精品解析:甘肃白银市靖远县部分校2026-2027学年高二上学期11月期中物理试题
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内容正文:
高二物理
一、选择题:本题共10小题,共43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5分,全部选对的得5分,选对但不全的得3分,有选错的得0分。
1. 某骑行者沿弯曲的湖岸线骑行,已知骑行者的骑行里程约为,全程用时约。下列说法正确的是( )
A. 是该骑行者运动的位移大小
B. 骑行者全程的平均速度约为
C. 以自行车为参考系,正在骑行的骑行者是运动的
D. 研究骑行者的最佳骑行姿势时,不可将骑行者视为质点
【答案】D
【解析】
【详解】A.48km是骑行者沿弯曲湖岸运动的实际轨迹长度,属于路程;位移是初末位置的直线距离,因运动路径弯曲,位移大小小于48km,故A错误;
B.根据平均速度的定义,平均速度为位移与全程时间的比值,即。由于位移大小,全程时间,因此平均速度大小小于,故B错误;
C.以自行车为参考系时,骑行者相对于自行车的位置没有发生变化,因此骑行者是静止的,故C错误;
D.研究骑行者的最佳骑行姿势时,需要关注骑行者的肢体形态、动作细节,骑行者的形状和大小是研究问题的核心要素,不可忽略,因此不可将骑行者视为质点,故D正确。
故选D。
2. 一陀螺绕竖直轴匀速转动,如图所示,陀螺上A、B两点到转轴的距离之比为,则关于A、B两点做圆周运动的物理量之比,下列说法正确的是( )
A. 线速度大小之比为 B. 角速度大小之比为
C. 周期之比为 D. 向心加速度大小之比为
【答案】A
【解析】
【详解】BC.A、B两点同轴转动,所以角速度相等,周期相等,即角速度大小之比为,周期之比为,故BC错误;
A.根据可知,A、B两点的线速度大小之比为,故A正确;
D.根据可知,A、B两点的向心加速度大小之比为,故D错误。
故选A。
3. 在某空间环境地面模拟装置(俗称“地面空间站”)中,空间磁环境科学装置依靠线圈产生可控磁场。线圈通电时,测得内通过某段铜导线横截面的电荷量为。关于该导线中的电流,下列说法正确的是( )
A. 电流为,方向与电子定向移动的方向相同
B. 电流为,方向与电子定向移动的方向相同
C. 电流为,方向与电子定向移动的方向相反
D. 电流为,方向与电子定向移动的方向相反
【答案】C
【解析】
【详解】根据电流定义式,代入数据得
物理学规定正电荷定向移动的方向为电流方向,而负电荷定向移动方向与电流方向相反,铜导线中可以定向移动的是自由电子,因此电流方向与电子定向移动方向相反。
故选C。
4. 某电场的一根电场线如图所示,带电粒子仅在电场力作用下由A点沿该电场线减速运动至B点。下列说法正确的是( )
A. 粒子从A点运动至B点的过程中,电场力对粒子做正功
B. 粒子从A点运动至B点的过程中,粒子的电势能增大
C. A点处的电场强度一定大于B点处的电场强度
D. A点处的电势低于B点处的电势
【答案】B
【解析】
【详解】AB.带电粒子仅在电场力作用下由A点沿该电场线减速运动至B点,可知电场力对粒子做负功,带电粒子的电势能增大,故A错误,B正确;
C.由于只有一条电场线,无法判断A点处与B点处电场线的疏密情况,所以无法判断A点处电场强度与B点处电场强度的大小关系,故C错误;
D.沿电场方向电势逐渐降低,由于电场方向由A指向B,所以A点处的电势高于B点处的电势,故D错误。
故选B。
5. 高压带电作业(如南方电网输电线路等电位检修)中,作业人员身着由导电织物编织而成的屏蔽服进行作业。可将屏蔽服视为包裹人体的导体壳。当作业人员靠近高压带电导线、屏蔽服达到静电平衡时,关于屏蔽服及屏蔽服内人体的下列判断,正确的是( )
A. 屏蔽服内部电场强度处处为零
B. 屏蔽服外表面的电场强度方向与表面平行
C. 屏蔽服上的净电荷均匀分布在导体各处
D. 屏蔽服表面越尖锐的位置,电荷密度越小
【答案】A
【解析】
【详解】A.屏蔽服为导体壳,达到静电平衡时,外电场与屏蔽服外表面感应电荷的电场在壳内区域(包括屏蔽服导电层实体、壳内包裹的人体所在空腔)完全抵消,合电场强度处处为零,因而屏蔽服能起屏蔽电场的作用,故A正确;
B.静电平衡时,导体上各点电势均相等,导体外表面是一个等势面,而电场线与等势面垂直,因此导体表面的电场强度方向一定与表面垂直,故B错误;
C.静电平衡时,导体的净电荷仅分布在导体的外表面,导体实体内部无净电荷,并非均匀分布在导体各处,故C错误;
D.导体表面的电荷面密度与表面曲率正相关,表面越尖锐(曲率越大)的位置,电荷面密度越大,这是尖端放电现象的原理,故D错误。
故选A。
6. 某灯泡的伏安特性曲线如图甲所示,将三个完全相同的该灯泡串联在输出电压为的电源两端,电路图如图乙所示,则这三个灯泡的总功率为( )
A. B. C. D.
【答案】D
【解析】
【详解】三个完全相同的该灯泡串联在输出电压为的电源两端,可知每个灯泡两端电压均为,由图甲可知此时流过灯泡的电流为,则有这三个灯泡的总功率为
故选D。
7. 在匀强电场中有一个直角三角形ABC,电场强度方向与三角形所在平面平行,,,。已知电荷量为的粒子在A、B、C三点处的电势能分别为0、12eV、6eV。下列说法正确的是( )
A. 将该粒子从A点移动至B点,电场力做的功为12eV
B. 电场强度方向为由A点指向B点
C. 电场强度大小为125V/m
D. 电场强度大小为120V/m
【答案】C
【解析】
【详解】A.粒子从A点移到B点,电场力做功等于电势能的减少量,有
代入数据解得,故A错误;
B.由电势能定义可知,A、B、C三点电势分别为、、。设C为坐标原点,AC沿轴,BC沿轴,则电势分布为(式中、以为单位)
由此可得电场强度分量,,电场强度矢量与AB方向不平行,故B错误;
CD.电场强度大小为
代入数据解得,故C正确,D错误。
故选C。
8. 如图所示的电路中,闭合开关后,通过定值电阻和电动机(正常工作)的电流相同,下列说法正确的是( )
A. 定值电阻消耗的电功率等于电动机消耗的电功率
B. 定值电阻消耗的电功率大于电动机消耗的电功率
C. 定值电阻的热功率等于电动机的热功率
D. 定值电阻的阻值大于电动机线圈的阻值
【答案】AD
【解析】
【详解】AB.无论是纯电阻还是非纯电阻,电功率均为
定值电阻与电动机并联,U和I均相同,定值电阻消耗的电功率等于电动机消耗的电功率,故A正确,B错误;
CD.定值电阻的热功率
电动机的热功率
所以定值电阻的热功率大于电动机的热功率,定值电阻的阻值大于电动机线圈的阻值,故C错误,D正确。
故选AD。
9. 某同学将一篮球(视为质点)从离水平地面高处,以大小的初速度水平抛出。不计空气阻力,取重力加速度大小,下列说法正确的是( )
A. 篮球在空中运动的时间为
B. 篮球落地点与抛出点的水平距离为
C. 篮球落地时的速度大小为
D. 篮球落地时速度方向与水平方向的夹角的正切值为
【答案】AD
【解析】
【详解】AB.篮球在空中做平抛运动,竖直方向有
可得篮球在空中运动的时间为
篮球落地点与抛出点的水平距离为,故A正确,B错误;
CD.篮球落地时竖直方向的分速度大小为
篮球落地时的速度大小为
篮球落地时速度方向与水平方向的夹角的正切值为,故C错误,D正确。
故选AD。
10. 如图所示,在平行于纸面且方向水平的匀强电场(未画出)中,将质量为、电荷量为的带正电小球(视为点电荷)从点以大小为、方向与水平方向的夹角为60°的速度抛出,小球经过点时的速度大小也为。已知、两点的连线与水平方向的夹角为30°,重力加速度大小为,不计空气阻力。下列说法正确的是( )
A. 小球受到的合力方向与竖直方向的夹角为60°
B. 小球受到的合力方向与、两点的连线垂直
C. 匀强电场的电场强度大小为
D. 、两点之间的电势差为0
【答案】BC
【解析】
【详解】ABC.设点和点间距离为,小球从到的重力做功为
两点速率相等,由动能定理可知合力做功为零,故电场力做正功。小球带正电,且位移的水平分量向右,所以电场方向水平向右。小球受到的电场力和重力如图所示
小球所受合力为恒力,且合力做功为零,因此合力方向与垂直,与竖直方向的夹角为。设电场强度大小为,电场力做功为
由动能定理,对小球从到的过程有
解得,故A错误,BC正确;
D.由前述计算可知小球从到电场力做正功,由,可知两点间电势差不为零,故D错误。
故选BC。
二、非选择题:本题共5小题,共57分。
11. 某同学用电火花计时器研究小车做匀加速直线运动的情况。
(1)实验时,应在接通电火花计时器________(填“前”或“后”)释放小车。电火花计时器所接的电源是________(填选项字母)。
A.的交流电源
B.的交流电源
C.直流电源
(2)已知电火花计时器正常工作时在纸带上打点的频率为。实验测得的一条纸带数据如图所示,O、A、B、C、D为相邻的五个计数点,相邻两个计数点间还有四个计时点未画出。纸带上打出B点时小车的速度大小为________m/s,小车的加速度大小为________。(计算结果均保留两位有效数字)
【答案】(1) ①. 后 ②. B
(2) ①. 0.24 ②. 0.79
【解析】
【小问1详解】
[1]为了充分利用纸带,实验时,应在接通电火花计时器后释放小车。
[2]电火花计时器所接的电源是的交流电源。
故选B。
【小问2详解】
[1]相邻两个计数点间还有四个计时点未画出,则相邻计数点的时间间隔为
纸带上打出B点时小车的速度大小为
[2]根据逐差法可得小车的加速度大小为
12. 碳纤维材料具有强度高、重量轻、耐腐蚀和导电性良好等优点,在航空航天、高端器械等领域应用广泛。某物理兴趣小组为测量碳纤维材料的电阻率,从实验室找到了一个由碳纤维材料制成的圆柱体样品。
(1)分别用10分度游标卡尺、螺旋测微器测该样品的长度、直径,测量结果分别如图甲、乙所示,则_______,_______。
(2)实验小组设计测量样品电阻的电路图如图丙所示,具体操作步骤如下:
①接好电路后,在闭合任何开关前应将滑动变阻器的滑片滑到最_______(填“左”或“右”)端。
②先断开开关,闭合开关,调节,使电压表和电流表的指针偏转到合适位置。记录电压表的示数和电流表的示数。再闭合,调节,使电压表的示数仍为,记录电流表的示数,则样品电阻为_______(用、和表示)。
(3)重复实验测得样品电阻的平均值为,则样品的电阻率为_______(用、、、表示)。考虑到电压表和电流表都不是理想电表,利用该实验方案测出来的样品电阻_______(填“偏大”“偏小”或“准确”)。
【答案】(1) ①. 23.8 ②. 3.170##3.169##3.171
(2) ①. 右 ②.
(3) ①. ②. 准确
【解析】
【小问1详解】
[1]10分度游标卡尺的精确度为0.1mm,图甲读数为。
[2]图乙螺旋测微器的读数为。
【小问2详解】
[1]滑动变阻器采用的是限流式接法,为保护电路,接通电路前应将滑动变阻器的滑片滑到最右端。
[2]开关断开时有
开关闭合时有
联立解得
【小问3详解】
[1]根据电阻定律
解得样品的电阻率为
[2]电压表和电流表都不是理想电表,因,其中是的电压,是的电流,故利用该实验方案测出来的样品电阻的测量值没有系统误差,测量值准确。
13. 如图所示的电路中,电源的输出电压恒定。电阻,。已知闭合开关后通过的电流。求:
(1)通过的电流;
(2)电源的输出电压。
【答案】(1)
(2)
【解析】
【小问1详解】
闭合开关后,与并联,两端电压相等,设通过的电流为,由欧姆定律及两电阻相等可得
由并联电路的电流关系,通过的电流为
【小问2详解】
设和两端的电压分别为和,由欧姆定律得
同理可得
与并联部分串联,故电源的输出电压为
14. 如图所示,空间中有水平向左的匀强电场,带正电小球A与质量为、电荷量为的带负电小球B通过绝缘细线2连接,小球A通过绝缘细线1悬挂于点。两个小球(均视为点电荷)静止时细线1竖直,细线2与竖直方向的夹角,细线1、2上的弹力大小分别为、,为重力加速度大小。已知静电力常量为,,。求:
(1)小球A的质量和电荷量;
(2)细线2的长度;
(3)匀强电场的电场强度大小。
【答案】(1),q
(2)
(3)
【解析】
【小问1详解】
对A、B整体受力分析,竖直方向由平衡条件
其中
解得
水平方向有
则小球A的电荷量为
【小问2详解】
对B球的竖直方向受力分析
其中,
解得库仑力
由库仑定律
则
则细线2的长度为
【小问3详解】
对B球的水平方向受力分析,有
代入已知条件解得匀强电场的电场强度大小为
15. 某示波管的简化原理如图所示。平行金属板M、N构成的电容器的中轴线恰好过金属板A中心的小孔,且与荧光屏交于点。已知A、K间的电压,两金属板的间距始终为,金属板的宽度保持不变,长度、电压均可调整,两金属板左端到荧光屏的距离维持在不变。当两金属板的长度、电压时,电容器的电容,比荷的电子从K处由静止开始经A、K间的加速电场加速后,穿过小孔射入电容器间,最后打在荧光屏上的点。
(1)求电子射出小孔时的速度大小及电子在电容器间运动的时间;
(2)求点到点的距离;
(3)已知电容器充电后储存的电场能,当两金属板的长度、电压时电容器充电后存储的电场能为。现调节两金属板的长度和板间电压,在确保电子仍能击中荧光屏上点的情况下,求电容器充电后存储的电场能最小值与的比值。(提示:对任意正实数,,,有,当且仅当时取等号。)
【答案】(1),
(2)
(3)
【解析】
【小问1详解】
设电子电荷量的绝对值为,质量为。电子从运动到的过程中,由动能定理得
代入数据得
电子在极板间沿中轴线方向做匀速运动,故
解得。
【小问2详解】
取垂直中轴线向上为正方向,忽略电子重力。电子在板间受到向上的电场力,设其加速度大小为,由牛顿第二定律及匀强电场的电压与场强关系得
电子离开极板时,沿竖直方向的位移和速度分别为,
离开极板后电子做匀速直线运动,到屏的时间为
因此落点偏移量为
代入数据得。
【小问3详解】
设调整后电子在板间运动时间为,垂直中轴线的加速度大小为,由水平方向的匀速运动及竖直方向的牛顿第二定律得,
电子射出极板后做匀速直线运动,仍击中点,则
结合第(1)问的加速方程,解得
平行板电容器的介质、板间距和板宽不变,由电容决定式可知
代入题给储能公式得
极板位于入口与屏之间,长度大于零且不超过。由题给不等式得
当时取等号。此时
由板间竖直位移及上面的落点位移方程,可得电子在板间的最大偏移
它小于半板距,电子可以穿过极板并击中点,故此极值可取。初始储能为
因此
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高二物理
一、选择题:本题共10小题,共43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5分,全部选对的得5分,选对但不全的得3分,有选错的得0分。
1. 某骑行者沿弯曲的湖岸线骑行,已知骑行者的骑行里程约为,全程用时约。下列说法正确的是( )
A. 是该骑行者运动的位移大小
B. 骑行者全程的平均速度约为
C. 以自行车为参考系,正在骑行的骑行者是运动的
D. 研究骑行者的最佳骑行姿势时,不可将骑行者视为质点
2. 一陀螺绕竖直轴匀速转动,如图所示,陀螺上A、B两点到转轴的距离之比为,则关于A、B两点做圆周运动的物理量之比,下列说法正确的是( )
A. 线速度大小之比为 B. 角速度大小之比为
C. 周期之比为 D. 向心加速度大小之比为
3. 在某空间环境地面模拟装置(俗称“地面空间站”)中,空间磁环境科学装置依靠线圈产生可控磁场。线圈通电时,测得内通过某段铜导线横截面的电荷量为。关于该导线中的电流,下列说法正确的是( )
A. 电流为,方向与电子定向移动的方向相同
B. 电流为,方向与电子定向移动的方向相同
C. 电流为,方向与电子定向移动的方向相反
D. 电流为,方向与电子定向移动的方向相反
4. 某电场的一根电场线如图所示,带电粒子仅在电场力作用下由A点沿该电场线减速运动至B点。下列说法正确的是( )
A. 粒子从A点运动至B点的过程中,电场力对粒子做正功
B. 粒子从A点运动至B点的过程中,粒子的电势能增大
C. A点处的电场强度一定大于B点处的电场强度
D. A点处的电势低于B点处的电势
5. 高压带电作业(如南方电网输电线路等电位检修)中,作业人员身着由导电织物编织而成的屏蔽服进行作业。可将屏蔽服视为包裹人体的导体壳。当作业人员靠近高压带电导线、屏蔽服达到静电平衡时,关于屏蔽服及屏蔽服内人体的下列判断,正确的是( )
A. 屏蔽服内部电场强度处处为零
B. 屏蔽服外表面的电场强度方向与表面平行
C. 屏蔽服上的净电荷均匀分布在导体各处
D. 屏蔽服表面越尖锐的位置,电荷密度越小
6. 某灯泡的伏安特性曲线如图甲所示,将三个完全相同的该灯泡串联在输出电压为的电源两端,电路图如图乙所示,则这三个灯泡的总功率为( )
A. B. C. D.
7. 在匀强电场中有一个直角三角形ABC,电场强度方向与三角形所在平面平行,,,。已知电荷量为的粒子在A、B、C三点处的电势能分别为0、12eV、6eV。下列说法正确的是( )
A. 将该粒子从A点移动至B点,电场力做的功为12eV
B. 电场强度方向为由A点指向B点
C. 电场强度大小为125V/m
D. 电场强度大小为120V/m
8. 如图所示的电路中,闭合开关后,通过定值电阻和电动机(正常工作)的电流相同,下列说法正确的是( )
A. 定值电阻消耗的电功率等于电动机消耗的电功率
B. 定值电阻消耗的电功率大于电动机消耗的电功率
C. 定值电阻的热功率等于电动机的热功率
D. 定值电阻的阻值大于电动机线圈的阻值
9. 某同学将一篮球(视为质点)从离水平地面高处,以大小的初速度水平抛出。不计空气阻力,取重力加速度大小,下列说法正确的是( )
A. 篮球在空中运动的时间为
B. 篮球落地点与抛出点的水平距离为
C. 篮球落地时的速度大小为
D. 篮球落地时速度方向与水平方向的夹角的正切值为
10. 如图所示,在平行于纸面且方向水平的匀强电场(未画出)中,将质量为、电荷量为的带正电小球(视为点电荷)从点以大小为、方向与水平方向的夹角为60°的速度抛出,小球经过点时的速度大小也为。已知、两点的连线与水平方向的夹角为30°,重力加速度大小为,不计空气阻力。下列说法正确的是( )
A. 小球受到的合力方向与竖直方向的夹角为60°
B. 小球受到的合力方向与、两点的连线垂直
C. 匀强电场的电场强度大小为
D. 、两点之间的电势差为0
二、非选择题:本题共5小题,共57分。
11. 某同学用电火花计时器研究小车做匀加速直线运动的情况。
(1)实验时,应在接通电火花计时器________(填“前”或“后”)释放小车。电火花计时器所接的电源是________(填选项字母)。
A.的交流电源
B.的交流电源
C.直流电源
(2)已知电火花计时器正常工作时在纸带上打点的频率为。实验测得的一条纸带数据如图所示,O、A、B、C、D为相邻的五个计数点,相邻两个计数点间还有四个计时点未画出。纸带上打出B点时小车的速度大小为________m/s,小车的加速度大小为________。(计算结果均保留两位有效数字)
12. 碳纤维材料具有强度高、重量轻、耐腐蚀和导电性良好等优点,在航空航天、高端器械等领域应用广泛。某物理兴趣小组为测量碳纤维材料的电阻率,从实验室找到了一个由碳纤维材料制成的圆柱体样品。
(1)分别用10分度游标卡尺、螺旋测微器测该样品的长度、直径,测量结果分别如图甲、乙所示,则_______,_______。
(2)实验小组设计测量样品电阻的电路图如图丙所示,具体操作步骤如下:
①接好电路后,在闭合任何开关前应将滑动变阻器的滑片滑到最_______(填“左”或“右”)端。
②先断开开关,闭合开关,调节,使电压表和电流表的指针偏转到合适位置。记录电压表的示数和电流表的示数。再闭合,调节,使电压表的示数仍为,记录电流表的示数,则样品电阻为_______(用、和表示)。
(3)重复实验测得样品电阻的平均值为,则样品的电阻率为_______(用、、、表示)。考虑到电压表和电流表都不是理想电表,利用该实验方案测出来的样品电阻_______(填“偏大”“偏小”或“准确”)。
13. 如图所示的电路中,电源的输出电压恒定。电阻,。已知闭合开关后通过的电流。求:
(1)通过的电流;
(2)电源的输出电压。
14. 如图所示,空间中有水平向左的匀强电场,带正电小球A与质量为、电荷量为的带负电小球B通过绝缘细线2连接,小球A通过绝缘细线1悬挂于点。两个小球(均视为点电荷)静止时细线1竖直,细线2与竖直方向的夹角,细线1、2上的弹力大小分别为、,为重力加速度大小。已知静电力常量为,,。求:
(1)小球A的质量和电荷量;
(2)细线2的长度;
(3)匀强电场的电场强度大小。
15. 某示波管的简化原理如图所示。平行金属板M、N构成的电容器的中轴线恰好过金属板A中心的小孔,且与荧光屏交于点。已知A、K间的电压,两金属板的间距始终为,金属板的宽度保持不变,长度、电压均可调整,两金属板左端到荧光屏的距离维持在不变。当两金属板的长度、电压时,电容器的电容,比荷的电子从K处由静止开始经A、K间的加速电场加速后,穿过小孔射入电容器间,最后打在荧光屏上的点。
(1)求电子射出小孔时的速度大小及电子在电容器间运动的时间;
(2)求点到点的距离;
(3)已知电容器充电后储存的电场能,当两金属板的长度、电压时电容器充电后存储的电场能为。现调节两金属板的长度和板间电压,在确保电子仍能击中荧光屏上点的情况下,求电容器充电后存储的电场能最小值与的比值。(提示:对任意正实数,,,有,当且仅当时取等号。)
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