内容正文:
高二学年月考物理试卷
一、单选题:共8小题,每小题3分。
1. 如图所示是电阻R的I-U图象,图中α=45°,由此得出( )
A. 欧姆定律适用于该元件
B. 电阻R=0.5 Ω
C. 因I-U图象的斜率表示电阻的倒数,故R==1.0 Ω
D. 在R两端加上6.0 V的电压时,每秒通过电阻横截面的电荷量是2.0 C
2. 图中实线所示为某电场的电场线,虚线为某试探电荷在仅受电场力的情况下从 a 点到 b点的运动轨迹,则下列说法正确的是
A. b 点的电场强度比 a 点的电场强度小
B. 该试探电荷带负电
C. 该试探电荷从 a 点到 b 点的过程中电场力一直做负功
D. 该试探电荷从 a 点到 b 点的过程中速度先增加后减少
3. 某灯泡的图像如图所示,下列说法正确的是( )
A. 小灯泡的电阻随着功率的增大而减小
B. 小灯泡的电阻随着电压的增大而减小
C. 小灯泡是非线性电阻,所以不能计算出其在某状态下电阻
D. 当小灯泡两端的电压为0.5 V时,它的电阻约为
4. 一根细橡胶管中灌满盐水,两端用短粗铜丝塞住管口,管中盐水柱长为40cm时,测得电阻为R,若溶液的电阻随长度、横截面积的变化规律与金属导体相同。现将管中盐水柱均匀拉长至50cm(盐水体积不变,仍充满橡胶管)。则盐水柱电阻为( )
A. B. C. D.
5. 北京正负电子对撞机的储存环是周长为240m的近似圆形轨道。当环中电子以光速的百分之一运动而形成10mA的电流时,则环中运行的电子数目为( )
A. 5×1012个 B. 5×1011个 C. 1×1012个 D. 1×1014个
6. 2019年3月19日,复旦大学科研团队宣称已成功研制出具有较高电导率的砷化铌纳米带材料,据介绍该材料的电导率是石墨烯的100倍。电导率就是电阻率的倒数,即。下列说法正确的是( )
A. 电导率的单位是
B. 电导率大小与温度无关
C. 材料的电导率与材料的形状有关
D. 材料的电阻率越大,其导电性能越好
7. 某同学用下图描述某电容器充电过程,其电荷量Q、电压U之间的相互关系,由图可知( )
A. 电容器带电荷量越多,其电容越大
B. 将电容器两极板的电量减少,电容器的电容将减小
C. 随着电容器电荷量的增加,电容器两极板间的电压也增大
D. 电容器的电容大小是由两极板间的电压和其所带电荷量决定的
8. 如图所示,平行板电容器实验装置中,极板A接地,B与一个灵敏的静电计相接。若电容器的电容为C,两极板间的电压为U,则( )
A. 将A极板向上移动,C变大,U变小 B. 将A极板向下移动,C变小,U变小
C. 将A极板向右移动,C变大,U变大 D. 将A极板向左移动,C变小,U变大
二、多选题:共5小题,每小题4分,全对4分,选对但不全2分,有选错0分。
9. 滑动变阻器的原理如图所示,则下列说法中正确的是( )
A. 若将a、c两端连在电路中,则当滑片OP向右滑动时,变阻器接入电路中的阻值增大
B. 若将a、d两端连在电路中,则当滑片OP向右滑动时,变阻器接入电路中阻值减小
C. 将滑动变阻器以限流式接法接入电路时,必须连入三个接线柱
D. 将滑动变阻器以分压式接法接入电路时,必须连入三个接线柱
10. 如图所示为三种不同材料制成的电阻a、b、c的伏安特性曲线,其中电阻b的伏安特性曲线为曲线。它们的电阻值分别用Ra、Rb、Rc表示。由图分析可知下列正确的是( )
A.
B. 电阻两端的电压越高,其阻值越大
C. 若将电阻、、串联接在的电源两端时总电流为
D. 若将电阻、、串联接在的电源两端时
11. 如图甲所示为点电荷电场中的一条电场线,a、b是电场线上的两点,试探电荷在a、b两点的静电力F与电荷量q的关系如图乙所示,a、b间的距离为L,则下列判断正确的是( )
A. 场源电荷在b点右侧
B. 场源电荷带负电
C. 场源电荷到b点距离为
D. 场源电荷到a点距离为
12. 如图所示,在M、N两点放置等量异种点电荷,O为两点电荷连线的中点,A、B、C、D、E、F、G、H是以O为圆心的圆周上均匀分布的8个点,并且A、E在两点电荷的连线上。则电场强度相同的点有( )
A. A点和E点 B. B点和D点 C. C点和G点 D. D点和H点
13. 如图所示,在喷墨打印机的匀强电场中,一带电液滴以平行于极板的初速度进入该电场,离开电场时速度向上偏转,偏转角为。忽略空气阻力和重力作用,下列说法正确的有( )
A. 液滴带负电
B. 增加极板长度,增大
C. 增加极板间电压,增大
D. 增加极板间电压,液滴通过极板的时间变长
三、实验题:共两个小题,其中第14题8分,第15题10分,共18分。
14. 写出如图所示的游标卡尺和螺旋测微器的读数。游标卡尺的读数___________cm;螺旋测微器的读数___________mm。
15. 为了精确测量某待测电阻的阻值(约)。有以下一些器材可供选择。
电流表(量程,内阻约);
电流表(量程,内阻约)
电压表(量程中,内阻很大);
电压表(量程,内阻很大);
电源E(电动势约,内阻约);
定值电阻R(,允许通过的最大电流为);
滑动变阻器(,允许通过的最大电流为);
滑动变阻器(,允许通过的最大电流为);
单刀单掷开关S一个,导线若干。
(1)电流表应选______,电压表应选______,滑动变阻器应选______(填字母代号)
(2)请画出测量电阻的实验电路图______。(要求测量值的范围尽可能大一些,所用器材用对应的符号标出)
(3)某次测量中,电压表示数为时,电流表示数为,则计算待测电阻阻值的表达式为______。
五、计算题:第16题10分,第17题12分,第18题16分,共38分。解答写在指定位置,要求写出必要的文字说明、方程式和演算步骤。
16. 如图所示,滑动变阻器的总电阻R=1 000 Ω,A、B两端电压U=100 V,调节滑片P使其下部电阻R1=400 Ω.
(1)空载时,C、D两端电压多大?
(2)在C、D间接入一个R0=400 Ω的电阻,C、D两端的电压多大?
17. 如图所示,一质量为m的带电小球以与水平方向成37°的初速度v0从O点进入水平向右的匀强电场,小球在竖直平面内做直线运动。已知重力加速度为g,场强大小为E。求:
(1)小球的电性及电荷量。
(2)小球出发点和轨迹最高点之间电势差。
18. 如图为示波管结构示意图,低压电源给金属丝K供电,金属丝发出初速度可忽略的电子。金属丝与A板间的加速电压为U1,电子加速后,从A板中心孔沿中心线KO射出,M、N为平行于KO的金属板。且两板到KO的距离相等。电子自中心孔沿KO射入金属板形成的电场中发生偏转。已知两板间的距离为d,板长为L,电子的质量为m,电荷量为,不计电子所受的重力及它们之间的相互作用力。
(1)如果电子恰好从N板边缘射出偏转电极,求M、N两板之间的电压以及电子打到荧光屏上的动能。
(2)若电子均能从偏转电极右侧打出,单位偏转电压引起的偏转量称为示波管的灵敏度。求解灵敏度的表达式,并回答提高示波管的灵敏度,可以采取的措施(写出2条即可)。
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高二学年月考物理试卷
一、单选题:共8小题,每小题3分。
1. 如图所示是电阻R的I-U图象,图中α=45°,由此得出( )
A. 欧姆定律适用于该元件
B. 电阻R=0.5 Ω
C. 因I-U图象的斜率表示电阻的倒数,故R==1.0 Ω
D. 在R两端加上6.0 V的电压时,每秒通过电阻横截面的电荷量是2.0 C
【答案】A
【解析】
【详解】A.根据数学知识可知,通过电阻的电流与两端电压成正比,欧姆定律适用,A正确;
B.根据电阻定义式可知,I-U图象斜率的倒数等于电阻R,则得
B错误;
C.由于I-U图象中横纵坐标的标度不同,故不能直接根据图象的倾角求电阻,C错误;
D.由图知,当U=6V时,I=3A,则每秒通过电阻横截面的电荷量是
D错误。
故选A。
2. 图中实线所示为某电场的电场线,虚线为某试探电荷在仅受电场力的情况下从 a 点到 b点的运动轨迹,则下列说法正确的是
A. b 点的电场强度比 a 点的电场强度小
B 该试探电荷带负电
C. 该试探电荷从 a 点到 b 点过程中电场力一直做负功
D. 该试探电荷从 a 点到 b 点的过程中速度先增加后减少
【答案】B
【解析】
【详解】A. 由图可知,b处电场线较密,则b处电场强度较大,故A项与题意不相符;
B. 合力大致指向轨迹凹的一向,可知电场力方向向上,与电场线的方向相反,所以该粒子带负电,故B项与题意相符;
CD. 从a运动到b,力和速度方向夹角为锐角,电场力做正功,动能增大,速度增大,故CD项与题意不相符.
3. 某灯泡的图像如图所示,下列说法正确的是( )
A. 小灯泡电阻随着功率的增大而减小
B. 小灯泡的电阻随着电压的增大而减小
C. 小灯泡是非线性电阻,所以不能计算出其在某状态下的电阻
D. 当小灯泡两端的电压为0.5 V时,它的电阻约为
【答案】D
【解析】
【详解】AB.由图可知,随着电流的增加图像上各点与原点连线的斜率变大,则小灯泡的电阻随着功率以及电压的增大而增大,选项AB错误;
C.小灯泡是非线性电阻,用某状态下的电压与电流的比值来计算在某状态下的电阻,选项C错误;
D.由图像可知,当小灯泡两端的电压为0.5V时,电流为6A,则它的电阻约为
故D正确。
故选D。
4. 一根细橡胶管中灌满盐水,两端用短粗铜丝塞住管口,管中盐水柱长为40cm时,测得电阻为R,若溶液的电阻随长度、横截面积的变化规律与金属导体相同。现将管中盐水柱均匀拉长至50cm(盐水体积不变,仍充满橡胶管)。则盐水柱电阻为( )
A. B. C. D.
【答案】D
【解析】
【详解】盐水柱长为40cm时,设横截面积为S,根据电阻定律有
将盐水柱均匀拉长至50cm后,盐水柱的横截面积变为,电阻变为
故选D。
5. 北京正负电子对撞机的储存环是周长为240m的近似圆形轨道。当环中电子以光速的百分之一运动而形成10mA的电流时,则环中运行的电子数目为( )
A. 5×1012个 B. 5×1011个 C. 1×1012个 D. 1×1014个
【答案】A
【解析】
【详解】电子运动一周用的时间
根据电流的定义式
则时间t内通过任一横截面的电荷量为
在整个环中运行的电子数目
个
故选A。
6. 2019年3月19日,复旦大学科研团队宣称已成功研制出具有较高电导率的砷化铌纳米带材料,据介绍该材料的电导率是石墨烯的100倍。电导率就是电阻率的倒数,即。下列说法正确的是( )
A. 电导率的单位是
B. 电导率大小与温度无关
C. 材料的电导率与材料的形状有关
D. 材料的电阻率越大,其导电性能越好
【答案】A
【解析】
【详解】A.电阻率的单位是,电导率,因此其单位为,故A正确;
B.电阻率受温度影响(如金属电阻率随温度升高而增大),电导率作为电阻率的倒数,必然与温度有关,故B错误;
C.电导率是材料的固有属性,仅由材料种类和温度决定,与形状无关,故C错误;
D.电阻率越大,材料的导电性能越差;而电导率越大,导电性能越好,故D错误。
故选A
7. 某同学用下图描述某电容器充电过程,其电荷量Q、电压U之间的相互关系,由图可知( )
A. 电容器带电荷量越多,其电容越大
B. 将电容器两极板的电量减少,电容器的电容将减小
C. 随着电容器电荷量的增加,电容器两极板间的电压也增大
D. 电容器的电容大小是由两极板间的电压和其所带电荷量决定的
【答案】C
【解析】
【详解】ABD.电容器电容只由电容器自身决定,与电容器所带电荷量和两极板间的电压均无关,所以电容器带电荷量越多,电容不变;将电容器两极板的电量减少,电容器的电容不变,故ABD错误;
C.根据电容定义式
可得
可知随着电容器电荷量的增加,电容器两极板间的电压也增大,故C正确。
故选C。
8. 如图所示,平行板电容器实验装置中,极板A接地,B与一个灵敏的静电计相接。若电容器的电容为C,两极板间的电压为U,则( )
A. 将A极板向上移动,C变大,U变小 B. 将A极板向下移动,C变小,U变小
C. 将A极板向右移动,C变大,U变大 D. 将A极板向左移动,C变小,U变大
【答案】D
【解析】
【详解】电容器带电量一定,根据
以及
Q=CU
可知
A.将A极板向上移动,S减小,则C变小,U变大,选项A错误;
B.将A极板向下移动,S减小,则C变小,U变大,选项B错误;
C.将A极板向右移动,则d减小,则C变大,U变小,选项C错误;
D.将A极板向左移动,则d变大,则C变小,U变大,选项D正确。
故选D。
二、多选题:共5小题,每小题4分,全对4分,选对但不全2分,有选错0分。
9. 滑动变阻器的原理如图所示,则下列说法中正确的是( )
A. 若将a、c两端连在电路中,则当滑片OP向右滑动时,变阻器接入电路中的阻值增大
B. 若将a、d两端连在电路中,则当滑片OP向右滑动时,变阻器接入电路中的阻值减小
C. 将滑动变阻器以限流式接法接入电路时,必须连入三个接线柱
D. 将滑动变阻器以分压式接法接入电路时,必须连入三个接线柱
【答案】AD
【解析】
【详解】A.若将a、c两端接入电路中,aP段接入电路,当滑片P向右移动时,有效阻值增大,A正确;
B.若将a、d两端接入电路中,aP段接入电路,当滑片P向右移动时,有效阻值增大,B错误;
C.将滑动变阻器以限流式接入,必须连接入三个接线柱(ac、ad、bc、bd),C错误;
D.将滑动变阻器以分压式接法接入电路时,必须连入三个接线柱(abc、abd),D正确。
故选AD。
10. 如图所示为三种不同材料制成的电阻a、b、c的伏安特性曲线,其中电阻b的伏安特性曲线为曲线。它们的电阻值分别用Ra、Rb、Rc表示。由图分析可知下列正确的是( )
A.
B. 电阻两端的电压越高,其阻值越大
C. 若将电阻、、串联接在的电源两端时总电流为
D. 若将电阻、、串联接在的电源两端时
【答案】CD
【解析】
【详解】A.根据电阻的定义,相同电压时,电阻a的电流大于电阻c的电流,则电阻a的阻值小于电阻c的阻值,A错误;
B.图像上一点与原点连线的斜率表示电阻的倒数,即
由题图分析可知,电阻b两端的电压越高,其电阻阻值越小,B错误;
CD.如果将电阻a、b、c串联接在6V的电源两端,则流过三个电阻的电流相等,且三个电阻两端的电压之和等于6V,由题图可知,当电路中的电流为1A时,电阻a、b、c两端的电压分别为1V、2V、3V,总电压为6 V,此时,CD正确。
故选CD。
11. 如图甲所示为点电荷电场中的一条电场线,a、b是电场线上的两点,试探电荷在a、b两点的静电力F与电荷量q的关系如图乙所示,a、b间的距离为L,则下列判断正确的是( )
A. 场源电荷在b点右侧
B. 场源电荷带负电
C. 场源电荷到b点距离为
D. 场源电荷到a点距离为
【答案】BC
【解析】
【详解】AB.根据场强定义式结合图乙可知a、b两点的场强大小之比为
由于离点电荷越近场强越大,则场源电荷在a点左侧,且场源电荷带负电,故A错误,B正确;
CD.设场源电荷到a点距离为,场源电荷的电荷量为,根据点电荷场强表达式可得
,
联立解得
则场源电荷到b点距离为,故C正确,D错误。
故选BC。
12. 如图所示,在M、N两点放置等量异种点电荷,O为两点电荷连线的中点,A、B、C、D、E、F、G、H是以O为圆心的圆周上均匀分布的8个点,并且A、E在两点电荷的连线上。则电场强度相同的点有( )
A. A点和E点 B. B点和D点 C. C点和G点 D. D点和H点
【答案】ACD
【解析】
【详解】等量异种点电荷产生的电场如图
由场强强度的矢量叠加可知,等量异种点电荷产生的电场中,关于中点O对称的两点场强相同,可知A点和E点、B点和F点、C点和G点、D点和H点均关于中点O对称,场强相同,故ACD正确,B错误。
故选ACD。
13. 如图所示,在喷墨打印机的匀强电场中,一带电液滴以平行于极板的初速度进入该电场,离开电场时速度向上偏转,偏转角为。忽略空气阻力和重力作用,下列说法正确的有( )
A. 液滴带负电
B. 增加极板长度,增大
C. 增加极板间电压,增大
D. 增加极板间电压,液滴通过极板的时间变长
【答案】ABC
【解析】
【详解】A.由题意知液滴向上偏转,则所受电场力方向竖直向上,与场强方向相反,则粒子带负电,故A正确;
BC.液滴飞出电场时的速度偏向角满足,,,,,
联立可得
显然,增加极板长度,增大;增加极板间电压,增大,故BC正确;
D.液滴通过极板的时间
所以,增加极板间电压,液滴通过极板的时间不变,故D错误。
故选ABC。
三、实验题:共两个小题,其中第14题8分,第15题10分,共18分。
14. 写出如图所示的游标卡尺和螺旋测微器的读数。游标卡尺的读数___________cm;螺旋测微器的读数___________mm。
【答案】 ①. 1.055 ②. 2.615##2.614##2.613
【解析】
【详解】[1]游标卡尺读数为
[2]螺旋测微器读数为
15. 为了精确测量某待测电阻的阻值(约)。有以下一些器材可供选择。
电流表(量程,内阻约);
电流表(量程,内阻约)
电压表(量程中,内阻很大);
电压表(量程,内阻很大);
电源E(电动势约,内阻约);
定值电阻R(,允许通过的最大电流为);
滑动变阻器(,允许通过的最大电流为);
滑动变阻器(,允许通过的最大电流为);
单刀单掷开关S一个,导线若干。
(1)电流表应选______,电压表应选______,滑动变阻器应选______。(填字母代号)
(2)请画出测量电阻的实验电路图______。(要求测量值的范围尽可能大一些,所用器材用对应的符号标出)
(3)某次测量中,电压表示数为时,电流表示数为,则计算待测电阻阻值的表达式为______。
【答案】 ①. ②. ③. ④. 见解析 ⑤.
【解析】
【详解】(1)[1]测量电阻时电流较小,电流表应选;
[2]同时应将待测电阻与定值电阻串联测量,电源电动势约为,故电压表应选;
[3]为使测量范围尽可能大,滑动变阻器应采用分压式接法,故应选最大阻值小的滑动变阻器;
(2)[4]电压表内阻很大,应选用电流表外接法,电路图如图所示
(4)[5]由欧姆定律可得
五、计算题:第16题10分,第17题12分,第18题16分,共38分。解答写在指定位置,要求写出必要的文字说明、方程式和演算步骤。
16. 如图所示,滑动变阻器的总电阻R=1 000 Ω,A、B两端电压U=100 V,调节滑片P使其下部电阻R1=400 Ω.
(1)空载时,C、D两端电压多大?
(2)在C、D间接入一个R0=400 Ω的电阻,C、D两端的电压多大?
【答案】(1)40V(2)25V
【解析】
【详解】(1)空载时CD两端电压,即为R1两端的电压;则为:
(2)由图可知R1与R0并联后,再与R2串联,则总电阻
;
由欧姆定律可得:则CD两端的电压
17. 如图所示,一质量为m的带电小球以与水平方向成37°的初速度v0从O点进入水平向右的匀强电场,小球在竖直平面内做直线运动。已知重力加速度为g,场强大小为E。求:
(1)小球的电性及电荷量。
(2)小球出发点和轨迹最高点之间的电势差。
【答案】(1)带负电,
(2)
【解析】
【小问1详解】
因小球做直线运动,合力与速度方向共线,可知小球受到的电场力水平向左,与场强方向相反,所以小球带负电;根据几何关系可得
解得小球电荷量为
【小问2详解】
设小球匀减速运动位移为,根据动能定理可得
小球出发点和轨迹最高点之间的电势差为
联立解得
18. 如图为示波管的结构示意图,低压电源给金属丝K供电,金属丝发出初速度可忽略的电子。金属丝与A板间的加速电压为U1,电子加速后,从A板中心孔沿中心线KO射出,M、N为平行于KO的金属板。且两板到KO的距离相等。电子自中心孔沿KO射入金属板形成的电场中发生偏转。已知两板间的距离为d,板长为L,电子的质量为m,电荷量为,不计电子所受的重力及它们之间的相互作用力。
(1)如果电子恰好从N板边缘射出偏转电极,求M、N两板之间的电压以及电子打到荧光屏上的动能。
(2)若电子均能从偏转电极右侧打出,单位偏转电压引起的偏转量称为示波管的灵敏度。求解灵敏度的表达式,并回答提高示波管的灵敏度,可以采取的措施(写出2条即可)。
【答案】(1),;
(2),见解析
【解析】
【小问1详解】
在加速电场中有
在偏转电场中,水平方向有
竖直方向有
由牛顿第二定律
联立解得
由动能定理
因此电子离开偏转电场的动能
离开偏转电场到打到荧光屏的过程中,电子匀速直线运动,没有外力做功,因此打到荧光屏上的动能
【小问2详解】
在加速电场中有
在偏转电场中,水平方向有
竖直方向有
由牛顿第二定律
联立解得
则示波管的灵敏度为
提高示波管的灵敏度方法:①增大L;②减小;③减小d
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