高二物理上学期期中分层模拟卷（人教版）

期中检测 一、选择题：本题共10小题，每小题4分，共40分。在每小题给出的四个选项中，第1~7题只有一项符合题目要求，第8~10题有多项符合题目要求。全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分。 1.利用图甲所示电路研究电容器充放电过程，开关接1端后，电流传感器G记录电流随时间变化图像如图乙所示。则电容器电容C、极板电荷量Q、上极板电势φ、两端电压U随时间t变化规律正确的是（　　） A. B. C. D. 【答案】B 【解析】电容器的电容不会因为充电而发生变化，电容的值取决于其内部性质，所以电容C不变，故A错误；开关接1端后，电容器与电源相连，开始充电，电容器上电量Q、两端电压U都会随时间增大，故B正确，D错误；电容器下极板接地，所以上极板的电势φ即为电容器两端电压，随时间增大，故C错误。 2.我国的太阳能资源十分丰富，太阳能产业发展迅速。现有一太阳能电池板，测得它的没有接入电路时的电压为600mV，短路电流为20mA，若将该电池板与一阻值为20的电阻器连成一闭合电路，则它的内电阻和路端电压分别是（　　） A．20，0.24V B．20，0.60V C．30，0.24V D．30，0.60V 【答案】C 【解析】由题意知电源电动势，电源的内电阻 路端电压，故C正确，ABD错误。 3.能源问题是当今最热门的话题之一，开发与利用新能源是科学家们奋斗的目标，为此，有人将目标瞄向了闪电。现在我们将闪电的模型简化如下：闪电是由云层所累积的电荷引起的，通常是云层底部带正电，顶部带负电，云层下的地面带负电。当电场强度增大到足以击穿空气时，发生短时放电现象，形成闪电。把放电电流看作时间的函数，其图像如图所示。云层底部与地面之间的距离，击穿空气所需的电场强度，假设云层底部与地面间的电场可看作匀强电场，且每次闪电击向地面输送的电荷量相同，则（     ） A．一次闪电释放的总电荷量为50C B．闪电时，云层底部和地面之间的平均电流为50kA C．一次闪电释放的能量为 D．地球上每年闪电次，全年闪电放出的总能量约为 【答案】B 【解析】根据电流的定义式可知，图像与时间轴围成图形的面积表示电荷量，故一次闪电释放的总电荷量为，A错误；闪电时，云层底部和地面之间的平均电流为，B正确；根据，代入数据可得，C错误；全年闪电放出的总能量为，D错误。 4.如图所示，虚线a、b、c、d、e代表电场中的五个相邻等势面，相邻等势面之间的电势差相等，实线为一带正电的试探电荷仅在电场力作用下通过该区域时的运动轨迹，M、N是这条轨迹上的两点，则（　　） A．M点的电势高于N点 B．M点的电场强度比N点的小 C．该试探电荷在M点的电势能大于在N点的电势能 D．该试探电荷在M点的动能大于在N点的动能 【答案】D 【解析】沿电场线方向电势逐渐降低，由图可知，所以M点的电势低于N点电势，故A错误；电场线的疏密表示电场强弱，所以M点的电场强度小于N点电场强度，故B正确；由电势能与电势的关系可知，带正电的粒子在电势越高的位置，电势能越大，所以该试探电荷在M点的电势能小于在N点的电势能，又由能量守恒定律可知，试探电荷在M点的动能大于在N点的动能，故C错误，D正确。 5. 在如图所示的电路中，闭合开关S，当滑动变阻器的滑片P向下滑动时，V、A、、四个理想电表的示数都发生变化，电表的示数分别用、、、表示，下列判断正确的是（　　） A. 减小，增大 B. 减小，减小 C. 电压表V的示数与电流表A示数之比变大 D. 电压表的示数与电流表A示数之比不变 【答案】C 【解析】 【详解】由图，结构为电源电动势E，内阻r。外电路由定值电阻和滑动变阻器串联组成。电流表A测电流，电压表V测路端电压，电压表测两端电压，电压表测两端电压，滑片P向下滑动，接入电路的阻值增大。 AB．由闭合电路欧姆定律，增大，减小。故路端电压增大，减小，增大，故AB错误； C．电压表V的示数与电流表A示数之比，增大，故比值变大，故C正确； D．电压表的示数与电流表A示数之比，增大，故比值变大，故D错误。 故选C。 6. 某汽车的电源与启动电机、车灯连接的简化电路如图所示。当汽车启动时，开关S闭合，电机工作，车灯突然变暗。已知开关S闭合后，电路中的总电流为I，流过电机的电流为，车灯的电阻为，电机线圈的电阻为（、的阻值不随温度变化）。则S闭合后（　　） A. 路端电压增大 B. 电源的总功率减小 C. 车灯两端电压为 D. 电机的输出功率为 【答案】D 【解析】 【详解】AB．S闭合后，支路增加，总电阻减小，由闭合欧姆定律可知，总电流增加，由知路端电压减小，由知电源的总功率增加，故AB错误； CD．车灯两端电压即为路端电压，由于电动机为非纯电阻，欧姆定律不成立，电机的输出功率 故C错误，D正确。 故选D。 7.（如图所示，竖直平面内有一平行板电容器AB，两极板电势差为U，靠近A板有一个粒子源，可产生初速度为零，电荷量为q的带电粒子，B板开有一小孔，粒子可无摩擦地穿过小孔，B板右侧有一宽度为d，大小为E0的匀强电场，方向竖直向下，现通过调节U的大小，使粒子离开E0电场区域的动能最小，不计粒子的重力，下列说法正确的是（　　） A. 粒子离开E0电场区域时的最小动能为qE0d B. U的大小应调为 C. 粒子离开E0电场区域时速度与水平方向夹角为37° D. 粒子离开E0电场区域时竖直方向偏转的距离为d 【答案】A 【解析】粒子在左侧电场中 在右侧电场 ， 根据动能定理粒子离开E0电场区域时 根据数学关系可知，动能最小，此时 ， 粒子离开E0电场区域时竖直方向偏转的距离 粒子离开E0电场区域时速度与水平方向夹角，故A正确BCD错误。 8.如图所示的U-I图像中，直线a为某电源的路端电压与电流的关系，直线b为某电阻R的电压与电流的关系。现用该电源直接与电阻R连接成闭合电路，由图像可知（ ） A. R的阻值为4Ω B. 电源的内阻为0.5Ω C. 电源的输出功率为9W D. 电源内部消耗的功率为2W 【答案】AD 【解析】 【详解】A．R的阻值为，故A正确； B．电源的内阻为，故B错误； C．电源的输出功率为，故C错误； D．电源内部消耗的功率为，故D正确。 故选AD。 9. ）某电场的等势面如图所示，图中a、b、c、d、e为电场中的5个点，则（　　） A．一正电荷从b点运动到e点，电场力做正功 B．一电子从a点运动到d点，电场力做功为4eV C．b点电场强度垂直于该点所在等势面，方向向右 D．a、b、c、d四个点中，b点的电场强度大小最大 【答案】BD 【解析】由图象可知φb = φe，则正电荷从b点运动到e点，电场力不做功，A错误； 由图象可知φa = 3V，φd = 7V，根据电场力做功与电势能的变化关系有Wad = Epa - Epd = (φa - φd)( - e) = 4eV，B正确；沿电场线方向电势逐渐降低，则b点处的场强方向向左，C错误； D由于电场线与等势面处处垂直，则可画出电场线分布如下图所示 10. 一正电子在只受静电力的作用下运动，经过A、D等势面时的动能分别26eV和5eV，若规定等势面C的电势为零，相邻等势面间电势差相等。则下列说中正确的是（　　） A．等势面D的电势为7V B．等势面B的电势为4V C．该正电子不可能到达电势为10V的等势面 D．正电子运动到某一位置，其电势能变为8eV时，它的动能应为4eV 【答案】AD 【解析】由于在相邻等势面间运动时，电场力做功相等，动能变化量相等，可知运动到B等势面时的动能为19 eV，运动到C等势面时的动能为12eV，又由于正电子只受电场力作用，动能与电势能的和保持不变，而在C处电势能为零，可知总能量为12eV。由于 可知正电子在等势面B的电势为-7V，在等势面D的电势为7V，A正确，B错误；该正电子到达电势为10V的等势面时，动能为2eV，C错误；正电子运动到某一位置，其电势能变为8eV时，它的动能应为4eV，D正确。 二、非选择题：本题共5小题，共60分。 11. 某同学用图甲所示的电路研究电容器的充、放电过程。 （1）当开关S接“1”达到稳定后，电容器上极板带___________（选填“正”或“负”）电。 （2）当开关S接“2”瞬间，电容器进行的是___________（选填“充电”或“放电”）过程。 （3）开关S接“2”前，将电流传感器串联在左侧电路中，接着将开关S接“2”，与电流传感器连接的计算机描绘出电路中的电流I随时间t变化的I-t图像如图乙所示，通过分析可知，图中图像与横轴围成的面积表示的物理量是___________。不改变电路其他参数，只增大电阻R的阻值，则此过程的I—t曲线与横轴围成的面积将___________（选填“减小”、“不变”或“增大”） （4）已知电源电压为，通过数格子的方法测得I—t曲线与横轴围成的面积为，则电容器的电容C=___________F（结果保留两位有效数字） 【答案】 ①. 正 ②. 放电 ③. 电荷量 ④. 不变 ⑤. 【解析】 【分析】 【详解】（1）[1]当开关S接“1”后，电源给电容器充电，根据充电电流方向可知，电容器上极板带正电，下极板带负电。 （2）[2]当开关S接“2”瞬间。电容器进行的是放电过程。 （3）[3]根据 可知I—t图像与横轴围成的面积表示的物理量是电荷量； [4]只增大电阻R的阻值，只是使得放电过程变慢，放电的电荷量不变； （4）[5]由图可知电容器带电电量 根据 解得 12. 纯净水的质量关乎每一名消费者的身体健康，纯净水质量是否合格的一项重要指标是它的电导率是否超标（电导率即为电阻率的倒数）。 （1）某同学选用一根粗细均匀且绝缘性能良好的圆柱形塑料直管装满纯净水样品（直管两端用薄金属圆片电极密封）来测定样品的电导率（不考虑温度对电阻的影响）： 实验中，该同学分别用刻度尺和游标为20分度的游标卡尺测定塑料管的长度和内径，刻度尺和游标卡尺的示数分别如图甲、乙所示，则可读出塑料管的长度______m、内径______mm。 （2）该同学用下列器材测定样品的电阻： a、电压表V（量程0~3V，内阻约为5kΩ；量程0~15V，内阻约为25kΩ） b、电流表A（量程0~10mA，内阻约为15Ω；量程0~50mA，内阻约为0.4Ω） c、滑动变阻器（0~20Ω，2A） d、学生电源（电动势4.5V，内阻很小） e、开关S及导线若干 该同学先用多用电表粗测管内水样品的电阻值约为500Ω，要求用尽量精确的方法测出其电阻值，请在图丙中连接实验电路图（图中有六根导线已经接好）； （3）在不损坏电表的前提下，将滑动变阻器滑片P从最左端向右滑动，随滑片P移动距离的增加，被测水样品两端的电压也随之增加，则在图丁反映关系的示意图中正确的是图线______（填“a”“b”“c”或“d”）。 【答案】（1） ①. 0.1050 ②. 11.35##11.30##11.40 （2） （3）d 【解析】 【小问1详解】 [1]刻度尺要估读到分度值下一位，所以读数 [2]内径为 【小问2详解】 想使用较为精确的方法，则需要采用分压式连接，电流表已经接入10mA量程，电阻值约为500Ω，故水样品的两端电压的最大值约为5V，如果接15V的电压表，则读数达不到刻度盘的中间，故电压表采用3V量程；电压表的阻值约为5kΩ，电流表的阻值约为2Ω，所以 故该电阻可以看成是阻值较大的电阻，宜采用电流表内接法测量，连接的实物如图所示 【小问3详解】 根据闭合电路欧姆定律与电阻定律有 当滑片P移动距离x的增加，被测电阻两端的电压增大，但不成正比，且增加越来越快，则U-x图象如图d所示。 13.图所示，灵敏电流计的内阻为，满偏电流为1mA。当使用a、b两个端点时，是量程为的电流表；当使用a、c两个端点时，是量程为的电流表；当使用a、d两个端点时，是量程为U的电压表。已知电阻、、的阻值分别为、和。求： （1）量程的值； （2）量程的值； （3）量程U的值。 【答案】（1）1.005A；（2）201mA；（3）20.6 V 【详解】（1）当使用a、b两个端点时满足解得 （2）当使用a、c两个端点时满足解得 （3）当使用a、d两个端点时，设流过的电流为，则满足 且解得 14.如图所示为某汽车的电源、电流表、车灯、电动机连接的简化电路。已知电源的电动势，内阻，电动机的内阻。当闭合S1、断开S2时，电流表的示数为；当S1、S2均闭合时，电动机正常工作，电流表的示数为。不计电流表的内阻和导线电阻，车灯的电阻R1为定值。 （1）求车灯电阻R1的值： （2）S1、S2均闭合时，求车灯的功率和电动机的机械功率； （3）S1、S2均闭合时，若电动机突然被卡住不转动，求此时电流表的示数。 【答案】（1）；（2），；（3） 【解析】（1）闭合S1、断开S2时，根据闭合电路欧姆定律 解得 （2）S1、S2均闭合时，路端电压为 车灯的电流为 车灯的功率为 电动机的电流为 电动机的机械功率为 （3）S1、S2均闭合时，若电动机突然被卡住不转动，外电阻为 电流表的示数为 15.电子束光刻技术以其分辨率高、性能稳定、功能强大而著称，其原理简化如图所示，电子枪发射的电子经过成型孔后形成电子束，通过束偏移器后对光刻胶进行曝光。某型号光刻机的束偏移器长，间距也为，极间有扫描电压，其轴线垂直晶圆上某芯片表面并过中心点，芯片到束偏移器下端的距离为。若进入束偏移器时电子束形成的电流大小为，单个电子的初动能为，不计电子重力，忽略其他因素的影响。 （1）若扫描电压为零，点每秒接收的能量是多少？ （2）若某时刻扫描电压为，电子束到达芯片时的位置离点的距离是多少？ 【过程分析】第一过程：电子做类平抛运动，分解为水平方向的匀速运动和竖直方向的匀变速直线运动列式： 第二过程：电子匀速直线运动，由几何关系列式。 【关键点拨】电子在束偏移器将其的运动分解为水平方向的匀速运动和竖直方向的匀变速直线运动，根据牛顿第二定律求加速度，同时运用平抛运动的推论。 【答案】（1）；（2）0.004m 【解析】（1）点每秒发射的电子数为 （2分） 若扫描电压为零，点每秒接收的能量是（2分） 解得  （2分）   （2） 电子在束偏移器中，根据牛顿第二定律得 加速度大小为     （4分） 设电子的初速度大小为v0，则由题意可知     （2分）  电子在束偏移器中运动的时间为   （2分）    电子在束偏移器中的偏移量为    （2分）   电子从束偏移器中射出时，其速度方向的反向延长线一定过束偏移器的中心位置，设电子束到达芯片时的位置离点的距离为Y，根据几何关系有   （4分）    联立发上各式解得    （2分）  2 / 2 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $ 期中检测 一、选择题：本题共10小题，每小题4分，共40分。在每小题给出的四个选项中，第1~7题只有一项符合题目要求，第8~10题有多项符合题目要求。全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分。 1.利用图甲所示电路研究电容器充放电过程，开关接1端后，电流传感器G记录电流随时间变化图像如图乙所示。则电容器电容C、极板电荷量Q、上极板电势φ、两端电压U随时间t变化规律正确的是（　　） A. B. C. D. 2.我国的太阳能资源十分丰富，太阳能产业发展迅速。现有一太阳能电池板，测得它的没有接入电路时的电压为600mV，短路电流为20mA，若将该电池板与一阻值为20的电阻器连成一闭合电路，则它的内电阻和路端电压分别是（　　） A．20，0.24V B．20，0.60V C．30，0.24V D．30，0.60V 3.能源问题是当今最热门的话题之一，开发与利用新能源是科学家们奋斗的目标，为此，有人将目标瞄向了闪电。现在我们将闪电的模型简化如下：闪电是由云层所累积的电荷引起的，通常是云层底部带正电，顶部带负电，云层下的地面带负电。当电场强度增大到足以击穿空气时，发生短时放电现象，形成闪电。把放电电流看作时间的函数，其图像如图所示。云层底部与地面之间的距离，击穿空气所需的电场强度，假设云层底部与地面间的电场可看作匀强电场，且每次闪电击向地面输送的电荷量相同，则（     ） A．一次闪电释放的总电荷量为50C B．闪电时，云层底部和地面之间的平均电流为50kA C．一次闪电释放的能量为 D．地球上每年闪电次，全年闪电放出的总能量约为 4.如图所示，虚线a、b、c、d、e代表电场中的五个相邻等势面，相邻等势面之间的电势差相等，实线为一带正电的试探电荷仅在电场力作用下通过该区域时的运动轨迹，M、N是这条轨迹上的两点，则（　　） A．M点的电势高于N点 B．M点的电场强度比N点的小 C．该试探电荷在M点的电势能大于在N点的电势能 D．该试探电荷在M点的动能大于在N点的动能 5. 在如图所示的电路中，闭合开关S，当滑动变阻器的滑片P向下滑动时，V、A、、四个理想电表的示数都发生变化，电表的示数分别用、、、表示，下列判断正确的是（　　） A. 减小，增大 B. 减小，减小 C. 电压表V的示数与电流表A示数之比变大 D. 电压表的示数与电流表A示数之比不变 6. 某汽车的电源与启动电机、车灯连接的简化电路如图所示。当汽车启动时，开关S闭合，电机工作，车灯突然变暗。已知开关S闭合后，电路中的总电流为I，流过电机的电流为，车灯的电阻为，电机线圈的电阻为（、的阻值不随温度变化）。则S闭合后（　　） A. 路端电压增大 B. 电源的总功率减小 C. 车灯两端电压为 D. 电机的输出功率为 7.（如图所示，竖直平面内有一平行板电容器AB，两极板电势差为U，靠近A板有一个粒子源，可产生初速度为零，电荷量为q的带电粒子，B板开有一小孔，粒子可无摩擦地穿过小孔，B板右侧有一宽度为d，大小为E0的匀强电场，方向竖直向下，现通过调节U的大小，使粒子离开E0电场区域的动能最小，不计粒子的重力，下列说法正确的是（　　） A. 粒子离开E0电场区域时的最小动能为qE0d B. U的大小应调为 C. 粒子离开E0电场区域时速度与水平方向夹角为37° D. 粒子离开E0电场区域时竖直方向偏转的距离为d 8.如图所示的U-I图像中，直线a为某电源的路端电压与电流的关系，直线b为某电阻R的电压与电流的关系。现用该电源直接与电阻R连接成闭合电路，由图像可知（ ） A. R的阻值为4Ω B. 电源的内阻为0.5Ω C. 电源的输出功率为9W D. 电源内部消耗的功率为2W 9. ）某电场的等势面如图所示，图中a、b、c、d、e为电场中的5个点，则（　　） A．一正电荷从b点运动到e点，电场力做正功 B．一电子从a点运动到d点，电场力做功为4eV C．b点电场强度垂直于该点所在等势面，方向向右 D．a、b、c、d四个点中，b点的电场强度大小最大 10. 一正电子在只受静电力的作用下运动，经过A、D等势面时的动能分别26eV和5eV，若规定等势面C的电势为零，相邻等势面间电势差相等。则下列说中正确的是（　　） A．等势面D的电势为7V B．等势面B的电势为4V C．该正电子不可能到达电势为10V的等势面 D．正电子运动到某一位置，其电势能变为8eV时，它的动能应为4eV 二、非选择题：本题共5小题，共60分。 11. 某同学用图甲所示的电路研究电容器的充、放电过程。 （1）当开关S接“1”达到稳定后，电容器上极板带___________（选填“正”或“负”）电。 （2）当开关S接“2”瞬间，电容器进行的是___________（选填“充电”或“放电”）过程。 （3）开关S接“2”前，将电流传感器串联在左侧电路中，接着将开关S接“2”，与电流传感器连接的计算机描绘出电路中的电流I随时间t变化的I-t图像如图乙所示，通过分析可知，图中图像与横轴围成的面积表示的物理量是___________。不改变电路其他参数，只增大电阻R的阻值，则此过程的I—t曲线与横轴围成的面积将___________（选填“减小”、“不变”或“增大”） （4）已知电源电压为，通过数格子的方法测得I—t曲线与横轴围成的面积为，则电容器的电容C=___________F（结果保留两位有效数字） 12. 纯净水的质量关乎每一名消费者的身体健康，纯净水质量是否合格的一项重要指标是它的电导率是否超标（电导率即为电阻率的倒数）。 （1）某同学选用一根粗细均匀且绝缘性能良好的圆柱形塑料直管装满纯净水样品（直管两端用薄金属圆片电极密封）来测定样品的电导率（不考虑温度对电阻的影响）： 实验中，该同学分别用刻度尺和游标为20分度的游标卡尺测定塑料管的长度和内径，刻度尺和游标卡尺的示数分别如图甲、乙所示，则可读出塑料管的长度______m、内径______mm。 （2）该同学用下列器材测定样品的电阻： a、电压表V（量程0~3V，内阻约为5kΩ；量程0~15V，内阻约为25kΩ） b、电流表A（量程0~10mA，内阻约为15Ω；量程0~50mA，内阻约为0.4Ω） c、滑动变阻器（0~20Ω，2A） d、学生电源（电动势4.5V，内阻很小） e、开关S及导线若干 该同学先用多用电表粗测管内水样品的电阻值约为500Ω，要求用尽量精确的方法测出其电阻值，请在图丙中连接实验电路图（图中有六根导线已经接好）； （3）在不损坏电表的前提下，将滑动变阻器滑片P从最左端向右滑动，随滑片P移动距离的增加，被测水样品两端的电压也随之增加，则在图丁反映关系的示意图中正确的是图线______（填“a”“b”“c”或“d”）。 13.图所示，灵敏电流计的内阻为，满偏电流为1mA。当使用a、b两个端点时，是量程为的电流表；当使用a、c两个端点时，是量程为的电流表；当使用a、d两个端点时，是量程为U的电压表。已知电阻、、的阻值分别为、和。求： （1）量程的值； （2）量程的值； （3）量程U的值。 14.如图所示为某汽车的电源、电流表、车灯、电动机连接的简化电路。已知电源的电动势，内阻，电动机的内阻。当闭合S1、断开S2时，电流表的示数为；当S1、S2均闭合时，电动机正常工作，电流表的示数为。不计电流表的内阻和导线电阻，车灯的电阻R1为定值。 （1）求车灯电阻R1的值： （2）S1、S2均闭合时，求车灯的功率和电动机的机械功率； （3）S1、S2均闭合时，若电动机突然被卡住不转动，求此时电流表的示数。 15.电子束光刻技术以其分辨率高、性能稳定、功能强大而著称，其原理简化如图所示，电子枪发射的电子经过成型孔后形成电子束，通过束偏移器后对光刻胶进行曝光。某型号光刻机的束偏移器长，间距也为，极间有扫描电压，其轴线垂直晶圆上某芯片表面并过中心点，芯片到束偏移器下端的距离为。若进入束偏移器时电子束形成的电流大小为，单个电子的初动能为，不计电子重力，忽略其他因素的影响。 （1）若扫描电压为零，点每秒接收的能量是多少？ （2）若某时刻扫描电压为，电子束到达芯片时的位置离点的距离是多少？ 2 / 2 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $