河南省名校联考2023-2024学年高二上学期9月月考
物理试卷
一、选择题:(本题共10小题,每小题5分,共50分。在每小题给出的四个选项中,第1-6题只有一项符合题目要求,第7-10题有多个选项符合题目要求;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. 下列说法正确的是( )
A. 金属电阻率随温度的升高而减小
B. 元电荷e的数值是由密立根用扭秤实验测得的
C. 处于静电平衡状态的导体内部场强处处为0
D. 电场中某点的电场强度越大,则该点的电势越高
2. 某手机电池背面印有的一些符号如图所示。已知元电荷e=1.60×10﹣19C,下列说法正确的是( )
A. “毫安·时”(mA·h)是电池储存的能量的单位
B. “伏特”(V)是国际单位制中的基本单位
C. 若该手机的待机电流为10mA,则手机最多可待机100小时
D. 若该电池工作电流为16mA,则每秒内定向通过电源的电子个数为1×1017个
3. 如图所示,光滑绝缘水平桌面上有A、B两个带电小球(可以看成点电荷),A球带电量为,B球带电量为;由静止开始释放两球,释放瞬间A球加速度大小为B球的两倍,不计空气阻力,下列说法正确的是( )
A. A、B球相互靠近过程中加速度都增大,且A球加速度总是B球的两倍
B. A球的质量和B球质量相等
C. A球受到的静电力与B球受到的静电力是一对平衡力
D. A球受到的静电力是B球受到静电力的2倍
4. 某同学通过实验,描绘出了两个电阻伏安特性曲线,如图所示,两条图线交于点,的图像在点的切线与纵轴的交点值为。下列说法正确的是( )
A. 的电阻为
B. 当时,与的电阻相等
C. 的电阻随电压的增大而减小
D. 当时,的电阻为
5. 如图1所示的电路中,M与N间接一智能电源,用以控制电容器C两端的电压。如果随时间t的变化关系如图2所示,则下列描述电阻R两端电压随时间t变化关系的图像中,正确的是( )
A. B.
C. D.
6. 如图所示,平行板电容器与电动势为E的直流电源(内阻不计)连接,下极板接地,电路a、b之间接有一灵敏电流表。一带电油滴位于电容器中的P点且恰好处于平衡状态。现将平行板电容器的上极板竖直向上移动,则( )
A. 带电油滴将沿竖直方向向上加速运动
B. P点的电势将升高
C. 带电油滴的电势能将减少
D. 电流表中将有从a到b的电流
7. 如图所示,两个等量异种电荷固定在圆O水平直径的两端,a b c d为圆周上的四个点,abcd是以O为中心的正方形 下列说法正确的是( )
A. a点与c点的电场强度大小相等,方向相同
B. a b c d O五点中,O点的电势最高
C. 从a点沿直线到b点,电场强度先增大后减小
D. 从a点沿直线到d点,电势先升高后降低
8. 用两个相同的小量程电流表G,分别改装成了两个量程不同的大量程电流表、,若量程大于,将、接入如图甲、乙所示的电路中,闭合电键后,下列有关说法正确的是( )
A. G改装成,时要串联电阻,串联的电阻大
B. 图甲中,的指针偏角相同
C. G改装成,时要并联电阻,并联的电阻大
D. 图乙中,的示数相同
9. 在如图所示的电路中,电压表和电流表均视为理想电表,闭合电键S,将滑动变阻器滑片P缓慢向右移动过程中,灯泡的电阻恒定不变,电压表示数变化量的绝对值为,电流表示数变化量的绝对值为,则下列判断正确的是( )
A. 灯泡变亮 B. 电容器的带电量变小
C. 电源的效率增大 D. 变小
10. 如图所示,真空中有一匀强电场(图中未画出),电场方向与圆周在同一平面内,三角形ABC是圆的内接直角三角形,,O为圆心,半径。位于处的粒子源向平面内各个方向发射初动能均为,电荷量为的粒子,这些粒子会经过圆周上不同的点,其中到达点的粒子动能为,到达C点的粒子动能也为。忽略粒子受到的重力和粒子间的相互作用,下列说法正确的是( )
A.
B. 电场方向由A指向B
C. 匀强电场的电场强度大小为
D. 经过圆周上的所有粒子,动能最大为
二、实验题(每空2分,共18分)
11. 某同学在“练习使用多用电表”的实验中:
(1)若用此表测量一阻值约为150Ω的定值电阻,下列操作正确的是___________;
A.将选择开关调到“×100”欧姆挡
B.欧姆调零时,两表笔短接,调节欧姆调零旋钮,直到指针与表盘左边零刻度对齐
C.在测量电阻时,双手不能同时接触电阻两端
D.测量完成后,将选择开关调到“OFF”挡
(2)图为一正在测量中的多用电表表盘。如果选择开关在欧姆挡“×1k”倍率处,则读数为___________Ω;如果选择开关在直流2.5V挡,则读数为___________V。
(3)若用多用电表的欧姆挡去探测一个正常的二极管,某次探测时,发现表头指针偏转角度很大,则与二极管正极相连的是多用电表的___________(选填“红表笔”或“黑表笔”)。
12. 某实验小组同学想测量一个约几欧姆电阻阻值,实验室提供的器材:
A.电池组(电动势为)
B.电压表(量程为,内阻约)
C.电压表(量程为,内阻约)
D.电流表(量程为,内阻约)
E.电流表(量程为,内阻约)
F.滑动变阻器(,额定电流2A)
G.开关、导线若干
(1)为了减小实验误差,电压表应选________,电流表应选________(填写所选器材前的序号)。
(2)要使得测量误差最小,他们测量是采用如图哪种接法________。
A B. C. D.
(3)闭合开关S,调节滑动变阻器的滑片,根据测得的多组数据在坐标纸上(如图)建立U、I坐标系,描绘出图线,则待测电阻的阻值为________Ω(结果保留2位有效数字),测量结果与真实结果相比________(填“偏大”、“偏小”或“无误差”)。
三、计算题(本题包括3小题,共32分。解答应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤,只写出最后答案的不能得分,有数值计算的题,答案中必须明确写出数值和单位。)
13. 在图中R1=9Ω,R2=5Ω.当单刀双掷开关S扳到位置“1”时,电压表示数U1=2.70V;当开关S扳到位置“2”时,电压表的示数U2=2.50V.可得电源的电动势E和内电阻r.
14. 如图某型号电动平衡车,其体积小,操控新颖方便,深受年轻人的喜爱。当人站在平衡车上沿水平直轨道由静止开始运动,质量的同学站在质量为的电动平衡车上,以的加速度启动,在水平面内做直线运动,所受阻力恒为总重力的0.025倍,己知电动平衡车所用电机铭牌标有“50V 5A”字样,电机线圈电阻为,g取10m/s2,求:
(1)电动平衡车所用电机正常工作时的输出功率;
(2)电动平衡车匀加速运动持续的时间。
15. 如图所示,在平面直角坐标系xOy中,第二象限存在沿x轴正方向的匀强电场,第一象限存在沿y轴负方向的匀强电场,第四象限存在与x轴负方向夹角为θ=45°的匀强电场,第二象限与第四象限内电场的场强大小均为E0,质量为m 电荷量为q的带正电的粒子从第二象限坐标为(-L,L)的A点由静止释放,经电场加速后,从y轴上的B点进入第一象限,经电场偏转后,从x轴上的C点进入第四象限,速度方向与x轴正方向的夹角θ=45°,粒子运动到D点(图中未画出)速度减小到0,不计粒子重力,求:
(1)粒子经过B点的速度大小;
(2)第一象限内匀强电场的场强大小;
(3)粒子从A点运动到D点的时间
河南省名校联考2023-2024学年高二上学期9月月考
物理试卷 答案解析
一、选择题:(本题共10小题,每小题5分,共50分。在每小题给出的四个选项中,第1-6题只有一项符合题目要求,第7-10题有多个选项符合题目要求;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. 下列说法正确的是( )
A. 金属的电阻率随温度的升高而减小
B. 元电荷e的数值是由密立根用扭秤实验测得的
C. 处于静电平衡状态的导体内部场强处处为0
D. 电场中某点的电场强度越大,则该点的电势越高
【答案】C
【解析】
【详解】A.金属的电阻率随温度的升高而增加。故A错误;
B.元电荷e的数值是由密立根用油滴实验测得的。故B错误;
C.处于静电平衡状态的导体内部场强处处为0。故C正确;
D.沿着电场线前进电势逐渐降低。电场中某点的电场强度越大,则该点的电势不一定越高。故C错误。
故选C。
2. 某手机电池背面印有一些符号如图所示。已知元电荷e=1.60×10﹣19C,下列说法正确的是( )
A. “毫安·时”(mA·h)是电池储存的能量的单位
B. “伏特”(V)是国际单位制中的基本单位
C. 若该手机的待机电流为10mA,则手机最多可待机100小时
D. 若该电池工作电流为16mA,则每秒内定向通过电源的电子个数为1×1017个
【答案】D
【解析】
【详解】A.“毫安·时”(mA·h)是指电池放电时能输出的总电荷量,显然不是电池储存的能量的单位,故A错误;
B.“伏特”(V)不是国际单位制中的基本单位,是导出单位,故B错误;
C.根据该手机电池提供的数据可知,若该手机的待机电流为10mA,则手机最多可待机时间为
故C错误;
D.若该电池工作电流为16mA,则每秒内定向通过电源的电子个数为
(个)
故D正确。
故选D。
3. 如图所示,光滑绝缘水平桌面上有A、B两个带电小球(可以看成点电荷),A球带电量为,B球带电量为;由静止开始释放两球,释放瞬间A球加速度大小为B球的两倍,不计空气阻力,下列说法正确的是( )
A. A、B球相互靠近过程中加速度都增大,且A球加速度总是B球的两倍
B. A球的质量和B球质量相等
C. A球受到的静电力与B球受到的静电力是一对平衡力
D. A球受到的静电力是B球受到静电力的2倍
【答案】A
【解析】
【详解】AB.根据题意可知,A、B球相互靠近的过程中,释放瞬间A球加速度大小为B球的两倍,则A、B间距离越来越小,相互作用力越来越大,所以加速度都增大,并且A、B球所受力的大小一直相等,则A球加速度总是B球的两倍,根据牛顿第二定律可知,B球的质量是A球的2倍,故B错误,A正确;
CD.A球受到的静电力与B球受到的静电力是一对相互作用力,大小相等,方向相反,故CD错误。
故选A。
4. 某同学通过实验,描绘出了两个电阻的伏安特性曲线,如图所示,两条图线交于点,的图像在点的切线与纵轴的交点值为。下列说法正确的是( )
A. 的电阻为
B. 当时,与的电阻相等
C. 的电阻随电压的增大而减小
D. 当时,电阻为
【答案】B
【解析】
【详解】ABD.由图像得,当时,通过两电阻的电流均为,则、的阻值均为
故AD错误,B正确;
C.图像上某点与坐标原点连线的斜率的倒数为电阻,由图知,的电阻随电压的增大而增大,故C错误。
故选B。
5. 如图1所示的电路中,M与N间接一智能电源,用以控制电容器C两端的电压。如果随时间t的变化关系如图2所示,则下列描述电阻R两端电压随时间t变化关系的图像中,正确的是( )
A. B.
C. D.
【答案】D
【解析】
【详解】根据电容器的定义式可知
结合图像可知,图像的斜率为,则内的电流与内的电流关系为
且两段时间中的电流方向相反,根据欧姆定律可知两端电压大小关系满足
由于电流方向不同,所以电压方向不同。
0到1s内,图像斜率为零,电流为零,两端电压为零。
故选D。
6. 如图所示,平行板电容器与电动势为E的直流电源(内阻不计)连接,下极板接地,电路a、b之间接有一灵敏电流表。一带电油滴位于电容器中的P点且恰好处于平衡状态。现将平行板电容器的上极板竖直向上移动,则( )
A. 带电油滴将沿竖直方向向上加速运动
B. P点的电势将升高
C. 带电油滴的电势能将减少
D. 电流表中将有从a到b的电流
【答案】D
【解析】
【详解】A.油滴平衡时受到向上的电场力与重力平衡,电容器始终与电源相连,电压U不变,由
可知,E减小,油滴受到的电场力将减小,将沿竖直方向向下运动,故A错误;
B.P点的电势等于P点到下极板间的电势差,即
由于场强E减小,P到下极板间的距离不变,故P点的电势将降低,故B错误;
C.极板间的场强竖直向下,油滴受到的电场力竖直向上,故油滴带负电,由
可知,带负电的油滴具有的电势能升高,故C错误;
D.上极板竖直向上移动,由
可知,C减小,Q减小,电容器放电,有正电荷向右流过电流计,即电流表中将有从a到b的电流,故D正确。
故选D。
7. 如图所示,两个等量异种电荷固定在圆O水平直径的两端,a b c d为圆周上的四个点,abcd是以O为中心的正方形 下列说法正确的是( )
A. a点与c点的电场强度大小相等,方向相同
B. a b c d O五点中,O点的电势最高
C. 从a点沿直线到b点,电场强度先增大后减小
D. 从a点沿直线到d点,电势先升高后降低
【答案】AD
【解析】
【详解】A.等量异种点电荷的电场分布如图所示
电场线的疏密表示电场强度的大小,电场线的切线方向表示电场强度的方向,a、c两点关于O点对称,两点的电场强度大小相等,方向相同,故A正确;
B.a b c d O五点中,,,,故B错误;
C.由图可知,从a点沿直线到b点,电场线由密到疏再到密,所以电场强度先减小后增大,故C错误;
D.由图可知,从a点沿直线到d点,电势先升高后降低,故D正确。
故选AD。
8. 用两个相同的小量程电流表G,分别改装成了两个量程不同的大量程电流表、,若量程大于,将、接入如图甲、乙所示的电路中,闭合电键后,下列有关说法正确的是( )
A. G改装成,时要串联电阻,串联的电阻大
B. 图甲中,的指针偏角相同
C. G改装成,时要并联电阻,并联的电阻大
D. 图乙中,的示数相同
【答案】BD
【解析】
【详解】AC.电流表量程扩大需要并联电阻,并联阻值满足
量程越大,并联电阻越小,故AC错误;
B.图甲中,,两个电流表并联,则电流表G电压相同,通过的电流相同,偏转角度相同,故B正确;
D.图乙两个电流表串联,根据串联电路电流处处相等可知,的示数相同,故D正确。
故选BD。
9. 在如图所示的电路中,电压表和电流表均视为理想电表,闭合电键S,将滑动变阻器滑片P缓慢向右移动过程中,灯泡的电阻恒定不变,电压表示数变化量的绝对值为,电流表示数变化量的绝对值为,则下列判断正确的是( )
A. 灯泡变亮 B. 电容器的带电量变小
C. 电源的效率增大 D. 变小
【答案】AB
【解析】
【详解】AB.根据题意可知,滑动变阻器滑片P缓慢向右移动,接入电路电阻变小,由闭合回路欧姆定律可得,电流表示数变大,电压表示数变小,路端电压U变小,则灯泡变亮,由公式可得,电容器的带电量变小,故AB正确;
C.根据题意可得,电源的效率为
由于变小,则变小,故C错误;
D.根据题意,由闭合回路欧姆定律有
可知
保持不变,故D错误。
故选AB。
10. 如图所示,真空中有一匀强电场(图中未画出),电场方向与圆周在同一平面内,三角形ABC是圆的内接直角三角形,,O为圆心,半径。位于处的粒子源向平面内各个方向发射初动能均为,电荷量为的粒子,这些粒子会经过圆周上不同的点,其中到达点的粒子动能为,到达C点的粒子动能也为。忽略粒子受到的重力和粒子间的相互作用,下列说法正确的是( )
A.
B. 电场方向由A指向B
C. 匀强电场的电场强度大小为
D. 经过圆周上的所有粒子,动能最大为
【答案】BCD
【解析】
【详解】BC.根据题意可知到达B点的粒子动能与到达C点的粒子动能相等,所以B、C两点电势相等,BC连线为匀强电场的等势面,根据电场线与等势面相互垂直,且的粒子,从A点运动到B点动能增大,可知电场力做正功,粒子一定沿着电场线方向运动,由此可判断AB的方向就是该电场的电场强度方向,如图所示
A、B间的电势差为
根据几何关系可得
电场强度为
代入数据解得
故BC正确;
A.因为
可得
故A错误;
D.由题意可知,整个圆周上D点电势最低,则粒子运动到D点动能最大,根据
由几何关系可得
联立可得
从A到D根据动能定理
代入数据可得
故D正确。
故选BCD。
二、实验题(每空2分,共18分)
11. 某同学在“练习使用多用电表”的实验中:
(1)若用此表测量一阻值约为150Ω的定值电阻,下列操作正确的是___________;
A.将选择开关调到“×100”欧姆挡
B.欧姆调零时,两表笔短接,调节欧姆调零旋钮,直到指针与表盘左边零刻度对齐
C.在测量电阻时,双手不能同时接触电阻两端
D.测量完成后,将选择开关调到“OFF”挡
(2)图为一正在测量中多用电表表盘。如果选择开关在欧姆挡“×1k”倍率处,则读数为___________Ω;如果选择开关在直流2.5V挡,则读数为___________V。
(3)若用多用电表的欧姆挡去探测一个正常的二极管,某次探测时,发现表头指针偏转角度很大,则与二极管正极相连的是多用电表的___________(选填“红表笔”或“黑表笔”)。
【答案】 ①. CD ②. ③. 1.25 ④. 黑表笔
【解析】
【详解】(1)[1]A.用欧姆表测电阻要选择合适的挡位使指针指在中央刻度线附近,测量一个阻值大约为150Ω的定值电阻,则要先选择开关拨至“×10Ω”挡,故A错误;
B.进行欧姆调零,调节的是欧姆调零旋钮不是机械调零,故B错误;
C.在电阻测量时,准确,双手不能同时接触电阻两端,故C正确;
D.测量完成后,将选择开关调到“OFF”挡,故D正确。
故选CD;
(2)[2]选择开关在电阻挡“×1k”,由图示表盘可知,读数为
15×1000Ω=1.5×104Ω
[3]如果选择开关在直流电压挡“2.5V”,由图示表盘可知,其分度值为0.05V,其读数为:1.25V。
(3)[4]用欧姆挡,电流由黑表笔流出,接二极管正极则导通,接负极为截止,表头指针偏转角度很大,说明电流由二极管的正极进入,对于电表从黑的表头出,所以是黑表笔与二极管正极相接。
12. 某实验小组同学想测量一个约几欧姆电阻的阻值,实验室提供的器材:
A.电池组(电动势为)
B.电压表(量程为,内阻约)
C.电压表(量程,内阻约)
D.电流表(量程为,内阻约)
E.电流表(量程为,内阻约)
F.滑动变阻器(,额定电流2A)
G.开关、导线若干
(1)为了减小实验误差,电压表应选________,电流表应选________(填写所选器材前的序号)。
(2)要使得测量误差最小,他们测量是采用如图哪种接法________。
A. B. C. D.
(3)闭合开关S,调节滑动变阻器的滑片,根据测得的多组数据在坐标纸上(如图)建立U、I坐标系,描绘出图线,则待测电阻的阻值为________Ω(结果保留2位有效数字),测量结果与真实结果相比________(填“偏大”、“偏小”或“无误差”)。
【答案】 ①. B ②. D ③. C ④. 5.4 ⑤. 偏小
【解析】
【详解】(1)[1][2]由于电池组的电动势为,为了减小实验误差,电压表应选B,由于待测电阻约几欧姆,由欧姆定律可知,电路中最大电流
则电流表应选D。
(2)[3]要使得测量误差最小,由于待测电阻较小,应采用电流表外接法,电压表和电流表示数从0开始变化,滑动变阻器采用分压接法。
故选C。
(3)[4]根据题意,由欧姆定律可知,图像的斜率表示待测电阻的阻值,则有
[5]由于电压表的分流,所测电流偏大,则电阻的测量结果与真实结果相比偏小。
三、计算题(本题包括3小题,共32分。解答应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤,只写出最后答案的不能得分,有数值计算的题,答案中必须明确写出数值和单位。)
13. 在图中R1=9Ω,R2=5Ω.当单刀双掷开关S扳到位置“1”时,电压表的示数U1=2.70V;当开关S扳到位置“2”时,电压表的示数U2=2.50V.可得电源的电动势E和内电阻r.
【答案】,
【解析】
【分析】
【详解】根据闭合电路欧姆定律,当开关S处于位置1时,时有:
代入得:
①
当开关处于位置2时,时有:
代入得:
②
联立①②得:
,
14. 如图某型号电动平衡车,其体积小,操控新颖方便,深受年轻人的喜爱。当人站在平衡车上沿水平直轨道由静止开始运动,质量的同学站在质量为的电动平衡车上,以的加速度启动,在水平面内做直线运动,所受阻力恒为总重力的0.025倍,己知电动平衡车所用电机铭牌标有“50V 5A”字样,电机线圈电阻为,g取10m/s2,求:
(1)电动平衡车所用电机正常工作时的输出功率;
(2)电动平衡车匀加速运动持续的时间。
【答案】(1)200W;(2)2s
【解析】
【详解】(1)电动车的总功率为
电动车的热功率为
电动车的机械功率为
(2)电动车所受的阻力恒为车重的0.025倍,所以阻力的大小为
电动车的牵引力
得
电动车匀加速时最大速度为v,根据
得
匀加速的时间
得
15. 如图所示,在平面直角坐标系xOy中,第二象限存在沿x轴正方向的匀强电场,第一象限存在沿y轴负方向的匀强电场,第四象限存在与x轴负方向夹角为θ=45°的匀强电场,第二象限与第四象限内电场的场强大小均为E0,质量为m 电荷量为q的带正电的粒子从第二象限坐标为(-L,L)的A点由静止释放,经电场加速后,从y轴上的B点进入第一象限,经电场偏转后,从x轴上的C点进入第四象限,速度方向与x轴正方向的夹角θ=45°,粒子运动到D点(图中未画出)速度减小到0,不计粒子重力,求:
(1)粒子经过B点的速度大小;
(2)第一象限内匀强电场的场强大小;
(3)粒子从A点运动到D点的时间
【答案】(1);(2);(3)
【解析】
【详解】(1)带电粒子在第二象限内运动,由动能定理得
解得
(2)带电粒子在第一象限内做类平抛运动,则
又
由题意得
解得
(3)带电粒子在第二 第四象限内运动,由牛顿第二定律得
在第二象限内运动,有
在第四象限内运动,有
粒子从A点运动到D点的时间为
解得
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