内容正文:
2023级高二上学期11月期中考
11.10分
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物理荐理卡
2023级高二上学期11月期中考
物理试题
满分100分,考试时间75分钟。请在答题卡上作答。
一、选择题:本题共8小题,每小题4分,共32分。在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合要求的。
1.比值定义法是定义物理概念常用的方法,下列哪个表达式不属于比值定义式( )
A.电场强度 B.电动势 C.电阻 D.电容
2.把一个电荷量为+q的试探电荷,从无穷远处移到电场中的P点过程电场力做功为,接着从P点移到电场中的M点过程克服电场力做功为,规定无穷远处电势能为零,则试探电荷在M点的电势能为( )
A. B. C. D.
3.如图所示,A、B两点的连线为某电场的电场线(实线),P、Q所在的虚线为电子仅在电场力作用下的运动轨迹。已知虚线为某抛物线的一部分,则下列说法中正确的是( )
A.电子一定是由P点运动到Q点 B.该电场是孤立点电荷形成的电场
C.A点的电势小于B点的电势 D.A点的电场强度小于B点的电场强度
4.如图所示电路,当开关、闭合时,一带电液滴恰好静止在平行板电容器A、B两金属板间的M点。现进行下列操作,对应说法正确的是( )
A.若仅断开开关,液滴仍然保持静止
B.若仅断开开关,液滴将向下运动
C.若仅将B板向上平移到图中虚线位置,板间M点电势将降低
D.若仅将变阻器的滑片向右滑动少许,液滴电势能将减小
5.如图所示,带电物体A以一定的初速度从绝缘光滑水平面上的P点向固定的带电物体B运动,A、B均可视为点电荷,当A向右运动距离L到M点时速度减为零,则( )
A.物体A所做的运动为匀减速直线运动 B.物体A从P点运动到M点的过程机械能减少
C.从P点到M点电势逐渐降低 D.当物体A运动到处时速度大小为
6.如图所示,在光滑定滑轮O的正下方P处固定一带正电的点电荷,不带电的小球M与带正电的小球N通过跨过定滑轮的绝缘轻绳相连。开始时系统在图示位置静止。若N球所带的电荷量缓慢减少(未减为零),则在N球到达O点正下方前的过程中,下列说法正确的是( )
A.轻绳的拉力逐渐减小 B.小球M将缓慢上升
C.点电荷P对小球N的库仑力逐渐变大 D.滑轮受到轻绳的作用力逐渐增大
7.如图所示,在范围足够大的水平向右的匀强电场中,将一个带电小球以一定的初速度v从A点竖直向上抛出,在小球从A点运动至与抛出点等高的位置B点(图中未画出)的过程中,已知电场力大小是重力的,不计空气阻力,下列说法正确的是( )
A.速度一直减小 B.速度的最小值为
C.小球上升过程和下降过程水平方向位移相同 D.小球上升过程和下降过程速度的变化量相同
8.万有引力、库仑力都遵循平方反比规律,某些规律可以加以类比。如图所示,有一带正电的点电荷Q,固定在空间中某处,一带负电的点电荷q绕其做椭圆运动,不计负点电荷重力。Q位于椭圆的一个焦点上,椭圆半长轴长为a,焦距为c(焦点到椭圆中心的距离),其中A、B两点为长轴的两端点,负点电荷经过A、B两点时速度大小之比为( )
A. B. C. D.
二、选择题:本题共2小题,每小题5分,共10分。在每小题给出的选项中,有多项符合题目要求。全部选对的得5分,选对但不全的得3分,有选错的得0分。
9.如图甲所示,两平行金属板A、B的长度为d,荧光屏到金属板右端距离也为d,两金属板间的电压随时间周期性变化规律如图乙所示。某带电粒子以速度从金属板左端O点沿板间中线射入极板之间,若时刻进入电场的带电粒子在时刻刚好打在荧光屏的中心处,则( )
A.粒子一定带负电
B.粒子打在荧光屏上的点时速度大小仍为
C.粒子受到的电场力大小是重力的倍
D.时刻进入电场的粒子最终也打在荧光屏上的点
10.在如图甲所示电路中,定值电阻的阻值为2Ω,滑动变阻器的调节范围为0~4Ω,事先测得电源的路端电压与电流的关系图像如图乙所示,当滑动变阻器的滑片从中点滑到左端的过程中,下列说法正确的是( )
A.电源的效率逐渐增大 B.电源的输出功率逐渐增大
C.电阻的功率逐渐减小 D.电阻的功率逐渐增大
三、非选择题:共5题,共58分。
11.(6分)
在“用传感器观察电容器的充电和放电”实验中,电路图如图甲所示。
(1)把开关S接1,电源给电容器充电,电容器两板间电压迅速增大,随后逐渐稳定在某一数值,此时电流计示数______;(填选项前字母符号)
A.为零 B.稳定在某一非零数值
(2)把开关S改接到2,测得电容器放电过程的图像如图乙所示,则电容器在放电过程中释放的电荷量约为______C(结果保留2位有效数字);
(3)如果将电阻R换成一个阻值更小的电阻,则放电过程持续的时间将______(填“变长”“不变”或“变短”)。
12.(10分)
某同学设计了“测定金属丝的电阻率”的实验,已知这段金属丝粗细均匀,电阻约为10Ω。
(1)用螺旋测微器测量金属丝的直径,其示数如下图所示,则该金属丝直径的测量值为______mm;
(2)实验中除开关、若干导线之外还提供下列器材:
电源E(3V,内阻不计)
电流计G(量程0~200mA,内阻)
电流表A(量程0~400mA,内阻约0.1Ω)
滑动变阻器
滑动变阻器
定值电阻
定值电阻
该同学想把灵敏电流计改装为量程是0~3V的电压表,应选择定值电阻______(填“”或“”);
(3)为了调节方便,测量准确,请在虚线框内设计最合理的电路图;(选择的器材名称符号需标注清楚)
(4)按设计好的电路图连接电路,闭合开关,若电流计示数为,电流表示数为,计算得到电阻丝的电阻为______Ω;
(5)若实验所用电阻丝的长度为L,则电阻丝的电阻率______。(用已知量和所测物理量的字母符号表示)
13.(10分)
如图所示是直线加速器的一部分,AB接在电压大小恒定、极性随时间周期性变化的电源上,粒子运动到圆筒与圆筒之间的间隙时,恰好都能使静电力的方向与运动方向相同而不断加速。一质子以初速度从第3个金属圆筒左侧的小孔进入圆筒,以的速度进入第5个金属圆筒。质子在每个筒内均做匀速直线运动,时间恰好都为,在每两筒的缝隙间电场加速的时间不计。已知质子的电荷量与质量之比约为,求:
(1)圆筒3的长度;
(2)周期性电源的电压大小。
14.(14分)
质量为的电动玩具汽车,其内部工作电路简化如图,已知电源电动势,内阻,电动机的额定电压,额定功率为,电动机的线圈电阻。求:
(1)玩具车正常工作时,流过车灯L的电流;
(2)玩具车正常工作时,电动机的效率;
(3)若玩具车以额定功率在粗糙水平地面上启动,运动的距离后以最大速度做匀速直线运动。不考虑空气阻力且玩具车所受地面阻力恒定,求运动的路程所用的时间。(结果保留2位有效数字)
15.(18分)如图所示,地面上方空间存在水平向左的匀强电场,不可伸长的绝缘细线长为,上端系于O点,下端系一质量为、电量为的小球。现在A点给小球一个水平向左的初速度,小球恰能在竖直平面内绕O点做圆周运动,当小球到达B点时速度最小,此时细线与竖直方向的夹角。不计空气阻力,已知重力加速度为,求:
(1)电场中OB间的电势差;
(2)最低点A处绳子对小球的拉力大小;
(3)若在A点抛出小球的同时剪断细线,小球恰好落在地面上A点正下方的位置C,求小球到达位置C的速度大小。(结果可用根式表示)
2023级高二上学期11月期中考
物理参考答案
一、选择题:本题共8小题,每小题4分,共32分。在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合要求的。
题号
1
2
3
4
5
6
7
8
答案
A
B
C
C
B
D
D
A
1.A 电场强度表示空间某处与场源电荷相距处的电场强度,不属于比值定义式,其余三个选项均为比值定义式;因此答案选A。
2.B 根据功能关系,从无穷远处到点有,从点到点有,解得,故B正确。
3.C 无法判断电子的运动方向,故A错误;由于运动轨迹为抛物线,因此电子受到的电场力一定为恒力,即电场为匀强电场,不是孤立点电荷形成的电场,故BD错误;根据物体做曲线运动的条件,结合电子带负电可知,场强方向由指向,所以点的电势小于点的电势,故C正确。
4.C 若仅断开开关,电容器将放电,液滴将向下运动,故A错误;若仅断开开关,极板电荷量不变,液滴将仍保持静止,故B错误;若仅将板向上平移到图中虚线位置,板间距减小,电压不变,场强变大,取板电势为0,则,得到减小,故C正确;若仅将变阻器的滑片向右滑动少许,调节滑片不改变极板间电压,液滴仍然保持静止,电势能不变,故D错误。
5.B 点电荷周围的电场为非匀强电场,带电粒子只受电场力,不可能做匀减速直线运动,故A错误;由于物体做减速运动,机械能减小,故B正确;由于带电体的电性未知,所以电势的高低无法比较,故C错误;由于空间为非匀强电场,到达处速度大于,故D错误。
6.D 对球进行受力分析,由相似三角形可知定值,其中,所以绳子的拉力大小不变,长度不变,的位置不变,故AB错误;由于间距离减小,则球所受库仑力减小且方向改变,故C错误;轻绳的作用力大小为不变,由于减小,可知两绳夹角减小,所以滑轮受到两绳的合力增大,故D正确。
7.D 小球从点运动到点过程速度先减小后增大,速度的最小值为电场力、重力的合力与速度垂直的时候,为,故A、B错误;根据运动的独立性可知上升、下降的时间相等,水平方向匀加速运动,可知小球上升过程和下降过程水平方向位移不相同,故C错误;由于小球做匀变速曲线运动,上升和下降时间相等,所以速度的变化量相同,故D正确。
8.A 两点为负电荷做椭圆运动的近地点和远地点,做椭圆运动的电荷在近地点和远地点的轨道曲率半径相同,设曲率半径为,则对点有,对点有,则有,故A正确。
二、选择题:本题共2小题,每小题5分,共10分。在每小题给出的选项中,有多项符合题目要求。全部选对的得5分,选对但不全的得3分,有选错的得0分。
题号
9
10
答案
AC
ACD
9.AC 粒子在金属板之间一定先向上加速,离开电场后在重力作用下才可能最终打在荧光屏的中心,所以粒子一定带负电,故A正确;由于打在荧光屏上时还有竖直方向上的速度,所以打在时速度大于,故B错误;由题可知,粒子在金属板间的运动时间为,从到点在竖直方向有,得到,解得,故C正确;时刻进入电场的粒子不会打在荧光屏上的点,故D错误。
10.ACD 滑片向左移动,外电阻变大,根据可知,电源效率增大,故A正确;由图像可得,初始时滑片在滑动变阻器中点,外电阻为,滑片从中点滑到左端的过程外电阻逐渐增大,电源输出功率变小,故B错误;等效电源内电阻,初始,当逐渐增大时,的功率逐渐减小,故C正确;外电阻逐渐增大时,路端电压逐渐增大,定值电阻功率逐渐增大,故D正确。
三、非选择题:共5题,共58分。
11.(6分)
【答案】
(1)A (2)(或) (3)变短(每空2分)
【解析】
(1)把开关S接1,电源给电容器充电,电容器两板间电压迅速增大,随后逐渐稳定在某一数值,此时电容器充电结束,电流计示数为零,故选A。
(2)电容器的放电图像是一条逐渐下降的曲线,而,从微元法得到,图像与坐标轴围成的面积就是总的电荷量,遵循大于半格算一格的原则,图像下共有42格,所以电容器在全部放电过程中释放的电荷量为,保留两位有效数字为。
(3)由于电阻对电流有阻碍作用,若将电阻换一个阻值较小电阻,放电的瞬时电流变大,图像更加陡些,则放电时间将变短。
12.(10分)
【答案】
(1)0.384(0.383~0.385均可) (2)
(3)
(4)9.375 (5)(每空2分)
【解析】
(1)螺旋测微器固定刻度示数为零,可动刻度示数为,所以。
(2)电流计改装电压表时需与定值电阻串联:,所以,故选。
(3)由题意知,滑动变阻器需分压接,电路图如图所示。
(4)由,代入得:。
(5)由电阻定律,代入得。
13.(10分)
(1)圆筒3的长度:
代入数据得:
(2)由图可知,从3到5经过2次加速,设加速电压为,根据动能定理可知:
由,联立代入数据得:
14.(14分)
(1)对图中电路,令干路电流为,根据闭合电路欧姆定律有:
电动机正常工作时流过电动机的电流:
则流过车灯的电流为:
代入得:
(2)电动机的输出功率:
代入得:
电动机的效率:
代人得:
(3)玩具车从启动到开始做匀速直线运动过程,根据动能定理有:
在匀速运动过程中,玩具车处于平衡状态,则有:
联立以上各式解得:
15.(18分)
(1)由小球恰能在竖直平面内绕点做圆周运动可知,小球在运动过程中动能最小时仅由重力和电场力的合力提供向心力,由几何关系有:
解得:
所以:
(2)当小球速度最小时,由牛顿第二定律有:
从最低点到小球速度最小过程中,由动能定理有:
联立解得:
最低点处受力: 联立代入得:
(3)若抛出小球的同时剪断细线,小球在竖直方向上做自由落体运动,在水平方向上先向左减速再向右加速,水平方向位移为零,到达点时的水平方向的分速度为水平向右,大小为,设经过时间落到地面,则水平方向有:
又
竖直方向做自由落体运动有:
小球到达点的速度大小为:
联立解得:
以上试题其他正确解法均给分
学科网(北京)股份有限公司
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