北京市第八中学2024-2025学年高二上学期期中考试物理试卷

北京八中2024-2025学年度第一学期期中练习题 年级：高二 科目：物理 考试时间90分钟，满分100分 一、单项选择题(共10个小题，每小题中只有一个选项符合题意。每小题3分，共30分) 1. 下列说法正确的是( ) A. 电场是英国物理学家法拉第提出的假想的、并不存在的物质 B. 可把质子、电子叫作元电荷 C. 匀强电场的场强在数值上等于沿场强方向单位距离上的电势差 D. 电源电动势越大，表明电源储存的电能越多 2. 如图所示，在真空中有两个带等量正电的点电荷，分别置于P、Q两点，D、E为P、Q连线上的两点，A、B、C为P、Q连线的中垂线上的三点，且 OD=OE。不计重力，下列说法正确的是 ( ) A. A、B两点电势相等 B. D、E两点场强相同 C. 将质子在D 点静止释放，它将在 DE之间来回运动 D. 将质子在A 点静止释放，它将在AC之间来回运动 3. 如图所示，虚线1、2、3、4表示匀强电场的等势面，一带正电的粒子只在电场力的作用下从a点运动到b点，轨迹如图中实线所示。下列说法正确的是( ) A. 粒子运动的加速度不变 B. 粒子所受的电场力沿虚线方向 C. 粒子从a运动到b，电势能增加 D. 图中各虚线代表的电势高低 4. 电晕放电在电选矿、静电除尘等方面均有广泛应用。以针板式电晕放电为例，如图，针式电极周围空气在高电压作用下发生电离，在周围产生电晕区，生成正离子和负离子。电晕区的负离子在电场力的作用下向集尘极移动，途中黏附在灰尘上，并在电场力作用下继续向集尘极移动，最后沉积在集尘极上。 下列说法正确的是 ( ) A. 供电装置上端为电源正极，下端为电源负极 B. 针式电极附近电场较弱 C. 带电灰尘飞向集尘极的过程中，电势能减小 D. 带电灰尘飞向集尘极的过程中，做匀加速直线运动 5. 肉眼看到的一次闪电，其过程是很复杂的。当雷雨云移到某处时，云的中下部是强大负电荷中心，云底相对的下方地面变成正电荷中心，云底会出现大气被强烈电离的一段气柱。某次闪电前云地之间的电势差约为 云地间距离约为 1km； 该过程云地间转移的电荷量约为6C，闪击持续时间约为60μs。假定闪电前云地间的电场是均匀的，根据以上数据，下列判断正确的是( ) A. 闪电电流的瞬时值约为 1×104A B. 被电离的气柱的阻值约为10³Ω C. 闪电前云地间的电场强度约为 1×10³V/m D. 整个闪电过程向外释放的能量约为 6×10⁹J 6. 交警使用的某型号酒精测试仪工作原理如图，电阻R的电阻值随酒精气体浓度的增大而减小，电源的电动势为E，内阻为r，定值电阻， ，电路中的电表均为理想电表。当驾驶员饮酒后对着测试仪吹气时，下列说法正确的是( ) A. 电压表的示数变大，电流表的示数变小 B. 饮酒量越多，电压表示数越大 C. 饮酒量越多，电源的输出功率一定越小 D. 饮酒量越多，电源的效率越小 7. 如图所示，M、N是平行板电容器的两个极板，R为滑动变阻器。用绝缘细线将一带负电的小球悬于电容器内部。闭合开关S，给电容器充电后，悬线偏离竖直方向的夹角为θ。下列说法正确的是 ( ) A. 保持S闭合，将滑动变阻器的滑片向a端滑动，θ增大 B. 保持S闭合，将N板向M板靠近，θ增大 C. 断开S, 将N板向M板靠近, θ增大 D. 断开S，将N板向下移动少许，θ减小 8. 如图1所示，R₁为定值电阻，R₂为滑动变阻器(最大阻值25Ω)，闭合开关S，将滑动变阻器的滑片P从最左端滑到最右端的过程中，由电表的测量数据得到U-I图线如图2所示(电表均为理想电电表)。下列说法不正确的是 ( ) A. 图线甲表示的是电压表 V₂的示数随电流变化的情况 B. 电源电动势为6V C. 电源内电阻的阻值为10Ω D. 定值电阻R₁为5Ω 9. 某条电场线是一条直线，上边依次有O、A、B、C四个点，相邻两点间距离均为d，以O点为坐标原点，沿电场强度方向建立x轴，该电场线上各点电场强度E随x的变化规律如图所示。一个带电荷量为+q的粒子，从O点由静止释放，仅受电场力作用。则( ) A. 若O点的电势为零，则B 点的电势为 B. 粒子从 O到A 做匀变速直线运动 C. 粒子在 OA 段电势能减少量等于 BC段电势能减少量 D. 粒子运动到B点时动能为 10. 对于同一物理问题，常常可以从宏观与微观两个不同角度进行研究，找出其内在联系，从而更加深刻的理解其物理本质。一段长为l、电阻率为ρ、横截面积为S的细金属直导线，单位体积内有n个自由电子，电子电荷量为e、质量为m。经典物理学认为，金属的电阻源于定向运动的自由电子与金属离子(即金属原子失去电子后的剩余部分) 的碰撞，该碰撞过程将对电子的定向移动形成一定的阻碍作用，该作用可等效为施加在电子上的一个沿导线的平均阻力f，在电场力和平均阻力的作用下，自由电子的定向移动速率不变。下列说法不正确的是( ) A. 当该导线通有恒定的电流I时导线中自由电子定向移动的速率 B. 金属中电场力对电子做的正功与阻力对电子做的负功大小相等 C. 金属中的电子所受平均阻力f与温度无关 D. 某确定金属中的电子所受平均阻力f与电子定向移动的速率成正比 二、多项选择题(共4个小题，每小题至少有两个选项符合题意。每小题4分，共16分，少选得2分，错选或多选不得分) 11. 下列关于能量转化或转移过程的说法中不正确的是 ( ) A. 所有能量守恒的过程都能自发地发生 B. 摩擦生热的过程是不可逆过程 C. 水能、风能、太阳能为可再生能源 D. 能的转化过程符合能量守恒定律，因此不会发生能源危机 12. 如图所示为某实验小组设计的两个量程的电流表，已知表头G的满偏电流为定值电阻R₁、R₂的阻值均等于表头的内阻。当使用1和2两个端点时，电流表的量程为I₁，当使用1和3两个端点时，电流表的量程为 下列说法正确的是( ) C. 仅使R₁变小, 则I₁和I₂均变大 D. 仅使R₂变小, 则I₁和I₂均变大 13. 电容器是一种重要的电学元件，在电工和电子技术中应用广泛。使用图甲所示电路观察电容器的充电和放电过程。电路中的电流传感器(不计内阻) 与计算机相连，可以显示电流随时间的变化。直流电源电动势为E，实验前电容器不带电。先将开关K拨到“1”给电容器充电，充电结束后，再将其拨到“2”，直至放电完毕，计算机显示的电流随时间变化的 i-t曲线如图乙所示。则下列说法正确的是( ) A. 乙图中阴影部分的面积 B. 乙图中阴影部分的面积 C. 由甲、乙两图可判断阻值 D. 由甲、乙两图可判断阻值. 14. 如图甲所示，带电的物块P 固定在光滑绝缘水平面上， 时刻将另一带电物块Q从与物块P距离为d处由静止释放，物块Q在0~2t₀时间内的速度v随时间t变化的图像及t=0时刻和t=2t₀时刻该图像的切线如图乙中所示，图乙中v₀和t₀为已知。若两物块均可视为点电荷，带电量的数值相等，物块Q的质量为m，静电力常量为k，两物块带电量始终不变。下列说法正确的是( ) A. 两物块带异号电荷 B. 两物块的带电量为 C. 2t₀时刻 P、Q相距2d D. 0~2t₀时间内 P、Q组成的系统减小的电势能为 mv₀² 三、实验题(共2个小题，共18分) 15. 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)实验课上，同学们用多用电表正确测量了一个13Ω的电阻后，需要再测量一个阻值约为200Ω的电阻。在用红、黑表笔接触该待测电阻两端之前，必要的操作及其顺序应当是 A. 将红表笔和黑表笔接触 B. 把选择开关旋转到“×10”位置 C. 把选择开关旋转到“×100”位置 D. 调节欧姆调零旋钮使表针指向欧姆零点 (2) 该同学在做好正确操作后，表盘指针如图所示，则该电阻阻值为 Ω。 (3) 在“测定电池的电动势和内阻”的实验课上，小明、小华和小阳三人利用铜片、锌片、马铃薯制作了水果电池，铜片为电源的正极，锌片为电源的负极。经查阅资料，水果电池的内阻与选用的水果、两电极之间的距离及电极面积大小有关，一般在几百至几千欧姆之间。 为了估测水果电池的电动势和内阻，先用多用电表进行测量，如图甲所示，组内三位同学的操作如下，你认为正确的操作是 。 A. 小明选择直流电压挡，直接将红表笔与铜片、黑表笔与锌片连接测量电动势 B. 小华选择欧姆挡，直接将红表笔与铜片、黑表笔与锌片连接测量内阻 C. 小阳选择欧姆挡合适的倍率，然后将红表笔和黑表笔短接，进行欧姆调零，最后直接将红表笔与铜片、黑表笔与锌片连接测量内阻 小组拟用“伏安法”测定水果电池的电动势和内阻，选用了如下器材：开关、导线、滑动变阻器 (0~20Ω)、电压表V (量程0~3V, 内阻约3kΩ)、电流表A(量程0~0.6A, 内阻约0.125Ω)。请回答: 应选择 (填“图乙”或“图丙”) 进行测量更为精准。 16. 某同学用伏安法测量导体的电阻率，现有量程为3V、内阻约为3kΩ的电压表和量程为0.6A、内阻约为0.1Ω的电流表。采用分压电路接线，待测电阻丝Rₓ阻值约为5Ω。 (1) 图甲是未完成的实物连线图，图中a为待测导体右端接线柱，b为电流表正极接线柱，c为滑动变阻器左上端接线柱，d为滑动变阻器左下端接线柱。则导线①应连接 (选填a或b)。导线②应连接 (选填c或d)。 (2)正确接线后某次实验电流表和电压表读数如图丙，则电流表读数为 A，电压表读数为 V。 (3) 请在图乙的U-I图线中描出该点坐标并画出拟合图线，根据图像求得 Rx的阻值为 Ω(结果保留两位有效数字)。 (4)某次用螺旋测微器测金属丝直径d，示数如图丁所示，则 (5)金属丝的长度为l，写出该金属丝的电阻率的表达式 (用U、I、d、l表示)。 四、论述计算题(共4个小题，共36分。解答时写出必要的文字说明和原始公式，只写出最后答案不得分) 17. (6分) 如图所示, 电源电动势E为12V, 内阻r为1Ω, 电阻 为1Ω, 为.6Ω。开关闭合后，电动机恰好正常工作。已知电动机额定电压U为6V, 线圈电阻RM为0.5Ω, 问: (1) 通过电动机的电流IM大小是多少? (2) 电动机正常工作时产生的机械功率是多大? 18. (8分)如图所示，在水平绝缘光滑桌面上用一根长为L的轻绳将一个质量为m、电量为+q的小球系在O 点。平行于桌面方向有一匀强电场，场强大小为E，将小球拉至图中A点处，此时绳OA与电场方向垂直，OB 与电场强度的方向相同。 (1) 从A 点静止释放小球，小球运动到B 点时绳子的拉力多大? (2) 要让小球能够在水平面内绕O点做完整的圆周运动，小球在A 点至少以多大的速度释放? 19. (10分) 如图在xOy平面内，有沿x轴正方向的匀强电场(图中未画出)，一质量为m、电荷量为+q的粒子从O点沿y轴正方向以某一速度射入电场，A、B 为其运动轨迹上的两点，且对应的横坐标. ，已知该粒子在A 点的速度大小为v，方向与电场方向的夹角为 ，当粒子运动到 B 点时速度方向与电场方向的夹角为 ，不计粒子重力，求： (1) 粒子的初速度 v₀; (2) 粒子从A 到B 电势能的变化量 (3) A、B两点纵坐标的变化量△y。 20. (12分) 目前正在运转的我国空间站天和核心舱，搭载了一种全新的推进装置——离子推进器，这种引擎不需要燃料，也无污染物排放。该装置获得推力的原理如图所示，进入电离室的气体被电离成正离子，而后飘入电极A、B之间的匀强电场(初速度忽略不计)，A、B间电压为U，使正离子加速形成离子束，在加速过程中引擎获得推力。单位时间内飘入的正离子数目为N，离子质量为m，电荷量为 Ze，其中Z是正整数，e是元电荷。 (1) 求离子喷出加速电场的速度v及其所形成的等效电流I； (2) 求推力器获得的平均推力大小 F； (3) 可以用离子推进器工作过程中产生的推力与电压为U的电场对离子做功的功率的比值X来反映推进器工作情况。通过计算说明，如果要增大X可以采取哪些措施。 学科网（北京）股份有限公司 $$一、单选题 1. C 2、C 3. A 4. C 5. D 6. D 7. B 8. C 9. D 10. C 二、多选题 11. AD 12. BC 13. AD 14. BC 三、实验题 2.0_ 15.(每空2分,共8分) (1)BAD (2)190 (3)A、图丙 15 16.(1)(每空1分)a d (2)0.42 2 1.50 (3)(描点1分、连线1分、计算1分) 1.0 描点连线如右图,4.3(4.1~4.4) 0.5 (4)(1分)1.843(1.841~1.845均可) (5)(2分) 四、解答题 17.(6分) (1)设流过干路的电流为1 根据闭合电路的欧姆定律有: E=U+IR,+r) ,解得/-3A...(I1分) 则流过儿...$.............分) (2) 电动机的输入功率为P.=UIy=12W$ 7...........).. 电动机的热功率为P2=12R-2W ................ (1分) 电动机的.机功率为P.P .P-z-1.W....(1分) 18.(8分)(1)对小球,从A到B由动能定理得:qEL=2mvB2-0 .............. (2分) (2分) (3)粒子从A到B过程,设加速度为a 则atA=vocot30”,atB=vocot30”,解得t=3t .V# cos300 vcos60* x轴方向x- 2v )2 粒子从粒子从A到B过程,沿y轴方向有y。三V,y=t (1分) 20.(12分) (2分) (2分) (2)以..内喷出的n个离子为研究对象,根据动量定理F'Anmv.....(2分) (2)小球在绳子拉力和电场力的作用下在水平桌面上做圆周运动,此处与竖直面圆周运动情 境类似,可以把电场力等效为重力,即G一qE。 则B点为圆周运动的等效最低点;沿OB连线反向延长线与圆周运动轨迹交于点C C点为等效最高点。 ................. 19.(10分)(1)粒子做类平抛运动,v轴方向做匀速直线运动 (2分) (2)粒子在B点,根据速度分解有VVsin30{,则vV......(1分) 根据功能关系有W.=-AE.,解得AE。=-mV?.. ......(.分. 解得F'.Nm...... (1分) 由牛顿第三定律,推力器获得的平均推力大小F=F'=NmV三N、2ZemU.....(1分) △t 又W=nZeU,可得P=NZe ....................................................................... (2分) # ................................................................... (1分) 增大X可以采取措施有;减小U/、或者用比荷较小的粒子。 ..........