1、天津一中2020-2021高二年级物理学科期中模块质量调查试卷本试卷分为第I卷（选择题）、第II卷（非选择题）两部分，共100分，考试用时60分钟。考生务必将答案涂写规定的位置上，答在试卷上的无效。一、单项选择题（共6小题，每题仅有一个正确选项）1. 下列说法正确的是（）A. 电势降低的方向就是电场强度方向B. 电场力对负电荷做正功，电势能减少，动能增加C. 可以存在这样的电场，其电场线平行但不等距D. 在同一等势面上动电荷，电场力对电荷始终不做功【答案】D【解析】【详解】A电势降低的最快的方向就是场强的方向；电势降低的方向不一定是场强的方向，故A错误；B只受电场力作用，电场力对负电荷做正功，
2、电势能减少，动能增加；若还有其它力作用，其他力对其做功，动能不一定增加，故B错误；C不存在电场线平行但不等间距的电场，故C错误；D同一等势面上的各点电势相等，根据W=qU可知在同一等势面上移动电荷，电场力一定不做功，故D正确。故选D。2. 如图是某次心脏除颤器的模拟治疗，该心脏除颤器的电容器电容为15，充电至9.0kV电压，如果电容器在2.0ms时间内完成放电，下列说法正确的是（）A. 放电之后，电容器电容为零B. 该次放电前，电容器存储电量为135CC. 该次通过人体的电流是67.5AD. 该电容器的击穿电压为9kV【答案】C【解析】【详解】A电容器的大小与带电量无关，因此放电之后，电容器的
3、电容大小保持不变，A错误；B根据Q=CU代入数据可知，放电前，电容器储存的电量为0. 135C，B错误；C根据可知，该次放电的电流大小为67. 5A，C正确；D达到击穿电压电容器就损毁了，击穿电压应略大于额定电压，D错误。故选C。3. 如图所示，实线表示某电场的电场线（方向未标出），虚线是一带负电的粒子只在电场力作用下的运动轨迹，设M点和N点的电势分别为，粒子在M和N时加速度大小分别为，速度大小分别为，电势能分别为下列判断正确的是A. B. C. D. 【答案】D【解析】试题分析：将粒子的运动分情况讨论：从M运动到N；从N运动到M，根据电场的性质依次判断；电场线越密，电场强度越大，同一个粒子受
4、到的电场力越大，根据牛顿第二定律可知其加速度越大，故有；若粒子从M运动到N点，则根据带电粒子所受电场力指向轨迹弯曲的内侧，可知在某点的电场力方向和速度方向如图所示，故电场力做负功，电势能增大，动能减小，即，负电荷在低电势处电势能大，故；若粒子从N运动到M，则根据带电粒子所受电场力指向轨迹弯曲的内侧，可知在某点的电场力方向和速度方向如图所示，故电场力做正功，电势能减小，动能增大，即，负电荷在低电势处电势能大，故；综上所述，D正确；【点睛】考查了带电粒子在非匀强电场中的运动；本题的突破口是根据粒子做曲线运动时受到的合力指向轨迹的内侧，从而判断出电场力方向与速度方向的夹角关系，进而判断出电场力做功情
5、况4. 某些肿瘤可以用“质子疗法”进行治疗。在这种疗法中，为了能让质子进入癌细胞，首先要实现质子高速运动，该过程需要一种被称作“粒子加速器”的装置来实现。质子先被加速到较高的速度，然后轰击肿瘤并杀死癌细胞。如图所示，来自质子源的质子（初速度为零），经加速电压为U的加速器加速后，形成细柱形的质子流。已知细柱形的质子流横截面积为S，其等效电流为I；质子的质量为m，其电量为e.那么这束质子流内单位体积的质子数n是A. B. C. D. 【答案】D【解析】【详解】质子被加速时： 由于 解得A，与结论不相符，选项A错误；B，与结论不相符，选项B错误；C，与结论不相符，选项C错误；D，与结论相符，选项D正
6、确；故选D.5. 两个电阻R1、R2的伏安特性曲线如图所示，由图可知（）A. R1的电阻B. R2的电阻随电压的增大而减小C. 当U1V时，R2的电阻等于R1的电阻D. 当U1V时，R2的电于大于R1的电阻【答案】C【解析】【详解】AR1的电阻故A错误；BI-U图象的割线斜率表示电阻的倒数，可知R2的电阻随电压的增大而增大，故B错误；CD由图可知当U=1V时，R2的电阻等于R1的电阻，都等于2，故C正确，D错误。故选C。6. 智能手机耗电量大，移动充电宝应运而生，它是能直接为移动设备充电的储能装置，充电宝的转换率是指充电宝放电总量占充电宝容量的比值，一般在0.60.7，如图为某一款移动充电宝，
7、其参数见下表，下列说法正确的是（ ）容量20000 mAh兼容性所有智能手机边充边放否保护电器是输入DC5V2AMAX输出DC5V0.1A-2.5A尺寸156*82*22mm转换率0.60产品名称索杨SY10-200重量约430gA. 充电宝充电时将电能转化为内能B. 该充电宝最多能储存的能量为C. 该充电宝电量从零到完全充满所用时间约为2hD. 用该充满电的充电宝给电量为零、容量为3000mAh的手机充电，理论上能充满4次【答案】D【解析】充电宝充电时将电能转化为化学能，故A错误；容量最多能储存能量为，故B错误；，故C错误；由于其转换率为0.6所以释放的电荷量为，对电池充电的次数为，故D正确
8、二、多项选择题（共4小题，每题至少有两个正确选项）7. 如图所示，和是同种材料、厚度相同、表面为正方形的导体，但的尺寸比的尺寸大，在两导体上加相同的电压，通过两导体的电流方向如图所示，则下列说法中正确的是（ ）A. R1中的电流小于R2中的电流B. R1中的电流等于R2中的电流C. R1中自由电荷定向移动的速率大于R2中自由电荷定向移动的速率D. R1中自由电荷定向移动的速率小于R2中自由电荷定向移动的速率【答案】BD【解析】【详解】设材料厚度为h，正方形边长为a，根据：得电阻只与金属材料和厚度有关，所以两方片电阻相同，电压相同时，通过的电流相同，因为R1的横截面积大，在电流相同时，自由电荷的
9、速率就小A描述与分析不符，故A错误.B描述与分析相符，故B正确.C描述与分析不符，故C错误.D描述与分析相符，故D正确.8. 如图所示，已知R1R4r1，R26，R3的最大阻值为6.在滑动变阻器R3的滑片K由最下端向最上端滑动过程中，下列说法正确的是（）A. 定值电阻R4的功率减小B. 电源的输出功率增大C. 电源的总功率减小D. MN并联部分的功率先增大后减小【答案】AC【解析】【详解】AC、在滑动变阻器R3的滑片K由最下端向最上端滑动过程中，滑动变阻器接入电路的电阻变大，总电阻变大，总电流减小，则根据可知定值电阻R4的功率减小，根据P=IE可知电源的总功率减小，故AC正确；B、因当外电路电
10、阻等于电源内阻时电源输出功率最大，而R1=R4=r，则当变阻器电阻变大时，外电路电阻远离电源内阻，则电源的输出功率减小，故B错误；D、若将R1+R4等效为电源的内阻，则此时等效电源内阻为滑动变阻器滑片位于最上端时，R2和R3并联的电阻为滑动变阻器R3的滑片K由最下端向最上端滑动过程中，MN之间的电阻从0增加到3，则因当外电路电阻等于电源内阻时电源输出功率最大，可知当MN之间的电阻等于3时，MN之间的功率最大，则在滑动变阻器R3的滑片K由最下端向最上端滑动过程中，MN并联部分的功率逐渐增大，故D错误。故选AC。9. 如图所示，两电荷量分别为Q(Q0)和Q的点电荷对称地放置在x轴上原点O的两侧，A
11、点位于x轴上O点与点电荷Q之间，A和A关于O点对称，B点位于y轴O点上方，B和B关于O点也对称。取无穷远处为零电势点，下列说法正确的是（）A. O点的电势为零，但O点的电场强度不为零B. A点电势大于A点电势，试探电荷在A点电势能一定大于在A点电势能C. 将负的试探电荷从B点沿y轴到B点，电场力先变大再变小，方向向右D. 将同一正的试探电荷先后从O、B两点到A点，两次电势能的变化相同【答案】AD【解析】【详解】A结合等量异种点电荷的电场的特点可知，两个等量异种电荷连线的垂直平分线是一条等势线。电场强度方向与等势面方向垂直，而且指向电势低的方向，所以O点的电势等于0，而电场强度不等于0，A正确；
12、BA点电势大于A点电势，正试探电荷在A点电势能大于在A点电势能，负试探电荷在A点电势能小于在A点电势能，B错误；C将负的试探电荷从B点沿Y轴移动到B点，电场力先变大再变小，方向向左，C错误；D两个等量异种电荷连线的垂直平分线是一条等势线，所以O、B两点的电势是相等的，将同一正的试探电荷先后从O、B两点移到A点，两次电势能的变化相等，D正确。故选AD。【点睛10. 如图，氕氘氚三种粒子的质量之比为，电荷量之比为，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，那么（）A. 三种
13、粒子打到屏上时速度一样大B. 偏转电场E2对三种粒子做功一样多C. 三种粒子一定打到屏上的同一位置D. 三种粒子运动到屏上所用时间相同【答案】BC【解析】【详解】C粒子在加速电场中加速，由动能定理可知解得粒子在加速电场中的运动时间粒子在偏转电场中做类平抛运动，运动时间在偏转电场中竖直分位移 联立得y与q、m无关，所以三种粒子在偏转电场中轨迹重合，离开偏转电场后粒子做匀速直线运动，因此三种粒子一定打到屏上的同一位置。故C正确；AB三种粒子在偏转电场中的偏转量相同，偏转电场E2对粒子做功W2=qE2yq、E2、y相等，则知偏转电场E2对三种粒子做功也相等，加速电场对粒子做功为W1=qU1q和U1相
14、等，根据动能定理可知，三种粒子到达屏时的动能相等，由于三种粒子的质量不同，所以它们的速度不相同，故A错误，B正确；D离开偏转电场后粒子的运动时间粒子运动到屏上所用时间 因为不等，所以t不等，故D错误。故选BC。三、填空和实验题（共4小题）11. 在一个点电荷Q的电场中，Ox坐标轴与它的一条电场线重合，坐标轴上A、B两点的坐标分别为2.0m和5.0m。放在A、B两点的试探电荷受到的电场力方向都跟x轴的正方向相同，电场力的大小跟试探电荷所带电量的关系图象如图中直线a，b所示，放在A点的电荷带正电，放在B点的电荷带负电。则点电荷Q带_（填正电或负电），点电荷Q的位置坐标为_。【答案】 (1). 负电
15、 (2). (26m，0)【解析】【详解】1由图可知，B点的电场强度因B带负电，电场力指向x轴正方向，则EB方向指向x负方向；A点的电场强度因A带正电，电场力指向x轴正方向，则EA方向指向x正方向；所以点电荷Q应位于A、B两点之间，带负电荷；2设点电荷Q的坐标为x，由点电荷的场强公式知解得x=2.6m(另解x=1舍去)点电荷Q的位置坐标为（2.6m，0）12. 半径为R的绝缘光滑圆环固定在竖直平面内，环上套有一质量为m、带正电的珠子，空间存在水平向右的匀强电场，如图所示，珠子所受静电力和其重力等大。将珠子从环上最低位置A点静止释放，则珠子所能获得的最大动能Ek=_，在最高点时小球对轨道的压力大
16、小为_。（重力加速度为g）【答案】 (1). (2). mg【解析】【详解】1竹子处于重力场和匀强电场的复合场中，所受合力是恒力，方向与电场方向成45角，大小在这个复合场中，珠子沿着圆环来回滑动，滑动轨迹所对的圆心角为90，动能最大时，就是珠子滑到圆环沿着合力方向的最低点，此时珠子在复合场中的势能全部转化为动能，即所以2珠子在圆环上能到达的最高点，就是圆环的最右端点，在此点处，珠子的运动速度已经减小为零，所受重力竖直向下，所受电场力水平向右，珠子对圆环的压力在大小上等于圆环所受的电场力，即13. 在“测定金属的电阻率”实验中，所用测量仪器均已校准待测金属丝接入电路部分的长度约为50cm.(1)
17、用螺旋测微器测量金属丝的直径，测量结果如图所示，其读数应为_mm。(2)用伏安法测金属丝的阻值Rx，实验所用器材为：电池组(电动势3V，内阻约1)、电流表(内阻约0.1)、电压表(内阻约3k)、滑动变阻器R(020，额定电流2A)、开关、导线若干。某小组同学利用以上器材正确连接好电路，进行实验测量，记录数据如下图：次数1234567U/V0.100.300.701.001.501.702.30I/A0.0200.0600.1600.2200.3400.4600.520由以上实验数据可知，他们测量Rx是采用下图中的_（选填“甲”或“乙”)。(3)任何实验测量都存在误差本实验所用测量仪器均已校准下
18、列关于误差的说法中正确的选项是_。A用螺旋测微器测量金属丝直径时，由于读数引起的误差属于系统误差B由于电流表和电压表内阻引起的误差属于偶然误差C若将电流表和电压表的内阻计算在内，可以消除由测量仪表引起的系统误差D用UI图像处理数据求金属丝电阻可以减小偶然误差【答案】 (1). 0.397 (2). 甲 (3). CD【解析】【详解】（1）1 读数应为（2）2 从给出的数据表可知，电流表和电压表的读数变化范围较大，所以变阻器采用的应是分压式接法，即测量采用的是甲图。（3）3 A用螺旋测微器测量金属丝直径时，由于读数引起的误差属于偶然误差，A错误；B由于电流表和电压表内阻引起的误差属于系统误差，不
19、可避免的，B错误；C若将电流表和电压表的内阻计算在内，可以消除由测量仪表引起的系统误差，C正确；D用UI图象处理数据求金属丝电阻，可以减小偶然误差，D正确。故选CD。14. 在测定一节干电池电动势和内电阻的实验中，备有下列器材：A干电池E（电动势约为1.5V、内电阻不足1.0）B电压表V（015V）C电流表A（00.6A、内阻r=0.1）D电流表G（满偏电流3mA、内阻Rg=10）E滑动变阻器R1（010、10A）F滑动变阻器R2（0100、1A）G定值电阻R3=990H开关、导线若干(1)为了方便且能较准确地进行测量，其中应选用的滑动变阻器是_（填写“R1”或“R2”）；(2)请在线框内画出
20、你所设计的实验电路图，并在图中标上所选用器材的符号_；(3)如图所示为某一同学根据他设计的实验，绘出的I1I2图线（I1为电流表G的示数，I2为电流表A的示数），由图线可求得被测电池的电动势E=_V，内电阻r=_。【答案】 (1). R1 (2). (3). 1.47（1.461.48均对） (4). 0.81（0.810.85均可以）【解析】【详解】(1)1滑动变阻器起调节电路作用，若总电阻太大，则调节时电阻变化过大，使电路中电流太小，故应选取小一点的电阻，一般约为内阻的几十倍即可；故选R1(2)2电路直接采用串联即可，15V电压表量程过大，可以用电流计与定值电阻串联，充当电压表使用，并联在
21、电源两端，采用的是电流表内接法；电路图如图所示(3)3由图可知，电源的电动势由于误差（1.461.48均对）4内阻由于误差（0.810.85均可以）四、计算题（共3小题）15. 如图所示，电源电动势E10V，内阻r0.5，“8V，16W”的灯泡恰好能正常发光，电动机M绕组的电阻R01，求：（1）路端电压；（2）电源的总功率；（3）电动机的输出功率。【答案】(1)8V；(2)40W；(3)12W【解析】【详解】（1）灯泡正常发光，路端电压（2）根据解得电源的总功率（3）通过灯泡的电流通过电动机的电流电动机发热功率电动机消耗的总功率电动机的输出功率16. 如图所示，AB板间有一匀强电场，两板间距为
22、d，所加电压为U，有一带电油滴以初速v竖直向上自M点飞入电场，到达N点时，速度方向恰好变为水平，大小等于初速v，重力加速度为g，试求：(1)油滴从M点到N点的时间；(2)MN两点间的电势差UMN；(3)油滴从M点到N点过程中的最小速度。【答案】(1)； (2) ；(3)【解析】【详解】(1)带点油滴在竖直方向受重力，做竖直上抛运动，竖直方向的分速度从v变为0。运动时间(2)油滴在水平方向受电场力而做初速度为零的匀加速直线运动，水平位移：匀强电场的场强为：则匀强电场中的M、N之间的电势差为：(3)由题意可知，带电油滴受到恒定的合力F，由竖直上升高度和水平位移可知，油滴在两方向上具有相同加速度，所
23、以合力方向与重力方向夹角为45，合力方向与初始速度方向夹角为135，所以油滴做斜抛运动；当速度方向由合力方向垂直时，速度有最小值，则该值为v=vcos45=v17. 一电路如图所示，电源电动势E=28V，内阻r=2W，电阻R1=12W，R2=R4=4W，R3=8W，C为平行板电容器，其电容C=3.0pF，虚线到两极板距离相等，极板长L=0.20m，两极板的间距 ，g取 。(1)若开关S处于断开状态，则当其闭合后，求流过R4的总电量为多少；(2)若开关S断开时，有一带电微粒沿虚线方向以v0=2.0m/s的初速度射入C的电场中，刚好沿虚线匀速运动，问：当开关S闭合后，此带电微粒以相同初速度沿虚线方
24、向射入C的电场中，能否从C的电场中射出；（要求写出计算和分析过程）(3)在(2)的情况下，如果该带电微粒的质量 ，求当开关S闭合后带电微粒在电容器内偏转过程中机械能的变化量。【答案】(1)； (2)微粒不能从 C 的电场中射出；(3)【解析】【详解】(1)S 断开时，电阻 R3 两端电压为S 闭合后，外阻为路端电压为电阻 R3 两端电压为则所求流过 R4 的总电量为(2)设微粒质量为 m，电量为 q，当开关 S 断开时有当开关 S 闭合后，设微粒加速度为 a，则设微粒能从 C 的电场中射出，则水平方向竖直方向由以上各式求得故微粒不能从 C 的电场中射出；(3)电场力做负功为机械能减少了 3.5 10-5 J 或机械能变化量为 3.5 10-5 J
