2020-2021学年陕西省榆林市第十二中学高二上学期第二次月考物理试题 解析版

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物理试题
时间：90分钟 命题范围：电荷及其守恒定律—导体的电阻
试卷满分：100分（Ⅰ卷52分，Ⅱ卷48分）
注意事项：
1．答题前填写好自己的姓名、班级、考号等信息
2．请将答案正确填写在答题卡上
第I卷（选择题）
一、单选题(共10小题，每小题4分,共40分)
1.真空中，两点电荷电量均为Q，在它们分别相距为r和3r时，彼此间的库仑力大小之比为( )
A．3：1 B．1：3 C．9：1 D．1：9
2.关于电场强度的定义式E＝，下列说法正确的是( )
A． 该定义式只适用于点电荷产生的电场
B．F是试探电荷所受到的力，q是产生电场的电荷的电荷量
C． 场强的方向与F的方向相同
D． 由该定义式可知，场中某点电荷所受的静电力大小与该点场强的大小成正比
3.有一电场的电场线如图所示，电场中A、B两点电场强度的大小和电势分别用EA、EB和φA、φB表示，则( )
A．EA>EB，φA>φB B．EA>EB，φA<φB
C．EAφB D．EA4.一段导体横截面积为S，导体单位体积上的自由电荷数为n，设其中单个自由电荷所带电量为q，定向移动速率为v，则导体中电流强度的表达式为( )
A．nqSv B．nqv C．Sqv D．Snq
5.关于欧姆定律，下列说法错误的是( )
A． 由I＝可知，通过电阻的电流跟它两端的电压成正比，跟它的电阻成反比
B． 由U＝IR可知，对于一定的导体，通过它的电流越大，它两端的电压也越大
C． 由R＝可知，导体的电阻跟它两端的电压成正比，跟通过它的电流成反比
D． 对于一定的导体，它两端的电压与通过它的电流的比值保持不变
6.通过电阻R的电流为I时，在t时间内产生的热量为Q，若电阻为2R，电流强度为，则在时间t内产生的热量为( )
A． 4Q B． 2Q C． D．
7.两个电阻分别标有“1 A4 W”和“2 A1 W”，则它们的电阻之比为( )
A．2：1 B．16：1 C．4：1 D．1：16
8.一根均匀电阻丝阻值为R，在以下哪些情况下，阻值仍为R ( )
A． 长度变为一半，横截面积增大一倍时
B． 横截面积变为一半，长度变为二倍时
C． 长度和横截面积都变为原来的2倍时
D． 直径变为一半，长度变为原来的时
9.一个电流表的满偏电压为Ug，内电阻为Rg，要把它改装成量程较大的电流表，应在电流表上( )
A． 串联一个小电阻 B． 并联一个小电阻 C． 串联一个大电阻 D． 并联一个大电阻
10.如图所示电路中，已知R1＝R2＝R3，当在AB间接入电源后流过R1、R2、R3的电流比为( )
A．2：1：1 B．1：1：1 C．2：2：1 D．1：1：2
二、多选题(共3小题，每小题4分,共12分)
11.(多选)一个电荷只在电场力作用下从电场中的A点移到B点时，电场力做了5×10－6J的功，那么( )
A．电荷在B处时将具有5×10－6J的电势能
B．电荷在B处将具有5×10－6J的动能
C．电荷的电势能减少了5×10－6J
D．电荷的动能增加了5×10－6J
12.(多选)一个由电池、电阻R与平行板电容器组成的串联电路如图所示，在减小电容器两极板间距离的过程中( )
A． 电容器A板始终带正电荷 B． 电容器的电容变小
C． 电阻R中有从a流向b的电流 D．A、B板间的电场强度增大
13.(多选)如图所示是某导体的伏安特性曲线，由图可知( )
A． 导体的电阻是25 Ω B． 导体的电阻是0.04 Ω
C． 当导体两端的电压是10 V时，通过导体的电流是0.4 A
D． 当通过导体的电流是0.1 A时，导体两端的电压是2.5 V
第Ⅱ卷（非选择题）
三、实验题(共2小题，13分)
14.（4分）一只小灯泡，标有“3 V,0.6 W”字样．现用图示的器材测量该小灯泡的伏安特性曲线，(滑动变阻器最大阻值为10 Ω；电源电动势为6 V，内阻为1 Ω；电流表内阻为1 Ω，电压表的内阻为10 kΩ)．
(1)在设计电路的过程中，为了尽量减小实验误差，电流表应采用__________(选填“内接”或“外接”)法．滑动变阻器的连接方式应采用________(选填“分压式”或“限流式”)；
(2)用笔画线当导线，根据设计的电路图将实物图连成完整的电路(图中有三根导线已经接好)．
15.（9分）某学习小组为测量一铜芯电线的电阻率，他们截取了一段电线，用米尺测出其长度为L，用螺旋测微器测得其直径为D，用多用电表测得其电阻值约为2 Ω，为提高测量的精度，该小组的人员从下列器材中挑选了一些元件，设计了一个电路，重新测量这段电线(用Rx表示)的电阻．
A．电源E(电动势为3.0 V，内阻不计)
B．电压表V1(量程为0～3.0 V，内阻约为2 kΩ)
C．电压表V2(量程为0～15.0 V，内阻约为6 kΩ)
D．电流表A1(量程为0～0.6 A，内阻约为1 Ω)
E．电流表A2(量程为0～3.0 A，内阻约为0.1 Ω)
F．滑动变阻器R1(最大阻值10 Ω，额定电流2.0 A)
G．滑动变阻器R2(最大阻值1 kΩ，额定电流1.0 A)
H．定值电阻R0(阻值为3 Ω)
I．开关S一个，导线若干
(1)如图所示是该实验小组用螺旋测微器对铜芯电线直径的某次测量，其读数是________ mm.
(3)实验时电压表选________，电流表选________，滑动变阻器选________(只填代号)．
(4)某次测量时，电压表示数为U，电流表示数为I，则该铜芯线材料的电阻率的表达式为ρ＝________.
四、计算题(共3小题，35分)
16.（10分）如图所示的电路中，R1＝8 Ω，R2＝4 Ω，R3＝6 Ω，R4＝3 Ω.
(1)求电路中的总电阻．
(2)当加在电路两端的电压U＝42 V时，通过每个电阻的电流是多少？
17.（12分）如图所示的电路中，电炉电阻R＝10 Ω，电动机线圈的电阻r＝1 Ω，电路两端电压U＝100 V，电流表的示数为30 A，问通过电动机的电流强度为多少？通电一分钟，电动机做的有用功为多少？
18.（13分）长为L的平行金属板水平放置，两极板带等量的异种电荷，板间形成匀强电场，一个带电荷量为＋q、质量为m的带电粒子，以初速度v0紧贴上极板垂直于电场线方向进入该电场，刚好从下极板边缘射出，射出时速度恰与下极板成30°角，如图所示，不计粒子重力，求：
(1)粒子末速度的大小；
(2)匀强电场的场强；
(3)两板间的距离.
答案解析
1.【答案】C
【解析】根据库仑定律，F＝k
距离为r时，A、B间的库仑力大小F＝k
距离为3r时，A、B间的库仑力大小F′＝k
所以彼此间的库仑力大小之比为＝，故C正确，A、B、D错误．
2.【答案】D
【解析】定义式E＝对任何电场都适用，所以A错；公式中F指试探电荷在这一点所受的静电力大小，q是指试探电荷的电荷量，所以B错；场强方向与正电荷在该点所受F的方向相同，与负电荷所受F的方向相反，所以C错；由定义式可得，F与E成正比，所以D对．
3.【答案】D
【解析】
4.【答案】A
【解析】电流强度微观表达式I＝nqvS
5.【答案】C
【解析】导体的电阻是由导体自身的性质决定的，与电压、电流的大小无关．
6.【答案】D
【解析】根据Q＝I2Rt得，当电阻为2R，电流强度为时，在时间t内产生的热量Q′＝()2×2R×t＝I2Rt＝，D正确．
7.【答案】B
【解析】根据公式P＝I2R得两电阻阻值分别为4欧和0.25欧，所以阻值之比为16∶1.
8.【答案】C
【解析】根据电阻定律R＝可知，长度变为一半，横截面积增大一倍时，阻值变为，A错误；横截面积变为一半，长度变为二倍时，阻值变为4R，B错误；长度和横截面积都变为原来的2倍时，阻值仍为R，C正确；直径变为一半，长度变为原来的时，阻值变为2R，D错误．
9.【答案】B
【解析】电流表改装成大量程电流表要并联电阻分流，并联的电阻值为：R＝＝(n为扩大的倍数)，可知所并的电阻较小．故B正确，A、C、D错误．
10.【答案】B
【解析】画出等效电路图如图所示，故当AB间接入电源后，R1、R2、R3是并联关系，因为R1＝R2＝R3，所以流过它们的电流相等．
11.【答案】CD
【解析】电场力对电荷所做的功等于它的电势能的减少量，故电场力做了5×10－6J的功，电荷的电势能一定减少了5×10－6J，但电荷在B处的电势能无法确定，故A错，C对；根据动能定理可知，电荷的动能一定增加了5×10－6J，但电荷在B处的动能无法确定，故B错，D对．
12.【答案】AD
【解析】电容器A板始终和电源正极相连，所以A板电势高，带正电荷，选项A正确；板间距离减小，由C＝知，电容变大，选项B错误；由Q＝CU可知电容器电荷量增大，则电源继续向电容器充电，所以电流方向为从b流向a，选项C错误；由U＝Ed可知电场强度E增大，选项D正确．
13.【答案】ACD
【解析】根据图象，由欧姆定律可得，导体电阻R＝＝25 Ω，故A正确，B错误；当导体两端电压是10 V时，通过导体的电流I＝＝0.4 A，故C正确；当通过导体的电流是0.1 A时，导体两端的电压U＝IR＝0.1 A×25 Ω＝2.5 V，故D正确；
14.【答案】(1) 外接（1分） 分压式（1分） (2)如图：（2分）
【解析】(1)对灯泡由R＝＝15 Ω，满足电压表内阻远大于小灯泡电阻，所以电流表应采用外接法；测量该小灯泡的伏安特性曲线，电压要从零开始，所以滑动变阻器的连接方式应采用分压式．(2)连接时导线不能交叉，并注意电流表应采用外接法，滑动变阻器的连接方式应采用分压式，如图所示：
15.【答案】(1)0.700（1分）
(2)B（2分）D（2分）F（2分）(4)（2分）
【解析】(1)读数为：0.5 mm＋20.0×0.01 mm＝0.700 mm.
(2)电源的电动势为3.0 V，考虑到电压表的量程和精确度两个因素，电压表应选V1；干路中电流的最大值Imax＝＝A＝0.6 A，电流表应选A1；考虑到实验的准确性，滑动变阻器应选R1.
(3)由R＝＝ρ＝ρ·得：
ρ＝.
16.【答案】(1)14 Ω (2)3A 1A 2 A
【解析】电路连接的特点是R3、R4并联后再和R1、R2串联，可根据串、并联电路的特点求解总电阻和流过每个电阻的电流．
(1)R3、R4并联后电阻为R34，则R34＝＝Ω＝2 Ω，R1、R2和R34串联，总电阻R＝R1＋R2＋R34＝14 Ω.
(2)根据欧姆定律I＝得I＝A＝3 A.
由于R1、R2串联在干路上，故通过R1、R2的电流都是3 A．设通过R3、R4的电流为I3、I4，由并联电路的特点：I3＋I4＝3 A，＝，解得I3＝1 A，I4＝2 A.
17.【答案】20 A 9.6×104J
【解析】题图中的两个支路分别为纯电阻电路(电炉)和非纯电阻电路(电动机)．在纯电阻电路中可运用欧姆定律I＝直接求出电流强度，而非纯电阻电路中的电流强度只能运用干路和支路中电流强度的关系求出．在非纯电阻电路中，电功大于电热，两者的差值才是有用功．
根据欧姆定律，通过电炉的电流强度为I1＝＝A＝10 A.
根据并联电路中的干路电流和支路电流的关系，则通过电动机的电流强度为I2＝I－I1＝20 A.
电动机的总功率为P＝UI2＝100×20 W＝2×103W.
因发热而损耗的功率为P′＝Ir＝400 W.
电动机的有用功率(机械功率)为P″＝P－P′＝1.6×103W，电动机通电1 min做的有用功为W＝P″t＝1.6×103×60 J＝9.6×104J.
18.【答案】(1) (2)(3)L
【解析】 (1)粒子离开电场时，合速度与水平方向夹角为30°，由几何关系得合速度：v＝＝.
(2)粒子在匀强电场中做类平抛运动，
在水平方向上：L＝v0t，
在竖直方向上：vy＝at，
vy＝v0tan 30°＝，
由牛顿第二定律得：qE＝ma
解得：E＝.
(3)粒子做类平抛运动，
在竖直方向上：d＝ QUOTE at2，解得：d＝L.