河南省豫南重点高中2021-2022学年高二上学期精英对抗赛物理试题

物理试卷 注意事项： 1.答卷前，考生务必将自己的姓名、座位号和准考证号填写在答题卡上； 2.答选择题时选出每小题答案后，用铅笔把答题卡上对应的题目的答案标号涂黑。如 需改动，用橡皮檫干净后，再选涂其他答案标号，写在本试卷上无效； 3.答主观题时，将答案写在答题卡上，写在本试卷上无效； 4.考试结束后，将答题卡交回。 一、选择题（本题共12 小题，每小题4 分，共48 分；1-8 为单选，9-12 为多选， 多选题全部选对者得4 分，选对但不全的得2 分，选错或不选得0 分） 1、在科学发展史上，很多科学家做出了杰出的贡献.他们在物理学的研究过程 中应用了很多科学的思想方法.下列叙述不正确的是（ ） A．法拉第首先提出用电场线描绘抽象的电场，这是一种形象化的研究方法 B．用点电荷来代替实际带电体是采用了理想化物理模型的方法 C．库仑得出库仑定律并用扭秤实验测出了静电力常数k 的数值 D．电场强度的表达式E=F/q 和电势差的表达式U=W/q 都是利用比值法得 到的定义式 2、下列关于电源电动势的认识中，你认为正确的是（ ） A．同一电源接入不同的电路中，电动势会发生变化 B．1 号1.5 V 干电池比7 号1.5 V 干电池大，但电动势相同 C．电动势表征了电源把其他形式能转化为电能的本领，电源把其他形式能 转化为电能越多，电动势越大 D．电动势、电压和电势差虽名称不同，但单位相同，所以物理意义也相同 3、目前智能手机普遍采用了电容触摸屏，电容触摸屏是利用人体的电流感应进 行工作的，它是一块四层复合玻璃屏，玻璃屏 的内表面和夹层各涂一层ITO(纳米铟锡金属 氧化物)，夹层ITO 涂层作为工作面，四个角引出四个电极，当用户手指触摸电 容触摸屏时，手指和工作面形成一个电容器，因为工作面上接有高频信号，电 流通过这个电容器分别从屏的四个角上的电极中流出，且理论上流经四个电极 的电流与手指到四个角的距离成比例，控制器通过对四个电流比例的精密计算 来确定手指位置。对于电容触摸屏，下列说法正确的是( ) A．电容触摸屏触摸时，不需要压力即能产生位置信号 B．使用绝缘笔在电容触摸屏上也能进行触控操作 C．手指压力变大时，由于手指与屏的夹层工作面距离变小，电容变小 D．手指与屏的接触面积变化时，电容不变 4、如图所示，已知电源电动势为6 V，内阻为1 Ω，保护电阻R0 ＝0.5 Ω，则当电阻箱R 的读数为多少时，电阻箱R 消耗的功率PR 最大且这个最大值为( ) A．1 Ω 6 W B．0.5 Ω 8 W C．1 Ω 1.5 W D．1.5 Ω 6 W 5、一金属容器置于绝缘板上，带电小球用绝缘细线悬挂于容器中，容器内的电 场线分布如图所示。容器内表面为等势面，A、B 为容器内表面上的两点，下列 说法正确的是( ) A．A 点的电场强度比B 点的大 B．小球表面的电势比容器内表面的低 C．B 点的电场强度方向与该处内表面垂直 A B D．将检验电荷从A 点沿不同路径移到B 点，电场力所做的功不同 6、如图甲所示，在匀强电场中，虚线为电场线，与Ox 轴成θ＝37°角，Ox 轴上 有a、b、c 三点，Oa＝bc＝ab＝2 cm，Ox 轴上各点的电势φ 的变化规律如图乙 所示。取sin 37°＝0.6，cos 37°＝0.8。下列说法正 确的是( ) A．电场线方向斜向上 B．场强大小为800 V/m C．c 点的电势为16 V D．电子在a 点的电势能为－32 eV 7、一水平放置的平行板电容器的两极板间距为d，极板分别与电池两极相连， 上极板中心有一小孔（小孔对电场的影响可忽略不计）。小孔正上方d/2处的P 点有一带电粒子，该粒子从静止开始下落，经过小孔进入电容器，并在下极板 处（未与极板接触）返回。若将下极板向上平移d/4，则从P 点开始下落的相同 粒子将（ ） A．打到下极板上 B．在下极板处返回 C．在距上极板d/2 处返回 D．在距上极板2d/5 处返回 8、在x 轴上O、P 两点分别放置电荷量为q1、q2的点电荷， 一带正电的试探电荷在两电荷连线上的电势能EP随x 变化关 系如图所示，其中A、B 两点电势能为零，BD 段中C 点电势 能最大，则（ ） A．q1和q2都是正电荷且q1> q2 B．BC 间场强方向沿x 轴负方向 C．C 点的电场强度大于A 点的电场强度 EP D C B P A O x D．将一负点电荷从B 点移到D 点，电场力先做负功后做正功 9、如图所示，氕核、氘核、氚核三种粒子从同一位置无初速度地飘入电场线水 平向右的加速电场E1，之后进入电场线竖直向下的匀强电场 E2发生偏转，最后打在屏上。整个装置处于真空中，不计粒 子重力及其相互作用，则（ ） A、偏转电场E2对三种粒子做功一样多 B、三种粒子打到屏上时的速度一样大 C、三种粒子运动到屏上所用时间相同 D、三种粒子一定打到屏上的同一位置 10、如图所示，电源电动势为E，内阻为r。电路中的 R2、R3分别为总阻值一定的滑动变阻器，R0为定值电阻， R1为光敏电阻(其电阻随光照强度增大而减小)。当开关S 闭合时，电容器中一带电微粒恰好处于静止状态。有关下列说法中正确的是( ) A．只逐渐增大R1的光照强度，电阻R0消耗的电功率变大，R3中有向上的 电流 B．只调节R3的滑动端P2向上端移动时，电源消耗的功率变大，R3中有向 上的电流 C．只调节R2的滑动端P1向下端移动时，电压表示数不变，带电微粒向上 运动 D．若断开开关S，电容器所带电荷量变大，带电微粒向上运动 11、如图甲所示，两平行金属板MN、PQ 的板长和板间距离相等，板间存在如 屏 图乙所示的随时间周期性变化的电场，电场方向与两板垂直，不计重力的带电 粒子沿板间中线垂直电场方向源源不断地射入电场，粒子射入电场时的初动能 均为Ek0，已知t＝0 时刻射入电场的粒子刚好沿上板右边缘垂直电场方向射出电 场．则( ) A．所有粒子都不会打到两极板上 B．所有粒子最终都垂直电场方向射出电场 C．运动过程中所有粒子的最大动能不可能超过2Ek0 D．只有t＝(n＝0，1，2…)时刻射入电场的粒子才能垂直电场方向射出电 场 12、如图所示，半圆槽光滑、绝缘、固定，圆心是O，最低点是P，直径MN 水 平，a、b 是两个完全相同的带正电小球（视为点电荷），b 固定在M 点，a 从 N 点静止释放，沿半圆槽运动经过P 点到达某点Q（图中未画出）时速度为零。 则小球a （ ） A．从N 到Q 的过程中，重力与库仑力的合力先增大后减小 B．从N 到P 的过程中，速率先增大后减小 C．从N 到Q 的过程中，电势能一直增加 D．从P 到Q 的过程中，动能减少量小于电势能增加量 三、实验题（共18 分） 11．(本题6 分)下面三个图为探究平行板电容器电容大小决定因素的实验，请将正确结 论填在横线上．给电容器充电后与电源断开，即保持电量Q 不变，那么 + + a b M N P O A．若保持板间距离d 不变，正对面积S 变小，两板电势差U________，电容 C________. B．若保持S 不变，d 变大，两板电势差U________，电容C________. C．若保持S 和d 都不变，插入介质板后，两板电势差U________，电容C________. (填“变小”、“变大”或“不变”) 12．(本题12 分)为了测定阻值约为 ，额定电流为0.5A 的电阻器的电阻，现准备 有下列器材： A．电源E：电动势E=6V、内阻不计； B．电流表A1：量程为0～3A、内阻约为0.06 ； C．电流表A2：量程为0～0.6A、内阻约为0.3 ； D．电压表V1：量程为0～15V、内阻约为 E．电压表V2：量程0～5V、内阻约为 ； F、滑动变阻器R1 ：量程为0～20 ，额定电流为3A 的滑动变阻器； G、滑动变阻器R2 ：量程为0～800 ，额定电流为0.5A 的滑动变阻器； H、电键S 和导线若干. （1）实验中要求通过待测电阻的电流能从0.15A 起逐渐增大，为尽可能较精确地测 出该电阻的阻值，并且实验中，电表示数调节方便，电流表应选择________（填 写器材前面的代码），电压表应选择_________ （填 写器材前面的代码），滑动变阻器应选择______ __ （填写器材前面的代码）。 （2）在方框中画出符合要求的实验电路图。 三、计算题（共4 小题，15 题8 分，16 题12 分，17 题14 分，共34 分） 15（8 分）在匀强电场中把电荷量为q= 的点电荷从A 点移到B 点，克服静电力做 的功为 ；再把这个点电荷从B 点移到C 点，静电力做的功为 ，取B 点 电势为零。求：（1）A 点电势 （2）点电荷在C 点的电势能 16（12 分）如图所示，一个电子由静止开始经加速电场加速后，又沿偏转电场极板间的中 心轴线从 点垂直射入偏转电场，并从另一侧射出打到荧光屏上的 点， 点为荧光屏的 中心。已知电子质量 ，电荷量e ，加速电场电压 ，偏转电场电压 ，极板的长度 ， 板间距离 ，极板的末端到荧光屏的距离 （忽略电子所受重力）。求： （1）电子射入偏转电场时的初速度 （2）电子打在荧光屏上的 点到 点的距离 （3）电子经过偏转电场过程中电场力对它所做的功 17（14 分）如图所示，在方向水平向左、范围足够大的匀强电场中，固定一由内表面绝缘 光滑且内径很小的圆管弯制而成的圆弧BD，圆弧的圆心为O，竖直半径 ，B 点和 地面上A 点的连线与地面成 角，AB=R .一质量为m、电荷量为q 的小球可视为质 点从地面上A 点以某一初速度沿AB 方向做直线运动，恰好无碰撞地从管口B 进入管道 BD 中，到达管中某处 图中未标出时恰好与管道间无作用力且小球能到达D 点。已知 ，重力加速度大小为g ，求： （1）匀强电场的场强大小E 和小球到达C 处时的速度大小 （2）小球的初速度大小 以及到达D 处时的速度大小 （3）若小球从管口D 飞出时电场大小不变但反向，则小球从管口飞出后离D 水平距离的 最大值 物理答案 一、选择题（共48 分，1-8 题为单选题，9-12 题为多选题。全对得4 分，选不 全得2 分。） 1、C 2、B 3、A 4、D 5、C 6、D 7、C 8、B 9、AD 10、AC 11、ABC 12、BC 13．变大 变小 变大 变小 变小 变大 【解析】先根据电容的决定式分析电容的变化，再根据电容的定义式分析板间电势差的变 化，判断静电计指针张角的变化． 【详解】 A、保持板间距离d 不变，两极板正对面积减小，根据电容的决 定式 得知，电容C 变小，而电容器的电量Q 不变，由电 容的定义式C= Q U 分析得到，板间电势差U 变大； B、保持S 不变，板间距离d 增大，根据电容的决定式 得知，电容C 变小，而电容器的电量Q 不变，由电容的定义式C= Q U 分析得到，板间电势 差U 变大； C、保持S 和d 都不变，插入介质板后，根据电容的决定式 得知，电容C 变大，而 电容器的电量Q 不变，由电容的定义式C= Q U 分析得到，板间电势差U 变小． 【点睛】 本题是电容的动态分析问题，由电容的决定式 和定义式C= Q U 结合进行分析． 14．C E F 【解析】 (1)[1][2][3]电源电动势为6V，电压表需要选择E，待测电阻的额定电流为0.5A，电流表应选 择C；待测阻值约为10Ω，为方便实验操作，滑动变阻器应选择F； (2)[4]由题意可知，电压表内阻远大于待测电阻阻值，电流表应采用 外接法，为测多组实验数据，滑动变阻器应采用分压接法，实验电路 图如图所示： 【点睛】本题考查了实验器材的选择、设计实验电路图，要掌握 实验器材的选择原则：安全性原则、精确性原则、方便实验操作 原则；根据题意确定滑动变阻器与电流表接法是设计实验电路的 关键。 二、计算题（共4 小题，15 题8 分，16 题12 分，17 题14 分，共34 分） 15（8 分）【答案】（1） （2）- （1）A 到B 点，由电场力做功得 ,又W AB= ， =0 解得 -------------3 分 （2）B 点移动到C 点，由电场力做功得 ),又 解得 ----------------2 分 点电荷在C 点的电势能为 -------------------3 分 注意：其它解法酌情给分！ 16（12 分）【答案】（1） ；（2） ；（3） （1）根据动能定理得eU 0=1 2mv0 2 解得 -------------------3 分 （2）在偏转电场，有 运动的时间为 速度偏转角度满足 电子打在荧光屏上的P 点到O′点的距离 -----------------5 分 （3）电子经过偏转电场过程中电场力对它做的功 ----------------4 分 注意：其它解法酌情给分！ 17（14 分）【答案】（1） ， ；（2） ， （3） 【详解】 (1)(4 分小球做直线运动时的受力情况如图所示 小球带正电，则 得 --------2 分 小球到达C 处时电场力与重力的合力恰好提供小球做圆周运动的向心力，如图所示 ，则 得 -----------2 分 (2)（5 分）小球“恰好无碰撞地从管口B 进入管道BD”，说明 。小球从A 点运动 到C 点的过程，根据动能定理有 得 -------------2 分 小球从C 处运动到D 处的过程，根据动能定理有 得 ------------------------- 3 分 (3)小球水平飞出后，在水平方向上做初速度为 的匀变速运动，竖直方向上做自由落 体运动，则水平方向上的加速度 得 -------------2 分 小球从管口D 飞出到落地所用的时间设为t，则 得 --------------2 分 由于 ，说明小球在水平方向上速度为0 时，小球尚未落地，则最大水平 射程 ------------1 分 注意：其它解法酌情给分！