内容正文:
三门县瑞杰中学高二物理十月月考卷
一、单选题(共40分)
1. 下列说法正确的是( )
A. 密立根最早测定了元电荷的数值
B. 卡文迪许发现了万有引为定律
C. 伽利略认为物体下落的快慢与其轻重有关
D. 爱因斯坦提出相对论,认为运动物体的长度与其运动状态无关
【答案】A
【解析】
【详解】A.密立根最早测定了元电荷的数值,故A正确;
B.牛顿发现了万有引为定律,故B错误;
C.伽利略认为物体下落的快慢与其轻重无关,故C错误;
D.爱因斯坦提出相对论,认为运动物体的长度与其运动状态有关,故D错误。
故选A。
2. 两个完全相同的金属小球A、B,球A所带电荷量为,球B所带电荷量为。现将球B与球A接触后,移到与球A相距为d处(d远远大于小球半径)。已知静电力常量为k,则此时两球A、B之间相互作用的库仑力大小是( )
A. B. C. D.
【答案】D
【解析】
【详解】两球A、B接触后,电量先中和再平分,即
再由库仑定律,得
故选D。
3. 带电金属小球形成的电场如图所示,下列说法正确的是( )
A. 该电场是匀强电场
B. 、两点电场强度方向相同
C. 、两点电场强度大小相等
D. 点的电场强度比点的小
【答案】B
【解析】
【分析】
【详解】A. 该电场的电场线不是平行等距的,则不是匀强电场,选项A错误;
B. M、N两点电场强度方向相同,选项B正确;
CD. 根据可知,距离带电小球越近的位置场强越大,可知M点电场强度大于N点的场强,选项CD错误;
故选B。
4. 如图所示,A为空心金属球,B为靠近A的另一个原来不带电的枕形金属壳.将另一个带正电的小球C从A球开口处放入A球中央,但不触及A球.则B出现的情况是( )
A. 靠近A的一端带正电,远离A的另一端带负电
B. 靠近A的一端带负电,远离A的另一端带正电
C. 靠近A的一端带负电,远离A的另一端不带电
D. 不带电
【答案】B
【解析】
【详解】带正电的小球C放在A球中央时,A的内侧感应出负电,外侧带正点,当B靠近A时,靠近A的一端就会感应出负电,另一端带正电
A.靠近A的一端带正电,远离A的另一端带负电与分析不符,故A错误;
B.靠近A的一端带负电,远离A的另一端带正电与分析相符,故B正确;
C.靠近A的一端带负电,远离A的另一端不带电与分析不符,故C错误;
D.不带电与分析不符,故D错误.
5. 一带电粒子从电场中的A点运动到B点,该过程中粒子受到的电场力做的功为,粒子除了受到电场力外,还受到了其他力的作用,下列说法正确的是( )
A. 带电粒子的电势能一定减小
B. 带电粒子的电势能一定增加
C. A点的电势一定高于B点的电势
D. B点的电势一定高于A点的电势
【答案】A
【解析】
【详解】AB.电场力做正功,电势能一定减小,故A正确B错误;
CD.电势能减小,则
因为粒子带电性质不确定,所以无法判断电势高低,故CD错误。
故选A。
6. 两异种点电荷电场中的部分等势面如图所示,已知A点电势高于B点电势.若位于a、b处点电荷的电荷量大小分别为qa和qb,则( )
A. a处为正电荷,qa<qb B. a处为正电荷,qa>qb
C. a处为负电荷,qa<qb D. a处为负电荷,qa>qb
【答案】B
【解析】
【详解】试题分析:若把该图象与等量异种点电荷电场中的部分等势面图比较,可以得到:靠近正电荷的点电势高,靠近负电荷的点,电势较低,所以,a处为正电荷.等量异种点电荷电场中的部分等势面图象中的等势面左右对称,无穷远处的电势为0.该图象的左侧的等势线比较密,无穷远处的电势为0,所以无穷远处到两点之间的电势差相比,与a点之间的电势差比较大,所以a点所带的电量就多.综上分析B正确,ACD错误
考点:考查了电场线,电势,
【点睛】该题是常见电场知识的拓宽与延伸,需要有一定的知识迁移能力和较强的逻辑推理能力.对能力的要求相对较高.属于中档题目.
7. 下列说法正确的是( )
A. 以点电荷为球心、r为半径的球面上,各点的场强都相同
B. 正电荷周围的电场一定比负电荷周围的电场强度大
C. 若放入正电荷时,电场中某点的场强向右,则当放入负电荷时,该点的场强仍向右
D. 由,在匀强电场中只要两点间距离相等,则它们之间电势差就相等
【答案】C
【解析】
【详解】A.以点电荷为球心,r为半径的球面上,各点的场强大小相同,但是方向不同,选项A错误;
B.正电荷周围的电场强度不一定比负电荷周围的电场强度大,要看电场线的疏密,选项B错误;
C.在电场中某点放入试探电荷q,该点的电场强度为
取走q后,该点的场强仍为E不变,选项C正确;
D.公式适用于匀强电场,除等势线外其他方向上两点间距离相等,它们之间的电势差就相等,故D错误。
故选C。
8. 如图所示,平行板电容器与电动势为E的直流电源连接,下极板接地,一带电油滴位于电容器中的P点且处于静止状态,现将平行板电容器的上极板竖直向上移动一小段距离,以下判断正确的是( )
A. 带电油滴将竖直向上运动 B. 电容器所带电荷量将增加
C. 平行板电容器的电容将变大 D. P点的电势将降低
【答案】D
【解析】
【详解】BC.由于电容器与电源相连,所以电容器两极板的电压U不变,将平行板电容器的上极板竖直向上移动一小段距离后,根据
可知,d增大,电容C减小,Q减小,故BC错误;
A.根据
可知,电容器极板间的场强变小,带电油滴受到的电场力变小,油滴竖直向下运动,故A错误;
D.由于电容器极板间的场强变小,P点与下极板间的距离不变,则P点与下极板间的电势差减小,但下极板始终接地,电势始终为零,所以P点电势降低,故D正确。
故选D。
9. 有一横截面积为S的铜导线,流经其中的电流为I,设每单位体积的导线内有n个自由电子,电子电荷量为e,此时电子的定向移动速率为v,在时间内,通过导体横截面的自由电子数目为( )
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】
【详解】根据电流的定义式
在时间内通过导体横截面的自由电子的电量
则在时间内,通过导体横截面的自由电子的数目为
又
故B正确,ACD错误。
故选B。
10. 金属材料的电阻率有以下特点:一般而言,纯金属的电阻率小,合金的电阻率大;金属的电阻率随温度的升高而增大,有的金属电阻率随温度变化而显著变化,有的合金的电阻率几乎不受温度的影响.根据以上的信息,判断下列的说法中正确的是( )
A. 电炉、电阻器的电阻丝一般用合金来制作
B. 连接电路用的导线一般用合金来制作
C. 电阻温度计一般用电阻率几乎不受温度影响的合金来制作
D. 标准电阻一般用电阻率随温度变化而显著变化的金属材料制作
【答案】A
【解析】
【详解】A.合金的电阻率大,故电炉、电阻器的电阻丝一般用合金来制作,故A正确;
B.纯金属的电阻率小,故连接电路用的导线一般用纯金属来制作,故B错误;
C.有的金属电阻率随温度变化而显著变化,故电阻温度计一般用电阻率随温度变化而显著变化的金属材料来制作,故C错误;
D.有的合金的电阻率几乎不受温度的影响,故标准电阻一般用合金材料制作,故D错误;
二、多选题(共12分)
11. 在实验“探究导体电阻与其影响因素”中,小明用螺旋测微器、10分度游标卡尺分别多次测量了同一根金属丝的直径,则下列判断正确的是( )
A. 若读数为0.82mm,则使用的是螺旋测微器
B. 若读数为0.8mm,则使用的是10分度游标卡尺
C. 若使用的是螺旋测微器,读数可能为0.819mm
D. 若使用的是10分度游标卡尺,读数可能为0.81mm
【答案】BC
【解析】
【详解】AC.螺旋测微器的精度是0.01mm,读数时有估读,以mm为单位,小数点后应该是3位,A错误,C正确;
BD.10分度游标卡尺的精度为0.1mm,无估读,则以mm为单位小数点后有1位,B正确,D错误。
故选BC。
【点睛】记住螺旋测微器的读数规则,要估读,以mm为单位小数点后应该是3位;游标卡尺不需要估读,10分度游标卡尺以mm为单位小数点后有1位。
12. 如图所示,甲、乙两个电路都是由一个灵敏电流表G和一个变阻器组成的,已知灵敏电流表的满偏电流,内电阻,则下列说法正确的是( )
A. 甲表是电流表,R增大时量程增大
B. 乙表是电流表,R增大时量程增大
C. 在甲图中,若改装后的电流表测电流时总与标准表测的电流偏小,可稍微增大R来校准
D. 在乙图中,若改装成的电压表的量程为3V,则
【答案】CD
【解析】
【详解】A.甲由一个灵敏电流表G和一个变阻器并联,利用并联电阻的分流,改装成电流表。电流表的量程为
可知当增大时量程减小,故A错误;
B.乙由一个灵敏电流表G和一个变阻器串联,利用串联电阻的分压,改装成电压表。电压表的量程为
可知增大时量程增大,故B错误;
C.在甲图中,若改装后的电流表测电流时总与标准表测的电流偏小,则可稍微增大R,使流过表头电流稍微增大一些,则指针偏转角度稍微大一些,从而进行校准,故C正确;
D.在乙图中,若改装成的电压表的量程为3V,则有
可得
故D正确。
故选CD。
13. 如图甲所示,两平行金属板竖直放置,电子静止在平行金属板中央(不计重力作用)。两板间距离足够大,当两板间加上如图所示的电压后,下列说法中正确的有( )
A. 从t=0时释放电子,电子在两板间振动
B. 从t=0时释放电子,电子将始终向右运动,直到打到右极板上
C. 从t=时释放电子,电子必将打到左极板上
D. 从t=时释放电子,电子可能在两板间振动,也可能打到右极板上
【答案】AC
【解析】
【详解】AB.从t=0时刻释放电子,电子先向右做匀加速运动,再向右匀减速运动到速度为零,然后向左匀加速运动,再向左匀减速运动到速度为零,以后再重复以上运动,所以电子在两板间振动,故A正确,B错误;
CD.从t=时释放电子,电子先向左匀加速运动,到再匀减速运动到速度为零,到再重复以上运动,故电子必将打到左极板上,故C正确,D错误。
故选AC。
三、实验题(共18分)
14. 如图|甲所示是观察电容器的充、放电现象的实验装置。实验中使用了电流传感器来采集电流随时间的变化情况。电源输出电压恒为8V, S是单刀双掷开关,(为平行板电容器。当开关S接1时平行板电容器充电,电容器充电完毕后,把开关改接2进行放电,其放电电流随时间变化关系如图乙所示,由图乙可估算出电容器开始放电时所带的电荷量___________C(保留2位有效数字)如果不改变电路其他参数,只减小电阻R的阻值,则放电时间将___________(填“变长”“不变”或“变知”)。
【答案】 ①. ②. 变短
【解析】
【详解】[1][2] 电容器放电时,根据公式q=It可知,在I-t图像中,图线与横轴围成的面积表示电荷量的多少,由图乙可知,面积表示通过电荷量为
只减小电阻R的阻值,放电电流变大,则时间变短。
15. 现有一合金制成的圆柱体用螺旋测微器测量该圆柱体的直径,用游标卡尺测量该圆柱体的长度,螺旋测微器和游标卡尺的示数如图甲和图乙所示,由图甲读得圆柱体的直径为____mm,由图乙读得圆柱体的长度为____cm。
【答案】 ①. 2.710 ②. 3.975
【解析】
【详解】[1].由图所示可知,螺旋测微器固定刻度示数为2.5mm,可动刻度示数为21.0×0.01mm=0.210mm,螺旋测微器示数为2.5mm+0.210mm=2.710mm;
[2].由图乙所示可知,游标卡尺主尺示数为3.9cm=39mm,游标尺示数为15×0.05mm=0.75mm,游标卡尺示数为39mm+0.75mm=39.75mm=3.975cm。
16. 待测电阻的阻值约为,现要测量其阻值,实验提供器材如下:
A.电流表(量程,内阻约为)
B.电流表(量程,内阻)
C.电压表(量程,内阻约为)
D.定值电阻
E.定值电阻
F.滑动变阻器,最大阻值为,额定电流为
G.滑动变阻器,最大阻值为,额定电流为
H.电源,电动势(内阻不计)
I.电键及导线若干
(1)为了使电表调节范围较大,测量准确,测量时电表读数不得小于其量程的,请从所给的器材中选择合适的实验器材____________________________(均用器材前对应的序号字母填写);
(2)根据你选择的实验器材,请你在虚线框内画出测量的最佳实验电路图并标明元件符号_________;
(3)待测电阻的表达式为_____________________,式中各符号的物理意义为________________。
【答案】 ①. ABEFHI ②. ③. ④. 其中、分别为电流表和的示数
【解析】
【详解】(1)[1]由于电源电动势为4V,电压表V量程为15V,达不到其量程的三分之一,故电压表不能使用;可用电流表与定值电阻串联扩大其电压量程,当作电压表与电流表配合使用伏安法测量待测电阻阻值,由于改装的电压表内阻已知,故电流表采用外接法,改装的电压表电压量程为
此时考虑到干路电流安全问题,故滑动变阻器只能选择,而滑动变阻器最大阻值为,无法起到限流作用,故滑动变阻器采用分压式接法;经过估算当电流表满偏时,电流表也正好满偏,非常匹配,因此满足电表读数不得小于量程的三分之一,故器材选择A、B、E、F、H、I。
(2)[2]电流表与定值电阻串联组成电压表,滑动变阻器采用分压接法,电流表采用外接法,实验电路图如图所示
(3)[3][4]待测电阻两端电压为
通过待测电阻的电流为
待测电阻
其中、分别为电流表和的示数,和分别为定值电阻和电流表的阻值。
四、解答题(共30分)
17. 如图所示,质量为m、电荷量为q的带电小球用长为L的绝缘细线悬于O点,小球处在水平向右的匀强电场中,小球静止时,细线与竖直方向的夹角为30°,重力加速度为g,不计小球的大小,静电力常量为k。
(1)求匀强电场的电场强度大小;
(2)若在O点右侧离O点水平距离为0.75L处的P点(未画出)固定一个带正电的点电荷,小球稳定时恰好静止在O点正下方,求P点处固定的点电荷电荷量大小。
【答案】(1)
(2)
【解析】
【小问1详解】
带电小球处于静止状态,受力平衡,如图
由平衡条件可知
解得
【小问2详解】
设小球所在处的位置与点电荷的连线与竖直方向的夹角为,根据几何关系有
可得
根据电场叠加可知,小球所在处的合场强竖直向下,设合场强大小为E',根据电场的叠加可知
点电荷在小球处产生的场强
根据几何关系可知,小球到点电荷的距离
设点电荷的电荷量为Q,则
联立,解得
18. 如图所示,竖直面内固定一半径为R的光滑绝缘圆环,O为圆心,轻质弹簧一端固定在环上A点,另一端与穿在环上的带负电小球连接,弹簧原长为2R.空间存在水平向左的匀强电场(图中未画出),小球所受电场力大小为重力的2倍,在B点静止释放小球,小球恰能运动到C点,已知小球质量为m,重力加速度为g,求:
(1)小球在B点时弹簧的弹性势能:
(2)若把小球拉到D点由静止释放,其运动到C点时对环的作用力.
【答案】(1) (2),方向向下
【解析】
【详解】(1)从B到C,对小球用动能定理
解得
W弹=mgR
于是
EP=W弹=mgR
(2)从D到C,对小球用动能定理
在C点,对小球分析,竖直方向合力提供向心力
联立两式可得
F=9mg
根据牛顿第三定律,小球对环作用力方向向下,大小为9mg。
19. 如图所示的电路图中,,AB之间电压为6V,求:
(1)电流表A1和A2的读数
(2)R1和R4两端的电压之比。
【答案】(1)0.75A,0.5A;(2)1:2
【解析】
【详解】(1)A端电势高,B端电势低,电流由高电势流向低电势,画出电路中各处的电流方向如图甲所示
电流表和均为理想电流表,故、两点电势相等,、两点电势相等,则、、三个电阻有两个共同的连接点点和点,所以电阻、、 是并联关系,最后跟串联,其等效电路如图乙所示
电流表测量的是通过电阻、的总电流,电流表测量的是通过和的总电流。
(1)、、三个电阻并联的总电阻设为,则有
解得
电路的总电流为
并联部分的电压为
通过、、三个电阻的电流分别为
由图乙可知,电流表的示数是通过与的电流之和,则有
电流表的示数是通过与的电流之和,则有
(2)设两端电压为,因为
所以两端的电压
又
则
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三门县瑞杰中学高二物理十月月考卷
一、单选题(共40分)
1. 下列说法正确的是( )
A. 密立根最早测定了元电荷的数值
B. 卡文迪许发现了万有引为定律
C. 伽利略认为物体下落的快慢与其轻重有关
D. 爱因斯坦提出相对论,认为运动物体的长度与其运动状态无关
2. 两个完全相同的金属小球A、B,球A所带电荷量为,球B所带电荷量为。现将球B与球A接触后,移到与球A相距为d处(d远远大于小球半径)。已知静电力常量为k,则此时两球A、B之间相互作用的库仑力大小是( )
A. B. C. D.
3. 带电金属小球形成的电场如图所示,下列说法正确的是( )
A. 该电场是匀强电场
B. 、两点电场强度方向相同
C. 、两点电场强度大小相等
D. 点的电场强度比点的小
4. 如图所示,A为空心金属球,B为靠近A的另一个原来不带电的枕形金属壳.将另一个带正电的小球C从A球开口处放入A球中央,但不触及A球.则B出现的情况是( )
A. 靠近A的一端带正电,远离A的另一端带负电
B. 靠近A的一端带负电,远离A的另一端带正电
C. 靠近A的一端带负电,远离A的另一端不带电
D. 不带电
5. 一带电粒子从电场中的A点运动到B点,该过程中粒子受到的电场力做的功为,粒子除了受到电场力外,还受到了其他力的作用,下列说法正确的是( )
A. 带电粒子的电势能一定减小
B. 带电粒子的电势能一定增加
C. A点的电势一定高于B点的电势
D. B点的电势一定高于A点的电势
6. 两异种点电荷电场中的部分等势面如图所示,已知A点电势高于B点电势.若位于a、b处点电荷的电荷量大小分别为qa和qb,则( )
A. a处为正电荷,qa<qb B. a处为正电荷,qa>qb
C. a处为负电荷,qa<qb D. a处为负电荷,qa>qb
7. 下列说法正确的是( )
A. 以点电荷为球心、r为半径的球面上,各点的场强都相同
B. 正电荷周围的电场一定比负电荷周围的电场强度大
C. 若放入正电荷时,电场中某点的场强向右,则当放入负电荷时,该点的场强仍向右
D. 由,在匀强电场中只要两点间距离相等,则它们之间电势差就相等
8. 如图所示,平行板电容器与电动势为E的直流电源连接,下极板接地,一带电油滴位于电容器中的P点且处于静止状态,现将平行板电容器的上极板竖直向上移动一小段距离,以下判断正确的是( )
A. 带电油滴将竖直向上运动 B. 电容器所带电荷量将增加
C. 平行板电容器的电容将变大 D. P点的电势将降低
9. 有一横截面积为S的铜导线,流经其中的电流为I,设每单位体积的导线内有n个自由电子,电子电荷量为e,此时电子的定向移动速率为v,在时间内,通过导体横截面的自由电子数目为( )
A. B. C. D.
10. 金属材料的电阻率有以下特点:一般而言,纯金属的电阻率小,合金的电阻率大;金属的电阻率随温度的升高而增大,有的金属电阻率随温度变化而显著变化,有的合金的电阻率几乎不受温度的影响.根据以上的信息,判断下列的说法中正确的是( )
A. 电炉、电阻器的电阻丝一般用合金来制作
B. 连接电路用的导线一般用合金来制作
C. 电阻温度计一般用电阻率几乎不受温度影响的合金来制作
D. 标准电阻一般用电阻率随温度变化而显著变化的金属材料制作
二、多选题(共12分)
11. 在实验“探究导体电阻与其影响因素”中,小明用螺旋测微器、10分度游标卡尺分别多次测量了同一根金属丝的直径,则下列判断正确的是( )
A. 若读数为0.82mm,则使用的是螺旋测微器
B. 若读数为0.8mm,则使用的是10分度游标卡尺
C. 若使用的是螺旋测微器,读数可能为0.819mm
D. 若使用的是10分度游标卡尺,读数可能为0.81mm
12. 如图所示,甲、乙两个电路都是由一个灵敏电流表G和一个变阻器组成的,已知灵敏电流表的满偏电流,内电阻,则下列说法正确的是( )
A. 甲表是电流表,R增大时量程增大
B. 乙表是电流表,R增大时量程增大
C. 在甲图中,若改装后的电流表测电流时总与标准表测的电流偏小,可稍微增大R来校准
D. 在乙图中,若改装成的电压表的量程为3V,则
13. 如图甲所示,两平行金属板竖直放置,电子静止在平行金属板中央(不计重力作用)。两板间距离足够大,当两板间加上如图所示的电压后,下列说法中正确的有( )
A. 从t=0时释放电子,电子在两板间振动
B. 从t=0时释放电子,电子将始终向右运动,直到打到右极板上
C. 从t=时释放电子,电子必将打到左极板上
D. 从t=时释放电子,电子可能在两板间振动,也可能打到右极板上
三、实验题(共18分)
14. 如图|甲所示是观察电容器的充、放电现象的实验装置。实验中使用了电流传感器来采集电流随时间的变化情况。电源输出电压恒为8V, S是单刀双掷开关,(为平行板电容器。当开关S接1时平行板电容器充电,电容器充电完毕后,把开关改接2进行放电,其放电电流随时间变化关系如图乙所示,由图乙可估算出电容器开始放电时所带的电荷量___________C(保留2位有效数字)如果不改变电路其他参数,只减小电阻R的阻值,则放电时间将___________(填“变长”“不变”或“变知”)。
15. 现有一合金制成的圆柱体用螺旋测微器测量该圆柱体的直径,用游标卡尺测量该圆柱体的长度,螺旋测微器和游标卡尺的示数如图甲和图乙所示,由图甲读得圆柱体的直径为____mm,由图乙读得圆柱体的长度为____cm。
16. 待测电阻的阻值约为,现要测量其阻值,实验提供器材如下:
A.电流表(量程,内阻约为)
B.电流表(量程,内阻)
C.电压表(量程,内阻约为)
D.定值电阻
E.定值电阻
F.滑动变阻器,最大阻值为,额定电流为
G.滑动变阻器,最大阻值为,额定电流为
H.电源,电动势(内阻不计)
I.电键及导线若干
(1)为了使电表调节范围较大,测量准确,测量时电表读数不得小于其量程的,请从所给的器材中选择合适的实验器材____________________________(均用器材前对应的序号字母填写);
(2)根据你选择的实验器材,请你在虚线框内画出测量的最佳实验电路图并标明元件符号_________;
(3)待测电阻的表达式为_____________________,式中各符号的物理意义为________________。
四、解答题(共30分)
17. 如图所示,质量为m、电荷量为q的带电小球用长为L的绝缘细线悬于O点,小球处在水平向右的匀强电场中,小球静止时,细线与竖直方向的夹角为30°,重力加速度为g,不计小球的大小,静电力常量为k。
(1)求匀强电场的电场强度大小;
(2)若在O点右侧离O点水平距离为0.75L处的P点(未画出)固定一个带正电的点电荷,小球稳定时恰好静止在O点正下方,求P点处固定的点电荷电荷量大小。
18. 如图所示,竖直面内固定一半径为R的光滑绝缘圆环,O为圆心,轻质弹簧一端固定在环上A点,另一端与穿在环上的带负电小球连接,弹簧原长为2R.空间存在水平向左的匀强电场(图中未画出),小球所受电场力大小为重力的2倍,在B点静止释放小球,小球恰能运动到C点,已知小球质量为m,重力加速度为g,求:
(1)小球在B点时弹簧的弹性势能:
(2)若把小球拉到D点由静止释放,其运动到C点时对环的作用力.
19. 如图所示的电路图中,,AB之间电压为6V,求:
(1)电流表A1和A2的读数
(2)R1和R4两端的电压之比。
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