河南省中原名校2021-2022学年高二上学期12月联考物理试题

河南省中原名校2021-2022 学年高二上学期12 月联考 物理试卷 全卷满分100 分，考试用时90 分钟。 注意事项： 1.答卷前，考生务必将自己的姓名、考生号等填写在答题卡上。 2.回答选择题时，选出每小题答案后，用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，将答案写在答题卡上。写在本试卷上无效。 3.考试结束后，将本试卷和答题卡一并交回。 一．选择题（本题共12 题，每题4 分，共48 分，1-8 题为单选题，9-12 题多选题，选对但 不全得2 分，有错选0 分） 1．下列说法正确的是: A．由 可知，电流越大，通过导体横截面的电荷量就越多 B．导体中没有电流时，说明导体内部的电荷没有移动 C．摩擦起电，是因为通过克服摩擦做功而使物体产生了电荷 D．物体带电+1.60×10-9C，这是因为该物体失去了1.0×1010个电子 2.关于电场的下列说法中正确的是： A．场强的定义式 中，F 是放入电场中的电荷所受的力，q 是产生电场的电荷的电荷量 B．电场强度方向与检验电荷的受力方向相同 C．电荷间的相互作用是通过电场而产生的，电场最基本的性质是对处在其中的电荷有力的 作用 D．若放在某点的电荷的电荷量减半，则该点的场强减半 3．如图所示是电阻 的 图线，图中 ，由此得出： A．通过电阻的电流 与两端电压成正比 B．电阻 C．因 图线的斜率表示电阻的倒数，故 D．在 两端加 电压时，每秒通过电阻横截面的电荷量是 4．如图甲所示为测量一节干电池的电动势和内电阻的实验电路图，根据测得的数据作出了 如图乙所示的 图线，以下实验结论正确的是： A．电池 电动势的测量值偏大 B．电池 内阻的测量值为 C．外电路发生短路时的电流为 D．电压表的示数为 时，电源消耗的电功率为 5．如图所示，电源电动势 ，内阻不计，两电容器 ，电阻 ， ，开关S 是闭合的，则断开S 以后，通过 的电量为： A． B． C． D． 6．如图所示，在一绝缘斜面 上有一带正电的小物体A 处于静止状态。现将一带正电的小 球 沿以A 为圆心的圆弧缓慢地从 点转至A 正上方的O 点处，已知 、A 在同一水平线上， 且在此过程中物体A 和 始终保持静止不动，A、 可视为质点。关于此过程，下列说法正 确的是： A．物体A 受到斜面的支持力先增大后减小 B．物体A 受到的库仑力保持不变 C．物体A 受到的摩擦力一定沿斜面向上 D．地面对斜面 的摩擦力先减小后增大 7．如图所示，一带正电的点电荷固定于O 点，两虚线圆均 以O 为 圆心，两实线分别为不同带电粒子M 和N 先后在电场中运动的轨迹，a、b，c、d 为轨迹和 虚线圆的交点，e 为两轨迹的交点。不计重力，下列说法正确的是： A．M 带负电荷，N 带正电荷 B．M 在b 点的加速度小于在a 点的加速度 C．N 在d 点的电势能小于它在c 点的电势能 D．分别从a、c 运动到e 的过程，电场力对两带电粒子所做的功一定相等 8．如图所示，在光滑绝缘水平面上、三个带电小球a、b、c 分别位于边长为L 的等边三角 形的三个顶点；a、b 带正电且电荷量相等，整个系统置于场强大小为E、方向水平的匀强 电场中。已知静电力常量为k，若三个小球均处于静止状态，则： A．小球c 可能带正电 B．场强方向垂直于a、b 连线向右 C．小球a 所带的电荷量为 D．小球a 与c 所带的电荷量之比为2∶1 9．静电场中，一带电粒子仅在电场力的作用下自 M 点由静止 开始运动，N 为粒子运动轨迹上的另外一 点，则( ) A．运动过程中，粒子的速度大小可能 先增大后减小 B．在 M、N 两点间，粒 子的轨迹一定与某条电场线重合 C．粒 子在 M 点的电势能不低于其在 N 点的 电势能 D．粒子在 N 点所受电场力的方向一定与粒子轨迹在该点的切线平行 10．研究与平行板电容器电容有关因素时，用一平行板电容器与一静电计连接， 平行板电容器 b 板和静 电计外壳接地，实验装置如图所示，下列说法正确的是 （ ） A．实验时，静电计的指针偏转角度大小反应两平行板电 容器间的电势差大小 B．实验中，只将电容器 b 板向上 平移，静电计指针的张角变小 C．实验中，只在极板间插入有机玻璃板，静电计指针的 张角变小 D．实验中，只减小两极板距离，两极板间场强变小 11．如图甲所示，Q1、Q2 为两个固定的点电荷，a、b、c 三点在它们的连线 上.一带负电的粒子只受电场 力的作用沿连线运动，在 a、b、c 点的速度分别 为 va、vb、vc，粒子的 v-t 图象如图乙所示.下列说法中 正确的是( ) A．Q1 一定带正电，Q2 一定带负电 B．Q1 的电量一定小于 Q2 的电量 C．b 点的电场强度比 a、c 点电场强度大 D．直线上从 a 点到 c 点，电势先升高后降低 12．如图甲，两水平金属板间距为 d，板间电场 强度的变化规律如图乙所示．t＝0 时刻，质量为 m 的带电微粒以初速度 v0 沿中线射入两板间，0～ 时间内微粒匀速运动，T 时刻微粒恰好经金属板边 缘飞出．微粒运动过程中未与金属板接触，重力 加速度的大小为 g， 关于微粒在 0～T 时间内运 动的描述，正确的是( ) A．末速度大小为 v0 B．末速度沿水平方向 C ． 重 力 势 能 减 少 了 mgd D．克服电场力做功为 mgd 二、填空题（13 题3 分，14 题5 分，15 题6 分，共14 分。把正确答案填写在题中的横 线上，或按题目要求作答。） 13.将一个满偏电流为10mA，内阻为100Ω 电流表改装为量程为10V 的电压表应 联 一个 Ω。 14．用伏安法测量金属丝的电阻Rx（约为50 Ω）， 实验室备有下列实验器材： A．电源（电动势为4.5V，内阻约为0.3 Ω) B．电压表(量程3 V，内阻约为15 kΩ) C．电压表(量程15 V，内阻约为75 kΩ) D．电流表 (量程60mA，内阻约为11 Ω) E．变阻器 (0～5Ω, 0.6 A) F．开关S，导线若干 （1）电压表应选择 (填字母代号)__________； （2）为尽可能提高实验的精确度，请你在虚线框中画出合理的电路原理图。 （3）在某次测量时电流表的示数如图，则=_________A, 若用螺旋测微器测得金属丝的直 径如图，则=________mm . 15．某同学通过查找资料自己动手制作了一个水果电池（电动势约为4.5V，内阻约为 1.5Ω），现要测量这个电池的电动势 和内阻，他从实验室借到一个开关、一个滑动变阻 器 (最大阻值为12Ω，),一只电压表（量程为3V,内阻约为15kΩ），一只电流表（量程为 0.6A,内阻约为2Ω），一个定值电阻 ＝5 Ω 和若干导线。 （1）该同学利用上述器材设计了如图甲所示的实验电路，开关闭合前滑动变阻器接入电路 的阻值应调到_________(填最大、最小)。 （2）断开开关S，调节滑动变阻器的阻值，再闭合开关S，读取并记录电压表的示数及电 流表的示数．改变滑动变阻器滑片的位置，多次重复上述操作，可得到多组电压值 及电流 值，并以 为纵坐标，以为横坐标，画出 的关系图线(该图线为一直线)，如图乙所 示．由图线可求得电池组的电动势 ＝____V，内阻＝______Ω.(保留两位有效数字) （3）利用该实验电路测出的电动势 和内阻 与真实值 和 相比，理论上 ____ ， ______ (填“＞”“＜”或“＝”)．引起该实验系统误差的主要原因是______ __________________________. 三、解答题：本题共4 小题,共38 分 16（8 分）.如图所示，一束电子从静止开始经 的电场加速后，从水平放置的一对 平行金属板正中间水平射入偏转电场中，若金属极板长L＝0.05m，两极板间距d＝0.02m 20 40 60 第14 题图 第15 题图 A V r E, R 0 R A V S U /V 1.0 2.0 3.0 4.0 5.0 0.10 0.20 0.30 0.40 0.50 0.60 0 I/A 甲 乙 ，求：（1）偏转电场两极板间至少要加多大的电压 才能使电子不飞出电场（2）若偏转 电压为 ,求电子离开电场时获得的动能为多少电子伏（eV） 17（10 分）．某一用直流电动机提升重物的装置，如图所示，电动机线圈的电阻为 ，重 物的质量 ，电源内阻为2Ω，不计各处的摩擦。当电动机以 的恒定速度向 上提升重物时，电路中的电流 。（g 取 ） （1）求电源的电动势E； （2）求电动机的机械效率。 18（12 分）.如图所示,足够长的光滑绝缘水平台左端固定一被压缩的绝缘轻质弹簧,一个质 量 、电荷量 的可视为质点的带电小球与弹簧接触但不拴接.某一瞬间 释放弹簧弹出小球,小球从水平台右端A 点飞出,恰好能没有碰撞地落到粗糙倾斜轨道的最高 点B 点,并沿轨道滑下.已知 的竖直高度 ,倾斜轨道与水平方向夹角为 、倾 斜轨道长为 ,带电小球与倾斜轨道的动摩擦因数 .倾斜轨道通过光滑水平轨道 与光滑竖直圆轨道相连,所有轨道都绝缘,运动过程中小球的电荷量保持不变,在C 点没有 能量损失.竖直圆轨道处在范围足够大、方向竖直向下的匀强电场中,场强 .( ,取 )求： (1)小球被释放前弹簧的弹性势能； (2)要使小球不脱离轨道(水平轨道足够长),竖直圆轨道的半径应该满足什么条件? (3)如果竖直圆轨道的半径 ,小球进入轨道后可以通过多少次竖直圆轨道上距水平轨 道高为0.01 m 的D 点右侧某一点P. 19(8 分)．如图所示，电源电动势 =10V， =3Ω， =6Ω， =30μF，闭合开关 ，电路稳定后, 路端电压 =9V，求： （1）电路稳定后通过 的电流； （2）电源的内阻； （3）若开关 断开，求这以后通过 的总电量。 E,r C 1 R 2 R K 第19 题图 物理答案 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 D C A C A A C C AC AC AD BC 13．串，900 14.(1) ___B___； (2)见右图 (3) ___44.0_A =___0.631 ～ 0.634__ mm; 15.(1)___最大____； (2) ＝_4.3 或 4.4 ___V，＝___1.8 或 1.9 __Ω.(保留两位有效数字) （3）E 测__<__E 真，r 测__<__r 真(填“>”“<”或“＝”)， 系统误差的主要原因是__电压表的分流 ____ 16 （8 分）（1） （4 分） （2） （4 分） （1）在加速电场中，根据动能定理得： （1 分） 电子进入偏转电场，因 ，故电子作类平抛运动， 水平方向： 竖直方向： （1 分） 由题意，电子恰不飞出电场，则有 ， （1 分） 由此解得： （1 分） （2）同第一问进行计算 （2 分） 根据动能定理 Ek= （2 分） 注意：此题多种解法，也可利用类平抛运动求解合速度，酌情处理。 17（10 分）（1）90V（8 分）（2）75% (2 分） （1）电动机的输出功率为 (1 分） 电动机的热功率为 (1 分） 故电动机的总功率为 (1 分） 根据 (1 分） 可得电动机两端电压为 (1 分） (1 分） (2 分） （2）电动机的机械效率为 (2 分） 18（12 分） (1)0.32 J（3 分） (2) 或 （5 分） (3)6 次（4 分） 解析：(1)小球从A 到B 做平抛运动,在竖直方向上有 ,（1 分） 代入数据解得 ,在B 点时速度关系为 ,解得 ,（1 分） 被释放前弹簧的弹性势能 .（1 分） (2)小球在B 点时的速度为 , 从B 到C 根据动能定理得 , 解得 ,（2 分） 若小球可以通过竖直圆轨道的最高点,则在最高点根据牛顿第二定律有 , 从C 点到圆轨道最高点根据动能定理得 , 因为 ,联立并代入数据解得 ,（2 分） 从C 点恰好到竖直圆轨道最右端时根据动能定理得 , 代入数据解得 , 要使小球不离开轨道,竖直圆轨道的半径 或 （1 分） (3) ,小球冲上圆轨道 高度时速度变为0,然后返回倾斜轨道 高处再滑下,然后再 次进入圆轨道达到的高度为 ,有 ,（1 分） ，（1 分） 联立得 ,小球在竖直圆轨道和倾斜轨道之间往返运动, 同理n 次上升高度 为一等比数列,（1 分） 当 时, ,小球上升的最大高度小于0.01 m, 小球往返于P 三次 则小球6 次通过点P.（1 分） 注意：此问多重解法，利用牛顿定律也可证明， 若不用等数列找规律，依次进行计算，也可证明往返三次，即经过P 点6 次 19.（1）K 闭合后，通过 的电流 A （2）由 得 Ω （3）K 断开后，流过 的总电量