精品解析:陕西延安市2026-2027学年高二上学期10月阶段检测物理试题
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内容正文:
高二物理
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. 下列物理量中,属于矢量的是( )
A. 电势 B. 电势能 C. 电场强度 D. 电容
【答案】C
【解析】
【详解】矢量是既有大小又有方向、运算遵循平行四边形定则的物理量,标量是只有大小、没有方向的物理量。
A.电势只有大小没有方向,计算时遵循代数运算法则,属于标量,故A不符合题意;
B.电势能只有大小没有方向,计算时遵循代数运算法则,属于标量,故B不符合题意;
C.电场强度既有大小也有方向,运算遵循矢量运算法则,属于矢量,故C符合题意;
D.电容是描述电容器容纳电荷本领的物理量,只有大小没有方向,属于标量,故D不符合题意。
故选C。
2. 一根均匀导线,将其均匀拉长为原来的2倍,则其电阻变为原来的( )
A. 2倍 B. 4倍 C. D.
【答案】B
【解析】
【详解】根据电阻定律有
导线均匀拉长为原来的2倍,由于导线的体积不变,则导线的横截面积变为原来的,可得,电阻变为原来的4倍。
故选B。
3. 下列关于电阻率的说法,正确的是( )
A. 电阻率与导体的长度成正比,与导体的横截面积成反比
B. 电阻率由导体材料决定,与温度无关
C. 金属的电阻率通常随温度升高而增大
D. 电阻率大的导体,电阻一定大
【答案】C
【解析】
【详解】A.电阻率是材料的固有属性,与导体的长度、横截面积无关,该描述是电阻与长度、横截面积的关系,故A错误;
B.电阻率不仅由导体材料决定,还和温度有关,如金属、半导体的电阻率均随温度发生明显变化,故B错误;
C.金属的导电载流子为自由电子,温度升高时金属晶格热运动加剧,对自由电子的阻碍作用增强,因此电阻率通常随温度升高而增大,故C正确;
D.根据可知,导体的电阻由导体的电阻率、横截面积和长度共同决定,电阻率大的导体若长度很短、横截面积很大,电阻也可能很小,故D错误。
故选C。
4. 图为某一电场的电场线和等势面,电荷在A、B两点,下列说法错误的是( )
A. 正电荷在A点的电势能比在B点的小
B. 负电荷从A点运动到B点,电势能增加
C. A点的电场强度更大
D. B点的电势更高
【答案】B
【解析】
【详解】C.根据题图电场线的疏密程度可知,A点的电场强度更大,故C正确,不满足题意要求;
D.根据沿电场线方向电势降低,可知B点的电势高于A点的电势,故D正确,不满足题意要求;
A.根据
,
可知正电荷在A点的电势能比在B点的小,故A正确,不满足题意要求;
B.负电荷从A点运动到B点,电场力做功
可知电场力做正功,所以电势能减少,故B错误,满足题意要求。
故选B。
5. 带电球体的半径为R,以球心O为原点建立坐标轴x,轴上各点电势随x的变化如图所示,下列说法正确的是( )
A. 球体带正电荷
B. 球心处电场强度最大
C. A、B两点电势相同,电场强度不相同
D. 一带负电的试探电荷仅受电场力作用从B点运动到C点,电势能增大,动能增大
【答案】C
【解析】
【详解】A.由题图可知离带电球体越远,电势越高,电场方向由远处指向球体,所以球体带负电,故A错误;
B.由题图知球体是等势体,内部任意两点间的电势差为零,故电场强度为零,故B错误;
C.由题图可知A、B两点电势相同,电场强度大小相等,方向不同,故C正确;
D.由题图可知B点的电势比C点的电势小,带负电的试探电荷仅受电场力作用从B点运动到C点,根据
可知电场力做正功,电势能减小,动能增大,故D错误。
故选C。
6. 如图所示,橡胶圆环的横截面积S 远小于圆环的半径,圆环均匀带电,总的带电量为q,现在使圆环绕过圆心O所在的轴(轴与圆环所在的平面垂直)以某一角速度做匀速转动,已知圆环上的某个电荷的线速度为v,弧 AB 对应的弧长为L,对应的圆心角为θ(用弧度制来表示的),则圆环产生的等效电流为( )
A. B.
C. D.
【答案】A
【解析】
【详解】设圆环运动一周的时间为 T,在时间 T 内通过圆环上任意一横截面S的总电荷量就是圆环上所带的总电荷量q,由电流的定义可得圆环产生的等效电流为
由圆弧的几何关系可得圆弧的半径为
由匀速圆周运动的规律可得
联立解得
则有
故选A。
7. 如图所示的电路中,是定值电阻,、是水平正对放置的平行板电容器的两个极板,电池、电阻、开关与电容器组成串联电路。开关闭合,有一带电油滴悬浮在两极板间点静止不动,下列说法正确的是( )
A. 将极板向左平移一小段距离,电容器的电容增大
B. 靠近下极板插入一导体板的过程中,电阻中有从到的电流
C. 将两极板绕各自中点顺时针旋转一个相同的小角度(如图所示),则油滴将水平向右运动
D. 若断开开关,将极板向下平移一小段距离,则带电油滴的电势能增大
【答案】C
【解析】
【详解】A.将M极板向左平移一小段距离,两极板间的正对面积S减小,根据
可知,电容器的电容C减小,故A错误;
B.靠近下极板插入一导体板的过程中,电容器两极板间的有效距离减小,根据
可知,电容器的电容C增大,而电容器两端的电势差U不变,结合
可知,两极板间的电荷量Q增大,电容器处于充电状态,电阻R中有从B到D的电流,故B错误;
C.油滴受到的电场力与重力大小相等即
方向为竖直向上,设旋转的角度为,即旋转过程中与电源相连,两板间的电势差不变,两极板间的电场力变为
竖直方向分力
所以对油滴来说竖直方向上受力平衡,此时油滴受到的合力为水平方向,即油滴将水平向右运动,故C正确;
D.开关断开,则电容器板上的电荷量不变,由,
可得
极板间的电场强度
所以电容器板间的电场强度不变,则N板到A点则有
由于N板到A点的距离增加,电场强度不变,N板接地,所以A点电势升高,由于油滴开始时静止,受到竖直向下的重力以及竖直向上的电场力,由题图可知板间的电场强度方向竖直向下,故油滴带负电,由于
所以油滴的电势能减小,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. 下列方法可使一根铜丝电阻减半的是( )
A. 长度加倍 B. 长度减半 C. 横截面积加倍 D. 横截面积减半
【答案】BC
【解析】
【详解】由电阻定律
可得,长度加倍,电阻加倍;长度减半,电阻减半;横截面积加倍,电阻减半;横截面积减半,电阻加倍。
故选BC。
9. 如图所示,在电场强度为的匀强电场中有A、、三个点,长,长,其中沿电场方向,和电场方向的夹角为。下列说法正确的是( )
A. 将电荷量为的正电荷从A点移到点,再从点移到点,静电力做的功为
B. A点和点的电势差为
C. A点和点的电势差为
D. 将电荷量为的正电荷沿直线由A点移到点,静电力做的功为
【答案】CD
【解析】
【详解】AD.将电荷量为的正电荷从A点移到点,静电力做的功为
再从点移到点,静电力做的功为
则静电力做的总功为
因电场力做功与路径无关,若将该电荷沿直线由A点移到C点,静电力做的功仍为
故A错误,D正确;
BC.根据
代入数据解得
故B错误,C正确。
故选CD。
10. 图甲为板间距为d、长度为2d的两水平金属板,在两板间加上周期为T的交变电压u,电压u随时间t变化的图线如图乙所示。在时刻,一质量为m、不计重力的带电粒子沿板间中线垂直电场方向射入电场,粒子射入电场时的速度为,刚好沿板右边缘射出电场,已知电场变化周期,下列关于粒子运动的描述正确的是( )
A. 粒子的电荷量
B. 若该粒子在时刻以进入电场,则该粒子在时刻射出电场
C. 若该粒子在时刻以速度进入电场,则从进入到射出电场,电场力对粒子做的功为零
D. 若该粒子在时刻以速度进入电场,则粒子会水平射出电场
【答案】ACD
【解析】
【详解】A.粒子在电场中水平方向做匀速运动,运动时间为
竖直方向粒子先加速后减速,设
代入数据解得
故A正确;
B.若粒子在t=0时刻以进入电场,则经过时间T,竖直方向位移为
粒子将打到极板上,即该粒子不能射出电场,故B错误;
CD.若该粒子在时刻以速度v0进入电场,粒子在电场中运动时间为T;在竖直方向粒子在时间内先加速,在内做减速运动速度减为零,然后时间内反向加速,在内做减速直至减为零,则粒子会水平射出电场,从进入到射出电场,电场力对粒子不做功,故CD正确。
故选ACD。
三、非选择题:本题共5小题,共54分。
11. 观察电容器充、放电现象的实验装置如图甲所示。电源的输出电压恒为,S是单刀双掷开关,G为灵敏电流计,为平行板电容器。
(1)当开关S接_________(填“1”或“2”)时,平行板电容器放电,流经G表的电流方向_________(填“向左”或“向右”)。
(2)将G表换成电流传感器,电容器充电完毕后再放电,其放电电流随时间变化的图像如图乙所示,已知图乙中图线所围的面积约为38个方格,可算出电容器的电容为_________F。
【答案】(1) ①. 2 ②. 向左
(2)
【解析】
【小问1详解】
[1][2]由题图可知,开关S接1时,电容器与电源连接,处于充电状态,上极板带正电;则当开关S接2时,平行板电容器放电,流经G表的电流方向向左。
【小问2详解】
已知图乙中图线所围的面积约为38个方格,则电容器刚放电时所带电荷量为
则电容器的电容为
12. 某同学想测量绕制滑动变阻器的金属丝的电阻率。现有实验器材:螺旋测微器、米尺、电源、电压表(内阻非常大)、定值电阻(阻值为)、滑动变阻器、待测金属丝、单刀双掷开关K、开关S、导线若干。图甲是学生设计的实验电路原理图。
(1)该同学首先截取了一段长为的金属丝,用螺旋测微器测量金属丝不同位置的直径,某次测量的示数如图乙所示,该读数_____。
(2)实验时,先将滑动变阻器接入电路的电阻调至最大,闭合S。
(3)将K与1端相连,适当减小滑动变阻器接入电路的电阻,此时电压表读数记为,然后将K与2端相连,此时电压表读数记为。由此得到流过待测金属丝的电流_____,金属丝的电阻_____。(结果均用、、表示)
(4)继续微调,重复(3)的测量过程,得到多组测量数据,以为纵坐标,为横坐标,根据测得的数据绘制出图像,若图像的斜率为,则金属丝的电阻为_____(用、表示)。
得到的多组测量数据如表所示,根据表格数据,作出图像,如图丙所示,则可求得金属丝的电阻_____(结果保留两位有效数字)。
/mV
0.50
0.70
0.90
1.15
1.40
/mV
0.99
1.39
1.80
2.28
2.80
(5)待测金属丝所用材料的电阻率_____(用、、、表示)。
【答案】 ①. 0.500 ②. ③. ④. ⑤. 9.0##10##11 ⑥.
【解析】
【详解】(1)螺旋测微器测量金属丝的直径D=50.0×0.01mm=0.500mm
(3)由电路可知,流过待测金属丝的电流
金属丝的电阻
(4)根据
解得
则
解得
做出图像,则
解得
(5)根据
解得
13. 如图所示,质量为m、电荷量为的粒子从平行板电容器下极板左端边缘与水平方向成角以速度v射入,恰好没碰到上极板,且从下极板右端边缘射出,不计粒子所受重力,两极板间的距离为d,求:
(1)两极板间的电势差;
(2)极板的长度L。
【答案】(1)
(2)
【解析】
【小问1详解】
粒子恰好没碰到上极板,且从下极板右端边缘射出,粒子所受电场力方向向下,粒子做类斜抛运动,粒子从射出到上极板过程,根据动能定理有
解得
【小问2详解】
结合上述可知,粒子在水平方向做匀速直线运动,则有
在竖直方向上,根据对称性有
解得
14. 如图甲所示,光滑绝缘水平面上有一沿水平方向的电场(图中未画出),MN是电场中的一条直线,线上有A、B、C三点。一带电荷量为−4 × 10−3 C,质量为2 g的小物块(可视为质点)从A点由静止释放,只受静电力作用,沿MN做直线运动,其运动的v − t图像如图乙所示,经过B点时,v − t图线的斜率(图中斜虚线)最大,C点处的切线平行于t轴,运动过程中小物块的带电荷量保持不变。求:
(1)A、B两点的电势差UAB;
(2)A、C间电场强度的最大值。
【答案】(1)UAB = −4 V
(2)E = 1 N/C
【解析】
【小问1详解】
物块在由A到B过程,根据动能定理得
解得
【小问2详解】
v − t图线的斜率表示加速度,可得物块在B点的最大加速度为
所受的电场力最大为
则电场强度的最大值为
15. 如图所示,图中P、Q之间的加速电压,M、N两板之间的偏转电压,电子从电子枪中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,虚线与靶台ACB在同一竖直面内,且AB的长度为10cm。已知电子质量,电荷量,偏转极板M,N长L=20cm,间距d=16cm,虚线距离靶台的竖直高度h=30cm,不考虑电子的重力、电子间相互作用力及电子从电子枪中逸出时的初速度大小,不计空气阻力。
(1)求电子进入偏转电场区域时速度的大小;
(2)求靶台中心点C离N板右侧的水平距离;
(3)若使电子打在靶台ACB上,求M、N两板之间的电压范围(计算结果保留两位有效数字)。
【答案】(1)
(2)
(3)
【解析】
【小问1详解】
对电子在加速电场中的加速过程用动能定理有
解得
代入数据得
【小问2详解】
电子在偏转电场中做类平抛运动,在水平方向上做匀速直线运动,有
在竖直方向上做匀加速直线运动,有
其中加速度
解得
电子离开偏转电场后做匀速直线运动,由几何关系可知,如图
代入数据后得
【小问3详解】
由题可知,两点离板右侧的水平距离分别为
若电子刚好到达点,由几何关系有
解得
所以电子不能打到点,所以有
可得
电子刚好到达点时,由几何关系有
解得
当偏转电压为,电子离开电场时的侧移量为,
可得
综上得
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高二物理
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. 下列物理量中,属于矢量的是( )
A. 电势 B. 电势能 C. 电场强度 D. 电容
2. 一根均匀导线,将其均匀拉长为原来的2倍,则其电阻变为原来的( )
A. 2倍 B. 4倍 C. D.
3. 下列关于电阻率的说法,正确的是( )
A. 电阻率与导体的长度成正比,与导体的横截面积成反比
B. 电阻率由导体材料决定,与温度无关
C. 金属的电阻率通常随温度升高而增大
D. 电阻率大的导体,电阻一定大
4. 图为某一电场的电场线和等势面,电荷在A、B两点,下列说法错误的是( )
A. 正电荷在A点的电势能比在B点的小
B. 负电荷从A点运动到B点,电势能增加
C. A点的电场强度更大
D. B点的电势更高
5. 带电球体的半径为R,以球心O为原点建立坐标轴x,轴上各点电势随x的变化如图所示,下列说法正确的是( )
A. 球体带正电荷
B. 球心处电场强度最大
C. A、B两点电势相同,电场强度不相同
D. 一带负电的试探电荷仅受电场力作用从B点运动到C点,电势能增大,动能增大
6. 如图所示,橡胶圆环的横截面积S 远小于圆环的半径,圆环均匀带电,总的带电量为q,现在使圆环绕过圆心O所在的轴(轴与圆环所在的平面垂直)以某一角速度做匀速转动,已知圆环上的某个电荷的线速度为v,弧 AB 对应的弧长为L,对应的圆心角为θ(用弧度制来表示的),则圆环产生的等效电流为( )
A. B.
C. D.
7. 如图所示的电路中,是定值电阻,、是水平正对放置的平行板电容器的两个极板,电池、电阻、开关与电容器组成串联电路。开关闭合,有一带电油滴悬浮在两极板间点静止不动,下列说法正确的是( )
A. 将极板向左平移一小段距离,电容器的电容增大
B. 靠近下极板插入一导体板的过程中,电阻中有从到的电流
C. 将两极板绕各自中点顺时针旋转一个相同的小角度(如图所示),则油滴将水平向右运动
D. 若断开开关,将极板向下平移一小段距离,则带电油滴的电势能增大
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. 下列方法可使一根铜丝电阻减半的是( )
A. 长度加倍 B. 长度减半 C. 横截面积加倍 D. 横截面积减半
9. 如图所示,在电场强度为的匀强电场中有A、、三个点,长,长,其中沿电场方向,和电场方向的夹角为。下列说法正确的是( )
A. 将电荷量为的正电荷从A点移到点,再从点移到点,静电力做的功为
B. A点和点的电势差为
C. A点和点的电势差为
D. 将电荷量为的正电荷沿直线由A点移到点,静电力做的功为
10. 图甲为板间距为d、长度为2d的两水平金属板,在两板间加上周期为T的交变电压u,电压u随时间t变化的图线如图乙所示。在时刻,一质量为m、不计重力的带电粒子沿板间中线垂直电场方向射入电场,粒子射入电场时的速度为,刚好沿板右边缘射出电场,已知电场变化周期,下列关于粒子运动的描述正确的是( )
A. 粒子的电荷量
B. 若该粒子在时刻以进入电场,则该粒子在时刻射出电场
C. 若该粒子在时刻以速度进入电场,则从进入到射出电场,电场力对粒子做的功为零
D. 若该粒子在时刻以速度进入电场,则粒子会水平射出电场
三、非选择题:本题共5小题,共54分。
11. 观察电容器充、放电现象的实验装置如图甲所示。电源的输出电压恒为,S是单刀双掷开关,G为灵敏电流计,为平行板电容器。
(1)当开关S接_________(填“1”或“2”)时,平行板电容器放电,流经G表的电流方向_________(填“向左”或“向右”)。
(2)将G表换成电流传感器,电容器充电完毕后再放电,其放电电流随时间变化的图像如图乙所示,已知图乙中图线所围的面积约为38个方格,可算出电容器的电容为_________F。
12. 某同学想测量绕制滑动变阻器的金属丝的电阻率。现有实验器材:螺旋测微器、米尺、电源、电压表(内阻非常大)、定值电阻(阻值为)、滑动变阻器、待测金属丝、单刀双掷开关K、开关S、导线若干。图甲是学生设计的实验电路原理图。
(1)该同学首先截取了一段长为的金属丝,用螺旋测微器测量金属丝不同位置的直径,某次测量的示数如图乙所示,该读数_____。
(2)实验时,先将滑动变阻器接入电路的电阻调至最大,闭合S。
(3)将K与1端相连,适当减小滑动变阻器接入电路的电阻,此时电压表读数记为,然后将K与2端相连,此时电压表读数记为。由此得到流过待测金属丝的电流_____,金属丝的电阻_____。(结果均用、、表示)
(4)继续微调,重复(3)的测量过程,得到多组测量数据,以为纵坐标,为横坐标,根据测得的数据绘制出图像,若图像的斜率为,则金属丝的电阻为_____(用、表示)。
得到的多组测量数据如表所示,根据表格数据,作出图像,如图丙所示,则可求得金属丝的电阻_____(结果保留两位有效数字)。
/mV
0.50
0.70
0.90
1.15
1.40
/mV
0.99
1.39
1.80
2.28
2.80
(5)待测金属丝所用材料的电阻率_____(用、、、表示)。
13. 如图所示,质量为m、电荷量为的粒子从平行板电容器下极板左端边缘与水平方向成角以速度v射入,恰好没碰到上极板,且从下极板右端边缘射出,不计粒子所受重力,两极板间的距离为d,求:
(1)两极板间的电势差;
(2)极板的长度L。
14. 如图甲所示,光滑绝缘水平面上有一沿水平方向的电场(图中未画出),MN是电场中的一条直线,线上有A、B、C三点。一带电荷量为−4 × 10−3 C,质量为2 g的小物块(可视为质点)从A点由静止释放,只受静电力作用,沿MN做直线运动,其运动的v − t图像如图乙所示,经过B点时,v − t图线的斜率(图中斜虚线)最大,C点处的切线平行于t轴,运动过程中小物块的带电荷量保持不变。求:
(1)A、B两点的电势差UAB;
(2)A、C间电场强度的最大值。
15. 如图所示,图中P、Q之间的加速电压,M、N两板之间的偏转电压,电子从电子枪中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,虚线与靶台ACB在同一竖直面内,且AB的长度为10cm。已知电子质量,电荷量,偏转极板M,N长L=20cm,间距d=16cm,虚线距离靶台的竖直高度h=30cm,不考虑电子的重力、电子间相互作用力及电子从电子枪中逸出时的初速度大小,不计空气阻力。
(1)求电子进入偏转电场区域时速度的大小;
(2)求靶台中心点C离N板右侧的水平距离;
(3)若使电子打在靶台ACB上,求M、N两板之间的电压范围(计算结果保留两位有效数字)。
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