1、2020年甘肃省高二级期中考试试卷(1)选修（3-1）一、选择题（共48分）1. 关于点电荷、元电荷、检验电荷，下列说法正确的是()A. 点电荷是体积很小的带电体，是一种理想化的物理模型B. 点电荷所带电荷量一定是元电荷的整数倍C. 点电荷所带电荷量一定很小D. 点电荷、元电荷、检验电荷是同一种物理模型【答案】B【解析】【详解】A点电荷是一种理想模型，由带电体看作点电荷的条件，当带电体的形状对它们间相互作用力的影响可忽略时，这个带电体可看作点电荷，带电体能否看作点电荷是由研究问题的性质决定，与自身大小形状无具体关系，故A错误；B带电体的电量一定是元电荷的整数倍，故B正确；C只要满足条件即可以看
2、作点电荷，点电荷的电量不一定小，故C错误；D元电荷是指最小电荷量，检验电荷是指用来检验电场的电荷均不是物理模型，故D错误。故选B。（2018全国卷）2. 如图，三个固定的带电小球a、b和c，相互间的距离分别为ab=5cm，bc=3cm，ca=4cm小球c所受库仑力的合力的方向平行于a、b的连线设小球a、b所带电荷量的比值的绝对值为k，则（ ）A. a、b的电荷同号，B. a、b的电荷异号，C. a、b的电荷同号，D. a、b的电荷异号，【答案】D【解析】【详解】根据同种电荷相斥，异种电荷相吸，且小球c所受库仑力的合力的方向平行于a，b的连线，可知，a、b的电荷异号，对小球c受力分析，如下图所示
3、因ab=5cm，bc=3cm，ca=4cm，因此acbc，那么两力的合成构成矩形，依据相似三角形之比，则有根据库仑定律有，综上所得故D正确，ABC错误。故选D。3. 如图所示，一个原来不带电的半径为r的空心金属球放在绝缘支架上，右侧放置一个电荷量为+Q的点电荷，点电荷到金属球表面的最近距离为2r，则下列说法中正确的是：A. 金属球在达到静电平衡后左侧感应出的电荷带正电B. 由于静电感应而在金属球上出现感应电荷，这些感应电荷在球心处所激发的电场强度大小为，方向水平向右C. 如果用导线的一端接触金属球的左侧，另一端接触金属球的右侧，金属球两侧的电荷将被中和D. 如果用导线一端接触金属球的右侧，另一
4、端与大地相连，则右侧的感应电荷将流入大地【答案】AB【解析】A、金属球在达到静电平衡后左侧感应出正电荷，故A正确；B、发生静电感应时，内部合场强为零，所以感应电荷在内部产生的场强可以利用外部点电荷Q在内部产生的场强来求，两者大小相等，方向相反，所以这些感应电荷在球心处所激发的电场强度大小为，方向水平向右，故B正确；C、如果用导线的一端接触金属球的左侧，另一端接触金属球的右侧，则导线和金属球合成为一个导体，发生静电感应时依然是左侧感应正电荷右侧感应负电荷，故C错；D、如果用导线的一端接触金属球的右侧，另一端与大地相连，则金属球和大地相当于一个新的大导体，在靠近场源电荷的一端即右端感应出负电荷，在
5、远离场源电荷的一端即大地感应出正电荷，故D错误；综上所述本题答案是：B4. 两根由同种材料制成的均匀电阻丝A、B串联在电路中，A的长度为L，直径为d；B的长度为2L，直径为2d，那么通电后在相同的时间内产生的热量之比为（）A. QAQB11B. QAQB 21C. QAQB 12D. QAQB 41【答案】B【解析】【详解】由电阻定律可得电阻丝A的电阻电阻丝B的电阻所以由焦耳定律可得代入数值可得QAQB21故选B。5. 如图所示，A灯与B灯电阻相同，当滑动变阻器R的滑动片向下滑动时，两灯的变化是 ( )A. A灯变亮，B灯变亮B. A灯变暗，B灯变亮C. A灯变暗，B灯变暗D. A灯变亮，B灯
6、变暗【答案】C【解析】【详解】由图可知，灯泡A与滑动变阻器并联后与电阻R0串联，然后再与B灯并联；滑动变阻器向下移动的过程中电阻减小，由串反并同的原理可知A灯和B灯都变暗，C正确，ABD错误6. 下列关于电源和电源的电动势、路端电压说法错误的是（ ）A. 铅蓄电池能够将化学能转变为电能B. 电源电动势等于路端电压与内电压之和C. 电源的电动势等于电源没有接入电路时两极间的电压D. 纯电阻电路中，若外电路总电阻增加，路端电压则减小【答案】D【解析】【详解】A. 铅蓄电池能够将化学能转变为电能，此说法正确，选项A不符合题意；B. 电源的电动势等于路端电压与内电压之和，此说法正确，选项B不符合题意；
7、C. 电源的电动势等于电源没有接入电路时两极间的电压，此说法正确，选项C不符合题意；D. 纯电阻电路中，若外电路总电阻增加，则电路的总电阻增加，总电流减小，根据U=E-Ir可知，路端电压增大，则选项D符合题意7. 一带正电的粒子只在电场力作用下沿x轴正向运动，其电势能Ep随位移x变化的关系如图所示，其中Ox2段是关于直线xx1对称的曲线，x2x3段是直线，则下列说法正确的是（）A. x1处电场强度最大B. x2x3段是匀强电场C. x1、x2、x3处电势1、2、3的关系为123D. 粒子在Ox2段做匀变速运动，x2x3段做匀速直线运动【答案】B【解析】【详解】A根据电势能与电势的关系Ep=q场
8、强与电势的关系E=得由数学知识可知Ep-x图象切线的斜率等于Eq，x1处切线斜率为零，则x1处电场强度为零，故选项A错误；BDx2x3段斜率不变，场强不变，即电场强度大小和方向均不变，是匀强电场，粒子所受的电场力不变，做匀变速直线运动，故B正确，D错误；C因为从x1到x3区域正电荷电势能逐渐增加，可知电势升高，所以有12bcD. abc【答案】AD【解析】【详解】ACD正电荷受到的是斥力，所以是正电荷产生的电场，电势关系为abc粒子从K到L的过程，电场力做负功，电势增加。故AD正确，C错误；B从L到M的过程中，电场力先做负功，后做正功，电势能先增加后减小。故B错误；故选AD。11. 如图所示，
9、M、N是竖直放置的两平行金属板，分别带等量异种电荷，两板间产生一个水平向右的匀强电场，场强为E，一质量为m、电荷量为q的微粒，以初速度v0竖直向上从两极正中间的A点射入匀强电场中，微粒垂直打到N板上的C点已知ABBC.不计空气阻力，则可知A. 微粒在电场中做匀变速曲线运动B. 微粒打到C点时的速率与射入电场时的速率相等C. MN板间的电势差为D. MN板间的电势差为【答案】ABD【解析】【详解】A因电场力和重力均为恒力，其合力亦为恒力，且与v0有一定夹角，故微粒做匀变速曲线运动，故A正确；B粒子水平方向做匀加速直线运动，竖直方向做匀减速度直线运动，因AB=BC，即水平方向与竖直方向位移相等，则
10、有所以故B正确；CD由动能定理，得即所以由于且AB=BC，由公式可知，水平方向和竖直方向加速度大小相等，所以mg=qE综合解得：所以故C错误，D正确12. 内壁光滑、由绝缘材料制成圆轨道固定在倾角为=37的斜面上，与斜面的交点是A，直径AB垂直于斜面，直径CD和MN分别在水平和竖直方向上，它们处在水平方向的匀强电场中。质量为m，电荷量为q的小球（可视为点电荷）刚好能静止于圆轨道内的A点。现对在A点的该小球施加一沿圆环切线方向的瞬时冲量，使其恰能绕圆环完成圆周运动。下列对该小球运动的分析，正确的是（）A. 小球一定带负电B. 小球运动到B点时动能最小C. 小球运动到M点时动能最小D. 小球运动到
11、D点时机械能最小【答案】ABD【解析】【详解】A小球原来处于静止状态，分析受力可知，小球所受的电场力方向向左，与电场强度方向相反，所以小球带负电，故A正确；BC小球静止时，受到重力、电场力和轨道的支持力作用，由平衡条件得知，重力与电场力的合力方向与支持力方向相反，与斜面垂直向下，则小球从A运动到B点的过程中，此合力做负功，动能减小，所以小球运动到B点时动能最小，故B正确，C错误；D根据功能关系可知，电场力做负功越多，小球的机械能减小越大，可知，小球从A运动到D点时，电场力做负功最多，所以小球运动到D点时机械能最小故D正确。故选ABD。二、实验题（每空3分，共18分）13. （1）在测定一根粗细
12、均匀合金丝电阻率的实验中，利用螺旋测微器测定合金丝直径的过程如图1所示，校零时的读数为_mm，合金丝的直径为_mm。（2）为了精确测量合金丝的电阻Rx，设计出如图2所示的实验电路图，按照该电路图完成图3中的实物电路连接。_【答案】 (1). 0.007 (2). 0.638 (3). 【解析】【详解】（1）1图1中，旋测微器的固定刻度为0，可动刻度为0010.7mm=0.007mm所以最终读数为0.007mm；2图2旋测微器的固定刻度为0.5mm，可动刻度为0.0114.5mm=0.145mm所以最终读数为0.645mm；故合金丝的直径为0.645mm0.007mm=0.638mm（2）3根据
13、电路图可知，电流表是外接法，滑动变阻器是分压式接法，连线实物图如图【点评】（1）螺旋测微器的读数方法，固定刻度读数加上可动刻度读数，在读可动刻度读数时需估读；（2）连接实物图时一般是从电源的正极出发依次连接，注意变阻器分压式的连接方法，连接测量电路时，先连主干路，最后再连解并联电路，注意电表正负极和量程。14. 某同学利用伏安法测量某未知电阻Rx的精确电阻值（阻值恒定），进行了如下实验：(1)他先用万用电表欧姆挡测该未知电阻的阻值。将开关置于“10”挡位，指针偏角过小，若想更准确一些，下面操作正确的步骤顺序是_（填序号）。A将两表笔短接进行欧姆调零B.将两表笔短接进行机械调零C.将开关置于“1
14、00”挡D.将两表笔接未知电阻两端，待指针稳定后读数(2)若多用电表测得待测电阻在1 000 左右，利用以下器材用伏安法尽可能精确地测量该电阻：A.直流电源E：电动势3 V，内阻忽略B.电流表A1：量程0.3 A，内阻约为0.1 C.电流表A2：量程3 mA，内阻约为10 D.电压表V1：量程3 V，内阻约为3 kE.滑动变阻器R1：最大阻值10 F.开关S，导线若干为较准确测量该电阻的阻值，要求各电表指针能有较大的变化范围，以上器材中电流表应选_（选填“B”或“C”）；请在方框中画出实验电路原理图_。【答案】 (1). CAD (2). C (3). 【解析】【详解】(1) 1将开关置于“1
15、0”挡位，指针偏角过小，说明倍率档选择的过低，应该换“100”挡位；正确步骤是：先换挡，再欧姆调零，最后进行测量；正确步骤是：CAD；(2)2根据电源电动势和待测电阻的阻值大致估算电路中的最大电流 所以按要求电流表选量程为3mA的C；(3)3由于所以电流表采用内接法，为使电流表的变化范围大，滑动变阻器采用分压接法，设计电路如图所示三、计算题（34分）15. 如图所示，在真空中有两个点电荷A和B，电荷量分别为Q和+2Q，它们相距L如果在两点电荷连线的中点O有一个半径为r（2rL）的空心金属球，且球心位于O点，则球壳上的感应电荷在O点处的场强大小_方向_【答案】 (1). (2). B指向A【解析
16、】由于静电感应，球心O处合场强为零，即空心金属球上感应电荷产生的电场与点电荷A和B产生的电场大小相等方向相反点电荷A在球心O处产生的电场大小为k=4kQ/L2，方向由B指向A； 点电荷B在球心O处产生的电场大小为k=8kQ/L2，方向由B指向A；二者合电场大小为4kQ/L2+8kQ/L2=12kQ/L2方向由B指向A所以球壳上的感应电荷在O点处的场强大小为12kQ/L2，方向由B指向A16. 图中电源电动势E12 V，内电阻r0.5 将一盏额定电压为8 V，额定功率为16 W的灯泡与一只线圈电阻为0.5 的直流电动机并联后和电源相连，灯泡刚好正常发光，通电100 min。问：（1）电源提供的能
17、量是多少？（2）电流对灯泡和电动机所做的功各是多少？（3）灯丝和电动机线圈产生的热量各是多少？【答案】见解析【解析】【详解】（1）灯泡内正常发光，可知路端电压为8V，由闭合电路欧姆定律知解得电源提供的电能为(2)灯泡正常发光，则通过灯泡的电流为故通过电动机的电流为对电动机所做的功为(3)电灯为纯电阻电路，故电功等于电热电动机线圈的热量为17. 如图ABCD是竖直放在E=103V/m的水平匀强电场中的绝缘光滑轨道，BCD是直径为20cm的半圆环，AB=15cm，一质量m=10g，带电量q=10-4C的小球由静止在电场力作用下自A点沿轨道运动，求:（1）它运动到C点速度多大？（2）此时对轨道的压力多大？【答案】（1）3m/s（2）0.4N【解析】【详解】（1）小球从A经B到C的过程中，电场力做功，克服重力做功，根据动能定理得代入数据，解得（2）在C点，支持力提供向心力，根据牛顿第二定律则根据牛顿第三定律小球对轨边C点的压力为0.4N。
