高二物理期中模拟试卷01【测试范围:必修三第九至十二章】-2024-2025学年高二物理上学期期中考点大串讲(人教版2019)
2024-10-25
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内容正文:
2024-2025学年高二物理上学期期中模拟试卷
01卷
(考试时间:90分钟 试卷满分:100分)
注意事项:
1.本试卷分第Ⅰ卷(选择题)和第Ⅱ卷(非选择题)两部分。答卷前,考生务必将自己的姓名、准考证号填写在答题卡上。
2.回答第Ⅰ卷时,选出每小题答案后,用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。如需改动,用橡皮擦干净后,再选涂其他答案标号。写在本试卷上无效。
3.回答第Ⅱ卷时,将答案写在答题卡上。写在本试卷上无效。
4.测试范围:第九章至第十二章(人教版2019必修第三册)。
5.考试结束后,将本试卷和答题卡一并交回。
第Ⅰ卷
一、选择题:本题共12小题,每小题4分,共48分。在每小题给出的四个选项中,第1~8题只有一项符合题目要求,第9~12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.如图所示,A为带正电的金属板,所带电荷量大小为Q,沿金属板的垂直平分线在距离板r处放一质量为m、电荷量为q的小球,小球可视为质点,用绝缘丝线悬挂于O点,小球受水平向右的电场力作用而偏转角后处于静止状态,静电力常量为k,则小球所在处的电场强度大小为( )
A. B. C. D.
【答案】C
【详解】对小球受力分析,如图所示
根据平衡条件得
又
解得
因金属板不能看成点电荷,故其在小球所在位置的电场强度不能用进行计算。
故选C。
2.某电场区域的电场线如图所示,a、b是其中一条电场线上的两点,下列说法正确的是( )
A.负电荷在a点受到的静电力一定小于它在b点受到的静电力
B.a点的场强方向一定沿着a点的电场线向右
C.正电荷在a点受到的静电力一定小于它在b点受到的静电力
D.a点的场强一定小于b点的场强
【答案】B
【详解】ACD.根据电场线的疏密程度可知,a点的场强一定大于b点的场强;根据,可知负电荷在a点受到的静电力一定大于它在b点受到的静电力,正电荷在a点受到的静电力一定大于它在b点受到的静电力,故ACD错误;
B.根据图中电场线方向可知,a点的场强方向一定沿着a点的电场线向右,故B正确。
故选B。
3.两个点电荷产生的电场等势线分布如图所示,图像左右、上下均对称,a、b、c、d四个点均在图中的等势线上,a、b两点在两个点电荷连线的延长线上,c、d两点在两个点电荷连线的中垂线上,且a、b两点关于c、d连线对称分布,c、d两点关于a、b连线对称分布。下列说法正确的是( )
A.右侧的点电荷为正电荷 B.两个点电荷为等量同种电荷
C.b点的电场强度大于a点的电场强度 D.c点的电势高于d点的电势
【答案】A
【详解】AB.根据右侧电势大于0,左侧电势小于0,可知右侧的点电荷为正电荷,左侧电荷为负电荷,结合对称性可知两点电荷电量相等,故A正确,B错误;
C.根据对称性可知,b点的电场强度大小等于a点的电场强度,故C错误;
D.由图可知cd所在直线为等势线,c点电势等于d点电势,故D错误。
故选A。
4.“富兰克林铃”可以简化成如图所示的模型,当与毛皮摩擦过的气球靠近金属钉甲时,铝箔小球就会在塑料管内“左右横跳”。下列关于“富兰克林铃”的说法中正确的是( )
A.与毛皮摩擦过的气球带正电
B.气球靠近金属钉甲时,金属钉甲左侧感应出电荷,右侧带等量的异种电荷
C.气球靠近金属钉甲时,金属钉甲吸引铝箔小球,说明电荷可以创生
D.铝箔小球会在塑料管内“左右横跳”,说明能量可以创生
【答案】B
【详解】A.与毛皮摩擦过的气球带负电,故A错误;
B.根据同种电荷相互排斥,异种电荷相互吸引,可得气球靠近金属钉甲时,金属钉甲左侧感应出电荷,右侧带等量的异种电荷,故B正确;
C.由上述可知气球靠近金属钉甲时,金属钉甲吸引铝箔小球,说明带电物体具有吸引轻小物体的性质,故C错误;
D.能量既不会消失,也不会创生,只会从一个物体转移到另外一个物体,或者从一种形式转变为另一种形式,故D错误。
故选B。
5.如图所示,平行金属板A、B与电源相连,电源电压U=2V,AB板间距d=5cm,B板接地。在两板间有a、b、c三点,其连线组成一直角三角形,ab连线与A板垂直,ab长L1=3cm,a点离A板L2=1cm,一个不计重力的带正电粒子电荷量,固定在a点。下列说法正确的是( )
A.ab间电势差为2.0V B.ac间电势差大于ab间电势差
C.粒子在a点具有的电势能为 D.若将该粒子沿bc移动,电场力做正功
【答案】C
【详解】AB.两板间电场强度大小为
由于ab与ac沿场强方向的距离相等,所以ac间电势差等于ab间电势差,大小为
故AB错误;
C.a与B板间的电势差为
根据
可得a点的电势为
则粒子在a点具有的电势能为
故C正确;
D.若将该粒子沿bc移动,由于电场力与速度方向垂直,所以电场力不做功,故D错误。
故选C。
6.如图,一段通电直导线的横截面积为S,长度为L,电阻率为ρ,单位体积内自由电子个数为n,自由电子定向运动的速率为v,电子的电荷量为e。则下列说法正确的是( )
A.通过直导线的电流为
B.通电直导线的电阻为
C.导体棒两端的电压为
D.一电子从直导线右端运动到左端的过程中,电场力对该电子做的功为
【答案】C
【详解】A.时间t内通过某一截面的电荷量
q=nevtS
由
可得
故A错误;
B.通电直导线的电阻
故B错误;
C.导体棒两端的电压
U=IR
解得
故C正确;
D.电子从直导线右端运动到左端过程中,电场力对该电子做的功
故D错误。
故选C。
7.静电计是在验电器的基础上制成的,用其指针的张角大小来定性显示其金属球与外壳之间的电势差大小,如图所示,为平行板电容器的两个金属板,当开关S闭合后,静电计G指针张开一定角度。不考虑静电计引起的电荷量变化,则下列说法正确的是( )
A.保持开关S闭合,将两极板间距减小,板间场强减小
B.保持开关S闭合,将的滑片向左移动,静电计指针张开角度变大
C.断开开关S后,紧贴极板插入金属板,静电计指针张开角度减小
D.断开开关S后,将两极板间距增大,板间电压减小
【答案】C
【详解】A.保持开关S闭合,两极板间电势差不变,将两极板间距减小,由可知,板间场强增大,故A错误;
B.保持开关闭合,变阻器仅仅充当导线功能,电容器两极板间的电势差不变,滑动触头滑动不会影响静电计指针张角,静电计指针张开角度不变,故B错误;
C.断开开关S后,电容器带电量不变,紧贴极板插入金属板,相当于极板之间的距离减小,根据可知,电容增大,根据可知,两极板间电势差减小,静电计指针张开角度减小,故C正确;
D.断开开关S后,电容器带电量不变,将两极板间距增大,根据可知,电容减小,根据可知,两极板间电势差增大,故D错误。
故选C。
8.如图所示,虚线圆的半径为,是圆心,是直径,A、是圆周上的两点,把电流均为的长直导线分别置于A、两点并垂直圆面放置,已知,A点的通电直导线在点产生的磁感应强度大小为,则点的磁感应强度的大小与方向为( )
A.0
B.、由指向
C.、由指向
D.、垂直
【答案】B
【详解】由于A、B两点处的导线其电流大小相同,两点距离O点的距离相同,所以两导线在O点处产生的磁感应强度大小相同,由安培定测可知,其A导线在O点的磁感应强度方向为垂直OA斜向上;B导线在O点的磁感应强度方向垂直OB斜向下。由磁场叠加可知,O点处的磁感应强度为
方向由O指向D。
故选B。
9.如图所示是一种经颅磁刺激的医疗技术,在人体头部上方放置的金属线圈内通以脉冲电流,电流流经线圈产生高强度脉冲磁场,磁场穿过头颅对脑部特定区域产生感应电流,下列说法正确的是( )
A.脉冲电流流经线圈会产生高强度的磁场是电磁感应现象
B.变化的磁场会使得脑部特定区域产生感应电场
C.若将脉冲电流改为恒定电流,也会持续对脑部产生感应电流
D.若脉冲电流最大强度不变,但脉冲电流时间缩短,则在脑部产生的感应电流会增强
【答案】BD
【详解】A.脉冲电流流经线圈会产生高强度的磁场是电生磁,是电流的磁效应,故A错误;
B.脉冲磁场对脑部特定区域产生感应电流是磁生电,是电磁感应现象,即变化的磁场会使得脑部特定区域产生感应电场,故B正确;
C.将脉冲电流改为恒定电流,不会产生变化的磁场,不会产生感应电流,不可持续对脑神经产生电刺激作用,故C错误;
D.若脉冲电流最大强度不变,但缩短脉冲电流时间,则产生的磁场变化的更快,在脑部产生的感应电场及感应电流会增强,故D正确。
故选BD。
10.如图,带电粒子p从a板边缘由静止开始经电压U1加速,沿AB两板中线方向进入偏转电场,并从板的右侧射出偏转电场。已知偏转电场的电场强度大小为E,板长为L,不计粒子重力,下列说法正确的是( )
A.该带电粒子一定带负电
B.该带电粒子一定从虚线的上方离开偏转电场
C.当时,粒子离开偏转电场时动能最大
D.仅增大加速电压U1,粒子射出偏转电场的动能可能减小
【答案】AD
【详解】A.带电粒子经电压U1加速,而a板带负电、b板带正电,因此该带电粒子一定带负电,故A正确;
B.由于无法确定A、B板的带电情况,因此无法判断粒子是从虚线上方离开偏转电场还是从虚线下方离开,故B错误;
C.带电粒子在加速电场中做初速度为零的匀加速直线运动,此过程中根据动能定理有
粒子进入偏转电场后,做类平抛运动,此过程中有
偏移量
粒子整个运动过程中,根据动能定理,粒子离开偏转电场的动能
从公式看,此式有最小值,没有最大值,故C错误;
D.由C项分析可知,粒子离开偏转电场的动能
增大加速电压U1,Ek可能减小,故D正确。
故选AD。
11.2021年7月4日,我们在电视中看到航天员汤洪波走出离地面高约为400km的中国空间站,标志着我国空间站航天员首次出舱活动取得圆满成功。航天员出舱的画面是通过电磁波传输到地面接收站,下列关于电磁波的说法正确的是( )
A.电磁波波长越长,其能量子的能量越小
B.只要空间某处的电场或磁场发生变化,就会在其周围产生电磁波
C.汤洪波出舱活动的画面从空间站传到地面接收站最少需要约0.014s
D.赫兹通过实验捕捉到电磁波,并证实了麦克斯韦的电磁场理论
【答案】AD
【详解】A.电磁波的能量子为
则电磁波波长越长,其能量子的能量越小,故A正确;
B.根据麦克斯韦的电磁场理论可知,非均匀变化的磁场或电场,其周围产生电磁波,故B错误;
C.电磁波在真空中或空气中传播的速度v=3.0×108m/s,空间站到地球表面的距离
电磁波从空间站传播到地面的时间为
故C错误;
D.麦克斯韦预言了电磁场理论,1886年,赫兹通过实验捕捉到电磁波,从而证明了电磁波的存在,故D正确;
故选AD。
12.如图所示的电路中,电源电动势为12V,内阻为2Ω,白炽灯的灯丝电阻为16Ω,电动机M线圈的电阻为2Ω。当开关S闭合后,白炽灯的电功率为4W。若灯丝电阻保持不变,电动机的机械损耗可忽略不计,则下列说法中正确的是( )
A.通过电源的电流约为3.1A
B.流过电动机M的电流为1.5A
C.电动机M输出的机械功率为12W
D.电源的总功率为24W
【答案】BD
【详解】A.根据
解得灯泡两端电压
则通过电源的电流
故A错误;
B.流过电动机M的电流为
故B正确;
C.电动机M输出的机械功率为
故C错误;
D.电源的总功率为
故D正确。
故选BD。
第Ⅱ卷
二、实验题:本题共2小题,共15分。
13.(8分)单股单芯的电线根据其铜芯的横截面积可分为“1.5平方(毫米)”、“2.5平方(毫米)”、“4平方(毫米)”等规格,家庭照明电路一般选用1.5平方(毫米)的电线。小东同学家里在做电路改造,为了检验家里购买的“1.5平方(毫米)”电线铜芯是否合格,他从刚购买的电线中取米一圈进行检测。已知铜的电阻率。
该同学手头有以下器材可供选择:
待测电线:铜芯长度为L,直径为d
电流表:量程为,内阻
电流表:量程为,内阻
电阻箱:最大阻值为
定值电阻:阻值为
滑动变阻器:最大阻值为
电池:电动势,内阻r很小
开关K一个、导线若干。
(1)剥去部分电线的外皮,用螺旋测微器测铜芯的直径d,示数如图1所示,则 。
(2)接着,小东设计电路测量电线铜芯的电阻。为了提高精确度,小东先用多用电表的欧姆挡估测待测电线的电阻,发现不管使用欧姆挡的哪个倍率挡,指针的偏角都太大,且示数几乎接近,于是小东将定值电阻与串联后用欧姆挡“”挡进行测量,读数如图2所示,则的值约为 。
(3)小东设计如图3所示的电路精确测量的阻值。为了提高测量的精确度,图中电流表A小东应选 (选填“”或“”),请再从以上器材中选出合适的器材,在虚线框内补充完整电路图,并标明所用器材的代号 。
(4)若电路设计中使用到电流表、、电阻箱,某次其示数分别用、、表示,则电线铜芯的电阻率 (用题中物理量的字母表示)。计算该值,然后将该值与铜的电阻率进行比较,即可推断铜线是否合格。
(5)判断导线是否合格,还可以采用比较同长度导线电阻的方法。若相同长度的待检测电线的电阻小于等于标准铜导线的电阻,可判断该电线合格。已知长度为的1.5平方毫米标准铜导线的电阻为,若实验中测得待检测电线的电阻值与(2)中值相同,则该待检测电线 (选填“合格”或“不合格”)。
【答案】(1)1.387/1.388(1分)
(2)1(1分)
(3) (1分) (2分)
(4)(2分)
(5)不合格(1分)
【详解】(1)螺旋测微器读数为
由于最后一位是估读,所以读数为或均可。
(2)欧姆表读数为
(3)[1]根据
若选电流表,则通过电流表的最大电流为
若选电流表,则通过电流表的最大电流为
结合两个电流表的量程,为了提高测量的精确度,电流表选择。
[2] 虚线框内应该是电压表,选项中无电压表所以需要用电流表A2进行改装,电流表A2直接改装成电压表量程为
小于电源的电动势,所以应使电流表A2串联一个电阻,根据题目给的仪器,应使电流表A2串联电阻箱,设将电阻箱阻值调到有,则
解得
在电阻箱的阻值调节范围内,所以补充的电路图为
(4)根据欧姆定律,可得
根据电阻定律,有
联立解得
(5)长度为1m标准铜导线电阻为
长度为1m的待测导线电阻为
所以该待检测电线不合格。
14.(8分)实验室有下列器材:
A.待测电源
B.电流表A(内阻不可忽略);
C.电阻箱两个;
D.开关2个;导线若干;
(1)某同学甲使用如图所示的电路测量待测电源的电动势和内阻。读出电流表A的电流和电阻箱的示数R后,作出了图像,得到图像的斜率为,截距为,则待测电源的电动势为 ,内阻为 。
(2)乙同学认为甲的测量结果有较大误差,原因是电流表的内阻不可忽略。于是利用已有器材,增加了一个恒压源(输出电压恒定),设计了以下电路测量电流表的内阻。
①闭合K1,断开K2,调节电阻箱使电流表A满偏,记下此时的阻值;
②闭合K2,保持不变,调节使电流表A半偏,记下此时的阻值,并发现并不满足,导致电路中的总电流不能认为恒定;
③乙同学利用上述两个数据算出电流表A的阻值RA=
(3)将乙同学测量的电流表A的内阻代入甲同学的数据修正后,可得电源的真实电动势为= ;= 。
【答案】(1) (1分) (1分)
(2)(2分)
(3) (2分) (2分)
【详解】(1)[1][2]根据闭合电路欧姆定律
化简得
于是
得
(2)根据闭合电路欧姆定律
可以解得
(3)[1][2]根据等效电源思想可知,(1)中测量电源电动势是准确的,内阻测量包含了电流表内阻,所义在内阻中只需要减去(2)中测量得到的电流表内阻即可,即最终得电源的电动势准确值
内阻的准确值
三、计算题:本题共3小题,共36分。解答应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤。只写出最后答案的不能得分。有数值计算的题,答案中必须明确写出数值和单位。
15.(10分)我国某农村用潜水泵抽取地下水进行农田灌溉,潜水泵由电动机、水泵、输水钢管组成。勘测得知当地地下水源距离地表8m深,因此安装潜水泵时需要将一根输水钢管竖直打入地底下与地下水源连通。水泵出水口离水平地面高度为0.8m,水流由出水口水平喷出时的速度为5m/s,每秒出水量为4kg。水泵由电动机带动,电动机正常工作时,功率为550W,输入电压为220V。不计电动机的摩擦损耗,电动机的输出功率等于水泵所需要的输入功率,已知水泵的抽水效率(水泵的输出功率与输入功率之比)为80%,(取重力加速度g=10m/s2)忽略其他能量损失,求:
(1)每秒钟水泵对水做的功;
(2)水泵的输入功率;
(3)电动机线圈的电阻。
【答案】(1)402J (2)502.5W (3)7.6Ω
【详解】(1)以每秒出水量为研究对象,每秒钟水泵对水做功为
(2分)
(1分)
解得
(1分)
(2)由每秒钟水泵对水做功为402J,则泵的输出功率为402W,输入功率为
(2分)
(3)由题意对电动机可得
(1分)
电动机额定电压为220V,则有额定电流为
(1分)
(1分)
解得电动机线圈的电阻为
(1分)
16.(9分)如图所示,两平行金属板A、B间有一匀强电场,C、D为电场中的两点,且CD=4cm,其连线的延长线与金属板A成30°角。已知电子从C点移到D点的过程中电场力做功为,元电荷。求:
(1)C、D两点间的电势差UCD;
(2)匀强电场的场强E大小;
(3)若选取A板的电势,C点距A板1cm,电子在D点的电势能为多少?
【答案】(1)300V;(2);(3)
【详解】(1)电子从C点移到D点,由电场力做功与电势差的关系公式,可得C、D两点间的电势差
(2分)
(2)由匀强电场的电场强度与电势差的关系公式,可得匀强电场的场强E大小
(2分)
(3)由题意可知
由匀强电场的电场强度与电势差的关系公式,可得
(2分)
由电势差的定义式可得,由题意
可得
(1分)
可得电子在D点的电势能为
(2分)
17.(17分)如图所示,为固定在竖直平面内的绝缘轨道,其中部分为倾角的倾斜轨道,部分是圆心为O、半径为R的四分之三圆弧轨道(两部分轨道相切于B点),C为圆弧轨道的最低点,空间存在方向水平向右的匀强电场,使质量为m、电荷量为q的带正电小滑块(视为质点)由A点静止释放,之间的距离为。滑块经过D点后,落在斜面轨道上的F点(图中未画出)。匀强电场的电场强度大小为(g为重力加速度大小),不计一切摩擦及空气阻力。求:
(1)滑块经过B点时的速度大小;
(2)滑块沿圆弧轨道运动过程中的最大速度;
(3)B、F两点间的距离x。
【答案】(1);(2);(3)
【详解】(1)滑块从A点运动到B点,根据动能定理,有
(2分)
解得
(1分)
(2)小球受重力与电场力的合力为
(2分)
设合力方向与水平方向夹角为,则有
可得
(1分)
延长DO,交圆周与M点,则合力方向沿OM方向,如图
从B点到M点合力做功最大,所以滑块在M点有最大速度,根据动能定理有
(2分)
解得
(1分)
(3)滑块从M点到D点,根据动能定理有
(2分)
解得
(1分)
滑块从D点到F点做类平抛运动,在半径方向上做匀加速直线运动,在垂直半径方向上做匀速直线运动,根据几何关系可知,在垂直半径方向上,位移为,有
(1分)
解得
(1分)
沿半径方向上有
(1分)
(1分)
所以B、F两点间的距离为
(1分)
1
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01卷
一、选择题:本题共12小题,每小题4分,共48分。在每小题给出的四个选项中,第1~8题只有一项符合题目要求,第9~12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
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
C
B
A
B
C
C
C
B
BD
AD
AD
BD
二、实验题:本题共2小题,共16分。
13.(1)1.387/1.388(1分)
(2)1(1分)
(3) (1分) (2分)
(4)(2分)
(5)不合格(1分)
14.(1) (1分) (1分)
(2)(2分)
(3) (2分) (2分)
三、计算题:本题共3小题,共36分。解答应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤。只写出最后答案的不能得分。有数值计算的题,答案中必须明确写出数值和单位。
15.(10分)【答案】(1)402J (2)502.5W (3)7.6Ω
【详解】(1)以每秒出水量为研究对象,每秒钟水泵对水做功为
(2分)
(1分)
解得
(1分)
(2)由每秒钟水泵对水做功为402J,则泵的输出功率为402W,输入功率为
(2分)
(3)由题意对电动机可得
(1分)
电动机额定电压为220V,则有额定电流为
(1分)
(1分)
解得电动机线圈的电阻为
(1分)
16.(9分)【答案】(1)300V;(2);(3)
【详解】(1)电子从C点移到D点,由电场力做功与电势差的关系公式,可得C、D两点间的电势差
(2分)
(2)由匀强电场的电场强度与电势差的关系公式,可得匀强电场的场强E大小
(2分)
(3)由题意可知
由匀强电场的电场强度与电势差的关系公式,可得
(2分)
由电势差的定义式可得,由题意
可得
(1分)
可得电子在D点的电势能为
(2分)
17.(17分)【答案】(1);(2);(3)
【详解】(1)滑块从A点运动到B点,根据动能定理,有
(2分)
解得
(1分)
(2)小球受重力与电场力的合力为
(2分)
设合力方向与水平方向夹角为,则有
可得
(1分)
延长DO,交圆周与M点,则合力方向沿OM方向,如图
从B点到M点合力做功最大,所以滑块在M点有最大速度,根据动能定理有
(2分)
解得
(1分)
(3)滑块从M点到D点,根据动能定理有
(2分)
解得
(1分)
滑块从D点到F点做类平抛运动,在半径方向上做匀加速直线运动,在垂直半径方向上做匀速直线运动,根据几何关系可知,在垂直半径方向上,位移为,有
(1分)
解得
(1分)
沿半径方向上有
(1分)
(1分)
所以B、F两点间的距离为
(1分)
1
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2024-2025学年高二物理上学期期中模拟试卷
01卷
(考试时间:90分钟 试卷满分:100分)
注意事项:
1.本试卷分第Ⅰ卷(选择题)和第Ⅱ卷(非选择题)两部分。答卷前,考生务必将自己的姓名、准考证号填写在答题卡上。
2.回答第Ⅰ卷时,选出每小题答案后,用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。如需改动,用橡皮擦干净后,再选涂其他答案标号。写在本试卷上无效。
3.回答第Ⅱ卷时,将答案写在答题卡上。写在本试卷上无效。
4.测试范围:第九章至第十二章(人教版2019必修第三册)。
5.考试结束后,将本试卷和答题卡一并交回。
第Ⅰ卷
一、选择题:本题共12小题,每小题4分,共48分。在每小题给出的四个选项中,第1~8题只有一项符合题目要求,第9~12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.如图所示,A为带正电的金属板,所带电荷量大小为Q,沿金属板的垂直平分线在距离板r处放一质量为m、电荷量为q的小球,小球可视为质点,用绝缘丝线悬挂于O点,小球受水平向右的电场力作用而偏转角后处于静止状态,静电力常量为k,则小球所在处的电场强度大小为( )
A. B. C. D.
2.某电场区域的电场线如图所示,a、b是其中一条电场线上的两点,下列说法正确的是( )
A.负电荷在a点受到的静电力一定小于它在b点受到的静电力
B.a点的场强方向一定沿着a点的电场线向右
C.正电荷在a点受到的静电力一定小于它在b点受到的静电力
D.a点的场强一定小于b点的场强
3.两个点电荷产生的电场等势线分布如图所示,图像左右、上下均对称,a、b、c、d四个点均在图中的等势线上,a、b两点在两个点电荷连线的延长线上,c、d两点在两个点电荷连线的中垂线上,且a、b两点关于c、d连线对称分布,c、d两点关于a、b连线对称分布。下列说法正确的是( )
A.右侧的点电荷为正电荷 B.两个点电荷为等量同种电荷
C.b点的电场强度大于a点的电场强度 D.c点的电势高于d点的电势
4.“富兰克林铃”可以简化成如图所示的模型,当与毛皮摩擦过的气球靠近金属钉甲时,铝箔小球就会在塑料管内“左右横跳”。下列关于“富兰克林铃”的说法中正确的是( )
A.与毛皮摩擦过的气球带正电
B.气球靠近金属钉甲时,金属钉甲左侧感应出电荷,右侧带等量的异种电荷
C.气球靠近金属钉甲时,金属钉甲吸引铝箔小球,说明电荷可以创生
D.铝箔小球会在塑料管内“左右横跳”,说明能量可以创生
5.如图所示,平行金属板A、B与电源相连,电源电压U=2V,AB板间距d=5cm,B板接地。在两板间有a、b、c三点,其连线组成一直角三角形,ab连线与A板垂直,ab长L1=3cm,a点离A板L2=1cm,一个不计重力的带正电粒子电荷量,固定在a点。下列说法正确的是( )
A.ab间电势差为2.0V B.ac间电势差大于ab间电势差
C.粒子在a点具有的电势能为 D.若将该粒子沿bc移动,电场力做正功
6.如图,一段通电直导线的横截面积为S,长度为L,电阻率为ρ,单位体积内自由电子个数为n,自由电子定向运动的速率为v,电子的电荷量为e。则下列说法正确的是( )
A.通过直导线的电流为
B.通电直导线的电阻为
C.导体棒两端的电压为
D.一电子从直导线右端运动到左端的过程中,电场力对该电子做的功为
【答案】C
7.静电计是在验电器的基础上制成的,用其指针的张角大小来定性显示其金属球与外壳之间的电势差大小,如图所示,为平行板电容器的两个金属板,当开关S闭合后,静电计G指针张开一定角度。不考虑静电计引起的电荷量变化,则下列说法正确的是( )
A.保持开关S闭合,将两极板间距减小,板间场强减小
B.保持开关S闭合,将的滑片向左移动,静电计指针张开角度变大
C.断开开关S后,紧贴极板插入金属板,静电计指针张开角度减小
D.断开开关S后,将两极板间距增大,板间电压减小
8.如图所示,虚线圆的半径为,是圆心,是直径,A、是圆周上的两点,把电流均为的长直导线分别置于A、两点并垂直圆面放置,已知,A点的通电直导线在点产生的磁感应强度大小为,则点的磁感应强度的大小与方向为( )
A.0
B.、由指向
C.、由指向
D.、垂直
9.如图所示是一种经颅磁刺激的医疗技术,在人体头部上方放置的金属线圈内通以脉冲电流,电流流经线圈产生高强度脉冲磁场,磁场穿过头颅对脑部特定区域产生感应电流,下列说法正确的是( )
A.脉冲电流流经线圈会产生高强度的磁场是电磁感应现象
B.变化的磁场会使得脑部特定区域产生感应电场
C.若将脉冲电流改为恒定电流,也会持续对脑部产生感应电流
D.若脉冲电流最大强度不变,但脉冲电流时间缩短,则在脑部产生的感应电流会增强
10.如图,带电粒子p从a板边缘由静止开始经电压U1加速,沿AB两板中线方向进入偏转电场,并从板的右侧射出偏转电场。已知偏转电场的电场强度大小为E,板长为L,不计粒子重力,下列说法正确的是( )
A.该带电粒子一定带负电
B.该带电粒子一定从虚线的上方离开偏转电场
C.当时,粒子离开偏转电场时动能最大
D.仅增大加速电压U1,粒子射出偏转电场的动能可能减小
11.2021年7月4日,我们在电视中看到航天员汤洪波走出离地面高约为400km的中国空间站,标志着我国空间站航天员首次出舱活动取得圆满成功。航天员出舱的画面是通过电磁波传输到地面接收站,下列关于电磁波的说法正确的是( )
A.电磁波波长越长,其能量子的能量越小
B.只要空间某处的电场或磁场发生变化,就会在其周围产生电磁波
C.汤洪波出舱活动的画面从空间站传到地面接收站最少需要约0.014s
D.赫兹通过实验捕捉到电磁波,并证实了麦克斯韦的电磁场理论
12.如图所示的电路中,电源电动势为12V,内阻为2Ω,白炽灯的灯丝电阻为16Ω,电动机M线圈的电阻为2Ω。当开关S闭合后,白炽灯的电功率为4W。若灯丝电阻保持不变,电动机的机械损耗可忽略不计,则下列说法中正确的是( )
A.通过电源的电流约为3.1A
B.流过电动机M的电流为1.5A
C.电动机M输出的机械功率为12W
D.电源的总功率为24W
第Ⅱ卷
二、实验题:本题共2小题,共15分。
13.(8分)单股单芯的电线根据其铜芯的横截面积可分为“1.5平方(毫米)”、“2.5平方(毫米)”、“4平方(毫米)”等规格,家庭照明电路一般选用1.5平方(毫米)的电线。小东同学家里在做电路改造,为了检验家里购买的“1.5平方(毫米)”电线铜芯是否合格,他从刚购买的电线中取米一圈进行检测。已知铜的电阻率。
该同学手头有以下器材可供选择:
待测电线:铜芯长度为L,直径为d
电流表:量程为,内阻
电流表:量程为,内阻
电阻箱:最大阻值为
定值电阻:阻值为
滑动变阻器:最大阻值为
电池:电动势,内阻r很小
开关K一个、导线若干。
(1)剥去部分电线的外皮,用螺旋测微器测铜芯的直径d,示数如图1所示,则 。
(2)接着,小东设计电路测量电线铜芯的电阻。为了提高精确度,小东先用多用电表的欧姆挡估测待测电线的电阻,发现不管使用欧姆挡的哪个倍率挡,指针的偏角都太大,且示数几乎接近,于是小东将定值电阻与串联后用欧姆挡“”挡进行测量,读数如图2所示,则的值约为 。
(3)小东设计如图3所示的电路精确测量的阻值。为了提高测量的精确度,图中电流表A小东应选 (选填“”或“”),请再从以上器材中选出合适的器材,在虚线框内补充完整电路图,并标明所用器材的代号 。
(4)若电路设计中使用到电流表、、电阻箱,某次其示数分别用、、表示,则电线铜芯的电阻率 (用题中物理量的字母表示)。计算该值,然后将该值与铜的电阻率进行比较,即可推断铜线是否合格。
(5)判断导线是否合格,还可以采用比较同长度导线电阻的方法。若相同长度的待检测电线的电阻小于等于标准铜导线的电阻,可判断该电线合格。已知长度为的1.5平方毫米标准铜导线的电阻为,若实验中测得待检测电线的电阻值与(2)中值相同,则该待检测电线 (选填“合格”或“不合格”)。
14.(8分)实验室有下列器材:
A.待测电源
B.电流表A(内阻不可忽略);
C.电阻箱两个;
D.开关2个;导线若干;
(1)某同学甲使用如图所示的电路测量待测电源的电动势和内阻。读出电流表A的电流和电阻箱的示数R后,作出了图像,得到图像的斜率为,截距为,则待测电源的电动势为 ,内阻为 。
(2)乙同学认为甲的测量结果有较大误差,原因是电流表的内阻不可忽略。于是利用已有器材,增加了一个恒压源(输出电压恒定),设计了以下电路测量电流表的内阻。
①闭合K1,断开K2,调节电阻箱使电流表A满偏,记下此时的阻值;
②闭合K2,保持不变,调节使电流表A半偏,记下此时的阻值,并发现并不满足,导致电路中的总电流不能认为恒定;
③乙同学利用上述两个数据算出电流表A的阻值RA=
(3)将乙同学测量的电流表A的内阻代入甲同学的数据修正后,可得电源的真实电动势为= ;= 。
三、计算题:本题共3小题,共36分。解答应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤。只写出最后答案的不能得分。有数值计算的题,答案中必须明确写出数值和单位。
15.(10分)我国某农村用潜水泵抽取地下水进行农田灌溉,潜水泵由电动机、水泵、输水钢管组成。勘测得知当地地下水源距离地表8m深,因此安装潜水泵时需要将一根输水钢管竖直打入地底下与地下水源连通。水泵出水口离水平地面高度为0.8m,水流由出水口水平喷出时的速度为5m/s,每秒出水量为4kg。水泵由电动机带动,电动机正常工作时,功率为550W,输入电压为220V。不计电动机的摩擦损耗,电动机的输出功率等于水泵所需要的输入功率,已知水泵的抽水效率(水泵的输出功率与输入功率之比)为80%,(取重力加速度g=10m/s2)忽略其他能量损失,求:
(1)每秒钟水泵对水做的功;
(2)水泵的输入功率;
(3)电动机线圈的电阻。
16.(9分)如图所示,两平行金属板A、B间有一匀强电场,C、D为电场中的两点,且CD=4cm,其连线的延长线与金属板A成30°角。已知电子从C点移到D点的过程中电场力做功为,元电荷。求:
(1)C、D两点间的电势差UCD;
(2)匀强电场的场强E大小;
(3)若选取A板的电势,C点距A板1cm,电子在D点的电势能为多少?
17.(17分)如图所示,为固定在竖直平面内的绝缘轨道,其中部分为倾角的倾斜轨道,部分是圆心为O、半径为R的四分之三圆弧轨道(两部分轨道相切于B点),C为圆弧轨道的最低点,空间存在方向水平向右的匀强电场,使质量为m、电荷量为q的带正电小滑块(视为质点)由A点静止释放,之间的距离为。滑块经过D点后,落在斜面轨道上的F点(图中未画出)。匀强电场的电场强度大小为(g为重力加速度大小),不计一切摩擦及空气阻力。求:
(1)滑块经过B点时的速度大小;
(2)滑块沿圆弧轨道运动过程中的最大速度;
(3)B、F两点间的距离x。
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