2021-2022学年河南省百强名校高二上学期期中考试物理试题 解析版

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河南省百强名校2021-2022学年高二上学期期中考试物理2021.11注意事项：1．答卷前，考生务必将自己的姓名，准考证号填写在本试题相应的位置。2．全部答案在答题卡上完成，答在本试题上无效。3．回答选择题时，选出每小题答案后，用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其他答案标号。回答非选择题时，将答案用0.5mm黑色笔迹签字笔写在答题卡上。4．考试结束后，将本试题和答题卡一并交回。一、选择题（本题共10小题，每小题5分，共50分。在每小题给出的四个选项中，第1～6题只有一项是符合题目要求，第7～10题有多个选项符合题目要求，全部选对得5分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。）1．下列与静电现象有关的说法正确的是（    ）A．人用手触摸带电金属球头发会竖起散开，其原因是金属球对头发有电场力的作用B．油罐车的下端铁链拖地疏导电荷，油罐车上多余的正电荷通过铁链运动到大地C．工人进行超高压带电作业，所穿的工作服是由绝缘的丝织品制成，起静电屏蔽的作用D．避雷针的工作原理是通过尖端放电，金属棒上的电荷向大气释放，中和空气中的电荷2．关于下列物理公式的说法正确的是（    ）A．电场强度的定义式对真空中孤立的点电荷所形成电场不适用B．闭合电路欧姆定律的一种表达式对非纯电阻电路不成立C．电动势说明电动势在数值上等于非静电力把1C的正电荷在电源内从负极移送到正极所做的功D．是电势差的定义式，由、q共同的决定的3．某种电流随时间做周期变化如图所示，此电流在4s内的平均值是（    ）A．1.75A B．1.5A C．1.25A D．1.0A4．仅受电场力作用，试探电荷（带负电）在下列四种电场中能做匀速圆周运动的是（    ）A．B．C．D．5．如图所示是某种元件的伏安特性曲线，虚线a是电流为时曲线的切线，虚线a的斜率为k，则电流为时，该元件的电阻（    ）A．等于k B．等于 C．大于 D．小于6．均匀带电、完整的球壳在球外空间产生的电场，等效为电荷集中于球心处产生的电场。如图所示，半径为r、均匀分布着电荷量为的球面，其圆心О与直径AB都在x轴上，x轴上P点有一带正电的点电荷与A点的距离为r。若x轴上与B点的距离为r的C点，其电场强度大小为，静电力常量为k，则点电荷的带电量为（    ）A． B． C． D．7．如图所示的电源是“恒压源”，合上开关S，其两端的电压U始终保持不变，是定值电阻，M、N是两个电阻箱，当M的接入阻值变小，N的接入阻值变大，下列说法正确的是（    ）A．两端的电压变小  B．的功率可能不变C．流过、的电流之和可能不变 D．当、的功率相等时，8．等量同种负点电荷固定在x轴上的坐标原点的同一侧（不含原点），x的正半轴上的电势随x变化的关系如图所示，曲线在处对应的电势最高，规定无限远处电势为0，下列说法正确的是（    ）A．从0到，电场的强度越来越大 B．处没有电场线C．等量同种负点电荷固定在x的正半轴 D．x的负半轴上有电势大于0的点9．某款手机的锂电池，铭牌所标的参数显示3.7V、890mAh，充电限制电压为4.2V，下列说法正确的是（    ）A．3.7V是额定电压，手机充电时的电压可以超过这个值B．890mAh是电池充足电后所储存的电能C．电池充足电后所储存的电能约为D．电池充足电后若待机的时间为3天，则手机的待机电流为0.124A10．如图所示，电容为C、带电量为Q的平行板电容器与水平面的夹角为，板内形成匀强电场，质量、电量分别为m、的带正电小球（视为质点），从平行板的下极板边缘A，以水平向右的初速度，沿水平直线AB运动到上极板的边缘B，重力加速度为g，下列说法正确的是（    ）A．小球一定做匀加速直线运动 B．平行板的上极板一定带正电C．小球到达B点时的速度为 D．两极板之间的距离为二、非选择题：本题共6小题，共60分。11．（6分）电学实验常需要测量导体的长度、直径、电阻。如图甲是用游标卡尺测量金属导线长度对应的示数，如图乙是用螺旋测微器测量金属导线的直径对应的示数，如图丙是用多用电表测量金属导线的电阻对应的示数。（1）甲图的读数为______mm（2）乙图的读数为______mm（3）若丙图多用电表的倍率为，则丙图的读数为______12．（8分）实验小组用图甲所示的电路来测量电阻约为的电阻的阻值，图中为标准电阻（）、可视为理想电流表，S为开关，R为滑动变阻器，E为电源，采用如下步骤完成实验。回答下列问题：（1）按照图甲所示的实验原理电路图在下列方框中接好电路（2）将滑动变阻器的滑动触头置于_______位置（填“最左端”“最右端”或“中间”）合上开关S，改变滑动变阻器滑动触头的位置，记下两电流表、的示数分别为、，则待测电阻的表达式_______（用、、表示）（3）为了减小偶然误差，改变滑动变阻器滑动触头的位置，多测几组、的值，做出，关系图像如图乙所示，图像的斜率______（用、表示）可得待测电阻_______13．（10分）如图所示电路，电源的电动势与内阻分别为E、r，定值电阻的阻值，电阻箱R的阻值调节范围足够大，合上开关S，调节R的接入值，求：（1）定值电阻的最大功率与电源输出的最大功率之比（2）电阻箱的最大功率14．（11分）如图所示，电源电动势为，内阻为，电阻、的阻值分别为、，平行板电容器的电容。开关闭合后，电动机恰好正常工作。已知电动机的额定电压，线圈的电阻，求：（1）开关闭合后，电容器的带电量和流过电阻的电流（2）电动机正常工作时的效率是多少？15．（11分）匀强电场、辐射状电场可以控制带粒子分别做类平抛运动、匀速圆周运动。如图所示，长、宽分别为2L、L的带电平行板内存在电场场强大小为E的匀强电场，质量为m、电量为q的带正电粒子（不计重力），从平行板的边缘A点，以垂直电场线方向的速度射入电场，正好从平行板的边缘B点射出电场，接着从B点进入辐射状电场正好做匀速圆周运动，粒子所在的圆弧轨道对应的电场强度的大小为2E，经过圆周运动，从C点射出辐射状电场，两种电场都在同一平面内，互不影响，求：（1）粒子在A点的入射速度（2）粒子做匀速圆周运动的轨迹半径（3）粒子从A到C的运动时间16．（14分）如图所示，半径的光滑半圆形绝缘轨道BC竖直固定放置，与水平绝缘轨道AB相切于B点，O为圆心，P是轨道上与圆心О的等高点，半圆形轨道所在的平面内，有一均强电场，上边界正好沿OP所在的直线，电场强度，方向水平向右，质量、电量的带正电物块（视为质点），与水平轨道AB间的动摩擦因数，让物块从水平轨道AB上的某点M由静止开始释放，重力加速度，求：（1）若物块运动到P点，半圆形轨道对其弹力为5N，M、B两点的距离为多少（2）若物块在运动的过程中，不脱离半圆形轨道，M、B两点的距离范围为多少（3）若M、B两点的距离为，则物体离开C点再次进入电场时与О点的距离为多少  河南省百强名校2021-2022学年高二上学期期中考试物理参考答案与解析1．【答案】D【解析】人用手触摸带电金属球头发会竖起散开，其原因是金属球上的电荷转移到头发上，同种电荷相排斥，使头发会竖起散开，A错误；铁链拖地疏导电荷，若油罐车带正电荷，大地上的负电荷通过铁链运动到油罐车上与正电荷中和，若油罐车带负电荷，多余的负电荷通过铁链运动到大地，B错误；工人进行超高压带电作业，穿戴工作服是由含金属丝的织物制成，起静电屏蔽的作用，C错误；避雷针的工作原理是通过尖端放电，金属棒上的电荷向大气释放，中和空气中的电荷，D正确。2．【答案】C【解析】电场强度的定义式对任何形式的静电场都适用，A错误；根据能量守恒定律电源的电动势等于内外电路电势降落之和，对任何闭合电路都成立，即对非纯电阻电路也成立，B错误；说明电动势在数值上等于非静电力把1C的正电荷在电源内从负极移送到正极所做的功，C正确；电势差与、q无关，由电场本身决定，D错误。3．【答案】C【解析】由电流的定义可得，可知I-t图线与时间轴所围成的面积表示电荷，由图像可知电流的周期为，对应10个周期，则0-4s内电流的平均值与内电流的平均值相等；流过导体的电荷量为，由，可知电流在的平均值，即电流在0-4s内的平均值是，C正确。4．【答案】D【解析】只有真空中等量的同种正电荷在同一平面中才能形成辐射状的方向向外的电场，D选项的侧视图，如图所示试探电荷在这种辐射状的电场中才能做匀速圆周运动，D正确。5．【答案】C【解析】设电流为时，元件两端的电压为，电阻，由题意可知，、，综合可得，C正确。6．【答案】A【解析】设p点的点电荷带电量为，它在C点产生的电场强度，场强沿x轴的负方向，带电量为完整球面在C点产生的电场强度，场强沿x轴的负方向，由题意两种带电体在C点产生的合电场强度为，则有，综合解得，A正确。7．【答案】AC【解析】由欧姆定律可知当M的接入阻值变小，流过、的电流变大，由可得两端的电压变小，A正确；由可知当N的接入阻值变大，的功率一定变小，B错误；由欧姆定律可知当N的接入阻值变大，流过的电流变小，结合变大，可知流过、的电流之和可能不变，C正确；的功率、的功率，当，结合，可得，D错误。8．【答案】BC【解析】图像的切线的斜率的绝对值表示电场强度的大小0-的范围内，图像的切线的斜率越来越小，电场强度越来越小，A错误；处图像的切线水平，切线的斜率为0，电场强度为0，的左侧电场线沿x轴的负方向，的右侧电场线沿x轴的正方向，处无电场线，B正确；电场强度为О处在等量同种负点电荷连线的中点，即处就是两点电荷连线的中点，因为，处在x的正半轴，两点电荷固定在x轴上的坐标原点的同一侧，所以两点电荷固定在x的正半轴，C正确；规定无限远处电势为0，负的带电体所在空间内，电势都为负值，则x的负半轴上的电势都小于0，D错误。9．【答案】AC【解析】3.7V是额定电压，小于手机充电的限制电压4.2V，手机充电的电压可以超过3.7V，不能超过4.2V，A正确；890mAh是电池充足电后所储存的电量，B错误；由，结合、可得电池充足电后所储存的电能，C正确；由，可知3天的待机时间．手机的待机电流为，D错误。10．【答案】AD【解析】匀强电场对小球的电场力垂直两极板，要么斜向右上方，要么斜向左下方，对小球受力分析，只有电场力斜向右上方，电场力与重力的合力才能沿水平直线AB，小球才能沿水平直线AB运动，电场力与重力的合力水平向右恒定与速度同向，小球一定做匀加速直线运动，A正确；小球带正电，电场力斜向右上方，电场强度斜向右上方，所以平行板的上极板一定带负电，下极板一定带正电，B错误；两极板间的电压，小球从A点运动到B点，由动能定，综合解得，C错误；对小球受力分析，由力的合成，结合、解得两极板之间的距离，D正确。11．【答案】（1）23.7（2分）（2）3.276（3.275~3.278均可）（2分）（3）190（190.0也给分）（2分）【解析】（1）甲图主尺每一个长度与游标尺每一格长度相差0.1mm，或者游标尺是10格，所以是10分度的游标卡尺，其读数为（2分）（2）螺旋测微器的读数为（2分）（3）多用电表的读数为（2分）12．【答案】（1）见解析（3分）（2）最右端﹑或（2分）（3）（1分）、18（2分）【解析】（1）完整的电路连线图如下（2）为了电路安全，防止电流过大，闭合开关前，将滑动变阻器的滑动触头置于最右端位置（1分）流过定值电阻的电流为，由并联电路电压相等的关系可得，整理可得待测电阻或（1分）（3）由，可得，则关系图像的斜率（2分）结合，，可得（1分）13．【答案】（1）（7分）（2）5（3分）【解析】（1）对于定值电阻，功率由闭合电路欧姆定律，回路的电流结合，当、I最大﹐定值电阻的功率最大为电源的输出功率结合，可得当时，电源的输出功率最大为比较可得（2）电阻箱的功率结合可得当时，结合，可得电阻箱的最大功率14．【答案】（1）  3A（5分）（2）66.7%（6分）【解析】（1）当开关S闭合时，电动机恰好正常工作，两端的电压等于额定电压电容器与电动机并联，两端的电压等于其带电量计算可得电阻与电动机并联，两端的电压等于，由闭合电路欧姆定律，流过电阻的电流计算可得（2）由欧姆定律，流过电阻的电流由串并联电路电流的关系，流过电动机的电流电动机消耗的电功率为电动机发热的功率为电动机正常工作时的效率综合可得15．【答案】（1）（4分）（2）2L（4分）（3）（3分）【解析】（1）设粒子在A点的入射速度为，粒子从A到B做类平抛运动，沿的方向做匀速直线运动，沿着匀强电场的方向做初速度为0的匀加速直线运动，设运动时间为，由类平抛运动的规律综合解得、（2）由类平抛运动的规律设粒子在B点的速度为v，由速度的合成．粒子做匀速圆周运动的线速度为v，设粒子做匀速圆周运动的轨迹半径为R，电场力充当向心力综合解得、（3）设粒子从B到C的运动时间为，由匀速圆周运动的规律综合可得粒子从A到C的运动时间16．【答案】（1）1m（4分）（2）、（6分）（3）（4分）【解析】（1）在P点，对物块受力分析，由牛顿第二定律物块由M运动到P，由动能定理综合解得（2）若物块恰好能到达C点，由牛顿第二定律物块由M运动到C，由动能定理解得若物块恰好能到达Р点，物块由M运动到p，由动能定理解得若物块在运动的过程中，不脱离半圆形轨道，则有、（3）物块由M运动到C，由动能定理物块离开C点做平抛运动，结合等已知条件，综合解得．