内容正文:
北大新世纪实验学校2024-2025学年第一学期期中监测考试
高二物理
注意事项:
1.本场考试时间为75分钟,试题卷共3页,满分100分,答题卡共2页。
2.答卷前,考生务必将自己的姓名、准考证号等填写在答题卡指定位置上。
3.回答选择题时,选出每小题答案后,用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。如需改动,用橡皮擦干净后,在选涂其他答案标号。回答非选择题时,将答案写在答题卡上。写在本试卷上无效。
4.考试结束后,将本试卷和答题卡一并交回。
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. 下列说法中正确的是( )
A. 根据可知,电场中某点的电场强度与试探电荷在该点所受的静电力成正比
B. 电场中某点的电场强度,与试探电荷的受力大小及带电荷量无关
C. 电场中某点的电场强度方向即试探电荷在该点的受力方向
D. 公式和只适用点电荷形成的电场
2. 下列对于运动说法正确的是( )
A. 平抛运动只能分解成水平方向的匀速直线运动和竖直方向上的自由落体运动。
B. 一个匀速直线运动和一个匀变速直线运动合成可能是直线运动也可能是匀变速曲线运动
C. 匀加速直线运动速度一定与时间成正比
D. 匀减速直线运动就是加速度为负值的运动
3. 下面说法正确的是( )
A. 百米赛跑的运动员以9m/s的速度冲过终点,这里的9m/s是指平均速度
B. 加速度不变,速度可能变小;加速度变小,速度可能不变
C. 某质点做方向不变的直线运动,加速度的方向始终与速度方向相同,但加速度大小逐渐减小至0,则此过程中,速度逐渐增大,当加速度为0时,速度最大
D. 在自由落体运动中,第一个2s,第二个2s和第6s内的位移之比为4:12:9
4. 如图所示,在发射地球静止卫星的过程中,卫星先进入椭圆轨道Ⅰ,然后在Q点通过改变卫星速度,让卫星进入地球同步轨道Ⅱ,则:
A. 卫星在P点的加速度比在Q点的加速度小
B. 卫星在同步轨道Ⅱ上的机械能比在椭圆轨道Ⅰ上的机械能大
C. 在椭圆轨道Ⅰ上,卫星在P点的速度小于在Q点的速度
D. 卫星在Q点通过减速实现由轨道Ⅰ进入轨道Ⅱ
5. 如图所示,真空中有两个点电荷,带电荷量分别为和,分别固定在x轴的坐标原点和的位置上。则( )
A. 处场强为零
B. 处的场强为零
C. 处的电势比处的电势高
D. 将一个负的试探电荷从处移动到处的过程中,它的电势能减少
6. 实验室有三只阻值相同的电阻器,选用它们中的部分或全部组成不同的电路,最多可以组成N种不同总阻值的电路,则N为( )
A. 4 B. 5 C. 6 D. 7
7. 小灯泡通电后其电流I随电压U变化的曲线如图所示,P为图线上的一点,PN为图线上P点的切线,PQ为U轴的垂线,PM为I轴的垂线。则下列说法正确的是( )
A. 随着所加电压的增大,小灯泡的电阻增大
B. 对应P点小灯泡的电阻为
C. 对应P点小灯泡的电阻为
D. 对应P点小灯泡功率为图中矩形PQOM所围的面积
二、多项选择题:(本题共3小题,每小题5分,共15分。在每小题给出的四个选项中,有多项符合题目要求;全部选对的得5分,选对但不全的得3分,有选错的得0分。)
8. 如图所示的电路中,R是光敏电阻,当光照强度增大时,它的阻值减小。电压表和电流表均为理想电表,当外界的光照强度减弱时,下列说法正确的是( )
A. 电流表示数增大 B. 电压表的示数增大
C. 电源的总功率减小 D. 电源的输出功率减小
9. 在如图所示的U-I图像中,直线Ⅰ为某一电源的路端电压与电流的关系图像,直线Ⅱ为某一电阻R的伏安特性曲线。用该电源与电阻R组成闭合电路,由图像可知下列说法正确的是( )
A. 电源的电动势为6V B. 电阻R的阻值为1Ω
C. 电源的内阻为2Ω D. 电源的输出功率为4W
10. 如图所示的电路中,电流表为理想电表,电源的电动势为E、内阻为r,闭合开关S,当滑动变阻器的滑片向右滑动时,下列说法正确的是( )
A. 两端的电压增大 B. 的功率增大
C. 电流表的示数变大 D. 通过的电流增大
三、非选择题部分:(本题共5小题,共57分。)
11. 某同学要测量“水果电池”的电动势和内阻,提供下列仪器:
A.待测“水果电池”(电动势E约为1.5 V,内阻r约为100 Ω)
B.毫安表A(量程0 ~ 5 mA,内阻为RA = 60 Ω)
C.电压表V(量程0 ~ 3 V,内阻约5 kΩ)
D.电阻箱R1(0 ~ 99.9 Ω)
E.滑动变阻器R(0 ~ 1000 Ω)
F.开关、导线若干
(1)由于毫安表量程太小,该同学用电阻箱R1与毫安表A并联,将其量程扩大为15 mA,则电阻箱R1需接入阻值为________Ω;
(2)用改装后的电流表完成实验,应该选择的实验电路是图中的________(选填“甲”或“乙”);
(3)根据实验数据画出U − I图线,如图丙所示。由图线可得,“水果电池”的电动势E = ________V,内阻r = ________Ω(结果均保留3位有效数字)。
12. 某物理兴趣小组需要测一段圆柱体形金属导体的电阻率:
(1)设计了如图甲所示的电路先测其电阻,经过多次测量得其阻值为R;
(2)再用刻度尺测得其长度为L,用螺旋测微器测其直径,读数如图乙所示,直径_______;
(3)根据测量数据,可得该导体的电阻率_______(用表示)。
13. 如图所示,在真空中的O点放一个点电荷Q=+1.0×10-9C,直线MN通过O点,OM的距离r=0.30m,M点放一个试探电荷q=-1.0×10-10C,(k=9.0×109N•m2/C2)求:
(1)q在M点受到的电场力大小和方向;
(2)M点的电场强度大小和方向;
(3)只移走q后M点的电场强度大小;
(4)带负电的q在点电荷+Q产生的电场中,M、N两点的电势能哪点大,电势哪点高?
14. 如图所示,当开关S闭合后,小型直流电动机M和指示灯L都能恰好正常工作。已知电源的电动势为E=6V,内阻为r=1Ω,指示灯L的电阻为RL=2.5Ω,额定电流为I=1A,电动机M的线圈电阻为RM=0.5Ω。求:
(1)电源的总功率P;
(2)电动机的电功率P电;
(3)电动机的机械功率P机。
15. 如图所示,电源电动势E=10V,内阻r=1Ω,定值电阻R0=1Ω。闭合开关S后,理想电压表示数为2V,额定功率为9W的灯泡恰能正常发光。已知电动机M的内阻Rm=4Ω,灯泡的电阻保持不变,求:
(1)电源的工作效率;
(2)灯泡的电阻;
(3)电动机对外输出的机械功率。
16. 如图所示,在平面直角坐标系第一象限和第二象限区域内有电场强度均为、方向分别沿负方向和负方向的匀强电场,将一电荷量为、质量为的粒子由第一象限的点静止释放,不计粒子重力,求:
(1)粒子到达轴的时间;
(2)粒子从第二象限电场的左侧边界飞出时的位置坐标。
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北大新世纪实验学校2024-2025学年第一学期期中监测考试
高二物理
注意事项:
1.本场考试时间为75分钟,试题卷共3页,满分100分,答题卡共2页。
2.答卷前,考生务必将自己的姓名、准考证号等填写在答题卡指定位置上。
3.回答选择题时,选出每小题答案后,用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。如需改动,用橡皮擦干净后,在选涂其他答案标号。回答非选择题时,将答案写在答题卡上。写在本试卷上无效。
4.考试结束后,将本试卷和答题卡一并交回。
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. 下列说法中正确的是( )
A. 根据可知,电场中某点的电场强度与试探电荷在该点所受的静电力成正比
B. 电场中某点的电场强度,与试探电荷的受力大小及带电荷量无关
C. 电场中某点的电场强度方向即试探电荷在该点的受力方向
D. 公式和只适用点电荷形成的电场
【答案】B
【解析】
【分析】
【详解】AB.根据比值定义法,有
可知,电场中某点的电场强度与试探电荷在该点所受的静电力无关,只是在数值上等于二者比值而已。故A错误;B正确;
C.电场中某点的电场强度方向即带正电的试探电荷在该点的受力方向。故C错误;
D.公式
是定义式适用于任何电场,
为真空中点电荷的决定式只适用点电荷形成的电场。故D错误。
故选B。
2. 下列对于运动说法正确的是( )
A. 平抛运动只能分解成水平方向的匀速直线运动和竖直方向上的自由落体运动。
B. 一个匀速直线运动和一个匀变速直线运动合成可能是直线运动也可能是匀变速曲线运动
C. 匀加速直线运动的速度一定与时间成正比
D. 匀减速直线运动就是加速度为负值的运动
【答案】B
【解析】
【详解】A.平抛运动并不是只能分解水平和竖直方向,其他方向也可以分解,故A错误;
B.一个水平方向的匀速直线运动与一个竖直方向的自由落体运动可以合成一个匀变速曲线运动,平抛运动,若一个匀速直线运动和一个匀变速直线运动共线,可是以合成一个直线运动,故B正确;
C.匀加速直线运动的初速度为0,速度才与时间成正比,故C错误;
D.匀减速直线运动就是加速度与速度方向相反的运动,加速度可能为负值,也可能为正值,故D错误。
故选B。
3. 下面说法正确的是( )
A. 百米赛跑的运动员以9m/s的速度冲过终点,这里的9m/s是指平均速度
B. 加速度不变,速度可能变小;加速度变小,速度可能不变
C. 某质点做方向不变的直线运动,加速度的方向始终与速度方向相同,但加速度大小逐渐减小至0,则此过程中,速度逐渐增大,当加速度为0时,速度最大
D. 在自由落体运动中,第一个2s,第二个2s和第6s内的位移之比为4:12:9
【答案】C
【解析】
【详解】A.百米赛跑的运动员以9m/s的速度冲过终点,这里的9m/s是指瞬时速度,故A错误;
B.加速度不变,如果加速度方向与速度方向相反,则速度减小;只要存在加速度,速度一定发生变化,所以加速度变小,速度不可能不变,故B错误;
C.某质点做方向不变的直线运动,加速度的方向始终与速度方向相同,但加速度大小逐渐减小至0,则此过程中,速度逐渐增大,当加速度为0时,速度最大,故C正确;
D.在自由落体运动中,设重力加速度大小为,则第一个2s内的位移为
在末的速度为
则第二个2s内的位移为
在末的速度为
则第第6s内的位移为
则第一个2s,第二个2s和第6s内的位移之比为
故D错误。
故选C。
4. 如图所示,在发射地球静止卫星的过程中,卫星先进入椭圆轨道Ⅰ,然后在Q点通过改变卫星速度,让卫星进入地球同步轨道Ⅱ,则:
A. 卫星在P点的加速度比在Q点的加速度小
B. 卫星在同步轨道Ⅱ上的机械能比在椭圆轨道Ⅰ上的机械能大
C. 在椭圆轨道Ⅰ上,卫星在P点的速度小于在Q点的速度
D. 卫星在Q点通过减速实现由轨道Ⅰ进入轨道Ⅱ
【答案】B
【解析】
【详解】A、根据牛顿第二定律得,解得,由于卫星在点的轨道半径比在点的轨道半径小,即,所以知卫星在点的加速度比在点的加速度大,故选项A错误;
BD、卫星从椭圆轨道Ⅰ进入同步轨道Ⅱ需要在点需加速,使万有引力小于所需向心力,做离心运动,所以卫星在同步轨道Ⅱ上的机械能比在椭圆轨道Ⅰ上的机械能大,故选项B正确,D错误;
C、在椭圆轨道Ⅰ上,根据动能定理得从到的过程,万有引力做正功,则动能增大,所以的速度大于点的速度,故选项C错误;
5. 如图所示,真空中有两个点电荷,带电荷量分别为和,分别固定在x轴的坐标原点和的位置上。则( )
A. 处的场强为零
B. 处的场强为零
C. 处的电势比处的电势高
D. 将一个负的试探电荷从处移动到处的过程中,它的电势能减少
【答案】A
【解析】
【分析】
【详解】AB.两电荷间距离,设距电荷右侧距离为r处场强为0,则
解得,即处的场强为零,可知到间场强方向沿x轴负方向,处场强方向沿x轴正方向,故A项正确,B项错误。
C.到间场强方向沿x轴负方向,沿电场线方向电势降低,则处的电势比处的电势低,故C项错误。
D.处场强方向沿x轴正方向,则处的电势大于处的电势,将一个负的试探电荷从处移动到处的过程中,它的电势能增加,故D项错误。
故选A。
6. 实验室有三只阻值相同的电阻器,选用它们中的部分或全部组成不同的电路,最多可以组成N种不同总阻值的电路,则N为( )
A. 4 B. 5 C. 6 D. 7
【答案】D
【解析】
【详解】可以用一个,也可以同时用两个,还可以同时用三个,可组成七种方式,如下图所示
故D正确。
故选D。
7. 小灯泡通电后其电流I随电压U变化的曲线如图所示,P为图线上的一点,PN为图线上P点的切线,PQ为U轴的垂线,PM为I轴的垂线。则下列说法正确的是( )
A. 随着所加电压的增大,小灯泡的电阻增大
B. 对应P点小灯泡的电阻为
C. 对应P点小灯泡的电阻为
D. 对应P点小灯泡的功率为图中矩形PQOM所围的面积
【答案】ABD
【解析】
【详解】A.由图像可知灯泡的电阻,等于图线上的点与原点O连线斜率的倒数,可知电压增大,此斜率减小,则灯泡的电阻增大,故A正确;
BC.由图像可知,P点对应的电压为U1,电流为,则灯泡的电阻
故B正确,C错误;
D.对应P点小灯泡的功率为
所以对应P点小灯泡的功率为图中矩形PQOM所围的面积,故D正确。
故选ABD。
二、多项选择题:(本题共3小题,每小题5分,共15分。在每小题给出的四个选项中,有多项符合题目要求;全部选对的得5分,选对但不全的得3分,有选错的得0分。)
8. 如图所示的电路中,R是光敏电阻,当光照强度增大时,它的阻值减小。电压表和电流表均为理想电表,当外界的光照强度减弱时,下列说法正确的是( )
A. 电流表的示数增大 B. 电压表的示数增大
C. 电源的总功率减小 D. 电源的输出功率减小
【答案】BC
【解析】
【详解】AB.当外界的光照强度减弱时,光敏电阻R的值增大,电路中的总电阻增大,根据闭合电路欧姆定律可知,电路总电流减小,路端电压增大;则电流表的示数减小,两端电压减小,则光敏电阻R两端电压增大,电压表的示数增大,故A错误,B正确;
C.电源的总功率为
由于电路总电流减小,所以电源的总功率减小,故C正确;
D.电源的输出功率为
当外电阻等于内阻时,电源的输出功率最大,由于题干不清楚外电阻与内阻的关系,所以无法判断输出功率的变化,故D错误。
故选BC。
9. 在如图所示的U-I图像中,直线Ⅰ为某一电源的路端电压与电流的关系图像,直线Ⅱ为某一电阻R的伏安特性曲线。用该电源与电阻R组成闭合电路,由图像可知下列说法正确的是( )
A. 电源的电动势为6V B. 电阻R的阻值为1Ω
C. 电源的内阻为2Ω D. 电源的输出功率为4W
【答案】BD
【解析】
【详解】AC.根据闭合电路欧姆定律有
当时,由图像Ⅰ可知电源的电动势为3V;
图像Ⅰ斜率的绝对值表示电源的内阻,则有,故AC错误;
B.由图可知,电阻的U-I关系如Ⅱ所示,电阻,故B正确;
D.电源的输出功率为P=IU=2×2W=4W,故D正确。
故选BD。
10. 如图所示的电路中,电流表为理想电表,电源的电动势为E、内阻为r,闭合开关S,当滑动变阻器的滑片向右滑动时,下列说法正确的是( )
A. 两端的电压增大 B. 的功率增大
C. 电流表的示数变大 D. 通过的电流增大
【答案】AC
【解析】
【分析】
【详解】A.闭合开关,当滑动变阻器的滑片向右滑动时,其接入电路的电阻增大,外电路总电阻增大,则干路电流I减小,路端电压U增大,两端的电压等于路端电压,则两端的电压增大,选项A正确;
B.通过的电流增大,通过的电流
I减小,增大,则减小,故的功率减小,选项B错误;
C.电压也减小,、并联电压
U增大,减小,则增大,故通过电流表的电流增大,电流表的示数变大,选项C正确;
D.通过的电流
减小,增大,则减小,选项D错误。
故选AC。
三、非选择题部分:(本题共5小题,共57分。)
11. 某同学要测量“水果电池”的电动势和内阻,提供下列仪器:
A.待测“水果电池”(电动势E约为1.5 V,内阻r约为100 Ω)
B.毫安表A(量程0 ~ 5 mA,内阻为RA = 60 Ω)
C.电压表V(量程0 ~ 3 V,内阻约5 kΩ)
D.电阻箱R1(0 ~ 99.9 Ω)
E.滑动变阻器R(0 ~ 1000 Ω)
F.开关、导线若干
(1)由于毫安表的量程太小,该同学用电阻箱R1与毫安表A并联,将其量程扩大为15 mA,则电阻箱R1需接入阻值为________Ω;
(2)用改装后的电流表完成实验,应该选择的实验电路是图中的________(选填“甲”或“乙”);
(3)根据实验数据画出U − I图线,如图丙所示。由图线可得,“水果电池”的电动势E = ________V,内阻r = ________Ω(结果均保留3位有效数字)。
【答案】 ①. 30 ②. 乙 ③. 1.60 ④. 86.7
【解析】
【详解】(1)[1]由并联电路的规律可得
解得
(2)[2]由于电流表内阻已知,因此采用电流表外接,电流表分压的误差就可以避免了,故选乙电路。
(3)[3][4]改装后电流表的内阻为
则由闭合电路欧姆定律可得
变形可得
由图像可得
解得
12. 某物理兴趣小组需要测一段圆柱体形金属导体的电阻率:
(1)设计了如图甲所示的电路先测其电阻,经过多次测量得其阻值为R;
(2)再用刻度尺测得其长度L,用螺旋测微器测其直径,读数如图乙所示,直径_______;
(3)根据测量数据,可得该导体的电阻率_______(用表示)。
【答案】 ①. 4.584##4.585##4.586 ②.
【解析】
【详解】(2)[1]螺旋测微器测其直径
d=4.5mm+0.01mm×8.5=4.585mm
(3)[2]根据
解得
13. 如图所示,在真空中的O点放一个点电荷Q=+1.0×10-9C,直线MN通过O点,OM的距离r=0.30m,M点放一个试探电荷q=-1.0×10-10C,(k=9.0×109N•m2/C2)求:
(1)q在M点受到的电场力大小和方向;
(2)M点的电场强度大小和方向;
(3)只移走q后M点的电场强度大小;
(4)带负电的q在点电荷+Q产生的电场中,M、N两点的电势能哪点大,电势哪点高?
【答案】(1)1.0×10-8 N,方向沿MO指向O
(2)100N/C,方向沿OM连线背离O
(3)100N/C (4)电势能N点大,电势M点高
【解析】
【小问1详解】
q在M点受到的电场力 , 方向沿MO指向O
【小问2详解】
M点的电场强度大小 , 方向沿OM连线背离O
【小问3详解】
只移走q后M点的电场强度大小
【小问4详解】
将q从M点移到N点,电场力做负功,电势能增大,电势能N点大。
电场线的方向由M点指向N点,沿着电场线的方向电势降低,所以M点电势高。
14. 如图所示,当开关S闭合后,小型直流电动机M和指示灯L都能恰好正常工作。已知电源的电动势为E=6V,内阻为r=1Ω,指示灯L的电阻为RL=2.5Ω,额定电流为I=1A,电动机M的线圈电阻为RM=0.5Ω。求:
(1)电源的总功率P;
(2)电动机的电功率P电;
(3)电动机的机械功率P机。
【答案】(1);(2);(3)
【解析】
【详解】(1)当开关S闭合后,小型直流电动机M和指示灯L都能恰好正常工作,且指示灯额定电流为I=1A,由于小型直流电动机M和指示灯L是串联,可知此时电路中电流为1A,电源的总功率为
(2)电动机两端电压为
电动机的电功率为
(3)电动机的机械功率为
15. 如图所示,电源电动势E=10V,内阻r=1Ω,定值电阻R0=1Ω。闭合开关S后,理想电压表示数为2V,额定功率为9W的灯泡恰能正常发光。已知电动机M的内阻Rm=4Ω,灯泡的电阻保持不变,求:
(1)电源的工作效率;
(2)灯泡的电阻;
(3)电动机对外输出的机械功率。
【答案】(1)
(2)
(3)
【解析】
【小问1详解】
电压表测定值电阻两端电压,设干路电流为,则内阻分到的电压
电源的工作效率
【小问2详解】
灯泡上的电压
小灯泡上的电流为
小灯泡上的电阻为
【小问3详解】
电动机上电流
电动机与灯泡并联,则电动机上电压与灯泡上电压相等,电动机对外输出的机械功率
16. 如图所示,在平面直角坐标系第一象限和第二象限区域内有电场强度均为、方向分别沿负方向和负方向的匀强电场,将一电荷量为、质量为的粒子由第一象限的点静止释放,不计粒子重力,求:
(1)粒子到达轴的时间;
(2)粒子从第二象限电场的左侧边界飞出时的位置坐标。
【答案】(1);(2)
【解析】
【详解】(1)粒子在第一象限内做匀加速直线运动,根据牛顿第二定律有
根据位移公式有
解出
(2)粒子从第一象限内,根据速度公式有
粒子从第二象限内做类平抛运动,加速度大小与第一象限内相等,若粒子达到轴之前已经飞出电场,则有
解得
表明粒子在达到轴之前已经飞出电场,之后做匀速直线运动,则飞出点的横坐标为,纵坐标为
则粒子从第二象限电场的左侧边界飞出时的位置坐标为
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