内容正文:
麻城一中2028届高二年级9月月考
物理试题
一、选择题(1-7题单选28分,8-10题多选12分)
1. 如图所示为立定跳远运动员从粗糙地面起跳到落地之前的过程,不计空气阻力,运动员可视为质点,以下说法中正确的是( )
A. 起跳过程中,地面对运动员的冲量方向竖直向上
B. 运动员在最高点动量为零
C. 从跳起后到落地前运动员重力的冲量为零
D. 从跳起后到落地前运动员的水平方向动量改变量为零
【答案】D
【解析】
【详解】A.由于起跳时人的速度是斜向上的,所以地面的冲量就是斜向上的,故A错误;
B.人在最高点有水平速度,所以动量不为零,故B错误;
C.从跳起后到落地前重力的冲量为,不为零,故C错误;
D.从跳起后到落地前人的水平方向速度没有变化,所以水平方向的动量改变量为零,故D正确。
故选D。
2. 一根带电量为的均匀正电半圆弧(粗细可忽略不计),已知在其圆心处的场强大小为,方向垂直于直径,如图所示,则带同样电荷量的均匀正电细圆弧,在其圆心处的场强大小为( )
A. B.
C. D.
【答案】D
【解析】
【详解】已知总电量的均匀半圆弧在圆心处场强为,水平分量抵消,合场强垂直直径。可以将半圆弧等分为两个四分之一圆弧,每个四分之一圆弧总电量为,根据对称性,两个四分之一圆弧在圆心处的场强大小相等,方向夹角为。设每个四分之一圆弧场强大小为,根据矢量叠加,合场强满足
解得
这是总电量的四分之一圆弧的场强。四分之一圆弧总电量为,是上述分解得到的四分之一圆弧电量的2倍,均匀带电圆弧的场强与总电量成正比,因此总场强
故选D。
3. 如图所示,一横截面积为S的长直铜导线两端加上恒定电压后,导线中的自由电子发生定向移动,其定向移动的平均速率为v,已知电子的电荷量为e,铜导线单位体积内的自由电子数为n,下列说法正确的是( )
A. 铜导线中产生的电流
B. 电子定向移动的平均速率等于光速
C. 若仅增大电压,则电子定向移动的平均速率增大
D. 若将铜导线均匀拉长,则电子定向移动的平均速率增大
【答案】C
【解析】
【详解】A.等效电流的大小为,故A错误;
B.电子定向移动的平均速率是电子在电场力作用下定向移动的速度,其大小远小于光速,故B错误;
C.根据欧姆定律可得
可知,当电压增大时,通过导体的电流增大,结合电流的微观表达式
可知,在n、e、S不变的情况下,电流增大时,电子定向移动的平均速率增大,故C正确;
D.根据电阻定律
可知,若将铜导线均匀拉长时,导线的长度增大,横截面积减小,因此导线的电阻增大,在导线两端电压不变的情况下,通过导线的电流减小,结合电流的微观表达式
可知,在n、e、S不变的情况下,电流减小时,电子定向移动的平均速率减小,故D错误。
故选C。
4. 三条等势线如图所示,其中、两点在不同等势线上。已知元电荷。下列说法正确的是( )
A. 电子在点的电势能为
B. 电子在点受到的电场力比点大
C. 电子从点移动到点,电场力所做的功为
D. 电子从点移动到点,电势能减少
【答案】B
【解析】
【详解】A.由图可知A点的电势为10V,根据
可得电子在点的电势能为,故A错误;
B. 等势面越密的位置,电场强度越大,故点的电场强度大于点的电场强度,根据可知电子在点受到的电场力比点大,故B正确;
CD.电子从点移动到点,电场力所做的功为
则电势能增加,故CD错误。
故选B。
5. 如图所示电路图,电源电动势为,内阻为为定值电阻,为滑动变阻器,是平行板电容器中的一点。闭合开关,在滑片向下滑动的过程中,三个电表示数的变化量分别为。关于上述过程,下列说法正确的是( )
A. 点的电势变大 B. 电流表A的示数变大
C. 电压表的示数变小 D.
【答案】A
【解析】
【详解】A.电容器电压等于路端电压
滑片向下滑动,接入电路的电阻增大,故增大
电容器内电场强度
增大,则增大
Q点到接地的下极板距离不变,Q点电势
为Q到下极板的距离,因此变大,故A正确;
B.滑片向下滑动,接入电路的电阻增大,总电阻增大,由闭合电路欧姆定律,总电流减小,因此电流表示数变小,故B错误;
C.由欧姆定律
减小,故减小
由
整理得
减小,故增大,即示数变大,故C错误;
D. 由
得
由
得
因此
故D错误。
故选A。
6. 如图所示,三块平行放置的带电金属薄板A、B、C中央各有一小孔,小孔分别位于O、M、P点,由O点静止释放的电子恰好能运动到P点,现将C板向左平移到点,则由O点静止释放的电子( )
A. 运动到P点返回 B. 运动到P和点之间返回
C. 运动到点返回 D. 穿过点后继续运动
【答案】D
【解析】
【详解】由O点静止释放的电子恰好能运动到P点,表明电子在薄板A、B之间做加速运动,电场力做正功,电场方向向左,在薄板B、C之间做减速运动,电场力做负功,电场方向向右,到达P点时速度恰好为0,之后,电子向左加速至M点,再向左减速至O点速度为0,之后重复先前的运动,根据动能定理有
解得
根据
当C板向左平移到点,B、C间距减小,B、C之间电压减小,则有
结合上述有
可知,电子减速运动到的速度不等于0,即电子穿过点后继续向右运动。
故选D。
7. 复印机的核心原理是静电吸附,电晕丝与感光鼓间的强电场的电场线分布如图所示。一带负电墨粉颗粒(忽略重力)沿直线从a点运动到b点,以a为原点,ab连线向下为正方向建立x轴。设电场强度大小为E、电势大小为、速度大小为v、电势能为,则下列图像正确的是( )
A. B.
C. D.
【答案】C
【解析】
【详解】A.由电场线的疏密表示电场强度的大小可知,从到(增大),电场线逐渐变疏,电场强度逐渐减小,由于是非匀强电场,随的变化不是线性的,图线切线的斜率绝对值应逐渐减小,故A错误;
B.沿电场线方向电势降低,因电场线方向向上,轴向下,故沿轴正方向电势逐渐升高,图像切线的斜率绝对值表示电场强度大小,即,因为逐渐减小,所以图像的斜率绝对值应逐渐减小,故B错误;
C.带负电的墨粉颗粒受向下的电场力作用做加速运动,根据牛顿第二定律有
由运动学公式
可知图像切线的斜率
因为逐渐减小,所以斜率逐渐减小,图线应为斜率逐渐减小的上升曲线,故C正确;
D.从到电场力做正功,电势能逐渐减小,图像切线的斜率绝对值表示电场力大小,即
因为逐渐减小,所以斜率绝对值应逐渐减小,故D错误。
故选C。
8. 如图所示,在一电场强度为E的匀强电场中放有一个球形金属空腔导体,图中a、b分别为导体壳壁内部与空腔中的两点,则( )
A. a点的电场强度为零 B. b点的电场强度为零
C. a点的电场强度不为零,b点的电场强度为零 D. a、b两点的电场强度都不为零
【答案】AB
【解析】
【详解】金属空心导体放在匀强电场中,出现静电感应现象,最终处于静电平衡状态,导体内部场强处处为零,导体是个等势体,表面是等势面,所以a、b两点的电场强度都为零。故AB正确,CD错误。
故选AB。
9. 如图所示,把两只完全相同的表头进行改装,已知表头内阻,下列说法正确的是( )
A. 由甲图可知,该表头满偏电流
B. 甲图是改装成的双量程电压表,选用b端口时,量程为0~15V
C. 乙图是改装成的双量程电流表,,
D. 乙图是改装成的双量程电流表,,
【答案】BD
【解析】
【详解】A.由图甲可知,故A错误;
B.选用b端口时,电压表的最大测量电压
则选用b端口时,电压表量程为0~15V。故B正确;
CD.电流表量程为0~100mA时,由并联电路电压相等得
电流表量程为0~10mA时,同理得
联立解得,。故C错误,D正确。
故选BD。
10. 如图所示,有一匀强电场平行于平面xOy,一个质量为m带电粒子仅在电场力作用下从O点运动到A点,粒子在O点时速度沿y轴正方向,经A点时速度沿x轴正方向,且粒子在A点的速度大小是它在O点时速度大小的2倍。关于粒子在OA段的运动情况,下列判断正确的是( )
A. 该带电粒子带正电
B. 带电粒子在A点的电势能比在O点的电势能小
C. 这段时间粒子的最小动能为
D. 电场力方向与x轴正方向夹角的正切值为2
【答案】BC
【解析】
【详解】A.由于电场线方向未知,则带电粒子的电性未知,故A错误;
B.带电粒子从O点到A点动能增加,则电场力做正功,电势能减小,故带电粒子在A点的电势能比在O点的电势能小,故B正确;
D.设加速度方向与x轴正方向之间的夹角为,如图所示
则在沿着y轴方向上
沿着x轴方向上
并且粒子在A点的速度是它在O点时速度的2倍,即
联立解得
故D错误;
C.由三角函数知识可知
又
解得
当速度最小时,速度方向与电场力方向垂直,设最小速度为,将初速v0沿着电场力方向和垂直电场力方向进行分解,可得
则最小动能为
故C正确。
故选BC。
二、实验题(18分)
11. 用游标卡尺测量该圆柱体的长度。
(1)螺旋测微器和游标卡尺的示数如图甲、乙所示,由图读得圆柱体的直径为_________mm,长度为_________mm。
(2)实验中若流经圆柱体的电流为I,圆柱体两端的电压为U,圆柱体的直径和长度分别用D、L表示,则用D、L、I、U表示的电阻率的关系式为ρ=_________。
(3)若该细圆柱体的电阻为R,现将它均匀拉长到原来的2倍,则拉长后的电阻=_________。
【答案】(1) ①. 0.952 ②. 12.60
(2)
(3)4R
【解析】
【小问1详解】
[1]螺旋测微器固定刻度露出,可动刻度读数为
总直径为(0.950~0.953范围内均可)
[2]20分度游标卡尺精度为,主尺读数为,游标尺上第12格与主 尺对齐,游标尺的读数为,总长度为
【小问2详解】
由欧姆定律得,由电阻定律得,横截面积
联立整理得
【小问3详解】
圆柱体体积不变,拉长后长度,因此横截面积
由电阻定律得
12. 某学习小组利用图甲电路测量干电池的电动势和内阻(约),其中为电阻箱,为定值电阻,其实验步骤如下:
(1)测量的阻值,断开开关,先将多用电表选择开关旋至欧姆挡“”倍率,进行欧姆调零,测量时的示数如图乙所示,则其读数为_____;
(2)将多用电表的选择开关旋至直流电压挡,闭合开关,接电路中的点的那支表笔不动,另一支表笔接电路中的_____(选填“”或“”)点,调节并记下电阻箱阻值和电压表的示数,则接点的那支表笔是_____(选填“红”或“黑”)表笔;
(3)多次改变电阻箱的阻值,记录下对应的电压;
(4)以为纵轴、为横轴,根据实验数据作出图线如图丙所示;
(5)若不考虑多用电表对电路的影响,结合图丙可知,干电池的电动势_____V,内阻_____(计算结果均保留两位有效数字)。
【答案】 ①. 6##6.0 ②. b ③. 红 ④. 9.1 ⑤. 1.2
【解析】
【详解】(1)[1]测量的示数为6×1Ω=6Ω。
(2)[2][3]实验中要用多用电表的电压挡测电阻箱两端电压,因多用电表的电流方向为“红入黑出”,而甲电路电流的方向为a→b,则接a的是红表笔,黑表笔应接b点;
(5)[4][5]根据
可得
由图像可得,
联立解得E≈9.1V,r≈1.2Ω
三、解答题(42分)
13. 如图所示,在竖直面内的匀强电场中,从A点静止释放一个带正电的小球,小球在此竖直面内沿水平方向加速运动到与A点距离为x的B点。已知小球的电量为q,质量为m,电场与水平方向夹角为37°,重力加速度为g,,求:
(1)电场强度E的大小;
(2)A、B两点间的电势差。
【答案】(1);(2)
【解析】
【详解】(1)小球在此竖直面内沿水平方向加速运动到与A点距离为x的B点,可知,小球做匀加速直线运动,合力方向由A指向B,对小球进行受力分析有
解得
(2)根据电场强度与电势差的关系有
结合上述解得
14. 某一用直流电动机提升重物的装置,重物的质量m=50kg,电源电压为120V,当电动机以恒定的速度向上提升重物时,电动机线圈的发热功率是150W,电流I=5A。g取.则
(1)电动机线圈的电阻R等于多少?
(2)若电动机因故障不能转动,这时通过电动机线圈的电流为多大?电动机消耗的电功率又为多大?
(3)保持电源电压不变,求该电动机的最大输出机械功率,以及提升该重物对应的最大提升速度。
【答案】(1)
(2)20A,2400W
(3)600W,
【解析】
【小问1详解】
由能量关系
故
【小问2详解】
电动机转动时为非纯电阻,此时或,当因故障停止转动后,电动机转化为纯电阻,此时电流增大了,或,故此时电流
电动机消耗的电功率为
【小问3详解】
由,得
因为电动机线圈电阻,电源电压,均为定值,调节输入电动机线圈的电流I,可有最大值,因此对上式进行配方,有
当时,有最大值,即时,电动机获得的最大机械功率
由,得重物的最大提升速度
15. 如图甲是某XCT机的实物图。其产生X射线主要部分的示意图如图乙所示,图中P、Q之间的加速电压为,M、N两板之间的偏转电压为U,电子从电子枪逸出后沿图中虚线射入,经加速电场、偏转电场区域后,打到水平靶台的中心点C,产生X射线(图中虚线箭头所示)。已知电子质量,电荷量为,偏转极板M、N长,间距,虚线距离靶台竖直高度为,靶台水平位置可以调节,不考虑电子的重力、电子间相互作用力及电子从电子枪逸出时的初速度大小,不计空气阻力。求:
(1)电子进入偏转电场区域时速度的大小;
(2)若M、N两板之间电压大小时,为使X射线击中靶台中心点C,靶台中心点C离N板右侧的水平距离;
(3)在(2)中,电子刚出偏转电场区域时的速度;
(4)在电场区域由于电子重力远小于电场力,所以电子的重力可忽略不计,试说明为什么电子飞出偏转电场区域后,重力仍可忽略不计。
【答案】(1)m/s;(2)cm;(3);(4)重力对电子打在荧光屏上的位置影响非常小
【解析】
【详解】(1)根据动能定理有
解得
m/s
(2)M、N两板之间电压大小时,根据类平抛运动规律有
根据牛顿第二定律有
根据几何关系可知
解得
cm
(3)结合(2)中的类平抛运动规律有
则电子刚出偏转电场区域时的速度为
解得
(4)粒子离开偏转电场后,打到靶台的时间为
不计重力时,竖直方向的位移为
计重力时,竖直方向的位移为
则
即重力对电子打在荧光屏上的位置影响非常小,所以计算电子偏转量时可以忽略电子所受的重力。
第1页/共1页
学科网(北京)股份有限公司
$
麻城一中2028届高二年级9月月考
物理试题
一、选择题(1-7题单选28分,8-10题多选12分)
1. 如图所示为立定跳远运动员从粗糙地面起跳到落地之前的过程,不计空气阻力,运动员可视为质点,以下说法中正确的是( )
A. 起跳过程中,地面对运动员的冲量方向竖直向上
B. 运动员在最高点动量为零
C. 从跳起后到落地前运动员重力的冲量为零
D. 从跳起后到落地前运动员的水平方向动量改变量为零
2. 一根带电量为的均匀正电半圆弧(粗细可忽略不计),已知在其圆心处的场强大小为,方向垂直于直径,如图所示,则带同样电荷量的均匀正电细圆弧,在其圆心处的场强大小为( )
A. B.
C. D.
3. 如图所示,一横截面积为S的长直铜导线两端加上恒定电压后,导线中的自由电子发生定向移动,其定向移动的平均速率为v,已知电子的电荷量为e,铜导线单位体积内的自由电子数为n,下列说法正确的是( )
A. 铜导线中产生的电流
B. 电子定向移动的平均速率等于光速
C. 若仅增大电压,则电子定向移动的平均速率增大
D. 若将铜导线均匀拉长,则电子定向移动的平均速率增大
4. 三条等势线如图所示,其中、两点在不同等势线上。已知元电荷。下列说法正确的是( )
A. 电子在点的电势能为
B. 电子在点受到的电场力比点大
C. 电子从点移动到点,电场力所做的功为
D. 电子从点移动到点,电势能减少
5. 如图所示电路图,电源电动势为,内阻为为定值电阻,为滑动变阻器,是平行板电容器中的一点。闭合开关,在滑片向下滑动的过程中,三个电表示数的变化量分别为。关于上述过程,下列说法正确的是( )
A. 点的电势变大 B. 电流表A的示数变大
C. 电压表的示数变小 D.
6. 如图所示,三块平行放置的带电金属薄板A、B、C中央各有一小孔,小孔分别位于O、M、P点,由O点静止释放的电子恰好能运动到P点,现将C板向左平移到点,则由O点静止释放的电子( )
A. 运动到P点返回 B. 运动到P和点之间返回
C. 运动到点返回 D. 穿过点后继续运动
7. 复印机的核心原理是静电吸附,电晕丝与感光鼓间的强电场的电场线分布如图所示。一带负电墨粉颗粒(忽略重力)沿直线从a点运动到b点,以a为原点,ab连线向下为正方向建立x轴。设电场强度大小为E、电势大小为、速度大小为v、电势能为,则下列图像正确的是( )
A. B.
C. D.
8. 如图所示,在一电场强度为E的匀强电场中放有一个球形金属空腔导体,图中a、b分别为导体壳壁内部与空腔中的两点,则( )
A. a点的电场强度为零 B. b点的电场强度为零
C. a点的电场强度不为零,b点的电场强度为零 D. a、b两点的电场强度都不为零
9. 如图所示,把两只完全相同的表头进行改装,已知表头内阻,下列说法正确的是( )
A. 由甲图可知,该表头满偏电流
B. 甲图是改装成的双量程电压表,选用b端口时,量程为0~15V
C. 乙图是改装成的双量程电流表,,
D. 乙图是改装成的双量程电流表,,
10. 如图所示,有一匀强电场平行于平面xOy,一个质量为m带电粒子仅在电场力作用下从O点运动到A点,粒子在O点时速度沿y轴正方向,经A点时速度沿x轴正方向,且粒子在A点的速度大小是它在O点时速度大小的2倍。关于粒子在OA段的运动情况,下列判断正确的是( )
A. 该带电粒子带正电
B. 带电粒子在A点的电势能比在O点的电势能小
C. 这段时间粒子的最小动能为
D. 电场力方向与x轴正方向夹角的正切值为2
二、实验题(18分)
11. 用游标卡尺测量该圆柱体的长度。
(1)螺旋测微器和游标卡尺的示数如图甲、乙所示,由图读得圆柱体的直径为_________mm,长度为_________mm。
(2)实验中若流经圆柱体的电流为I,圆柱体两端的电压为U,圆柱体的直径和长度分别用D、L表示,则用D、L、I、U表示的电阻率的关系式为ρ=_________。
(3)若该细圆柱体的电阻为R,现将它均匀拉长到原来的2倍,则拉长后的电阻=_________。
12. 某学习小组利用图甲电路测量干电池的电动势和内阻(约),其中为电阻箱,为定值电阻,其实验步骤如下:
(1)测量的阻值,断开开关,先将多用电表选择开关旋至欧姆挡“”倍率,进行欧姆调零,测量时的示数如图乙所示,则其读数为_____;
(2)将多用电表的选择开关旋至直流电压挡,闭合开关,接电路中的点的那支表笔不动,另一支表笔接电路中的_____(选填“”或“”)点,调节并记下电阻箱阻值和电压表的示数,则接点的那支表笔是_____(选填“红”或“黑”)表笔;
(3)多次改变电阻箱的阻值,记录下对应的电压;
(4)以为纵轴、为横轴,根据实验数据作出图线如图丙所示;
(5)若不考虑多用电表对电路的影响,结合图丙可知,干电池的电动势_____V,内阻_____(计算结果均保留两位有效数字)。
三、解答题(42分)
13. 如图所示,在竖直面内的匀强电场中,从A点静止释放一个带正电的小球,小球在此竖直面内沿水平方向加速运动到与A点距离为x的B点。已知小球的电量为q,质量为m,电场与水平方向夹角为37°,重力加速度为g,,求:
(1)电场强度E的大小;
(2)A、B两点间的电势差。
14. 某一用直流电动机提升重物的装置,重物的质量m=50kg,电源电压为120V,当电动机以恒定的速度向上提升重物时,电动机线圈的发热功率是150W,电流I=5A。g取.则
(1)电动机线圈的电阻R等于多少?
(2)若电动机因故障不能转动,这时通过电动机线圈的电流为多大?电动机消耗的电功率又为多大?
(3)保持电源电压不变,求该电动机的最大输出机械功率,以及提升该重物对应的最大提升速度。
15. 如图甲是某XCT机的实物图。其产生X射线主要部分的示意图如图乙所示,图中P、Q之间的加速电压为,M、N两板之间的偏转电压为U,电子从电子枪逸出后沿图中虚线射入,经加速电场、偏转电场区域后,打到水平靶台的中心点C,产生X射线(图中虚线箭头所示)。已知电子质量,电荷量为,偏转极板M、N长,间距,虚线距离靶台竖直高度为,靶台水平位置可以调节,不考虑电子的重力、电子间相互作用力及电子从电子枪逸出时的初速度大小,不计空气阻力。求:
(1)电子进入偏转电场区域时速度的大小;
(2)若M、N两板之间电压大小时,为使X射线击中靶台中心点C,靶台中心点C离N板右侧的水平距离;
(3)在(2)中,电子刚出偏转电场区域时的速度;
(4)在电场区域由于电子重力远小于电场力,所以电子的重力可忽略不计,试说明为什么电子飞出偏转电场区域后,重力仍可忽略不计。
第1页/共1页
学科网(北京)股份有限公司
$