内容正文:
定远育才学校2025-2026学年高二(上)期中检测
物理试题
本试卷满分100分,考试时间75分钟。
一、单项选择题:本题共8小题,每小题4分,共32分。在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合要求的。
1. 用国际单位制中的基本单位来表示静电力常量的单位,正确的是( )
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】
【详解】根据库仑定律得
解得
国际单位制中力F单位N、距离r单位m、电荷q单位C,其中
所以k的单位为。
故选A。
2. 把两只相同的表头分别与电阻、通过合适的方式连接,改装成两只电压表和,且的量程大于的量程,然后把改装后的电压表、连入如图所示的电路中,在中通入大小合适的电流,下列说法正确的是( )
A. 两只表头分别与电阻、并联
B. 的阻值小于的阻值
C. 两只电压表读数不同,指针偏转角度相同
D. 两只电压表读数相同,指针偏转角度不同
【答案】D
【解析】
【详解】A.根据改装原理,把表头改装成电压表需要串联一只大电阻,故A错误;
B.设表头的满偏电流为,内阻为,改装后的量程,由于的量程大于的量程,可得的阻值大于的阻值,故B错误;
CD.两只电压表并联,故两只电压表读数相同,从前面可知的内阻大于的内阻,根据欧姆定律可知中的电流较小,指针偏转角度较小,故C错误,D正确。
故选 D。
3. 扫地机器人它利用自身携带的小型吸尘部件进行吸尘清扫,并能根据红外感应绕开障碍物.某扫地机器人正常工作时电动机的电压为10V、电流为3A、线圈电阻为1Ω.则下列有关它的说法正确的是( )
A. 正常工作时,电动机的发热功率为100W
B. 正常工作时,电动机的输出功率为9W
C. 正常工作时,电动机的总功率为30W
D. 电动机被杂物卡住无法运转不考虑保护电路的作用时,电动机的发热功率为9W
【答案】C
【解析】
【分析】根据“人正常工作时电动机的电压”可知,本题考查的是含有电动机的电路问题,根据电流做功、电流的热效应、焦耳定律,列式即可.
【详解】正常工作时,电动机的输入功率P入=IU,P热=I2R,P出=IU-I2R,所以计算可得正常工作时,电动机的发热功率为9W、总功率为30W、输出功率为21W;电动机被杂物卡住无法运转不考虑保护电路的作用时,电动机的发热功率等于总功率为30W;所以C对,ABD错
4. 如图所示,真空中等量的异种点电荷甲、乙所形成的电场中,一试探电荷仅在电场力的作用下的运动轨迹如图中虚线所示,O点位于甲、乙电荷连线的中点,A、B是运动轨迹上的两个点,A、B关于O点对称,下列说法正确的是( )
A. 试探电荷带正电
B. 试探电荷在A点的加速度大小等于在B点的加速度大小
C. 试探电荷在A点的动能等于在B点的动能
D. 试探电荷在A点的电势能等于在B点的电势能
【答案】B
【解析】
【详解】A.由曲线运动的条件可知,点电荷甲、乙对试探电荷的电场力一定指向曲线的凹侧,甲是负电荷、乙是正电荷,则试探电荷一定是负电荷才能满足上述条件,故A错误;
B.A、B点电场强度大小相同,试探电荷在A点的加速度与在B点的加速度相同,故B正确;
C.若试探电荷从A点运动到B点,电场力与速度的夹角是锐角,电场力对试探电荷做正功,由动能定理,试探电荷的动能增加,试探电荷在A点的动能小于在B点的动能,同理若丙从B点运动到A点,电场力与速度的夹角是钝角,电场力对试探电荷做负功,由动能定理,试探电荷的动能减小,试探电荷在A点的动能小于在B点的动能,故C错误;
D.只有电场力做功,试探电荷的动能与电势能之和守恒,试探电荷在A点的动能小于B点的动能,试探电荷在A点的电势能大于B点的电势能,故D错误。
故选B。
5. 如图所示,,为最大阻值是的滑动变阻器,E为电源电动势,电源内阻,下列说法正确的是( )
A. ,电源的输出功率最大 B. 时,消耗的功率最大
C. 时,电源的效率最高 D. 时,电源的输出功率最小
【答案】B
【解析】
【详解】AD.当外电阻等于内阻时电源的输出功率最大,由于
所以时,电源输出功率最大,当外电阻与内阻相差越大,电源的输出功率越小,当滑动变阻器接入电路中的电阻为5时,电源的输出功率最小,故AD错误;
B.将R等效到电源的内部,R0上的功率等于等效电源的输出功率,当外电阻等于内阻时,即
时,等效电源的输出功率最大,即上的功率最大,故B正确;
C.当时,外电阻最大,路端电压最大,由
知电源的效率最大,故C错误;
故选B。
6. 在x轴上有两个点电荷、,其静电场的电势在x轴上分布如图所示。下列说法正确的有( )
A. 和带有同种电荷 B. 处的电场强度为零
C. 负电荷从移到,电势能增加 D. 负电荷从移到,受到的电场力减小
【答案】D
【解析】
【详解】A.由图可知:无穷远处电势为零,又有电势为正的地方,故存在正电荷;又有电势为负的地方,故也存在负电荷,所以和带有异种电荷,故A错误;
B.根据
可知图像的切线斜率表示电场强度,则处的电场强度不为零,故B错误;
C.根据
可知负电荷在电势高的地方电势能小,则负电荷从移到,电势升高,电势能减小,故C错误;
D.根据图像的切线斜率绝对值表示电场强度大小,从移到,电场强度逐渐减小,则负电荷从移到,受到的电场力减小,故D正确。
故选D。
7. 如图所示,一不计重力的点电荷从P点静止出发经水平向右的匀强电场E1加速后沿ab方向进入矩形abcd区域,最终从d点离开。abcd区域中有另一匀强电场E2,方向竖直向下,已知线段长度、。则匀强电场E1和E2的电场强度大小之比为( )
A. 4:1 B. 1:2 C. 1:1 D. 2:
【答案】C
【解析】
【详解】设点电荷所带电荷量为,质量为。点电荷在电场中,根据动能定理
点电荷在电场中做类平抛运动,在方向
在方向,根据牛顿第二定律,
联立解得
故选C。
8. 如图所示,A、B为一对等量正电荷连线上的两点,其中B为中点,C为连线中垂线上的一点。一电子先由A沿直线移到B,再沿直线移到C,则( )
A. 该过程中,电子的电势能先减小后增大
B. 该过程中,电子的电势能先增大后减小
C. 电场强度
D. 电场强度
【答案】C
【解析】
【详解】CD.根据等量同种电荷分布规律可知,两点电荷连线的中点的电场强度为0,即
故C正确,D错误;
AB.根据库仑定律可知正点电荷自A沿直线移到B过程中,左边电荷对电子的电场力大,合力方向向左,到达B点时合力为零,所以此过程中电场力一直做负功,电势能增大;从B再沿直线移到C时对电子进行受力分析可知,此时两等量同种电荷对电子的库仑力的合力与运动方向相反,向下,得此时电场力仍然做负功,电势能增大。所以整个过程中电势能一直增大,故AB错误。
故选C。
二、多项选择题:本题共2小题,每小题5分,共10分。在每小题给出的四个选项中,有多项符合题目要求。选对的得5分,选对但不全的得3分,有选错的得0分。
9. 如图所示,平行板电容器两极板与水平面夹角为,极板间距为d,带负电的微粒质量为m、带电量为q,从极板M的左边缘A处以初速度v0水平射入,沿直线运动并从极板N的右边缘B处射出,则( )
A. 微粒达到B点时动能为
B. 微粒的加速度大小等于
C. 两极板的电势差
D. 微粒从A点到B点的过程电势能增加
【答案】CD
【解析】
【详解】A.物体在运动过程中,受力如图所示
由于物体受力不在一条直线上,因此不可能做匀速直线运动,到达B点的速度一定不是,故A错误;
B.将电场力分解到水平方向和竖直方向上,可知
联立可得加速度大小为
故B错误;
C.电容器内的电场强度
由题意可知,M板是正极板,因此两板间的电势差为
故C正确;
D.由题意可知,微粒做匀减速直线运动,动能减少,且重力不做功,所以电场力做负功, 则电势能增加,增加了
故D正确。
故选CD。
10. 如图所示,电源电动势为E,内电阻为r,灯泡L1、L2、L3规格相同,且电阻大于电源内阻r,理想电压表V1、V2示数为U1、U2,其变化量的绝对值分别为和;流过电源的电流为I,其变化量的绝对值为。当滑动变阻器的触片从左端滑到右端的过程中( )
A. 小灯泡L1、L2变亮,L3变暗
B.
C. 不变
D. 电源输出功率变小
【答案】CD
【解析】
【详解】A.当滑动变阻器的触片从左端滑到右端的过程中,滑动变阻器的阻值增大,由串反并同规律,与之串联的小灯泡L1、L2变暗,与之并联的L3变亮,A错误;
B.当滑动变阻器的触片从左端滑到右端的过程中,滑动变阻器的阻值增大,由串反并同规律,与之串联的电压表V2读数变小,与之并联的电压表V1读数变大;由于外电阻变大,电源的路端电压变大,所以,B错误;
C.因为,C正确;
D.由于外电阻大于电源内阻,并且外电阻增大,所以电源的输出功率减小,D正确。
故选CD。
三、非选择题:本大题共5小题,共58分。
11. 电容器作为一种重要的电学元件,在电工、电子技术中应用广泛。某科技兴趣小组探究“观察电容器的充、放电现象”实验,具体操作如下:
(1)按照图甲接好电路,学生电源调节到直流电压4V位置,先把开关S与1端相连,电源向电容器充电,然后把开关S与2端相连,电容器通过电阻R放电,充电和放电时流经电阻R的电流方向______(填“相同”或“相反”);传感器将电容器放电时的电流信息通过计算机显示出电流随时间变化的图像如图乙,根据该图像估算科技兴趣小组选用的电容器电容约是______μF(结果保留两位有效数字)。
(2)如果不改变电路其他参数,仅增大电阻R,放电时电流I随时间t曲线与横轴所围成的面积将______(填“增大”“变小”或“不变”)。
【答案】 ①. 相反 ②. ③. 不变
【解析】
【详解】(1)[1]根据图甲可知,充电时,电容器左极板失去带正电,电子向右通过电阻R,即通过电阻R的电流方向向左,电容器放电时,左极板得电子,电荷量减小,电子向左通过电阻R,即通过电阻R的电流方向向右,可知,充电和放电时流经电阻R的电流方向相反;
[2]图像中,图像与时间轴所围几何图像的面积表示极板所带电荷量,根据数格子的方法,极板所带电荷量为
则电容器的电容为
(2)[3]由于图像中,图像与时间轴所围几何图像的面积表示极板所带电荷量,放电完成后,两极板上的正负电荷恰好中和,如果不改变电路其他参数,仅增大电阻R,此时放电的时间增大,当放电电流的最大值减小,但放电时电流I随时间t曲线与横轴所围成的面积仍然表示电容器极板所带电荷量,即电流I随时间t曲线与横轴所围成的面积不变。
12. 在“测定金属的电阻率”实验中,所用测量仪器均已校准。待测金属丝接入电路部分的长度约为50 cm。
(1)用螺旋测微器测量金属丝的直径,某次测量结果如图所示,其读数应为______mm(该值接近多次测量的平均值);
(2)用伏安法测金属丝的电阻(约为5 Ω)。实验所用器材为:电源(电压3V,内阻可忽略)、电流表(内阻约0.1Ω)、电压表(内阻约3kΩ)、滑动变阻器R(0~20Ω,额定电流2A)、开关、导线若干。某小组同学利用以上器材正确连接好电路,进行实验测量,记录数据如下表:
次数
1
2
3
4
5
6
7
U/V
0.10
0.30
0.70
1.00
1.50
1.70
2.60
I/A
0.020
0.060
0.160
0.220
0.340
0.460
0.520
由上表数据可知,他们测量是采用下图中的______(选填“甲”或“乙”)图;
(3)如图所示是测量的实验器材实物图,图中已连接了部分导线,请根据第(2)问所选的电路图,补充完成图中实物间的连线_____;
(4)这个小组的同学在坐标纸上建立U、I坐标系,如图所示,图中已标出了测量数据对应的4个坐标点,并描绘出U—I图线:由图线得到金属丝的阻值,根据以上数据可以估算出金属丝的电阻率约为______(填选项前的符号)。
A.1×10-2 Ω·m
B.2.0×10-3 Ω·m
C.2.5×10-6 Ω·m
D.3.0×10-8 Ω·m
【答案】 ①. 0.600##0.601##0.599 ②. 甲 ③. ④. C
【解析】
【详解】(1)[1]螺旋测微器固定刻度读数为0.5 mm,可动刻度读数为
所以最终读数为
(2)[2]从给出的数据可知,电流表和电压表的读数从零开始且变化范围较大,所以滑动变阻器采用的应是分压式接法,即采用的是甲图。
(3)[3]根据原理图得出对应的实物图如图所示
(4)[4]由图线得到金属丝的阻
根据得
解得
故选C。
13. 如图所示,圆心为O、半径为R的圆形区域内存在一个平行于该区域的匀强电场,MN为圆的一条直径。质量为m、电荷量为的粒子从M点以速度v射入电场,速度方向与MN夹角,一段时间后粒子运动到N点,速度大小仍为v,不计粒子重力。求:
(1)电场强度的方向;
(2)匀强电场的场强大小E;
(3)仅改变粒子速度大小,当粒子离开圆形区域的电势能最小时,粒子速度改变量的大小。
【答案】(1)电场强度方向垂直MN斜向左下;(2);(3)
【解析】
【详解】(1)从M到N粒子动能不变,电场力做功为0,所以MN为等势线,由于粒子带正电且所受电场力偏向,所以电场强度方向垂直MN斜向左下。
(2)粒子做类似斜抛的运动,沿MN方向,粒子做匀速运动,则有
垂直MN方向有
根据牛顿第二定律得
联立解得匀强电场的场强大小为
(2)如图所示
当粒子运动到P点时,电势能最小;由
,,
联立解得
14. 如图所示电路中,两平行金属板和相距水平放置,板中央有一小孔。已知电源的电动势、内阻,滑动变阻器的阻值范围为,。闭合开关电路稳定后。
(1)若平行金属板电容器电容,调节的阻值,当消耗的功率最大时,求电容器的电量。
(2)若将质量、电荷量的液滴从小孔正上方处无初速滴下,液滴刚好不落到板。不计空气阻力,取重力加速度。求两端的电压及滑动变阻器接入电路的阻值。
【答案】(1);(2);
【解析】
【详解】(1)将与视为电源的等效内阻,
当时,消耗功率最大①
②
③
由①②③得
(2)电容器与两端电压相同,设两端的电压为
对液滴由动能定理得
⑤
解得
⑥
⑦
根据闭合电路欧姆定律得
⑧
由⑥⑦⑧得
⑨
15. 如图甲所示,A、B为两块相距很近的平行金属板,A、B间电压为,紧贴A板有一电子源随时间均匀地漂出质量为m,带电量为e的电子(可视为初速度为零)。在B板右侧两块平行金属板M、N间加有如图乙所示的电压,电压的变化周期,板间中线与电子源在同一水平线上,极板长L,距偏转右边缘s处有荧光屏,已知时刻沿中线射入偏转极板间的电子恰好能射出偏转极板,假定金属板外无电场,打在极板上的电子均被极板吸收,荧光屏足够大,试求:
(1)电子进入偏转极板时的速度大小;
(2)平行金属板M、N之间的距离d;
(3)经足够长时间t(t远大于T)打到荧光屏上的电子数与电子源发射的电子数之比。
【答案】(1)
(2)
(3)
【解析】
【小问1详解】
电子在加速电场中,由动能定理
解得
【小问2详解】
电子通过偏转电场的时间
与偏转电压周期相等。电子运动过程,先加速、再减速、再反向加速、再减速,加速度大小
时刻进入的电子恰好射出,竖直位移为,由运动学公式
化简得
【小问3详解】
设时刻射入的电子恰好打不到下极板,由运动学关系
最终得能打到荧光屏的电子时间范围与周期的比值
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物理试题
本试卷满分100分,考试时间75分钟。
一、单项选择题:本题共8小题,每小题4分,共32分。在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合要求的。
1. 用国际单位制中的基本单位来表示静电力常量的单位,正确的是( )
A. B. C. D.
2. 把两只相同的表头分别与电阻、通过合适的方式连接,改装成两只电压表和,且的量程大于的量程,然后把改装后的电压表、连入如图所示的电路中,在中通入大小合适的电流,下列说法正确的是( )
A. 两只表头分别与电阻、并联
B. 的阻值小于的阻值
C. 两只电压表读数不同,指针偏转角度相同
D. 两只电压表读数相同,指针偏转角度不同
3. 扫地机器人它利用自身携带的小型吸尘部件进行吸尘清扫,并能根据红外感应绕开障碍物.某扫地机器人正常工作时电动机的电压为10V、电流为3A、线圈电阻为1Ω.则下列有关它的说法正确的是( )
A. 正常工作时,电动机的发热功率为100W
B. 正常工作时,电动机的输出功率为9W
C. 正常工作时,电动机的总功率为30W
D. 电动机被杂物卡住无法运转不考虑保护电路的作用时,电动机的发热功率为9W
4. 如图所示,真空中等量的异种点电荷甲、乙所形成的电场中,一试探电荷仅在电场力的作用下的运动轨迹如图中虚线所示,O点位于甲、乙电荷连线的中点,A、B是运动轨迹上的两个点,A、B关于O点对称,下列说法正确的是( )
A. 试探电荷带正电
B. 试探电荷在A点的加速度大小等于在B点的加速度大小
C. 试探电荷在A点的动能等于在B点的动能
D. 试探电荷在A点的电势能等于在B点的电势能
5. 如图所示,,为最大阻值是的滑动变阻器,E为电源电动势,电源内阻,下列说法正确的是( )
A. ,电源的输出功率最大 B. 时,消耗的功率最大
C. 时,电源的效率最高 D. 时,电源的输出功率最小
6. 在x轴上有两个点电荷、,其静电场的电势在x轴上分布如图所示。下列说法正确的有( )
A. 和带有同种电荷 B. 处的电场强度为零
C. 负电荷从移到,电势能增加 D. 负电荷从移到,受到的电场力减小
7. 如图所示,一不计重力的点电荷从P点静止出发经水平向右的匀强电场E1加速后沿ab方向进入矩形abcd区域,最终从d点离开。abcd区域中有另一匀强电场E2,方向竖直向下,已知线段长度、。则匀强电场E1和E2的电场强度大小之比为( )
A. 4:1 B. 1:2 C. 1:1 D. 2:
8. 如图所示,A、B为一对等量正电荷连线上的两点,其中B为中点,C为连线中垂线上的一点。一电子先由A沿直线移到B,再沿直线移到C,则( )
A. 该过程中,电子的电势能先减小后增大
B. 该过程中,电子的电势能先增大后减小
C. 电场强度
D. 电场强度
二、多项选择题:本题共2小题,每小题5分,共10分。在每小题给出的四个选项中,有多项符合题目要求。选对的得5分,选对但不全的得3分,有选错的得0分。
9. 如图所示,平行板电容器两极板与水平面夹角为,极板间距为d,带负电的微粒质量为m、带电量为q,从极板M的左边缘A处以初速度v0水平射入,沿直线运动并从极板N的右边缘B处射出,则( )
A. 微粒达到B点时动能为
B. 微粒的加速度大小等于
C. 两极板的电势差
D. 微粒从A点到B点的过程电势能增加
10. 如图所示,电源电动势为E,内电阻为r,灯泡L1、L2、L3规格相同,且电阻大于电源内阻r,理想电压表V1、V2示数为U1、U2,其变化量的绝对值分别为和;流过电源的电流为I,其变化量的绝对值为。当滑动变阻器的触片从左端滑到右端的过程中( )
A. 小灯泡L1、L2变亮,L3变暗
B.
C. 不变
D. 电源输出功率变小
三、非选择题:本大题共5小题,共58分。
11. 电容器作为一种重要的电学元件,在电工、电子技术中应用广泛。某科技兴趣小组探究“观察电容器的充、放电现象”实验,具体操作如下:
(1)按照图甲接好电路,学生电源调节到直流电压4V位置,先把开关S与1端相连,电源向电容器充电,然后把开关S与2端相连,电容器通过电阻R放电,充电和放电时流经电阻R的电流方向______(填“相同”或“相反”);传感器将电容器放电时的电流信息通过计算机显示出电流随时间变化的图像如图乙,根据该图像估算科技兴趣小组选用的电容器电容约是______μF(结果保留两位有效数字)。
(2)如果不改变电路其他参数,仅增大电阻R,放电时电流I随时间t曲线与横轴所围成的面积将______(填“增大”“变小”或“不变”)。
12. 在“测定金属的电阻率”实验中,所用测量仪器均已校准。待测金属丝接入电路部分的长度约为50 cm。
(1)用螺旋测微器测量金属丝的直径,某次测量结果如图所示,其读数应为______mm(该值接近多次测量的平均值);
(2)用伏安法测金属丝的电阻(约为5 Ω)。实验所用器材为:电源(电压3V,内阻可忽略)、电流表(内阻约0.1Ω)、电压表(内阻约3kΩ)、滑动变阻器R(0~20Ω,额定电流2A)、开关、导线若干。某小组同学利用以上器材正确连接好电路,进行实验测量,记录数据如下表:
次数
1
2
3
4
5
6
7
U/V
0.10
0.30
0.70
1.00
1.50
1.70
2.60
I/A
0.020
0.060
0.160
0.220
0.340
0.460
0.520
由上表数据可知,他们测量是采用下图中的______(选填“甲”或“乙”)图;
(3)如图所示是测量的实验器材实物图,图中已连接了部分导线,请根据第(2)问所选的电路图,补充完成图中实物间的连线_____;
(4)这个小组的同学在坐标纸上建立U、I坐标系,如图所示,图中已标出了测量数据对应的4个坐标点,并描绘出U—I图线:由图线得到金属丝的阻值,根据以上数据可以估算出金属丝的电阻率约为______(填选项前的符号)。
A.1×10-2 Ω·m
B.2.0×10-3 Ω·m
C.2.5×10-6 Ω·m
D.3.0×10-8 Ω·m
13. 如图所示,圆心为O、半径为R的圆形区域内存在一个平行于该区域的匀强电场,MN为圆的一条直径。质量为m、电荷量为的粒子从M点以速度v射入电场,速度方向与MN夹角,一段时间后粒子运动到N点,速度大小仍为v,不计粒子重力。求:
(1)电场强度的方向;
(2)匀强电场的场强大小E;
(3)仅改变粒子速度大小,当粒子离开圆形区域的电势能最小时,粒子速度改变量的大小。
14. 如图所示电路中,两平行金属板和相距水平放置,板中央有一小孔。已知电源的电动势、内阻,滑动变阻器的阻值范围为,。闭合开关电路稳定后。
(1)若平行金属板电容器电容,调节的阻值,当消耗的功率最大时,求电容器的电量。
(2)若将质量、电荷量的液滴从小孔正上方处无初速滴下,液滴刚好不落到板。不计空气阻力,取重力加速度。求两端的电压及滑动变阻器接入电路的阻值。
15. 如图甲所示,A、B为两块相距很近的平行金属板,A、B间电压为,紧贴A板有一电子源随时间均匀地漂出质量为m,带电量为e的电子(可视为初速度为零)。在B板右侧两块平行金属板M、N间加有如图乙所示的电压,电压的变化周期,板间中线与电子源在同一水平线上,极板长L,距偏转右边缘s处有荧光屏,已知时刻沿中线射入偏转极板间的电子恰好能射出偏转极板,假定金属板外无电场,打在极板上的电子均被极板吸收,荧光屏足够大,试求:
(1)电子进入偏转极板时的速度大小;
(2)平行金属板M、N之间的距离d;
(3)经足够长时间t(t远大于T)打到荧光屏上的电子数与电子源发射的电子数之比。
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