内容正文:
宁朔中学2024-2025(一)高二物理期中考试测试卷
考试时间:75分钟 出卷人:杨红霞
一、选择题:(本题共10小题,共43分。在每小题给出的四个选项中,第1~7题只有一项符合题目要求,每小题4分;第8-10题有多项符合题目要求,每小题5分,全部选对的得5分,选对但不全的得3分,有选错的得0分。)
1. 如图所示的实线为电场线,虚线为等势线,a点的电势分别为φa=-40V,b点位置见图,a、b连线的中点c的电势φc=-20V,则b点的电势为( )
A. φb=0 B. φb>0
C. φb<0 D. 条件不足,无法判断φb的范围
2. 在如图所示的U-I图像中,直线Ⅰ为某一电源的路端电压与电流的关系图像,直线Ⅱ为某一电阻R的伏安特性曲线。用该电源与电阻R组成闭合电路,由图像可知下列说法正确的是( )
A. 电源的电动势为6V B. 电阻R的阻值为1Ω
C. 电源的内阻为2Ω D. 电源的输出功率为6W
3. 电动势为E、内阻为r的电源与小灯泡L1、L2及滑动变阻器R0和定值电阻R1连接成如图所示的电路.闭合开关S,两灯泡均发光.当滑动变阻器R0触头向a端移动的过程中,关于两灯泡发光情况,下列说法中正确的是
A. 小灯泡L1、L2都变亮
B. 小灯泡L1、L2都变暗
C. 小灯泡L1变亮,L2变暗
D. 小灯泡L1变暗,L2变亮
4. 有一横截面积为S的铜导线,流经其中的电流为I,设每单位体积的导线中有n个自由电子,每个自由电子的电荷量为q,此时电子定向移动的速度为v,则在Δt时间内,通过导体横截面的自由电子数目可表示为( )
A. B. C. D.
5. 如图所示,A、B是两个等量异种点电荷,C、D是A、B连线中垂线上且与连线距离相等的两点,则 ( )
A. 在A、B连线中垂线上,从C到D,各点电势都相等,场强大小都相等,方向相反
B. 在A、B连线中垂线上,从C到D,场强先增大后减小,各点的电势都相等
C. 在A、B连线上,从A到B,场强先增大后减小,电势逐渐升高
D. 在A、B连线上,从A到B,场强先减小后增大,电势逐渐降低
6. “探究影响平行板电容器电容大小因素”实验装置如图所示,忽略漏电产生的影响,下列判断正确的是( )
A. 静电计指针偏转角度的大小显示了平行板电容器所带电量的多少
B. 若右边平板不动,左边平板左移到虚线位置,静电计指针偏角减小
C. 若在平行板间插入介电常数更大的电介质,板间的电场强度会减小
D. 若右边平板不动,左边平板上移到虚线位置,静电计指针偏角减小
7. 有一伏特表,它的内阻是1000Ω,量程为3V,现要将它改装成量程为15V的伏特表,则伏特表应( )
A. 并联一个5000Ω的电阻 B. 并联一个4000Ω的电阻
C. 串联一个5000Ω的电阻 D. 串联一个4000Ω的电阻
8. 如图所示,图线a对应导体的电阻为R1,图线b对应导体的电阻为R2,则下列说法中正确的( )
A. R1:R2=1:4
B. R1:R2=4:1
C. 将R1与R2串联后接于同一电源上,则它们两端的电压之比U1:U2=1:4
D. 将R1与R2并联后接于同一电源上,则通过它们的电流之比I1:I2=1:4
9. 如图所示,一正方形放在与其平面平行的匀强电场中,A、B、C、D是该正方形的四个顶点,已知A、B、C三点的电势分别为、、,则下列说法正确的是( )
A. D点电势-2V B. D点电势为18V
C. 场强方向由B指向D D. 场强方向由D指向B
10. 如图所示,虚线a、b、c代表电场中的三个等势面,相邻等势面之间的电势差相等,即Uab=Ubc,实线为一带正电的质点仅在电场力作用下通过该区域时的运动轨迹,P、Q是这条轨迹上的两点,据此可知 ( )
A. 三个等势面中,c的电势最高
B. 带电质点通过P点时电势能较大
C. 带电质点通过P点时的加速度较大
D. 带电质点通过P点时的动能较大
二、实验题
11. 电阻率是用来表示各种物质电阻特性的物理量。某同学在实验室测量一均匀新材料制成的圆柱体的电阻率。
(1)用螺旋测微器测量其横截面直径如图甲所示,由图可知其直径为______mm,如图乙所示,用游标卡尺测其长度为_____cm,如图丙所示,用多用电表×1Ω挡粗测其电阻为_____Ω。
(2)为了减小实验误差,需进一步测量圆柱体的电阻,除待测圆柱体R外,实验室还备有的。实验器材如下,要求待测电阻两端的电压调节范围尽量大,则电压表应选______,电流表应选_________,滑动变阻器应选_________。(均填器材前的字母代号)
A.电压表V1(量程3V,内阻约为15kΩ);
B.电压表V2(量程15V,内阻约75kΩ);
C.电流表A1(量程0.6A,内阻约为1Ω);
D.电流表A2(量程3A,内阻约为0.2Ω);
E.滑动变阻器R1(阻值范围0~5Ω,1.0A);
F.滑动变阻器R2(阻值范围0~2000Ω,0.1A);
G.直流电源E(电动势为3V,内阻不计)
H.开关S,导线若干。
(3)请设计合理的实验电路,并将电路图画在虚线框中_______。
(4)若流经圆柱体的电流为I,圆柱体两端的电压为U,圆柱体横截面的直径和长度分别用D、L表示,则用D、L、I、U表示该圆柱体电阻率的关系式为=_________。
三、计算题(共45分)
12. 小明坐在汽车的副驾驶位上看到一个现象:当汽车的电动机启动时,汽车的车灯会瞬时变暗。汽车的电源、电流表、车灯、电动机连接的简化电路如图所示,已知汽车电源电动势为,内阻为。车灯接通电动机未启动时,电流表示数为,电动机启动的瞬间,电流表示数达到。求:
(1)车灯的电阻为多少;
(2)电动机启动时,车灯的功率减少了多少?
13. 如图所示,在匀强电场中,将带电荷量的负电荷从电场中的A点移到B点,克服电场力做了的功,再从B点移到C点,电场力做了的功。求。
(1)A、B两点间的电势差和C、B两点间的电势差;
(2)如果规定B点的电势为零,则电荷在A点和C点的电势分别为多少?
(3)作出该匀强电场电场线(只保留作图的痕迹,不写做法)。
14. 如图所示,竖直放置的一对平行金属板间的电势差U1=1×104V,水平放置的一对平行金属板间的电势差为U2,一带负电的粒子由静止开始经U1加速后,垂直电场方向沿极板正中间进入水平放置的金属板间,恰好从金属板下板边缘射出.已知带电粒子的比荷q/m=3.2×109C/kg,水平金属板长度L=12cm,板间距离d=12cm,不计粒子的重力,求:
(1)粒子经电场U1加速后的速度大小;
(2)偏转电压U2大小;离开电场时的偏向角θ.
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宁朔中学2024-2025(一)高二物理期中考试测试卷
考试时间:75分钟 出卷人:杨红霞
一、选择题:(本题共10小题,共43分。在每小题给出的四个选项中,第1~7题只有一项符合题目要求,每小题4分;第8-10题有多项符合题目要求,每小题5分,全部选对的得5分,选对但不全的得3分,有选错的得0分。)
1. 如图所示的实线为电场线,虚线为等势线,a点的电势分别为φa=-40V,b点位置见图,a、b连线的中点c的电势φc=-20V,则b点的电势为( )
A φb=0 B. φb>0
C. φb<0 D. 条件不足,无法判断φb范围
【答案】C
【解析】
【详解】若此电场为匀强电场,则有
可得
由图可知电场线疏密程度表示电场强度的大小,所以
即从b到c的过程中每单位距离上的电势降低要比从c到a的过程中每单位距离上的电势降低得慢,故
有
故选C。
2. 在如图所示的U-I图像中,直线Ⅰ为某一电源的路端电压与电流的关系图像,直线Ⅱ为某一电阻R的伏安特性曲线。用该电源与电阻R组成闭合电路,由图像可知下列说法正确的是( )
A. 电源的电动势为6V B. 电阻R的阻值为1Ω
C. 电源的内阻为2Ω D. 电源的输出功率为6W
【答案】B
【解析】
【详解】A.由图像Ⅰ可知,电源的电动势为3V,选项A错误;
B.电阻R的阻值为
选项B正确;
C.电源的内阻为
选项C错误;
D.电源的输出功率为
P=IU=2×2W=4W
选项D错误。
故选B。
3. 电动势为E、内阻为r的电源与小灯泡L1、L2及滑动变阻器R0和定值电阻R1连接成如图所示的电路.闭合开关S,两灯泡均发光.当滑动变阻器R0触头向a端移动的过程中,关于两灯泡发光情况,下列说法中正确的是
A. 小灯泡L1、L2都变亮
B. 小灯泡L1、L2都变暗
C. 小灯泡L1变亮,L2变暗
D. 小灯泡L1变暗,L2变亮
【答案】A
【解析】
【详解】当滑片向a移动,滑动变阻器的阻值变大,电路的总电阻都会变大,据闭合电路欧姆定律知总电流变小,内电压减小,所以路端电压增大,可知灯L1变亮;
再据干路电流变小,灯L1电流增大,所以电源右侧电路的电流减小,电阻R1上的电流变小了,所以分压也就变小了,但是路端电压增大,所以L2灯和滑阻上的电压就增大,可知灯L2变亮,故A正确.
4. 有一横截面积为S的铜导线,流经其中的电流为I,设每单位体积的导线中有n个自由电子,每个自由电子的电荷量为q,此时电子定向移动的速度为v,则在Δt时间内,通过导体横截面的自由电子数目可表示为( )
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】
【详解】在时间内,以速度v移动的电子在铜导线中通过的距离为,由于铜导线的横截面积为S,则在时间内,电子经过的导线体积为
又单位体积的导线有n个自由电子,则在时间内,通过导线横截面的自由电子数目可表示为
由于流经导线的电流为I,则在时间内,流经导线的电荷量为
而电子的电荷量为q,则时间内通过导线横截面的自由电子数目也可表示为
故选C。
5. 如图所示,A、B是两个等量异种点电荷,C、D是A、B连线的中垂线上且与连线距离相等的两点,则 ( )
A. 在A、B连线中垂线上,从C到D,各点电势都相等,场强大小都相等,方向相反
B. 在A、B连线中垂线上,从C到D,场强先增大后减小,各点的电势都相等
C. 在A、B连线上,从A到B,场强先增大后减小,电势逐渐升高
D. 在A、B连线上,从A到B,场强先减小后增大,电势逐渐降低
【答案】B
【解析】
【详解】AB.在两个等量异种点电荷A、B连线中垂线上是等势面,各点的电势都相等,距离连线中点越近电场线越密集,可知从C到D,场强先增大后减小,场强方向相同,故A错误,B正确;
CD.在A、B连线上,距离连线中点越近电场线越稀疏,场强越小,则从A到B场强先减小后增大,沿电场线电势逐渐降低,可知从A到B电势逐渐升高,故CD错误。
故选B。
6. “探究影响平行板电容器电容大小因素”的实验装置如图所示,忽略漏电产生的影响,下列判断正确的是( )
A. 静电计指针偏转角度的大小显示了平行板电容器所带电量的多少
B. 若右边平板不动,左边平板左移到虚线位置,静电计指针偏角减小
C. 若在平行板间插入介电常数更大的电介质,板间的电场强度会减小
D. 若右边平板不动,左边平板上移到虚线位置,静电计指针偏角减小
【答案】C
【解析】
【详解】A.静电计指针偏转角度的大小表示两板间的电势差大小,A错误;
B.左边平板向左移动,两板间距离增大,根据可知,电容减小,由可知,U增大,则静电计指针偏角增大,B错误;
C.若在平行板间插入介电常数更大的电介质,介电常数增大,根据可知,电容增大,由可知,U减小,根据得,板间的电场强度减小,C正确;
D.左边平板向上移动时,板间正对面积减小,根据可知,电容减小,由知,U增大,则静电计指针偏角变大,D错误。
故选C。
7. 有一伏特表,它的内阻是1000Ω,量程为3V,现要将它改装成量程为15V的伏特表,则伏特表应( )
A. 并联一个5000Ω的电阻 B. 并联一个4000Ω的电阻
C. 串联一个5000Ω的电阻 D. 串联一个4000Ω的电阻
【答案】D
【解析】
【详解】把伏特表改装成大量程电压表需要串联一个分压电阻,串联电阻阻值
故选D。
8. 如图所示,图线a对应导体的电阻为R1,图线b对应导体的电阻为R2,则下列说法中正确的( )
A. R1:R2=1:4
B. R1:R2=4:1
C. 将R1与R2串联后接于同一电源上,则它们两端的电压之比U1:U2=1:4
D. 将R1与R2并联后接于同一电源上,则通过它们的电流之比I1:I2=1:4
【答案】AC
【解析】
【详解】AB.根据I-U图象知,图线的斜率表示电阻的倒数,则有
选项A正确,B错误;
C.串联电路电流相等,所以将R1与R2串联后接于电源上,根据U=IR可知它们两端的电压之比
U1:U2=1:4
选项C正确;
D.并联电路电压相等,电流比等于电阻的反比,所以将R1与R2并联后接于同一电源上,则通过它们的电流之比
I1:I2=4:1
选项D错误。
故选AC。
9. 如图所示,一正方形放在与其平面平行的匀强电场中,A、B、C、D是该正方形的四个顶点,已知A、B、C三点的电势分别为、、,则下列说法正确的是( )
A. D点电势为-2V B. D点电势为18V
C. 场强方向由B指向D D. 场强方向由D指向B
【答案】BD
【解析】
【详解】AB.在匀强电场中,沿着任意方向每前进相同的距离,电势变化都相等,故
即得
=18V
故A错误,B正确;
CD.因为
=10V
则AC连线为等势面,过D做AC的垂线,场强方向由D指向B,故C错误,D正确。
故选BD。
10. 如图所示,虚线a、b、c代表电场中的三个等势面,相邻等势面之间的电势差相等,即Uab=Ubc,实线为一带正电的质点仅在电场力作用下通过该区域时的运动轨迹,P、Q是这条轨迹上的两点,据此可知 ( )
A. 三个等势面中,c的电势最高
B. 带电质点通过P点时电势能较大
C. 带电质点通过P点时的加速度较大
D. 带电质点通过P点时的动能较大
【答案】BC
【解析】
【分析】
【详解】A.质点所受电场力指向轨迹内侧,由于质点带正电,沿电场线电势降低,故c等势线的电势最低,a等势线的电势最高,故A错误;
BD.根据质点受力情况可知,从P到Q过程中电场力做正功,电势能降低,则从P到Q过程中电势能减小,由能量守恒可知,从P到Q过程中动能增大,故B正确,D错误;
C.由等差等势面的疏密程度表示电场强弱可知,带电质点通过P点时的所受电场力更大,此时加速度更大,故C正确。
故选BC。
二、实验题
11. 电阻率是用来表示各种物质电阻特性的物理量。某同学在实验室测量一均匀新材料制成的圆柱体的电阻率。
(1)用螺旋测微器测量其横截面直径如图甲所示,由图可知其直径为______mm,如图乙所示,用游标卡尺测其长度为_____cm,如图丙所示,用多用电表×1Ω挡粗测其电阻为_____Ω。
(2)为了减小实验误差,需进一步测量圆柱体的电阻,除待测圆柱体R外,实验室还备有的。实验器材如下,要求待测电阻两端的电压调节范围尽量大,则电压表应选______,电流表应选_________,滑动变阻器应选_________。(均填器材前的字母代号)
A.电压表V1(量程3V,内阻约为15kΩ);
B.电压表V2(量程15V,内阻约为75kΩ);
C.电流表A1(量程0.6A,内阻约为1Ω);
D.电流表A2(量程3A,内阻约0.2Ω);
E.滑动变阻器R1(阻值范围0~5Ω,1.0A);
F.滑动变阻器R2(阻值范围0~2000Ω,0.1A);
G.直流电源E(电动势为3V,内阻不计)
H.开关S,导线若干。
(3)请设计合理的实验电路,并将电路图画在虚线框中_______。
(4)若流经圆柱体的电流为I,圆柱体两端的电压为U,圆柱体横截面的直径和长度分别用D、L表示,则用D、L、I、U表示该圆柱体电阻率的关系式为=_________。
【答案】 ①. 1.844##1.842##1.846##1.843##1.845 ②. 4.240 ③. 6 ④. A ⑤. C ⑥. E ⑦. ⑧.
【解析】
【详解】(1)[1]螺旋测微器的读数为固定刻度读数+可动刻度读数+估读,由题图甲知,圆柱体的直径为刻度读数十估读,由题图甲知,圆柱体的直径为
1.5mm+34.4×0.01mm=1.844mm
[2]游标卡尺读数为主尺读数+游标尺读数×精度,由题图乙知,长度为
42mm+8×005 mm=42.40mm=4.240cm
[3]多用电表的读数为电阻的粗测值,其电阻为
(2)[4]待测电阻大约,若用滑动变阻器R2(阻值范围,)调节非常不方便,且额定电流太小,所以应用滑动变阻器R1(阻值范围,1.0A);
[5]电源电动势为3V,所以电压表应选3V量程的。
[6]为了测多组实验数据,滑动变阻器应用分压接法,电压表内电阻较大,待测圆柱体的电阻较小,故采用电流表外接法误差较小;电路中的电流约为
所以电流表量程应选1.6A量程的。
(3)[7]根据以上分析,设计的电路图如图所示
(4)[8]由,及得
三、计算题(共45分)
12. 小明坐在汽车的副驾驶位上看到一个现象:当汽车的电动机启动时,汽车的车灯会瞬时变暗。汽车的电源、电流表、车灯、电动机连接的简化电路如图所示,已知汽车电源电动势为,内阻为。车灯接通电动机未启动时,电流表示数为,电动机启动的瞬间,电流表示数达到。求:
(1)车灯的电阻为多少;
(2)电动机启动时,车灯的功率减少了多少?
【答案】(1)1Ω;(2)96W
【解析】
【详解】(1)车灯接通电动机未启动时,由闭合电路欧姆定律可得
解得
R=1
(2)电动机未启动时,车灯的功率
电动机启动时,车灯的电压
此时车灯功率
电动机启动时,车灯的功率减少量
13. 如图所示,在匀强电场中,将带电荷量的负电荷从电场中的A点移到B点,克服电场力做了的功,再从B点移到C点,电场力做了的功。求。
(1)A、B两点间的电势差和C、B两点间的电势差;
(2)如果规定B点的电势为零,则电荷在A点和C点的电势分别为多少?
(3)作出该匀强电场电场线(只保留作图的痕迹,不写做法)。
【答案】(1),;(2),;(3)见解析
【解析】
【详解】(1)根据公式
可得
(2)由电势差与电势的关系,可得
又
解得
(3)取AB的中点D,D点的电势为2V,连接CD,为等势线,电场线与等势线垂直,由高电势指向低电势,如图所示
14. 如图所示,竖直放置的一对平行金属板间的电势差U1=1×104V,水平放置的一对平行金属板间的电势差为U2,一带负电的粒子由静止开始经U1加速后,垂直电场方向沿极板正中间进入水平放置的金属板间,恰好从金属板下板边缘射出.已知带电粒子的比荷q/m=3.2×109C/kg,水平金属板长度L=12cm,板间距离d=12cm,不计粒子的重力,求:
(1)粒子经电场U1加速后的速度大小;
(2)偏转电压U2的大小;离开电场时的偏向角θ.
【答案】(1)v0=8×106m/s;(2)U2=2×104V ,
【解析】
【分析】根据动能定理即可求出粒子经电场U1加速后的速度大小;粒子进入偏转电场后做类平抛运动,根据类平抛运动的规律求解;
【详解】解:(1)粒子经电场U1加速后,根据动能定理:
解得v0=8×106m/s
(2)粒子在偏转电场中:水平方向L=v0t
竖直方向:
由牛顿第二定律可得:
联立解得U2=2×104V
联立联立解得
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