广东省广州市七校2020-2021学年高二上学期12月联考物理试卷 Word版含答案

1103630011023600执石纪惠珠佛天2019级高二上学期七校联考试题
物理
本试卷共7页，16小题，满分100分．考试用时90分钟
一、选择题(本大题共11小题，共计52分.1-7题为单项选择题，每小题4分，在每小题给出的四个选项中，只有一个是符合题目要求的；8-11题为多项选择题，每小题6分，在每小题给出的四个选项中，有多个选项符合题目要求，选错或不选得0分，少选得3分，全选对得6分．请把答案填涂在答题卡上．)
1．下列说法中正确的是( )
A．电场力做功与重力做功相似，均与路径无关
B．静电场中A、B两点的电势差是恒定的，所以有UAB=UBA
C．电场中电场强度为零的地方电势一定为零
D．带电粒子一定从电势能大的地方向电势能小的地方移动
2．真空中有一带负电的电荷q(不计重力影响)绕固定的点电荷+Q运动，其运动轨迹为椭圆，如图所示．已知a、b、c、d为椭圆的四个顶点，+Q处在椭圆的一个焦点上，则下列说法正确的是( )
A．+Q产生的电场中a、c两点的电场强度相同
B．负电荷q在b点电势能大于d点电势能
C．负电荷q在a点和在c点的速度大小相等
D．负电荷q在在椭圆轨道运动过程中，b点的速度最小
3．空间有一沿x轴对称分布的电场，其电场强度E随x变化的图像如图所示．下列说法中正确的是( )
A．false和false两点的场强相等 B．O点的电势一定为0
C．false和false两点的电势相等 D．false和false两点的电势相等
4，如图所示，平行板电容器带有等量异种电荷，与静电计相连，静电计金属外壳和电容器下极板都接地，在两极板间有一个固定在P点的点电荷，以E表示两板间的电场强度，false表示点电荷在P点的电势能，θ表示静电计指针的偏角． 若保持下极板不动，将上极板向下移动一小段距离至图中虚线位置，则( )
A．θ减小，E增大 B．θ增大，false不变
C．θ减小，false增大 D．θ减小，E不变
5．一平行板电容器的两个极板水平放置，两极板间有一带电量不变的小油滴，油滴在极板间运动时所受空气阻力的大小与其速率成正比，若两极板间电压为零，经一段时间后，油滴以速率y匀速下降：若两极板间的电压为U，经一段时间后，油滴以速率v匀速上升．若两极板间电压为一U，油滴做匀速运动时速度的大小方向将是( )
A． 2v，向下 B． 2v，向上 C． 3v，向下 D． 3v，向上
6．如图所示的电路中，电源电动势为E，内电阻为r，闭合开关S，待电流达到稳定后，电流表示数为I，电压表示数为U，电容器C所带电荷量为Q．将滑动变阻器的滑动触头P从图示位置向a端移动一些，待电流达到稳定后，与P移动前相比( )
A．U变小 B．I变小 C．Q不变 D．Q减小
7．在如图所示的U-I图象中，直线I为某电源的路端电压与电流的关系图线，直线Ⅱ为某一电阻R的U-I图线，曲线Ⅲ为某一小灯泡L的U-I曲线，曲线Ⅲ与直线I的交点为(1.5A，0.75V)，该点的切线与横轴交点坐标为(1.0A，0)，用该电源直接与电阻R或小灯泡L连接成闭合电路，由图象可知( )
A．电源电动势为3V，内阻为0.5Ω
B．R为定值电阻，其阻值为0.5Ω
C．L接入电源时的电阻为1.5Ω
D．R接入电源时电源的输出功率大于L接入电源时电源的输出功率
8．如图所示，真空中有两个点电荷false=+4.0×10falseC和false=-1.0×10falseC，分别固定在x坐标轴的x=0和x=6cm的位置上，下列说法正确的是( )
A．x坐标轴上电场强度为零的点有一个
B．x坐标轴上电场强度为零的点有两个
C．x坐标轴上0D．x坐标轴上x>12cm区域电场强度方向是沿x轴负方向
9．有一种电荷控制式喷墨打印机，它的打印头的结构简图如图所示，其中墨盒可以喷出极小的墨汁微粒，此微粒经过带电室带上电后以一定的初速度垂直射入偏转电场，再经偏转电场后打到纸上，显示出字符．不考虑墨汁的重力，为使打在纸上的字迹缩小(偏转距离减小)，下列措施可行的是( )
A．减小墨汁微粒的质量
B．增大偏转电场两板间的距离
C．减小偏转电场的电压
D．减小墨汁微粒的喷出速度
10．如图所示，实线表示电场线，虚线ABC表示一带电粒子仅在电场力作用下的运动轨迹，其中过B点的切线与该处的电场线垂直．下列说法正确的是( )
A．粒子带负电
B．粒子在B点的加速度小于它在C点的加速度
C．粒子在B点时电场力做功的功率为零
D．粒子从A点运动到C点的过程中动能先减小后增加
11．如图所示，电源电动势为E，电源内阻为r=1Ω，定值电阻false=2Ω， false=0.5Ω，滑动变阻器false阻值变化范围0-10Ω，下列说法正确的是( )
A．当接入电路的阻值false=0时， false消耗的功率取得最大值
B．当接入电路的阻值false=2Ω时， false消耗的功率取得最大值
C．当接入电路的阻值false=10Ω时， false消耗的功率取得最大值
D．当false接入电路的阻值从零增大到10Ω过程中，电源效率先增大后减小
二、实验题(本大题共2小题，12题6分，13题8分，共计14分，请把答案填写在答题卡上．)
12．某学校实验室购买了一卷表面有很薄绝缘层的镍铬合金丝，该校的一兴趣小组同学想通过自己设计的实验来测算合金丝的长度．已知该镍铬合金丝的常温电阻率ρ=1.0×10-6 Ω·m，他们选用的器材有多用电表、电流表、电压表、开关、滑动变阻器、螺旋测微器、导线和学生电源等．
(1)他们先使用多用电表粗测合金丝的电阻，操作过程分以下三个步骤：
①将红、黑表笔分别插入多用电表的 “+”“-”插孔，选择电阻档“×100”；
②调整”机械零点调节旋钮“使指针指到零刻度，调整时___(填“必须” “不能”)将两表笔短接，然后调整欧姆调零旋钮”进行欧姆调零，调整时___ (填“必须”“不能”)将两表笔短接；
③把红、黑表笔分别与镍铬合金丝的两端(已刮去绝缘漆)相接，多用电表的示数如图甲所示，该合金丝的电阻约为___Ω．
(2)为了更准确地测量镍铬合金丝电阻，已知所选用的电压表内阻为几千欧，电流表内阻为几欧，根据多用电表的示数，为了减少实验误差，并获得尽量大的电压调节范围，以下四个电路中最合理的是___．
(3)他们使用螺旋测微器测量镍铬合金丝的直径，示数如图乙所示，则镍铬合金丝的直径为___mm
(4)根据多用电表测得的镍铬合金接电阻值，不计合金丝绝缘漆的厚度，可估算出这卷镍铬合金丝的长度约为______ (用字母表示，R表示测得的电阻值，D表示测得的直径， ρ表示电阻率)．
13．LED被公认为21世纪“绿色照明”，具有“高节能”“寿命长”“多变幻 “利环保”“高新尖”等特点，LED通用照明成为最具市场潜力的行业热点，LED绿色照明技术已经真正走进了我们的生活．某实验小组要精确测定额定电压为3V的LED灯正常工作时的电阻，已知该灯正常工作时的电阻大约为450Ω．实验室提供的器材有：
A．电流表false(量程为15mA，内阻false约为3Ω，读数记为false)
B．电流表false (量程为5mA，内阻false=10Ω，读数记为false)
C．电压表V(量程为15V，两阻RV=15kΩ，读数记为U)
D．定值电阻false=790Ω
E．定值电阻false=1790Ω
E滑动变阻器false (0～20Ω)
G．滑动变阻器false (0～2000Ω)
H．蓄电池E(电动势为10V，内阻很小)，开关S一个
(1)如图所示是某同学设计的实验电路图，请你帮他选择合适的器材，电表1应选___，电表2应选____，定值电阻应选____，滑动变阻器应选____ ．(这四空均填写器材前的字母代号)
(2)测量小灯泡电阻的表达式为Rx=____ (用字母表示)，实验时，不断改变滑动变阻器的阻值，当电表2的示数达到____时，其对应的结果为小灯泡正常工作时的电阻．
三、计算题(本大题共3小题，共计34分.14题10分，15题10分，16题14分．答题需要有公式和必要的文字说明，只写出最后答案的不得分．)
14．用绝缘细线悬挂一个带正电的小球，小球的质量为1.0×10-3kg，所带电荷量为+2.0×10-8C，现沿竖直面内施加匀强电场(未画出)，平衡时细绳与竖直方向的夹角为30°，如图所示．重力加速度g=10m/s2．则(1)当细绳的拉力为零的时候，电场强度false的大小为多少，方向如何？(2)如果在竖直面内调整电场强度求依然在如图所示的位置静止，电场强度E2应满足什么条件？
15．如图所示，电源电动势E=3V，小灯泡L的规格为”2V 0.4W“，开关S接1，当滑动变阻器调到R=4Ω时，小灯泡L正常发光，现将开关S接2，小灯泡L和电动机M均正常工作，电动机的内阻false=1Ω．求(1)电源内阻r的阻值；(2)电动机正常工作时的输出功率．
16．如图所示，在竖直平面内建立直角坐标系，x轴水平，y轴竖直，在第二象限有沿ν轴正方向的匀强电场E，一长为L的绝缘轻绳一端固定在A(0，4L)点，另一端系一个带负电小球，电荷量大小为false，开始绳刚好水平伸直．重力加速度为g，求：
(1)小球由静止释放，运动到y轴时绳断裂，小球能到达x轴上的B点，B点位置坐标；
(2)假设绳长可以0到4L之间调节，小球依然由原位置静止释放，每次到达y轴绳断裂，其他条件不变，则小球在x轴上的落点与原点间距离最大时，求轻绳的长度及该最大距离．
参考答案
1．B
【解析】
A.电场力做功与重力做功相似,均与路径无关,只与初末位置有关,故A正确；
B.电场中A、B两点的电势差是恒定的,不随零电势点的不同而改变,其中UAB=-UBA,故B错误；
C. 电势为零,是人为选择的,而电场强度是由电场决定的,故C错误
D.如果正电荷有初速度,正电荷能从低电势的地方向高电势的地方移动,电场力做负功,电势能增大,故D错误。
故选：B.
2．C
【解析】
根据“真空中有一带负电的电荷q绕固定的点电荷＋Q运动，其运动轨迹为椭圆”、“ a、c两点的电场强度相同”、“在b点电势能大于d点电势能”可知，本题考查正点电荷的电场分布，带电粒子在电场中运动电场力做功情况和电势能、动能的变化，根据点电荷的电场特点，结合电场力做功与电势能、动能变化的关系，分析判断b、d两点动能和电势能的大小。
【解析】
A.?a、c为椭圆的两个顶点，则a、c两点到Q的距离相等，由点电荷的场强公式：E=false可知，两点的电场强度大小相等，故A错误；
BD. 负电荷由b运动到d的过程中，电场力做负功，电势能增加，动能减小，所以负电荷q在b点速度大于d点速度，故B正确，D错误；
C. a、c为椭圆的两个顶点,由点电荷电场分布可知,两点电势相同,负电荷在a点的电势能与在c点的电势能相等，仅受电场力作用的话，该两点的动能也相等，故C正确。
故选：C.
3．D
【解析】
A．根据图像可知false和false两点的场强等大反向，故A错误；
B．电场中电势的高低，数值与0电势参考点的选取有关，故O点的电势不一定为0，故B错误；
C．从false到false场强方向沿false轴正方向，沿场强方向电势逐渐降低，false点的电势高于false点的电势，故C错误；
D．由于false和false两点关于false轴对称，false图像的面积表示电势差，从false点到false和从false点到false电势差相等，故false和false两点的电势相等，故D正确。
故选D。
4．D
【解析】
若保持下极板不动，将上极板向下移动一小段距离，则根据false可知，C变大，Q一定，则根据false可知，U减小，则静电计指针偏角θ减小；根据false，false，false，联立可得
false
可知Q一定时，E不变；根据false可知P点离下极板的距离不变，E不变，则P点与下极板的电势差不变，P点的电势不变，则EP不变，故ABC错误，D正确。
故选D。
【点睛】
此题是对电容器的动态讨论；首先要知道电容器问题的两种情况：电容器带电荷量一定和电容器两板间电势差一定；其次要掌握三个基本公式：false，false，false；同时记住一个特殊的结论：电容器带电荷量一定时，电容器两板间的场强大小与两板间距无关。
5．C
【解析】
在这三种运动下，油滴均受力平衡做匀速直线运动．不加电场时，油滴匀速下降，空气阻力false；当两极板间电压为U时，油滴向上匀速运动，false，当两极板间电压为-U时，电场力方向反向，大小不变，false ，false，油滴向下运动，故C项正确．
故选C
6．B
【解析】
当滑动变阻器P的滑动触头从图示位置向a端移动时，其接入电路的电阻值增大，外电路总电阻增大，由闭合电路的欧姆定律可知，干路的电流I减小；变阻器两端的电压U=E-I（R2+r），由I减小，可知U增大，即电容器C两端的电压增大，再据C=false，得Q=CU，可判断出电容器的电荷量Q增大，故B正确，ACD错误．
故选B．
7．D
【解析】
A、由图象I可知,电源电动势:E=3.0V,短路电流:I短=2.0A,电源内阻:r=E/I短=3/2.0Ω=1.5Ω,故A错误;
B、由图象Ⅱ可知,定值电阻:R=U/I=1.5/1.0Ω=1.5Ω,故B错误;
C、曲线Ⅲ与直线Ⅰ的交点为(1.5A,0.75V),电源的路端电压为0.75V,干路电流为1.5A,L接入电源时的电阻RL=0.75/1.5Ω=0.5Ω,故C错误;
D、R接入电源时电源的输出功率false=UI=1.5×1.0W=1.5W,L接入电源时电源的输出功率false= falsefalse=0.75×1.5W=1.125W,故R接入电源时电源的输出功率大于L接入电源时电源的输出功率,故D正确.
故选D.
8．AC
【解析】
AB.某点的电场强度是正电荷Q1和负电荷Q2在该处产生电场的叠加，根据点电荷的场强公式E=kfalse，要使电场强度为零，那么正电荷Q1和负电荷Q2在该处产生的场强大小相等，方向相反．不会在Q1的左边，因为Q1的电荷大于Q2；也不会在Q1、Q2之间的连线上，因为它们电荷电性相反，在连线上的电场方向都是一样的，连线上的合场强不为零；只能在Q2右边，即在x坐标轴上电场强度为零的点只有一个，故A正确，B错误；
CD. 在falsefalse之间,正电荷false和负电荷false在该处产生的场强方向沿x轴正方向,所以实际场强也是沿x轴正方向,根据点电荷的场强公式得x坐标轴大于12cm区域电场强度方向沿x轴正方向区域.所以x坐标轴上电场强度方向沿x轴正方向区域是(0,6cm)和(12cm,∞),故C正确, D错误.
9．BD
【解析】
微粒以一定的初速度垂直射入偏转电场做类平抛运动，则有：水平方向：
false；
竖直方向：
false，
加速度：
false，
联立解得：
false，
要缩小字迹，就要减小微粒通过偏转电场的偏转角y．由上式分析可知，采用的方法有：增大墨汁微粒的质量、增大转电场两板间的距离、减小偏转极板间的电压U、增大墨汁微粒的喷出速度，故AD错误，BC正确；
10．ACD
【解析】
带电粒子的轨迹向左下弯曲，则带电粒子所受的电场力沿电场线切线向下，则知带电粒子带负电，故A正确．电场线的疏密表示场强大小，由图知粒子在B点的场强大于C点的场强，在B点的加速度大于C点的加速度．故B错误．由题，粒子过B点的切线与该处的电场线垂直，则粒子受到的电场力方向与粒子在B点速度的方向垂直，所以此刻粒子受到的电场力做功的功率为零．故C正确．从A到B，电场力做负功，电势能增加，动能减少，从B到C，电场力做正功，电势能减少．动能增加，故D正确．故选ACD．
11．AC
【解析】
A．当R1=0Ω时，R2被短路，电路的总电阻最小，总电流最大，则R3消耗的功率最大，选项A正确；
B．将R3和R2等效为电源的内阻，即R3先与r串联，再与R2并联，等效内阻值为6/7Ω，则R1=6/7Ω时消耗的功率最大，选项B错误；
C．当R1=10Ω时，R1和R2两端的电压达到最大值，R2消耗的功率最大，选项C正确；
D．R1从零增大到10Ω过程中，外电阻从最小变成最大，false，电源效率一直增大，选项D错误；
故选AC.
12．不能 必须 1400 D 0.305 false
【解析】
(1)机械调零是调整指针的“游丝（非常细的回摆弹簧）”张紧程度。电表在移动过程或受周围电磁场的影响下，指针会发生偏移，调整游丝的张力大小，即可调整指针左右的摆动位置。机械调零时不需要将两表笔短接。
欧姆调零的原理为由于欧姆表内带电源，在接入不同（档位）电路中，不可能保证都刚好是满偏电流，所以需要进行内部电阻微调，达到电流满偏，必须将两表笔短接。
读数为
false
(2)根据题目，要求电压调节范围较大，滑动变阻器采用分压式接法；根据多用电表的读数1400Ω，可知被测电阻较大，电流表的分压可忽略，应该选用电流表内接法；故D项正确，ABC三项错误。
故选D。
(3)螺旋测微器的读数为
false
(4)根据公式false，false，联立可得
false
13．A B D F false 3.75mA
【解析】
(1) LED灯正常工作时的电流为false 则电表1应该选择电流表A；由于所给的电压表量程过大，则可选择已知内阻的电流表B与定值电阻串联，若选择定值电阻false，则
false
可知定值电阻选择D即可。由于滑动变阻器要接成分压电路，可知要选择阻值较小的F即可；
(2)测量小灯泡电阻的表达式为
false
当灯泡两端电压为3V时灯泡正常工作，此时电表2读数为
false
14．（1）false；（2）见解析
【解析】
（1）细绳拉力为零时，小球只受重力和电场力，并且二力平衡，所以电场力的方向与重力反向，大小相等；
即根据受力分析得
false，方向竖直向上
根据电场力公式
false，解得falseN/C，方向竖直向上。
（2）受力分析如图：
由图可知，电场力必须要跟拉力F拉和G的合力平衡，即是F拉和G合力的反方向，而F拉和G的合力方向在斜向左上的F拉和重力G这150°的范围内，则电场力的方向也必须是在这个角度范围内指向右边。即电场E2的方向是竖直向上，然后顺时针转动150°的这个扇形范围内才能使小球依然静止在如图所示的位置（假设绳子的拉力可以无限大）。见下图：
15．(1) 1Ω (2) 0.12W
【解析】(1)开关S接1时，根据闭合电路欧姆定律有： false， false
代入数据解得，r=1Ω；
(2)开关S接2时，根据闭合电路欧姆定律有： false
解得false
电动机的输入功率为：P=UMI=0.8×0.2W=0.16W
发热功率为：P热= false=0.04W
所以输出功率为： false
点睛：小灯泡L正常发光，其电压为额定电压，功率为额定功率，由公式P=UI可求出电路中的电流．根据闭合电路欧姆定律求解电源的电阻；电动机为非纯电阻电路，注意公式的应用与选取即可
16．（1）false（2）false
【解析】
(1)小球摆到false轴时，由动能定理得false
绳断裂进入第二象限后做类平抛运动，有false
false
false
联立解得false
则B点位置坐标为false
(2)设绳长为false时，落点与原点间距离最远，由动能定理得false
由类平抛规律可得：false
false
false
联立解得false，
则由数学知识可得当false，即绳长false时，距离最大
最大值为false