2023-2024學年北京十五中高二（上）期中物理（A卷）試題和答案

第1頁/共1頁2023北京十五中高二（上）期中物理（A卷）2023.11一、單項選擇題（本題共12小題，每小題3分，共36分。在每小題給出的四個選項中，只有一個選項是符合題意的）1.真空中兩個點電荷分別帶同種電荷，電荷量為Q?，Q?Q?≠A．4F B．F/4 C．F D．16F2.在電場中某點放一檢驗電荷，其電荷量為q，受到的力為F，則該點電場強度為E=F/q。則下列說法正確的是（）A．若移去檢驗電荷，該點電場強度變?yōu)榱鉈．若該點放一電荷量為2q的檢驗電荷，則該點場強變?yōu)镋/2C．該點放一電荷量為2q的檢驗電荷，該點場強仍為ED．該點放一電荷量為2q的檢驗電荷，該點場強為2E3.如圖所示，帶箭頭的實線表示某電場的電場線，虛線表示該電場的等勢面。其中A、B、C三點的電場強度大小分別為EA、EB、EC，電勢分別為φA、φB、φC。關(guān)于這三點的電場強度大小和電勢高低的關(guān)系，下列說法中正確的是（）A.EA=EBB.EA4.一太陽能電池板，測得它的開路電壓為800mV，短路電流40mA，如將該電池板與一阻值為20Ω的電阻連成一閉合電路，則它的路端電壓是（）A．0.10V B．0.20V C．0.30V D．0.40V5.加在某臺電動機上的電壓是U（V），電動機總功率為P（W），電動機線圈的電阻為R（Ω），則電動機的輸出功率為（）A.PB.U2RC.P26.如圖甲所示，在某電場中建立x坐標軸，A、B為x軸上的兩點，xA、xB分別為A、B兩點在x軸上的坐標值。一電子僅在電場力作用下沿x軸運動，該電子的電勢能Ep隨其坐標x變化的關(guān)系如圖所示，則下列說法中正確的是（）A．該電場是孤立點電荷形成的電場B．A點的電場強度小于B點的電場強度C．電子由A點運動到B點的過程中電場力對其所做的功WD．電子在A點的動能小于在B點的動能7.如圖所示為研究影響平行板電容器電容大小因素的實驗裝置。設(shè)兩極板的正對面積為S，極板間的距離為d，靜電計指針偏角為θ，平行板電容器的電容為C．實驗中極板所帶電荷量可視為不變，則下列關(guān)于實驗的分析正確的是（）A．保持d不變，減小S，則C變小，θ變大B．保持d不變，減小S，則C變大，θ變小C．保持S不變，增大d，則C變小，θ變小D．保持S不變，增大d，則C變大，θ變大8.如圖所示電路，電源內(nèi)阻不可忽略。開關(guān)S閉合后，在變阻器R?A．電壓表與電流表的示數(shù)都減小B．電壓表與電流表的示數(shù)都增大C．電壓表的示數(shù)增大，電流表的示數(shù)減小D．電壓表的示數(shù)減小，電流表的示數(shù)增大9.如圖所示為某同學利用傳感器研究電容器放電過程的實驗電路，實驗時先使開關(guān)S與1端相連，電源向電容器充電，待電路穩(wěn)定后把開關(guān)S擲向2端，電容器通過電阻放電，傳感器將電流信息傳入計算機，屏幕上顯示出電流隨時間變化的i-t曲線，這個曲線的橫坐標是放電時間，縱坐標是放電電流。僅由這個i-t曲線所提供的信息可以估算出（）A．電容器的電容B．一段時間內(nèi)電容器放電的電荷量C．某時刻電容器兩極板間的電壓D．一段時間內(nèi)電阻產(chǎn)生的熱量10.如圖所示，帶箭頭的線段表示電場線，虛線表示等勢面。一帶電粒子僅在電場力作用下由A運動到B的徑跡如圖中實線所示。粒子在A點的加速度為aA，動能為EA，，在B點的加速度為aB，動能為EA．粒子帶正電，aB．粒子帶負電，aA>aB，EA>EBC．粒子帶正電，aD．粒子帶負電，a11.電容器充電后就儲存了能量，某同學研究電容器儲存的能量E與電容器的電容C、電荷量Q及電容器兩極間電壓U之間的關(guān)系。他從等效的思想出發(fā)，認為電容器儲存的能量等于把電荷從一個極板搬運到另一個極板過程中克服電場力所做的功。為此他做出電容器兩極間的電壓u隨電荷量q變化的圖像（如圖所示）。按照他的想法，下列說法正確的是（）A．u-q圖線的斜率越大，電容C越大B．搬運Δq的電量，克服電場力所做的功近似等于Δq上方小矩形的面積C．對同一電容器，電容器儲存的能量E與兩極間電壓U成正比D．若電容器電荷量為Q時儲存的能量為E，則電容器電荷量為Q/2時儲存的能量為E/212.智能掃地機器人是一種智能家用電器，能自動在房間內(nèi)完成地板清潔工作，如今已慢慢普及，成為現(xiàn)代家庭的常用家電用品。如圖為某款智能掃地機器人，其參數(shù)見表，工作時將電池內(nèi)部化學能轉(zhuǎn)化為電能的效率；η=60%產(chǎn)品名稱科沃斯地寶塵盒容量0.3L清掃路線自由式液晶顯示有電池容量5000mAh充電器輸出24V/1000mA噪聲≤60Db額定功率40W行走速度20cm/s工作電壓24VA．該掃地機器人的電池從完全沒電到充滿電所需時間約為8.3hB．該掃地機器人最多能儲存的能量為4.32×10?C．該掃地機器人充滿電后能工作3hD．該掃地機器人充滿電后能工作4h二、不定項選擇題（本題共5小題，每小題4分，共20分。在每小題給出的四個選項中，可能有一個或多個選項是符合題意的，全部選對得4分，選對但不全得2分，錯選不得分。）13.示波管是示波器的核心部件，它由電子槍、偏轉(zhuǎn)電極和熒光屏組成，如圖所示。如果在熒光屏上P點出現(xiàn)亮斑，那么示波管中的（）A．極板X應(yīng)帶正電 B．極板X'應(yīng)帶正電C．極板Y應(yīng)帶正電 D．極板Y'應(yīng)帶正電14.在如圖所示的U-I圖中，直線a為某電源的路端電壓與電流的關(guān)系，直線b為某電阻R的電壓與電流的關(guān)系。現(xiàn)用該電源直接與電阻R連接成閉合電路，由圖可知（）A．該電阻R的阻值為2.0ΩB．該電源的電動勢為6.0V，內(nèi)阻為2ΩC．該電源的路端電壓為4.0V，輸出功率為4.0WD．用比R電阻大的電阻與該電源組成閉合回路，電源的輸出功率可能增大15.有一橫截面積為S的銅導線，流經(jīng)其中的電流為I，設(shè)每單位體積中有n個自由電子，電子的電量為q，此時電子的定向移動速率為v，在t時間內(nèi)，通過導體橫截面的自由電子數(shù)可表示為（）A.nvStB.nvtC.ItqD.It16.如圖，當K閉合后，一帶電微粒在平行板電容器間處于靜止狀態(tài)，下列說法正確的是（）A．保持K閉合，使P滑動片向左滑動，微粒仍靜止B．保持K閉合，使P滑動片向右滑動，微粒向下移動C．打開K后，使兩極板靠近，則微粒將向上運動D．打開K后，使兩極板靠近，則微粒仍保持靜止17.空間存在著平行于x軸方向的靜電場，其電勢隨x的分布如圖所示，A、M、O、N、B為x軸上的點，|OA|<|OB|，|OM|=|ON|。一個帶電粒子在電場中僅在電場力作用下從M點由靜止開始沿x軸向右運動，則下列判斷中正確的是（）A．粒子一定帶正電B．粒子從M向O運動過程中所受電場力均勻增大C．粒子一定能通過N點D．粒子從M向O運動過程電勢能逐漸減小三、實驗題（本題共1小題，共18分）18.實驗題（18分）（1）螺旋測微器的讀數(shù)是____________mm。（2）用多用電表進行了幾次測量，指針分別處于a和b的位置，如圖所示。若多用電表的選擇開關(guān)處于下面表格中所指的檔位，a和b的相應(yīng)讀數(shù)是多少？請?zhí)钤诒砀裰?。指針位置選擇開關(guān)所處擋位讀數(shù)a直流電流100mAmA直流電壓2.5VVb電阻×100Ω（3）用如圖所示電路測量電源的電動勢和內(nèi)阻。實驗器材：待測電源（電動勢約3V，內(nèi)阻約2Ω），保護電阻R?（阻值10Ω）和R?（阻值5Ω），滑動變阻器R，電流表A，電壓表V，開關(guān)S，導線若干。實驗主要步驟：①將滑動變阻器接入電路的阻值調(diào)到最大，閉合開關(guān)；②逐漸減小滑動變阻器接入電路的阻值，記下電壓表的示數(shù)U和相應(yīng)電流表的示數(shù)I；③以U為縱坐標，I為橫坐標，做U-I圖線（U、I都用國際單位）；④求出U-I圖線斜率的絕對值k和在橫軸上的截距a。回答下列問題：a.電壓表最好選用_________；電流表最好選用_________。A．電壓表（0~3V，內(nèi)阻約15kΩ）B．電壓表（0~3V，內(nèi)阻約3kΩ）C．電流表（0~200mA，內(nèi)阻約2Ω）D．電流表（0~30mA，內(nèi)阻約2Ω）b.滑動變阻器的滑片從左向右滑動，發(fā)現(xiàn)電壓表示數(shù)增大。兩導線與滑動變阻器接線柱連接情況是_________。A．兩導線接在滑動變阻器電阻絲兩端接線柱B．兩導線接在滑動變阻器金屬桿兩端接線柱C．一條導線接在滑動變阻器金屬桿左端接線柱，另一條導線接在電阻絲左端接線柱D．一條導線接在滑動變阻器金屬桿右端接線柱，另一條導線接在電阻絲右端接線柱c.選用k、a、R1和R2表示待測電源的電動勢E和內(nèi)阻r的表達式E=_________，r=_________代入數(shù)值可得E、和r的測量值。四、論述、計算題（本題共3小題，共26分。解答要求：寫出必要的文字說明、方程式、演算步驟和答案。只寫出最后答案的不能得分。有數(shù)值計算的題，答案中必須明確寫出數(shù)值和單位。）19.（8分）如圖所示，用電動勢為E、內(nèi)阻為r的電源，向滑動變阻器R供電。改變滑動變阻器R的阻值，路端電壓U與電流I均隨之變化。（1）請推導該電源對外電路能夠輸出的最大電功率及條件。（2）請寫出電源電動勢定義式，并結(jié)合能量守恒定律證明：電源電動勢在數(shù)值上等于內(nèi)、外電路電勢降落之和。20.（9分）如圖所示，為電動機提升重物的裝置，電動機線圈電阻為r=1Ω，電動機兩端電壓為5V，電路中的電流為1A，物體A重20N，在電動機的牽引下勻速上升，不計摩擦力，求：（1）電動機線圈電阻上消耗的熱功率（2）電動機輸入功率和輸出功率。（3）重物A勻速上升的速度大小21.（9分）電勢和場強是靜電場中兩個非常重要的物理量，分別反映了電場力的性質(zhì)和能的性質(zhì)，同時這兩個物理量的建立為我們解決很多問題提供了方便。（1）若空間中分布的電場為非勻強電場。如圖所示為該電場的一條電場線，場強方向從a到b，a和b兩點的電勢分別為φa和gb。現(xiàn)將一個電量為q的正試探電荷由a處移至b處，則電場力做功W為多少？（2）如圖所示，在平面直角坐標系中，存在方向平行于坐標平面的勻強電場（圖中未畫出），在第一象限內(nèi)有一塊擋板ab，其中a點坐標為（0，L），b點坐標為3L0。選取坐標原點O處的電勢為O，則a點的電勢為-φ（φ>0），b點的電勢為（?3φ。在坐標原點O處有一個粒子源，可在坐標平面內(nèi)沿電勢為O的等勢線向兩相反方向發(fā)射不同速度的同種粒子，粒子質(zhì)量均為mA．求勻強電場的電場強度；B．為使打在擋板上的粒子的動能增量最大，該粒子入射的速度應(yīng)為多大？

參考答案一、單項選擇題（本題共12小題，每小題3分，共36分。在每小題給出的四個選項中，只有一個選項是符合題意的）二、不定項選擇題（本題共5小題，每小題4分，共20分。在每小題給出的四個選項中，可能有一個或多個選項是符合題意的，全部選對得4分，選對但不全得2分，錯選不得分。）題號1234567891011121314151617答案CCBDDCAABDBBACBCACADCD三、實驗題（本題共1小題，共18分）18.（1）10.293-0.295（2）_23_mA_0.57_V_320-340_Ω（3）a._A_；_C_b._C_c._ak_；_K-R2_四、論述、計算題（本題共3小題，共26分。解答要求：寫出必要的文字說明、方程式、演算步驟和答案。只寫出最后答案的不能得分。有數(shù)值計算的題，答案中必須明確寫出數(shù)值和單位。）19.（8分）（1）電路中的電流強度為I輸出電功率P當R=x2R即R（2）電動勢的定義式為E根據(jù)能量守恒，在圖1中，非靜電力做的功W產(chǎn)生的電能等于外電路和內(nèi)電路產(chǎn)生的電熱，即：W所以EIt解得E20.（9分）（1）根據(jù)焦耳定律，熱功率為：P（2）輸入功率等于輸入電流與電動機兩端電壓的乘積：P入=IU=1×5W=