精品解析：内蒙古自治区锡林郭勒盟2024-2025学年高二上学期11月期中物理试题

2024-2025学年第一学期高二年级期中学业质量测试试卷 物理 注意事项 1．考生答卷前，务必将自己的姓名、座位号、考生号写在答题卡上。将条形码粘贴在规定区域。本试卷满分100分，考试时间75分钟。 2．做选择题时，选出每小题答案后，用铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。如需政动，用擦皮擦干净后，再选涂其他答案标号。写在本试卷上无效。 3．回答非选择题时，将答案写在答题卡的规定区域内，写在本试卷上无效。 4．考试结束后，将答题卡交回。 第I卷（选择题共46分） 一、选择题：本题共10小题，共46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6分，全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分 1. 下列物理量是矢量的是（　　） A. 电势 B. 电势差 C. 电场强度 D. 电势能 2. 下列各图中涉及到的物理现象及应用，说法正确的是（ ） A. 甲图是利用头发碎屑模拟的电场线的分布，从图中可知该电场一定是正电荷形成的 B. 乙图为静电喷漆的示意图，静电喷漆时使被喷的金属件与油漆雾滴带相同的电荷 C. 丙图为静电除尘装置的示意图，带负电的尘埃被收集在带负电的金属板上 D. 丁图为家用煤气灶的点火装置，是根据尖端放电的原理而制成的 3. 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. 4. 如图所示，一个绝缘半圆环上均匀分布有同种电荷，固定在绝缘水平面上，在圆弧的圆心处放有一个点电荷，点电荷受到的电场力为，若截走圆弧的（左半边），则圆心处的点电荷受到的电场力大小变为（ ） A. B. C. D. 5. 某学校创建绿色校园，图甲为新装的一批节能灯，该路灯通过光控开关实现自动控制：电灯的亮度可自动随周围环境的亮度改变而改变，图乙为其内部电路简化原理图，电源电动势为，内阻为，为光敏电阻（光照强度增加时，其电阻值减小），现增加光照强度，则下列判断正确的是（ ） A. 两端电压增大 B. 干路电流减小 C. B灯变亮，A灯变暗 D. A灯变亮，B灯变暗 6. 如图所示，在重力加速度为g的空间，有一带电量为+Q的场源电荷置于O点，B、C为以O为圆心，半径为R的竖直圆周上的两点，A、B、O在同一竖直线上，，O、C在同一水平线上。现在有一质量为m，电荷量为-q的有孔小球，沿光滑绝缘细杆AC从A点由静止开始下滑，滑至C点时的速度的大小为，下列说法正确的是（ ） A. 从A到C电场力对小球先做负功后做正功 B. 从A到C小球的机械能守恒 C. A、C两点间的电势差为 D. 若从A点沿ABO自由释放，则下落到B点时的速度大小为 7. 某电子透镜两极间的电场线分布如图所示，正中间的电场线是直线，其他电场线对称分布，取正中间电场线上左侧的某点为坐标原点O，沿电场线方向建立x轴。一电子仅在电场力作用下，以某一初速度从О点向右沿x轴运动到A点，电子的动能Ek和x轴各点的电势与坐标x的关系图像中可能正确的是（　　） A. B. C. D. 8. 如图所示，直线A为电源的路端电压U与电流I的关系图线，直线B是电阻R的两端电压U与电流I的关系图线，用该电源与电阻R组成闭合电路，则下列说法正确的是（ ） A. 电源的电动势为3V B. 电阻R是1.5Ω C. 电源的输出功率是2W D. 电源内阻消耗的功率是2W 9. 美国物理学家密立根利用如图所示的实验装置，最先测出了电子的电荷量，被称为密立根油滴实验。如图，两块水平放置的金属板A、B分别与电源的正负极相连接，板间产生匀强电场，方向竖直向下，板间油滴P由于带负电悬浮在两板间保持静止。已知当地的重力加速度为g，若要测出该油滴的电荷量，需要测出的物理量有（　　） A. 油滴质量m B. 两板间的电压U C. 两板间的距离d D. 两板的长度L 10. 如图所示，金属极板M受到紫外线照射会逸出光电子，最大速率为vm。正对M放置一金属网N，在M、N之间加恒定电压U。已知M、N间距为d（远小于板长），电子的质量为m，电荷量为e，则（　　） A. M、N间距离增大时电子到达N的动能也增大 B. 只有沿x方向逸出的电子到达N时才有最大动能 C. 电子从M到N过程中y方向位移大小最大为 D. M、N间加反向电压时电流表示数恰好为零 第I卷（非选择题共54分） 二、实验题：本题共2小题，共15分。 11. 小刚要测量某水库内水的电阻率，用圆柱形容器装入水样品，已知圆柱形容器内部长度为l，内部直径为d。 （1）小刚先用多用电表欧姆挡的“100”倍率粗测待测样品的电阻，示数如图所示，可知样品的电阻值为R=__________k。 （2）为更精确地测量样品的电阻，同时有尽可能大的测量范围，该小组打算用以下器材完成伏安法测电阻： A．电流表（量程3mA，电阻约为30） B．电压表（量程6V，电阻约为20k） C．滑动变阻器（0~20，额定电流1A） D．电源（6V，内阻约为1） E．开关一只、导线若干 请将测量纯净水样品电阻的电路图画在方框中________________。 （3）如果测得电流表示数为I，电压表示数为U，都采用国际单位制单位，则它的电阻率_____________（用l、d、I、U表示） 12. 在“观察电容器的充、放电现象”实验中： （1）用如图1所示的电容器做实验，电容器外壳上面标着“200F，10V”，10V是_________（填“额定电压”或“击穿电压”） （2）把干电池E、电阻箱R、电容器C、电流表、电压表、单刀双掷开关S按图2电路图连成实验电路，将电阻箱R调到合适值。将开关S接1，电容器充电完毕，断开开关S，此时如图2所示电路图中电容器上极板________（填“带正电”、“带负电”或“不带电”）；然后将开关S接2，电容器放电。在放电过程中，电流___________（填“向左”或“向右”）流过电阻箱R。 （3）将图2中的电流表、电压表替换为电流传感器、电压传感器，得到电容器放电过程电流随时间变化的图线如图3所示，电压随时间变化的图线如图4所示。 ①图3中用阴影标记的狭长矩形的面积的物理意义是_______________。 ②已知开关接2瞬间开始计时，此时电压传感器记录数据为，图4中U—t图线与坐标轴围成的面积为。根据该实验数据曲线可以粗测实验中电容器的电容C=____________。（用题中已知物理量、R和表示） （4）已知电容器的电容值为C，充电过程中其两极间的电势差u随电荷量q的变化图像如图5所示。类比直线运动中由v—t图像求位移的方法，求两极间电压为U时电容器所储存的电能E=______________。 三、计算题：本题共3小题，共39分。解答步骤中要含有必要的文字说明和重要物理含义表达式，只写最后结果不给分 13. 如图所示，电源的电动势为E，电源内阻为r，定值电阻，M为直流电动机，其线圈电阻也为2r，电动机正常运转时，理想电压表读数为，求： （1）通过电阻R的电流； （2）电动机M的输出功率； （3）电源的输出功率。 14. 如图所示，长的轻质绝缘细绳上端固定，下端连接一个可视为质点的带电小球，小球静止在水平向右的匀强电场中，绳与竖直方向的夹角。已知小球所带电荷量，匀强电场的场强。（，，）求： （1）小球所受电场力F的大小； （2）若规定虚线位置为电势零点，求小球在静止位置具有的电势能； （3）若场强方向不变，大小突然变为，小球到达最低点时速度v的大小。 15. 如图所示，相距2L的竖直直线AB、CD间有两个有界匀强电场，水平直线MN分别与直线AB、CD相交于M、N两点，直线MN下方的电场方向竖直向上，大小，直线MN上方的电场方向竖直向下，大小为未知。Q点在直线AB上，且与M点的距离为L。一粒子从Q点以初速度沿水平方向射入下方电场，经MN上的P点进入上方电场，然后从CD边上的F点水平射出。已知F点到N点的距离为，粒子质量为m、电荷量为＋q，不计粒子重力。求： （1）粒子从Q点到P点运动的时间； （2）MN上方的电场强度的大小； （3）若MQ间连续分布着上述粒子，粒子均以速度沿水平方向射入下方电场，不计粒子间相互作用。求沿水平方向射出CD的粒子，在MQ上的入射点到M点的距离y。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 2024-2025学年第一学期高二年级期中学业质量测试试卷 物理 注意事项 1．考生答卷前，务必将自己的姓名、座位号、考生号写在答题卡上。将条形码粘贴在规定区域。本试卷满分100分，考试时间75分钟。 2．做选择题时，选出每小题答案后，用铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。如需政动，用擦皮擦干净后，再选涂其他答案标号。写在本试卷上无效。 3．回答非选择题时，将答案写在答题卡的规定区域内，写在本试卷上无效。 4．考试结束后，将答题卡交回。 第I卷（选择题共46分） 一、选择题：本题共10小题，共46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6分，全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分 1. 下列物理量是矢量的是（　　） A. 电势 B. 电势差 C. 电场强度 D. 电势能 【答案】C 【解析】 【详解】电势、电势能和电压是只有大小没有方向的标量，故ABD错误；电场强度是既有大小又有方向的矢量，故C正确．故选C． 2. 下列各图中涉及到的物理现象及应用，说法正确的是（ ） A. 甲图是利用头发碎屑模拟的电场线的分布，从图中可知该电场一定是正电荷形成的 B. 乙图为静电喷漆的示意图，静电喷漆时使被喷的金属件与油漆雾滴带相同的电荷 C. 丙图为静电除尘装置的示意图，带负电的尘埃被收集在带负电的金属板上 D. 丁图为家用煤气灶的点火装置，是根据尖端放电的原理而制成的 【答案】D 【解析】 【详解】A．根据甲图无法判定电场线的方向，所以无法得知该电场是否为正电荷形成，故A错误； B．图乙为静电喷漆的示意图，静电喷漆时使被喷的金属件与油漆雾滴带不同的电荷，从而产生引力，故B错误； C．图丙为静电除尘装置的示意图，带负电的尘埃被收集在带正电的金属板上，故C错误； D．图丁为家用煤气灶的点火装置，是根据尖端放电的原理而制成的，故D正确。 故选D。 3. 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。 4. 如图所示，一个绝缘半圆环上均匀分布有同种电荷，固定在绝缘水平面上，在圆弧的圆心处放有一个点电荷，点电荷受到的电场力为，若截走圆弧的（左半边），则圆心处的点电荷受到的电场力大小变为（ ） A. B. C. D. 【答案】A 【解析】 【详解】根据对称性可知圆环左、右半部分对点电荷的电场力大小相等（设为F0），方向与竖直方向夹角均为45°，根据力的合成可得 解得 故选A。 5. 某学校创建绿色校园，图甲为新装的一批节能灯，该路灯通过光控开关实现自动控制：电灯的亮度可自动随周围环境的亮度改变而改变，图乙为其内部电路简化原理图，电源电动势为，内阻为，为光敏电阻（光照强度增加时，其电阻值减小），现增加光照强度，则下列判断正确的是（ ） A. 两端电压增大 B. 干路电流减小 C. B灯变亮，A灯变暗 D. A灯变亮，B灯变暗 【答案】A 【解析】 【详解】增加光照强度，则光敏电阻阻值减小，电路总电阻减小，根据闭合电路欧姆定律可知，电路总电流增大，路端电压减小；则A灯两端电压减小，A灯变暗，通过A的电流减小，根据 可知通过定值电阻的电流增大，两端电压增大，根据 可知B灯两端电压减小，则通过B灯的电流减小，B灯变暗。 故选A。 6. 如图所示，在重力加速度为g的空间，有一带电量为+Q的场源电荷置于O点，B、C为以O为圆心，半径为R的竖直圆周上的两点，A、B、O在同一竖直线上，，O、C在同一水平线上。现在有一质量为m，电荷量为-q的有孔小球，沿光滑绝缘细杆AC从A点由静止开始下滑，滑至C点时的速度的大小为，下列说法正确的是（ ） A. 从A到C电场力对小球先做负功后做正功 B. 从A到C小球的机械能守恒 C. A、C两点间的电势差为 D. 若从A点沿ABO自由释放，则下落到B点时的速度大小为 【答案】D 【解析】 【详解】A．小球从A到C的过程中，电势先升高后降低，则带负电的电荷电势能先降低后升高，则电场力先做正功后做负功，故A错误； B．A到C，除重力做功外，还有库仑力做功，所以机械能不守恒，故B错误； C．小球从A到C的过程中，重力和库仑力都做功，根据动能定理得 解得 故C错误； D．B和C在同一个等势面上，BC两点的电势相等。小球由A到B的过程中，重力和电场力做功。由动能定理有 解得 故D正确。 故选D。 7. 某电子透镜两极间的电场线分布如图所示，正中间的电场线是直线，其他电场线对称分布，取正中间电场线上左侧的某点为坐标原点O，沿电场线方向建立x轴。一电子仅在电场力作用下，以某一初速度从О点向右沿x轴运动到A点，电子的动能Ek和x轴各点的电势与坐标x的关系图像中可能正确的是（　　） A. B. C. D. 【答案】C 【解析】 【详解】AB．电场线的疏密表示电场的强弱，从O到A电场强度先增大后减小，根据能量守恒关系，则 而 且 可知 由此粒子的动能Ek与x的图线斜率是先增大后减小，故AB错误； CD．图像斜率的绝对值代表电场强度的大小，从O到A电场强度先增大后减小，则从O到A的图像的斜率的绝对值先增大后减小，故C正确，D错误。 故选C。 8. 如图所示，直线A为电源的路端电压U与电流I的关系图线，直线B是电阻R的两端电压U与电流I的关系图线，用该电源与电阻R组成闭合电路，则下列说法正确的是（ ） A. 电源的电动势为3V B. 电阻R是1.5Ω C. 电源的输出功率是2W D. 电源内阻消耗的功率是2W 【答案】AD 【解析】 【详解】A．根据 U=E-Ir 结合图像可知，电源的电动势为 E=3V 内阻为 选项A正确； B．电阻R是 选项B错误； C．电源的输出功率是 P=IU=2×2W=4W 选项C错误； D．电源内阻消耗的功率是 Pr=I2r=22×0.5W=2W 选项D正确。 故选AD。 9. 美国物理学家密立根利用如图所示的实验装置，最先测出了电子的电荷量，被称为密立根油滴实验。如图，两块水平放置的金属板A、B分别与电源的正负极相连接，板间产生匀强电场，方向竖直向下，板间油滴P由于带负电悬浮在两板间保持静止。已知当地的重力加速度为g，若要测出该油滴的电荷量，需要测出的物理量有（　　） A. 油滴质量m B. 两板间的电压U C. 两板间的距离d D. 两板的长度L 【答案】ABC 【解析】 【详解】由于油滴处于悬浮状态，则 所以 故需要测出的物理量有油滴质量m、两板间的电压U、两板间的距离d。 故选ABC。 10. 如图所示，金属极板M受到紫外线照射会逸出光电子，最大速率为vm。正对M放置一金属网N，在M、N之间加恒定电压U。已知M、N间距为d（远小于板长），电子的质量为m，电荷量为e，则（　　） A. M、N间距离增大时电子到达N的动能也增大 B. 只有沿x方向逸出的电子到达N时才有最大动能 C. 电子从M到N过程中y方向位移大小最大为 D. M、N间加反向电压时电流表示数恰好为零 【答案】CD 【解析】 【详解】A．根据动能定理，有 电子到达N的动能只与两板间的电压有关，与两板间距无关，A错误； B．根据动能定理，有 可知到达N时最大动能为 但与初速度的方向无关，B错误； C．根据运动的合成与分解可知，电子沿x轴方向做匀加速直线运动，沿y轴方向做匀速运动，所以当初速度方向沿y轴时，y方向的位移最大，此时x方向有 可得 y方向有 C正确； D．M、N间加反向电压，使得电流表示数恰好为零时，有 解得 D正确。 故选CD。 第I卷（非选择题共54分） 二、实验题：本题共2小题，共15分。 11. 小刚要测量某水库内水的电阻率，用圆柱形容器装入水样品，已知圆柱形容器内部长度为l，内部直径为d。 （1）小刚先用多用电表欧姆挡的“100”倍率粗测待测样品的电阻，示数如图所示，可知样品的电阻值为R=__________k。 （2）为更精确地测量样品的电阻，同时有尽可能大的测量范围，该小组打算用以下器材完成伏安法测电阻： A．电流表（量程3mA，电阻约为30） B．电压表（量程6V，电阻约为20k） C．滑动变阻器（0~20，额定电流1A） D．电源（6V，内阻约为1） E．开关一只、导线若干 请将测量纯净水样品电阻的电路图画在方框中________________。 （3）如果测得电流表示数为I，电压表示数为U，都采用国际单位制单位，则它的电阻率_____________（用l、d、I、U表示） 【答案】（1）2.2 （2） （3） 【解析】 【小问1详解】 样品的电阻值为 R = 22×100= 2.2 k 【小问2详解】 因 可知应该采用电流表内接，滑动变阻器接成分压电路，电路如图 【小问3详解】 根据欧姆定律及电阻定律有 解得 12. 在“观察电容器的充、放电现象”实验中： （1）用如图1所示的电容器做实验，电容器外壳上面标着“200F，10V”，10V是_________（填“额定电压”或“击穿电压”） （2）把干电池E、电阻箱R、电容器C、电流表、电压表、单刀双掷开关S按图2电路图连成实验电路，将电阻箱R调到合适值。将开关S接1，电容器充电完毕，断开开关S，此时如图2所示电路图中电容器上极板________（填“带正电”、“带负电”或“不带电”）；然后将开关S接2，电容器放电。在放电过程中，电流___________（填“向左”或“向右”）流过电阻箱R。 （3）将图2中的电流表、电压表替换为电流传感器、电压传感器，得到电容器放电过程电流随时间变化的图线如图3所示，电压随时间变化的图线如图4所示。 ①图3中用阴影标记的狭长矩形的面积的物理意义是_______________。 ②已知开关接2瞬间开始计时，此时电压传感器记录数据为，图4中U—t图线与坐标轴围成的面积为。根据该实验数据曲线可以粗测实验中电容器的电容C=____________。（用题中已知物理量、R和表示） （4）已知电容器的电容值为C，充电过程中其两极间的电势差u随电荷量q的变化图像如图5所示。类比直线运动中由v—t图像求位移的方法，求两极间电压为U时电容器所储存的电能E=______________。 【答案】（1）额定电压 （2） ①. 带正电 ②. 向右 （3） ①. 0.2s内电容器的放电电量 ②. （4） 【解析】 【小问1详解】 “10V”是电容器的额定电压； 【小问2详解】 [1][2]因充电时电容器上极板与电源正极相连，可知此时如图2所示电路图中电容器上极板带正电；然后将开关S接2，电容器放电。在放电过程中，电流向右流过电阻箱R。 【小问3详解】 ①根据Q=It，可知图3中用阴影标记的狭长矩形的而积的物理意义是0.2s内电容器的放电电量； ②根据 由图像可知U-t图像与坐标轴围成的面积为S0可知 解得 【小问4详解】 根据x=vt，可知v-t图像与坐标轴围成的面积等于位移；由于电容器带电量与两端电压成正比，则由电容器的u-q图像与坐标轴围成的面积等于电容器的储能，即 三、计算题：本题共3小题，共39分。解答步骤中要含有必要的文字说明和重要物理含义表达式，只写最后结果不给分 13. 如图所示，电源的电动势为E，电源内阻为r，定值电阻，M为直流电动机，其线圈电阻也为2r，电动机正常运转时，理想电压表读数为，求： （1）通过电阻R的电流； （2）电动机M的输出功率； （3）电源的输出功率。 【答案】（1） （2） （3） 【解析】 【小问1详解】 由闭合电路的欧姆定律得电路中的电流为 【小问2详解】 电动机M的输出功率为 【小问3详解】 电源的输出功率为 14. 如图所示，长的轻质绝缘细绳上端固定，下端连接一个可视为质点的带电小球，小球静止在水平向右的匀强电场中，绳与竖直方向的夹角。已知小球所带电荷量，匀强电场的场强。（，，）求： （1）小球所受电场力F的大小； （2）若规定虚线位置为电势零点，求小球在静止位置具有的电势能； （3）若场强方向不变，大小突然变为，小球到达最低点时速度v的大小。 【答案】（1） （2） （3）1m/s 【解析】 【小问1详解】 根据电场强度的定义式可得 代入数据，小球所受电场力大小 【小问2详解】 若规定虚线位置为电势能零点，求小球在静止位置的电势为 小球在静止位置具有的电势能 【小问3详解】 对小球进行受力分析，得 代入数据，得 根据动能定理 可得 15. 如图所示，相距2L的竖直直线AB、CD间有两个有界匀强电场，水平直线MN分别与直线AB、CD相交于M、N两点，直线MN下方的电场方向竖直向上，大小，直线MN上方的电场方向竖直向下，大小为未知。Q点在直线AB上，且与M点的距离为L。一粒子从Q点以初速度沿水平方向射入下方电场，经MN上的P点进入上方电场，然后从CD边上的F点水平射出。已知F点到N点的距离为，粒子质量为m、电荷量为＋q，不计粒子重力。求： （1）粒子从Q点到P点运动的时间； （2）MN上方的电场强度的大小； （3）若MQ间连续分布着上述粒子，粒子均以速度沿水平方向射入下方电场，不计粒子间相互作用。求沿水平方向射出CD的粒子，在MQ上的入射点到M点的距离y。 【答案】（1）；（2）；（3）（n=1，2，3） 【解析】 【详解】（1）粒子从Q点到P点竖直方向上做匀加速直线运动，根据 得运动的时间 （2）粒子从CD边上的F点水平射出，则竖直方向速度为0，竖直方向上在下方电场做匀加速直线运动，在上方电场做匀减速直线运动，设粒子从Q到P的竖直速度大小为，在下方电场有 在上方电场加速度大小为，有 联立得MN上方的电场强度 （3）设粒子到M点的距离为y，在下方电场中运动时间为，在上方电场中运动时间为，若水平射入，水平射出，有 得 粒子可能经过n次循环到达边界CD，故 （n=1，2，3） 解得 （n=1，2，3） 竖直方向有 联立解得 （n=1，2，3） 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $