内容正文:
平昌中学实验学校高2024级第三学期期末质量
监测物理试卷
第I卷(选择题)
一、单选题(共28分)
1. 库仑定律的表达式与万有引力定律的表达式形式上很相似。科学家建立库仑定律时联想到了万有引力定律,这种科学研究方法是( )
A. 等效法 B. 控制变量法 C. 微元法 D. 类比法
【答案】D
【解析】
【详解】科学家建立库仑定律时联想到了万有引力定律,这种科学研究方法是类比法。
故选D。
2. 在一束单色光的传播方向上分别放置单缝、双缝、小圆孔和小圆板后,在光屏上得到如下四幅图样,关于光屏前在光的传播方向上放置的装置,以下说法正确的是( )
A. 甲对应单缝,乙对应双缝
B. 乙对应双缝,丙对应小圆孔
C. 丙对应小圆孔,丁对应小圆板
D. 丁对应小圆孔,甲对应双缝
【答案】C
【解析】
【详解】根据单缝衍射与双缝干涉图样的区别:前者中间是亮条纹,越向两侧条纹宽度越小,后者明暗条纹宽度相等,可知甲图是双缝干涉条纹,乙图是单缝衍射条纹;
根据小孔衍射与不透光圆板衍射的区别可知,小圆孔衍射的图样,中央较大的区域内是亮的,周围是明暗相间的圆环,不透光小圆板衍射的图样,中央较大区域内是暗的,中央有一亮斑,叫泊松亮斑,周围是明暗相间的圆环,可知丙图是小圆孔衍射图样,丁图是小圆板衍射图样,故C正确,ABD错误。
故选C。
3. 某电场的电场线分布如图所示,一带电粒子仅在电场力作用下沿图中虚线所示路径运动,M点和N点是粒子运动轨迹上的两点。以下说法正确的是( )
A. 两点的场强;两点的电势
B. 粒子在M、N两点的加速度;两点的速度
C. 粒子在M、N两点的动能;两点的电势能
D. 粒子带正电
【答案】D
【解析】
【详解】A.因N点的电场线较M点密集,可知两点的场强;因沿电场线电势逐渐降低,则两点的电势关系为,A错误;
BCD.因N点场强较大,所受电场力较大,则粒子在M、N两点的加速度;由轨迹可知粒子受电场力大致向上,可知粒子带正电,从M到N电场力做正功,则动能增加,电势能减小,即两点的速度,可知粒子在M、N两点的动能;两点的电势能,BC错误、D正确。
故选D。
4. 如图所示,直流电路闭合开关后,当滑动变阻器的滑片P向左移动时,下列说法正确的是( )
A. 电源的总功率一定减小
B. 电源的效率一定增大
C. 电容器所带电量减小
D. 电源的输出功率一定先增大后减小
【答案】C
【解析】
【详解】A.当滑动变阻器的滑片P向左移动时,电阻减小,电路的电流变大,根据
P=IE
可知,电源总功率变大,选项A错误;
B.路端电压减小,根据
则电源的效率减小,选项B错误;
C.路端电压减小,电容器两端电压减小,则带电量减小,选项C正确;
D.当外电路电阻等于内阻时,电源的输出功率最大,此题中无法判断外电阻和内阻的关系,则无法判断输出功率的变化,选项D错误。
故选C。
5. 如图所示,矩形线圈在匀强磁场中做下列运动时,能产生感应电流的是( )
A. 图甲,磁场垂直纸面向里,线圈平面与纸面平行,线圈向右运动
B. 图甲,磁场垂直纸面向里,线圈平面与纸面平行,线圈垂直纸面向外运动
C. 图乙,磁场垂直纸面向外,线圈沿纸面转轴转动
D. 图丙,磁场沿纸面向下,线圈绕沿纸面转轴转动
【答案】C
【解析】
【详解】AB.线圈产生感应电流的条件是通过线圈的磁通量发生变化,图甲线圈向右运动或向外运动,线圈平面与磁场方向始终垂直,磁通量不变,不产生感应电流,AB错误;
C.图乙线圈平面与磁场方向的夹角在变化,磁通量在与0之间不断变化,会产生感应电流,C正确;
D.图丙线圈平面与磁场方向平行,磁通量始终为0,不产生感应电流,D错误。
故选C。
6. 平行板电容器利用电场储能实现电荷调控,其电容由极板面积等几何参数共同决定。如图的电路中,是两金属板构成的平行板电容器,B板接地。先将电键K闭合,等电路稳定后再将K断开,然后将B板向下平移一小段距离,并且保持两板间的某点与A板的距离不变。则下列说法错误的是( )
A. 电容器的电容变小
B. 电容器内部电场强度大小不变
C. 两板之间电压变大
D. 点电势降低
【答案】D
【解析】
【详解】A.根据平行板电容器电容决定式,B板向下平移,两板间距d增大,其他参数不变,因此电容变小,故A正确;
B.电键K闭合稳定后再断开,电容器的带电量保持不变,电场强度
可见和板间距d无关,因此电场强度大小不变,故B正确;
C.根据电容定义式,不变、减小,因此两板间电压变大,故C正确;
D.B板接地电势为0,点的电势等于到B板的电势差
与A板的距离不变,B板下移后,(到B板的距离)增大,而电场强度不变,因此是升高的,并非降低,故D错误。
本题选说法错误的,故选D。
7. 在匀强电场中将一质量为m,电荷量为q的带电小球由静止释放,小球的运动轨迹为一直线,该直线与竖直方向的夹角为,如图所示,则可知匀强电场中的场强大小( )
A. 一定是 B. 最大值是 C. 最小值为 D. 以上都不对
【答案】C
【解析】
【详解】小球在重力和电场力的共同作用下做直线运动,当电场力的大小与重力沿合力的垂直方向分力相等时,电场力最小,即电场强度最小,如图所示
则有
解得最小值
无最大值,故电场强度
故选C。
二、多选题(共18分)
8. 图1为一列简谐横波在时的波形图,图2为质点a振动的位移-时间图像,质点a的平衡位置在处,则有( )
A. 该简谐横波波速为1.5m/s
B. 若从4s开始计时,a比b先到达波谷
C. 该简谐横波沿x轴正方向传播
D. 该横波可与频率为0.25Hz的简谐横波发生稳定干涉
【答案】AB
【解析】
【详解】A.由图可知该简谐横波波长,周期,则波速为,A正确;
BC.若从4s开始计时,由振动图像可知t=4s时质点a沿y轴负向振动,结合波形图可知,该简谐横波沿x轴负方向传播,此时质点b沿y轴正向振动,则a比b先到达波谷,B正确,C错误。
D.因该波的频率为,可知该横波可与频率为0.125Hz的简谐横波发生稳定干涉,D错误。
故选AB。
9. 在图甲的电路中,是可变电阻,是定值电阻、阻值为。实验时调节的阻值,得到各组电压表和电流表数据,用这些数据在坐标纸上描点、拟合,作出的图像如图乙中所示。电压表和电流表皆看作理想电表。下列说法正确的是( )
A. 该电源电动势为
B. 该电源的内阻为
C. 当时,电源输出功率最大
D. 滑片从左往右移的过程中,电源的效率一直在减小
【答案】AD
【解析】
【详解】AB.由闭合电路的欧姆定律
结合图像,将A、B两点坐标代入,解得E=2.5V,r=0.5Ω,故A正确,B错误;
C.当外电阻等于内阻时电源输出功率最大,即
解得,但这无意义,由电源输出功率与外电阻图像可知:应使尽可能接近时,输出功率最大,此时,故C错误;
D.电源的效率
当滑片从左往右移的过程中,R1减小,电源的效率一直在减小,故D正确。
故选AD。
10. 如图所示为一匀强电场,某带电粒子从A点运动到B点,在这一运动过程中克服重力做的功为2.0J,静电力做的功为1.5J。下列说法中正确的是( )
A. 粒子带负电 B. 粒子在A点的电势能比在B点多1.5J
C. 粒子在A点的动能比在B点少0.5J D. 粒子在A点的机械能比在B点少1.5J
【答案】BD
【解析】
【详解】A.由图中轨迹可知,粒子受到的电场力水平向右,与电场方向相同,则粒子带正电,故A错误;
BD.由于静电力做的功为1.5J,根据功能关系可知,电势能减少1.5J,机械能增加1.5J,则粒子在A点的电势能比在B点多1.5J,粒子在A点的机械能比在B点少1.5J,故BD正确;
C.根据动能定理可得
可知粒子在A点的动能比在B点多0.5J,故C错误。
故选BD。
第II卷(非选择题)
三、实验题(共18分)
11. 如图所示的实验装置可用来探究影响平行板电容器电容的因素,使电容器带电后与电源断开,电容器左侧极板和静电计外壳均接地,电容器右侧极板与静电计金属球相连。
(1)该实验使用的科学方法是______。
A. 类比法 B. 控制变量法 C. 假设法
(2)将左极板向上移动一段距离,静电计指针的张角______。
A. 变大 B. 变小 C. 不变
(3)向两板间插入陶瓷片时,静电计指针的张角______。
A. 变大 B. 变小 C. 不变
(4)将左极板右移,静电计指针的张角______。
A. 变大 B. 变小 C. 不变
【答案】(1)B (2)A (3)B (4)B
【解析】
【小问1详解】
本实验中,若研究电容与其中一个变量的关系时,需要其他量保持不变,所以采用的科学方法是控制变量法。
故选B。
【小问2详解】
左极板上移,极板正对面积减小,由可知电容减小,电容器带电后与电源断开,因此极板带电量保持不变,由可得极板间电压增大,静电计指针张角反映极板间电压大小,因此张角变大。
故选A。
【小问3详解】
插入陶瓷片,相对介电常数增大,由可知电容增大,不变,由可得极板间电压减小,因此张角变小。
故选B。
【小问4详解】
左极板右移,板间距d减小,由可知电容增大,不变,由可得极板间电压减小,因此张角变小。
故选B。
12. 某同学测量一个圆柱型金属导体在常温下的电阻率,操作如下:
(1)用多用电表粗测其电阻。选择电阻挡“×10”倍率,多用电表的示数如图1所示,该电阻约为________Ω;
(2)分别用游标卡尺和螺旋测微器测量该导体的长度和直径,如图2和图3所示,则该导体的长度为________cm,直径为________mm;
(3)按照图4所示的电路图,在图5中用笔画线代替导线将电路图连接完整;________
(4)实验中若未考虑金属导体通电后温度升高,测得的电阻率与真实值相比________(填“偏大”“偏小”或“不变”)。
【答案】(1)130 (2) ①. 5.020 ②. 0.599##0.600##0.601
(3) (4)偏大
【解析】
【小问1详解】
多用电表的示数约为13×10Ω=130Ω;
【小问2详解】
[1]用游标卡尺测得的导体的长度5cm+0.05mm×4=5.020cm;
[2]用螺旋测微器测量该导体的直径为0.5mm+0.01mm×10.0=0.600mm;
【小问3详解】
根据电路连线如图
【小问4详解】
温度升高导致合金丝电阻增大,测得的值偏大,即电阻率测量值偏大。
四、解答题(共36分)
13. 如图所示,用两根不可伸长的绝缘细线将A、B两带电小球悬挂于O点,电荷量分别为+9q、+q,质量分别为m1和m2,静止时A、B两球处于同一水平线上,其中O点到B球的距离OB=L,∠AOB=90°∠OAB=30°,带电小球均可视为点电荷静电力常量为k。求:
(1)A、B间的库仑力大小;
(2)A、B两球的质量之比;
(3)AB连线上且在O点的正下方C点的电场强度。
【答案】(1);(2)1:3;(3)C点的合场强为零
【解析】
【详解】(1)由几何关系可知,A、B间距为
根据库仑定律,A、B之间的库仑力大小为
(2)对A、B受力分析如图所示
对A球
F=m1gtan60°
对B球
F=m2gtan30°
解得:m1:m2=1:3
(3)两个带电小球A、B在C点产生的场强大小分别是
方向相反,因此C点的合场强为零
14. 如图所示为某电动机工作示意图,定值电阻R和电动机M串联在电路中。当理想电流表的示数I=2A,电动机两端的电压UM=6V,重物以v=2m/s速度向上做匀速直线运动,已知电源电动势E=12V,定值电阻R=2Ω,电动机内阻rM=1Ω,重力加速度大小g=10m/s2。求:
(1)电源的内阻r;
(2)重物的质量m。
【答案】(1)r=1Ω
(2)m=0.4kg
【解析】
【小问1详解】
定值电阻是纯电阻,满足欧姆定律,其两端电压为
根据闭合电路欧姆定律,整个串联电路的电动势满足
解得电源内阻
【小问2详解】
电动机为非纯电阻元件,电动机的输入电功率,一部分转化为线圈内阻的热功率,剩余部分为输出的机械功率,用于提升重物。功率关系为
其中电动机输入功率
内阻热功率
联立解得输出机械功率
重物匀速上升时,拉力等于重力
机械功率全部用于提升重物,满足
解得
15. 如图所示,水平放置的平行金属板,A板带正电,B板带负电,两极板间的电势差为U,极板长度为2L,极板间距为d。荧光屏距离极板右侧的水平距离为L。一个质量为m、电荷量为q的带正电粒子,以初速度v0沿两板的中心轴线O1O2水平射入,出偏转电场后打在荧光屏上的P点(不计粒子的重力)。求:
(1)粒子射出极板时的侧移量y;
(2)粒子射出极板时的动能Ek;
(3)O2P之间的距离Y。
【答案】(1)
(2)
(3)
【解析】
【小问1详解】
粒子在偏转电场中做类平抛运动,则竖直方向偏移量
水平方向
根据牛顿第二定律可得
根据匀强电场公式
联立解得
【小问2详解】
根据动能定理
解得粒子射出极板时的动能
【小问3详解】
根据带电粒子离开偏转电场速度的反向延长线过偏转电场的中点,由相似三角形得
可得
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平昌中学实验学校高2024级第三学期期末质量
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第I卷(选择题)
一、单选题(共28分)
1. 库仑定律的表达式与万有引力定律的表达式形式上很相似。科学家建立库仑定律时联想到了万有引力定律,这种科学研究方法是( )
A. 等效法 B. 控制变量法 C. 微元法 D. 类比法
2. 在一束单色光的传播方向上分别放置单缝、双缝、小圆孔和小圆板后,在光屏上得到如下四幅图样,关于光屏前在光的传播方向上放置的装置,以下说法正确的是( )
A. 甲对应单缝,乙对应双缝
B. 乙对应双缝,丙对应小圆孔
C. 丙对应小圆孔,丁对应小圆板
D. 丁对应小圆孔,甲对应双缝
3. 某电场的电场线分布如图所示,一带电粒子仅在电场力作用下沿图中虚线所示路径运动,M点和N点是粒子运动轨迹上的两点。以下说法正确的是( )
A. 两点的场强;两点的电势
B. 粒子在M、N两点的加速度;两点的速度
C. 粒子在M、N两点的动能;两点的电势能
D. 粒子带正电
4. 如图所示,直流电路闭合开关后,当滑动变阻器的滑片P向左移动时,下列说法正确的是( )
A. 电源的总功率一定减小
B. 电源的效率一定增大
C. 电容器所带电量减小
D. 电源的输出功率一定先增大后减小
5. 如图所示,矩形线圈在匀强磁场中做下列运动时,能产生感应电流的是( )
A. 图甲,磁场垂直纸面向里,线圈平面与纸面平行,线圈向右运动
B. 图甲,磁场垂直纸面向里,线圈平面与纸面平行,线圈垂直纸面向外运动
C. 图乙,磁场垂直纸面向外,线圈沿纸面转轴转动
D. 图丙,磁场沿纸面向下,线圈绕沿纸面转轴转动
6. 平行板电容器利用电场储能实现电荷调控,其电容由极板面积等几何参数共同决定。如图的电路中,是两金属板构成的平行板电容器,B板接地。先将电键K闭合,等电路稳定后再将K断开,然后将B板向下平移一小段距离,并且保持两板间的某点与A板的距离不变。则下列说法错误的是( )
A. 电容器的电容变小
B. 电容器内部电场强度大小不变
C. 两板之间电压变大
D. 点电势降低
7. 在匀强电场中将一质量为m,电荷量为q的带电小球由静止释放,小球的运动轨迹为一直线,该直线与竖直方向的夹角为,如图所示,则可知匀强电场中的场强大小( )
A. 一定是 B. 最大值是 C. 最小值为 D. 以上都不对
二、多选题(共18分)
8. 图1为一列简谐横波在时的波形图,图2为质点a振动的位移-时间图像,质点a的平衡位置在处,则有( )
A. 该简谐横波波速为1.5m/s
B. 若从4s开始计时,a比b先到达波谷
C. 该简谐横波沿x轴正方向传播
D. 该横波可与频率为0.25Hz的简谐横波发生稳定干涉
9. 在图甲的电路中,是可变电阻,是定值电阻、阻值为。实验时调节的阻值,得到各组电压表和电流表数据,用这些数据在坐标纸上描点、拟合,作出的图像如图乙中所示。电压表和电流表皆看作理想电表。下列说法正确的是( )
A. 该电源电动势为
B. 该电源的内阻为
C. 当时,电源输出功率最大
D. 滑片从左往右移的过程中,电源的效率一直在减小
10. 如图所示为一匀强电场,某带电粒子从A点运动到B点,在这一运动过程中克服重力做的功为2.0J,静电力做的功为1.5J。下列说法中正确的是( )
A. 粒子带负电 B. 粒子在A点的电势能比在B点多1.5J
C. 粒子在A点的动能比在B点少0.5J D. 粒子在A点的机械能比在B点少1.5J
第II卷(非选择题)
三、实验题(共18分)
11. 如图所示的实验装置可用来探究影响平行板电容器电容的因素,使电容器带电后与电源断开,电容器左侧极板和静电计外壳均接地,电容器右侧极板与静电计金属球相连。
(1)该实验使用的科学方法是______。
A. 类比法 B. 控制变量法 C. 假设法
(2)将左极板向上移动一段距离,静电计指针的张角______。
A. 变大 B. 变小 C. 不变
(3)向两板间插入陶瓷片时,静电计指针的张角______。
A. 变大 B. 变小 C. 不变
(4)将左极板右移,静电计指针的张角______。
A. 变大 B. 变小 C. 不变
12. 某同学测量一个圆柱型金属导体在常温下的电阻率,操作如下:
(1)用多用电表粗测其电阻。选择电阻挡“×10”倍率,多用电表的示数如图1所示,该电阻约为________Ω;
(2)分别用游标卡尺和螺旋测微器测量该导体的长度和直径,如图2和图3所示,则该导体的长度为________cm,直径为________mm;
(3)按照图4所示的电路图,在图5中用笔画线代替导线将电路图连接完整;________
(4)实验中若未考虑金属导体通电后温度升高,测得的电阻率与真实值相比________(填“偏大”“偏小”或“不变”)。
四、解答题(共36分)
13. 如图所示,用两根不可伸长的绝缘细线将A、B两带电小球悬挂于O点,电荷量分别为+9q、+q,质量分别为m1和m2,静止时A、B两球处于同一水平线上,其中O点到B球的距离OB=L,∠AOB=90°∠OAB=30°,带电小球均可视为点电荷静电力常量为k。求:
(1)A、B间的库仑力大小;
(2)A、B两球的质量之比;
(3)AB连线上且在O点的正下方C点的电场强度。
14. 如图所示为某电动机工作示意图,定值电阻R和电动机M串联在电路中。当理想电流表的示数I=2A,电动机两端的电压UM=6V,重物以v=2m/s速度向上做匀速直线运动,已知电源电动势E=12V,定值电阻R=2Ω,电动机内阻rM=1Ω,重力加速度大小g=10m/s2。求:
(1)电源的内阻r;
(2)重物的质量m。
15. 如图所示,水平放置的平行金属板,A板带正电,B板带负电,两极板间的电势差为U,极板长度为2L,极板间距为d。荧光屏距离极板右侧的水平距离为L。一个质量为m、电荷量为q的带正电粒子,以初速度v0沿两板的中心轴线O1O2水平射入,出偏转电场后打在荧光屏上的P点(不计粒子的重力)。求:
(1)粒子射出极板时的侧移量y;
(2)粒子射出极板时的动能Ek;
(3)O2P之间的距离Y。
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