内容正文:
莆田一中、三明二中2023-2024学年上学期10月物理月考卷
一、单选题(四题共16分)
1. 下列说法中正确的是( )
A. 电流的微观解释式中的v是自由电子热运动的平均速率
B. 由可知,导体的电阻跟导体两端的电压成正比,跟导体中的电流成反比
C. 由公式可知,电阻率与导体的电阻R、导体的长度l和横截面积S有关
D. 电阻率是表征材料导电性能的物理量,金属导体的电阻率不仅与导体的材料有关,而且随温度的变化而变化
【答案】D
【解析】
【详解】A.在公式中,v是电子定向移动的速率,不是电子做热运动的速率,故A错误;
B.导体的电阻由导体本身决定,与加在其两端的电压无关,与流过的电流无关,故B错误;
CD.电阻率是表征材料导电性能的物理量,金属导体的电阻率不仅与导体的材料有关,而且随温度的变化而变化,与导体的电阻、导体的长度和横截面积无关,故C错误,D正确。
故选D。
2. 一段粗细均匀的电阻丝横截面的直径是d,接在内阻不计的电源两端时功率为P,现在把它拉成直径为的均匀长电阻丝后仍接在此电源上,此时功率为
A. 16P B. 4P C. D.
【答案】D
【解析】
【详解】设镍铬丝原来的长度为,则,假设把它拉成直径为 的均匀长电阻丝后长度变为,因为拉伸过程中镍铬丝的体积不变,则 电阻变为 ,接入同一个电源上,由功率公式 知 ,故D正确;
综上所述本题答案是:D
3. 如图所示,一带负电粒子以某速度进入水平向右的匀强电场中,在电场力作用下形成图中所示的运动轨迹。M和N是轨迹上的两点,其中M点是轨迹的最右点,不计粒子受到的重力,下列说法正确的是
A. 粒子在电场中的加速度先增大后减小 B. 粒子所受电场力的方向沿轨道方向
C. 粒子在M点的速率最大 D. 粒子在电场中的电势能先增大后减小
【答案】D
【解析】
【详解】A.粒子在匀强电场中所受的电场力不变,则加速度不变,选项A错误;
B.带负电的粒子所受电场力的方向水平向左,选项B错误;
C.从N到M电场力做负功,则粒子在M点的速率最小,选项C错误;
D.粒子从N到M电场力做负功,电势能增加;然后从M向左下方运动,电场力做正功,电势能减小,则粒子在电场中的电势能先增大后减小,选项D正确;
故选D.
4. 如图所示,半径为R的环形塑料管竖直放置,管的内壁光滑,AB为该环的水平直径,且管的内径远小于环的半径,整个装置处于水平向左的匀强电场中.现将一直径略小于塑料管内径、质量为m、带电量为+q的小球从管中A点由静止释放,已知qE=mg,以下说法正确的是 ( )
A. 小球释放后,第一次经过最低点D和最高点C时对管壁的压力大小之比为5:1
B. 小球释放后,第一次达到B点时对管壁的压力为4mg
C. 小球释放后,到达B点时速度为零,并在BDA间往复运动
D. 小球释放后,经过D点时的速度最大
【答案】A
【解析】
【详解】小球从A点第一次到D点的过程,根据动能定理,有 mgR+qER= …①
第一次经过最低点D时,根据向心力公式,有 N1D-mg=…②
联立①②解得N1D=5mg,由牛顿第三定律知小球第一次经过最低点D对管壁的压力大小为5mg.
小球从A点第一次到C点的过程,根据动能定理,有-mgR+qER=…③
第一次过C点,根据向心力公式,mg-N1C=…④
联立③④解得 N1C=mg,由牛顿第三定律知小球第一次经过C点时最高点C时对管壁的压力大小为mg,因此,小球释放后,第一次经过最低点D和最高点C时对管壁的压力之比为5:1,故A正确.从A点释放到B点过程,根据动能定理,有qE•2R=…⑤
第一次达到B点时,据向心力公式,有N1B-qE=…⑥
联立⑤⑥解得:N1B=5mg,由牛顿第三定律知小球释放后,第一次达到B点时对管壁的压力为5mg,故B错误;带电小球由A点运动到B点的过程中,重力做功为零,电场力做正功,动能增加,由动能定理知道小球到达B点时有速度,还继续向上运动,不可能在BDA 间往复运动.故C错误;小球到达平衡位置时速度最大,因为mg=qE,可知平衡位置在BD的中点,即小球经过BD中点时速度最大,选项D错误;故选A.
【点睛】本题中关键要理清物体的运动规律,会用等效合力的方法研究小球的运动;会利用动能定理以及圆周运动的知识研究小球的运动.
二、双项多选题(四题共24分)
5. 四个相同的表头分别改装成两个电流表和两个电压表,电流表A1的量程大于A2的量程,电压表V1的量程大于V2的量程,把它们按图所示接入电路,则( )
A. 电流表A1的读数大于A2的读数
B. 电流表A1的指针偏转角小于A2指针的偏转角
C. 电压表V1的读数小于V2的读数
D. 电压表V1的指针偏转角等于V2的指针偏转角
【答案】AD
【解析】
【详解】AB.电流表A1与电流表A2由相同表头与不同电阻并联改装而成,并联在电路中,电流表A1与电流表A2的指针偏转角相同,电流表A1的量程较大,则电流表A1的读数较大,故A正确,B错误;
CD.电压表V1与电压表V2由相同表头与不同电阻串联改装而成,串联在电路中,通过表头的电流相同,故指针的偏转角相同,因量程较大的电压表内阻大,所以电压表V1的读数大于电压表V2的读数,故C错误,D正确。
故选AD。
6. 如图所示,平行板电容器与直流电源连接,电容器的上极板接电源正极,下极板接地。开关S闭合,一带电油滴位于电容器中的P点且恰好处于静止状态,现将平行板电容器的上极板竖直向下移动一小段距离,下列说法正确的是( )
A. 油滴将竖直向上运动
B. P点的电势不变
C. 若开关S断开,仍仅将上极板竖直向下移动一小段距离,则P点的电势将升高
D. 若开关S断开,仍仅将上极板竖直向下移动一小段距离,则带电油滴仍保持静止
【答案】AD
【解析】
【详解】A.开始时油滴静止,则
将平行板电容器的上极板竖直向下移动一小段距离,根据可知,E变大,则电场力变大,则油滴将竖直向上运动,选项A正确;
B.两板间场强E变大,根据可知P点与下极板的电势差变大,则P点的电势升高,选项B错误;
CD.开关S断开,电容器两极板带电量一定,根据
可得
可知仅将上极板竖直向下移动一小段距离,电场强度不变,带电油滴所受电场力大小不变,带电油滴仍保持静止,根据可知P点与下极板的电势差不变,可知P点的电势不变,选项D正确,C错误。
故选AD。
7. 如图甲所示,M、N为正对竖直放置的平行金属板,A、B为两板中线上的两点。当M、N板间不加电压时,一带电小球从A点由静止释放经时间T到达B点,此时速度为v。若两板间加上如图乙所示的交变电压,t=0时,将带电小球仍从A点由静止释放,小球运动过程中始终未接触极板,则t=T时,小球( )
A. 在B点上方 B. 恰好到达B点 C. 速度大于v D. 速度等于v
【答案】BD
【解析】
【详解】在M、N两板间加上如图乙所示的交变电压,小球受到重力和电场力的作用,电场力作周期性变化,且电场力在水平方向,所以小球竖直方向做自由落体运动,与不加电场时相同。在水平方向小球先做匀加速直线运动,后沿原方向做匀减速直线运动,t=0.5T时速度为零,接着,沿相反方向先做匀加速直线运动,后继续沿反方向做匀减速直线运动,t=T时水平速度为零。根据对称性可知在t=T时小球的水平位移为零,所以t=T时,小球恰好到达B点,竖直速度为v不变,水平速度为零,可知此时小球速度等于v。
故选BD。
8. 如图所示,固定于同一条竖直线上的A、B是两个带等量异种电荷的点电荷,电荷量分别为 + Q和-Q,A、B相距为2d;MN是竖直放置的光滑绝缘细杆,另有一个穿过细杆的带电小球P质量为m,电荷量为+q(可视为点电荷,放入电场后不影响电场的分布),现将小球P 从与点电荷A等高的C处由静止开始释放,小球P向下运动到距C点距离为d的O点时, 速度为v,已知MN与AB之间的距离为d,静电力常量为,重力加速度为g.则
A. C、O两点间的电势差
B. O点处的电场强度
C. 小球下落过程中重力势能和电势能之和不变
D. 小球P经过与点电荷B等高的D点时的速度为
【答案】BD
【解析】
【详解】小球从C运动到O(动能定理)得:mgd+UCO•q=mv2−0,解得:,故A错误;点电荷A(或B)在O点处产生的场强大小为:;
根据平行四边形定则,O点处的电场强度:;故B正确;下落过程中,有电场力和重力做功,则小球的动能、重力势能和电势能之和守恒,从C到O过程中,动能增加,则重力势能和电势能之和减小,选项C错误; 结合对称性,CO间电势差与OD间电势差相等;从C到D过程根据动能定理可得:mg∙2d+2UCO•q=mvD2; 得到小球p经过与点电荷B等高的D点时的速度,故D正确;故选BD.
三、实验题(两题共8分)
9. 某同学利用如图所示的装置来研究平行板电容器电容的影响因素.
(1)对该装置理解正确的是_____
A.操作过程中,可认为A、B两板间的电压始终不变
B.操作过程中,可认为A、B两板间的场强始终不变
C.操作过程中,可认为A、B两板间的带电量始终不变
D.操作过程中,可认为电容器的电容始终不变
(2)当手持绝缘柄将A板向右平移时,静电计指针张角将_____;将A板向上平移时,静电计指针张角将_____.(选填“变大”、“变小”或“不变”)
【答案】 ①. C ②. 变小 ③. 变大
【解析】
【详解】(1)[1]根据实验可知,电容器两极板的电量不变,故C正确,ABD错误;
(2)[2]将A板向右平移时,由,板间距离减小,电容变大,而电容器所带电量不变,由 分析可知,U减小,则静电计指针张角变小.
[3]将A板向上平移时,由,两板正对面积减小,电容减小,而电容器所带电量不变,由分析可知,U增大,则静电计指针张角变大.
10. 在如图所示的电路中,小量程电流表G的内阻,满偏电流,,。
(1)当和均断开时,改装后的表是___________(填电流表或电压表),量程为___________。
(2)当和均闭合时,改装后的表是___________(填电流表或电压表),量程为___________。
【答案】 ①. 电压表 ②. ③. 电流表 ④.
【解析】
【分析】
【详解】(1)[1][2]由图可知,当和均断开时,电流表G和串联,所以改装后的表是电压表,量程为
(2)[3][4]由图可知,当和均闭合时,电流表G和并联,改装后的表是电流表,量程为
四、实验题(两题共12分)
11. 如甲图所示是观察电容器的充、放电现象的实验装置。电源输出电压恒为8V,S是单刀双掷开关,G为灵敏电流计,C为平行板电容器。
(1)当开关S接___________时(选填“1”或“2”),平行板电容器放电,流经G表的电流方向与充电时___________(选填“相同”或“相反”)
(2)将G表换成电流传感器,电容器充电完毕后再放电,其放电电流随时间变化图像如乙图所示,已知如图所围的面积约为40个方格,可算出电容器的电容为___________F。
【答案】 ①. 2 ②. 相反 ③.
【解析】
【分析】
【详解】(1)[1][2]当开关S接2时,平行板电容器放电,流经G表的电流方向与充电时相反;
(2)[3]已知如图所围的面积约为40个方格,可算出电容器带电量为
Q=40×0.2×10-3×0.4C=3.2×10-3C
电容器的电容为
12. (1)用螺旋测微器测量某金属丝直径时的刻度位置如图所示,从图中读出金属丝的直径为___________。用游标卡尺可以测量某些工件的外径。在测量时,示数如图所示,则读数分别为___________。
(2)在“测定金属丝的电阻率”的实验中,如果测出金属丝接入电路的长度l、直径d和金属丝接入电路时的电流I和其两端的电压U,就可求出金属丝的电阻率。用以上实验中直接测出的物理量来表示电阻率,其表达式为___________。
(3)在此实验中,金属丝的电阻大约为,在用伏安法测定金属丝的电阻时,除被测电丝外,选用了如下实验器材:
A.直流电源:电动势约,内阻不计;
B.电流表A:量程,内阻约;
C.电压表V:量程,内阻约;
D.滑动变阻器R:最大阻值;
E.开关、导线等。
在以下可供选择的实验电路中,应该选图___________(填“甲”或“乙”),选择的接法为___________接法(填“内”或“外”),此接法测得的电阻值将___________(填“大于”“小于”或“等于”)被测电阻的实际阻值。
(4)根据所选实验电路图,在实物图中完成其余的连线_______。在闭合开关S前,滑动变阻器的滑片应置在___________(填“最左”或“最右”)端。
【答案】 ①. 0.680 ②. 29.8 ③. ④. 甲 ⑤. 外 ⑥. 小于 ⑦. ⑧. 最左
【解析】
【分析】
【详解】(1)[1] 从图中读出金属丝的直径为
0.5mm+18.0×0.01mm=0.680mm
[2] 游标卡尺读数为
29mm+0.1×8mm=29.8mm
(2)[3]金属丝的电阻为
根据
得
(3)[4][5][6]电压表内阻远大于金属丝电阻,则应选用电流表外接法即图乙,因为电压表的分流使得电流表测量值偏大,则电阻测量值小于真实值。
(4)[7]根据电路图连接实物图如下
[8] 在闭合开关S前,为保护电路安全,应使滑动变阻器接入电路阻值最大,则滑动变阻器的滑片应置在最左端。
五、解答题12+12+16
13. 一台小型电动机在3V的恒定电压下工作,通过它的电流为0.2A,用此电动机提升重4N的物体,在30s内可以使该物体匀速提升3m,除电动机线圈生热之外,不计其他的能量损失,求:
(1)电动机的输入电功率;
(2)在提升重物的30s内,电动机线圈所产生的热量;
(3)电动机线圈的电阻。
【答案】(1); (2); (3)
【解析】
【分析】
【详解】(1)电动机的输入功率为
(2)电动机提升重物的机械功率为
根据能量关系有
得生热的功率为
所生热量为
(3)线圈内阻为
解得
14. 两平行金属板A、B水平放置,两板间距cm,板长cm,一个质量为kg的带电微粒,以m/s的水平初速度从两板间正中央射入,如图所示,取m/s2.
(1)当两板间电压V时,微粒恰好不发生偏转,求微粒的电量和电性.
(2)要使微粒不打到金属板上,求两板间的电压的取值范围?
【答案】(1)C ,微粒带负电(2)-600V<UAB<2600V
【解析】
【详解】(1)微粒恰好不偏转时有:
解得C
微粒带负电
(2)粒子能穿过电场需用时间
设粒子偏转的最大加速度,则最大侧移量解得m/s2
当粒子恰好打在下极板边缘时,两板间的电压为U1
则,解得 V
当粒子恰好打在上极板边缘,两极板间的电压为
解得V
则微粒不能打到金属板上的电压范围为-600V<UAB<2600V
15. 如图所示,在竖直平面内固定一光滑圆弧轨道AB,轨道半径为,轨道最高点A与圆心O等高。有一倾角的斜面,斜面底端C点在圆弧轨道B点正下方、距B点。圆弧轨道和斜面均处于场强大小E=100N/C、竖直向下的匀强电场中。先将一个质量为、带电荷量为的带电小球从A点由静止释放,小球通过B点离开圆弧轨道沿水平方向飞出,当小球运动到斜面上D点时速度方向恰与斜面垂直,并刚好与一个以一定初速度从斜面底端上滑的物块相遇,若物块与斜面间的动摩擦因数,空气阻力不计,g取10m/s3,小球和物块都可视为质点。求:
(1)小球经过B点时对轨道的压力;
(2)B、D两点间电势差UBD;
(3)物块上滑初速度v0满足条件的最小值。
【答案】(1),竖直向下;(2);(3)5.06
【解析】
【详解】(1)设小球到达B点的速度大小为,从A到B的过程只有重力和静电力做功,根据动能定理有
解得
B点是圆周运动最低点,合力提供向心力即
解得
根据牛顿第三定律
方向竖直向下。
(2)设小球由B点到D点的运动时间为t,受到竖直向下的重力和静电力,竖直方向做初速度0的匀加速直线运动,加速度为a,水平方向做匀速直线运动。下落高度为h的过程竖直方向由牛顿第二定律有
解得
根据速度合成有
解得
下落高度
B、D两点间电势差
(3)设C、D间的距离为x,由几何关系有
设物块上滑加速度为,由牛顿运动定律有
解得
根据题意,要使物块与小球相遇,的最小值满足
解得
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莆田一中、三明二中2023-2024学年上学期10月物理月考卷
一、单选题(四题共16分)
1. 下列说法中正确的是( )
A. 电流的微观解释式中的v是自由电子热运动的平均速率
B. 由可知,导体的电阻跟导体两端的电压成正比,跟导体中的电流成反比
C. 由公式可知,电阻率与导体的电阻R、导体的长度l和横截面积S有关
D. 电阻率是表征材料导电性能的物理量,金属导体的电阻率不仅与导体的材料有关,而且随温度的变化而变化
2. 一段粗细均匀的电阻丝横截面的直径是d,接在内阻不计的电源两端时功率为P,现在把它拉成直径为的均匀长电阻丝后仍接在此电源上,此时功率为
A. 16P B. 4P C. D.
3. 如图所示,一带负电粒子以某速度进入水平向右的匀强电场中,在电场力作用下形成图中所示的运动轨迹。M和N是轨迹上的两点,其中M点是轨迹的最右点,不计粒子受到的重力,下列说法正确的是
A. 粒子在电场中的加速度先增大后减小 B. 粒子所受电场力的方向沿轨道方向
C. 粒子在M点的速率最大 D. 粒子在电场中的电势能先增大后减小
4. 如图所示,半径为R的环形塑料管竖直放置,管的内壁光滑,AB为该环的水平直径,且管的内径远小于环的半径,整个装置处于水平向左的匀强电场中.现将一直径略小于塑料管内径、质量为m、带电量为+q的小球从管中A点由静止释放,已知qE=mg,以下说法正确的是 ( )
A. 小球释放后,第一次经过最低点D和最高点C时对管壁的压力大小之比为5:1
B. 小球释放后,第一次达到B点时对管壁的压力为4mg
C. 小球释放后,到达B点时速度为零,并在BDA间往复运动
D. 小球释放后,经过D点时的速度最大
二、双项多选题(四题共24分)
5. 四个相同的表头分别改装成两个电流表和两个电压表,电流表A1的量程大于A2的量程,电压表V1的量程大于V2的量程,把它们按图所示接入电路,则( )
A. 电流表A1的读数大于A2的读数
B. 电流表A1的指针偏转角小于A2指针的偏转角
C. 电压表V1的读数小于V2的读数
D. 电压表V1的指针偏转角等于V2的指针偏转角
6. 如图所示,平行板电容器与直流电源连接,电容器的上极板接电源正极,下极板接地。开关S闭合,一带电油滴位于电容器中的P点且恰好处于静止状态,现将平行板电容器的上极板竖直向下移动一小段距离,下列说法正确的是( )
A. 油滴将竖直向上运动
B. P点的电势不变
C. 若开关S断开,仍仅将上极板竖直向下移动一小段距离,则P点的电势将升高
D. 若开关S断开,仍仅将上极板竖直向下移动一小段距离,则带电油滴仍保持静止
7. 如图甲所示,M、N为正对竖直放置的平行金属板,A、B为两板中线上的两点。当M、N板间不加电压时,一带电小球从A点由静止释放经时间T到达B点,此时速度为v。若两板间加上如图乙所示的交变电压,t=0时,将带电小球仍从A点由静止释放,小球运动过程中始终未接触极板,则t=T时,小球( )
A. 在B点上方 B. 恰好到达B点 C. 速度大于v D. 速度等于v
8. 如图所示,固定于同一条竖直线上的A、B是两个带等量异种电荷的点电荷,电荷量分别为 + Q和-Q,A、B相距为2d;MN是竖直放置的光滑绝缘细杆,另有一个穿过细杆的带电小球P质量为m,电荷量为+q(可视为点电荷,放入电场后不影响电场的分布),现将小球P 从与点电荷A等高的C处由静止开始释放,小球P向下运动到距C点距离为d的O点时, 速度为v,已知MN与AB之间的距离为d,静电力常量为,重力加速度为g.则
A. C、O两点间的电势差
B. O点处的电场强度
C. 小球下落过程中重力势能和电势能之和不变
D. 小球P经过与点电荷B等高的D点时的速度为
三、实验题(两题共8分)
9. 某同学利用如图所示的装置来研究平行板电容器电容的影响因素.
(1)对该装置理解正确的是_____
A.操作过程中,可认为A、B两板间的电压始终不变
B.操作过程中,可认为A、B两板间的场强始终不变
C.操作过程中,可认为A、B两板间的带电量始终不变
D.操作过程中,可认为电容器的电容始终不变
(2)当手持绝缘柄将A板向右平移时,静电计指针张角将_____;将A板向上平移时,静电计指针张角将_____.(选填“变大”、“变小”或“不变”)
10. 在如图所示的电路中,小量程电流表G的内阻,满偏电流,,。
(1)当和均断开时,改装后的表是___________(填电流表或电压表),量程为___________。
(2)当和均闭合时,改装后的表是___________(填电流表或电压表),量程为___________。
四、实验题(两题共12分)
11. 如甲图所示是观察电容器的充、放电现象的实验装置。电源输出电压恒为8V,S是单刀双掷开关,G为灵敏电流计,C为平行板电容器。
(1)当开关S接___________时(选填“1”或“2”),平行板电容器放电,流经G表的电流方向与充电时___________(选填“相同”或“相反”)
(2)将G表换成电流传感器,电容器充电完毕后再放电,其放电电流随时间变化图像如乙图所示,已知如图所围的面积约为40个方格,可算出电容器的电容为___________F。
12. (1)用螺旋测微器测量某金属丝直径时的刻度位置如图所示,从图中读出金属丝的直径为___________。用游标卡尺可以测量某些工件的外径。在测量时,示数如图所示,则读数分别为___________。
(2)在“测定金属丝的电阻率”的实验中,如果测出金属丝接入电路的长度l、直径d和金属丝接入电路时的电流I和其两端的电压U,就可求出金属丝的电阻率。用以上实验中直接测出的物理量来表示电阻率,其表达式为___________。
(3)在此实验中,金属丝的电阻大约为,在用伏安法测定金属丝的电阻时,除被测电丝外,选用了如下实验器材:
A.直流电源:电动势约,内阻不计;
B.电流表A:量程,内阻约;
C.电压表V:量程,内阻约;
D.滑动变阻器R:最大阻值;
E.开关、导线等。
在以下可供选择的实验电路中,应该选图___________(填“甲”或“乙”),选择的接法为___________接法(填“内”或“外”),此接法测得的电阻值将___________(填“大于”“小于”或“等于”)被测电阻的实际阻值。
(4)根据所选实验电路图,在实物图中完成其余的连线_______。在闭合开关S前,滑动变阻器的滑片应置在___________(填“最左”或“最右”)端。
五、解答题12+12+16
13. 一台小型电动机在3V的恒定电压下工作,通过它的电流为0.2A,用此电动机提升重4N的物体,在30s内可以使该物体匀速提升3m,除电动机线圈生热之外,不计其他的能量损失,求:
(1)电动机的输入电功率;
(2)在提升重物的30s内,电动机线圈所产生的热量;
(3)电动机线圈的电阻。
14. 两平行金属板A、B水平放置,两板间距cm,板长cm,一个质量为kg的带电微粒,以m/s的水平初速度从两板间正中央射入,如图所示,取m/s2.
(1)当两板间电压V时,微粒恰好不发生偏转,求微粒的电量和电性.
(2)要使微粒不打到金属板上,求两板间的电压的取值范围?
15. 如图所示,在竖直平面内固定一光滑圆弧轨道AB,轨道半径为,轨道最高点A与圆心O等高。有一倾角的斜面,斜面底端C点在圆弧轨道B点正下方、距B点。圆弧轨道和斜面均处于场强大小E=100N/C、竖直向下的匀强电场中。先将一个质量为、带电荷量为的带电小球从A点由静止释放,小球通过B点离开圆弧轨道沿水平方向飞出,当小球运动到斜面上D点时速度方向恰与斜面垂直,并刚好与一个以一定初速度从斜面底端上滑的物块相遇,若物块与斜面间的动摩擦因数,空气阻力不计,g取10m/s3,小球和物块都可视为质点。求:
(1)小球经过B点时对轨道的压力;
(2)B、D两点间电势差UBD;
(3)物块上滑初速度v0满足条件的最小值。
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