精品解析:福建省部分优质高中2024-2025学年高二上学期期中联考物理试题
2024-11-20
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内容正文:
2024-2025学年第一学期福建省部分优质高中期中联考
高中二年级物理试卷
一、单项选择题
1. 在NaCl溶液中,正、负电荷定向移动。若测得4s内分别有个和通过溶液内部的横截面M,那么溶液中的电流大小为( )
A. B. C. D.
2. 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.
3. A、B导体的伏安特性曲线如图实线所示,下列判断正确的是( )
A. A导体的电阻是
B. B导体的电阻是
C. 当电流为0.3A时,A导体的电阻是
D. 当电流为0.3A时,A导体的电阻应该等于它此时切线的斜率
4. 如图,平行板电容器与直流电源连接,电源负极接地。初始电容器不带电,闭合开关,电路稳定后,一个带电油滴位于电容器中的P点且处于静止状态。下列说法正确的是( )
A. 带电油滴带正电
B. 电路稳定后,断开开关,下极板上移一小段(但未到P点),带电油滴保持静止
C. 保持开关闭合,上极板上移一小段,P点电势升高
D. 保持开关闭合,上极板下移一小段(但未到P点),带电油滴将向下运动
二、双项选择题
5. 如图所示,等腰三角形abc位于匀强电场中,电场方向平行于abc平面,a、b、c三点的电势分别为、、,ab边长度为5cm,ac边的长度为8cm。下列说法正确的是( )
A. 若电子从a点运动到b点,电场力做功4eV
B. 若电子从a点运动到c点,电势能增加8eV
C. 电场沿ac方向
D. 匀强电场的场强大小为1V/m
6. 如图所示,实线为一带负电荷的粒子仅在电场力作用下通过该区域的运动轨迹,P、Q是这条轨迹上的两点,下列判断正确的是( )
A. 若虚线表示电场线,
B. 若虚线表示电场线,粒子通过Q点时动能较大
C. 若虚线表示等势线,粒子通过P点时电势能较小
D. 不论虚线是表示电场线还是等差等势线,P点电场强度较大
7. 某品牌电动平衡车,其部分参数如表所示,其中标准里程是满电时在平坦路面以舒适速度行驶测试所得,则该电动平衡车( )
最大速度
20km/h
充电器输出电压
63V
舒适速度
15km/h
充电器输出电流
1100mA
标准里程
22km
电池组总容量
3.75A·h
A. 充电器的输出功率为69.3W
B. 充满电后在平坦路面以舒适速度能行驶1.1h
C. 以舒适速度行驶时百公里消耗电能约为1.1kW·h
D. 该电池电量从零到充满电所需的时间约为4.4h
8. 如图所示,a、b、c、d四个质量均为m的带电小球恰好构成“三星拱月”之形,其中a、b、c三个完全相同的带电小球在光滑绝缘水平面内的同一圆周上绕O点做半径为R的匀速圆周运动,三小球所在位置恰好将圆周等分。小球d位于O点正上方h处,且在外力F作用下恰处于静止状态。已知a、b、c三小球的电荷量均为q,d球的电荷量为,,重力加速度为g,静电力常量为k。则( )
A. 小球a的线速度为 B. 小球b的角速度为
C. 小球c的向心加速度大小为 D. 外力F竖直向上,大小为
三、非选择题
9. 如图甲是某电场中的一条电场线,a、b是这条线上的两点。若将一负点电荷从a点由静止释放,负电荷只受电场力作用,沿电场线从a运动到b。在这过程中,电荷的速度-时间图线如图乙所示。比较a、b两点电势的高低关系是______,场强的大小关系是______。(选填“>”“<”或“=”)
10. 一根粗细均匀细钢丝,原来的电阻为R,将其均匀拉长为原来的2倍,则电阻变为___________R;均匀拉长使横截面积为原来的,则电阻变为___________R。
11. 如图所示,点电荷A和B相距40cm,分别带正电和负电,电荷量分别为4Q和-Q。在A、B连线上。引入点电荷C。此时三个点电荷恰好在彼此的静电力作用下处于平衡状态,则电荷C电荷量大小为_______,它应放在___________(选填“A和B之间”,“A的右侧”,“B的左侧”,“A的右侧及B的左侧”)处。
12. 某同学用量程为、内阻为表头改装成量程分别为的直流电流表和的直流电压表,其电路图如图所示,图中和为电阻箱。
据此回答下列问题:
(1)当开关S置于“1”挡时,多用电表用于测量___________;选填“电流”“电压”或“电阻”)
(2)电阻箱的阻值应取___________, ___________。(计算结果均保留1位小数)
13. 某同学为了测定一个圆柱体工件材料的电阻率,采用了如下方法:
(1)利用游标卡尺和螺旋测微器分别测量圆柱体工件的高度和直径,测量结果如图甲、乙所示,该工件高度H为___________cm,直径D为___________mm。
(2)用多用电表测得该工件的电阻Rx大约为500Ω,该同学又用伏安法测定该工件的阻值,除被测电阻外,还有如下实验仪器:
A.直流电源(电动势E=12V,内阻不计)
B.电压表V1(量程0~3V,内阻约3kΩ)
C.电压表V2(量程0~15V,内阻约为25kΩ)
D.电流表A1(量程0~25mA,内阻约为1Ω)
E.电流表A2(量程0~250mA,内阻约为0.1Ω)
F.滑动变阻器R,阻值0~20Ω
G.开关S,导线若干
在上述仪器中,电压表应选择_________(选填“V1”或“V2”),电流表应选择________(选填“A1”或“A2”)。请在图中虚线框内画出电路原理图(电表用题中所给的符号表示)_______。
(3)如果电压表示数为U,电流表示数为I,则此圆柱工件材料的电阻率为___________(用题中所给符号表示)。考虑电表内阻的影响,电阻率的测量值___________(填“大于”、“小于”或“等于”)真实值。
14. 小明同学在玩一个会发光的电动玩具汽车时,发现了一个现象:启动电源,电动机正常工作,车轮正常转动,当不小心卡住车轮时,车灯会变暗。玩具汽车的简化电路如图所示,电源电动势E=10V,r=2Ω,车轮电动机的额定电压UM=6V,额定功率PM=6W,线圈电阻RM=1Ω。则:
(1)玩具汽车正常工作时,流过灯泡的电流;
(2)玩具汽车被卡住后,流过灯泡电流;
(3)玩具汽车卡住前后,灯泡消耗功率的减少量。
15. 如图,足够长的光滑绝缘水平面上竖直固定光滑绝缘半径为R的四分之一圆弧轨道BC,B为圆弧的最低点,A点在圆弧左侧,且AB间距为2R。整个空间处于水平向右的匀强电场中,电场强度大小为E。一质量为m、电荷量为的带正电小球从A点静止释放,忽略空气阻力,重力加速度为g。求:
(1)小球运动到B点时的速度大小;
(2)小球在圆弧BC上运动过程中的最大动能;
(3)小球运动到最高点时速度的大小?
16. 如图甲所示,真空室中电极K连续发出的电子(初速度不计)经过电势差为的加速电场加速后,沿两水平金属板C、D间的中心线射入两板间的偏转电场,最后打在荧光屏上。C、D两板间的电势差随时间变化如图乙所示,设C、D间的电场可看作是均匀的,且两板外无电场。已知电子的质量为、电荷量为(重力不计),板间距离为,偏转电压,所有电子都能通过偏转电场且通过偏转电场的时间为,电子从离开偏转电场到达荧光屏所需时间为。求:
(1)偏转电场的长度;
(2)若周期,荧光屏上电子能够到达的区域的长度;
(3)若的周期,哪些时刻进入偏转电场的电子刚好能到达荧光屏上的点?
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2024-2025学年第一学期福建省部分优质高中期中联考
高中二年级物理试卷
一、单项选择题
1. 在NaCl溶液中,正、负电荷定向移动。若测得4s内分别有个和通过溶液内部的横截面M,那么溶液中的电流大小为( )
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】
【详解】溶液中的电流大小为
故选A。
2. 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。
3. A、B导体伏安特性曲线如图实线所示,下列判断正确的是( )
A. A导体的电阻是
B. B导体的电阻是
C. 当电流为0.3A时,A导体的电阻是
D. 当电流为0.3A时,A导体的电阻应该等于它此时切线的斜率
【答案】C
【解析】
【详解】A.由图可知A导体的图像不是直线,所以其电阻不是定值,故A错误;
B.由图可知B导体的电阻为
故B错误;
C.由图可知,当电流为0.3A时,A导体的电阻为
故C正确;
D.在图像中,电阻等于纵横坐标值之比,只有当图像为过原点的直线时,才有
但是导体A的图像是一条曲线,当电流为0.3A时,导体的电阻应该等于该点与坐标原点连线的斜率,故D错误。
故选C
4. 如图,平行板电容器与直流电源连接,电源负极接地。初始电容器不带电,闭合开关,电路稳定后,一个带电油滴位于电容器中的P点且处于静止状态。下列说法正确的是( )
A. 带电油滴带正电
B. 电路稳定后,断开开关,下极板上移一小段(但未到P点),带电油滴保持静止
C. 保持开关闭合,上极板上移一小段,P点电势升高
D. 保持开关闭合,上极板下移一小段(但未到P点),带电油滴将向下运动
【答案】B
【解析】
【详解】A.电容器上极板与电源正极连接,上极板带正电,电场强度方向向下,油滴处于平衡,所受电场力方向向上,与电场方向相反,则油滴带负电,故A错误;
B.电路稳定后,断开开关,电容器极板所带电荷量不变,根据
,
解得
可知,当下极板上移一小段(但未到P点),电场强度不变,电场力不变,则带电油滴保持静止,故B正确;
C.保持开关闭合,上极板上移一小段,极板间距增大,结合上述可知,电场强度减小,令P到下极板间距为,则
可知,P点电势降低,故C错误;
D.保持开关闭合,上极板下移一小段,极板间距减小,结合上述可知,电场强度增大,电场力增大,则带电油滴将向上运动,故D错误。
故选B。
二、双项选择题
5. 如图所示,等腰三角形abc位于匀强电场中,电场方向平行于abc平面,a、b、c三点的电势分别为、、,ab边长度为5cm,ac边的长度为8cm。下列说法正确的是( )
A. 若电子从a点运动到b点,电场力做功4eV
B. 若电子从a点运动到c点,电势能增加8eV
C. 电场沿ac方向
D. 匀强电场的场强大小为1V/m
【答案】BC
【解析】
【详解】A.a点到b点的电势差为
电子从a点到b点电场力做功为
故A项错误;
B.a点到c点的电势差为
电子从a点到c点电场力做功为
根据电场力做功和电势能关系可知,电场力做负功,电势能增加,且电场力做功的数值与电势能的增加量相等,所以电势能增加了8eV,故B项正确;
CD.由题意,ac的中点电势为6V,与b点电势相等,由电场线和等势面的关系可知电场沿ac方向,其根据匀强电场电场强度与电势差关系有
故C正确,D错误。
故选BC。
6. 如图所示,实线为一带负电荷的粒子仅在电场力作用下通过该区域的运动轨迹,P、Q是这条轨迹上的两点,下列判断正确的是( )
A. 若虚线表示电场线,
B. 若虚线表示电场线,粒子通过Q点时动能较大
C. 若虚线表示等势线,粒子通过P点时电势能较小
D. 不论虚线是表示电场线还是等差等势线,P点电场强度较大
【答案】AD
【解析】
【详解】AB.若虚线表示电场线,带电粒子从Q到P,则带电粒子受电场力方向大致与速度方向如图所示,可知电场力做正功,带电粒子的电势能减小,由于粒子带负电,则电势升高,则有
带电粒子的动能增大,则粒子通过P点时动能较大,故A正确,B错误;
C.若虚线表示等势线,带电粒子从Q到P,则带电粒子受电场力方向大致与速度方向如图所示,可知电场力做负功,电势能增大,则粒子通过P点时电势能较大,故C错误;
D.若虚线表示电场线,电场线密集的地方电场强度大,则P点电场强度较大;若虚线表示等差等势线,等差等势面密集的地方电场强度大,P点电场强度较大;因此不论虚线是表示电场线还是等差等势线,P点电场强度较大,故D正确。
故选AD。
7. 某品牌电动平衡车,其部分参数如表所示,其中标准里程是满电时在平坦路面以舒适速度行驶测试所得,则该电动平衡车( )
最大速度
20km/h
充电器输出电压
63V
舒适速度
15km/h
充电器输出电流
1100mA
标准里程
22km
电池组总容量
3.75A·h
A. 充电器输出功率为69.3W
B. 充满电后在平坦路面以舒适速度能行驶1.1h
C. 以舒适速度行驶时百公里消耗电能约为1.1kW·h
D. 该电池电量从零到充满电所需的时间约为4.4h
【答案】AC
【解析】
【详解】A.充电器输出功率为
选项A正确;
B.充满电后在平坦路面以舒适速度行驶的标准里程为22km,舒适速度为15km/h,则满电后以舒适速度能行驶的时间为
故B错误;
C.由表格内的数据可知,电池的容量为3.75A•h,充电的电压为63V,则充电消耗的电能为
E=qU=3.75A•h×63V=236.25W•h≈0.236kW•h
满电时在平坦路面以舒适速度行驶的标准里程为22km,所以以舒适速度行驶百公里消耗电能约为
故C正确;
D.由表格内的数据可知,电池的容量为q=3.75A•h,而充电器输出电流为1.1A,所以充电时间为
故D错误。
故选AC。
8. 如图所示,a、b、c、d四个质量均为m的带电小球恰好构成“三星拱月”之形,其中a、b、c三个完全相同的带电小球在光滑绝缘水平面内的同一圆周上绕O点做半径为R的匀速圆周运动,三小球所在位置恰好将圆周等分。小球d位于O点正上方h处,且在外力F作用下恰处于静止状态。已知a、b、c三小球的电荷量均为q,d球的电荷量为,,重力加速度为g,静电力常量为k。则( )
A. 小球a的线速度为 B. 小球b的角速度为
C. 小球c的向心加速度大小为 D. 外力F竖直向上,大小为
【答案】BC
【解析】
【详解】A.通过分析,a、b、c一定带同种电荷,d与a、b、c一定带异种电荷,设连线与水平方向的夹角为,则对小球a受力分析有
,
对a球,根据牛顿第二定律可得
可得
A错误;
B.对小球b,有
解得
B正确;
C.对c,有
解得
C正确;
D.对d球受力分析,由平衡条件得:
解得
D错误。
故选BC。
三、非选择题
9. 如图甲是某电场中的一条电场线,a、b是这条线上的两点。若将一负点电荷从a点由静止释放,负电荷只受电场力作用,沿电场线从a运动到b。在这过程中,电荷的速度-时间图线如图乙所示。比较a、b两点电势的高低关系是______,场强的大小关系是______。(选填“>”“<”或“=”)
【答案】 ①. ②.
【解析】
【详解】[1]由动能定理得
解得
[2]由牛顿的定律得
结合图可知,图线斜率不变,则加速度不变,即电场强度不变。
10. 一根粗细均匀的细钢丝,原来的电阻为R,将其均匀拉长为原来的2倍,则电阻变为___________R;均匀拉长使横截面积为原来的,则电阻变为___________R。
【答案】 ①. 4 ②. 16
【解析】
【详解】[1]将金属丝均匀拉长为原来的2倍,则横截面积变为原来的,根据
可知,其电阻变为原来的4倍,即电阻变为4R;
[2]若均匀拉长使横截面积为原来的,则长度变为原来的4倍,根据
则电阻变为原来的16倍,即变为16R。
11. 如图所示,点电荷A和B相距40cm,分别带正电和负电,电荷量分别为4Q和-Q。在A、B连线上。引入点电荷C。此时三个点电荷恰好在彼此的静电力作用下处于平衡状态,则电荷C电荷量大小为_______,它应放在___________(选填“A和B之间”,“A的右侧”,“B的左侧”,“A的右侧及B的左侧”)处。
【答案】 ①. 4Q ②. B的左侧
【解析】
【详解】[1][2]当三个电荷都处于平衡时满足“两同夹异”、“两大夹小”则C一定是放在B的左侧且带正电,设距离电荷B左侧为x,则满足
解得
x=40cm
QC=4Q
即电荷C电荷量大小为4Q,它应放在B的左侧处。
12. 某同学用量程为、内阻为的表头改装成量程分别为的直流电流表和的直流电压表,其电路图如图所示,图中和为电阻箱。
据此回答下列问题:
(1)当开关S置于“1”挡时,多用电表用于测量___________;选填“电流”“电压”或“电阻”)
(2)电阻箱的阻值应取___________, ___________。(计算结果均保留1位小数)
【答案】 ①. 电流 ②. ③.
【解析】
【详解】(1)[1] 分析电路图知,当开关S置于“1”挡时,多用电表用于测量电流。
(2)[2][3] 根据题意,某同学用量程为、内阻为的表头改装成量程分别为的直流电流表和的直流电压表,故
又
联立解得
13. 某同学为了测定一个圆柱体工件材料的电阻率,采用了如下方法:
(1)利用游标卡尺和螺旋测微器分别测量圆柱体工件的高度和直径,测量结果如图甲、乙所示,该工件高度H为___________cm,直径D为___________mm。
(2)用多用电表测得该工件的电阻Rx大约为500Ω,该同学又用伏安法测定该工件的阻值,除被测电阻外,还有如下实验仪器:
A.直流电源(电动势E=12V,内阻不计)
B.电压表V1(量程0~3V,内阻约为3kΩ)
C.电压表V2(量程0~15V,内阻约为25kΩ)
D.电流表A1(量程0~25mA,内阻约为1Ω)
E.电流表A2(量程0~250mA,内阻约为0.1Ω)
F.滑动变阻器R,阻值0~20Ω
G.开关S,导线若干
在上述仪器中,电压表应选择_________(选填“V1”或“V2”),电流表应选择________(选填“A1”或“A2”)。请在图中虚线框内画出电路原理图(电表用题中所给的符号表示)_______。
(3)如果电压表示数为U,电流表示数为I,则此圆柱工件材料的电阻率为___________(用题中所给符号表示)。考虑电表内阻的影响,电阻率的测量值___________(填“大于”、“小于”或“等于”)真实值。
【答案】(1) ①. 10.220 ②. 5.900
(2) ①. V2 ②. A1 ③.
(3) ①. ②. 大于
【解析】
【小问1详解】
[1] 游标卡尺的精确度为0.05mm,该工件高度H=102mm+mm=10.220cm;
[2]螺旋测微器的精确度为0.01mm,直径D=5.5mm+mm=5.900mm
【小问2详解】
[1][2]电源电压为12V,则电压表选择V2,电路最大电流为
A=24mA
电流表选择A1;
[3]待测电阻较大,采用内接法,滑动变阻器最大阻值较小,采用分压式接法,如图
【小问3详解】
[1]根据欧姆定律有
根据电阻定律有
其中
解得
[2]由于电流表的分压作用,使得电阻值测量偏大,则电阻率大于真实值。
14. 小明同学在玩一个会发光的电动玩具汽车时,发现了一个现象:启动电源,电动机正常工作,车轮正常转动,当不小心卡住车轮时,车灯会变暗。玩具汽车的简化电路如图所示,电源电动势E=10V,r=2Ω,车轮电动机的额定电压UM=6V,额定功率PM=6W,线圈电阻RM=1Ω。则:
(1)玩具汽车正常工作时,流过灯泡的电流;
(2)玩具汽车被卡住后,流过灯泡的电流;
(3)玩具汽车卡住前后,灯泡消耗功率的减少量。
【答案】(1)1A (2)0.5A
(3)4.5W
【解析】
【小问1详解】
玩具汽车正常工作时,电源内阻分的电压为
通过电源的电流为
玩具汽车正常工作时,通过电动机的电流为
所以流过灯泡的电流为
【小问2详解】
灯泡的电阻为
玩具汽车被卡住后,电动机可视为纯电阻,灯泡与电动机并联的电阻为
电路中的总电流为
所以流过灯泡电流为
【小问3详解】
玩具汽车卡住前,灯泡消耗的功率为
玩具汽车卡住后,灯泡消耗的功率为
所以灯泡消耗功率的减少量为
15. 如图,足够长的光滑绝缘水平面上竖直固定光滑绝缘半径为R的四分之一圆弧轨道BC,B为圆弧的最低点,A点在圆弧左侧,且AB间距为2R。整个空间处于水平向右的匀强电场中,电场强度大小为E。一质量为m、电荷量为的带正电小球从A点静止释放,忽略空气阻力,重力加速度为g。求:
(1)小球运动到B点时的速度大小;
(2)小球在圆弧BC上运动过程中的最大动能;
(3)小球运动到最高点时速度的大小?
【答案】(1)
(2)
(3)
【解析】
【小问1详解】
小球从A到B,根据动能定理可得
解得
【小问2详解】
当小球在运动到等效最低点时,速度最大,动能最大,而等效最低点位于圆弧BC的中点,此时小球与O点连线与竖直方向的夹角为45°,根据动能定理可得
解得
【小问3详解】
小球从A到C,根据动能定理有
解得
小球从C点飞出后,将小球的运动分解为水平方向的初速度为零的匀加速直线运动和竖直方向的竖直上抛运动,则
解得
即小球运动到最高点时速度的大小为。
16. 如图甲所示,真空室中电极K连续发出的电子(初速度不计)经过电势差为的加速电场加速后,沿两水平金属板C、D间的中心线射入两板间的偏转电场,最后打在荧光屏上。C、D两板间的电势差随时间变化如图乙所示,设C、D间的电场可看作是均匀的,且两板外无电场。已知电子的质量为、电荷量为(重力不计),板间距离为,偏转电压,所有电子都能通过偏转电场且通过偏转电场的时间为,电子从离开偏转电场到达荧光屏所需时间为。求:
(1)偏转电场的长度;
(2)若的周期,荧光屏上电子能够到达的区域的长度;
(3)若的周期,哪些时刻进入偏转电场的电子刚好能到达荧光屏上的点?
【答案】(1)
(2)
(3)见解析
【解析】
【小问1详解】
电子经过加速电场过程,根据动能定理可得
解得
所有电子都能通过偏转电场且通过偏转电场的时间为,则偏转电场的长度为
可得
【小问2详解】
若的周期,所有电子在偏转电场中运动过程,在竖直方向有半个周期时间内的加速度方向竖直向上,有半个周期时间内的加速度方向竖直向下,可知经过一个周期,电子的竖直分速度刚好为0;则时刻进入的电子向下侧移距离最大,为
同理可知时刻进入的电子向上侧移距离最大,为
所以荧光屏上电子能够到达的区域的长度为
【小问3详解】
若的周期,则电子在偏转电场的运动时间为,电子要到达O点必须在竖直方向有先加速后减速再反向加速过程,并且加速大小相等,离开偏转电场后做匀速直线运动,最终到达O点;整个过程向下的位移和向上的位移大小相等;对于在内射入的电子,设向下加速时间为,加速度大小为,则在竖直方向上有
要到达O点时,应满足
联立解得
根据对称性和周期性可知电子刚好能到达荧光屏上点的电子进入偏转电场的时刻为
(,,)
或
(,,)
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