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文檔簡介

遼寧省沈陽市2023-2024學(xué)年高二上學(xué)期期中物理試題姓名:__________班級:__________考號:__________題號一二三總分評分一、單選題本題共10小題,共46分。在每小題給出的四個(gè)選項(xiàng)中,第1~7題只有一項(xiàng)符合題目要求,每小題4分:第8~10題有多項(xiàng)符合題目要求,每小題6分,全部選對的得6分,選對但不全的得3分,有選錯的得0分。1.下列說法正確的是()A.密立根通過油滴實(shí)驗(yàn)測定了元電荷,質(zhì)子和電子都是元電荷B.庫侖利用扭秤實(shí)驗(yàn)裝置測出了萬有引力常量C.安培提出了電場的概念,并提出用電場線來描述電場D.避雷針利用了帶電導(dǎo)體凸起尖銳的地方電荷密集、附近空間電場較強(qiáng)的特點(diǎn)2.避雷針上方有雷雨云時(shí),避雷針附近的電場線分布如圖所示,圖中央的豎直黑線AB代表了避雷針,CD為水平地面,M、N、P是電場中三個(gè)點(diǎn),其中M、P是關(guān)于AB直線對稱的兩個(gè)點(diǎn),下列說法正確是()A.N點(diǎn)的電勢比M點(diǎn)的電勢高B.M點(diǎn)的場強(qiáng)和P點(diǎn)的場強(qiáng)相同C.將一個(gè)試探電荷+q從M點(diǎn)移動到N點(diǎn),電場力做正功D.試探電荷?q在P點(diǎn)的電勢能大于在N點(diǎn)的電勢能3.在x軸上O、P兩點(diǎn)分別放置電荷量為q1、q2的點(diǎn)電荷,兩電荷連線上的電勢φ隨x變化的關(guān)系如圖所示,其中A、B兩點(diǎn)的電勢為零,A.P點(diǎn)放置的是帶正電的點(diǎn)電荷B.qC.C點(diǎn)的電場強(qiáng)度大于A點(diǎn)的電場強(qiáng)度D.將一帶負(fù)電的檢驗(yàn)電荷從B點(diǎn)移到D點(diǎn),其電勢能先增大后減小4.電流可以在其周圍空間激發(fā)出磁場,直線電流在空間某點(diǎn)激發(fā)的磁場磁感應(yīng)強(qiáng)度大小滿足B=μI2πr,其中μ為磁導(dǎo)率,I為電流大小,r為該點(diǎn)到直線電流的距離。如圖所示,A、B、C、D、E是半徑為R的圓的五等分點(diǎn),其中B、C、D、E四點(diǎn)有垂直于紙面向里的恒定直線電流,大小均為I0,A點(diǎn)直線電流大小也為I0,方向垂直于紙面向外。磁導(dǎo)率A.μI0πR B.3μI5.在如圖所示的U?I圖像中,直線Ⅰ為某一電源的路端電壓與電流的關(guān)系圖線,直線Ⅱ?yàn)槟骋浑娮鑂的U?I圖線。用該電源直接與電阻R相連組成閉合電路,由圖下面說法錯誤的是()A.電源的電動勢為3V,內(nèi)阻為0B.電阻R的阻值為1ΩC.電源的效率為50%D.電源的輸出功率為4W6.一個(gè)用滿偏電流為3mA的電流表改裝成的歐姆表,調(diào)零后用它測量500Ω的標(biāo)準(zhǔn)電阻時(shí),指針恰好指在刻度盤的正中間。如用它測量一個(gè)未知電阻時(shí),指針指在2mA處,則被測電阻的阻值為()A.250Ω B.500Ω C.750Ω D.1000Ω7.如圖所示,電路中的電阻均為2Ω,電源電動勢為3V,內(nèi)阻為0.A.2.0A,2.5V B.18.如圖所示,兩根光滑導(dǎo)軌平行放置,導(dǎo)軌所在平面與水平面間的夾角為θ,一質(zhì)量為m、長為L的導(dǎo)體棒ab垂直于導(dǎo)軌放置,整個(gè)裝置處于“垂直于兩導(dǎo)軌所在斜面向上的”勻強(qiáng)磁場中。當(dāng)導(dǎo)體棒ab中通有方向從a到b的恒定電流I時(shí),磁場的方向由垂直于斜面向上沿逆時(shí)針轉(zhuǎn)至水平向左的過程中,導(dǎo)體棒始終靜止,則磁感應(yīng)強(qiáng)度的大?。ㄖ亓铀俣葹間)()A.一直增大 B.先減小后增大C.可能為mgsinθIL D.可能為9.如圖所示,電路中E、r為電源的電動勢和內(nèi)阻,R1、R2、R3A.電容器兩極板間電勢差變小B.小液滴一定會向上運(yùn)動C.電阻R1D.若電流表、電壓表的示數(shù)變化量分別為ΔI和ΔU,則|10.現(xiàn)有某種直線加速器結(jié)構(gòu)如圖甲所示,編號為14號的4塊電極板平行放置,極板中心均有一小孔供粒子通過。其中1號和3號板與A接線柱相連,2號和4號板與B接線柱相連,在A、B接線柱間通以如圖乙所示的交變電壓,其中電壓U已知,周期T可以根據(jù)需要調(diào)節(jié)。現(xiàn)有一質(zhì)子從1號板由靜止釋放,沿直線保持加速運(yùn)動狀態(tài),穿過小孔達(dá)到4號板。設(shè)質(zhì)子的電荷量為e,質(zhì)量為m,1、2號板間距為d,忽略電場邊緣效應(yīng)及電壓變化瞬間所產(chǎn)生的影響,不計(jì)質(zhì)子重力,則()A.質(zhì)子離開3號板時(shí)的動量大小為2B.交變電壓的周期為dC.3、4號板間距為(D.整個(gè)運(yùn)動過程中質(zhì)子做勻加速直線運(yùn)動二、實(shí)驗(yàn)題本題共2小題,共14分。11.某同學(xué)要測量一新材料制成的圓柱體的電阻率ρ。步驟如下:⑴用游標(biāo)為20分度的卡尺測量其長度如圖1,由圖可知其長度L=mm;⑵用螺旋測微器測量其橫截面積的直徑為D;⑶用多用電表的電阻“×10”擋來粗略測量圓柱體的電阻,按正確的步驟操作,表盤示數(shù)如圖2所示,則該電阻的阻值約為Ω;⑷該同學(xué)想用伏安法更精確地測量圓柱體電阻R,現(xiàn)有的器材及其代號和規(guī)格如下:A.電流表A1(量程0~5mA,內(nèi)阻約50ΩB.電流表A2(量程0~15mA,內(nèi)阻約30ΩC.電壓表V1(量程0~3V,內(nèi)阻約10kΩD.電壓表V2(量程0~15V,內(nèi)阻約25kΩE.直流電源E(電動勢4V,內(nèi)阻不計(jì));F.滑動變阻器R1(阻值范圍0~15Ω,允許通過的最大電流2G.滑動變阻器R2(阻值范圍0~5kΩ,允許通過的最大電流0H.待測圓柱體;I.開關(guān)S;導(dǎo)線若干;⑸為使實(shí)驗(yàn)誤差較小,要求測得多組數(shù)據(jù)進(jìn)行分析,請?jiān)谙旅婵蛑挟嫵鰷y量的電路圖。(所選器材要標(biāo)明器材后的符號)⑹由該電路圖測量出待測圓柱體的電阻R;⑺該電路圖由于系統(tǒng)誤差使電阻的測量值(填“偏小”、“偏大”或“不變”)。⑻圓柱體的電阻率的表達(dá)式為ρ=(用所給字母表示)。12.疊層電池具有體積小輸出電壓高的特點(diǎn),某實(shí)驗(yàn)小組欲測量一塊疊層電池的電動勢和內(nèi)阻,所用器材如下:待測疊層電池(電動勢約為9V,內(nèi)阻約為十幾歐);電流表(量程為1mA,內(nèi)阻RA電阻箱(最大電阻值Rm定值電阻R0(R開關(guān)S一個(gè)、單刀雙擲開關(guān)K一個(gè)、導(dǎo)線若干。(1)如圖所示是甲同學(xué)設(shè)計(jì)的測量定值電阻阻值的電路圖,按圖連接好器材后,先將電阻箱的阻值調(diào)到(填“最大阻值”或“零”),將K接到1端,閉合S,記下電流表的讀數(shù)I1,再將K接到2端,調(diào)節(jié)電阻箱,使電流表的讀數(shù)仍為I1,記下電阻箱此時(shí)的阻值為9949.9Ω,則定值電阻的阻值(2)如圖所示是乙、丙兩位同學(xué)設(shè)計(jì)的測量電源電動勢和內(nèi)阻的實(shí)驗(yàn)電路圖,其中(填“乙”或“丙”)同學(xué)的實(shí)驗(yàn)電路更加合理。(3)按(2)中所選的電路圖連接器材,進(jìn)行實(shí)驗(yàn),I為電流表示數(shù),根據(jù)測量的數(shù)據(jù)做出1I?R圖線如圖丁所示,圖線的斜率為k,則電源的電動勢E=(用k、R三、解答題本題共3小題,共40分。13.直流電動機(jī)在生產(chǎn)、生活中有著廣泛的應(yīng)用。如圖所示,一直流電動機(jī)M和電燈L并聯(lián)之后接在直流電源上,電動機(jī)內(nèi)阻r1=0.5Ω,電燈燈絲電阻R=9Ω(阻值認(rèn)為保持不變),電源電動勢E=12V,內(nèi)阻r=1Ω,開關(guān)(1)流過電源的電流為多大?(2)流過電動機(jī)的電流為多大?(3)電動機(jī)的機(jī)械效率。14.在光滑的絕緣水平桌面上有一直角坐標(biāo)系,現(xiàn)有一個(gè)質(zhì)量m=0.1kg、電量為q=+2×10?6C的帶電小球,經(jīng)電勢差為U的加速電場加速后,從y軸正半軸上y=0.5m的P1處以速度v0沿x軸正方向射入y>0、x>0的空間,在y>0、x>0的空間有沿y軸負(fù)方向的勻強(qiáng)電場E1=1.25×104V/m,經(jīng)x=1.(1)加速電場電勢差U的大小;(2)帶電小球經(jīng)過P2(3)P315.如圖所示,豎直固定的光滑絕緣軌道處在水平向右的勻強(qiáng)電場中,軌道的傾斜部分MN傾角θ=53°,水平部分NP與傾斜軌道MN平滑連接,圓心為O、半徑為R的圓弧軌道PQJK與NP相切于P點(diǎn)。現(xiàn)有一質(zhì)量為m、電荷量為+q的帶電小球(可視為質(zhì)點(diǎn))從M點(diǎn)由靜止釋放,小球可沿軌道運(yùn)動。已知電場強(qiáng)度大小E=3mg4q,軌道水平段NP長度SNP=4R,重力加速度為(1)當(dāng)小球釋放高度h=9.6R時(shí),求小球到達(dá)(2)當(dāng)小球釋放高度h=9.6R時(shí),求小球運(yùn)動到與O點(diǎn)等高的(3)如果其他條件不變,僅將小球帶電量變?yōu)?q,要使小球在運(yùn)動過程中不脫離圓弧軌道,求小球釋放高度h的取值范圍。

答案解析部分1.【答案】D【解析】【解答】A、密立根通過油滴實(shí)驗(yàn)測定了元電荷,質(zhì)子和電子都不是元電荷,元電荷是一個(gè)數(shù)值,故A錯誤;

B、卡文迪許利用扭秤實(shí)驗(yàn)裝置測出了萬有引力常量,故B錯誤;

C、法拉第提出了電場的概念,并提出用電場線來描述電場,故C錯誤;

D、避雷針利用了帶電導(dǎo)體凸起尖銳的地方電荷密集、附近空間電場較強(qiáng)的特點(diǎn),進(jìn)行尖端放電,故D正確。

故答案為:D。

【分析】密立根通過油滴實(shí)驗(yàn)測定了元電荷,元電荷時(shí)電荷量的最小數(shù)值??ㄎ牡显S利用扭秤實(shí)驗(yàn)裝置測出了萬有引力常量,法拉第提出了電場的概念,并提出用電場線來描述電場。2.【答案】C【解析】【解答】A、沿電場線電勢逐漸降低,可知M點(diǎn)的電勢比N點(diǎn)的電勢高,故A錯誤;

B、電場方向沿電場線的切線方向,則M、P兩點(diǎn)電場強(qiáng)度方向不同,故B錯誤;

C、正的試探電荷從M點(diǎn)到N點(diǎn),電場力方向與位移方向夾角小于90°,所以電場力做正功,故C正確;

D、試探電荷-q從P點(diǎn)到N點(diǎn)電場力與運(yùn)動夾角為鈍角,電場力做負(fù)功,電勢能增大,P點(diǎn)的電勢能小于在N點(diǎn)的電勢能,故D錯誤。

故答案為:C。

【分析】沿電場線電勢逐漸降低,電場線越密集,電場強(qiáng)度越大,電場方向沿電場線的切線方向,電場力做正功,電勢能減小。3.【答案】B【解析】【解答】A、由圖知從O到B電勢先不斷降低后先升高再降低,則兩個(gè)點(diǎn)電荷必定是異種電荷,且P點(diǎn)電勢為最低,可知該放置的是負(fù)的點(diǎn)電荷,故A錯誤;

BC、根據(jù)圖像切線的斜率等于場強(qiáng),可知C點(diǎn)合場強(qiáng)為零,A點(diǎn)的合場強(qiáng)不等于零,則A點(diǎn)的場強(qiáng)比C點(diǎn)的大,由于C點(diǎn)與q2的點(diǎn)電荷的距離較q1近,根據(jù)E=k可知q故B正確,C錯誤;

D、將一負(fù)點(diǎn)電荷從B移到D點(diǎn),電勢先升高后降低,根據(jù)Ep=qφ可知,電勢能先減小后增大,故D錯誤。

故答案為:B。

【分析】根據(jù)圖像確定電勢的變化情況,φ-x圖像切線的斜率表示場強(qiáng)。根據(jù)場強(qiáng)為零的點(diǎn)結(jié)合點(diǎn)電荷場強(qiáng)公式及疊加原理確定電荷量的大小。結(jié)合圖像根據(jù)電勢能的定義確定電勢能的變化情況。4.【答案】A【解析】【解答】若A點(diǎn)直線電流方向垂直于紙面也向里,大小也為I0,則根據(jù)磁感應(yīng)強(qiáng)度的矢量運(yùn)算法則,圓心O點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為0。但實(shí)際A點(diǎn)直線電流大小為I0,方向垂直于紙面向外,則其它四個(gè)點(diǎn)的直線電流在圓心O點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度的矢量合與A點(diǎn)直線電流在O點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度的等大同向。故實(shí)際圓心O點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B=2故答案為:A。

【分析】根據(jù)右手定則和題意確定各導(dǎo)線在O點(diǎn)產(chǎn)生的磁場的方向和大小。再根據(jù)矢量運(yùn)算法則確定O點(diǎn)合磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小。5.【答案】C【解析】【解答】A、根據(jù)閉合電路歐姆定律得U=E-Ir圖像中直線I表示電源的路端電壓與電流的關(guān)系圖線,可知當(dāng)I=0時(shí),U=E,讀出電源的電動勢E=3V,圖線的斜率大小表示內(nèi)阻大小,則r=故A正確,不符合題意;

B、根據(jù)歐姆定律可知,伏安特性曲線的斜率表示電阻值,則電阻r=故B正確,不符合題意;

C、當(dāng)電源直接與電阻R相連組成閉合電路時(shí),由于電源內(nèi)部和外電路電流大小相同,則電源的效率

η=故C錯誤,符合題意;

D、圖線的交點(diǎn)表示該電源直接與電阻R相連組成閉合電路時(shí)工作狀態(tài),由圖讀出電壓U=2V,電流I=2A,則電源的輸出功率為P故D正確,不符合題意。

故答案為:C。

【分析】伏安特性曲線的斜率表示電阻值,圖線的交點(diǎn)表示該電源直接與電阻R相連組成閉合電路時(shí)工作狀態(tài)。再結(jié)合閉合電路歐姆定律及功率及電源效率的定義進(jìn)行解答。6.【答案】A【解析】【解答】根據(jù)中值電阻定義可知?dú)W姆表內(nèi)阻R內(nèi)=500Ω,表內(nèi)電源的電動勢E=Ig故答案為:A。

【分析】指針恰好指在刻度盤的正中間,待測電阻阻值等于表的內(nèi)阻,結(jié)合歐姆表原理以及閉合電路歐姆定律求解。7.【答案】B【解析】【解答】畫出等效電路如圖所示:

電流表所在支路的電阻為R'=可得外電路總電阻為R電壓表示數(shù)等于電路的路端總電壓U=則電流表的讀數(shù)為I=故答案為:B。

【分析】根據(jù)電路圖畫出等效電路圖,明確電流表和電壓表的測量對象。再根據(jù)閉合電路的歐姆定律及串并聯(lián)規(guī)律進(jìn)行解答。8.【答案】A,C【解析】【解答】AB、經(jīng)分析知,導(dǎo)體棒受到重力G、支持力FN和安培力FA,且三力的合力為零,如圖所示

從圖中可以看出,在磁場方向變化的過程中,安培力FA一直變大,由于F其中電流I和導(dǎo)體棒的長度L均不變,故磁感應(yīng)強(qiáng)度漸漸變大,故A正確,B錯誤;

CD、當(dāng)磁場方向垂直斜面向上時(shí),安培力FA沿斜面向上,此時(shí)安培力最小,最小值F則B當(dāng)磁場方向水平向左時(shí),安培力方向豎直向上,此時(shí)對應(yīng)的安培力最大,得磁感應(yīng)強(qiáng)度的最大值B故C正確,D錯誤。

故答案為:AC。

【分析】對導(dǎo)體棒進(jìn)行受力分析,根據(jù)三角形法則動態(tài)分析磁場方向改變時(shí),導(dǎo)體所受安培力的變化情況。并根據(jù)動態(tài)情況分析安培力的最大值和最小值,再根據(jù)安培力公式確定磁感應(yīng)強(qiáng)度的極值。9.【答案】B,D【解析】【解答】A、由圖可知,R2與滑動變阻器R4串聯(lián)后與R3并聯(lián),再與R1串連接在電源兩端;電容器與R3并聯(lián);當(dāng)滑片向a端移動時(shí),滑動變阻器R4接入電阻增大,回路電流減小,路端電壓變大,R1兩端電壓變小,電容器兩極板間電勢差變大,故A錯誤;

B、電壓表的示數(shù)變大,金屬板板間的電場變強(qiáng),電場力變大,電場力大于小液滴的重力,則小液滴向上運(yùn)動,故B正確;

C、滑動變阻器R4接入電阻增大,則電路中總電阻增大;由閉合電路歐姆定律可知,干路中電流減小;路端電壓增大,同時(shí)R1兩端的電壓也減??;故并聯(lián)部分的電壓增大;由歐姆定律可知流過R3的電流增大,故電流表的示數(shù)減小;根據(jù)P電阻R1消耗的功率減小,故C錯誤;

D、根據(jù)電路可知

?而?U有?U故D正確。

故答案為:BD

【分析】電容器兩端電壓等于與之并聯(lián)支路兩端電壓。根據(jù)題意確定總電阻的變化情況,再根據(jù)“程序法”進(jìn)行逐步分析。電路是由于滑動變阻器阻值改變導(dǎo)致總電阻發(fā)生變化,也可根據(jù)“串反并同”確定各部分元件電流、電壓、電功率等變化情況。10.【答案】A,C【解析】【解答】A、質(zhì)子沿直線保持加速運(yùn)動狀態(tài),質(zhì)子從1號板由靜止釋放到離開3號板的過程由動能定理得2e離開3號板時(shí)的動量p=mv解得p=2故A正確;

B、要使質(zhì)子沿直線保持加速運(yùn)動狀態(tài),則質(zhì)子在兩板間的運(yùn)動時(shí)間T2d=解得T=2d故B錯誤;

C、設(shè)3、4號板間距為x,則有x=v×聯(lián)立解得:x=故C正確;

D、質(zhì)子在板間的加速度為a=其中板間距L是變化的,所以加速度a是變化的,所以質(zhì)子不會做勻加速直線運(yùn)動,故D錯誤.

故答案為:AC。

【分析】粒子始終保持做加速運(yùn)動,即粒子在兩板間的運(yùn)動時(shí)間相等。根據(jù)圖像乙,確定粒子運(yùn)動過程中的受力情況,再根據(jù)勻變速直線運(yùn)動規(guī)律及動能定理和牛頓第二定律進(jìn)行分析解答。11.【答案】50.15;220;偏??;πR【解析】【解答】(1)由圖示游標(biāo)卡尺可以知道其示數(shù)為50(3)用多用電表的電阻“×10”擋測電阻,由圖示表盤可以知道,其示數(shù)為22×10(5)電源電動勢為4V,如用15V電壓表指針偏轉(zhuǎn)太小,故電壓表應(yīng)選V1,電路最大電流約為I=電流表應(yīng)選A2,為方便實(shí)驗(yàn)操作滑動變阻器應(yīng)選R1,待測電阻阻值大于滑動變阻器最大阻值,滑動變阻器采用分壓接法,電壓表內(nèi)阻遠(yuǎn)大于待測電阻阻值,電流表采用外接法;

(7)該電路圖由于電壓表分流使代入的電流偏大,根據(jù)歐姆定律電阻的測量值偏小。

(8)由R=ρ得,圓柱體的電阻率的表達(dá)式為ρ=【分析】選擇儀器時(shí)需滿足電路安全,即電表的量程應(yīng)大于電路中電流和電壓的最大值,且同時(shí)應(yīng)滿足測量準(zhǔn)確和操作便捷。誤差分析主要考慮電流表的分壓和電壓表的分流的影響。再結(jié)合實(shí)驗(yàn)原理結(jié)合電路圖進(jìn)行數(shù)據(jù)處理。12.【答案】(1)最大阻值;50或50.0(2)丙(3)E=【解析】【解答】(1)為保證電路安全,應(yīng)將變阻箱的阻值調(diào)至最大后接入電路。將K接到1端調(diào)整為K接到2端,改變滑動變阻器阻值,電流表的讀數(shù)不變,則開關(guān)調(diào)整前后總電阻不變,則R(2)若選擇乙同學(xué)的電路圖,為保證測量值不超過電流表的量程,則調(diào)節(jié)范圍約為0.9mA~1.0mA之間,測量范圍過小;丙同學(xué)電路圖中,電量表與定值電阻并聯(lián)后,相當(dāng)于擴(kuò)大電流表的量程,調(diào)節(jié)范圍更大,更合理。

(3)按丙同學(xué)所選的電路圖分析推到得電動勢表達(dá)式E=變形整理可得1根據(jù)已知條件可得k=解得E=【分析】為保證電路安全,應(yīng)將變阻箱的阻值調(diào)至最大后接入電路。根據(jù)實(shí)驗(yàn)原理結(jié)合電路圖推導(dǎo)得出圖像的函數(shù)表達(dá)式,再根據(jù)表達(dá)式分析圖像斜率及截距的物理意義。再結(jié)合圖像進(jìn)行數(shù)據(jù)處理。13.【答案】(1)解:U=E?Ir流過電源的電流I=(2)解:流過燈泡的電流I則流過電動機(jī)的電流I(3)解:電動機(jī)輸入功率P=U電動機(jī)的熱功率P電動機(jī)對外輸出的機(jī)械功率P電動機(jī)機(jī)械效率η=88【解析】【分析】(1)確定電路的連接方式,再根據(jù)閉合電路的歐姆定律進(jìn)行解答;

(2)確定電表的測量對象,根據(jù)歐姆定律確定通過燈泡的電流,再根據(jù)串并聯(lián)電路的規(guī)律進(jìn)行解答;

(3)根據(jù)電功率及焦耳定律確定電動機(jī)的總功率及電動機(jī)的輸出功率,再根據(jù)機(jī)械效率的定義進(jìn)行解答。14.【答案】(1)解:帶電小球在加速電場加速過程中,由動能定理得qU=在電場E1中有y=q聯(lián)立解得vU=6250V(2)解:設(shè)帶電小球經(jīng)過P2時(shí)的速度為v,v與x軸正方向夾角為θ,沿vv=tanθ=解得θ=45°故:經(jīng)過P2時(shí)的速度為22m/(3)解:設(shè)帶電小球在y軸負(fù)半軸上的P3點(diǎn)的坐標(biāo)為(0,?y2?x=vy解得y因此坐標(biāo)為(0【解析】【分析】(1)帶電

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