内容正文:
高二年级物理学科第一次段考试卷
一、单选题(每题4分共32分)
1. 如图所示,实线表示某电场的电场线,M、N是电场中的两个点,M点和N点的电场强度的大小分别为、,电势分别为、。下列判断正确的是( )
A. < B. >
C. < D. M 、N电势相等
2. 如图所示的是某电场的等势面分布情况,相邻等势面电势差相等,如果把电子从b等势面移到等势面,则静电力做的功为( )
A. 15eV B. -15eV C. 15J D. -15J
3. 电场中有一点,下列说法正确的是( )
A. 若放在点的电荷的电荷量减半,则点的电场强度减半
B. 若点没有试探电荷,则点电场强度为0
C. 点的电场强度越大,则同一电荷在点所受静电力越大
D. 点的电场强度方向为试探电荷在该点的受力方向
4. 如图所示,a、b为某电场线上的两点,那么以下的结论正确的是( )
A. 把正电荷从a移到b,电场力做正功,电荷的电势能减少
B. 把正电荷从a移到b,电场力做负功,电荷的电势能增加
C. 把负电荷从a移到b,电场力做正功,电荷的电势能增加
D. 把负电荷从b移到a,电场力做负功,电荷的电势能增加
5. 在如图电路中,当滑动变阻器的滑片从端向端滑动时,以下判断正确的是( )
A. 电压表读数变大,通过灯的电流变大,灯变暗
B. 电压表读数变小,通过灯的电流变小,灯变暗
C. 电压表读数变大,通过灯的电流变小,灯变暗
D. 电压表读数变小,通过灯的电流变大,灯变暗
6. 两个相同的金属小球A和B均带电,小球A带正电,电荷量为。小球B带负电,电荷量为。A和B均可以看成点电荷,当两球距离为r时,两球之间的库仑力大小为F。现将A、B接触后再放回原来的位置,两球之间的库仑力大小为F'。则下列说法正确的是( )
A. 小球所带电荷量可能为任意的数值
B. 金属小球A和B接触时,正电荷从小球A向小球B转移
C.
D.
7. 电子绕核运动可等效为一环形电流,如图所示。氢原子的电子绕核运动的半径为,电子质量为,电荷量为,静电力常量为,则此环形电流的大小为( )
A. B.
C. D.
8. 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中有n个自由电子,电子的电荷量为q。此时电子的定向移动速度为v,在时间内,通过导线横截面的自由电子数目可表示为( )
A. nvS B. C. D.
二、多选题(每题5分,共10分,选对得5分,选错不得分,选不全的3分)
9. 如果在某电场中将电荷量为的正电荷,仅在电场力作用下由A点移到B点,静电场力做功为,则( )
A. 电荷在B点的动能比在A点的动能小
B. 电荷在B点的电势能比在A点的电势能小
C. 两点间电势差为
D. 若在两点间移动一个负电荷,则静电力做功-4.0×10-4J
10. 下列关于电场强度的说法,正确的是( )
A. 公式E=只适用于真空中点电荷产生的电场
B. 由公式E=可知,电场中某点的电场强度E与试探电荷在电场中该点所受的静电力成正比
C. 在公式F=k中,k是点电荷q2产生的电场在点电荷q1处的电场强度大小;而k是点电荷q1产生的电场在点电荷q2处的电场强度大小
D. 由公式E=可知,在离点电荷非常近的地方(r→0),电场强度E可达无穷大
三、实验题(11题每空1分共4分,12题每空2分共16分,共20分)
11. 如图,读出下列游标卡尺和螺旋测微器的读数。
(1)游标卡尺读数为______________mm。
(2)螺旋测微器读数为______________mm。
(3)电压表和电流表的示数分别如图a和图b所示,由图可知,电压表(量程3V)读数为_________V,电流表(量程0.6A)读数为__________A。
12. 学生实验小组要测量量程为3V的电压表V的内阻。可选用的器材有:多用电表,电源E(电动势5V),电压表V1(量程5V,内阻约3kΩ),定值电阻(阻值为800Ω),滑动变阻器(最大阻值50Ω),滑动变阻器(最大阻值5kΩ),开关S,导线若干。
完成下列填空:
(1)利用多用电表粗测待测电压表的内阻。首先应______(把下列实验步骤前的字母按正确操作顺序排列);
A.将红、黑表笔短接
B.调节欧姆调零旋钮,使指针指向零欧姆
C.将多用电表选择开关置于欧姆挡“×10”位置
再将多用电表的红、黑表笔分别与待测电压表的______(填“正极、负极”或“负极、正极”)相连,欧姆表的指针位置如图(a)中虚线Ⅰ所示。为了减少测量误差,应将选择开关旋转到欧姆挡______(填“×1”“×100”或“”)位置,重新调节后,测量得到指针位置如图(a)中实线Ⅱ所示,则粗测得到的该电压表内阻为______kΩ(结果保留1位小数);
(2)为了提高测量精度,他们设计了如图(b)所示的电路,其中滑动变阻器应选______(填“”或“”),闭合开关S前,滑动变阻器的滑片应置于______(填“a”或“b”)端;
(3)闭合开关S,滑动变阻器滑片滑到某一位置时,电压表,待测电压表的示数分别为、,则待测电压表内阻______(用、U和表示);
(4)测量得到,则待测电压表内阻______(结果保留3位有效数字)。
四、解答题(13题10分,14题14分,15题14分)
13. 如图所示,长的轻质细绳上端固定,下端连接一个可视为质点的带电小球,小球静止在水平向右的匀强电场中,绳与竖直方向的夹角。已知小球所带电荷量,匀强电场的场强,取重力加速度。求:
(1)小球所受电场力的大小和方向;
(2)小球的质量;
14. 如图所示为电动机提升重物的装置,电动机两端电压为时,卡住电动机,电路中电流为,正常工作时电路中的电流为,物体A重.忽略一切摩擦,求正常工作的情况下:
(1)电动机线圈电阻消耗的热功率为多少;
(2)电动机的输出功率是多少;
(3)电动机匀速提升重物的速度大小。
15. 如图,竖直向上的匀强电场中,用长为L的绝缘细线系住一带电小球,在竖直平面内绕O点做圆周运动。图中A、B为圆周上的两点,A点为最低点,B点与O点等高。当小球运动到A点时,细线对小球的拉力恰好为0,已知小球的电荷量为、质量为m,A、B两点间的电势差为U,重力加速度大小为g,求:
(1)电场强度E的大小。
(2)小球在A、B两点的速度大小。
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高二年级物理学科第一次段考试卷
一、单选题(每题4分共32分)
1. 如图所示,实线表示某电场的电场线,M、N是电场中的两个点,M点和N点的电场强度的大小分别为、,电势分别为、。下列判断正确的是( )
A. < B. >
C. < D. M 、N电势相等
【答案】A
【解析】
【详解】AB.电场线分布的疏密程度表示电场的强弱,根据图示可知<,故A正确,B错误;
CD.沿电场线电势降低,根据图示可知>,故CD错误。
故选A。
2. 如图所示的是某电场的等势面分布情况,相邻等势面电势差相等,如果把电子从b等势面移到等势面,则静电力做的功为( )
A. 15eV B. -15eV C. 15J D. -15J
【答案】A
【解析】
【详解】由静电力做功表达式得
代入数据得
故选A。
3. 电场中有一点,下列说法正确的是( )
A. 若放在点的电荷的电荷量减半,则点的电场强度减半
B. 若点没有试探电荷,则点电场强度为0
C. 点的电场强度越大,则同一电荷在点所受静电力越大
D. 点的电场强度方向为试探电荷在该点的受力方向
【答案】C
【解析】
【详解】AB.电场强度只由电场自身决定,与试探电荷无关;若放在点的电荷的电荷量减半,则点的电场强度保持不变;若点没有试探电荷,则点电场强度不一定为0,故AB错误;
C.根据,可知点的电场强度越大,则同一电荷在点所受静电力越大,故C正确;
D.点的电场强度方向与正试探电荷在该点的受力方向相同,与负试探电荷在该点的受力方向相反,故D错误。
故选C。
4. 如图所示,a、b为某电场线上的两点,那么以下的结论正确的是( )
A. 把正电荷从a移到b,电场力做正功,电荷的电势能减少
B. 把正电荷从a移到b,电场力做负功,电荷的电势能增加
C. 把负电荷从a移到b,电场力做正功,电荷的电势能增加
D. 把负电荷从b移到a,电场力做负功,电荷的电势能增加
【答案】A
【解析】
【详解】把正电荷从a移到b,力与位移方向相同,电场力做正功,电荷的电势能减少,把负电荷从a移到b,力与位移方向相反,电场力做负功,电荷的电势能增加。把负电荷从b移到a,力与位移方向相同,电场力做正功,电荷的电势能减小。
故选A。
5. 在如图电路中,当滑动变阻器的滑片从端向端滑动时,以下判断正确的是( )
A. 电压表读数变大,通过灯的电流变大,灯变暗
B. 电压表读数变小,通过灯的电流变小,灯变暗
C. 电压表读数变大,通过灯的电流变小,灯变暗
D. 电压表读数变小,通过灯的电流变大,灯变暗
【答案】A
【解析】
【详解】当滑动变阻器的滑片P从b端向a端滑动时,滑动变阻器的电阻变大,根据“串反并同”,与滑动变阻器并联的电压表示数变大,通过的电流变大,亮度变亮;与滑动变阻器串联的的电流变小,亮度变暗。
故选A。
6. 两个相同的金属小球A和B均带电,小球A带正电,电荷量为。小球B带负电,电荷量为。A和B均可以看成点电荷,当两球距离为r时,两球之间的库仑力大小为F。现将A、B接触后再放回原来的位置,两球之间的库仑力大小为F'。则下列说法正确的是( )
A. 小球所带电荷量可能为任意的数值
B. 金属小球A和B接触时,正电荷从小球A向小球B转移
C.
D.
【答案】C
【解析】
【详解】A.小球所带电荷量为元电荷的整数倍,不可能为任意的数值,故A错误;
B.金属小球A和B接触时,自由电子将从小球B向小球A转移,正电荷不会移动,故B错误;
C D.由库仑定律可知
现将A、B接触后,两球的电荷量将先中和后平分,最后所带的电荷量均为
将A、B接触后再放回原来的位置,库仑力
故C正确,D错误。
故选C。
7. 电子绕核运动可等效为一环形电流,如图所示。氢原子的电子绕核运动的半径为,电子质量为,电荷量为,静电力常量为,则此环形电流的大小为( )
A. B.
C. D.
【答案】C
【解析】
【详解】电子绕核做匀速圆周运动,库仑力提供向心力,可得
则电子运动的周期为
根据电流的定义得
故选C。
8. 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中有n个自由电子,电子的电荷量为q。此时电子的定向移动速度为v,在时间内,通过导线横截面的自由电子数目可表示为( )
A. nvS B. C. D.
【答案】C
【解析】
【详解】CD.根据电流的定义式可知,在内通过导线横截面的电荷量
所以在这段时间内通过的自由电子数为
故C正确,D错误;
AB.由于自由电子定向移动的速度是v,因此在时间内,位于以横截面S、长的这段导线内的自由电子都能通过横截面。这段导线的体积
所以内通过横截面S的自由电子数为
故AB错误。
故选C。
二、多选题(每题5分,共10分,选对得5分,选错不得分,选不全的3分)
9. 如果在某电场中将电荷量为的正电荷,仅在电场力作用下由A点移到B点,静电场力做功为,则( )
A. 电荷在B点的动能比在A点的动能小
B. 电荷在B点的电势能比在A点的电势能小
C. 两点间电势差为
D. 若在两点间移动一个负电荷,则静电力做功-4.0×10-4J
【答案】BD
【解析】
【详解】AB.仅在电场力作用下由A点移到B点,静电场力做功为,电荷在B点的电势能比在A点的电势能小,根据动能定理知电荷在B点的动能比在A点的动能大,故B正确,A错误;
C.A、B两点间电势差为
故C错误;
D.若在A、B两点间移动一个负电荷,则静电力做功
故D正确。
故选BD。
10. 下列关于电场强度的说法,正确的是( )
A. 公式E=只适用于真空中点电荷产生的电场
B. 由公式E=可知,电场中某点的电场强度E与试探电荷在电场中该点所受的静电力成正比
C. 在公式F=k中,k是点电荷q2产生的电场在点电荷q1处的电场强度大小;而k是点电荷q1产生的电场在点电荷q2处的电场强度大小
D. 由公式E=可知,在离点电荷非常近的地方(r→0),电场强度E可达无穷大
【答案】AC
【解析】
【详解】A.根据公式
只适用于真空中点电荷产生的电场,故A正确;
B.电场强度比值定义式为
电场中某点的电场强度E与试探电荷无关,故B错误;
C.根据库仑力公式
电场强度的定义式
可知k是点电荷q2产生的电场在点电荷q1处的电场强度大小;而k是点电荷q1产生的电场在点电荷q2处的电场强度大小,故C正确;
D.根据点电荷场强公式
该公式只适用于点电荷,在离点电荷非常近的地方(r→0),该公式不再适用,故D错误。
故选AC。
三、实验题(11题每空1分共4分,12题每空2分共16分,共20分)
11. 如图,读出下列游标卡尺和螺旋测微器的读数。
(1)游标卡尺读数为______________mm。
(2)螺旋测微器读数为______________mm。
(3)电压表和电流表的示数分别如图a和图b所示,由图可知,电压表(量程3V)读数为_________V,电流表(量程0.6A)读数为__________A。
【答案】(1)100.4
(2)0.900 (3) ①. 2.20 ②. 0.48
【解析】
【小问1详解】
游标卡尺读数为
【小问2详解】
螺旋测微器读数为
【小问3详解】
[1]电压表的量程为3V,最小刻度值为0.1V,需要估读一位,故读数为2.20V
[2]电流表的量程为0.6A,最小刻度值为0.02A,不需要估读,故读数为0.48A
12. 学生实验小组要测量量程为3V的电压表V的内阻。可选用的器材有:多用电表,电源E(电动势5V),电压表V1(量程5V,内阻约3kΩ),定值电阻(阻值为800Ω),滑动变阻器(最大阻值50Ω),滑动变阻器(最大阻值5kΩ),开关S,导线若干。
完成下列填空:
(1)利用多用电表粗测待测电压表的内阻。首先应______(把下列实验步骤前的字母按正确操作顺序排列);
A.将红、黑表笔短接
B.调节欧姆调零旋钮,使指针指向零欧姆
C.将多用电表选择开关置于欧姆挡“×10”位置
再将多用电表的红、黑表笔分别与待测电压表的______(填“正极、负极”或“负极、正极”)相连,欧姆表的指针位置如图(a)中虚线Ⅰ所示。为了减少测量误差,应将选择开关旋转到欧姆挡______(填“×1”“×100”或“”)位置,重新调节后,测量得到指针位置如图(a)中实线Ⅱ所示,则粗测得到的该电压表内阻为______kΩ(结果保留1位小数);
(2)为了提高测量精度,他们设计了如图(b)所示的电路,其中滑动变阻器应选______(填“”或“”),闭合开关S前,滑动变阻器的滑片应置于______(填“a”或“b”)端;
(3)闭合开关S,滑动变阻器滑片滑到某一位置时,电压表,待测电压表的示数分别为、,则待测电压表内阻______(用、U和表示);
(4)测量得到,则待测电压表内阻______(结果保留3位有效数字)。
【答案】(1) ①. CAB ②. 负极、正极 ③. ×100 ④. 1.6
(2) ①. ②. a
(3)
(4)1.57
【解析】
【小问1详解】
[1]利用多用电表粗测待测电压表的内阻。首先应选择欧姆挡即C选项:将多用电表选择开关置于欧姆挡“×10”位置;接着将红、黑表笔短接即A选项;进行欧姆调零即B选项:调节欧姆调零旋钮,使指针指向零欧姆。
故首先操作顺序为CAB。
[2]多用电表使用时电流“红进黑出”的规则可知:测量电阻时电源在多用电表表内,故将多用电表的红、黑表笔分别与待测电压表的“负极、正极”相连。
[3]读数时欧姆表的指针位置如图(a)中虚线Ⅰ所示,偏转角度较小即倍率选择过小,为了减少测量误差,应将选择开关旋转到欧姆挡倍率较大处,而根据表中数据可知选择“”倍率又过大,故应选择欧姆挡“×100”的位置;
[4]测量得到指针位置如图(a)中实线Ⅱ所示,则组测得到的该电压表内阻为
【小问2详解】
[1]图(b)所示的电路,滑动变阻器采用的是分压式连接,为了方便调节,应选最大阻值较小的滑动变阻器即;
[2]为保护电路,且测量电路部分电压从零开始条件,闭合开关S前,滑动变阻器的滑片应置于a端。
【小问3详解】
通过待测电压表的电流大小与定值电阻电流相同为
根据欧姆定律得待测电压表的阻值为
【小问4详解】
测量得到,带入待测电压表的阻值表达式则待测电压表内阻
四、解答题(13题10分,14题14分,15题14分)
13. 如图所示,长的轻质细绳上端固定,下端连接一个可视为质点的带电小球,小球静止在水平向右的匀强电场中,绳与竖直方向的夹角。已知小球所带电荷量,匀强电场的场强,取重力加速度。求:
(1)小球所受电场力的大小和方向;
(2)小球的质量;
【答案】(1),方向水平向右;(2)
【解析】
【详解】根据电场强度的定义式可得
解得
方向水平向右;
根据平衡条件可得
解得
14. 如图所示为电动机提升重物的装置,电动机两端电压为时,卡住电动机,电路中电流为,正常工作时电路中的电流为,物体A重.忽略一切摩擦,求正常工作的情况下:
(1)电动机线圈电阻消耗的热功率为多少;
(2)电动机的输出功率是多少;
(3)电动机匀速提升重物的速度大小。
【答案】(1)
(2)
(3)
【解析】
【小问1详解】
电动机线圈的电阻为
电动机正常工作时,线圈电阻消耗的热功率为
【小问2详解】
电动机消耗的总功率为
电动机的输出功率为
【小问3详解】
电动机匀速提升重物时,有
又
解得
15. 如图,竖直向上的匀强电场中,用长为L的绝缘细线系住一带电小球,在竖直平面内绕O点做圆周运动。图中A、B为圆周上的两点,A点为最低点,B点与O点等高。当小球运动到A点时,细线对小球的拉力恰好为0,已知小球的电荷量为、质量为m,A、B两点间的电势差为U,重力加速度大小为g,求:
(1)电场强度E的大小。
(2)小球在A、B两点的速度大小。
【答案】(1);(2),
【解析】
【详解】(1)在匀强电场中,根据公式可得场强为
(2)在A点细线对小球的拉力为0,根据牛顿第二定律得
A到B过程根据动能定理得
联立解得
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