内容正文:
高二物理试题
一、单项选择题(本题共7 小题,每小题4分,共 28 分。在每小题给出的四个选项中,只有一项符合题目要求。)
1. 法拉第首先提出用电场线形象生动地描绘电场,如图所示为点电荷、所形成电场的电场线分布图(箭头未标出)。在点处放置一个电荷量大小为的负试探点电荷,受到的电场力大小为,以下说法正确的是( )
A. 电场线分布图可知点处的场强比点处场强大
B. 点处的场强方向与试探电荷受电场力方向相同
C. 点处的场强大小为
D. 如果点处的试探电荷电荷量变为,该处场强将变为
【答案】C
【解析】
【详解】A.根据电场线的疏密表示场强的大小,可知点处的场强比点处场强小,故A错误;
BC.根据场强的定义式知点处的场强大小为,方向与负电荷所受电场力方向相反。
故B错误,C正确;
D.场强由电场本身决定,与检验电荷无关,所以点处的试探电荷电荷量变为,该处场强不变,故D错误。
故选C。
2. 在地图中常用等高线来表示地势的高低,与此相似,在电场的图示中,常用等势面来表示电势的高低。下图为某电场等势面的分布情况,A、B两点电势分别为φA、φB,质子在A、B两点所受电场力大小分别为FA、则下列关系正确的是( )
A. φA<φB B. φA>φB C. FA<FB D. FAFB
【答案】D
【解析】
【详解】AB.因A、B两点在同一等势线上,可知φA=φB,AB错误;
CD.因A点的等差等势面较B点密集,可知A点场强大于B点,则两点所受电场力大小分别为FA>FB,C错误,D正确。
故选D。
3. 据报导,华为最新的某型号手机的电池容量达到7000 mA·h,且拥有低功耗芯片加持,使得它的待机时间超过18天,持续播放视频的持续时间为20小时,则播放视频时产生的电流约为( )
A. 16 mA B. 200 mA C. 350 mA D. 400 mA
【答案】C
【解析】
【详解】根据电流的定义式,播放视频时产生的电流
故选C。
4. 有一种测量人体重的电子秤,其原理如图中虚线内所示,它主要由三部分构成:踏板、压力传感器(是一个阻值可随压力大小而变化的电阻器)、显示体重的仪表(实质是理想电流表)。设踏板的质量可忽略不计,已知理想电流表的量程为,电源电动势为,内阻为,电阻随压力变化的函数式为(和的单位分别是和)。则该秤能测量的最大体重是( )
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】
【详解】由可知,F越大,R越小,由
可知,I越大,故I最大时对应的体重最大,此时
带入表达式解得
故选B。
5. 如图所示,平行板电容器与电源连接,下极板B接地,开关S闭合,电容器两极板间P点处有一带电油滴处于静止状态。下列说法正确的是( )
A. 保持开关闭合,A板竖直上移一小段距离,电容器的电容变大
B. 保持开关闭合,A板竖直上移一小段距离过程中,电流表中有从a向b的电流通过
C. 断开开关,A板竖直上移一小段距离,带电油滴向下运动
D. 断开开关,B板竖直下移一小段距离,带电油滴的电势能将减小
【答案】D
【解析】
【详解】A.根据
保持开关S闭合,A板竖直上移一小段距离,电容器的电容减小,故A错误;
B.保持开关S闭合,A板竖直上移一小段距离,电容器的电容减小,根据
可知电量减小,电容器放电,电流表中有从b向a的电流通过,故B错误;
C.断开开关,根据
A板竖直上移一小段距离,电场强度不变,则带电油滴静止,故C错误;
D.初始状态电荷静止,则电荷带正电。断开开关,B板竖直下移一小段距离,根据
可知电场强度不变,极板间电势差增大,根据
可知P点与上极板的电势差不变,则P点与下极板的电势差增大,P点电势减小,电荷带正电,故带电油滴的电势能减小,故D正确。
故选D。
6. 如图所示电路中,由于某处出现了故障,导致电路中的A、B两灯变亮,C、D两灯变暗,故障的原因可能是( )
A. R1短路 B. R2断路
C. R2短路 D. R3短路
【答案】D
【解析】
【详解】若R1短路,外电阻减小,路端电压U减小,干路电流I增大,A灯变亮.并联部分的电压减小,通过B的电流减小,则B灯变暗,不符合题意.故A错误.若R2断路,外电阻增大,路端电压U增大,干路电流I减小,A灯变暗,不符合题意.故B错误.若R2短路,D灯不亮,外电阻减小,路端电压U减小,干路电流I增大,A灯变亮.并联部分的电压减小,通过B的电流减小,则B灯变暗,不符合题意.故C错误.若R3短路,外电阻减小,路端电压U减小,干路电流I增大,A灯变亮.并联部分的电压减小,通过C、D的电流都减小,则C、D灯变暗.干路电流增大,通过C灯电流减小,则B灯的电流增大,变亮.符合题意.故D正确.故选D.
【点睛】此题是电路故障分析问题.解决的关键是在明确电路连接关系的前提下采用“排除法”将每一选项逐一代入题干,检查是否符合题意,最终确定正确选项.
7. 某科研小组在进行一次科研实验时,将一个能产生多种正离子(质子、氘核、氚核及氦核等)的粒子源放在如图装置的位置。粒子源产生的正离子飘入(初速度很小,可忽略不计)电压为的加速电场,经加速后从小孔S沿平行金属板A、B的中心线射入。已知平行金属板A、B板长为L,相距为d,两板间的电压为。若离子能从A、B板间射出(不计离子的重力),则( )
A. 与之间关系要满足
B. 各离子在电场中的运动轨迹重合
C. 各离子从A、B板间射出时的速度相同
D. 各离子从粒子源到从A、B板间射出的时间相同
【答案】B
【解析】
【详解】A.粒子经加速电场加速后的速度大小为,根据动能定理可得
粒子进入偏转电场做类平抛运动,若粒子能够从A、B板间射出则粒子的竖直偏转位移应满足
根据类平抛的特点可得
联立可得
A错误;
B.假设带电粒子向下偏转,以S为坐标原点建立直角坐标系,如图所示
根据类平抛运动的特点可以求出粒子的竖直位移和水平位移分别为
联立可求得粒子的轨迹方程为
由此可知,粒子运动的轨迹与正离子的比荷无关,只有加速电场和偏转电场的性质决定,即各离子在电场中的运动轨迹重合,B正确;
C.各离子在电场中的运动轨迹重合,即在偏转电场中的竖直偏转位移相同,竖直偏转位移为,设粒子射出时的速度大小为,根据动能定理可得
解得
由此可知,粒子射出电场时的速度大小与正离子的比荷相关,即各离子从A、B板间射出时的速度大小不同,速度方向相同,C错误;
D.设加速电场的宽度为,粒子在加速电场中运动的时间为,则有
解得
离子在偏转电场中运动的时间为
离子从粒子源到从A、B板间射出的时间为
由此可知,离子从粒子源到从A、B板间射出的时间与正离子的比荷相关,即各离子从A、B板间射出的时间不相同,D错误。
故选B。
二、多项选择题(本题共3小题,每小题6分,共 18 分。每个小题有多项符合题目要求,全部选对的得6分,选对但不全的得3分,有选错的得0分。)
8. 两个完全相同的金属小球,它们的带电量之比为(皆可视为点电荷),它们在相距一定距离时相互作用力大小为,如果让它们接触后再放回各自原来的位置上,此时相互作用力大小变为,则可能为( )
A. B. C. D.
【答案】AC
【解析】
【详解】开始时的库仑力为
若两电荷异性,接触后再分开,两球电量的绝对值为2q,此时两球的库仑力
则有
F1:F2=5:4
若两电荷同性性,接触后再分开,两球电量的绝对值为3q,此时两球的库仑力
则有
F1:F2=5:9
故AC正确,BD错误。
故选AC。
9. 关于电流的定义式和微观表达式以及电流方向,下列说法正确的是( )
A. 是电流的定义式,电流由通过导体某一横截面的电荷量及所用时间决定
B. 是电流微观表达式,对于某一确定的柱状导体,其电流与导体内自由电子定向移动的平均速率成正比
C. 由可得,可知当一定时,通过导体某一横截面的电荷量与电流成正比
D. 规定正电荷的定向移动方向为电流方向,电流既有大小,又有方向,电流是矢量
【答案】BC
【解析】
【详解】A.是电流的定义式,I与q和t无关,A错误;
B.电流在微观上与n、e、S、v有关,对于某一确定的柱状导体I只与v有关且与v成正比,B正确;
C.根据可知通过导体某一横截面的电荷量q由I和t决定,C正确;
D.电流既有大小,又有方向,但电流是标量,物理学上规定正电荷定向移动的方向为电流方向,D错误。
故选BC。
10. 一电荷量为、质量为的小球从距离水平地面高度为处的点,以水平向右的速度抛出,整个空间存在着水平向左的匀强电场,小球正好落在点正下方水平地面上的点。已知重力加速度为,则( )
A. 小球在空中运动时间为
B. 电场力大小为
C. 小球运动过程中最小速度为
D. 小球落地时的速度大小为
【答案】ACD
【解析】
【详解】A.对小球受力分析,可知竖直方向小球只受重力,做自由落体运动,则有
解得小球在空中运动的时间,故A正确;
B.设小球沿水平方向的加速度为,整个过程中水平方向位移为零,则有
其中,
解得
则小球受到的电场力,故B错误;
C.根据上述分析可知,小球受到的合力沿左下方,速度最小值为初速度在垂直该方向上的分速度,即有,故C正确;
D.整个过程中,电场力做功为零,只有重力做功,根据动能定理可得
解得小球落地时的速度为,故D正确。
故选ACD。
三、实验题(本题共2小题,共14分)
11. 某实验小组测量一金属电阻丝的电阻率。
(1)先用螺旋测微器测得金属丝的直径如图甲所示,则其直径_______。
(2)再利用“伏安法”测其电阻(约),实验室可用器材有:
A.直流电源:电动势,内阻不计
B.直流电流表:(量程,内阻为)(量程,内阻约为)
C.直流电压表:(量程,内阻约为)
D.滑动变阻器:(阻值范围)(阻值范围)
E.定值电阻:
为了使测量尽可能准确,请回答下列问题
①电流表应选择________(填“”或“”),滑动变阻器选择_______(填“”或“”)
②下列电路图连接中,最合理的是________。
A.B.
C. D.
③闭合开关,调节滑动变阻器的滑片,根据测得的多组数据作出-图线,如图乙所示,则待测电阻的阻值为__________(保留两位有效数字)
(3)用刻度尺测得金属丝接入电路的长度为,螺旋测微器测得金属丝的直径为,用伏安法测得金属丝的电阻为,则被测金属丝的电阻率为________。(用题中所给物理量的字母表示)
【答案】(1)0.641
(2) ①. ②. ③. D ④. 0.90
(3)
【解析】
【小问1详解】
螺旋测微器精确度为0.01mm,读数为0.5mm+mm=0.641mm
【小问2详解】
①[1]电路中的最大电流约为A
电流表选择
[2]由图分析可知电压从0变化,则滑动变阻器采用分压式接法,选择最大阻值较小的。
②[3]R0起分压作用,由于电流表内阻已知,采用电流表内接法,滑动变阻器采用分压式接法。
故选D。
③[4]根据欧姆定律可知
【小问3详解】
根据电阻定律有
解得
12. 某物理兴趣小组用如图甲所示电路测一未知电源的电动势和内阻。其中定值电阻 。
(1)按照图甲将电路连接好。
(2)某次实验时电压表的指针位置如图乙所示,则此时电压表的示数为________V。
(3)改变滑动变阻器滑片的位置,记录多组电压表和电流表的示数,以电流表示数Ⅰ为横轴、电压表示数U 为纵轴,得到如图丙所示的图像。
(4)则该电源的电动势E的测量值为________V,内阻r的测量值为________Ω,考虑到电压表不是理想电表,所以电动势的测量值比真实值________(填“偏大”或“偏小”)。
【答案】 ①. 2.30 ②. 2.90 ③. 0.60 ④. 偏小
【解析】
【详解】(2)由图可知电压表的分度值为,图乙所示电压表的示数为2.30 V。
(4)[1][2]由闭合电路欧姆定律可得
整理可得
当,,由图可知
图像的斜率
解得
[3]由实验原理可知该实验测得的电动势实际为,所以电动势的测量值偏小。
四、计算题(本题共4小题,共40分。作答时应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤。只写出最后答案的不能得分。有数值计算的题,答案中必须明确写出数值和单位)
13. 如图所示,一带电量为小球用绝缘绳悬挂,匀强电场方向水平向右.小球的重力为偏离竖直方向的夹角为求:
(1)带电小球的电性是(正或负).
(2)求出小球受到的电场力的大小.
(3)求电场强度
【答案】(1)小球带正电;(2)F=;(3)
【解析】
【详解】(1)小球处于匀强电场,在电场力qE、拉力FT与重力G处于平衡状态,如图,电场力方向应水平向右,与电场强度方向相同,所以小球带正电.
(2)设小球所受电场力为F,由受力分析可知:
(3)由,解得:
14. 如图所示,在竖直平面内,光滑绝缘直杆AC与半径为R的圆周交于B、C两点,在圆心处有一固定的正点电荷,B点为AC的中点,C点位于圆周的最低点。现有一质量为m电荷量为-q、套在杆上的带负电小球(可视为质点)从A点由静止开始沿杆下滑。已知重力加速度为g,A点距过C点的水平面的竖直高度为3R,小球滑到B点时的速度大小为。求:
(1)小球滑至C点时的速度大小;
(2)A、B两点间的电势差;
(3)若以C点作为参考点(零电势点),试确定A点电势。
【答案】(1);(2);(3)
【解析】
【详解】(1)根据点电荷的电场特征可知,BC所在的圆是一个等势面,所以小球从B到C电场力做的总功为零,由几何关系可得BC的竖直高度为
根据动能定理有
解得
(2)小球从A到B,重力和电场力均做正功,所以由动能定理有
得
又因为
则
(3)以点为零电势点,则
解得
15. 如图甲,一对长为L、板间距离为d的平行金属板水平放置,一正离子源放置在极板间左端中轴线处,离子源能够源源不断地在单位时间内释放相同数目、速度大小相等方向均沿中轴线水平向右、质量为m、电荷量为q的正离子。从时刻起AB板间加一如图乙所示周期为T的变化匀强电场,场强方向由A板指向B板为正方向。若离子的初速度,场强大小,不计离子的重力。
(1)试求离子在电场中运动时加速度大小a;
(2)若离子在电场中运动过程不会撞上极板,试求其穿过电场区的时间t;
(3)计算说明0时刻入射的离子击中极板的位置;
(4)若在运动过程中撞上极板的离子将被极板吸收,则能穿出电场的离子占总离子数的比例为多少?(可用带根号的分数式表达)
【答案】(1)
(2)
(3)击中极板B的中点
(4)
【解析】
【小问1详解】
根据题意,由牛顿第二定律有
解得离子在电场中运动时加速度大小
【小问2详解】
若离子在电场中运动过程不会撞上极板,由于粒子水平方向做匀速直线运动,则粒子穿过电场区的时间
【小问3详解】
根据题意,设0时刻入射离子打在板上的时间为,则有
解得
则有
即离子击中极板B的中点。
【小问4详解】
根据题意,设时刻进入的离子恰好打在板上,结合上述分析有
解得
设时刻进入的离子恰好打在板右侧,则有
解得
则能穿出电场的离子占总离子数的比例为
第1页/共1页
学科网(北京)股份有限公司
$
高二物理试题
一、单项选择题(本题共7 小题,每小题4分,共 28 分。在每小题给出的四个选项中,只有一项符合题目要求。)
1. 法拉第首先提出用电场线形象生动地描绘电场,如图所示为点电荷、所形成电场的电场线分布图(箭头未标出)。在点处放置一个电荷量大小为的负试探点电荷,受到的电场力大小为,以下说法正确的是( )
A. 电场线分布图可知点处的场强比点处场强大
B. 点处的场强方向与试探电荷受电场力方向相同
C. 点处的场强大小为
D. 如果点处的试探电荷电荷量变为,该处场强将变为
2. 在地图中常用等高线来表示地势的高低,与此相似,在电场的图示中,常用等势面来表示电势的高低。下图为某电场等势面的分布情况,A、B两点电势分别为φA、φB,质子在A、B两点所受电场力大小分别为FA、则下列关系正确的是( )
A. φA<φB B. φA>φB C. FA<FB D. FAFB
3. 据报导,华为最新的某型号手机的电池容量达到7000 mA·h,且拥有低功耗芯片加持,使得它的待机时间超过18天,持续播放视频的持续时间为20小时,则播放视频时产生的电流约为( )
A. 16 mA B. 200 mA C. 350 mA D. 400 mA
4. 有一种测量人体重电子秤,其原理如图中虚线内所示,它主要由三部分构成:踏板、压力传感器(是一个阻值可随压力大小而变化的电阻器)、显示体重的仪表(实质是理想电流表)。设踏板的质量可忽略不计,已知理想电流表的量程为,电源电动势为,内阻为,电阻随压力变化的函数式为(和的单位分别是和)。则该秤能测量的最大体重是( )
A. B. C. D.
5. 如图所示,平行板电容器与电源连接,下极板B接地,开关S闭合,电容器两极板间P点处有一带电油滴处于静止状态。下列说法正确的是( )
A. 保持开关闭合,A板竖直上移一小段距离,电容器的电容变大
B. 保持开关闭合,A板竖直上移一小段距离过程中,电流表中有从a向b的电流通过
C. 断开开关,A板竖直上移一小段距离,带电油滴向下运动
D. 断开开关,B板竖直下移一小段距离,带电油滴电势能将减小
6. 如图所示电路中,由于某处出现了故障,导致电路中的A、B两灯变亮,C、D两灯变暗,故障的原因可能是( )
A. R1短路 B. R2断路
C. R2短路 D. R3短路
7. 某科研小组在进行一次科研实验时,将一个能产生多种正离子(质子、氘核、氚核及氦核等)的粒子源放在如图装置的位置。粒子源产生的正离子飘入(初速度很小,可忽略不计)电压为的加速电场,经加速后从小孔S沿平行金属板A、B的中心线射入。已知平行金属板A、B板长为L,相距为d,两板间的电压为。若离子能从A、B板间射出(不计离子的重力),则( )
A. 与之间的关系要满足
B. 各离子在电场中的运动轨迹重合
C. 各离子从A、B板间射出时的速度相同
D. 各离子从粒子源到从A、B板间射出的时间相同
二、多项选择题(本题共3小题,每小题6分,共 18 分。每个小题有多项符合题目要求,全部选对的得6分,选对但不全的得3分,有选错的得0分。)
8. 两个完全相同金属小球,它们的带电量之比为(皆可视为点电荷),它们在相距一定距离时相互作用力大小为,如果让它们接触后再放回各自原来的位置上,此时相互作用力大小变为,则可能为( )
A. B. C. D.
9. 关于电流的定义式和微观表达式以及电流方向,下列说法正确的是( )
A. 是电流的定义式,电流由通过导体某一横截面的电荷量及所用时间决定
B. 是电流的微观表达式,对于某一确定的柱状导体,其电流与导体内自由电子定向移动的平均速率成正比
C. 由可得,可知当一定时,通过导体某一横截面的电荷量与电流成正比
D. 规定正电荷的定向移动方向为电流方向,电流既有大小,又有方向,电流是矢量
10. 一电荷量为、质量为的小球从距离水平地面高度为处的点,以水平向右的速度抛出,整个空间存在着水平向左的匀强电场,小球正好落在点正下方水平地面上的点。已知重力加速度为,则( )
A. 小球在空中运动时间为
B. 电场力大小为
C. 小球运动过程中最小速度为
D. 小球落地时的速度大小为
三、实验题(本题共2小题,共14分)
11. 某实验小组测量一金属电阻丝的电阻率。
(1)先用螺旋测微器测得金属丝的直径如图甲所示,则其直径_______。
(2)再利用“伏安法”测其电阻(约),实验室可用器材有:
A.直流电源:电动势,内阻不计
B.直流电流表:(量程,内阻为)(量程,内阻约为)
C.直流电压表:(量程,内阻约为)
D.滑动变阻器:(阻值范围)(阻值范围)
E.定值电阻:
为了使测量尽可能准确,请回答下列问题
①电流表应选择________(填“”或“”),滑动变阻器选择_______(填“”或“”)
②下列电路图连接中,最合理的是________。
A.B.
C. D.
③闭合开关,调节滑动变阻器的滑片,根据测得的多组数据作出-图线,如图乙所示,则待测电阻的阻值为__________(保留两位有效数字)
(3)用刻度尺测得金属丝接入电路的长度为,螺旋测微器测得金属丝的直径为,用伏安法测得金属丝的电阻为,则被测金属丝的电阻率为________。(用题中所给物理量的字母表示)
12. 某物理兴趣小组用如图甲所示电路测一未知电源电动势和内阻。其中定值电阻 。
(1)按照图甲将电路连接好。
(2)某次实验时电压表的指针位置如图乙所示,则此时电压表的示数为________V。
(3)改变滑动变阻器滑片的位置,记录多组电压表和电流表的示数,以电流表示数Ⅰ为横轴、电压表示数U 为纵轴,得到如图丙所示的图像。
(4)则该电源的电动势E的测量值为________V,内阻r的测量值为________Ω,考虑到电压表不是理想电表,所以电动势的测量值比真实值________(填“偏大”或“偏小”)。
四、计算题(本题共4小题,共40分。作答时应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤。只写出最后答案的不能得分。有数值计算的题,答案中必须明确写出数值和单位)
13. 如图所示,一带电量为小球用绝缘绳悬挂,匀强电场方向水平向右.小球重力为偏离竖直方向的夹角为求:
(1)带电小球的电性是(正或负).
(2)求出小球受到的电场力的大小.
(3)求电场强度
14. 如图所示,在竖直平面内,光滑绝缘直杆AC与半径为R的圆周交于B、C两点,在圆心处有一固定的正点电荷,B点为AC的中点,C点位于圆周的最低点。现有一质量为m电荷量为-q、套在杆上的带负电小球(可视为质点)从A点由静止开始沿杆下滑。已知重力加速度为g,A点距过C点的水平面的竖直高度为3R,小球滑到B点时的速度大小为。求:
(1)小球滑至C点时的速度大小;
(2)A、B两点间的电势差;
(3)若以C点作为参考点(零电势点),试确定A点的电势。
15. 如图甲,一对长为L、板间距离为d的平行金属板水平放置,一正离子源放置在极板间左端中轴线处,离子源能够源源不断地在单位时间内释放相同数目、速度大小相等方向均沿中轴线水平向右、质量为m、电荷量为q的正离子。从时刻起AB板间加一如图乙所示周期为T的变化匀强电场,场强方向由A板指向B板为正方向。若离子的初速度,场强大小,不计离子的重力。
(1)试求离子在电场中运动时加速度大小a;
(2)若离子在电场中运动过程不会撞上极板,试求其穿过电场区的时间t;
(3)计算说明0时刻入射的离子击中极板的位置;
(4)若在运动过程中撞上极板的离子将被极板吸收,则能穿出电场的离子占总离子数的比例为多少?(可用带根号的分数式表达)
第1页/共1页
学科网(北京)股份有限公司
$