. D 10. B
11. C 12. A 13. CD 14. AD 15. BC 16. ABC
17.（1） A2 V1 R1 （2）C
（3）
（4）BD
18.（1）3；0.6；1；0—10；（2）BC（3）1.48-1.50V; 0.56-0.6 图略
（4）小于，小于
19.（1）由闭合电路欧姆定律：，
联立上式并代入数据解得：，
（2）1Ω，9W
20.（1） （2）
（3）
21.（1） （2） （3）
22.（1）设带电体通过C点时的速度为，根据牛顿第二定律得：
设带电体通过B点时的速度为，设轨道对带电体的支持力大小为，带电体从B运动到C的过程中，根据动能定理：
带电体在B点时，根据牛顿第二定律有：
联立解得：
根据牛顿第三定律可知，带电体对轨道的压力
（2）设带电体从最高点C落至水平轨道上的D点经历的时间为t，根据运动的分解有：
联立解得：
（3）由P到B带电体做加速运动，故最大速度一定出现在从B经C到D的过程中，在此过程中保有重力和电场力做功，这两个力大小相等，其合力与重力方向成45°夹角斜向右下方，故最大速度必出现在B点右侧对应圆心角为45 °处。
设小球的最大动能为，根据动能定理有：
解得：