内容正文:
达州市第一中学校高2023级2024年秋季第二次月考
物 理 试 题
(考试时间:75 分钟 满分:100 分)
一、选择题(本大题共 10 小题,其中 1~7 小题为单项选择题,选对得 4 分,选错不得分,共28 分;8~10小题为多项选择题,全部选对得 6 分,选对但不全得 3 分,有错选得 0 分,共18 分)
1. 以下说法正确的是( )
A. 物理学中引入“质点”、“点电荷”等概念,从科学方法上来说是理想模型法
B. 根据可知,当r → 0时,F → ∞
C. 由Uab = Ed可知,匀强电场中任意两点a、b间的距离越大,则两点间的电势差也一定越大
D. mA·h是能量的单位
2. 如图所示,竖直长导线通以恒定电流I,一闭合线圈MNPQ与导线在同一平面内,当线圈从图示位置逐渐靠近导线时,穿过线圈的磁通量将( )
A. 变小 B. 变大 C. 不变 D. 先变大,后变小
3. 如图所示是一对不等量异种点电荷的电场线分布图,图中两点电荷连线长度为2r,左侧点电荷带电荷量为,右侧点电荷带电荷量为,P、Q两点关于两电荷连线对称。由图可知( )
A. P、Q两点的电场强度相同
B. M点的电场强度小于N点的电场强度
C. 把同一试探电荷放在N点其所受电场力大于放在M点所受的电场力
D. 两点电荷连线的中点处的电场强度为
4. 如图所示,电源电动势E=10V,内阻r=1Ω,R1=3Ω,R2=6Ω,C=30µF,开关S处于闭合状态,则( )
A. 电容器C的带电量为3.0×10-4C
B. S断开,电容器C处于放电状态
C. S断开,电路稳定后,电容器板间初末场强大小之比为E1:E2=4:5
D. S由闭合至断开过程中,流过R1的电荷量为1.2×10-4C
5. 汽车蓄电池供电的简化电路如图所示。当汽车启动时,开关S闭合,启动系统的电动机工作,车灯亮度会有明显变化;当汽车启动之后,开关S断开,启动系统的电动机停止工作,车灯亮度恢复正常。则汽车启动时( )
A. 电源的功率减小
B. 电动机的输出功率等于电源输出功率减去两灯的功率
C. 电源的效率减小
D. 车灯一定变亮
6. 如图所示,电容式麦克风的振动膜是利用超薄金属或镀金的塑料薄膜制成的,它与基板构成电容器,并与电阻、电池构成闭合回路。麦克风正常工作时,振动膜随声波左右振动,下列说法正确的是( )
A. 振动膜向左运动时,振动膜所带的电荷量不变
B. 振动膜向左运动时,电容器的板间电场强度不变
C. 振动膜向右运动时,电阻上有从b到a的电流
D. 振动膜向右运动时,a点的电势比b点的电势高
7. 如图所示,某无限长、竖直放置的粗糙绝缘直杆与等量异种电荷连线的中垂线重合,直杆上有A、B、O三点,其中O为等量异种点电荷连线的中点,。现有一质量为m的带电小圆环从杆上A点以初速度向B点滑动,滑到B点时速度恰好为0。重力加速度大小为g,关于小圆环从A运动到B的过程,下列说法正确的是( )
A. 电场力先做正功后做负功
B. 小圆环的加速度先减小后增大
C. 摩擦力对小圆环做功为
D. 小圆环运动到O点时的动能为
8. 比值定义法是物理学中常用来定义物理量的方法之一,下列物理量中采用比值定义法的是( )
A. 磁感应强度 B. 点电荷场强
C. 电流 D. 电容
9. 在x轴上O、P两点分别放置电荷量为q1、q2的点电荷,一个带负电的试探电荷在两电荷连线上的电势能Ep随x变化关系如图,其中A、B两点电势能为零,BD段中C点电势能最大,则下列说法中正确的是( )
A. q1是负电荷,q2是正电荷,且
B. C点的电场强度大于A点的电场
C. B、C间场强方向沿x轴正方向
D. 将一个正点电荷从B点移到D点,电场力先做负功后做正功
10. 如图所示,电表均为理想电表,两灯泡的电阻均为2r,r为电源内阻的大小,闭合开关S,此时两灯泡正常发光。将滑动变阻器的滑片向下滑动,电压表V1、V2示数变化量的绝对值分别为、,电流表A示数变化量的绝对值为,下列说法正确的是( )
A. V1的示数减小,V2的示数增大
B. 灯泡变亮,灯泡变暗
C. 电源的输出功率减小,效率增大
D. 与的比值等于与的比值
二、实验探究题(第11题6分,每空1分;第12题10分,每空2分;共16分)
11. 由某微安表G的满偏电流。现测得该微安表G内阻为。
(1)若将其改装成量程为的电压表,需要串联一个_______的电阻;
(2)若将其改装为量程的电流表,需要并联一个_______的电阻(结果保留整数);
(3)另外有一个多用电表的表盘读数如图所示。
①如果是用“×10”欧姆挡测量电阻,则被测电阻为_______Ω。
②如果是用直流5V挡测量电压,则被测电压为_______V。
(4)如下图,游标卡尺读数=_______mm;螺旋测微器读数=_______ mm;
12. 测定干电池的电动势和内阻的电路如图(a)所示,MN为一段粗细均匀、电阻率较大的电阻丝,定值电阻R0。调节滑片,记录电压表示数U、电流表示数I及对应的PN长度x,绘制出图(b)所示的U—I图像。
(1)由图(b)求得电池的电动势E=___________V,内阻r=___________Ω(均保留2位小数);
(2)实验中因电表内阻的影响,电动势测量值___________(选填“大于”、“等于”或“小于”)真实值;
(3)根据实验数据可绘出图(c)所示的图像。若图像斜率为k,电阻丝横截面积为S,则电阻丝的电阻率=___________,电表内阻对电阻率的测量___________(选填“有”或“没有”)影响。
四、解答题(共38分)
13. 如图所示,把质量的带负电的小球A用绝缘细绳悬挂起来,再将带电荷量的带电小球B靠近A,当两个带电小球在同一高度相距时,A球静止,绳与竖直方向的夹角。已知静电力常量,取重力加速度g=10,求:
(1)B球受到的库仑力F的大小。
(2)A球所带电荷量qA。
14. 如图所示电路中,两电表均为理想电表,当滑动变阻器R3的滑片P位于最左端时,两电表的示数分别为、;当滑片P位于最右端时,两电表的示数分别为、。已知,求:
(1)电源的电动势E、内阻r;
(2)滑动变阻器R3接入电路的电阻为多大时,电源的效率最大?
15. 如图甲所示,在y=0和y=2m之间有沿着x轴方向的匀强电场,MN为电场区域的上边界,在x轴方向范围足够大,电场强度的变化如图乙所示,取x轴正方向为电场正方向,现有一个带负电的粒子,粒子的比荷,在t=0时刻以速度从O点沿y轴正方向进入电场区域,不计粒子重力作用,求:
(1)粒子通过电场区域的时间;
(2)粒子通过电场区域后沿x轴方向的速度大小;
(3)粒子离开电场的位置坐标。
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达州市第一中学校高2023级2024年秋季第二次月考
物 理 试 题
(考试时间:75 分钟 满分:100 分)
一、选择题(本大题共 10 小题,其中 1~7 小题为单项选择题,选对得 4 分,选错不得分,共28 分;8~10小题为多项选择题,全部选对得 6 分,选对但不全得 3 分,有错选得 0 分,共18 分)
1. 以下说法正确的是( )
A. 物理学中引入“质点”、“点电荷”等概念,从科学方法上来说是理想模型法
B. 根据可知,当r → 0时,F → ∞
C. 由Uab = Ed可知,匀强电场中任意两点a、b间的距离越大,则两点间的电势差也一定越大
D. mA·h是能量的单位
【答案】A
【解析】
【详解】A.“质点”、“点电荷”等都是为了研究问题简单而引入的理想化的模型,所以它们从科学方法上来说属于理想模型,故A正确;
B.只适用于点电荷电场的计算,当r趋近于零时,带电体不能看成点电荷,公式不适用,故B错误;
C.Uab = Ed中的d表示沿电场方向的距离,不是任意方向的距离,只有在匀强电场中,沿电场方向的距离越大,两点间的电势差越大,故C错误;
D.mA∙h中mA是电流的单位,h是时间的单位,它表示电流与时间的乘积,即电量的单位,故D错误。
故选A。
2. 如图所示,竖直长导线通以恒定电流I,一闭合线圈MNPQ与导线在同一平面内,当线圈从图示位置逐渐靠近导线时,穿过线圈的磁通量将( )
A. 变小 B. 变大 C. 不变 D. 先变大,后变小
【答案】B
【解析】
【详解】由安培定则可知,导线右侧磁场向内,且离导线越近,场强越大,由
可知,当线圈从图示位置逐渐靠近导线时,穿过线圈的磁通量将变大。
故选B。
3. 如图所示是一对不等量异种点电荷的电场线分布图,图中两点电荷连线长度为2r,左侧点电荷带电荷量为,右侧点电荷带电荷量为,P、Q两点关于两电荷连线对称。由图可知( )
A. P、Q两点的电场强度相同
B. M点的电场强度小于N点的电场强度
C. 把同一试探电荷放在N点其所受电场力大于放在M点所受的电场力
D. 两点电荷连线的中点处的电场强度为
【答案】D
【解析】
【分析】
【详解】A.根据图像可知,P点场强方向与Q点场强方向不同,所以P、Q两点的电场强度不相同,故A错误;
B.电场线的疏密表示电场强度的大小,M点的电场强度大于N点的电场强度,故B错误;
C.把同一试探电荷放在N点,因M点的电场强度大于N点的电场强度,根据
那么M点所受电场力大于放在N点所受的电场力,故C错误;
D.依据点电荷的电场强度公式
及叠加原则,则两点电荷连线的中点处的电场强度为
故D正确。
故选D。
4. 如图所示,电源电动势E=10V,内阻r=1Ω,R1=3Ω,R2=6Ω,C=30µF,开关S处于闭合状态,则( )
A. 电容器C的带电量为3.0×10-4C
B. S断开,电容器C处于放电状态
C. S断开,电路稳定后,电容器板间初末场强大小之比为E1:E2=4:5
D. S由闭合至断开过程中,流过R1的电荷量为1.2×10-4C
【答案】D
【解析】
【详解】A.开关处于闭合状态时,电路中的电流大小为
电容器两极板电压为
电容器所带电荷量为,故A错误;
B.S断开时,电容器两极板电压等于电源电动势,即电容器两极板的电压增大,电容器所带电荷量增大,则电容器处于充电状态,故B错误;
C.S断开,电路稳定后,电容器板间初末场强大小之比为,故C错误;
D.开关S断开后,电容器两端的电压等于电源的电动势,变化量为
通过电阻R1的电荷量为,故D正确。
故选D。
5. 汽车蓄电池供电的简化电路如图所示。当汽车启动时,开关S闭合,启动系统的电动机工作,车灯亮度会有明显变化;当汽车启动之后,开关S断开,启动系统的电动机停止工作,车灯亮度恢复正常。则汽车启动时( )
A. 电源的功率减小
B. 电动机的输出功率等于电源输出功率减去两灯的功率
C. 电源的效率减小
D. 车灯一定变亮
【答案】C
【解析】
【详解】A.汽车启动,开关S闭合时,相当于再并联一电阻,外电阻减小,电流增大,则电源的功率为
则电源功率增大,故A错误;
B.由能量关系可知,电动机的输入功率等于电源输出功率减去两灯的功率,故B错误;
C.汽车启动,开关S闭合时,相当于再并联一电阻,外电阻减小,电源的效率为
由此可知,电源的效率减小,故C正确;
D.汽车启动时,电路中总电流变大,内电压变大,路端电压减小,则车灯一定变暗,故D错误。
故选C。
6. 如图所示,电容式麦克风的振动膜是利用超薄金属或镀金的塑料薄膜制成的,它与基板构成电容器,并与电阻、电池构成闭合回路。麦克风正常工作时,振动膜随声波左右振动,下列说法正确的是( )
A. 振动膜向左运动时,振动膜所带的电荷量不变
B. 振动膜向左运动时,电容器的板间电场强度不变
C. 振动膜向右运动时,电阻上有从b到a的电流
D. 振动膜向右运动时,a点的电势比b点的电势高
【答案】D
【解析】
【详解】A.根据
,
解得
电容器与电源连接,极板间电压不变,振动膜向左运动时,极板间距d增大,可知振动膜所带的电荷量减小,故A错误;
B.电容器的板间电场强度为
电容器与电源连接,极板间电压不变,振动膜向左运动时,极板间距d增大,可知电容器的板间电场强度减小,故B错误;
C.根据上述可知,振动膜向右运动时,极板间距d减小,振动膜所带的电荷量增大,即电容器处于充电状态,电路中有充电电流,由于振动膜带负电,则振动膜得电子,即电阻上有从a到b的电流,故C错误;
D.根据上述可知,振动膜向右运动时,电阻上有从a到b的电流,可知,振动膜向右运动时,a点的电势比b点的电势高,故D正确。
故选D。
7. 如图所示,某无限长、竖直放置的粗糙绝缘直杆与等量异种电荷连线的中垂线重合,直杆上有A、B、O三点,其中O为等量异种点电荷连线的中点,。现有一质量为m的带电小圆环从杆上A点以初速度向B点滑动,滑到B点时速度恰好为0。重力加速度大小为g,关于小圆环从A运动到B的过程,下列说法正确的是( )
A. 电场力先做正功后做负功
B. 小圆环的加速度先减小后增大
C. 摩擦力对小圆环做功为
D. 小圆环运动到O点时的动能为
【答案】D
【解析】
【详解】A.等量异种点电荷连线的中垂线是等势线,故小圆环从A到B过程,电场力不做功,故A错误;
B.从A到B,电场强度先增大后减小,故小圆环受到的电场力先增大后减小,由小圆环受到的摩擦力大小为
可知小圆环受到的摩擦力先增大后减小,由牛顿第二定律有
则小圆环的加速度先增大后减小,故B错误;
C.小圆环从A到B过程,由动能定理有
解得摩擦力对圆环做功为
故C错误;
D.由对称性可知,小圆环从A到O过程和从O到B过程摩擦力做功相等,故小圆环从A到O过程,由动能定理有
解得小圆环运动到O点时的动能为
故D正确。
故选D。
8. 比值定义法是物理学中常用来定义物理量的方法之一,下列物理量中采用比值定义法的是( )
A. 磁感应强度 B. 点电荷场强
C. 电流 D. 电容
【答案】A
【解析】
【详解】A.磁感应强度与电流元、电流元受到的作用力没有决定关系,磁感应强度采用了比值定义法,A正确;
B.是点电荷电场强度的决定式,B错误;
C.是电流的微观决定式,C错误;
D.是平行板电容器电容的决定式,D错误。
故选A。
9. 在x轴上O、P两点分别放置电荷量为q1、q2的点电荷,一个带负电的试探电荷在两电荷连线上的电势能Ep随x变化关系如图,其中A、B两点电势能为零,BD段中C点电势能最大,则下列说法中正确的是( )
A. q1是负电荷,q2是正电荷,且
B. C点的电场强度大于A点的电场
C. B、C间场强方向沿x轴正方向
D. 将一个正点电荷从B点移到D点,电场力先做负功后做正功
【答案】AC
【解析】
【详解】A.由题图可知,从O到P电势能一直减小,试探电荷带负电,则电势一直增加,两个点电荷必定是异种电荷,且q1是负电荷,q2是正电荷,由于电势为零的A点更靠近P,则
故A正确;
B.切线斜率表示电场力,可知C点场强为零,A点的场强不等于零,则A点的场强大于C点的场强,故B错误;
C.由题图可知,从B到C电势能增加,试探电荷带负电,则电势降低,根据沿电场线方向电势降低可知,B、C间电场强度方向沿x轴正方向,故C正确;
D.由题图可知,从B点到D点,试探电荷带负电,电势能先增大后减小,则电势先降低后升高,将一个正点电荷从B点移到D点,电势能应先减小后增大,则电场力先做正功后做负功,故D错误。
故选AC。
10. 如图所示,电表均为理想电表,两灯泡的电阻均为2r,r为电源内阻的大小,闭合开关S,此时两灯泡正常发光。将滑动变阻器的滑片向下滑动,电压表V1、V2示数变化量的绝对值分别为、,电流表A示数变化量的绝对值为,下列说法正确的是( )
A. V1的示数减小,V2的示数增大
B. 灯泡变亮,灯泡变暗
C. 电源的输出功率减小,效率增大
D. 与的比值等于与的比值
【答案】AC
【解析】
【详解】A.由题图可知,灯泡、灯泡和滑动变阻器串联,电压表V1测灯泡的电压,电压表V2测电路的外电压。将滑动变阻器的滑片向下滑动,R接入电路的电阻增大,则电流表A的示数减小,灯泡的电压减小,所以电压表V1的示数减小。电流表A的示数减小,导致电源内阻分压减小,所以外电压增大,即电压表V2的示数增大,选项A正确;
B.将滑片向下滑动,电路中的总电阻增大,根据,可知电路总电流减小,通过两串联灯泡的电流始终一样且减小,两灯泡变暗,B错误;
C.电源的输出功率
可知滑动变阻器的滑片向下滑动,电阻增大,电源的输出功率减小,外电压增大,由
知电源效率增大,C正确;
D.电压表V2的测量值为外电压,根据
V2的变化量等于
则有
电压表V1测灯泡的电压,则
D错误。
故选AC。
二、实验探究题(第11题6分,每空1分;第12题10分,每空2分;共16分)
11. 由某微安表G的满偏电流。现测得该微安表G内阻为。
(1)若将其改装成量程为的电压表,需要串联一个_______的电阻;
(2)若将其改装为量程的电流表,需要并联一个_______的电阻(结果保留整数);
(3)另外有一个多用电表的表盘读数如图所示。
①如果是用“×10”欧姆挡测量电阻,则被测电阻为_______Ω。
②如果是用直流5V挡测量电压,则被测电压为_______V。
(4)如下图,游标卡尺读数=_______mm;螺旋测微器读数=_______ mm;
【答案】 ①. 99.4 ②. 12 ③. 150 ④. 3.10 ⑤. 42.40 ⑥. 4.700##4.701##4.699
【解析】
【详解】(1)[1]若将其改装成量程为3V的电压表,根据串并联关系有
代入数据解得
(2)[2]若将其改装为量程的电流表,根据串并联关系有
解得
(3)①[3]指针示数是15,如果是用“×10”欧姆挡测量电阻,则被测电阻为150Ω。
②[4]如果是用直流5V挡测量电压,因总格数为50格,即最小分度值为0.1V。所以读数为3.10V。
(4)[5][6]游标卡尺的读数为主尺读数与游标尺读数之和,故图中读数为
42mm+0.05mm×8=42.40mm
螺旋测微器的读数为固定刻度与可动刻度之和,故图中读数为
12. 测定干电池的电动势和内阻的电路如图(a)所示,MN为一段粗细均匀、电阻率较大的电阻丝,定值电阻R0。调节滑片,记录电压表示数U、电流表示数I及对应的PN长度x,绘制出图(b)所示的U—I图像。
(1)由图(b)求得电池的电动势E=___________V,内阻r=___________Ω(均保留2位小数);
(2)实验中因电表内阻的影响,电动势测量值___________(选填“大于”、“等于”或“小于”)真实值;
(3)根据实验数据可绘出图(c)所示的图像。若图像斜率为k,电阻丝横截面积为S,则电阻丝的电阻率=___________,电表内阻对电阻率的测量___________(选填“有”或“没有”)影响。
【答案】 ①. 1.49 ②. 0.25 ③. 小于 ④. kS ⑤. 没有
【解析】
【详解】(1)[1]由图(a)所示电路图可知,路端电压
由图(b)所示U—I图像可知,电池的电动势
[2]图像斜率的绝对值
内阻
(2)[3]根据图(a)可知,伏安法测电阻相对于电源来说采用电流表外接法,由于电压表分流作用,电流表测量值偏小,当外电路短路时,电流测量值等于真实值,电源的U-I图像如图所示
由图像可知,电动势测量值小于真实值;
(3)[4]根据图(a)所示电路图可知
R+RA==
由图像可知,图像的斜率
解得
[5]考虑电表内阻,图像的斜率不变,对电阻率的测量没有影响。
四、解答题(共38分)
13. 如图所示,把质量的带负电的小球A用绝缘细绳悬挂起来,再将带电荷量的带电小球B靠近A,当两个带电小球在同一高度相距时,A球静止,绳与竖直方向的夹角。已知静电力常量,取重力加速度g=10,求:
(1)B球受到的库仑力F的大小。
(2)A球所带电荷量qA。
【答案】(1);(2)
【解析】
【详解】(1)分析小球A的受力情况,如图所示
根据平衡条件可得
代入数据得
(2)根据库仑定律,有
代入数据得
14. 如图所示电路中,两电表均为理想电表,当滑动变阻器R3的滑片P位于最左端时,两电表的示数分别为、;当滑片P位于最右端时,两电表的示数分别为、。已知,求:
(1)电源的电动势E、内阻r;
(2)滑动变阻器R3接入电路的电阻为多大时,电源的效率最大?
【答案】(1)10V,4Ω
(2)30Ω
【解析】
【小问1详解】
当滑动变阻器的滑片位于最左端时,有
当滑动变阻器的滑片位于最右端时,有
代入数据联立解得
,
【小问2详解】
电源的效率为
由此可知,外电路电阻越大,电源的效率越大,当外电路电阻达到最大时,效率最大,当滑动变阻器的滑片位于最左端时,外电路电阻最大,则
当滑动变阻器的滑片位于最右端时,则
解得
15. 如图甲所示,在y=0和y=2m之间有沿着x轴方向的匀强电场,MN为电场区域的上边界,在x轴方向范围足够大,电场强度的变化如图乙所示,取x轴正方向为电场正方向,现有一个带负电的粒子,粒子的比荷,在t=0时刻以速度从O点沿y轴正方向进入电场区域,不计粒子重力作用,求:
(1)粒子通过电场区域的时间;
(2)粒子通过电场区域后沿x轴方向的速度大小;
(3)粒子离开电场的位置坐标。
【答案】(1)4×10-3s
(2)4×10-3m/s
(3)(-2×10-5m,2m)
【解析】
【小问1详解】
粒子初速度方向垂直匀强电场,在电场中做类平抛运动,所以粒子通过电场区域的时间
【小问2详解】
粒子在x方向先加速后减速,加速时的加速度大小为
减速时的加速度大小为
所以粒子通过电场区域后沿x轴方向的速度大小为
【小问3详解】
x方向上的位移大小为
因此粒子离开电场时的位置坐标为(-2×10-5m,2m)。
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