内容正文:
平罗中学2026-2027学年度第一学期第一次考试试题
高二物理
满分:100分 考试时长:75分钟
I卷(选择题)
一、选择题(本题共10小题,共46分。在每小题给出的四个选项中,第1-7题只有一项符合题目要求,每小题4分;第8-10题有多项符合题目要求,每小题6分,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. 如图,电阻R1、R2串联接入电路,已知U1:U2=1:2,则R1:R2为( )
A. 1:2 B. 2:1 C. 1:1 D. 1:4
【答案】A
【解析】
【分析】
【详解】根据串联电路的分压原理,可得
解得
故A正确;BCD错误。
故选A。
2. 下图中静电场的电场线分布正确的是( )
A. B.
C. D.
【答案】C
【解析】
【详解】A.正点电荷的电场线是向外辐射;负点电荷电场线指向电荷。图 A 电场线指向中心,这是负点电荷,但图里电荷符号画成正,故A错误;
B.等量异种电荷。电场线从正电荷出发,电场线方向应向外,故B错误;
C.等量同种正电荷。两个正电荷之间,电场线不能相连,中间区域电场线应该相互排斥,故C正确;
D.平行板电容器,电场线从正极板指向负极板。图中极板上板负、下板正,电场线方向画反了,故D错误。
故选C。
3. 由库仑定律可知,真空中两个静止的点电荷,当所带电荷量分别 q1和 q2,其间距为r时,它们之间静电力的大小为F,式中k为静电力常量。在国际单位制中,k的单位是( )
A. N·m/C2 B. C2/(N·m2) C. D. C2/N·m
【答案】C
【解析】
【详解】根据库仑定律有
可得
上式中,F的单位是N,r的单位是m,q的单位是C,由此可得k的单位为。
故选C。
4. 如图所示是匀强电场中的一组等势面,每两个相邻等势面的距离是25 cm,由此可确定电场强度的方向及大小为( )
A. 竖直向下,E=0.4 N/C B. 水平向右,E=0.4 N/C
C. 水平向左,E=40 N/C D. 水平向右,E=40 V/m
【答案】D
【解析】
【详解】题图所示等势面是竖直平面,电场方向垂直等势面并指向电势降低的一侧。各等势面电势自左向右依次降低,因此场强方向水平向右。相邻等势面间电势差为,距离为。由匀强电场中电势差与场强的关系得
故选D。
5. 如图甲所示,计算机键盘为电容式传感器,每个键下面由相互平行、间距为的活动金属片和固定金属片组成,两金属片间有空气间隙,两金属片组成一个平行板电容器,如图乙所示。其内部电路如图丙所示,则下列说法正确的是( )
A. 按键的过程中,电容器的电容减小
B. 按键的过程中,电容器的电压减小
C. 按键的过程中,图丙中电流方向从流向
D. 按键的过程中,电容器的带电量减小
【答案】C
【解析】
【详解】A.平行板电容器电容决定式,按键过程中两金属片间距减小,由电容决定式可知,电容随减小而增大,故A错误;
B.由图丙可知电容器始终与电源相连,因此电容器的电压等于电源电动势,保持不变,故B错误;
CD.根据,不变、增大,可知电容器带电量增大,电容器处于充电状态;充电过程中,电源正极接电容器上极板、负极接下极板,电流会从电容器下极板经电路流向电源负极,即电流方向从流向,故C正确,D错误。
故选C。
6. 关于下列四幅图片,下列说法正确的是 ( )
A. 图甲表示电容器放电过程中电流随时间的变化,图线与坐标轴围成的面积表示电容器的电容
B. 图乙中,处的电势最高,电场强度为零
C. 图丙可以表示充电过程中电容与电荷量之间的关系
D. 图丁中A、B的电阻阻值都不变,且RA< RB
【答案】B
【解析】
【详解】A.图线与坐标轴围成的面积的物理意义是电流对时间的积分,代表放电过程中电容器释放的总电荷量,故A错误;
B.图像的切线斜率的物理意义为
反映电场强度的大小和方向。是图线的峰值点,是全图电势的最大值点,且该点切线水平、斜率为0,对应电场强度为零,故B正确;
C.电容是电容器本身的固有属性,由极板正对面积、极板间距、电介质决定,与电容器的带电荷量Q无关,图线应为平行于Q轴的水平直线,而非过原点的倾斜直线,故C错误;
D.图像中,定值电阻的阻值满足,是图线上点与原点连线斜率的倒数。图中B的图线斜率更大,对应阻值更小,因此,故D错误。
故选B。
7. 某些肿瘤可以用“质子疗法”进行治疗。在这种疗法中,为了能让质子进入癌细胞,首先要实现质子的高速运动,该过程需要一种被称作“粒子加速器”的装置来实现。质子先被加速到较高的速度,然后轰击肿瘤并杀死癌细胞。如图所示,来自质子源的质子(初速度为零),经加速电压为U的加速器加速后,形成细柱形的质子流。已知细柱形的质子流横截面积为S,其等效电流为I;质子的质量为m,其电量为e。那么这束质子流内单位体积的质子数n是( )
A. B. C. D.
【答案】D
【解析】
【详解】质子在加速电场中加速,由动能定理有
解得
根据电流微观表达式有
联立解得
因此D正确,A、B、C错误。
故选D。
8. 下列说法正确的是( )
A. 根据,可知电场中某点的场强与形成电场的点电荷的电荷量成正比
B. 根据,可知电场中某点的电势与电荷在该位置的电势能成正比
C. 根据,可知两点间的电势差与静电力做功成正比
D. 根据,可知同种材料的导体,其电阻 R 与它的长度 l 成正比,与它的横截面积 S 成反比
【答案】AD
【解析】
【详解】A.在中,为形成电场的点电荷的电荷量,电场中某点的位置一定时,该点的场强与成正比,故A正确;
B.在中,电势由电场本身决定,与放入该点的电荷及其在该位置的电势能无关,不能说电势与电势能成正比,故B错误;
C.在中,两点间的电势差由电场本身决定,与静电力做的功无关,不能说电势差与静电力做功成正比,故C错误;
D.由可知,同种材料的导体电阻率一定,其电阻与长度成正比、与横截面积成反比,故D正确。
故选AD。
9. 如图所示,圆形虚线表示固定于O点的某点电荷电场中的部分等势线,实线为某个电子的该电场中由a点经b点和c点的运动轨迹,该轨迹与其中一条等势线相切于b点。若电子只受该电场的作用,则下列说法正确的是( )
A. O点的电电荷带正电
B. a点的电势高于c点的电势
C. 电子在a点的加速度大于在c点的加速度
D. 电子运动过程中,在b点的电势能最大
【答案】BD
【解析】
【详解】A.由图可知电子受力方向远离场源电荷,故电子受到排斥力,所以场源电荷带负电,故A选项错误;
B.场源负电荷周围电场线由无穷远指向O点,沿电场线方向电势逐渐降低,所以a点的电势高于c点的电势,故B选项正确;
C.离场源电荷越近场强越大,电子在a点所受电场力小于c点所受电场力,由牛顿第二定律知电子在a点的加速度小于在c点的加速度,故C选项错误;
D.电子从a到b电场力做负功电势能增大,从b到c电场力做正功电势能减小,所以在b点电势能最大,故D选项正确。
故选BD。
10. 如图所示的匀强电场方向竖直向下,一带正电粒子由图中的A点沿垂直电场线的方向射入电场,经过一段时间粒子由电场中的B点离开,已知A、B两点沿电场方向的间距为h,沿垂直电场方向的间距为x。现将A、B两点之间的水平间距和竖直间距等分为两份,粒子重力不计,则下列说法正确的是( )
A. 前和后,粒子电势能的变化量之比为
B. 前和后,粒子沿电场线的位移之比为
C. 前和后,粒子的运动时间之比为
D. 前和后,粒子垂直电场线方向的位移之比为
【答案】AD
【解析】
【详解】AB.粒子在沿电场的方向做初速度为零的匀加速直线运动,垂直电场的方向上粒子做匀速直线运动。由公式
可知前和后所需时间的比值为;
由公式
可知粒子沿电场线方向的位移比为;
由电场力做功公式
可知该过程中电场力做功之比为,由功能关系得该过程中粒子电势能的变化量之比为,故A正确,B错误;
C.由沿电场线方向的分运动可知,所以前和后所需时间的比值为,故C错误;
D.由公式可知粒子垂直电场线方向的位移之比为,故D正确。
故选AD。
第II卷(非选择题)
二、实验题(本题共2小题,共15分)
11. 某同学用电流传感器和电压传感器研究电容器的放电情况。按如图连接电路,实验时,先将开关与1端相连,待电路稳定后,将开关掷向2端,传感器将信息传入计算机,屏幕上可以显示出电流、电压随时间变化的图像、图像。
(1)由图可知,传感器2应为_____(选填“电流”或“电压”)传感器。
(2)计算机屏幕上显示的图像可能为下图中的_____,图像可能为如图中的_____。
A.B.
C.D.
【答案】(1)电压 (2) ①. B ②. D
【解析】
【详解】(1)传感器2与电阻并联,应为电压传感器。
(2)[1][2]随着电容器放电,电容器电荷量减小,由可知,电容器两端电压减小,电阻保持不变,电流传感器、电压传感器示数均减小,故图像为,图像为D。
12. 小明要测量金属丝的电阻率,已知的阻值约为。
(1)用螺旋测微器和游标卡尺分别测量金属丝的直径和长度,如甲图所示,螺旋测微器的读数为__________;如乙图所示,游标卡尺的读数为__________。
(2)实验室提供以下器材:
A.电压表(量程,内阻约);
B.电流表(量程,内阻约);
C.电流表(量程,内阻约);
D.滑动变阻器();
E.滑动变阻器();
F.电源(电动势为)及开关和导线若干
为了方便调节、准确测量多组数据,实验中电流表应选择___________(选填实验器材前的字母),滑动变阻器应选择__________(选填实验器材前的字母),在方框中画出电路图________________。
(3)某次测量如图丙所示,电流表示数为__________;如图丁所示的电压表示数为__________。
(4)测出金属丝的直径为、长度为、阻值为,则电阻率_______________ (用字母、、表示)。
(5)关于本实验的误差分析,下列说法中正确的是 (有多个正确选项)。
A. 用螺旋测微器测量金属丝直径时,由于读数引起的误差属于系统误差
B. 由于电流表和电压表内阻的影响,电阻的测量值小于真实值,引起的误差属于系统误差
C. 若将电流表和电压表的内阻计算在内,可以消除偶然误差
D. 多次测量画出图像,通过图像求金属丝电阻可以减小偶然误差
【答案】(1) ①. ##1.264##1.266 ②. 42.95
(2) ①. C ②. D ③.
(3) ①. 0.37 ②. 1.70
(4) (5)BD
【解析】
【小问1详解】
[1]由图甲可知,螺旋测微器的读数为
[2]由图乙可知,游标卡尺的读数为
【小问2详解】
[1]电源电动势为3V,待测电阻约为,通过电流表的电流不超过
为了确保电流表的安全与精度,电流表的量程选择,即电流表选择C;
[2]为了方便调节、准确测量多组数据,滑动变阻器选择总阻值小一些,即滑动变阻器选择D;
[3]实验要求获取多组数据,滑动变阻器应选择分压接法,金属丝电阻很小,电流表应选择外接接法,电路图如图所示
【小问3详解】
[1]根据上述分析可知,电流表的量程选择,如图丙所示,最小分度为,则电流表示数为。
[2]根据题意可知,电压表量程为,如图丁所示,最小分度为,则电压表示数为。
【小问4详解】
根据题意,由电阻定律有
又有
联立解得
【小问5详解】
A.用螺旋测微器测量金属丝直径时,由于读数引起的误差属于偶然误差,故A错误;
B.图中测量电路采用电流表外接法,误差在于电压表的分流,由于电压表的分流影响,导致电流测量值偏大,可知由于电流表和电压表内阻的影响,电阻的测量值小于真实值,引起的误差属于系统误差,故B正确;
C.结合上述可知,若将电流表和电压表的内阻计算在内,可以消除系统误差,不能消除偶然误差,故C错误;
D.多次测量画出图像,该过程尽量利用多组数据,可知,通过图像求金属丝电阻可以减小偶然误差,故D正确。
故选BD。
三、计算题(本题共3小题,共39分。解答过程写出必要的文字说明、方程式和计算过程,只写出最后答案的不得分,答案中必须明确写出数值和单位。)
13. 如图所示,一平行板电容器接在的直流电源上,电容,两极板间距离,取。
(1)求该电容器所带的电荷量;
(2)电容器间的电场强度E;
(3)若两极板间有一质量的带电微粒,恰好在板间处于平衡状态,则该微粒所带电荷量为多少带何种电荷?
【答案】(1)
(2)
(3),带负电
【解析】
【小问1详解】
电容器接在电源上,两端电压等于电源电压U,故所带电荷量
代入数据得
【小问2详解】
极板间匀强电场的电场强度
代入数据得
【小问3详解】
带电微粒在板间平衡,电场力与重力等大反向,则电场力竖直向上,又有电场方向竖直向下,可知微粒带负电,由平衡条件有
代入数据得
14. 如图所示,已知,A、B、C三点都在匀强电场中,且A、B、C所在平面与电场线平行,把一个电荷量的正电荷从A点移到B点,静电力做功为零:再从B点移到C点,静电力做功为。
(1)求A、C间的电势差;
(2)若规定B点电势为零,求C点的电势;
(3)求匀强电场的电场强度大小,并画出过C点的电场线。
【答案】(1);(2);(3),
【解析】
【详解】(1)由题意,正电荷从A移到B再移到C过程
得
(2)若规定B点电势为零,则
得
(2)为等势面,场强方向垂直连线指向右下方,水平方向夹角为,大小
过C点的电场线如图所示
15. XCT扫描是计算机X射线断层扫描技术的简称,可用于对多种病情的探测。某种XCT机原理示意图如图所示。M、N之间是加速电场,虚线框内为匀强偏转电场;经调节后电子从静止开始沿带箭头的实线所示的方向前进,打到水平圆形靶台上的中心点P,产生X射线。已知电子的质量为m,电荷量为e,M、N两端的电压为U,偏转电场区域水平宽度为L,竖直高度足够长,偏转电场的电场强度,靶台P点到偏转电场右边界的水平距离为。不计电子的重力,不考虑电子间的相互作用及电子进入加速电场时的初速度,不计空气阻力。求:
(1)电子刚进入偏转电场时的速度大小;
(2)电子从偏转电场射出时的侧移量y;
(3)电子从偏转电场射出时的偏转角度tanθ;
(4)MN中的电子束距离靶台的竖直高度H。
【答案】(1)
(2)
(3)
(4)H=L
【解析】
【小问1详解】
电子经过加速电场过程,根据动能定理得
解得电子刚进入偏转电场时的速度大小为
【小问2详解】
电子在偏转电场中做类平抛运动,水平方向有
竖直方向有,
联立解得电子射出偏转电场时在竖直方向上的侧移量为
【小问3详解】
电子射出偏转电场时的竖直分速度为
则
【小问4详解】
方法一:电子射出偏转电场后做匀速直线运动,根据推论:电子离开偏转时速度方向反向延长线平分水平位移知
解得
方法二:电子射出偏转电场后做匀速直线运动,则有,
解得
则MN中的电子束距离靶台的竖直高度为
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平罗中学2026-2027学年度第一学期第一次考试试题
高二物理
满分:100分 考试时长:75分钟
I卷(选择题)
一、选择题(本题共10小题,共46分。在每小题给出的四个选项中,第1-7题只有一项符合题目要求,每小题4分;第8-10题有多项符合题目要求,每小题6分,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. 如图,电阻R1、R2串联接入电路,已知U1:U2=1:2,则R1:R2为( )
A. 1:2 B. 2:1 C. 1:1 D. 1:4
2. 下图中静电场的电场线分布正确的是( )
A. B.
C. D.
3. 由库仑定律可知,真空中两个静止的点电荷,当所带电荷量分别 q1和 q2,其间距为r时,它们之间静电力的大小为F,式中k为静电力常量。在国际单位制中,k的单位是( )
A. N·m/C2 B. C2/(N·m2) C. D. C2/N·m
4. 如图所示是匀强电场中的一组等势面,每两个相邻等势面的距离是25 cm,由此可确定电场强度的方向及大小为( )
A. 竖直向下,E=0.4 N/C B. 水平向右,E=0.4 N/C
C. 水平向左,E=40 N/C D. 水平向右,E=40 V/m
5. 如图甲所示,计算机键盘为电容式传感器,每个键下面由相互平行、间距为的活动金属片和固定金属片组成,两金属片间有空气间隙,两金属片组成一个平行板电容器,如图乙所示。其内部电路如图丙所示,则下列说法正确的是( )
A. 按键的过程中,电容器的电容减小
B. 按键的过程中,电容器的电压减小
C. 按键的过程中,图丙中电流方向从流向
D. 按键的过程中,电容器的带电量减小
6. 关于下列四幅图片,下列说法正确的是 ( )
A. 图甲表示电容器放电过程中电流随时间的变化,图线与坐标轴围成的面积表示电容器的电容
B. 图乙中,处的电势最高,电场强度为零
C. 图丙可以表示充电过程中电容与电荷量之间的关系
D. 图丁中A、B的电阻阻值都不变,且RA< RB
7. 某些肿瘤可以用“质子疗法”进行治疗。在这种疗法中,为了能让质子进入癌细胞,首先要实现质子的高速运动,该过程需要一种被称作“粒子加速器”的装置来实现。质子先被加速到较高的速度,然后轰击肿瘤并杀死癌细胞。如图所示,来自质子源的质子(初速度为零),经加速电压为U的加速器加速后,形成细柱形的质子流。已知细柱形的质子流横截面积为S,其等效电流为I;质子的质量为m,其电量为e。那么这束质子流内单位体积的质子数n是( )
A. B. C. D.
8. 下列说法正确的是( )
A. 根据,可知电场中某点的场强与形成电场的点电荷的电荷量成正比
B. 根据,可知电场中某点的电势与电荷在该位置的电势能成正比
C. 根据,可知两点间的电势差与静电力做功成正比
D. 根据,可知同种材料的导体,其电阻 R 与它的长度 l 成正比,与它的横截面积 S 成反比
9. 如图所示,圆形虚线表示固定于O点的某点电荷电场中的部分等势线,实线为某个电子的该电场中由a点经b点和c点的运动轨迹,该轨迹与其中一条等势线相切于b点。若电子只受该电场的作用,则下列说法正确的是( )
A. O点的电电荷带正电
B. a点的电势高于c点的电势
C. 电子在a点的加速度大于在c点的加速度
D. 电子运动过程中,在b点的电势能最大
10. 如图所示的匀强电场方向竖直向下,一带正电粒子由图中的A点沿垂直电场线的方向射入电场,经过一段时间粒子由电场中的B点离开,已知A、B两点沿电场方向的间距为h,沿垂直电场方向的间距为x。现将A、B两点之间的水平间距和竖直间距等分为两份,粒子重力不计,则下列说法正确的是( )
A. 前和后,粒子电势能的变化量之比为
B. 前和后,粒子沿电场线的位移之比为
C. 前和后,粒子的运动时间之比为
D. 前和后,粒子垂直电场线方向的位移之比为
第II卷(非选择题)
二、实验题(本题共2小题,共15分)
11. 某同学用电流传感器和电压传感器研究电容器的放电情况。按如图连接电路,实验时,先将开关与1端相连,待电路稳定后,将开关掷向2端,传感器将信息传入计算机,屏幕上可以显示出电流、电压随时间变化的图像、图像。
(1)由图可知,传感器2应为_____(选填“电流”或“电压”)传感器。
(2)计算机屏幕上显示的图像可能为下图中的_____,图像可能为如图中的_____。
A.B.
C.D.
12. 小明要测量金属丝的电阻率,已知的阻值约为。
(1)用螺旋测微器和游标卡尺分别测量金属丝的直径和长度,如甲图所示,螺旋测微器的读数为__________;如乙图所示,游标卡尺的读数为__________。
(2)实验室提供以下器材:
A.电压表(量程,内阻约);
B.电流表(量程,内阻约);
C.电流表(量程,内阻约);
D.滑动变阻器();
E.滑动变阻器();
F.电源(电动势为)及开关和导线若干
为了方便调节、准确测量多组数据,实验中电流表应选择___________(选填实验器材前的字母),滑动变阻器应选择__________(选填实验器材前的字母),在方框中画出电路图________________。
(3)某次测量如图丙所示,电流表示数为__________;如图丁所示的电压表示数为__________。
(4)测出金属丝的直径为、长度为、阻值为,则电阻率_______________ (用字母、、表示)。
(5)关于本实验的误差分析,下列说法中正确的是 (有多个正确选项)。
A. 用螺旋测微器测量金属丝直径时,由于读数引起的误差属于系统误差
B. 由于电流表和电压表内阻的影响,电阻的测量值小于真实值,引起的误差属于系统误差
C. 若将电流表和电压表的内阻计算在内,可以消除偶然误差
D. 多次测量画出图像,通过图像求金属丝电阻可以减小偶然误差
三、计算题(本题共3小题,共39分。解答过程写出必要的文字说明、方程式和计算过程,只写出最后答案的不得分,答案中必须明确写出数值和单位。)
13. 如图所示,一平行板电容器接在的直流电源上,电容,两极板间距离,取。
(1)求该电容器所带的电荷量;
(2)电容器间的电场强度E;
(3)若两极板间有一质量的带电微粒,恰好在板间处于平衡状态,则该微粒所带电荷量为多少带何种电荷?
14. 如图所示,已知,A、B、C三点都在匀强电场中,且A、B、C所在平面与电场线平行,把一个电荷量的正电荷从A点移到B点,静电力做功为零:再从B点移到C点,静电力做功为。
(1)求A、C间的电势差;
(2)若规定B点电势为零,求C点的电势;
(3)求匀强电场的电场强度大小,并画出过C点的电场线。
15. XCT扫描是计算机X射线断层扫描技术的简称,可用于对多种病情的探测。某种XCT机原理示意图如图所示。M、N之间是加速电场,虚线框内为匀强偏转电场;经调节后电子从静止开始沿带箭头的实线所示的方向前进,打到水平圆形靶台上的中心点P,产生X射线。已知电子的质量为m,电荷量为e,M、N两端的电压为U,偏转电场区域水平宽度为L,竖直高度足够长,偏转电场的电场强度,靶台P点到偏转电场右边界的水平距离为。不计电子的重力,不考虑电子间的相互作用及电子进入加速电场时的初速度,不计空气阻力。求:
(1)电子刚进入偏转电场时的速度大小;
(2)电子从偏转电场射出时的侧移量y;
(3)电子从偏转电场射出时的偏转角度tanθ;
(4)MN中的电子束距离靶台的竖直高度H。
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