内容正文:
高二物理试卷
本试卷满分100分,考试用时75分钟。
注意事项:
1、答题前,考生务必将自己的姓名、考生号、考场号、座位号填写在答题卡上。
2、回答选择题时,选出每小题答案后,用铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。如需改动,用橡皮擦干净后,再选涂其他答案标号。回答非选择题时,将答案写在答题卡上。写在本试卷上无效。
3、考试结束后,将本试卷和答题卡一并交回。
4、本试卷主要考试内容:教科版必修第三册,选择性必修第二册第一章。
一、单项选择题:本题共7小题,每小题4分,共28分。在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的。
1. A、B是一条电场线上的两个点,一带负电的微粒仅在静电力作用下从A点由静止开始沿电场线运动到B点,其图像如图所示,则此电场的电场线分布可能是( )
A. B.
C. D.
2. 如图所示,带负电的小球A用绝缘轻绳悬挂在天花板上,起初轻绳竖直。现在空间施加一沿纸面、斜向右上方的匀强电场,保持匀强电场的方向不变,电场强度由0缓慢增大,在小球A缓慢升高的过程中,轻绳对小球A的拉力( )
A. 一直减小 B. 一直增大
C. 先减小后增大 D. 先增大后减小
3. 有一根粗细均匀的金属导线,现将该导线均匀地拉长为原来的2倍,金属导线的电阻变为原来的( )
A. 2倍 B. 4倍 C. 6倍 D. 8倍
4. 如图所示,、、是真空中边长为的等边三角形的三个顶点,点为该等边三角形的中心,在、两点分别固定一个带电荷量为的点电荷,在点固定一个带电荷量为的点电荷,静电力常量为,则点的电场强度大小为( )
A. B. C. D.
5. 如图所示,质量为m、长为l的直导线用两根平行绝缘细线悬挂于O、两点,导线中通有电流I,空间存在竖直向上的匀强磁场(图中未画出),平衡时细线与竖直方向的夹角为,重力加速度大小为g,则匀强磁场的磁感应强度大小为( )
A. B. C. D.
6. 如图所示,空间中存在两根平行固定放置的无限长直导线与,它们通有大小相等、方向相反的电流,与导线垂直的直线上有M、O、N三点,M点与O点关于对称,O点与N点关于对称且,初始时,M点的磁感应强度大小为,O点的磁感应强度大小为,现仅改变中的电流方向而大小不变,则N点的磁感应强度大小为( )
A. B. C. D.
7. 在平面坐标系的第一象限内,虚线左侧存在沿轴正方向的匀强电场(图中未画出),氕核与氘核先后从坐标原点沿轴正方向射入该电场,在仅受电场力作用下的运动轨迹如图所示。则氕核与氘核( )
A. 在电场中运动时的加速度相同
B. 射入电场时的初速度相同
C. 射入电场时的初动能相等
D. 离开电场时的动能不可能相等
二、多项选择题:本题共3小题,每小题6分,共18分。在每小题给出的四个选项中,有多项符合题目要求。全都选对的得6分,选对但不全的得3分,有选错的得0分。
8. 现代物理学推测,电场力和万有引力同源,它们的性质非常相似。氢原子示意图如图所示,电子在库仑力的作用下绕着质子转动,其中一条轨道为椭圆,由此可知( )
A. 质子处在椭圆的一个焦点上
B. 电子距离质子越远,速度越小
C. 电子绕质子运动的速度大小不变
D. 在不同的轨道上,电子、质子的连线在单位时间内扫过的面积相等
9. 如图所示,铅盒A中的放射性物质发生衰变,先后放出两个粒子,粒子从铅盒下方的狭缝进入减速电压恒为U的电场区,经电场减速后依次通过狭缝、,之后垂直于磁场边界MN射入垂直纸面向里的匀强磁场,经磁场偏转后,打在照相底片的C、D两点,下列说法正确的是( )
A. 电场对两个粒子做的功相等
B. 两个粒子打在C、D两点时的速度相同
C. 打在D点的粒子射出铅盒A时的初动能较大
D. 两个粒子在磁场中运动的时间相等
10. 某种静电分析器的简化图如图所示,在由两条半圆形圆弧板组成的管道中加上径向电场。一电子自点垂直电场射入静电分析器,电子恰好做圆周运动,运动轨迹为,其轨迹半径为。另一电子自点垂直电场射入静电分析器,轨迹为虚线,其中共线。已知电子的质量均为,带电荷量均为,电子的入射速度大小为,,两电子射出时的动能相等,电子仅受电场力作用,下列说法正确的是( )
A. 电子的入射速度小于
B. 点的电场强度大小为
C. 电子在点的动能大于电子在点的动能
D. 电子从点到点减小的动能等于从点到点减小的动能
三、非选择题:本题共5小题,共54分。
11. 某物理兴趣小组找到了一个热敏电阻R,想利用热敏电阻的阻值随温度的升高而减小的特点来制作一个简易的温度计。兴趣小组查到了该热敏电阻的阻值随温度变化的一些信息如图甲所示,他们准备的实验器材如下:干电池(电动势为1.5V,内阻不计),灵敏毫安表(量程为10mA、内阻为),开关、导线若干。
(1)若直接将干电池、开关、灵敏毫安表、热敏电阻R串接成一个电路作为测温装置,如图乙所示,则该电路能测量的最高温度为________。
(2)该兴趣小组将热敏电阻R做防水处理后放入的开水中,稳定后灵敏毫安表的示数为________mA(结果保留两位小数)
12. 某同学利用如图甲所示的电路测量两节干电池串联后的电动势和内阻,实验室准备了下列器材:
A.待测的干电池2节,每节电池的电动势约为1.5V,内阻均小于;
B.电流表A,量程为A,内阻Ω;
C.电压表V,量程为,内阻大于;
D.滑动变阻器;
E.滑动变阻器;
F.定值电阻;
G.开关和导线若干。
(1)滑动变阻器应选择________(填“”或“”)。
(2)按照电路图连接好实物图后,将滑动变阻器的滑片移动至________(填“左”或“右”)端。
(3)检查无误后闭合开关,移动滑片,得到多组电流表A的示数和电压表V的示数,绘制出的图线如图乙所示,则该干电池组的电动势________V,内阻________。(本小题的结果均保留2位小数)
13. 一质量为m、带电荷量为的滑块静止放在粗糙绝缘水平地面上,现在空间加上一水平方向的匀强电场,发现带电滑块可以沿水平地面做匀速直线运动,仅改变电场的方向,使其与水平方向成角斜向上,发现带电滑块仍可以沿地面做匀速直线运动。求带电滑块与地面间的动摩擦因数。
14. 如图所示,电源电动势,内阻,闭合开关S后标有“5V、5W”的灯泡L恰好能正常发光,电动机线圈的电阻,求:
(1)通过电源的电流I;
(2)电源的输出功率P;
(3)电动机的效率。
15. 如图所示,空间存在垂直纸面向里的匀强磁场和水平向右的匀强电场,一带电荷量为q、质量为m的粒子恰能在复合场中以速度沿着MN做匀速直线运动,MN与水平方向的夹角为45°。当粒子到达N点时,仅撤去电场,粒子的速度先减小到0后又增大到时,粒子恰好经过P点(NP水平),重力加速度大小为g,求:
(1)匀强电场的电场强度大小E;
(2)匀强磁场的磁感应强度大小B;
(3)N、P两点的距离d。
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高二物理试卷
本试卷满分100分,考试用时75分钟。
注意事项:
1、答题前,考生务必将自己的姓名、考生号、考场号、座位号填写在答题卡上。
2、回答选择题时,选出每小题答案后,用铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。如需改动,用橡皮擦干净后,再选涂其他答案标号。回答非选择题时,将答案写在答题卡上。写在本试卷上无效。
3、考试结束后,将本试卷和答题卡一并交回。
4、本试卷主要考试内容:教科版必修第三册,选择性必修第二册第一章。
一、单项选择题:本题共7小题,每小题4分,共28分。在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的。
1. A、B是一条电场线上的两个点,一带负电的微粒仅在静电力作用下从A点由静止开始沿电场线运动到B点,其图像如图所示,则此电场的电场线分布可能是( )
A. B.
C. D.
【答案】D
【解析】
【详解】带负电的微粒在电场力的作用下由A点运动到B点,根据题中图像可知,微粒做加速度逐渐增大的加速运动,其所受电场力越来越大,电场强度越来越大,电场线分布越来越密,带负电的微粒所受电场力的方向与电场强度的方向相反。
故选D。
2. 如图所示,带负电的小球A用绝缘轻绳悬挂在天花板上,起初轻绳竖直。现在空间施加一沿纸面、斜向右上方的匀强电场,保持匀强电场的方向不变,电场强度由0缓慢增大,在小球A缓慢升高的过程中,轻绳对小球A的拉力( )
A. 一直减小 B. 一直增大
C. 先减小后增大 D. 先增大后减小
【答案】B
【解析】
【详解】小球受到轻绳的拉力、电场力和重力作用处于平衡状态,合力为0,受力图如图所示
小球A受到的重力不变,电场力不断变大、方向不变(由图中的变为),轻绳对小球的拉力由图中的变为,一直在增大。
故选B。
3. 有一根粗细均匀的金属导线,现将该导线均匀地拉长为原来的2倍,金属导线的电阻变为原来的( )
A. 2倍 B. 4倍 C. 6倍 D. 8倍
【答案】B
【解析】
【详解】根据题意可知,导线的长度L变为原来的2倍,横截面积变为原来的,根据,可知金属导线的电阻变为原来的4倍。
故选B。
4. 如图所示,、、是真空中边长为的等边三角形的三个顶点,点为该等边三角形的中心,在、两点分别固定一个带电荷量为的点电荷,在点固定一个带电荷量为的点电荷,静电力常量为,则点的电场强度大小为( )
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】
【详解】几何关系可知
根据场强叠加法则及场强公式可知,O点的电场强度大小
联立解得
故选A。
5. 如图所示,质量为m、长为l的直导线用两根平行绝缘细线悬挂于O、两点,导线中通有电流I,空间存在竖直向上的匀强磁场(图中未画出),平衡时细线与竖直方向的夹角为,重力加速度大小为g,则匀强磁场的磁感应强度大小为( )
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】
【详解】导线中电流方向沿导线(水平方向),磁场方向竖直向上,两者互相垂直,故导线所受安培力,由左手定则可知安培力方向水平。
导线受力如图
重力竖直向下,细线拉力沿细线方向,安培力水平
水平方向
竖直方向
两式联立得
又因
故
故选C。
6. 如图所示,空间中存在两根平行固定放置的无限长直导线与,它们通有大小相等、方向相反的电流,与导线垂直的直线上有M、O、N三点,M点与O点关于对称,O点与N点关于对称且,初始时,M点的磁感应强度大小为,O点的磁感应强度大小为,现仅改变中的电流方向而大小不变,则N点的磁感应强度大小为( )
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】
【详解】根据安培定则,两导线在O点处产生的磁感应强度方向相同大小相等,则单个导线在O点处产生的磁感应强度大小为
根据对称性,两导线在N点处的磁感应强度大小应该与M点一样(即为),根据对称性,在N点处产生的磁感应强度为
M点的磁感应强度大小为,则有
解得
现仅改变中的电流方向而大小不变,此时两导线在N点的磁感应强度方向相同,大小为
故选C。
7. 在平面坐标系的第一象限内,虚线左侧存在沿轴正方向的匀强电场(图中未画出),氕核与氘核先后从坐标原点沿轴正方向射入该电场,在仅受电场力作用下的运动轨迹如图所示。则氕核与氘核( )
A. 在电场中运动时的加速度相同
B. 射入电场时的初速度相同
C. 射入电场时的初动能相等
D. 离开电场时的动能不可能相等
【答案】B
【解析】
【详解】A.由牛顿第二定律有
整理有
由于氕核与氘核的比荷不同,所以其加速度不同,故A项错误;
B.氕核与氘核在电场中做类平抛运动,有,
整理有
由题图可知,两粒子的水平位移相同,若射入电场时的初速度相同,则应该有,符合题图,故B项正确;
C.由之前的分析可知,有,若射入电场的初动能相同,则整理有,不符合题图,故C项错误;
D.粒子在电场中有
整理有
由之前的分析可知,两种粒子的初速度相同,所以对于氕核有
对于氘核有
若两粒子离开电场时的动能相同,则有
整理有
又因为
整理有
所以当时,氕核与氘核离开电场时的动能相等,故D项错误。
故选B。
二、多项选择题:本题共3小题,每小题6分,共18分。在每小题给出的四个选项中,有多项符合题目要求。全都选对的得6分,选对但不全的得3分,有选错的得0分。
8. 现代物理学推测,电场力和万有引力同源,它们的性质非常相似。氢原子示意图如图所示,电子在库仑力的作用下绕着质子转动,其中一条轨道为椭圆,由此可知( )
A. 质子处在椭圆的一个焦点上
B. 电子距离质子越远,速度越小
C. 电子绕质子运动的速度大小不变
D. 在不同的轨道上,电子、质子的连线在单位时间内扫过的面积相等
【答案】AB
【解析】
【详解】A.电子绕着质子在椭圆轨道上运动,类似于行星绕太阳运动,质子处在椭圆的一个焦点上,故A正确;
BC.根据开普勒第二定律,行星绕太阳运动时,距离太阳越远,速度越小,类比可得电子距离质子越远,速度越小,距离质子越近,速度越大,故B正确,C错误;
D.类比开普勒第二定律,可得在不同的轨道上,电子、质子的连线在单位时间内扫过的面积不相等,故D错误。
故选AB。
9. 如图所示,铅盒A中的放射性物质发生衰变,先后放出两个粒子,粒子从铅盒下方的狭缝进入减速电压恒为U的电场区,经电场减速后依次通过狭缝、,之后垂直于磁场边界MN射入垂直纸面向里的匀强磁场,经磁场偏转后,打在照相底片的C、D两点,下列说法正确的是( )
A. 电场对两个粒子做的功相等
B. 两个粒子打在C、D两点时的速度相同
C. 打在D点的粒子射出铅盒A时的初动能较大
D. 两个粒子在磁场中运动的时间相等
【答案】ACD
【解析】
【详解】A.两个粒子电荷量均为,通过电势差为的减速电场时,电场力做功均为(取绝对值),与路径无关,故A正确
B.粒子经电场减速后的动能,若初动能不同,则进入磁场的速度不同;打在、两点位置不同说明半径不同,速度大小不同,且速度方向也不同,故B错误
C.粒子在磁场中做圆周运动半径,半径越大则越大。打在点的粒子半径较大,故其进入磁场的动能较大,又因两粒子经过同一减速电场损失的能量相同,所以其射出铅盒时的初动能也较大,故C正确
D.两粒子均从点垂直边界射入磁场,在磁场中均做半个圆周运动后从边界穿出,运动时间为,与速度大小无关,故两粒子运动时间相等,故D正确。
故选ACD。
10. 某种静电分析器的简化图如图所示,在由两条半圆形圆弧板组成的管道中加上径向电场。一电子自点垂直电场射入静电分析器,电子恰好做圆周运动,运动轨迹为,其轨迹半径为。另一电子自点垂直电场射入静电分析器,轨迹为虚线,其中共线。已知电子的质量均为,带电荷量均为,电子的入射速度大小为,,两电子射出时的动能相等,电子仅受电场力作用,下列说法正确的是( )
A. 电子的入射速度小于
B. 点的电场强度大小为
C. 电子在点的动能大于电子在点的动能
D. 电子从点到点减小的动能等于从点到点减小的动能
【答案】BC
【解析】
【详解】A.电子a做匀速圆周运动,电场力不做功,动能始终为
沿着电场线方向电势逐渐降低,则Q点比C点电势低,且是等势面,则Q点比A点电势低,电子b从A点到Q点的过程中,电场力做负功,由动能定理可知,电子的动能减小,且两电子射出时动能相等,则电子的入射动能大于,即
则电子的入射速度,故A错误;
B.电子a做匀速圆周运动时,由电场力提供向心力,有
解得,故B正确;
C.已知,电子b从P点到Q点的过程中,电场力做负功,动能减小,即
且两电子射出时动能相等,即
因此
即电子b在P点的动能大于电子a在B点的动能,故C正确;
D.由电场线密度分布情况可知,沿径向向外电场强度减小,则BP之间平均电场强度大小大于CQ之间的平均电场强度大小,根据,可得
电子减小的动能等于克服电场力做的功,电子b从A点到P点减小的动能
电子b从P点到Q点减小的动能
则,故D错误。
故选BC。
三、非选择题:本题共5小题,共54分。
11. 某物理兴趣小组找到了一个热敏电阻R,想利用热敏电阻的阻值随温度的升高而减小的特点来制作一个简易的温度计。兴趣小组查到了该热敏电阻的阻值随温度变化的一些信息如图甲所示,他们准备的实验器材如下:干电池(电动势为1.5V,内阻不计),灵敏毫安表(量程为10mA、内阻为),开关、导线若干。
(1)若直接将干电池、开关、灵敏毫安表、热敏电阻R串接成一个电路作为测温装置,如图乙所示,则该电路能测量的最高温度为________。
(2)该兴趣小组将热敏电阻R做防水处理后放入的开水中,稳定后灵敏毫安表的示数为________mA(结果保留两位小数)
【答案】(1)100 (2)8.82
【解析】
【小问1详解】
热敏电阻阻值随温度升高而减小,串联电路中温度越高电流越大,因此温度上限对应灵敏毫安表满偏。由欧姆定律得
其中电动势为,灵敏毫安表内阻为,且电池内阻不计。整理得
由图甲知对应,所以该电路能测量的最高温度为,达到量程上限。
【小问2详解】
由图甲的线性关系得
由串联电路电阻规律得
由欧姆定律得
12. 某同学利用如图甲所示的电路测量两节干电池串联后的电动势和内阻,实验室准备了下列器材:
A.待测的干电池2节,每节电池的电动势约为1.5V,内阻均小于;
B.电流表A,量程为A,内阻Ω;
C.电压表V,量程为,内阻大于;
D.滑动变阻器;
E.滑动变阻器;
F.定值电阻;
G.开关和导线若干。
(1)滑动变阻器应选择________(填“”或“”)。
(2)按照电路图连接好实物图后,将滑动变阻器的滑片移动至________(填“左”或“右”)端。
(3)检查无误后闭合开关,移动滑片,得到多组电流表A的示数和电压表V的示数,绘制出的图线如图乙所示,则该干电池组的电动势________V,内阻________。(本小题的结果均保留2位小数)
【答案】(1)E (2)右
(3) ①. 3.10 ②. 1.48
【解析】
【小问1详解】
滑动变阻器的阻值过小,导致路端电压较小,电压表偏角度太小,误差较大,所以滑动变阻器应选择E。
【小问2详解】
闭合开关前,滑动变阻器的电阻需调至最大,滑片应移动至右端。
【小问3详解】
[1][2] 根据闭合电路欧姆定律有,整理得
结合题图乙可得
解得,。
13. 一质量为m、带电荷量为的滑块静止放在粗糙绝缘水平地面上,现在空间加上一水平方向的匀强电场,发现带电滑块可以沿水平地面做匀速直线运动,仅改变电场的方向,使其与水平方向成角斜向上,发现带电滑块仍可以沿地面做匀速直线运动。求带电滑块与地面间的动摩擦因数。
【答案】
【解析】
【详解】设电场强度大小为
第一次:电场水平,电场力,水平向右,摩擦力水平向左,匀速运动,合力为零,有
第二次:电场与水平方向成斜向上
水平分力
竖直分力
竖直方向受力平衡,地面对滑块的支持力满足
即
水平方向匀速运动,摩擦力与水平分力平衡,有
联立得,得
因,,两边除以,得
解得
14. 如图所示,电源电动势,内阻,闭合开关S后标有“5V、5W”的灯泡L恰好能正常发光,电动机线圈的电阻,求:
(1)通过电源的电流I;
(2)电源的输出功率P;
(3)电动机的效率。
【答案】(1)
(2)
(3)
【解析】
【小问1详解】
灯泡正常发光,则,
灯泡电流
电源内阻分压
由欧姆定律得总电流
【小问2详解】
电源的输出功率即路端电压与总电流的乘积
【小问3详解】
电动机与灯泡并联,,通过电动机的电流
电动机输入功率
发热功率
输出功率
效率
15. 如图所示,空间存在垂直纸面向里的匀强磁场和水平向右的匀强电场,一带电荷量为q、质量为m的粒子恰能在复合场中以速度沿着MN做匀速直线运动,MN与水平方向的夹角为45°。当粒子到达N点时,仅撤去电场,粒子的速度先减小到0后又增大到时,粒子恰好经过P点(NP水平),重力加速度大小为g,求:
(1)匀强电场的电场强度大小E;
(2)匀强磁场的磁感应强度大小B;
(3)N、P两点的距离d。
【答案】(1)
(2)
(3)
【解析】
【小问1详解】
带电粒子在复合场中能沿着MN做匀速直线运动,受力分析如图所示,有
解得
【小问2详解】
由受力平衡可知
解得
【小问3详解】
撤去电场时,粒子的速度可分解为水平向右的和竖直向上的,水平分速度对应的洛伦兹力与重力平衡,竖直分速度对应的洛伦兹力使粒子做匀速圆周运动,粒子的运动可看成水平向右的匀速直线运动与匀速圆周运动的合成,设粒子做圆周运动的半径为r,周期为T,则有
同时有
由于
解得。
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