内容正文:
南昌十九中 2024-2025 学年上学期期中考试高二物理试卷
一、选择题( 1-7 单选,每题 4 分;8-10 多选,每题 6 分,漏选得 3 分,错选得 0 分。共46 分)
1. 一节干电池的电动势为1.5 V,表示该电池( )
A. 一定有1.5 J的化学能转化为电能
B. 在工作状态下两极间的电压恒定为1.5 V
C. 比电动势为1.2 V的电池存储的电能多
D. 将1 C的正电荷在电源内部由负极移送到正极过程中,非静电力做了1.5 J的功
【答案】D
【解析】
【分析】
【详解】AD.电源电动势的大小表征了电源把其它形式的能转化为电能的本领大小,电动势在数值上等于将1C电量的正电荷从电源的负极移到正极过程中非静电力做的功,即一节干电池的电动势为1.5V,表示该电池能将1C电量的正电荷由负极移送到正极的过程中,非静电力做了1.5J的功,D正确,A错误;
B.工作状态时两极间的电压为路端电压,小于电源的电动势;B错误;
C.电动势大的说明电源把其它形式的能转化为电能的本领大,但电动势大的存储的电能不一定多,C错误。
故选D。
2. 横截面积为S的导线中,通有大小为I的电流,已知导线单位体积中有n个自由电子,每个自由电子的电荷量是e,自由电子定向移动的速率是v,则在时间t内通过导线截面的电子数是( )
A. It B. C. D.
【答案】C
【解析】
【详解】BC.已知导线单位体积中有n个自由电子,则在时间t内通过导线截面的电子数是
故C正确,B错误;
AD.根据电流定义式可得总的电荷量为
在时间t内通过导线截面的电子数是
故AD错误。
故选C。
3. 如图所示,实线为某一静止点电荷产生的电场中的三条电场线,虚线为另一带电粒子只在电场力作用下的运动轨迹,a、b、c是轨迹上的三个点,则下列说法正确的是( )
A. 场源电荷一定带负电
B. 运动的带电粒子一定带正电
C. 带电粒子在c点的速度一定大于在a点的速度
D. 带电粒子在c点的加速度一定小于在b点的加速度
【答案】B
【解析】
【详解】A.根据电场线分布可知,电场方向由场源电荷指向无穷远,则场源电荷一定带正电,故A错误;
B.由于带电粒子只受电场力,且电场力位于轨迹的凹侧,所以带电粒子受到的电场力方向与电场方向相同,则运动的带电粒子一定带正电,故B正确;
C.带电粒子从c点到a点过程,电场力做正功,粒子动能增大,则带电粒子在c点的速度一定小于在a点的速度,故C错误;
D.根据电场线的疏密程度可知,c点的电场强度大于b点的电场强度,则带电粒子在c点的加速度一定大于在b点的加速度,故D错误。
故选B。
4. 导体的伏安特性曲线是研究导体电流和电压关系的重要工具。一灯泡的伏安特性曲线如图中的AB(曲线)所示,AC为图线在A点的切线,C点的坐标为。下列说法正确的是( )
A. 当灯泡两端的电压升高时,小灯泡的电阻不变
B. 当灯泡两端的电压升高时,小灯泡的电阻减小
C. 当灯泡两端的电压为2V时,小灯泡的电阻为
D. 在灯泡两端的电压由2V变化到4V的过程中,灯泡的电阻改变了
【答案】C
【解析】
【详解】AB.灯泡的伏安特性曲线可知,图像上每一个点与坐标原点连线斜率为
则灯泡两端的电压升高时,灯泡的电阻增大,故AB错误;
C.当灯泡两端的电压为时,AC为图线在A点的切线,则
可得小灯泡电阻为,故C正确;
D.在灯泡两端的电压由变化到的过程中,在电压为时,电阻为,灯泡的电阻改变了,故D错误。
故选C。
5. 在如图所示的电路中,输入电压U恒为8V,灯泡L标有“3V 6W”字样,电动机线圈的电阻RM=1Ω。若灯泡恰能正常发光,下列说法正确的是( )
A. 流过电动机的电流是5A
B. 整个电路消耗的电功率是10W
C. 电动机的输出功率6W
D. 电动机的效率是80%
【答案】C
【解析】
【详解】A.灯泡正常发光,则电路中的电流为
由于电路串联,因此流过电动机的电流是2A,故A错误;
B.整个电路消耗的功率为
故B错误;
C.灯泡正常发光时的电压等于其额定电压,故电动机的输入电压为
电动机的热功率为
所以电动机的输出功率为
故C正确;
D.电动机的效率为
故D错误。
故选C。
6. 在甲、乙电场中,试探电荷-q()具有的电势能沿x方向的变化分别如图甲、乙所示,则下列说法正确的是( )
A. 图甲中,试探电荷在O点受到的电场力为零
B. 图甲中,电场强度沿x轴负方向
C. 图乙中,处的电场强度小于处的电场强度
D. 图乙中,处的电势高于处的电势
【答案】D
【解析】
【详解】A.根据电势能定义式可得
由图甲可知,试探电荷在O点的电势能为零,即甲电场中O点的电势为零,电场力为图像的斜率,不为零,故A错误;
B.在图甲中沿x轴正方向负试探电荷的电势能在增大,可知沿x轴正方向电势是降低的,所以场强可能沿x轴正方向,也可能与x轴正方夹锐角,故B错误;
C.因为
因为电荷量一定,所以图乙的斜率大小绝对电场强度的大小,由图乙分析可知,的斜率比处的斜率大,故处的电场强度大于处的电场强度。故C错误。
D.因为电荷为负电荷,所以图乙图像中电势能越靠下的电势越高,所以图乙中,处的电势高于处的电势。故D正确。
故选D。
7. 某同学制成了一种电容式加速度仪,结构如图所示。A、B两板间连接有劲度系数为k的用绝缘材料制成的轻弹簧,A板固定在运动物体上,B板可自由运动,B板质量为m,电容器的带电量保持恒定,两板与电压传感器连接。物体不动时,弹簧长度为d,电压传感器的示数为U,当物体向右做匀加速直线运动,稳定时,电压传感器的示数为0.8U,不计一切摩擦,则物体运动的加速度大小为( )
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】
【详解】根据
,,
可得
由于电容器带电量恒定,因此当两板间的距离改变时,板间的电场强度恒定,则
解得
根据牛顿第二定律
解得
故选A。
8. 真空中Ox坐标轴上的某点有一个点电荷Q,坐标轴上A、B两点的坐标分别为0.2m和0.7m。在A点放一个带正电的试探电荷,在B点放一个带负电的试探电荷,A、B两点的试探电荷受到电场力的方向都跟x轴正方向相同,电场力的大小F跟试探电荷电量q的关系分别如图中直线a、b所示。下列说法中正确的是( )
A. 点电荷Q是负电荷
B. 点电荷Q的位置坐标为0.3m
C. B点的电场强度的大小为0.25N/C
D. A点的电场强度的方向沿x轴负方向
【答案】AB
【解析】
【详解】C.由图可知,B点的电场强度大小为
故C错误;
D.在A点放一个带正电的试探电荷,根据题意可知试探电荷受到电场力的方向跟x轴正方向相同,所以A点的电场强度的方向沿x轴正方向,故D错误;
A.放在A、B两点的试探电荷受到的电场力方向都跟x轴的正方向相同,而正电荷所受电场力与电场强度方向相同,负电荷所受电场力与电场强度方向相反,若点电荷在A的左侧或在B的右侧,正负电荷所受电场力方向不可能相同,所以点电荷Q应位于A、B两点之间,根据正负电荷所受电场力的方向,知该点电荷Q带负电,故A正确;
B.由图可知,A点的电场强度大小为
设点电荷Q的坐标为x,则有
,
则有
解得
故B正确。
故选AB。
9. 如图所示,其中电流表A的量程为0.6A,内阻为5Ω;R1的阻值等于电流表内阻的;R2的阻值等于电流表内阻的2倍。若用接线柱1、2测电流,1、3测电压,则下列分析正确的是( )
A. 将接线柱1、2接入电路时,改装成的电流表的量程为1.8A
B. 将接线柱1、2接入电路时,改装成的电流表的量程为1.2A
C. 将接线柱1、3接入电路时,改装成的电压表的量程为9V
D. 将接线柱1、3接入电路时,改装成的电压表的量程为21V
【答案】AD
【解析】
【详解】AB.将接线柱1、2接入电路时,电流表A与R1并联,根据并联反比分流规律可知R1分流为1.2A,故改装成的电流表的量程为
A正确,B错误;
CD.将接线柱1、3接入电路时,A与R1并联后与R2串联,电流表的量程仍为1.8A,此时改装成的电压表的量程为
C错误;D正确。
故选AD。
10. 如图所示,在点固定一个负点电荷,长度为的不可伸长轻质绝缘丝线一端也固定在点,另一端拴一个质量为、带电荷量为的带电小球。对小球施加一个水平向右的拉力,小球静止,此时丝线与竖直方向的夹角为。某时刻撤去拉力,撤去拉力瞬间小球的加速度大小为,丝线恰好对小球无拉力,此后小球做圆周运动,运动到最低点时,小球的加速度大小为,点电荷所带电荷量绝对值为。已知重力加速度为,静电力常量为,,,不计空气阻力,下列判断正确的是( )
A.
B.
C.
D. 若点电荷电荷量缓慢减少,小球到最低点时的加速度减小
【答案】AC
【解析】
【详解】A.释放小球瞬间,小球的加速度为
故A正确;
B.运动到最低点时,小球的加速度有合外力提供,此时的合外力恰好等于向心力,由重力势能转化为动能,电势能不变
故B错误;
C.释放瞬间绳子拉力恰好为零,所以库仑力等于重力分力
解得
故C正确;
D.由于库仑力始终与运动方向垂直,不做功,所以小球P运动到最低点的速度不变,加速度不变,故D错误。
故选AC。
二、实验题
11. (1)某同学用多用电表的欧姆挡来测量一电压表的内阻,器材如图甲所示。先将选择开关旋至“×10”挡,红、黑表笔短接调零后进行测量,红表笔应接电压表的_______(选填“+”或“-”)接线柱,结果发现欧姆表指针偏角太小,则应将选择开关旋至________(选填“×1”或“×100”)挡,并重新短接调零,再次测量。
(2)想用多用电表的欧姆挡去测量某个二极管的正向电阻。
①将多用电表调至“×10”挡,将红、黑表笔短接,调节旋钮,使指针指在_______;
②连接电路,并将黑表笔接二极管的_______;
③若多用电表的指针偏转情况如图乙所示,则二极管的正向电阻为_______Ω。
【答案】 ①. - ②. ×100 ③. 电阻0刻度处 ④. 正极 ⑤. 160
【解析】
【详解】(1)[1]根据电流的流向“红进黑出”可知,黑表笔应该接电压表的+接线柱,红表笔接电压表的-接线柱,即负接线柱;
[2] 欧姆表指针偏角太小,说明电压表是个大电阻,现选的挡位倍率太小,需换一个大倍率的挡位,才能使指针指到中值附近,故应选择×100;
(2)[3] 欧姆调零过程,需要指针指向电阻0刻度线处;
[4] 想用多用电表的欧姆挡去测量某个二极管的正向电阻,电流从黑表笔流出,接二极管正极;
[5]
12. 物理实验一般都涉及实验目的、实验原理、实验器材、实验操作、数据分析等。
(1)用电压表(内阻约为)和电流表(内阻约为)测量一个电阻的阻值(约为)。为了尽量提高测量精度,应该选择的测量电路是图中的______(选填“甲”或“乙”)。
(2)用如下图甲的螺旋测微器测量电阻丝直径d,先将电阻丝轻轻地夹在测砧与测微螺杆之间,先旋转______(选填“①”“②”或“③”),再旋转______(选填“①”“②”或“③”),直到听见“喀喀”的声音为止。可读直径______mm。
(3)用图乙电路图测电阻丝的电阻,为一定阻值的电阻。第一次测量按乙图的电路,调节滑动变阻器测得多组电压U和电流I值;第二次测量将电压表改接在a、b两端,测得多组电压U和电流I值,并作出如图丁的关系图象。由此可知第一次测量得到图线是______(填“M”或“N”),电阻丝的电阻______(保留两位有效数字),根据电阻定律可得电阻丝的电阻率为______(用、d、电阻丝长度l和常量表示)
【答案】(1)甲 (2) ①. ② ②. ③ ③.
(3) ①. M ②. 25 ③.
【解析】
【小问1详解】
因为待测电阻约为,由
可知为了减小误差应该采用电流表的外接法,即选用甲图;
【小问2详解】
[1] [2] 用如下图甲的螺旋测微器测量电阻丝直径d,先将电阻丝轻轻地夹在测砧与测微螺杆之间,先旋转②再旋转③,直到听见“喀喀”的声音为止。
[3] 由螺旋测微器的读数规则可知其直径
【小问3详解】
[1] 第一次测量按乙图的电路,根据姆定律可得
第二次测量将电压表改接在a、b两端,根据欧姆定律可得
两个图像的斜率关系为
可知第一次测量得到图线是M;
[2] 由图像数据可得
联立可得
[3] 由电阻定律可得
三、解答题
13. 如图所示,A、B、C为匀强电场中的三个点,电场的方向与△ABC所在的平面平行,AB⊥AC,∠ACB=30°。将电荷量的点电荷从A点移动到B点,静电力做功;将该电荷从B点移动到C点,电势能增加了。设C点的电势,A、B的距离L=4 cm,求:
(1)A与B、C两点间的电势差、;
(2)A、B两点的电势、和B点的电势能EPB;
(3)电场强度E的大小。
【答案】(1),
(2),,
(3)
【解析】
【小问1详解】
由题可知
解得
电荷从B点移动到C点,电势能增加了,说明在此过程中,电场力也是做负功,同理可得
根据电势差的关系可得
【小问2详解】
根据上述分析可知
所以,B点的电势
同理可得
解得,A点的电势
【小问3详解】
沿AB方向的电场强度
沿AC方向的电场强度
所以电场强度
14. 在粗糙绝缘、倾角为的固定斜面上有一质量为m、电荷量为的小滑块,小滑块恰好处于静止状态,最大静摩擦力等于滑动摩擦力,重力加速度大小为,当在空间加水平向右的匀强电场时,小滑块对斜面的压力恰好为零,求:
(1)小滑块与斜面间的动摩擦因数;
(2)电场强度大小E;
(3)小滑块的加速度大小a。
【答案】(1)
(2)
(3)
【解析】
【小问1详解】
小滑块恰好处于静止状态,有
解得
【小问2详解】
当在空间加水平向右的匀强电场时,小滑块对斜面的压力恰好为零,有
解得
【小问3详解】
由牛顿第二定律得
解得
15. 如图所示,光滑水平轨道与半径为R的光滑竖直半圆轨道在B点平滑连接。在过圆心O的水平界面MN的下方分布有水平向右的有界匀强电场。现有一质量为m,电荷量为+q的小球从水平轨道上A点由静止释放,小球运动到C点离开圆轨道后,经界面MN上的P点进入电场(P点恰在A点正上方,如图所示。小球可视为质点,小球运动到C点之前电荷量保持不变,经过C点后电荷量立即变为零)。已知A、B间距离为2R,重力加速度为g。在上述运动过程中,求:
(1)小球过C点的速度大小vC;
(2)小球在电场中受到的电场力大小F电;
(3)小球在圆轨道上运动时的最大速率v。
【答案】(1);(2)mg;(3)
【解析】
【详解】(1)小球离开C点后,由平抛运动规律可得
联立解得
(2)小球在AC段,由动能定理
解得
(3)设小球运动到圆周H点时速度最大为v,此时OH与竖直线OB夹角设为α,如图
根据
可知时速度最大,小球在AH段,由动能定理得
解得最大速率为
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南昌十九中 2024-2025 学年上学期期中考试高二物理试卷
一、选择题( 1-7 单选,每题 4 分;8-10 多选,每题 6 分,漏选得 3 分,错选得 0 分。共46 分)
1. 一节干电池的电动势为1.5 V,表示该电池( )
A. 一定有1.5 J的化学能转化为电能
B. 在工作状态下两极间的电压恒定为1.5 V
C. 比电动势为1.2 V的电池存储的电能多
D. 将1 C的正电荷在电源内部由负极移送到正极过程中,非静电力做了1.5 J的功
2. 横截面积为S的导线中,通有大小为I的电流,已知导线单位体积中有n个自由电子,每个自由电子的电荷量是e,自由电子定向移动的速率是v,则在时间t内通过导线截面的电子数是( )
A. It B. C. D.
3. 如图所示,实线为某一静止点电荷产生的电场中的三条电场线,虚线为另一带电粒子只在电场力作用下的运动轨迹,a、b、c是轨迹上的三个点,则下列说法正确的是( )
A. 场源电荷一定带负电
B. 运动的带电粒子一定带正电
C. 带电粒子在c点的速度一定大于在a点的速度
D. 带电粒子在c点的加速度一定小于在b点的加速度
4. 导体的伏安特性曲线是研究导体电流和电压关系的重要工具。一灯泡的伏安特性曲线如图中的AB(曲线)所示,AC为图线在A点的切线,C点的坐标为。下列说法正确的是( )
A. 当灯泡两端的电压升高时,小灯泡的电阻不变
B. 当灯泡两端的电压升高时,小灯泡的电阻减小
C. 当灯泡两端的电压为2V时,小灯泡的电阻为
D. 在灯泡两端的电压由2V变化到4V的过程中,灯泡的电阻改变了
5. 在如图所示的电路中,输入电压U恒为8V,灯泡L标有“3V 6W”字样,电动机线圈的电阻RM=1Ω。若灯泡恰能正常发光,下列说法正确的是( )
A. 流过电动机的电流是5A
B. 整个电路消耗的电功率是10W
C. 电动机的输出功率6W
D. 电动机的效率是80%
6. 在甲、乙电场中,试探电荷-q()具有的电势能沿x方向的变化分别如图甲、乙所示,则下列说法正确的是( )
A. 图甲中,试探电荷在O点受到的电场力为零
B. 图甲中,电场强度沿x轴负方向
C. 图乙中,处的电场强度小于处的电场强度
D. 图乙中,处的电势高于处的电势
7. 某同学制成了一种电容式加速度仪,结构如图所示。A、B两板间连接有劲度系数为k的用绝缘材料制成的轻弹簧,A板固定在运动物体上,B板可自由运动,B板质量为m,电容器的带电量保持恒定,两板与电压传感器连接。物体不动时,弹簧长度为d,电压传感器的示数为U,当物体向右做匀加速直线运动,稳定时,电压传感器的示数为0.8U,不计一切摩擦,则物体运动的加速度大小为( )
A. B. C. D.
8. 真空中Ox坐标轴上的某点有一个点电荷Q,坐标轴上A、B两点的坐标分别为0.2m和0.7m。在A点放一个带正电的试探电荷,在B点放一个带负电的试探电荷,A、B两点的试探电荷受到电场力的方向都跟x轴正方向相同,电场力的大小F跟试探电荷电量q的关系分别如图中直线a、b所示。下列说法中正确的是( )
A. 点电荷Q是负电荷
B. 点电荷Q的位置坐标为0.3m
C. B点的电场强度的大小为0.25N/C
D. A点的电场强度的方向沿x轴负方向
9. 如图所示,其中电流表A的量程为0.6A,内阻为5Ω;R1的阻值等于电流表内阻的;R2的阻值等于电流表内阻的2倍。若用接线柱1、2测电流,1、3测电压,则下列分析正确的是( )
A. 将接线柱1、2接入电路时,改装成的电流表的量程为1.8A
B. 将接线柱1、2接入电路时,改装成的电流表的量程为1.2A
C. 将接线柱1、3接入电路时,改装成的电压表的量程为9V
D. 将接线柱1、3接入电路时,改装成的电压表的量程为21V
10. 如图所示,在点固定一个负点电荷,长度为的不可伸长轻质绝缘丝线一端也固定在点,另一端拴一个质量为、带电荷量为的带电小球。对小球施加一个水平向右的拉力,小球静止,此时丝线与竖直方向的夹角为。某时刻撤去拉力,撤去拉力瞬间小球的加速度大小为,丝线恰好对小球无拉力,此后小球做圆周运动,运动到最低点时,小球的加速度大小为,点电荷所带电荷量绝对值为。已知重力加速度为,静电力常量为,,,不计空气阻力,下列判断正确的是( )
A.
B.
C.
D. 若点电荷电荷量缓慢减少,小球到最低点时的加速度减小
二、实验题
11. (1)某同学用多用电表的欧姆挡来测量一电压表的内阻,器材如图甲所示。先将选择开关旋至“×10”挡,红、黑表笔短接调零后进行测量,红表笔应接电压表的_______(选填“+”或“-”)接线柱,结果发现欧姆表指针偏角太小,则应将选择开关旋至________(选填“×1”或“×100”)挡,并重新短接调零,再次测量。
(2)想用多用电表的欧姆挡去测量某个二极管的正向电阻。
①将多用电表调至“×10”挡,将红、黑表笔短接,调节旋钮,使指针指在_______;
②连接电路,并将黑表笔接二极管的_______;
③若多用电表的指针偏转情况如图乙所示,则二极管的正向电阻为_______Ω。
12. 物理实验一般都涉及实验目的、实验原理、实验器材、实验操作、数据分析等。
(1)用电压表(内阻约为)和电流表(内阻约为)测量一个电阻的阻值(约为)。为了尽量提高测量精度,应该选择的测量电路是图中的______(选填“甲”或“乙”)。
(2)用如下图甲的螺旋测微器测量电阻丝直径d,先将电阻丝轻轻地夹在测砧与测微螺杆之间,先旋转______(选填“①”“②”或“③”),再旋转______(选填“①”“②”或“③”),直到听见“喀喀”的声音为止。可读直径______mm。
(3)用图乙电路图测电阻丝的电阻,为一定阻值的电阻。第一次测量按乙图的电路,调节滑动变阻器测得多组电压U和电流I值;第二次测量将电压表改接在a、b两端,测得多组电压U和电流I值,并作出如图丁的关系图象。由此可知第一次测量得到图线是______(填“M”或“N”),电阻丝的电阻______(保留两位有效数字),根据电阻定律可得电阻丝的电阻率为______(用、d、电阻丝长度l和常量表示)
三、解答题
13. 如图所示,A、B、C为匀强电场中的三个点,电场的方向与△ABC所在的平面平行,AB⊥AC,∠ACB=30°。将电荷量的点电荷从A点移动到B点,静电力做功;将该电荷从B点移动到C点,电势能增加了。设C点的电势,A、B的距离L=4 cm,求:
(1)A与B、C两点间的电势差、;
(2)A、B两点的电势、和B点的电势能EPB;
(3)电场强度E的大小。
14. 在粗糙绝缘、倾角为的固定斜面上有一质量为m、电荷量为的小滑块,小滑块恰好处于静止状态,最大静摩擦力等于滑动摩擦力,重力加速度大小为,当在空间加水平向右的匀强电场时,小滑块对斜面的压力恰好为零,求:
(1)小滑块与斜面间的动摩擦因数;
(2)电场强度大小E;
(3)小滑块的加速度大小a。
15. 如图所示,光滑水平轨道与半径为R的光滑竖直半圆轨道在B点平滑连接。在过圆心O的水平界面MN的下方分布有水平向右的有界匀强电场。现有一质量为m,电荷量为+q的小球从水平轨道上A点由静止释放,小球运动到C点离开圆轨道后,经界面MN上的P点进入电场(P点恰在A点正上方,如图所示。小球可视为质点,小球运动到C点之前电荷量保持不变,经过C点后电荷量立即变为零)。已知A、B间距离为2R,重力加速度为g。在上述运动过程中,求:
(1)小球过C点的速度大小vC;
(2)小球在电场中受到的电场力大小F电;
(3)小球在圆轨道上运动时的最大速率v。
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