内容正文:
延庆区2024-2025学年第一学期期末试卷
高二物理
第一部分 选择题(共45分)
考生须知
1.考生要认真填写考场号和座位序号。
2.本试卷共8页,分为两个部分。第一部分为选择题,包括15个小题(共45分);第二部分为非选择题,包括两道大题,共8个小题(共55分)。
3.试题所有答案必须填涂或书写在答题卡上,在试卷上作答无效。第一部分必须用2B铅笔作答;第二部分必须用黑色字迹的签字笔作答,作图时必须使用2B铅笔。
4.考试结束后,考生应将试卷和答题卡放在桌面上,待监考员收回。
一、单项选择题(本题共12道小题,在每小题给出的四个选项中,只有一个选项是符合题意的,请将最符合题意的选项选出。每小题3分,共36分)
1. 下列物理量中,属于矢量的是( )
A. 磁感应强度 B. 电动势 C. 电流 D. 磁通量
【答案】A
【解析】
【详解】A.磁感应强度既有大小又有方向,合成时满足平行四边形法则,是矢量;故A符合题意;
B.电动势只有大小,没有方向,是标量;故B不符题意;
CD.电流和磁通量有大小,虽有方向,但是合成时不满足平行四边形法则,则都是标量,故CD不符题意;
故选A。
2. A为已知某电场中的一固定点,在A点放一电荷量为+q的试探电荷,所受电场力为F,A点的场强为E,则( )
A. 若在A点移去电荷“+q”,A点的场强变为零
B. 若在A点换上电量为“-q”的电荷,A点的场强方向发生变化
C. A点场强的大小、方向与试探电荷的电荷量、正负均无关
D. 若在P点换上电荷量为+2q的点电荷,该电荷在P点受到的力仍为F
【答案】C
【解析】
【详解】ABC.电场中某点的场强是由电场本身决定的,与该点是否放试探电荷以及试探电荷的电性等都无关,即若在A点移去电荷“+q”,A点的场强不变,若在A点换上电量为“-q”的电荷,A点的场强方向不变,选项AB错误,C正确;
D.根据F=Eq,若在P点换上电荷量为+2q的点电荷,该电荷在P点受到的力为2F,选项D错误。
故选C。
3. 如图所示,真空中有带电量Q的点电荷位于某点P处,已知点P在M、N连线上且MP=3PN,则该点电荷在M点和N点产生的电场强度EM和EN的大小关系正确的是( )
A. EM=3EN B. EM=9EN
C. EM=EN D. EM=EN
【答案】D
【解析】
【详解】由点电荷场强的决定式 可知场强大小与到点电荷距离的平方成反比,因MP=3PN,EM=EN,故D正确,ABC错误。
故选择D选项。
4. 电源电动势的大小反映的是( )
A. 电源把电能转化为其他形式能的本领的大小
B. 电源把其他形式的能转化为电能的本领的大小
C. 电源单位时间内传送电荷量的多少
D. 电源中非静电力做功的快慢
【答案】B
【解析】
【详解】AB.电源电动势表示电源把其他形式的能转化为电能的本领的大小,A错误,B正确;
CD.电动势在数值上等于非静电力将1C的正电荷在电源的内部从负极移到正极所做的功,故CD错误。
故选B。
5. 如图所示,一对用绝缘柱支撑的金属导体A和B,使它们彼此接触。起初它们不带电,贴在下部的两金属箔是闭合的。现将一个带正电的导体球C靠近导体A,如图所示。下列说法正确的是( )
A. 导体A的部分正电荷转移到导体B上,导体A带负电
B. 导体A下面的金属箔张开,导体B下面的金属箔仍闭合
C. 移走C,再将导体A、B分开后,则A带负电
D. 将导体A、B分开后,再移走C,则A带负电
【答案】D
【解析】
【详解】A.静电感应是金属导体中电子在外加电场的作用下定向移动、电荷重新分配的结果,导体A带负电是由于导体B的部分负电荷转移到导体A上,A错误;
B.根据静电感应的原理可知,导体A带负电,导体B带正电,它们下面的金属箔都要张开,B错误;
C.先移走C,A、B所带的电会中和,导体A、B都不会带电,C错误;
D.将导体A、B分开后,再移走C,A会感应带负电,B会感应带正电,D正确。
故选D。
6. 一根长为L、横截面积为S的金属棒。棒内单位体积内自由电子数为n,电子的电荷量为e。在棒两端加上恒定电压U时,棒内自由电子定向运动的平均速率为v,则金属棒的电阻率为( )
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】
【详解】根据电阻定律可得金属棒的电阻为
由欧姆定律可得
电流的微观表达式为
联立以上三个式子,可得金属棒的电阻率为
故A正确,BCD错误。
故选A。
7. 示波管是示波器的核心部件,它由电子枪、偏转电极和荧光屏组成。某时刻在荧光屏上的P点出现亮斑,如图所示。则此时( )
A. 电极X和Y应带正电 B. 电极X′和Y应带正电
C. 电极X′和Y′应带正电 D. 电极X和Y′应带正电
【答案】A
【解析】
【详解】根据亮斑位置可以推断电子在电极Y和Y′之间应受到指向Y的电场力,在电极X和X′之间应受到指向X的电场力,因此电极X和Y应带正电。
故选A。
8. 图图示所描述的探究活动中,闭合导线框中能够产生感应电流的是( )
A. 甲图中,线框在匀强磁场中垂直于磁场方向水平向右运动
B. 乙图中,线框在匀强磁场中绕垂直于磁场方向的轴转动
C. 丙图中,线框在纸面内平动靠近磁铁
D. 丁图中,线框在纸面内平行于通电导线向上移动
【答案】B
【解析】
【详解】A.甲图中,线框在匀强磁场中垂直于磁场方向水平向右运动,闭合导线框中的磁通量没有发生变化,闭合导线框中没有感应电流产生,A错误;
B.乙图中,线框在匀强磁场中绕垂直于磁场方向的轴转动,闭合导线框中的磁通量发生改变,闭合导线框中产生感应电流,B正确;
C.丙图中,线框在纸面内平动靠近磁铁,导线框中没有磁通量,故不产生感应电流,C错误;
D.丁图中,线框在纸面内平行于通电导线向上移动,闭合导线框中的磁通量没有发生变化,闭合导线框中没有感应电流产生,D错误。
故选B。
9. 如图所示,两个带等量负电的点电荷位于M、N两点上,E、F是连线中垂线上的两点。为、的交点,。一带正电的点电荷在E点由静止释放后( )
A. 做匀加速直线运动
B. 在O点所受静电力最大
C. 由E到F的过程中电势能先增大后减小
D. 由E到O的时间等于由O到F的时间
【答案】D
【解析】
【详解】AD.根据等量同种负点电荷中垂线电场分布特点可知,中垂线上电场方向分别由无穷远处指向O点,且O点的场强为0;一带正电的点电荷在E点由静止释放,可知正点电荷由E点到O点做加速运动,由O点到F点做减速运动,由对称性可知由E到O的时间等于由O到F的时间,故A错误,D正确;
B.由于O点的场强为0,则正点电荷在O点所受静电力为零,故B错误;
C.由E到F的过程中,电场力先做正功后做负功,则正点电荷的电势能先减小后增大,故C错误。
故选D。
10. 如图所示,四盏相同的灯泡并联接在电池组两端,闭合S1后,灯泡L1正常发光。依次闭合S2、S3、S4,灯泡L2、L3、L4也依次亮起来,在此过程中电流表A1和A2示数的变化情况是( )
A. A1和A2的示数都逐渐增大
B. A1和A2的示数都逐渐减小
C. A1的示数逐渐增大,A2的示数逐渐减小
D. A1的示数逐渐减小,A2的示数逐渐增大
【答案】C
【解析】
【详解】由闭合电路欧姆定律,可得
依次闭合S2、S3、S4,外电路电阻阻值减小,则干路电流增大,A1的示数逐渐增大。根据
可知路端电压减小,即A2示数逐渐减小。故ABD错误;C正确。
故选C。
11. 如图所示,一带正电的点电荷固定于O点,图中虚线为以O为圆心的一组等间距的同心圆。一带电粒子以一定初速度射入点电荷的电场,实线为粒子仅在静电力作用下的运动轨迹,a、b、c为运动轨迹上的三点。则该粒子( )
A. 带负电
B. 在c点受静电力最大
C. 在a点的电势能小于在b点的电势能
D. 由a点到b点的动能变化量大于由b点到c点的动能变化量
【答案】D
【解析】
【详解】A.根据图像中带电粒子的运动轨迹可知,该粒子带正电,故选项A错误;
B.根据库仑定律可知
可知,距离中心电荷越近所受静电力越大,故选项B错误;
C.由于从a点到b点电场力做正功,电势能减小,因此a点的电势能大于在b点的电势能,故选项C错误;
D. 由a点到b点和b点到c点相比,由于点电荷的电场强度的特点是离开场源电荷距离越大,场强越小,故a点到b点电场力做功多,动能变化大,故选项D正确。
故选D。
12. 扫地机器人是智能家用电器的一种,它利用自身携带的小型吸尘部件进行吸尘清扫。如图所示为某品牌扫地机器人,已知其工作时额定电压为,额定功率为,充电时额定电压为,额定电流为,充电时间约为,锂电池容量为,则下列说法正确的是( )
A. 电池容量是指电池储存电能的大小 B. 机器人正常工作的电流为
C. 机器人充满电时储存的化学能为 D. 机器人充满电后一次工作时间约为
【答案】D
【解析】
【分析】
【详解】A.电池容量5200mAh的单位为电荷量的单位,所以电池容量是指电池储存电荷量的大小,A错误;
B.机器人正常工作的额定电压为,额定功率为,则根据
P = UI
可计算出
I = 4A
则机器人正常工作的电流为4A,B错误;
C.由题知锂电池容量为,机器人工作时额定电压为,则可计算出机器人充满电时储存的总电能为
E = qU= 78Wh
由能量守恒定律可知总化学能为78Wh,C错误;
D.机器人充满电后一次工作时间最多为
t = = h = 1.3h
D正确。
故选D。
二、多项选择题(本题共3道小题,在每小题给出的四个选项中,至少有两个选项是符合题意的。每小题3分,共9分,全部选对的得3分,选不全的得2分,有选错或不答的不得分。)
13. 下列说法中正确的是( )
A. 只要体积小的带电体就能看做点电荷
B. 摩擦起电、接触起电、感应起电都遵循电荷守恒定律
C. 带电体所带电荷量可以是任意的,不一定是元电荷的整数倍
D. 引入“点电荷”的概念,科学方法上属于建立理想物理模型的方法
【答案】BD
【解析】
【详解】A.当带电体的形状和体积对所研究问题的影响可以忽略时,带电体才能够看为点电荷,可知,不能够认为只要体积小的带电体就能看做点电荷,故A错误;
B.根据电荷守恒定律可知,摩擦起电、接触起电、感应起电都遵循电荷守恒定律,故B正确;
C.带电体所带电荷量不是任意的,带电体所带电荷量一定是元电荷的整数倍,故C错误;
D.当带电体的形状和体积对所研究问题的影响可以忽略时,带电体才能够看为点电荷,可知,引入“点电荷”的概念,科学方法上属于建立理想物理模型的方法,故D正确。
故选BD。
14. 传感器是自动控制设备中不可缺少的元件。图是一种测定位移的电容式传感器电路,电源电动势为E,电路中电阻阻值为R。在该电路中,闭合S一段时间后,使电介质缓慢向右移动(未完全进入),则在电介质移动的过程中( )
A. 通过电流表G的电流始终为零
B. 电容器两极板所带电荷量增大
C. 通过电流表G的电流方向由b至a
D. 电容器两极板之间的电压大于电源电动势E
【答案】BC
【解析】
【详解】ABC.使电介质缓慢向右移动,相当于介质增加,由
知电容增加,两板间的电压不变,根据Q=CU
知极板上的带电量增加,电容器充电,通过电流表的电流由b至a,故A错误,BC正确;
D.因电容器两极总与电源相连,则两极板之间的电压等于电源电动势E,故D错误。
故选BC。
15. 如图甲为手控可调节亮度的台灯,其内部电路可简化为如图乙所示的电路图。通过调节图乙所示电位器接入电路的阻值,即可调节电源的输出功率。若电源电动势,内阻,灯泡电阻(固定不变),调节电位器即可改变台灯亮度,电位器接入电路中的阻值可在之间调节,则( )
A. 电源最大输出功率为8W B. 灯泡L消耗的最大功率为2.5W
C. 电位器的最大功率为2.5W D. 当时,电源输出的功率最大
【答案】AC
【解析】
【详解】AD.当满足时电源输出功率最大,但因,则当R0=0时外电阻最接近于内阻,即此时电源输出功率最大,即此时电源的最大输出功率为
选项A正确,D错误;
B.当灯泡L消耗功率最大时,电路电流最大,总电阻最小,此时R0=0,根据选项A的计算可知,即此时灯泡L消耗的最大功率为8W,选项B错误;
C.将灯泡RL视为电源内阻,则当
时电位器的功率最大,最大功率为
选项C正确;
故选AC。
第二部分 非选择题(共55分)
三、实验题(共18分)
16. 物理实验一般都涉及实验目的、实验原理、实验仪器、实验方法、实验操作、数据分析等。
(1)用螺旋测微器测量金属丝的直径,其中某一次测量结果如图甲所示,其读数应为______mm;在图乙所示的实物图中,字母G所指部件的功能是______。
(2)用欧姆表测量金属丝电阻的阻值,选用欧姆表“×1”挡进行粗测,正确操作后,表盘指针如图所示,可知该电阻的测量值约为______Ω。
(3)在完成(2)实验后,需要继续测量一个阻值约150Ω的电阻。在用红、黑表笔接触这个电阻两端进行测量之前,请选择以下必须的步骤,并按操作顺序逐一写出步骤的序号:______。
A.将红表笔和黑表笔接触
B.把选择开关旋转到“×1”位置
C.把选择开关旋转到“×10”位置
D.调节欧姆调零旋钮使表针指向欧姆零点
(4)将电池、开关和灯泡组成串联电路,如图所示。闭合开关时,发现灯泡不发光。为了寻找故障原因,某同学在闭合开关且不拆开导线的情况下,用多用电表直流电压挡进行检测。他将红表笔与接线柱A接触并保持不动,用黑表笔分别接触接线柱B、C、D、E、F。他发现,当黑表笔接触B、C、D时,示数为1.50V;黑表笔接触E、F时,示数为0。若该电路中只存在一处故障,则灯泡不发光的原因可能是______。
A. 灯泡短路 B. 开关接触不良
C. DE间导线断路 D. AF间导线断路
【答案】(1) ①. 2.150 ②. 见解析
(2)8.0 (3)CAD (4)C
【解析】
【小问1详解】
[1]根据螺旋测微器的读数规律,该读数为
[2]在图乙所示的实物图中,字母G所指部件是紧固螺丝,它的功能是制动测微螺杆的移动,使测微螺杆固定后读数。
【小问2详解】
根据欧姆表的读数规律,该读数为
【小问3详解】
为了减小实验误差,需要使指针指在中央刻线附近,由于正中央刻线为15,待测电阻值约为150Ω,所以先把选择开关旋转到“×10”位置,然后需要进行欧姆调零,即将红表笔和黑表笔接触,调节欧姆调零旋钮使表针指向欧姆零点。即顺序为CAD。
【小问4详解】
当黑表笔接触B、C、D时,示数为1.50V,电压近似等于电源电动势,表明B、C、D之外的电路发生了断路,黑表笔接触E、F时,示数为0,表明A、F、E之外的电路断路,可知,故障原因是DE间导线断路。
故选C。
17. 某学习小组想测量一节干电池的电动势和内阻,他们在实验室找到如下器材:
干电池一节(电动势约1.5V,内阻小于);电压表V(量程0~3V,内阻约3KΩ);
电流表A(量程0~0.6A,内阻约0.1Ω);滑动变阻器R(最大阻值约为10Ω);
定值电阻R1(阻值2Ω); 定值电阻R2(阻值5Ω);
开关一个,多用电表一个;导线若干。
(1)为了估测电池的电动势和内阻,先用多用电表进行测量,组内三位同学的操作如下,你认为正确的是_________。(单选)
A. 小明选择直流电压10V挡,红表笔接电池负极、黑表笔接电池正极,测量电池的电动势
B. 小莉选择直流电压2.5V挡,红表笔接电池正极、黑表笔接电池负极,测量电池的电动势
C. 小阳选择欧姆挡合适的倍率,欧姆调零后,直接将红、黑表笔与电池两极连接,测量电池内阻
(2)要求尽量减小实验误差,学习小组按图甲所示的电路进行实验。请你用笔画线代替导线,根据图甲完成图乙中的实物间的连线____。
(3)实验中,通过调节滑动变阻器的滑片使电流表示数逐渐接近满偏,记录此过程中电压表和电流表的示数,根据实验数据在坐标纸上描点绘制图线,如图所示,图线中的电压变化范围比较小,出现该现象的主要原因是 。(选填选项前的字母)
A. 电压表分流 B. 电流表内阻较小
C. 干电池的内阻较小 D. 滑动变阻器的最大阻值较小
(4)针对实验中电压表示数的变化范围比较小的问题,该小组利用在实验室中找到的器材调整了实验方案,并根据重新测量得到的数据在坐标纸上画出新的U-I图线,如图所示。请根据图推测该小组调整后的实验方案是__________________________。
【答案】(1)B (2) (3)C
(4)见解析
【解析】
【小问1详解】
AB.可以用多用电表的直流电压挡测粗测电源电动势,同时因为电池的电动势在1.5V左右,故选择直流电压2.5V挡,测电池的电动势时,红表笔是正接线柱接电池正极、黑表笔是负接线柱接电池负极,故A错误,B正确;
C.由于欧姆表有内置电源,不能用多用电表的欧姆挡直接测量电池内阻,故C错误。
故选B
【小问2详解】
根据图甲电路图,完整的实物连线如图所示
【小问3详解】
根据闭合电路欧姆定律可得路端电压为
当干电池的内阻r太小时,干路电流I有较大变化时,Ir变化很小,电压表示数即路端电压U变化很小,电压表示数变化范围很小。
故选C。
【小问4详解】
为了解决实验中电压表示数的变化范围比较小的问题,可以在电源旁边串联一个定值电阻,等效增大电源内阻;根据闭合电路欧姆定律可得
根据新的图线可得
可知该小组调整后的实验方案是将定值电阻与电源串联。
四、计算论证题(共5道小题,共37分)
解题要求:写出必要的文字说明、方程式、演算步骤和答案。有数值计算的题,答案必须明确写出数值和单位。
18. 电场中某区域的电场线分布如图所示,A、B是电场中的两点。一个电荷量q= - 4.0×10-8的点电荷,放在电场中的A点时所受电场力为F=2.0×10-4N。
(1)求A点电场强度的大小EA;
(2)如果将点电荷q从电场中的A点移到B点,电场力做功WAB=8.0×10-7J,求A、B两点间的电势差UAB。
【答案】(1)
(2)
【解析】
【小问1详解】
A点电场强度的大小为
【小问2详解】
A、B两点间的电势差为
19. 在如图所示的电路中,电压表视为理想电表,电阻箱接入电路的阻值,电源的电动势,电源内电阻,闭合开关后,求:
(1)通过电阻箱的电流I;
(2)电压表示数U;
(3)电阻箱的热功率P。
【答案】(1)
(2)
(3)
【解析】
【小问1详解】
根据闭合电路欧姆定律有
【小问2详解】
根据电压、电流和电阻的关系有
【小问3详解】
根据热功率的计算公式有
20. 如图所示,长为的绝缘细线一端悬于点,另一端系一质量为、电荷量为的小球。现将此装置放在水平向右的匀强电场中,小球静止在点,此时细线与竖直方向成角。重力加速度为,,。
(1)请画出小球在点的受力分析图并判断小球的带电性质;
(2)求该匀强电场的电场强度的大小;
(3)若将小球向左拉起至与点处于同一水平高度且细绳刚好紧张,将小球由静止释放,小球运动到最低点时的速度大小。
【答案】(1)正电;(2);(3)
【解析】
【详解】(1)由图可以知道,小球受到的电场力方向向左,电场方向向右,所以小球带正电。
(2)小球受三个力作用处于平衡状态,有
可得
(3)小球从水平位置到竖直方向的过程中重力和电场力做功,根据动能定理得
联立计算得出
21. 某同学为研究“电动机工作过程中的能量转化”,设计了如图甲所示的电路,当卡住电动机让其不转动时,闭合开关S,读出电压表和电流表的示数分别为2.4V和0.4A,断开开关。接下来打开位移传感器软件,再次闭合开关S,电动机正常工作并向上吊起重物及位移传感器,读出此时电压表和电流表的示数分别为2.7V和0.1A,位移传感器软件记录重物的位置x随时间t变化的关系图像如图乙所示,最后关闭位移传感器软件,断开开关S。电表均视为理想电表,重力加速度。求:
(1)直流电源的内阻r;
(2)电动机正常工作时,重物向上运动的速度v大小;
(3)电动机正常工作时的效率。
【答案】(1)
(2)
(3)
【解析】
【小问1详解】
卡住电动机让其不转动时
电动机正常工作时
联立解得
【小问2详解】
由x-t图可知电动机正常工作时,重物上升速率为
【小问3详解】
电动机卡住时,可算出电动机内阻
则电动机正常工作时产生的电热功率
电动机正常工作时总功率
则电动机正常工作时的效率约为
22. 某种空气净化装置原理如图所示,由空气和带负电的灰尘颗粒物(视为小球)组成的均匀混合气流进入由一对平行金属板构成的集尘器。在集尘器中,空气和带电颗粒沿板方向的速度保持不变,在匀强电场作用下,有些带电颗粒能打到集尘板上被收集。已知金属板长度为L,间距为d、板间最初电压为U,不考虑重力影响和颗粒间的相互作用。求:
(1)若不计空气阻力,沿中轴线进入电场的质量为m、电量为的颗粒打在集尘板上时的动能;
(2)若不计空气阻力,能被集尘板全部收集的颗粒比荷的最小值;
(3)若计空气阻力,颗粒所受阻力与其相对于空气的速度v方向相反,大小为f = krv,其中r为颗粒的半径,k为常量。假设颗粒在金属板间经极短时间加速达到最大速度。当半径为R、电荷量为的颗粒恰好全部被收集,求这时两金属板间的电压U2 。
【答案】(1)
(2)
(3)
【解析】
【小问1详解】
根据动能定理
解得颗粒打在集尘板上时的动能
【小问2详解】
若颗粒从上板下边缘进入经电场偏转后能打在集尘板上,则该种颗粒能全部被收集,其中打在右边缘上的颗粒比荷最小,则
根据牛顿第二定律
颗粒做类平抛运动,则
联立解得
【小问3详解】
颗粒金属板间经极短时间加速达到最大速度,做匀速直线运动,则
且
解得
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延庆区2024-2025学年第一学期期末试卷
高二物理
第一部分 选择题(共45分)
考生须知
1.考生要认真填写考场号和座位序号。
2.本试卷共8页,分为两个部分。第一部分为选择题,包括15个小题(共45分);第二部分为非选择题,包括两道大题,共8个小题(共55分)。
3.试题所有答案必须填涂或书写在答题卡上,在试卷上作答无效。第一部分必须用2B铅笔作答;第二部分必须用黑色字迹的签字笔作答,作图时必须使用2B铅笔。
4.考试结束后,考生应将试卷和答题卡放在桌面上,待监考员收回。
一、单项选择题(本题共12道小题,在每小题给出的四个选项中,只有一个选项是符合题意的,请将最符合题意的选项选出。每小题3分,共36分)
1. 下列物理量中,属于矢量的是( )
A. 磁感应强度 B. 电动势 C. 电流 D. 磁通量
2. A为已知某电场中的一固定点,在A点放一电荷量为+q的试探电荷,所受电场力为F,A点的场强为E,则( )
A. 若在A点移去电荷“+q”,A点的场强变为零
B. 若在A点换上电量为“-q”的电荷,A点的场强方向发生变化
C. A点场强的大小、方向与试探电荷的电荷量、正负均无关
D. 若在P点换上电荷量为+2q的点电荷,该电荷在P点受到的力仍为F
3. 如图所示,真空中有带电量Q的点电荷位于某点P处,已知点P在M、N连线上且MP=3PN,则该点电荷在M点和N点产生的电场强度EM和EN的大小关系正确的是( )
A. EM=3EN B. EM=9EN
C EM=EN D. EM=EN
4. 电源电动势的大小反映的是( )
A. 电源把电能转化为其他形式能的本领的大小
B. 电源把其他形式的能转化为电能的本领的大小
C. 电源单位时间内传送电荷量的多少
D. 电源中非静电力做功的快慢
5. 如图所示,一对用绝缘柱支撑的金属导体A和B,使它们彼此接触。起初它们不带电,贴在下部的两金属箔是闭合的。现将一个带正电的导体球C靠近导体A,如图所示。下列说法正确的是( )
A. 导体A的部分正电荷转移到导体B上,导体A带负电
B. 导体A下面的金属箔张开,导体B下面的金属箔仍闭合
C. 移走C,再将导体A、B分开后,则A带负电
D. 将导体A、B分开后,再移走C,则A带负电
6. 一根长为L、横截面积为S的金属棒。棒内单位体积内自由电子数为n,电子的电荷量为e。在棒两端加上恒定电压U时,棒内自由电子定向运动的平均速率为v,则金属棒的电阻率为( )
A. B. C. D.
7. 示波管是示波器的核心部件,它由电子枪、偏转电极和荧光屏组成。某时刻在荧光屏上的P点出现亮斑,如图所示。则此时( )
A. 电极X和Y应带正电 B. 电极X′和Y应带正电
C. 电极X′和Y′应带正电 D. 电极X和Y′应带正电
8. 图图示所描述的探究活动中,闭合导线框中能够产生感应电流的是( )
A. 甲图中,线框在匀强磁场中垂直于磁场方向水平向右运动
B. 乙图中,线框在匀强磁场中绕垂直于磁场方向的轴转动
C. 丙图中,线框在纸面内平动靠近磁铁
D. 丁图中,线框在纸面内平行于通电导线向上移动
9. 如图所示,两个带等量负电点电荷位于M、N两点上,E、F是连线中垂线上的两点。为、的交点,。一带正电的点电荷在E点由静止释放后( )
A. 做匀加速直线运动
B. 在O点所受静电力最大
C. 由E到F的过程中电势能先增大后减小
D. 由E到O的时间等于由O到F的时间
10. 如图所示,四盏相同的灯泡并联接在电池组两端,闭合S1后,灯泡L1正常发光。依次闭合S2、S3、S4,灯泡L2、L3、L4也依次亮起来,在此过程中电流表A1和A2示数的变化情况是( )
A. A1和A2的示数都逐渐增大
B. A1和A2的示数都逐渐减小
C. A1的示数逐渐增大,A2的示数逐渐减小
D. A1的示数逐渐减小,A2的示数逐渐增大
11. 如图所示,一带正电的点电荷固定于O点,图中虚线为以O为圆心的一组等间距的同心圆。一带电粒子以一定初速度射入点电荷的电场,实线为粒子仅在静电力作用下的运动轨迹,a、b、c为运动轨迹上的三点。则该粒子( )
A. 带负电
B. 在c点受静电力最大
C. 在a点的电势能小于在b点的电势能
D. 由a点到b点的动能变化量大于由b点到c点的动能变化量
12. 扫地机器人是智能家用电器的一种,它利用自身携带的小型吸尘部件进行吸尘清扫。如图所示为某品牌扫地机器人,已知其工作时额定电压为,额定功率为,充电时额定电压为,额定电流为,充电时间约为,锂电池容量为,则下列说法正确的是( )
A. 电池容量是指电池储存电能的大小 B. 机器人正常工作的电流为
C. 机器人充满电时储存的化学能为 D. 机器人充满电后一次工作时间约为
二、多项选择题(本题共3道小题,在每小题给出的四个选项中,至少有两个选项是符合题意的。每小题3分,共9分,全部选对的得3分,选不全的得2分,有选错或不答的不得分。)
13. 下列说法中正确的是( )
A. 只要体积小的带电体就能看做点电荷
B. 摩擦起电、接触起电、感应起电都遵循电荷守恒定律
C. 带电体所带电荷量可以是任意的,不一定是元电荷的整数倍
D. 引入“点电荷”的概念,科学方法上属于建立理想物理模型的方法
14. 传感器是自动控制设备中不可缺少的元件。图是一种测定位移的电容式传感器电路,电源电动势为E,电路中电阻阻值为R。在该电路中,闭合S一段时间后,使电介质缓慢向右移动(未完全进入),则在电介质移动的过程中( )
A. 通过电流表G的电流始终为零
B. 电容器两极板所带电荷量增大
C. 通过电流表G的电流方向由b至a
D. 电容器两极板之间的电压大于电源电动势E
15. 如图甲为手控可调节亮度的台灯,其内部电路可简化为如图乙所示的电路图。通过调节图乙所示电位器接入电路的阻值,即可调节电源的输出功率。若电源电动势,内阻,灯泡电阻(固定不变),调节电位器即可改变台灯亮度,电位器接入电路中的阻值可在之间调节,则( )
A. 电源的最大输出功率为8W B. 灯泡L消耗的最大功率为2.5W
C. 电位器的最大功率为2.5W D. 当时,电源输出的功率最大
第二部分 非选择题(共55分)
三、实验题(共18分)
16. 物理实验一般都涉及实验目的、实验原理、实验仪器、实验方法、实验操作、数据分析等。
(1)用螺旋测微器测量金属丝的直径,其中某一次测量结果如图甲所示,其读数应为______mm;在图乙所示的实物图中,字母G所指部件的功能是______。
(2)用欧姆表测量金属丝电阻的阻值,选用欧姆表“×1”挡进行粗测,正确操作后,表盘指针如图所示,可知该电阻的测量值约为______Ω。
(3)在完成(2)实验后,需要继续测量一个阻值约150Ω的电阻。在用红、黑表笔接触这个电阻两端进行测量之前,请选择以下必须的步骤,并按操作顺序逐一写出步骤的序号:______。
A.将红表笔和黑表笔接触
B.把选择开关旋转到“×1”位置
C.把选择开关旋转到“×10”位置
D调节欧姆调零旋钮使表针指向欧姆零点
(4)将电池、开关和灯泡组成串联电路,如图所示。闭合开关时,发现灯泡不发光。为了寻找故障原因,某同学在闭合开关且不拆开导线的情况下,用多用电表直流电压挡进行检测。他将红表笔与接线柱A接触并保持不动,用黑表笔分别接触接线柱B、C、D、E、F。他发现,当黑表笔接触B、C、D时,示数为1.50V;黑表笔接触E、F时,示数为0。若该电路中只存在一处故障,则灯泡不发光的原因可能是______。
A. 灯泡短路 B. 开关接触不良
C. DE间导线断路 D. AF间导线断路
17. 某学习小组想测量一节干电池的电动势和内阻,他们在实验室找到如下器材:
干电池一节(电动势约1.5V,内阻小于);电压表V(量程0~3V,内阻约3KΩ);
电流表A(量程0~0.6A,内阻约0.1Ω);滑动变阻器R(最大阻值约为10Ω);
定值电阻R1(阻值2Ω); 定值电阻R2(阻值5Ω);
开关一个,多用电表一个;导线若干。
(1)为了估测电池的电动势和内阻,先用多用电表进行测量,组内三位同学的操作如下,你认为正确的是_________。(单选)
A. 小明选择直流电压10V挡,红表笔接电池负极、黑表笔接电池正极,测量电池的电动势
B. 小莉选择直流电压2.5V挡,红表笔接电池正极、黑表笔接电池负极,测量电池电动势
C. 小阳选择欧姆挡合适的倍率,欧姆调零后,直接将红、黑表笔与电池两极连接,测量电池内阻
(2)要求尽量减小实验误差,学习小组按图甲所示的电路进行实验。请你用笔画线代替导线,根据图甲完成图乙中的实物间的连线____。
(3)实验中,通过调节滑动变阻器的滑片使电流表示数逐渐接近满偏,记录此过程中电压表和电流表的示数,根据实验数据在坐标纸上描点绘制图线,如图所示,图线中的电压变化范围比较小,出现该现象的主要原因是 。(选填选项前的字母)
A. 电压表分流 B. 电流表的内阻较小
C. 干电池的内阻较小 D. 滑动变阻器的最大阻值较小
(4)针对实验中电压表示数的变化范围比较小的问题,该小组利用在实验室中找到的器材调整了实验方案,并根据重新测量得到的数据在坐标纸上画出新的U-I图线,如图所示。请根据图推测该小组调整后的实验方案是__________________________。
四、计算论证题(共5道小题,共37分)
解题要求:写出必要的文字说明、方程式、演算步骤和答案。有数值计算的题,答案必须明确写出数值和单位。
18. 电场中某区域的电场线分布如图所示,A、B是电场中的两点。一个电荷量q= - 4.0×10-8的点电荷,放在电场中的A点时所受电场力为F=2.0×10-4N。
(1)求A点电场强度的大小EA;
(2)如果将点电荷q从电场中的A点移到B点,电场力做功WAB=8.0×10-7J,求A、B两点间的电势差UAB。
19. 在如图所示的电路中,电压表视为理想电表,电阻箱接入电路的阻值,电源的电动势,电源内电阻,闭合开关后,求:
(1)通过电阻箱的电流I;
(2)电压表示数U;
(3)电阻箱的热功率P。
20. 如图所示,长为的绝缘细线一端悬于点,另一端系一质量为、电荷量为的小球。现将此装置放在水平向右的匀强电场中,小球静止在点,此时细线与竖直方向成角。重力加速度为,,。
(1)请画出小球在点的受力分析图并判断小球的带电性质;
(2)求该匀强电场的电场强度的大小;
(3)若将小球向左拉起至与点处于同一水平高度且细绳刚好紧张,将小球由静止释放,小球运动到最低点时的速度大小。
21. 某同学为研究“电动机工作过程中的能量转化”,设计了如图甲所示的电路,当卡住电动机让其不转动时,闭合开关S,读出电压表和电流表的示数分别为2.4V和0.4A,断开开关。接下来打开位移传感器软件,再次闭合开关S,电动机正常工作并向上吊起重物及位移传感器,读出此时电压表和电流表的示数分别为2.7V和0.1A,位移传感器软件记录重物的位置x随时间t变化的关系图像如图乙所示,最后关闭位移传感器软件,断开开关S。电表均视为理想电表,重力加速度。求:
(1)直流电源的内阻r;
(2)电动机正常工作时,重物向上运动的速度v大小;
(3)电动机正常工作时的效率。
22. 某种空气净化装置原理如图所示,由空气和带负电的灰尘颗粒物(视为小球)组成的均匀混合气流进入由一对平行金属板构成的集尘器。在集尘器中,空气和带电颗粒沿板方向的速度保持不变,在匀强电场作用下,有些带电颗粒能打到集尘板上被收集。已知金属板长度为L,间距为d、板间最初电压为U,不考虑重力影响和颗粒间的相互作用。求:
(1)若不计空气阻力,沿中轴线进入电场的质量为m、电量为的颗粒打在集尘板上时的动能;
(2)若不计空气阻力,能被集尘板全部收集颗粒比荷的最小值;
(3)若计空气阻力,颗粒所受阻力与其相对于空气的速度v方向相反,大小为f = krv,其中r为颗粒的半径,k为常量。假设颗粒在金属板间经极短时间加速达到最大速度。当半径为R、电荷量为的颗粒恰好全部被收集,求这时两金属板间的电压U2 。
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