内容正文:
河南省信阳高级中学北湖校区2024-2025学年高二上期期中测试
物理试题
命题人∶ 审题人:
一、选择题(共10小题,共46分。第1-7题只有一个正确选项,每小题4分;第8-10题有多个正确选项,全部选对的得6分,选不全得3分,错选不得分)
1. 下列各组电磁波中,按波长由小到大排列的是( )
A. 射线、紫外线、红外线、可见光
B. 射线、紫外线、可见光、红外线
C. 红外线、可见光、紫外线、射线
D. 紫外线、可见光、红外线、射线
【答案】B
【解析】
【详解】依照波长由长到短,电磁波谱可大致分为:无线电波,红外线,可见光,紫外线,伦琴射线,射线伽马射线
故选B。
2. 如图甲所示的电路,其中电源电动势,内阻,定值电阻,已知滑动变阻器消耗的功率P与其接入电路的阻值的关系如图乙所示。则下列说法中正确的是( )
A. 图乙中滑动变阻器的最大功率
B. 图乙中,
C. 滑动变阻器消耗功率P最大时,定值电阻R消耗的功率也最大
D. 调整滑动变阻器的阻值从最右端滑到最左端,电源的效率一直增大
【答案】D
【解析】
【详解】A.根据电路图,把定值电阻R等效看成电源内阻的一部分,即
由闭合电路欧姆定律的推论可知,当电源外电阻等于内阻时,电源输出功率最大,即
滑动变阻器此时消耗的功率最大为
故A错误;
B.由选项A分析可知时,滑动变阻器此时消耗的功率达最大。根据图乙,可知当时,滑动变阻器消耗的功率等于时消耗的功率,根据
有
解得
故B错误;
C.对于定值电阻电流越大功率越大,因此滑动变阻器的阻值为零时功率最大,故C错误;
D.电源的效率为
调整滑动变阻器的阻值从最右端滑到最左端时,变大,则变大,电源的效率一直变大,故D正确。
故选D。
3. 如图所示的电解池接入电路后,在t秒内有个一价正离子通过溶液内某截面S,有个一价负离子通过溶液内某截面S,设e为元电荷,以下说法正确的是( )
A. 当时,电流为零
B. 当时,电流方向从A→B,电流为
C. 当时,电流方向从B→A,电流为
D. 无论大小如何,电流方向都从A→B,电流都为
【答案】D
【解析】
【详解】由题意可知,在t秒内通过溶液内截面的电荷量为
则电流为
电流的方向与正电荷的运动方向相同,故由A到B,D正确。
故选D。
4. 光滑绝缘水平面上固定着两个带等量正电的点电荷,它们连线的中垂线上有A、B、C三点,如图甲所示。一带电粒子由A点静止释放,并以此时为计时起点,此后沿直线经过B、C,其运动过程中的v—t图像如图乙所示,粒子在B点时图线对应的切线斜率最大,可以确定( )
A. 中垂线上B点的电场强度和电势都最大
B. 带电粒子带负电
C. 带电粒子在B点时的加速度大小为
D.
【答案】D
【解析】
【详解】B.根据等量同种正电荷的电场分布规律可知,A、B、C三点的电场强度方向均沿,粒子由A点静止释放后沿直线经过B、C,表明粒子所受电场力 与电场强度方向相同,则粒子带正电,故B错误;
A.根据等量同种正电荷的电场分布规律可知,在两点电荷连线的中垂线上,电场强度方向从垂足到无穷远处,沿电场线电势降低,可知,中垂线上垂足的电势最高,B点的电势不是最大,根据图像可知,B点的加速度最大,则B点的电场力最大,即B点的电场强度最大,故A错误;
C.根据图乙可知
故C错误;
D.根据动能定理有
,
根据图乙可知
,
可知
故D正确。
故选D。
5. 丹阳某同学研究一元件得到该元件的伏安特性曲线如图所示,图像上A点与原点的连线与横轴成角,则下列说法正确的是( )
A. 该元件的电阻随电压的增大而增大
B. 该元件的电阻率随电压的增大而减小
C. 该元件在A点,电阻可表示为
D. 该元件在A点,电阻可表示为
【答案】B
【解析】
【详解】A.因图像的各点与原点连线的斜率变化可反映白炽灯的电阻倒数的变化,由图像可知,图像的各点与原点连线的斜率随着电压增大而增大,则该元件的电阻随电压增大而减小,A错误;
B.由电阻定律
该元件的电阻率随电压的增大而减小,B正确;
CD.该元件在A点,电阻可表示为
CD错误。
故选B。
6. 如图所示,点电荷A和B带电荷量分别为和,彼此相距6cm。若在两点电荷连线中点O处放一个半径为1cm的金属球壳,静电力常量,则球壳上感应电荷在O点处产生的电场强度大小为( )
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】
【详解】点电荷在点的电场强度大小为
方向由指向;
点电荷在点的电场强度大小为
方向由指向;
设感应电荷在点处产生的电场强度大小为,由静电平衡条件知
方向由指向。
故选C。
7. 如图电源电动势为、内阻为,滑动变阻器的滑片从左向右滑动时,下列说法正确的是( )
A. 电容器上的电荷量变大
B. 电阻消耗的功率变大
C. 灯变暗
D. 两端的电压变化量的绝对值大于两端的电压变化量的绝对值
【答案】B
【解析】
【详解】ABC.滑动变阻器的滑片从左向右滑动时,滑动变阻器接入电阻增大,根据“串反并同”,可知,电容器两端电压减小,电阻与灯泡两端电压均增大,根据
,,
则可知,电容器上的电荷量变小,电阻消耗的功率变大,通过灯泡电流变大,灯泡变亮,AC错误,B正确;
D.滑动变阻器的滑片从左向右滑动时,滑动变阻器接入电阻增大,根据“串反并同”,可知,电阻两端的电压减小,两端的电压增大,则两端的电压增大,由于
则有
其中为正值,为负值,为正值,可知两端的电压变化量的绝对值小于两端的电压变化量的绝对值。D错误。
故选B。
8. 如图所示,水平面内有两条相互垂直且彼此绝缘的通电长直导线,以它们为坐标轴构成一个平面直角坐标系.四个相同的圆形闭合线圈在四个象限内完全对称放置,两直导线中的电流大小与变化情况完全相同,电流方向如图所示,当两直导线中的电流都增大时,四个线圈a、b、c、d中感应电流的情况是( )
A. 线圈a中无感应电流 B. 线圈b中有感应电流
C. 线圈c中有感应电流 D. 线圈d中无感应电流
【答案】CD
【解析】
【详解】A.由右手螺旋定则可判定通电导线磁场的方向。a、c象限磁场不为零,a中磁场垂直纸面向里,当电流增大时,根据楞次定律可知线圈a中有逆时针方向的电流,故A错误;
BD.b、d区域中的磁通量为零,当电流变化时不可能产生感应电流,故B错误,D正确。
C.a、c象限磁场不为零,c中磁场垂直纸面向外,当电流增大时,根据楞次定律可知线圈c中有顺时针方向的电流,故C正确。
故选CD。
9. 将面积为的矩形线圈放入水平方向的匀强磁场中,线圈与磁场之间的夹角为30°,ad、bc边与磁场垂直,如图所示,该匀强磁场的磁感应强度大小为0.2T。现将线圈以ad为轴按图中所示方向旋转60°,则( )
A. 初始状态穿过线圈的磁通量大小为
B. 旋转60°的过程中,穿过线圈的磁通量变化量为零
C. 旋转60°的过程中,穿过线圈的磁通量变化量为
D. 旋转过程中,穿过线圈的磁通量变化,线圈中有感应电流产生
【答案】CD
【解析】
【详解】A.设原磁通量为正值,则
A错误;
BC.旋转60°后磁通量
由此可知磁通量的变化量
B错误,C正确;
D.旋转过程中,穿过线圈的磁通量变化,线圈中有感应电流产生,D正确。
故选CD。
10. 如图所示,两块较大的金属板A、B平行水平放置并与一电源相连,开关S闭合后,两板间有一质量为m、带电量为q的油滴恰好在P点处于静止状态。则下列说法正确的是( )
A. 在S仍闭合的情况下,若将A板向下平移一小段位移,则油滴向上加速运动,G中有方向为的电流
B. 在S仍闭合的情况下,若将A板向右平移一小段位移,则油滴向上加速运动,G中有方向为的电流
C. 若将S断开,再将A板向下平移一小段位移,P点电势不变
D. 若将S断开,且将A板向左平移一小段位移,P点电势升高
【答案】AC
【解析】
【详解】A.开始时,重力和电场力平衡,故
mg=qE
将A板向下移,由
可知,E变大,故油滴应向上加速运动;
根据
有
因电压U不变,随着间距d减小,故电容器电量增大,充电,故G中有a→b的电流,故A正确;
B.若将A板向右平移一小段位移,即减小正对面积,由
可知,因间距d不变,那么E不变,油滴仍静止;
根据
有
故电容器电量减小,放电,故G中有b→a的电流,故B错误;
C.若将S断开,Q不变;
再将A板向下平移一小段位移,根据
电容增大;
根据
U=Ed
得到
故电场强度不变,故电场力不变,故油滴静止,G中没有电流,且P点电势也不变,故C正确;
D.若将S断开,Q不变,A向左平移一小段距离,根据
可知,电容C减小,再根据
可知,U增大;
根据
U=Ed
可知,E增大;
电场力增大,油滴向上运动;
但由于电量不变,故G中无电流,由于电场强度E变大,则PB电势差增大,而B板接地,因此P点电势降低,故D错误;
故选AC。
二、实验题(共2小题,共18分)
11. 某同学要测量一新材料制成的圆柱形均匀电阻丝的电阻率ρ,步骤如下
(1)用20分度的游标卡尺测量其长度如图甲所示,由图甲可知其长度L=_____mm.
(2)用螺旋测微器测量其直径如图乙所示,由图乙可知其直径d=_____mm
(3)用多用电表的电阻“×10挡”,按正确的操作步骤粗测此电阻丝的电阻,表盘的示数如图丙示,则其阻值约为R0=_____Ω.
(4)该同学用伏安法更精确地测量出其电阻R,则该新材料的电阻率的表达式ρ=_____(用R、d、L表示)
【答案】 ①. 13.75 ②. 0.950##0.949##0.951 ③. 110 ④.
【解析】
【详解】(1)[1]由图甲所示可知,游标卡尺主尺示数为13mm,游标尺示数为,游标卡尺示数为;
(2)[2]由图乙所示可知,螺旋测微器固定刻度示数为0.5mm,可动刻度示数为,螺旋测微器示数为;
(3)[3]用多用电表的电阻“×10”挡,由图丙所示可知,电阻阻值为;
(4)[4]根据电阻定律可知,因为,所以该新材料的电阻率的表达式
12. 为测定一节新干电池的电动势和内电阻(已知该干电池的内电阻相当小,额定电流为,可供选择的器材有:
A.电压表(量程,内阻为
B,电压表(量程,内阻为
C.电流表(量程,内阻约为
D.电流表(量程,内阻约为
E.滑动变阻器(最大电阻,额定电流
F.滑动变阻器(最大电阻,额定电流
G.定值电阻
H.电键、导线若干
(1)要使减小实验误差且操作方便,电压表应该选择_____,电流表应该选择_____,滑动变阻器应该选择_____(填字母代号);
(2)图中的电路图应选择_____。
A. B.
C. D.
(3)实验测得9组数据,已标在如图的坐标中,从图中可得电池电动势_____V(结果保留两位小数),内阻_____(结果保留两位有效数字)。
【答案】(1) ①. B ②. D ③. F
(2)D (3) ①. 1.50 ②. 0.14
【解析】
【小问1详解】
[1]一节干电池的电动势约为1.5V,则电压表选3V量程,故选B。
[2]应用伏安法测一节干电池电动势与内阻时,最大电流约为零点几安培,则电流表选择0.8A量程,故选D。
[3]干电池内阻很小,为了使得电压表示数变化明显,滑动变阻器应选阻值较小,故选F;
【小问2详解】
本实验采用限流接法即可,将定值电阻与电源串联以增大等效内阻,因等效内阻较小,故应采用相对电源的外接法,故电路图应选择D。
【小问3详解】
[1][2]根据闭合电路欧姆定律
从图中可得
解得
三、计算题(共3小题,共36分,解答时请写出必要的文字说明,方程式和重要演算步骤,只写出最后答案的不得分,有数值计算的题,答案需明确写出数值和单位)
13. 现将内阻为的灵敏电流计G分别改装为双量程的电压表和电流表,如图甲和乙所示。 甲图中,,使用A、B两个端点时,电压表的量程为;乙图中使用A、B两个端点时,电流表量程为,使用A、C两个端点时,电流表量程为,试计算:
(1)灵敏电流计的满偏电流是多少?
(2)图甲中使用A、C两个端点时,电压表的量程是多少?
(3)图乙中R3和R4的阻值各为多少?
【答案】(1)或
(2)
(3),
【解析】
【小问1详解】
图甲中使用A、B两个端点时
得到
或
【小问2详解】
图甲中使用A、C两个端点时
得到
电压表的量程是
【小问3详解】
图乙中,使用A、B两个端点时
使用A、C两个端点时
解得
,
14. 如图所示,平行板电容器与电源相连,两极板A和B竖直放置,相距为d。 在两极板的中央位置,用长为L的绝缘细线悬挂一个质量为m,电荷量为q的小球。小球静止在A点,此时细线与竖直方向成θ角。 已知电容器的电容为C,重力加速度大小为g。求:
(1)平行板电容器两极板间的电场强度大小;
(2)电容器极板上所带电荷量Q;
(3)将小球从悬点正下方O点(细线处于张紧状态)由静止释放,小球运动到A点时的速度大小。
【答案】(1);(2);(3)
【解析】
【详解】(1)带电小球静止在A点的受力如图:
可得
①
解得
(2)设两板间电压为U,则有U=Ed,由
可得
所以
(3)带电小球从O运动到A,由动能定理得
②
由①②解得
15. 一个电荷量为q,质量为m的带电粒子,由静止经电压为U1的加速电场加速后,立即沿中心线O1O2垂直进入一个偏转电场,从偏转电场射出时的动能为,然后打在垂直于O1O2放置的荧光屏上的P点(未画出),偏转电场两极板间距为d,极板长L,极板的右端与荧光屏之间的距离也为L。整个装置如图示(不计粒子的重力)求:
(1)粒子出加速电场时的速度v0;
(2)偏转电场的场强大小;
(3)P点到O2的距离y′。
【答案】(1)
(2)
(3)
【解析】
【小问1详解】
粒子在加速电场中时
解得
【小问2详解】
在偏转电场中
由动能定理
解得
【小问3详解】
由比例关系可知
可得
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河南省信阳高级中学北湖校区2024-2025学年高二上期期中测试
物理试题
命题人∶ 审题人:
一、选择题(共10小题,共46分。第1-7题只有一个正确选项,每小题4分;第8-10题有多个正确选项,全部选对的得6分,选不全得3分,错选不得分)
1. 下列各组电磁波中,按波长由小到大排列的是( )
A. 射线、紫外线、红外线、可见光
B. 射线、紫外线、可见光、红外线
C. 红外线、可见光、紫外线、射线
D. 紫外线、可见光、红外线、射线
2. 如图甲所示的电路,其中电源电动势,内阻,定值电阻,已知滑动变阻器消耗的功率P与其接入电路的阻值的关系如图乙所示。则下列说法中正确的是( )
A. 图乙中滑动变阻器的最大功率
B. 图乙中,
C. 滑动变阻器消耗功率P最大时,定值电阻R消耗的功率也最大
D. 调整滑动变阻器的阻值从最右端滑到最左端,电源的效率一直增大
3. 如图所示的电解池接入电路后,在t秒内有个一价正离子通过溶液内某截面S,有个一价负离子通过溶液内某截面S,设e为元电荷,以下说法正确的是( )
A. 当时,电流为零
B. 当时,电流方向从A→B,电流为
C. 当时,电流方向从B→A,电流为
D. 无论大小如何,电流方向都从A→B,电流都为
4. 光滑绝缘水平面上固定着两个带等量正电的点电荷,它们连线的中垂线上有A、B、C三点,如图甲所示。一带电粒子由A点静止释放,并以此时为计时起点,此后沿直线经过B、C,其运动过程中的v—t图像如图乙所示,粒子在B点时图线对应的切线斜率最大,可以确定( )
A. 中垂线上B点的电场强度和电势都最大
B. 带电粒子带负电
C. 带电粒子在B点时的加速度大小为
D.
5. 丹阳某同学研究一元件得到该元件的伏安特性曲线如图所示,图像上A点与原点的连线与横轴成角,则下列说法正确的是( )
A. 该元件的电阻随电压的增大而增大
B. 该元件的电阻率随电压的增大而减小
C. 该元件在A点,电阻可表示为
D. 该元件在A点,电阻可表示为
6. 如图所示,点电荷A和B带电荷量分别为和,彼此相距6cm。若在两点电荷连线中点O处放一个半径为1cm的金属球壳,静电力常量,则球壳上感应电荷在O点处产生的电场强度大小为( )
A. B. C. D.
7. 如图电源电动势为、内阻为,滑动变阻器的滑片从左向右滑动时,下列说法正确的是( )
A. 电容器上的电荷量变大
B. 电阻消耗的功率变大
C. 灯变暗
D. 两端的电压变化量的绝对值大于两端的电压变化量的绝对值
8. 如图所示,水平面内有两条相互垂直且彼此绝缘的通电长直导线,以它们为坐标轴构成一个平面直角坐标系.四个相同的圆形闭合线圈在四个象限内完全对称放置,两直导线中的电流大小与变化情况完全相同,电流方向如图所示,当两直导线中的电流都增大时,四个线圈a、b、c、d中感应电流的情况是( )
A. 线圈a中无感应电流 B. 线圈b中有感应电流
C. 线圈c中有感应电流 D. 线圈d中无感应电流
9. 将面积为的矩形线圈放入水平方向的匀强磁场中,线圈与磁场之间的夹角为30°,ad、bc边与磁场垂直,如图所示,该匀强磁场的磁感应强度大小为0.2T。现将线圈以ad为轴按图中所示方向旋转60°,则( )
A. 初始状态穿过线圈的磁通量大小为
B. 旋转60°的过程中,穿过线圈的磁通量变化量为零
C. 旋转60°的过程中,穿过线圈的磁通量变化量为
D. 旋转过程中,穿过线圈的磁通量变化,线圈中有感应电流产生
10. 如图所示,两块较大的金属板A、B平行水平放置并与一电源相连,开关S闭合后,两板间有一质量为m、带电量为q的油滴恰好在P点处于静止状态。则下列说法正确的是( )
A. 在S仍闭合的情况下,若将A板向下平移一小段位移,则油滴向上加速运动,G中有方向为的电流
B. 在S仍闭合的情况下,若将A板向右平移一小段位移,则油滴向上加速运动,G中有方向为的电流
C. 若将S断开,再将A板向下平移一小段位移,P点电势不变
D. 若将S断开,且将A板向左平移一小段位移,P点电势升高
二、实验题(共2小题,共18分)
11. 某同学要测量一新材料制成的圆柱形均匀电阻丝的电阻率ρ,步骤如下
(1)用20分度的游标卡尺测量其长度如图甲所示,由图甲可知其长度L=_____mm.
(2)用螺旋测微器测量其直径如图乙所示,由图乙可知其直径d=_____mm
(3)用多用电表的电阻“×10挡”,按正确的操作步骤粗测此电阻丝的电阻,表盘的示数如图丙示,则其阻值约为R0=_____Ω.
(4)该同学用伏安法更精确地测量出其电阻R,则该新材料的电阻率的表达式ρ=_____(用R、d、L表示)
12. 为测定一节新干电池的电动势和内电阻(已知该干电池的内电阻相当小,额定电流为,可供选择的器材有:
A.电压表(量程,内阻为
B,电压表(量程,内阻为
C.电流表(量程,内阻约为
D.电流表(量程,内阻约为
E.滑动变阻器(最大电阻,额定电流
F.滑动变阻器(最大电阻,额定电流
G.定值电阻
H.电键、导线若干
(1)要使减小实验误差且操作方便,电压表应该选择_____,电流表应该选择_____,滑动变阻器应该选择_____(填字母代号);
(2)图中的电路图应选择_____。
A. B.
C. D.
(3)实验测得9组数据,已标在如图的坐标中,从图中可得电池电动势_____V(结果保留两位小数),内阻_____(结果保留两位有效数字)。
三、计算题(共3小题,共36分,解答时请写出必要的文字说明,方程式和重要演算步骤,只写出最后答案的不得分,有数值计算的题,答案需明确写出数值和单位)
13. 现将内阻为的灵敏电流计G分别改装为双量程的电压表和电流表,如图甲和乙所示。 甲图中,,使用A、B两个端点时,电压表的量程为;乙图中使用A、B两个端点时,电流表量程为,使用A、C两个端点时,电流表量程为,试计算:
(1)灵敏电流计的满偏电流是多少?
(2)图甲中使用A、C两个端点时,电压表的量程是多少?
(3)图乙中R3和R4的阻值各为多少?
14. 如图所示,平行板电容器与电源相连,两极板A和B竖直放置,相距为d。 在两极板的中央位置,用长为L的绝缘细线悬挂一个质量为m,电荷量为q的小球。小球静止在A点,此时细线与竖直方向成θ角。 已知电容器的电容为C,重力加速度大小为g。求:
(1)平行板电容器两极板间的电场强度大小;
(2)电容器极板上所带电荷量Q;
(3)将小球从悬点正下方O点(细线处于张紧状态)由静止释放,小球运动到A点时的速度大小。
15. 一个电荷量为q,质量为m的带电粒子,由静止经电压为U1的加速电场加速后,立即沿中心线O1O2垂直进入一个偏转电场,从偏转电场射出时的动能为,然后打在垂直于O1O2放置的荧光屏上的P点(未画出),偏转电场两极板间距为d,极板长L,极板的右端与荧光屏之间的距离也为L。整个装置如图示(不计粒子的重力)求:
(1)粒子出加速电场时的速度v0;
(2)偏转电场的场强大小;
(3)P点到O2的距离y′。
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