内容正文:
昆八中2026-2027学年度上学期平行高二
物理限时训练
一、选择题(本题共8小题,每小题6分,共48分。在每小题给出的四个选项中,第1~6题只有一项符合题目要求,第7~8题有多项符合题目要求。全部选对的得6分,选对但不全的得3分,有选错的得0分)
1. 关于电流,下列说法中正确的是( )
A. 电子运动的速率越大,电流越大
B. 因为电流有方向,所以电流是矢量
C. 电荷的定向移动的方向就是电流的方向
D. 单位时间内通过导体横截面的电荷量越多,导体中的电流越大
【答案】D
【解析】
【详解】A.根据电流的微观表达式,电流大小与单位体积内自由电子数、电子电荷量、自由电子定向移动速率、导体横截面积均有关,仅电子定向移动速率大,其余量不确定时电流不一定大,且电子无规则热运动速率与电流无关,故A错误;
B.电流虽有方向,但运算遵循代数加减法则,不满足矢量的平行四边形定则,因此电流是标量,故B错误;
C.物理学规定正电荷定向移动的方向为电流方向,负电荷定向移动的方向与电流方向相反,并非所有电荷定向移动方向都是电流方向,故C错误;
D.根据电流的定义式,单位时间内通过导体横截面的电荷量越大,导体中的电流越大,故D正确。
故选D。
2. 下列说法中正确的是( )
A. 由可知,电阻与电压成正比,与电流成反比
B. 由可知,电阻只与导体的长度和横截面积有关系,与材料无关
C. 各种材料的电阻率都与温度有关,金属的电阻率随温度的升高而减小
D. 中的反映导体的导电性能,是材料本身的属性
【答案】D
【解析】
【详解】A.是电阻的定义式,电阻是导体本身的固有性质,与导体两端电压、通过的电流均无关,故A错误;
B.是电阻的决定式,其中为电阻率,由导体的材料决定,因此电阻与材料、长度、横截面积都有关,故B错误;
C.金属的电阻率随温度升高而增大,温度越高,金属内自由电子热运动越剧烈,定向移动时的碰撞阻碍越强,电阻率越大,故C错误;
D.是电阻率,反映材料的导电性能,是材料本身的属性,仅与材料种类、温度有关,与导体的长度、横截面积无关,故D正确。
故选D。
3. 现有4根长度和横截面积均相同的金属丝,测得每根金属丝两端的电压和通过的电流,在平面直角坐标系中描点,得到如图所示的甲、乙、丙、丁四个点.则电阻率最大的是( )
A. 甲 B. 乙 C. 丙 D. 丁
【答案】C
【解析】
【详解】由部分电路的欧姆定律有
由电阻定律有
联立解得
由图像可知,丙点和坐标原点连线的斜率最大,故丙点电阻率最大。
故选C。
4. 如图所示,两根绝缘细线一端分别连接a、b两个带电的小球(可视为质点),细线另一端悬挂于同一点,两球静止时处于同一水平高度,细线与竖直方向的夹角分别为、。下列说法正确的是( )
A. a、b两球质量比为2:1
B. a的电荷量一定大于b的电荷量
C. 若同时剪断两根细线,a、b同时落地
D. 若同时剪断两根细线,a、b均做匀变速运动
【答案】C
【解析】
【详解】A.设a球质量为m,所带电荷量为q,b小球质量为M,所带电荷量为Q,如图所示
a、b球分别受到绳子拉力、自身重力、库仑力而保持平衡,对a球,由平衡条件得对b球,由平衡条件得
又
联立以上解得a、b两球质量比为3:1,故A错误;
B.两小球之间的静电力是相互作用力,大小相等,方向相反,根据库仑定律可得,仅能确定两小球带电量的乘积,但电荷量大小关系不确定,故B错误;
CD.剪断细线后,两球水平方向受相等的库仑力,竖直方向受重力作用,竖直方向做自由落体运动,高度相等,则时间相等,两球水平方向相互排斥,距离变大,库仑力变小,所以合外力不恒定,加速度发生变化,不是匀变速运动,故C正确,D错误。
故选C。
5. x轴上O、D两点分别存在两个点电荷,x轴上各点电势随位置x变化的关系如图所示。一质子从A点由静止释放,仅在静电力作用下运动,下列说法正确的是( )
A. 该电场是由两个等量异种电荷形成的
B. 质子从A到C的过程中加速度先增大后减小
C. 质子从A到C的过程中其动能先增大后减小
D. 质子从A到C的过程中其电势能一直减小
【答案】C
【解析】
【详解】A.由题图可知O点和D点附近电势都大于0,说明O、D两点处的点电荷都是正点电荷;若为等量异种电荷,负电荷附近电势应小于0,故A错误;
B.根据,可知图像的切线斜率表示场强,由题图可知从A到C的过程中,电场强度先减小后增大,则质子受到的电场力先减小后增大,根据牛顿第二定律可知,质子从A到C的过程中加速度先减小后增大,故B错误;
CD.由题图可知从A到C的过程中,电势先降低后升高,根据,由于质子带正电,所以质子从A到C的过程中其电势能先减小后增大;由于只受到静电力作用,所以电势能与动能之和保持不变,则质子从A到C的过程中其动能先增大后减小,故C正确,D错误。
故选C。
6. 一段长为、粗细均匀的金属导体接在稳定的电路中,测得导体两端的电压为,已知导体的电阻率为,单位体积内自由电子的个数为,电子的电量为,则导体中自由电子定向移动的速率等于( )
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】
【详解】电流的微观表达式为
其中S为导体横截面积,为自由电子定向移动速率。
由欧姆定律
导体电阻为,代入得
联立两式
解得
故选A。
7. 如图为某导体的伏安特性曲线,根据图中信息,可以得出( )
A. 导体的电阻率随电压的增大而增大
B. 导体的电阻率随电压的增大而减小
C. 导体两端电压为8V时,电阻约为26.7Ω
D. 导体两端电压为8V时,电阻等于10Ω
【答案】BC
【解析】
【详解】AB.I-U图像中,图线上的某一点与坐标原点连线的斜率表示电阻的倒数,根据图像可知,随导体两端电压升高,图线上的点与坐标原点连线的斜率逐渐变大,表明导体的阻值逐渐变小,根据电阻定律
可知,该导体的电阻率随电压的增大而减小,A错误,B正确;
CD.根据电阻的定义式,当导体两端电压为8V时,通过导体的电流为0.3A,电阻为,C正确,D错误;
故选BC。
8. 如图所示,在竖直平面内有水平向左的匀强电场,在匀强电场中有一根长为L的绝缘细线,细线一端固定在O点,另一端系一质量为m的带电小球。小球静止时细线与竖直方向成角,此时让小球获得初速度且恰能绕O点在竖直平面内做圆周运动,重力加速度为g。下列说法正确的是( )
A. 匀强电场的电场强度
B. 小球动能的最小值为
C. 小球运动至圆周轨迹的最高点时机械能最小
D. 小球从初始位置开始,沿顺时针方向在竖直平面内运动一周的过程中,其电势能先减小后增大
【答案】AB
【解析】
【详解】A.小球静止时细线与竖直方向成角,小球受重力,拉力和电场力,三力平衡,根据平衡条件有
解得,故A正确;
B.小球恰能绕点在竖直平面内做圆周运动,在等效最高点速度最小,根据牛顿第二定律有
则最小动能,故B正确;
C.小球的机械能与电势能之和守恒,则小球运动至电势能最大的位置时机械能最小,小球带负电,则小球运动到圆周轨迹的最左端点时机械能最小,故C错误;
D.小球从初始位置开始,沿顺时针方向在竖直平面内运动一周的过程中,电场力先做负功,后做正功,再做负功,则其电势能先增大后减小,再增大,故D错误。
故选AB。
二、实验题(本大题共1小题,共8分)
9. 某实验小组利用图甲所示装置测量恩施山区一物块沿粗糙斜面上滑的加速度,并测定动摩擦因数。实验器材有:斜面、木块、打点计时器、纸带、刻度尺等。
(1)实验中,打点计时器使用频率为50 Hz的交流电源。纸带上相邻计数点间有4个点未画出,则相邻计数点间的时间间隔T=________s。
(2)图乙为打出的一条纸带的一部分,取A、B、C、D、E五个计数点,相邻计数点间有4个点未画出,测得相邻计数点之间距离分别为,,,,已知打点计时器使用频率为50 Hz的交流电源。则a=________ m/s2。(结果保留两位有效数字)
(3)已知斜面倾角为(,),当地重力加速度g取10 m/s2。根据(2)中测得加速度,物块与斜面间的动摩擦因数μ=________。
(4)如果当时所用交变电流的频率为51 Hz,而该同学仍按50 Hz计算,由此会造成木块与斜面的动摩擦因数的测量值与实际值相比________(选填“偏大”“偏小”或“不变”)
【答案】(1)0.10##0.1
(2)-8.0 (3)0.25
(4)偏小
【解析】
【小问1详解】
电源频率为,打点周期
相邻计数点间有4个点未画出,说明之间有5个打点间隔,所以相邻计数点间的时间间隔
【小问2详解】
利用逐差法计算加速度,有公式
将数据转换单位后代入,解得,其中负号表示方向向下。
【小问3详解】
木块沿粗糙斜面上滑,受重力、支持力和沿斜面向下的滑动摩擦力,根据牛顿第二定律,沿斜面方向有
代入数据后解得
【小问4详解】
实际交变电流频率,则实际打点周期,小于同学计算时使用的周期,根据加速度公式
因为,所以计算出来的加速度偏小,由(3)有
即与成正比,因此计算出的动摩擦因数测量值比实际值偏小。
三、解答题(本大题共2小题,共44分,第10题20分,第11题24分,解答应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤,只写出最后答案的不得分。有数值计算的题。答案中必须明确写出数值和单位。
10. 如图(a)所示的坐标系内存在电场,电场强度随时间变化关系如图(b)所示,时间内电场强度沿轴正方向,大小为(未知),时刻从原点由静止释放一个带正电的粒子,粒子质量为、电荷量为,在电场作用下沿轴正方向运动,时刻粒子恰好运动到处,不考虑边界效应,不计粒子重力。求:
(1)电场强度的大小;
(2)时间内粒子电势能的变化量;
(3)粒子速度减为零时的坐标。
【答案】(1)
(2)
(3)
【解析】
【小问1详解】
粒子在电场中运动时,设加速度大小为,由牛顿第二定律得
时间内粒子的位移
时刻粒子的速度
时间内粒子的位移
又
联立解得
【小问2详解】
时间内电场力对粒子做的功
由功能关系得,电势能的变化量
联立解得
【小问3详解】
时刻之后粒子先做匀减速直线运动直到速度减为零,位移
粒子速度减为零时的横坐标
联立解得,故坐标为
11. 如图所示,在光滑水平轨道AB的末端处,平滑连接一个半径R=0.4m的光滑半圆形轨道,半圆形轨道与水平轨道相切,C点为半圆形轨道的中点,D点为半圆形轨道的最高点,A、B两点间的距离L=1.2m,整个轨道处在电场强度方向水平向右、大小的匀强电场中。用固定的弹射装置锁定一个质量m=1kg、带电量q=+1×10−6C的小物块(可视为质点),某时刻解除锁定,小物块运动到D点时对轨道的压力为30N。取重力加速度大小为g=10m/s2,空气阻力不计。求:
(1)小物块在D点时的动能EkD;
(2)弹射装置锁定时具有的弹性势能;
(3)小物块在水平轨道AB上的落点到B点的距离x;
(4)小物块在空中的最小动能Emin。
【答案】(1)8J (2)4J
(3)0.8m (4)4J
【解析】
【小问1详解】
已知小物块在D点时对轨道的压力为30N,则对小物块在D点时进行受力分析,沿着半径方向列向心力方程有
代入数据解得
所以小物块在D点时的动能为
【小问2详解】
对小物块从A点运动到D点过程,列动能定理方程有
代入数据解得弹射装置锁定时具有的弹性势能为
【小问3详解】
小物块离开D点后,在竖直方向上做自由落体运动,则有
代入数据解得小物块下落的时间为
在水平方向上做匀变速直线运动,设其加速度为,则由牛顿第二定律有
由匀变速直线运动位移与时间的关系式得
代入数据联立解得小物块在水平轨道AB上的落点到B点的距离为
【小问4详解】
小物块离开D点后,在空中做类斜抛运动,电场力与重力的合力为
与水平方向的夹角为
当小物块的速度与电场力与重力的合力垂直时速度有最小值,此时
所以小物块在空中的最小动能为
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物理限时训练
一、选择题(本题共8小题,每小题6分,共48分。在每小题给出的四个选项中,第1~6题只有一项符合题目要求,第7~8题有多项符合题目要求。全部选对的得6分,选对但不全的得3分,有选错的得0分)
1. 关于电流,下列说法中正确的是( )
A. 电子运动的速率越大,电流越大
B. 因为电流有方向,所以电流是矢量
C. 电荷的定向移动的方向就是电流的方向
D. 单位时间内通过导体横截面的电荷量越多,导体中的电流越大
2. 下列说法中正确的是( )
A. 由可知,电阻与电压成正比,与电流成反比
B. 由可知,电阻只与导体的长度和横截面积有关系,与材料无关
C. 各种材料的电阻率都与温度有关,金属的电阻率随温度的升高而减小
D. 中的反映导体的导电性能,是材料本身的属性
3. 现有4根长度和横截面积均相同的金属丝,测得每根金属丝两端的电压和通过的电流,在平面直角坐标系中描点,得到如图所示的甲、乙、丙、丁四个点.则电阻率最大的是( )
A. 甲 B. 乙 C. 丙 D. 丁
4. 如图所示,两根绝缘细线一端分别连接a、b两个带电的小球(可视为质点),细线另一端悬挂于同一点,两球静止时处于同一水平高度,细线与竖直方向的夹角分别为、。下列说法正确的是( )
A. a、b两球质量比为2:1
B. a的电荷量一定大于b的电荷量
C. 若同时剪断两根细线,a、b同时落地
D. 若同时剪断两根细线,a、b均做匀变速运动
5. x轴上O、D两点分别存在两个点电荷,x轴上各点电势随位置x变化的关系如图所示。一质子从A点由静止释放,仅在静电力作用下运动,下列说法正确的是( )
A. 该电场是由两个等量异种电荷形成的
B. 质子从A到C的过程中加速度先增大后减小
C. 质子从A到C的过程中其动能先增大后减小
D. 质子从A到C的过程中其电势能一直减小
6. 一段长为、粗细均匀的金属导体接在稳定的电路中,测得导体两端的电压为,已知导体的电阻率为,单位体积内自由电子的个数为,电子的电量为,则导体中自由电子定向移动的速率等于( )
A. B. C. D.
7. 如图为某导体的伏安特性曲线,根据图中信息,可以得出( )
A. 导体的电阻率随电压的增大而增大
B. 导体的电阻率随电压的增大而减小
C. 导体两端电压为8V时,电阻约为26.7Ω
D. 导体两端电压为8V时,电阻等于10Ω
8. 如图所示,在竖直平面内有水平向左的匀强电场,在匀强电场中有一根长为L的绝缘细线,细线一端固定在O点,另一端系一质量为m的带电小球。小球静止时细线与竖直方向成角,此时让小球获得初速度且恰能绕O点在竖直平面内做圆周运动,重力加速度为g。下列说法正确的是( )
A. 匀强电场的电场强度
B. 小球动能的最小值为
C. 小球运动至圆周轨迹的最高点时机械能最小
D. 小球从初始位置开始,沿顺时针方向在竖直平面内运动一周的过程中,其电势能先减小后增大
二、实验题(本大题共1小题,共8分)
9. 某实验小组利用图甲所示装置测量恩施山区一物块沿粗糙斜面上滑的加速度,并测定动摩擦因数。实验器材有:斜面、木块、打点计时器、纸带、刻度尺等。
(1)实验中,打点计时器使用频率为50 Hz的交流电源。纸带上相邻计数点间有4个点未画出,则相邻计数点间的时间间隔T=________s。
(2)图乙为打出的一条纸带的一部分,取A、B、C、D、E五个计数点,相邻计数点间有4个点未画出,测得相邻计数点之间距离分别为,,,,已知打点计时器使用频率为50 Hz的交流电源。则a=________ m/s2。(结果保留两位有效数字)
(3)已知斜面倾角为(,),当地重力加速度g取10 m/s2。根据(2)中测得加速度,物块与斜面间的动摩擦因数μ=________。
(4)如果当时所用交变电流的频率为51 Hz,而该同学仍按50 Hz计算,由此会造成木块与斜面的动摩擦因数的测量值与实际值相比________(选填“偏大”“偏小”或“不变”)
三、解答题(本大题共2小题,共44分,第10题20分,第11题24分,解答应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤,只写出最后答案的不得分。有数值计算的题。答案中必须明确写出数值和单位。
10. 如图(a)所示的坐标系内存在电场,电场强度随时间变化关系如图(b)所示,时间内电场强度沿轴正方向,大小为(未知),时刻从原点由静止释放一个带正电的粒子,粒子质量为、电荷量为,在电场作用下沿轴正方向运动,时刻粒子恰好运动到处,不考虑边界效应,不计粒子重力。求:
(1)电场强度的大小;
(2)时间内粒子电势能的变化量;
(3)粒子速度减为零时的坐标。
11. 如图所示,在光滑水平轨道AB的末端处,平滑连接一个半径R=0.4m的光滑半圆形轨道,半圆形轨道与水平轨道相切,C点为半圆形轨道的中点,D点为半圆形轨道的最高点,A、B两点间的距离L=1.2m,整个轨道处在电场强度方向水平向右、大小的匀强电场中。用固定的弹射装置锁定一个质量m=1kg、带电量q=+1×10−6C的小物块(可视为质点),某时刻解除锁定,小物块运动到D点时对轨道的压力为30N。取重力加速度大小为g=10m/s2,空气阻力不计。求:
(1)小物块在D点时的动能EkD;
(2)弹射装置锁定时具有的弹性势能;
(3)小物块在水平轨道AB上的落点到B点的距离x;
(4)小物块在空中的最小动能Emin。
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