精品解析:河南安阳市文峰区北关区2026-2027学年高二上学期阶段检测物理试题
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内容正文:
高二物理
注意事项:
1.答题前,务必将自己的个人信息填写在答题卡上,并将条形码粘贴在答题卡上的指定位置。
2.回答选择题时,选出每小题答案后,用铅笔把答题卡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。
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. 秋冬季节空气干燥,人体活动易产生静电。下列关于静电场的性质与规律的说法正确的是( )
A. 根据负试探电荷的受力方向可以判断电场强度的方向
B. 电场强度的定义式表明,电场强度与试探电荷所带电荷量成反比
C. 疏密均匀的弯曲电场线也可以表示匀强电场
D. 电势降低最快的方向平行于等势面
2. 小红用图示电路进行实验,闭合开关后灯泡不亮。开关、灯泡与底座的接触以及电源、导线与接线柱的连接均完好,小红判断导线AB、CD或EF内部有断点,用多用电表的电阻挡“×1”倍率来检测,则在检查导线AB时需要( )
A. 闭合开关,红表笔必须接A B. 闭合开关,红表笔必须接B
C. 断开开关,红表笔必须接A D. 断开开关,红表笔接A或B均可
3. 静电复印设备的核心原理为异种电荷间的相互作用。水平直线上有两个固定异种点电荷,,两电荷的间距。静电力常量,不计外界电场的干扰,则两电荷连线间与相距0.4 m处的合电场强度大小为( )
A. B. C. D. 0
4. 如图所示,一点电荷固定在A点,一试探电荷仅在两电荷间的库仑力作用下从M运动到N,轨迹如图中的虚线所示。下列说法正确的是( )
A. 试探电荷一定带负电 B. 试探电荷在M点的电势能小于在N点的电势能
C. 试探电荷在M点的加速度小于在N点的加速度 D. 试探电荷在M点的速度小于在N点的速度
5. 某平行板电容器极板的正对面积,极板间距。第一阶段:将该电容器接入能提供6 V恒定电压的电路,并将极板间距增大至1.0 mm;第二阶段:断开电路,将极板间距缩小0.5 mm。两阶段极板间电场强度的变化量大小依次为( )
A. ,0 B. ,
C. ,0 D. ,
6. 如图所示,某小型加热电器的内部为混联电路,、、为定值电阻,、、,电源内阻不计,电路的总电流为1.5 A。下列关于电路功率的说法正确的是( )
A. 的功率小于的功率 B. 和的总功率为12 W
C. 电路的总功率为22.5 W D. 的功率占总功率的
7. 如图所示,日常桌面使用的USB小风扇依靠电流做功转动。已知小风扇的额定电压,额定电流,正常工作时电机内阻的发热功率占总功率的20%。现使小风扇持续正常工作5 min,下列说法正确的是( )
A. 小风扇的输入功率为1.92 W B. 电机的内阻为15 Ω
C. 这段时间内,电机内阻的热损耗为576 J D. 电机输出的机械功率为9.6 W
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。全部选对的得6分,选对但不全的得3分,有选错的得0分。
8. 家用便携蓄电池可简化为直流电源,电源电动势为E,内阻,外接电路中定值电阻,滑动变阻器可模拟家用可变负载,电路连接方式如图所示。现将的滑片从右向左滑动,模拟家用可变负载的功率调节过程,关于该过程,下列说法正确的是( )
A. 的功率逐渐增大 B. 路端电压逐渐增大
C. 电源的效率逐渐增大 D. 电源的输出功率逐渐增大
9. 光滑绝缘水平面上存在沿x轴方向的静电场,一电荷量为q()、质量为m的带电小物块,仅在静电力作用下沿x轴运动。如图所示为该物块的电势能随位置x的变化图像,图像在0~2 m为直线,且直线的斜率为k,2~4 m为曲线,在处曲线的切线水平,物块在水平面上运动时可看作点电荷。下列说法正确的是( )
A. 处的电场强度大小为,方向沿x轴正方向
B. 物块在0到2 m范围内所受静电力逐渐变大
C. 若物块在处的动能为7 J,则物块无法到达处
D. 物块由向运动过程中,加速度逐渐减小
10. 如图所示的电路中,定值电阻,,,电容器上下两端点分别为M、N,电容为电源的电动势,内阻不计。闭合开关、、,稳定后下列说法正确的是( )
A. M、N两点间的电势差为
B. 电容器所带电荷量为
C. 仅断开至电路稳定过程,通过的电荷量为
D. 仅断开至电路稳定过程,通过的电荷量为
三、非选择题:本题共5小题,共54分。
11. 电阻率是衡量导线导电性能的重要参数,如图1所示,某科技兴趣小组截取了一段家用电线的内部铜芯,通过测定铜芯的电阻率,探究其导电性能。实验器材有电源、滑动变阻器、电压表(量程0.6 V,内阻约3 kΩ)、电流表(量程0.6 A,内阻约1 Ω)、待测铜芯、开关、导线若干。实验测得铜芯的有效长度,直径,通电并调节后铜芯两端的电压,通过铜芯的电流。请完成下列填空:
(1)用螺旋测微器测铜芯的直径d时,为减小测量误差,可行的操作方法是____________________________________________________________(写出1条即可)。
(2)请在图2的方框内将测量铜芯电阻的电路图补充完整。
(3)由所测物理量可得铜芯的电阻率__________(用U、I、d、L表示),根据所测数据计算可得铜芯的电阻率__________(保留3位有效数字)。
12. 干电池是手电筒、遥控器等小型用电器的常用电源,电源电动势和内阻是决定电池供电性能的核心参数。某同学利用如图所示的电路,测定干电池的电动势与内阻。多次调节电阻箱,记录电压表的示数和对应的电阻箱的阻值,绘制图像。请完成下列填空:
(1)为了方便得到电源电动势和内阻,应绘制__________(选填“”或“”)图像;若该图像为直线,纵截距为、斜率为,则电源的电动势为__________,内阻为__________。
(2)利用该方案,电源电动势的测量值__________真实值,内阻的测量值__________真实值。(均选填“大于”“小于”或“等于”)
13. 金属导线导电的本质是自由电子的定向移动,某铜制导线的横截面积,导线单位体积内的自由电子数,电子的电荷量,电路接通后通过导线的恒定电流。求:
(1)导线中自由电子定向移动的平均速率;
(2)1 min内通过导线某一横截面的自由电子总个数。
14. 现代农业智能灌溉系统中,可以利用湿敏电阻检测土壤湿度,自动控制浇水装置。检测电路的电路图如图所示,电源电动势,内阻,定值保护电阻,可变湿敏电阻在土壤干燥时的阻值为。电压表和电流表可视为理想电表,求:
(1)土壤干燥时,电流表和电压表的示数;
(2)当土壤湿润时湿敏电阻的阻值为时,电路的路端电压和保护电阻的功率;
(3)当电压表的示数为3 V触发浇水时,湿敏电阻的阻值。
15. 如图所示,竖直平面内固定一光滑绝缘的圆形轨道,轨道半径,空间存在水平向左的匀强电场,电场强度大小。现有一质量、带电量的带正电小球,恰好能在圆形轨道内侧做完整的圆周运动,重力加速度g取10 m/s2。求:(结果均可用根号表示)
(1)轨道对小球的弹力刚好为0时小球的加速度;
(2)小球运动过程中的最小速度;
(3)小球速度最大时对轨道的压力大小。
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高二物理
注意事项:
1.答题前,务必将自己的个人信息填写在答题卡上,并将条形码粘贴在答题卡上的指定位置。
2.回答选择题时,选出每小题答案后,用铅笔把答题卡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。
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. 秋冬季节空气干燥,人体活动易产生静电。下列关于静电场的性质与规律的说法正确的是( )
A. 根据负试探电荷的受力方向可以判断电场强度的方向
B. 电场强度的定义式表明,电场强度与试探电荷所带电荷量成反比
C. 疏密均匀的弯曲电场线也可以表示匀强电场
D. 电势降低最快的方向平行于等势面
【答案】A
【解析】
【详解】A.电场强度的方向规定为正试探电荷的受力方向,负试探电荷的受力方向与电场强度方向相反,因此可以通过负试探电荷的受力反推电场强度方向,故A正确;
B.公式为电场强度的定义式,电场强度由电场本身决定,与试探电荷无关,故B错误;
C.匀强电场要求电场强度的大小和方向处处相同,弯曲的电场线意味着电场方向沿电场线切线不断变化,不可能是匀强电场,故C错误;
D.电势降低最快的方向是电场强度的方向,电场强度方向始终与等势面垂直,而非平行于等势面,故D错误。
故选A。
2. 小红用图示电路进行实验,闭合开关后灯泡不亮。开关、灯泡与底座的接触以及电源、导线与接线柱的连接均完好,小红判断导线AB、CD或EF内部有断点,用多用电表的电阻挡“×1”倍率来检测,则在检查导线AB时需要( )
A. 闭合开关,红表笔必须接A B. 闭合开关,红表笔必须接B
C. 断开开关,红表笔必须接A D. 断开开关,红表笔接A或B均可
【答案】D
【解析】
【详解】AB.用电阻挡“×1”倍率,由于电阻表内部有电源,检测时被测电路的电源要断开,否则可能会损坏多用电表,故A错误,B错误;
CD.测量导线(电阻)是否导通,红表笔接A或B均可,故C错误,D正确。
故选D。
3. 静电复印设备的核心原理为异种电荷间的相互作用。水平直线上有两个固定异种点电荷,,两电荷的间距。静电力常量,不计外界电场的干扰,则两电荷连线间与相距0.4 m处的合电场强度大小为( )
A. B. C. D. 0
【答案】C
【解析】
【详解】该位置到点电荷、的距离分别为、
正电荷在该点的电场强度向右,负电荷在该点的电场强度也向右,代入公式可得,
叠加后合电场强度的大小为
故选C。
4. 如图所示,一点电荷固定在A点,一试探电荷仅在两电荷间的库仑力作用下从M运动到N,轨迹如图中的虚线所示。下列说法正确的是( )
A. 试探电荷一定带负电 B. 试探电荷在M点的电势能小于在N点的电势能
C. 试探电荷在M点的加速度小于在N点的加速度 D. 试探电荷在M点的速度小于在N点的速度
【答案】B
【解析】
【详解】A.由运动轨迹可知,试探电荷与点电荷之间的作用力为引力,因固定点电荷的电性未知,故无法判断试探电荷是带正电还是带负电,故A错误;
BD.试探电荷从M到N先靠近后远离点电荷,库仑力先做正功后做负功,整个过程做功为负值,电势能增加,动能减少,故试探电荷在M点的电势能小于在N点的电势能,在M点的速度大于在N点的速度,故B正确,D错误;
C.N点比M点离点电荷更远,由库仑定律可知,试探电荷在M点受到的库仑力更大,加速度更大,故C错误。
故选B。
5. 某平行板电容器极板的正对面积,极板间距。第一阶段:将该电容器接入能提供6 V恒定电压的电路,并将极板间距增大至1.0 mm;第二阶段:断开电路,将极板间距缩小0.5 mm。两阶段极板间电场强度的变化量大小依次为( )
A. ,0 B. ,
C. ,0 D. ,
【答案】A
【解析】
【详解】初始状态电场强度
第一阶段恒压状态下不变,间距翻倍后电场强度减半,电场强度的变化量为;
断电后,电容器极板上的电荷量Q不变,结合、
可得
电场强度与极板间距无关,故第二阶段电场强度的变化量为0。
故选A。
6. 如图所示,某小型加热电器的内部为混联电路,、、为定值电阻,、、,电源内阻不计,电路的总电流为1.5 A。下列关于电路功率的说法正确的是( )
A. 的功率小于的功率 B. 和的总功率为12 W
C. 电路的总功率为22.5 W D. 的功率占总功率的
【答案】D
【解析】
【详解】AB.并联部分的等效电阻为
并联部分两端电压为
两支路功率分别为和
由此,并联部分总功率为,故AB错误;
CD.电路总电阻为
电路总功率为
中的电流为总电流,其功率为
所以,故C错误,D正确。
故选D。
7. 如图所示,日常桌面使用的USB小风扇依靠电流做功转动。已知小风扇的额定电压,额定电流,正常工作时电机内阻的发热功率占总功率的20%。现使小风扇持续正常工作5 min,下列说法正确的是( )
A. 小风扇的输入功率为1.92 W B. 电机的内阻为15 Ω
C. 这段时间内,电机内阻的热损耗为576 J D. 电机输出的机械功率为9.6 W
【答案】C
【解析】
【详解】A.输入功率,故A错误;
B.热功率
由焦耳定律得
可得电机的内阻,故B错误;
C.热损耗的总能量
其中
可得热损耗的总能量,故C正确;
D.机械功率,故D错误。
故选C。
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。全部选对的得6分,选对但不全的得3分,有选错的得0分。
8. 家用便携蓄电池可简化为直流电源,电源电动势为E,内阻,外接电路中定值电阻,滑动变阻器可模拟家用可变负载,电路连接方式如图所示。现将的滑片从右向左滑动,模拟家用可变负载的功率调节过程,关于该过程,下列说法正确的是( )
A. 的功率逐渐增大 B. 路端电压逐渐增大
C. 电源的效率逐渐增大 D. 电源的输出功率逐渐增大
【答案】AD
【解析】
【详解】BC.将的滑片从右向左滑动,则电路总电阻减小,总电流变大,内阻上的电压变大,则路端电压减小,电源的效率减小,则BC错误;
A.总电阻减小,电流增大,根据可知,的功率逐渐增大,则A正确;
D.外电阻越接近电源内阻,电源的输出功率越大,的阻值大于电源内阻,滑片移动过程中,外电阻始终大于内阻且不断接近内阻,因此电源的输出功率持续增大,则D正确。
故选AD。
【点睛】命题透析本题以家用便携蓄电池为情境,考查闭合电路动态分析、电源输出功率极值规律,考查考生的逻辑分析能力和理解能力。
9. 光滑绝缘水平面上存在沿x轴方向的静电场,一电荷量为q()、质量为m的带电小物块,仅在静电力作用下沿x轴运动。如图所示为该物块的电势能随位置x的变化图像,图像在0~2 m为直线,且直线的斜率为k,2~4 m为曲线,在处曲线的切线水平,物块在水平面上运动时可看作点电荷。下列说法正确的是( )
A. 处的电场强度大小为,方向沿x轴正方向
B. 物块在0到2 m范围内所受静电力逐渐变大
C. 若物块在处的动能为7 J,则物块无法到达处
D. 物块由向运动过程中,加速度逐渐减小
【答案】AC
【解析】
【详解】A .由,可知图像的斜率,图像在处斜率为k,则,根据图像特点可知,电场强度沿x轴正方向,故A正确;
B.图像在0到2m范围内斜率不变,则物块所受静电力大小不变,故B错误;
C.由图可知,物块在处的势能为2J,若动能为7J,则物块的总能量为9J,且在图像中,在2m到4m的路径上存在电势能大于9J的位置,因此物块无法通过该位置到达处,故C正确;
D.在2m到4m范围内,图像斜率的绝对值逐渐增大,电场力逐渐增大,则加速度逐渐增大,故D错误。
故选AC。
10. 如图所示的电路中,定值电阻,,,电容器上下两端点分别为M、N,电容为电源的电动势,内阻不计。闭合开关、、,稳定后下列说法正确的是( )
A. M、N两点间的电势差为
B. 电容器所带电荷量为
C. 仅断开至电路稳定过程,通过的电荷量为
D. 仅断开至电路稳定过程,通过的电荷量为
【答案】BCD
【解析】
【详解】A.闭合开关、、,与先串联,与先串联,然后并联。可得,,
设电源负极电势为0,可得,
故N点电势高于M点,,故A错误;
B.电容器两端的电压
电容器所带电荷量,故B正确;
C.若仅断开,电流只走与,且电容器两端的电压等于两端电压,N仍为高电势,此时电容器两端的电压为
故通过的电荷量为,故C正确;
D.若仅断开S2,电流只走与,此时电容器两端的电压为
但M变为高电势,故通过R1的电荷量为,故D正确。
故选BCD。
三、非选择题:本题共5小题,共54分。
11. 电阻率是衡量导线导电性能的重要参数,如图1所示,某科技兴趣小组截取了一段家用电线的内部铜芯,通过测定铜芯的电阻率,探究其导电性能。实验器材有电源、滑动变阻器、电压表(量程0.6 V,内阻约3 kΩ)、电流表(量程0.6 A,内阻约1 Ω)、待测铜芯、开关、导线若干。实验测得铜芯的有效长度,直径,通电并调节后铜芯两端的电压,通过铜芯的电流。请完成下列填空:
(1)用螺旋测微器测铜芯的直径d时,为减小测量误差,可行的操作方法是____________________________________________________________(写出1条即可)。
(2)请在图2的方框内将测量铜芯电阻的电路图补充完整。
(3)由所测物理量可得铜芯的电阻率__________(用U、I、d、L表示),根据所测数据计算可得铜芯的电阻率__________(保留3位有效数字)。
【答案】(1)在铜芯的三个不同位置各测量一次直径,并取平均值
(2) (3) ①. ②.
【解析】
【小问1详解】
在铜芯的三个不同位置分别测量直径并取平均值,可以减小因直径不均匀和偶然测量偏差造成的误差。
【小问2详解】
由欧姆定律得待测铜芯的电阻
电流表内阻为,与铜芯电阻相比不可忽略;电压表内阻为,远大于铜芯电阻。采用电流表外接法,即电压表并联在待测铜芯两端,电流表串联在干路中,滑动变阻器串联在电路中调节电流。
【小问3详解】
[1]由欧姆定律得,待测铜芯横截面积为
铜芯满足电阻定律,将前两关系代入并整理得
[2]将,换算为国际单位后,,,代入上式得
12. 干电池是手电筒、遥控器等小型用电器的常用电源,电源电动势和内阻是决定电池供电性能的核心参数。某同学利用如图所示的电路,测定干电池的电动势与内阻。多次调节电阻箱,记录电压表的示数和对应的电阻箱的阻值,绘制图像。请完成下列填空:
(1)为了方便得到电源电动势和内阻,应绘制__________(选填“”或“”)图像;若该图像为直线,纵截距为、斜率为,则电源的电动势为__________,内阻为__________。
(2)利用该方案,电源电动势的测量值__________真实值,内阻的测量值__________真实值。(均选填“大于”“小于”或“等于”)
【答案】(1) ①. ②. ③.
(2) ①. 小于 ②. 小于
【解析】
【小问1详解】
[1]由题图可知干路电流
根据闭合电路欧姆定律可知
整理得
可见与是线性关系,绘制直线图像可以直观通过截距、斜率求解参数,故为了得到电源的电动势和内阻,应绘制图像。
[2][3]由函数关系可知,纵截距为
解得电源的电动势
斜率
解得电源的内阻
【小问2详解】
[1][2]本方案中电压表并非理想电表,存在分流作用,设电压表内阻为,则实际干路电流是电阻箱的电流与电压表的分流之和,真实的闭合电路欧姆定律应为
整理得
对比测量时的拟合公式
可知,
即电源电动势的测量值小于真实值,内阻的测量值小于真实值。
13. 金属导线导电的本质是自由电子的定向移动,某铜制导线的横截面积,导线单位体积内的自由电子数,电子的电荷量,电路接通后通过导线的恒定电流。求:
(1)导线中自由电子定向移动的平均速率;
(2)1 min内通过导线某一横截面的自由电子总个数。
【答案】(1)
(2)个
【解析】
【小问1详解】
设在时间内通过某一横截面的电荷量为,由电流的定义得
这段时间内通过该横截面的自由电子都分布在长为、横截面积为的柱体内,柱体内自由电子的个数
每个电子带电荷量,故
把
代入得
与比较,即得电流的微观表达式
所以
代入数据得
【小问2详解】
内通过该横截面的电荷量
代入得
每个电子所带电荷量为,故通过的电子总个数
代入数据得个。
14. 现代农业智能灌溉系统中,可以利用湿敏电阻检测土壤湿度,自动控制浇水装置。检测电路的电路图如图所示,电源电动势,内阻,定值保护电阻,可变湿敏电阻在土壤干燥时的阻值为。电压表和电流表可视为理想电表,求:
(1)土壤干燥时,电流表和电压表的示数;
(2)当土壤湿润时湿敏电阻的阻值为时,电路的路端电压和保护电阻的功率;
(3)当电压表的示数为3 V触发浇水时,湿敏电阻的阻值。
【答案】(1)0.36A,7.2V
(2)8.1V,3.24W
(3)
【解析】
【小问1详解】
土壤干燥时,总电阻
电路中的电流
电压表示数
【小问2详解】
土壤湿润时,总电阻
电路中的电流
路端电压
保护电阻的功率
【小问3详解】
湿敏电阻两端电压
内阻与保护电阻的总电压
内阻与保护电阻的总阻值
电路电流
湿敏电阻的阻值
15. 如图所示,竖直平面内固定一光滑绝缘的圆形轨道,轨道半径,空间存在水平向左的匀强电场,电场强度大小。现有一质量、带电量的带正电小球,恰好能在圆形轨道内侧做完整的圆周运动,重力加速度g取10 m/s2。求:(结果均可用根号表示)
(1)轨道对小球的弹力刚好为0时小球的加速度;
(2)小球运动过程中的最小速度;
(3)小球速度最大时对轨道的压力大小。
【答案】(1),方向水平向左偏下
(2)
(3)
【解析】
【小问1详解】
分析可得,轨道对小球的弹力为0时小球恰好通过等效最高点,已知,,,
水平方向的静电力
小球的重力
重力竖直向下、静电力水平向左,二力垂直
等效重力
加速度大小
,加速度方向水平向左偏下
【小问2详解】
在等效最高点,轨道弹力为0,等效重力完全提供向心力
由向心力公式
可得最小速度
【小问3详解】
小球运动到等效最低点时速度最大
从等效最高点到等效最低点,等效重力做功
由动能定理
解得
小球在等效最低点时,受力分析得
则小球所受支持力
由牛顿第三定律得,小球对轨道的压力
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