[北京市高一物理下学期期末]2017年高一物理下学期期末试题及答案

一、选择题(本题共10小题，每小题4分，共40分.第1—7题为单选题，第8—10题为多选题，全部选对的得4分，选不全的得2分，有选错的或不答的得0分.)
1.下面是某同学对电场中的一些概念及公式的理解，其中正确的是( 　　)
A.根据电场强度的定义式E=Fq可知，电场中某点的电场强度与试探电荷所带的电荷量成反比
B.根据电容的定义式C=QU 可知，电容器的电容与其所带电荷量成正比，与两极板间的电压成反比
C.根据真空中点电荷的电场强度公式E=kQr2可知，电场中某点的电场强度与场源电荷所带电荷量无关
D.根据电势差的定义式UAB=WABq可知，带电荷量为1 C的正电荷，从A点移动到B点克服电场力做功为1 J，则A、B两点间的电势差为UAB=-1 V
2.标有“8 V 6.4 W”和“8 V 20 W”字样的L1、L2两只灯泡连接在如图所示的电路中，C点接地.如果将电路中L1、L2两灯泡的位置互换，则( )
A.B点电势升高 B.B点电势降低
C.两灯都变亮 D.L1灯变暗，L2灯变亮
3.如图所示，R4是半导体材料制成的热敏电阻，电阻率随温度的升高而减小，这就是一个火警报警器的电路，电流表是安放在值班室的显示器，电源两极之间接一个报警器，当R4所在处出现火情时，显示器的电流I和报警器两端的电压U的变化情况是(　　 )
A.I变大，U变小 B.I变大，U变大
C.I变小，U变大 D.I变小，U变小
4.如图所示,一电荷量为+Q的点电荷甲固定在光滑绝缘的水平面上的O点,另一电荷量为+q、质量为m的点电荷乙从A点经C以v0=2 m/s的初速度沿它们的连线向甲运动,到达B点时的速度为零,已知AC=CB,φA=3 V,φB=5 V,静电力常量为k,则( )
A.φC>4 V B.φC=4 V
C.点电荷乙的比荷为1 C/kg D.点电荷乙的比荷为2 C/kg
5.如图所示，在A板附近有一电子由静止开始向B板运动，则关于电子到达B板时的速率，下列解释正确的是(　 　)
A.两板间距越大，加速的时间就越长，则获得的速率越大
B.两板间距 越小，加速的时间就越长，则获得的速率不变
C.两板间距越大，加速的时间就越长，则获得的速率不变
D.两板间距越小，加速的时间越短，则获得的速率越小
6.在如图所示的电路中，开关S闭合后，由于电 阻元件发生短路或断路故障，电压表和电流表的读数都增大，则可能出现了下列 哪种故障( )
A.R1短路 B.R2短路
C.R3短路 D.R1断路
7.图为测量某电源电动势和内阻时得到的U-I图线.用此电源与三个阻值均为3 Ω的电阻连接成电路，测得路端电压为4.8 V.则该电路可能为(　 　)
8.一不计重力的带电粒子q从A点射入一正点电荷Q的电场中，运动轨迹如图所示，则(　 　)
A.粒子q带负电 B.粒子q的加速度先变小后变大
C.粒子q的电势能先变小后变大 D.粒子q的动能一直变大9.如图所示的电路中，AB是两金属板构成的平行板电容器.先将电键K闭合，等电路稳 定后再将K断开，然后将B板向下平移一小段距离，并且保持两板间的某点P与A板的距离不变.则下列说法正确的是(　 　)
A.电容器的电容变小
B.电容器内部电场强度大小变大
C.电容器内部电场强度大小不变
D.P点电势升高
10.如图所示，真空中两个相同的小球带有等量同种电荷，质量均为0.1 g，分别用10 cm长的绝缘细线悬挂于绝缘天花板的一点，当平衡时B球偏离竖直方向60°，A竖直悬挂且与绝缘墙接触(g取10 m/s2).静电力常量K=9.0×109 N.m2/C2.下列说法正确的是(　 　 )
A.小球的带电荷量为3.33×10-8 C
B.墙壁受到的压力为8.7×10-4 N
C.A球受到细线的拉力为1.0×10-3 N
D.B球受到的拉力为1.5×10-3 N
二、填空题(本题共2小题，每空2分，共16分.)
11.(8分)用伏安法测量一个定值电阻的电阻值，现有的器材规格如下：
A.待测电阻Rx(大约100 Ω)
B.直流毫安表A1(量程0～10 mA，内阻约100 Ω)
C.直流毫安表A2(量程0～40 mA，内阻约40 Ω)
D. 直流电压表V1(量程0～3 V，内阻约5 kΩ)
E.直流电压表V2(量程0～15 V，内阻约15 kΩ)
F.直流电源(输出电压4 V，内阻不计)
G.滑动变阻器R(阻值范围0～50 Ω，允许电流1 A)
H.开关一个、导线若干
(1)根据器材的规格和实验要求，为使实验结果更加准确，直流毫安表应选________，直流电压表应选________.
(2)在方框内画出实验电路图，要求电压和电流的变化范围尽可能大一些.
(3)用铅笔按电路图将实 物图连线.
12.(8分)某同学要测量一均匀新材料制成的圆柱体的电阻率ρ.步骤如下：
(1)用游标为20分度的卡尺测量其长度如图甲所示，由图可知其长度为________mm;
(2)用螺旋测微器测量其直径如图乙所示，由图可知其直径为________mm;
(3)在实验室，该同学想测出某种材料的电阻率.由于不知是何种材料，也不知其大约阻值，于是他用多用电表先粗测该材料一段样品的电阻，经正确操作后，用“×100”挡时发现指针偏转情况如图所示，则他应该换用______挡(选填“×10”或“×1 k”)重新测量.换挡后，在测量前先要________.三、计算题(本题共4小题，第13、14题各10分，第15、16题各12分，共44分)
13.(10分)如图所示，R为电阻箱，V为理想电压表.当电阻箱
读数为R1=2 Ω时，电压表读数为U1=4 V;当电阻箱读数为
R2=5 Ω时，电压表读数为U2=5 V.求：
(1)电源的电动势E和内阻r;
(2)当电阻箱R读数为多少时，电源的输出功率?值Pm为多少?
14.(10分)如图所示为用电动机提升重物的装置,电动机线圈的电阻r=1 Ω,电动机两端的电压U=5 V,电路中的电流I=1 A,物体A重G=20 N,不计摩擦力,则:
(1)电动机线圈电阻上消耗的热功率是多少?
(2)10 s内,可以把重物A匀速提升多高?
15.(12分)如图12所示，空间存在着场强为E=2.5×102 N/C、方向竖直向上的匀强电场，在电场内一长为L=0.5 m的绝缘细线，一端固定在O点，另一端拴着质量为m=0.5 kg、电荷量为q=4×10-2 C的小球.现将细线拉直到水平位置，使小球由静止释放，当小球运动到点时细线受到的拉力恰好达到它能承受的值而断裂.取g=10 m/s2.求：
(1) 小球的电性;
(2)细线能承受的拉力;
(3)当细线断裂后，小球继续运动到与O点水平方向距离为L时(仍在匀强电场中)，小球距O点的高度.
16.(12分) 一平行板电容器长l=10 cm，宽a=8 cm，板间距d =4 cm，在板左侧有一足够长的“狭缝”离子源，沿着两板中心平面，连续不断地向整个电容器射入离子，它们的比荷均为2×1010 C/kg，速度均为4×106 m/s，距板右端l/2处有一屏，如图甲所示，如果在平行板电容器的两极板间接上如图乙所示的交流电，由于离子在电容器中运动所用的时间远小于交流电的周期，故离子通过电场的时间内电场可视为匀强电场，不计离子重力.试求：
(1)离子打在屏上的区域面积;
(2)在一个周期内，离子打到屏上的时间.物理答案
一、选择题(本题共10小题，每小题4分，共40分.第1—7题为单选题，第8—10题为多选题，全部选对的得4分，选不全的得2分，有选错的或不答的得0分.)
题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
答案 D A A C C A B AC AC D AB
二、填空题(本题共2小题，每空2分，共16分.)
11.(8分)(1) 　A2 、　　V1 (2)(3)
12. (8分)(1)　50.15　 mm (2) 4.700 mm(3)　×1 k 、　欧姆调零
三.计算题:(本大题共4小题，，13、14题各10分，15、16题各12分，共44分。需写出相应的解题过程)
13.(10分)解析：(1)由闭合电路欧姆定律得：
E=U1+U1R1r，E=U2+U2R2r
联立上述方程，代入数据解得E=6 V，r=1 Ω.
(2)由电功率表达式P=E2R+r2R变形为P=E2R-r2R+4r
由上式可知当R=r=1 Ω时，
P有值，Pm=E24r=9 W.
14.(10分)解：(1)根据焦耳定律,得热功率 Pr=I2r=1 W。
(2)输入功率P=UI=5 W
输出功率P输出=P-Pr=4 W。
电动机输出的功用来提升重物转化为机械能,在10 s内,有:P输出t=mgh。
解得:h=2 m。
15(12分)解：　(1)由小球运动到点可知，小球带正电.
(2)设小球运动到点时速度为v，对该过程由动能定理有，
(qE-mg)L=12mv2①
在点对小球进行受力分析，由圆周运动和牛顿第二定律得，
FT+mg-qE=mv2L②
由①②式解得，FT=15 N
(3)小球在细线断裂后，在竖直方向的加速度设为a，
则a=qE-mgm③
设小球在水平方向运动位移为L的过程中，所经历的时间为t，则L=vt④
设竖直方向上的位移为x，
则x=12at2⑤
由①③④⑤解得x=0.125 m
所以小球距O点的高度为x+L=0.625 m
16(12分)解：(1)设离子恰好从极板边缘射出时极板两端的电压为U0，
水平方向：l=v0t ①
竖直方向：d2=12at2 ②
又a=qU0md ③
由①②③得U0=md2v20ql2=128 V
即当U≥128 V时离子打到极板上，当U<128 V时离子打到屏上，
利用推论：打到屏上的离子好像是从极板中心沿直线射到屏上，由此可得：l2+l2l2=yd2，
解得y=d，
又由对称性知，打到屏上的总长度为2d
则离子打到屏上的区域面积为S=2da=64 cm2.
(2)在前14T，离子打到屏上的时间：
t0=128200×0.005 s=0.003 2 s，
又由对称性知，在一个周期内，打到屏上的总时间
t=4t0=0.012 8 s.

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